原子钟是一种利用原子量子特性产生高度稳定且准确频率信号的仪器，也是目前测量时间最精确的工具。

　　中国科学院国家授时中心在 87Sr 光晶格原子钟系统领域取得了突破进展，目前，“秒”的定义为：位于海平面上的133Cs 原子基态的两个超精细能级，在零磁场中跃迁辐射 9192631770 个周期所持续的时间。

　　当前用于复现“秒”定义的装置为133Cs 喷泉原子钟，其最小频率不确定度为 1×10-16，相当于连续运行 3.2 亿年误差一秒。在此基础上要想进一步减小系统不确定度，提高“秒”的精度，面临难以突破的挑战。

　　2022 年举办的第二十七届国际计量大会通过“关于秒的未来重新定义”决议 —— 此前，国际上仅有美国实验天体物理联合研究所研制的87Sr 光晶格原子钟和美国国家标准技术研究所研制的171Yb 光晶格原子钟满足这一要求。

　　为了研制这台光晶格原子钟，研究团队进行了多项技术融合。在频率不确定度方面，研究人员创新性地深度融合了移动光晶格技术、法拉第笼技术、主动控温热屏腔技术以及浅光晶格等多项技术，

　　▲ 锶光钟物理装置

　　在频率不稳定度方面，研究团队采用国产光纤激光器，为87Sr 光晶格钟的原子冷却、量子态制备和钟跃迁频率测量提供光源。光纤激光器大的输出功率、低的频率噪声和优秀的长期运行能力，将冷原子的制备时间减低至 300ms 以内，且让整个系统具备长时间连续运行的能力。结合

　　▲ 锶光钟频率不稳定度测量

　　附论文链接：