一个基于单个被困的199Hg+离子的光学时钟.
S A Diddams1, T Udem, J C Bergquist
1Time and Frequency Division, National Institute of Standards and Technology, 325 Broadway, Boulder, CO 80305, USA. sdiddams@boulder.nist.gov
概括
研究人员开发了一种全光学原子钟,使用单个被困的离子 (199Hg+) 进行卓越的计时. 这种光学原子钟比目前的微波原子钟稳定性要好得多.
科学领域:
- 原子,分子和光学物理学
- 计量学和测量科学 计量学和测量科学
背景情况:
- 50年来,微波原子钟一直是时间和频率的主要标准.
- 光学原子钟由于其更高的操作频率,因此具有更高稳定性的潜力.
研究的目的:
- 为了展示一个全光学原子钟.
- 为了实现超越微波标准的增强频率稳定性.
主要方法:
- 使用单个被困的199Hg+离子,引用1.064-petahertz的过渡.
- 采用模式锁定的五秒激光时钟,相连贯地锁定到光学频率.
- 与激光冷却光学标准的性能比较.
主要成果:
- 在1秒的平均化时间内达到7x10(-15) 的分数频率不稳定性上限.
- 证明稳定性大大超过了最好的微波原子钟.
结论:
- 基于光学转换的全光学原子钟提供了卓越的稳定性.
- 展示的199Hg+离子时钟代表了精确计时技术的重大进步.


