第45卷第2期2024年2月仪器仪表学报ChineseJournalofScientificInstrumentVol.45No.2Feb.2024DOI:10.19650/j.cnki.cjsi.J2312202收稿日期:2023-11-20ReceivedDate:2023-11-20∗基金项目:国家计量项目(145BZB210037001X)资助钙离子光时标守时技术研究∗史丰丰1,程梦飞1,王德豪2,徐金锋1,李国俊1(1.北京卫星导航中心北京100094;2.中国科学院精密测量科学与技术创新研究院武汉430071)摘要:近年来光学频率标准(光钟)技术快速发展,国际时间频率咨询委员会计划于2030年用光钟重新定义“秒”,并提出了技术路线,光时标的研究也成为时间频率领域的研究热点。利用钙离子光钟驾驭微波氢钟,开展高精度光时标信号TS(Ca+)产生技术研究。结果表明,钙离子光钟准连续稳定运行率可达87%,稳定度达8×10-17/day。对光钟和氢钟的频率比对测量分别采用微波频率锁定方案(上转换)和光生超稳微波方案(下转换),上转换方案引入了并放大了噪声,测量数据比氢钟稳定度差,而下转换方案产生超稳微波,测量数据频率稳定度与氢钟几乎重合,实现了光钟对氢钟的准确测量。将测量得到的频差数据直接置入相位微跃计,产生光时标TS(Ca+),独立运行的光时标TS(Ca+)在一个月内与UTC偏差保持在0.6ns以内。研究成果为报送秒定义数据和驾驭自由原子时TAI提供技术基础,为提升我国光时标守时能力提供了宝贵的技术支持和工程经验。关键词:钙离子光钟;光时标;上转换测量;下转换测量;光钟驾驭微波钟中图分类号:TH714文献标识码:A国家标准学科分类代码:410.55Researchontheopticaltimescalebasedonanopticalclockwiththesingle40Ca+ionShiFengfeng1,ChengMengfei1,WangDehao2,XuJinfeng1,LiGuojun1(1.BeijingSatelliteNavigationCenter,Beijing100094,China;2.InnovationAcademyforPrecisionMeasurementScienceandTechnology,ChineseAcademyofScience,Wuhan430071,China)Abstract:Opticalatomicclockshavebeenimprovedgreatlyinrecentyears.TheConsultativeCommitteeforTimeandFrequency(CCTF)proposestheredefinitionofthesecondintheInternationalSystemofUnitsSIbasedontheopticalclocksby2030.Thetechnologyplansandpracticalstepsarediscussed.Therefore,thedevelopmentofopticaltimescaleswithopticalclocksandmicrowaveclocksistheleadingresearchtopicathomeandabroad.Byanopticalclockwithasingle40Ca+ion(TOC-729)steeringamicrowaveclockH,westudytheopticaltimescaleTS(Ca+).TheuptimeofthisTOC...
