北京大学团队在光钟领域取得两项重要进展

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北京大学电子学院陈景标教授团队在光钟研究领域取得重大突破，于2025年1月21日在《Applied Physics Letters》期刊上发表两项重要成果，为未来光钟的实际应用开辟了新途径。 目前实验室级光钟精度已达到数百亿年误差1秒，远超现有微波原子钟。国际计量大会正计划利用光钟重新定义“秒”。 然而，传统光晶格原子钟和离子光钟系统复杂、成本高昂，限制了其应用范围。

陈景标教授团队另辟蹊径，提出两种全新光钟方法，摆脱了对复杂PDH系统的依赖，仅需一台激光器或加移频即可实现。这一突破显著降低了成本和复杂性，使其具备在空间站、星载、舰载和机载等平台应用的巨大潜力。

成果一：基于漫反射激光冷却铷原子的780 nm光钟

该成果利用漫反射激光冷却技术，制备出长达50厘米的冷87Rb原子团，并以此作为量子频率参考，实现了基于频率调制谱稳频的780 nm冷原子光频标。 该方案仅需三台（未来可减至一台）相同波长的激光器，并结合自主研发的原子选频法拉第激光器，显著简化了系统结构，提升了可靠性。 其环内秒级频率稳定度达到3.3×10-15，有望应用于空间冷原子光钟，推动空间科学、导航定位和波长标准领域的发展。

成果二：基于133Cs原子的852 nm紧凑型法拉第光频标

该成果利用北京大学自主研发的原子选频法拉第激光器，实现了基于133Cs原子的852 nm紧凑型法拉第光频标。 法拉第激光器采用原子滤光器作为选频器件，对环境变化具有很强的鲁棒性，其稳定度达到2.81 × 10-13√τ。 该小型化、高稳定性、环境适应性强的光钟方案，为星载、舰载、机载等应用场景提供了理想的解决方案。

这两项研究成果为光钟技术的发展和实际应用带来了新的突破，为构建全球性光钟网络，实现高精度时间同步，并促进基础科学研究奠定了坚实的基础。 研究工作得到了多项国家级项目的资助。

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