近日，包括東京大學在內(nèi)的日本研究團隊研發(fā)出世界上第一臺體積小、性能穩(wěn)定、精度超高，體積僅為250升的光晶格鐘。

光晶格鐘是一種原子鐘，精度比銫原子鐘高出100倍。它的精確度相當于在100億年里僅產(chǎn)生大約1秒的誤差。憑借其超凡的精度，光晶格鐘被視為下一代定義“秒”的有力候選者。

在研發(fā)過程中，原子鐘躍遷的光譜測量物理組件，以及用于原子捕獲和光譜分析的激光和控制系統(tǒng)均實現(xiàn)了小型化。這一創(chuàng)新將設備體積從傳統(tǒng)的920升減小到了250升。

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體積為 250 升的緊湊型光學晶格鐘已經(jīng)開發(fā)出來。該系統(tǒng)包括用于在真空室內(nèi)對時鐘躍遷進行光譜分析的物理套件、用于操縱原子的激光器、用于時鐘操作的控制系統(tǒng)以及用作激光器頻率參考的光學腔。激光冷卻的原子被捕獲在光學晶格中，時鐘躍遷頻率在低溫黑體輻射屏蔽中以高精度測量。

光晶格鐘小型化提升了便攜性，使其能用在各種安裝環(huán)境中。光晶格鐘能以厘米級的精度監(jiān)測板塊運動，追蹤火山活動引發(fā)的地殼垂直位移，并在從數(shù)小時到數(shù)年的時間尺度上精確觀測地殼的高度變化。此外，它還能促進超高精度高程測量和定位系統(tǒng)的開發(fā)。因此，光晶格鐘有望成為未來社會需求的基礎性設施，將在很多研究領域和實際應用中作出貢獻。

此次研究隸屬于“光晶格時鐘云時空信息平臺”研發(fā)項目。其目標是通過連接光晶格時鐘來構(gòu)建超高精度云時鐘環(huán)境，將全球?qū)Ш?span onclick="sendmsg('pw_ajax.php','action=relatetag&tagname=衛(wèi)星',this.id)" style="cursor:pointer;border-bottom: 1px solid #FA891B;" id="rlt_10">衛(wèi)星系統(tǒng)中使用的原子鐘精度提高1000倍以上，從而實現(xiàn)更快、容量更大的通信以及更先進的定位服務。