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中国科学报:新型铷原子钟研究获进展 或成下一代导航系统理想星载钟

来源：中国科学报 发布时间：2013-01-14【字体：大 中 小】
记者1月6日从中科院上海光机所获悉，由中科院院士王育竹领导的新型星载原子钟课题组，首次利用基于磁光旋转效应的正交偏振探测技术，探测气泡式铷原子钟的钟跃迁信号，获得了高达90%的超高对比度，抑制了散弹噪声，极大提高了钟跃迁信号的信噪比和原子钟频率稳定度。相关成果发表于国际期刊《光学快报》。
 
原子钟是卫星导航定位系统（如美国的GPS和中国的BD系统）的核心部件之一。目前，各国广泛采用光谱灯抽运的铷气泡型原子钟做卫星导航系统的星载钟。但是，由于传统铷气泡型原子钟利用了连续光抽运技术，存在光频移。由于散弹噪声的影响，原子钟的中长期频率稳定性不好。
 
采用正交偏振探测技术的脉冲光抽运铷原子钟，则可以消除光频移，使其频率稳定度指标比被动氢原子钟略高，并且具有体积小、重量轻的优点，是下一代导航系统的理想星载钟。
 
据了解，国际上气泡式铷原子钟的跃迁信号都是利用吸收法探测，由于散弹噪声的限制，获得的钟跃迁信号对比度最高不超过30%。正交偏振探测技术可将探测光的背影光强滤除，因此得以抑制散弹噪声和激光引入的噪声，从而大幅提高原子钟的频率稳定度。
 
相关专家表示，在相同条件下，利用正交偏振探测技术获得的以阿伦方差表征的铷原子钟频率稳定度，比传统的吸收探测技术提高一个数量级。（来源：中国科学报 2013年第288期 12月26日至1月9日）

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