精度為1E-16的星載原子鐘項目的研究開展對我國將來提高授時精度和衛星導航自主運行能力，提升對地觀測以及地球重力等勢面的測量精度具有非常重要的意義；對未來開展空間科學實驗和提高空間科學整體發展水平意義重大。
“十二五”863計劃地球觀測與導航技術領域主題項目下設課題“1E-16星載原子鐘關鍵技術研究”開展兩年來進展順利，取得了重要的階段性成果：
1、為滿足將來高精度鋁光鐘頻率穩定度比對測量要求，課題組完成了第二套鋁離子光鐘試驗系統，攻克了激光冷卻單離子的關鍵技術，實現了離子串的激光冷卻，并且在該系統上獲得了穩定囚禁的一串鈣離子，標志著1E-16星載鋁離子光鐘的改進實驗系統成功建立。考慮到將來星載空間環境對原子鐘尺寸、重量等限制，課題組對第二套光鐘物理系統進行了小型化設計，在減小了線型離子阱的阱體尺寸的同時提高了離子阱的阱頻，更有利於離子邊帶冷卻的實現。
2、課題組突破了鋁離子光鐘研究中的另一項非常重要的關鍵技術-窄線寬激光器穩頻技術，使729nm激光器的線寬壓窄到赫茲(Hz)水平，達到國際先進水平，可很好地滿足離子拉曼邊帶冷卻實驗要求。超高精度光鐘的原理是利用穩定囚禁的超冷離子（或原子）的內部穩定的光頻躍遷譜線做參考，將超窄線寬激光器鎖定在冷離子的鐘躍遷譜線上，使激光器的頻率被伺服在離子參考譜線上，從而保證光鐘激光頻率輸出的超強穩定性。
3、課題組還完成了激光器一體化集成設計和加工，建立了小型化光纖飛秒光梳測量裝置。在星載原子鐘關鍵技術研究中，需要利用光梳頻率測量裝置對光鐘的輸出絕對頻率進行長時間穩定的測量。利用光梳裝置可以給出原子光鐘的穩定度指標，同時可以對光鐘的不確定度進行評估。小型化光纖飛秒光疏可以保證長時間連續可靠運行。
從立項到中期階段，課題組分別在光鐘的三大技術部件-“光鐘物理系統”，“窄線寬激光器穩頻技術”，“飛秒光疏”都取得了較好的研究進展，為將來開展呂離子協同冷卻及邏輯光譜探測和光鐘閉環鎖定打下了堅實的基礎。
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