Оптические стандарты частоты и времени (оптические часы)

Институт лазерной физики СО РАН

Авторы: Скворцов М.Н., Игнатович С.М., Гончаров А.Н., Бонерт А.Э., Барауля В.И., Тропников М.А.,  Чепуров С.В., Луговой А.А., Пивцов В.С., Нюшков Б.Н.,  Коляда Н.А.,  Дычков А.С., Фарносов С.А., Денисов В.И., Багаев, С.Н., Юдин В.И., Тайченачев А.В.

Впервые в мире созданы мобильные (компактные) Nd:YAG/I2 и Yb:YAG/I2 оптические стандарты частоты с долговременной нестабильностью лучше, чем 10–15 за время измерения 18 часов. Впервые в России разработаны и исследованы оптические стандарты частоты на основе локализованных в магнитооптической ловушке холодных атомов магния, с долговременной нестабильностью частоты 6×1016 и на квадрупольном переходе локализованного в пространстве одиночного иона иттербия-171 с долговременной нестабильностью частоты 10−17. Предложена и разработана новая концепция оптического стандарта частоты на основе магнитодипольных (M1) переходов в многозарядных ионах с рекордной относительной неопределенностью частоты лучше 1020 – 1021.

Для переноса стабильности и точности частоты оптических стандартов в радиодиапазон создан уникальный фемтосекундный мобильный волоконный синтезатор частот с нестабильностью 10–18 за времена усреднения более 100 секунд, что соответствует лучшим зарубежным образцам. Создан макет мобильных фемтосекундных оптических часов на основе Nd(Yb):YAG/I2 оптического стандарта частоты ифемтосекундного волоконного синтезатора частот, что представляет интерес для глобальных навигационных спутниковых систем, телекоммуникационных технологий и фундаментальной метрологии.

Стабильность выходных частот фемтосекундных оптических часов определяется характеристиками Nd(Yb):YAG/I2 оптического стандарта (10–15 за 10000 с).

Публикации:

А.Н. Гончаров и др. Квант. электроника, 44(6), с. 521-526 (2014).

В.С. Пивцов, и др. Квантовая электроника, 44 (6) 507 – 514 (2014

V.I. Yudin A.V. Taichenachev, A. Derevianko, Phys.Rev.Lett. 113(23). – 233003 (2014).

Н.А. Коляда и др. Квантовая Электроника. 46(12), 1110-1112 (2016).

О.Н. Прудников и др.Квантовая Электроника, т.47, с. 806-811 (2017).

А.Н. Гончаров и др. Квантовая электроника 48(5) 410-414 (2018).