“在芯片上梳理”为新的NIST / Caltech原子钟设计提供动力

作者:眭溆麴

<p>美国国家标准与技术研究院(NIST)国家标准与技术研究院(NIST)和加州理工学院(Caltech)的研究人员展示了一种基于芯片级频率梳的原子钟的新设计,或者微囊</p><p>新杂志Optica封面上的微型时钟是微型全光控制的首次演示,它将光频率准确转换为较低的微波频率</p><p> (光频太高无法计算;微波频率可以通过电子设备计算</p><p>)新的时钟架构最终可能用于制造便携式工具,用于校准先进电信系统的频率或提供微波信号,以提高雷达,导航的稳定性和分辨率和科学仪器</p><p>该技术还具有将良好的计时精度与非常小的尺寸相结合的潜力</p><p>梳状时钟可能是未来“芯片上的NIST”技术的一个组成部分,它以便携的形式提供多种测量方法和标准</p><p> NIST物理学家Scott Diddams说:“微型计时钟是我们可以从实验室到实际环境中获得精密频率计量工具的一种方式</p><p>”频率梳产生精确定义的光的颜色或频率,这些光在整个梳子范围内均匀分布</p><p> (这个名字来源于光谱与口袋梳齿相似</p><p>)原始梳子需要相对较大的激光才能产生快速,极短的光脉冲,但最近NIST和其他实验室开发出了更小的微球</p><p>微型光束从光线中产生一组频率,这些光线被困在一个微小的石英玻璃圆盘的周围,在周边和周围环绕</p><p>这些梳子可以非常稳定</p><p> NIST与加州理工学院的研究人员在该领域进行了持续的合作,他们制造了2毫米宽的硅片,为新时钟产生了频率梳</p><p>新的微型时钟使用激光激发Caltech磁盘产生频率梳,使用非线性光纤扩展光谱,并稳定两个梳齿(单个频率)到铷原子中的能量跃迁,在光学频率上“滴答”</p><p> (传统的铷原子钟在较低的微波频率下工作</p><p>)梳子将这些光频率滴答转换为微波域</p><p>由于磁盘和梳子的齿轮状特性,输出也比铷原子的固有滴答声稳定100倍</p><p>根据Diddams的说法</p><p> “一个简单的类比就是机械钟:铷原子提供稳定的振荡 - 钟摆 - 微囊就像一组合成光学和微波频率的齿轮</p><p>”梳状光谱的中心锁定在红外激光器上工作在1560纳米,电信中使用的波长</p><p> NIST的研究人员还没有系统地分析微星时钟的精度</p><p>原型使用桌面大小的铷参考</p><p>科学家希望通过切换到像NIST原始芯片级原子钟中使用的微型原子容器来减小仪器尺寸</p><p>科学家们也希望找到更稳定的原子参考</p><p>微芯片芯片是通过使用传统的半导体制造技术制造的,因此可以批量生产并与其他芯片级元件如激光和原子参考集成</p><p>美国国家标准与技术研究院的研究人员预计,通过进一步研究,....