光学频率标准实验室

光学频率标准实验室

中国计量科学研究院时间频率研究所光学频率标准实验室负责研究和建立国家光学频率标准。中国计量科学研究院光学频率标准的研究工作从20世纪60年代初期开始，早期的研究工作重点在He-Ne和碘吸收激光稳频研究。2005年使用调制转移方法研制完成碘稳频532 nm Nd:YAG单块固体激光频率标准，频率稳定度达到5×10-15（100秒平均时间），达到当时的世界先进水平，获得2008年国家科技进步二等奖。

从2002年开始研究基于掺钛蓝宝石（Ti:Sapphire）锁模飞秒激光器的光学频率梳。2006年计量院飞秒激光光学频率梳系统通过了鉴定，实验测量了碘稳频532nm Nd:YAG固体激光频率标准的光学频率，测量不确定度达到了3.6×10-14。此项目获得2009年国家科技进步二等奖。飞秒光梳装置的研制成功使得我国国家激光波长（频率）标准不再依赖于国际比对才能实现量值溯源，这标志着我国独立完整的激光波长（频率）量值溯源体系的建成。

锶原子光晶格钟研究工作从2007年正式开始，先后得到了973计划、国家科技支撑计划、国家重点基础研究发展计划、国家自然科学基金精密测量物理重大专项和国家重点研发计划的支持，开展了Hz量级线宽超稳激光系统、锶原子的激光冷却与囚禁和锶原子精密光谱等研究，2015年研制完成国内第一台锶原子光晶格钟，实现了频率偏移的独立评定，评定不确定度2.3×10-16；通过溯源到NIM5铯原子喷泉钟进行了绝对频率测量，不确定度3.4×10-15。2015年9月绝对频率测量结果报送国际时间频率咨询委员会CCTF频率标准工作组并被采纳，参与了锶原子频率2015年国际推荐值计算，使中国成为世界上第五个研制成功锶原子光晶格钟的国家。2016年，开始在计量院昌平实验基地开展第二套锶原子光晶格钟研究，目前已经实现了闭环锁定。为了进行两台光钟的比对，在计量院和平里院区和昌平院区之间建立了超稳激光频率传递系统，为今后异地光钟的比对奠定技术基础。

2019年，武汉物理与数学研究所高克林研究员组研制的可搬运钙离子光钟搬运到计量院昌平院区，进行绝对频率溯源和光钟直接比对的工作，该项工作正在进行中。