Absolute frequency measurements and hyperfine structures of the molecular iodine transitions at 578 nm
我们报告的绝对频率测量的81超精细组件的分子碘在578 nm的振转跃迁使用的二次谐波产生的1156 nm的外腔二极管激光器和基于光纤的光学频率梳。测量的绝对频率的相对不确定度通常为$1.4\times10^{-11}$。通过将测量的超精细分裂拟合到包括电四极、自旋-转动、张量自旋-自旋和标量自旋-自旋相互作用的四项有效哈密顿量，得到了四个振转跃迁的精确超精细常数。所观察到的跃迁可以是578 nm处的良好频率参考，并且对于使用原子镱的研究特别有用，因为跃迁接近镱的$^{1}S_{0}-^{3}P_{0}$时钟跃迁。
2016-03-24 physics.atom-ph physics.optics
Robust frequency stabilization of multiple spectroscopy lasers with large and tunable offset frequencies
我们展示了一个紧凑和强大的设备，同时绝对频率稳定的三个二极管激光器的载波频率可以自由选择相对于参考。采用刚性ULE多腔模块，并且对于每个激光器，应用边带锁定技术。该系统具有锁定误差小、频偏计算机控制、频偏范围宽、结构简单、工作稳定等特点。一个具体的应用是作为中性原子晶格钟的冷却和捕获激光器的稳定单元。该器件显著支持和改进了时钟的操作。该应用对激光器提出了最严格的要求，激光器的线宽稳定在70 Hz，残余频率漂移小于0.5 Hz/s。在锁定时，载波光频率可以调谐到350 MHz以上。
2013-10-03 physics.atom-ph physics.optics
Absolute frequency measurement of rubidium 5S-6P transitions
本文报道了用饱和吸收光谱法测量铷同位素5S-6P跃迁频率的结果，其绝对不确定度优于5S $\rightarrow$ 6P $_{1/2}$跃迁的\SI{450}{kHz}和5S $\rightarrow$ 6P $_{3/2}$跃迁的\SI{20}{kHz}。从结果中，我们得到的超精细分裂的精度分别为\SI{460}{kHz}和\SI{30}{kHz}。我们还验证了同位素位移以及磁偶极常数和电四极常数的文献值。
2019-05-21 physics.atom-ph
Absolute frequency measurements for hyperfine structure determination of the R(26) 62-0 transition at 501.7 nm in molecular iodine
利用基于飞秒激光频率梳发生器的光学钟表装置，首次测量了碘分子R（26）62-0跃迁501.7nm处超精细分量的绝对频率。装置由锁定到在连续泵浦的低压单元（0.33 Pa）中检测到的R（26）62-0跃迁的超精细分量的Ar+激光器组成。检测到的共振显示45 kHz的线宽（半峰半宽）。频率测量的不确定度估计为250 Hz。
2007-06-27 physics.atom-ph
Absolute frequency of $^{87}\mathrm{Sr}$ at $1.8 \times 10^{-16}$ uncertainty by reference to remote Primary Frequency Standards
光晶格时钟NICT-Sr 1定期报告国际时标TAI的校准测量。通过将测量结果与八个主要频率标准的报告进行比较，我们发现$^{87}\mathrm{Sr}$时钟跳变的绝对频率为f（Sr）= $429\,228\,004\,229\,873.082(76)$，分数不确定度小于1.8 × 10 $^{-16}$，接近SI秒最佳实现的系统极限。我们的结果是一致的，与其他最近的测量，并进一步支持的$^{87}\mathrm{Sr}$，$^{171}\mathrm{Yb}$的绝对频率的闭环和直接光学测量它们的比率。
2020-08-03 physics.atom-ph
Detecting the Harmonic Vibrations of Micro Amplitudes and Low Frequencies with Atomic Mach-Zehnder Interferometer
研究了在马赫-曾德尔干涉仪中，当两束原子束处于同一波面且相位相同时，原子束微幅低频简谐振动对探测器平均原子序数的影响。我们提出了一个振动因子F来定量描述原子束振动的影响。它表明：（i）振动因子F取决于相对振动位移和初始相位而不是绝对振幅;（ii）因子F随初始相位的增加而增加;（iii）频率可以从平均原子序数的等时间间隔测量中得到。这些结果表明，通过测量原子平均原子序数的变化来探测微幅低频振动是可能的。
2013-12-08 physics.atom-ph
Frequency comparisons and absolute frequency measurements of 171Yb+ single-ion optical frequency standards
我们描述了一个基于激光冷却的$^{171}$ Yb $^+$离子限制在一个射频保罗陷阱的光频标的实验。在436 nm波长处从$^2S_{1/2}(F=0)$基态到$^2D_{3/2}(F=2)$态的电四极跃迁被用作参考跃迁。为了比较两个$^{171}$ Yb $^+$标准，采用单独的频率伺服系统将两个探针激光频率稳定到两个独立存储离子的参考跃迁线中心。实验结果表明，仅$σ_y(1000 {\rm s})=5\cdot 10^{-16}$的两个系统之间的光频差相对不稳定（艾伦标准差），因此可以解决亚赫兹范围内的漂移。如果在射频陷阱场上叠加一个固定的电场梯度，可以观察到几赫兹的位移。用铯原子钟测量了Yb $^+$在688 THz的绝对光学跃迁频率，两次间隔2.8年。在$4.4\cdot 10^{-15}$ yr $^{-1}$的$1σ$相对不确定度内，可以排除该频率的时间变化。结合最近公布的其他过渡频率的恒定值，该测量提供了一个限制在$2.0\cdot 10^{-15}$年$^{-1}$的水平上的精细结构常数$α$的当前变化。
2005-04-14 physics.atom-ph
Limits on gravitational Einstein Equivalence Principle violation from monitoring atomic clock frequencies during a year
太阳对地球的引力势在一年中会因地日距离的变化而变化。比较一年中不同时间的原子钟跃迁的精确测量结果，可以研究原子频率对引力势的依赖关系。我们检查了Hg $^+$和Al $^+$时钟跃迁频率比和绝对频率测量的测量数据（相对于铯频标）对于Dy、Sr、H，Rb和H中的超精细跃迁，并获得了对标准模型扩展哈密顿量$c_{00} = (3.0 \pm 5.7) \times 10^{-7}$和标准模型扩展哈密顿量中爱因斯坦等效原理违反项的引力相关参数值的显著改进的限制。精细结构常数$κ_α = (-5.3 \pm 10) \times 10^{-8}$的重力相关变化的参数。
2016-08-22 physics.atom-ph
Absolute frequency references at 1529 nm and 1560 nm using modulation transfer spectroscopy
利用$^{87}$ Rb调制转移光谱技术实现了电信C波段的双光频基准（1529 nm和1560 nm）。两个参考频率由5S $_{1/2} F=2 \rightarrow $ 5P $_{3/2} F'=3$两电平和5S $_{1/2} F=2 \rightarrow $ 5P $_{3/2} F'=3 \rightarrow $ 4D $_{5/2} F"=4$梯形跃迁定义。我们检查的灵敏度的频率稳定探头功率和磁场波动，计算其频率偏移由于剩余幅度调制，并估计其偏移由于气体碰撞。根据两个跃迁的误差信号斜率估计短期Allan偏差。我们的方案提供了一个简单和高性能的系统，在这些重要的波长的参考。我们估计$\sim$ 1 kHz的绝对精度是现实的。
2015-09-22 physics.atom-ph
Difference-frequency combs in cold atom physics
光学频率梳提供了将光学频率与射频联系起来的时钟机制。因此，梳允许测量相对于射频的光频率，其中精度仅受参考信号的限制。为了在无线电频率和光学频率之间提供稳定的链路，频率梳的两个参数必须是固定的：载波包络偏移频率$f_{\rm ceo}$和脉冲重复率$f_{\rm rep}$。我们开发了第一个基于差频产生（DFG）的光学频率梳，通过设计消除了$f_{\rm ceo}$-专为冷原子物理学中的应用而量身定制。在1550 nm处的无$f_{\rm ceo}$光谱由跨越超过光学倍频程的超连续谱产生。基于可靠的电信光纤技术建立的放大和频率转换技术允许产生多波长输出。在本文中，我们讨论了频率梳的设计，表征和光学频率测量的Sr里德堡态。DFG技术允许紧凑和鲁棒的、被动$f_{\rm ceo}$稳定的频率梳，显著提高了实际应用中的可靠性。
2016-05-09 physics.atom-ph physics.optics
Precision spectra of $A\, ^2Σ^+,v'=0 \leftarrow X\, ^2Π_{3/2},v''=0,J''=3/2$ transitions in $^{16}$OH and $^{16}$OD
我们报道了从$X\, ^2Π_{3/2},v''=0,J''=3/2$电子振动基态到$^{16}$ OH中$A\, ^2Σ^+,v'=0$电子振动态的12个最低能级以及到$^{16}$ OD中相同电子振动态的16个最低能级的电子跃迁的绝对光学频率。这些跃迁的绝对频率已在$10^{11}$中以几个部分的相对不确定度确定，代表$\sim$比之前的测量提高了1000倍。为了达到这个精度水平，光学频率梳已被用来转移到308 nm光谱激光的窄线宽I $_2$稳定的参考激光的稳定性。该梳还用于将光谱激光器的光学频率与原子钟参考进行比较，以提供绝对准确性。在高度准直的分子束中对OH/OD分子进行了测量，减少了可能的压力漂移并使多普勒展宽最小化。由于回射质量，塞曼效应，和交流斯塔克效应的系统移位已被认为是在测量光谱的分析过程中，特别是在OD同位素的情况下，这些影响可能会导致多达300 kHz的拟合线位置的移位。在分析中提取的跃迁频率也用于确定$A\, ^2Σ^+,v'=0$电子振动态的光谱常数。在这项工作中安装的常数显着不同，从以前的作品中所报道的测量的$A - X$过渡，导致在典型的偏差预测的光学跃迁频率的$\sim$ 150 MHz，但他们一般同意相当不错的常数使用超精细分辨测量的$A$状态内的分裂。
2018-11-01 physics.atom-ph physics.chem-ph
Coherent Optical Clock Down-Conversion for Microwave Frequencies with 10-18 Instability
光学原子钟有望重新定义SI秒，这要归功于其稳定性和准确性比当前的微波原子钟标准高出一百倍。然而，最好的光学时钟还没有看到它们的性能转移到电子领域，雷达，导航，通信和基础研究依赖于不太稳定的微波源。通过比较两个独立的光电信号发生器，我们展示了一个10 GHz的微波信号的相位，精确跟踪的光学时钟相位，它是从它派生，产生的绝对分数频率不稳定性为1*10-18在电子域。光学时钟相位的这种忠实再现在技术上和科学上都扩大了光学时钟用于时间传播、导航和长基线干涉成像的机会。
2020-03-09 physics.app-ph physics.atom-ph physics.optics
$^{171}$Yb$^+$ optical clock with $2.2\times 10^{-18}$ systematic uncertainty and absolute frequency measurements
本文对NPL的镱离子光钟E3跃迁进行全面不确定度评估，系统不确定度达$2.2\times 10^{-18}$，并在2019至2023年间完成绝对频率测量，结果与2021年BIPM推荐值一致。
2024-03-21 physics.atom-ph
Frequency-comb based collinear laser spectroscopy of Be for nuclear structure investigations and many-body QED tests
在ISOLDE（CERN）使用共线激光光谱学，用稳定和短寿命同位素中的频率梳测量Be $^+$中的$2s\,^2{\rm{S}}_{1/2}$ $\rightarrow$ $2p\,^2{\rm{P}}_{1/2,3/2}$跃迁的绝对跃迁频率。准同时测量在同向传播和反向传播的几何形状，成为独立的加速电压的确定多普勒频移校正的快离子束。由绝对跃迁频率得到的同位素位移和精细结构劈裂的精确度优于1.0MHz，从而精确测定了$^{7,10-12}$ Be相对于稳定同位素$^9$ Be的核电荷半径.此外，精确测定的$2p$精细结构分裂允许在三电子系统的高精度束缚态QED计算的测试。在这里，我们详细描述了激光光谱法，包括几个测试，进行了确定或估计系统的不确定性。从两个实验运行在ISOLDE的最终值，并讨论了结果。
2016-09-24 physics.atom-ph
Precision spectroscopy of the $A^2Π$ $\leftarrow$ $X^2Σ^+$ transition in BaF
本文利用冷分子束和频率梳激光校准对BaF的$A^2Π$-$X^2Σ^+$跃迁进行亚MHz级精密光谱测量，确定了高精度分子常数，为激光冷却和电子电偶极矩测量提供关键数据支持。
2025-11-10 physics.atom-ph
Design and performance of an absolute $^3$He/Cs magnetometer
我们报告的设计和性能的高灵敏度的组合$^3$ He/Cs绝对测量磁场磁力计。磁力计依赖于光泵铯磁力计对核自旋极化$^3$ He气体的自由自旋进动的磁力检测。我们计划在Paul Scherrer研究所（瑞士）的超冷中子永久电偶极矩实验中部署这种类型的组合磁强计。在弗里堡大学（瑞士）建造了一个原型磁力计，并在联邦物理技术研究所（德国柏林）进行了测试。我们证明，组合磁强计允许Cramér-Rao有限的字段确定与记录时间的范围内的$\sim 500\mathrm{s}$，测量以上$500\mathrm{s}$所施加的磁场的稳定性受到限制。在$100\mathrm{s}$记录时间内，我们能够以$ΔB\sim60\mathrm{fT}$的标准不确定度对$\approx1\mathrm{μT}$的磁场进行绝对测量，对应于$ΔB/B<$ 6 $\times$ 10 $^{-8}$。
2015-08-24 physics.atom-ph
Intercombination line frequencies in $^{171}$Yb validated with the clock transition
研究通过亚多普勒光谱学测量了$^{171}$Yb互组合线的绝对频率，利用经钟跃迁验证的GNSS引导石英振荡器作为参考，并精确测定了$^{3}P_{1}$态的超精细常数。
2023-03-15 physics.atom-ph
Precise calculation of transition frequencies of hydrogen and deuterium based on a least-squares analysis
我们结合了有限数量的精确测量的过渡频率在氢和氘，最近的量子电动力学（QED）计算，并作为一个重要的附加成分，广义最小二乘分析，以获得精确和最佳的预测氢和氘的过渡频率。一些预测的跃迁频率的相对不确定性比电子的g因子小一个数量级以上，这是以前QED最准确的预测。
2006-04-07 physics.atom-ph
Precision measurements of quantum defects in the $n$P$_{3/2}$ Rydberg States of ${}^{85}$Rb
里德伯态被用于我们的单原子脉塞实验中，因为它们提供了一个大的偶极矩，并在高Q腔中与低数量的微波光子强耦合。在这里，我们报告的P $_{3/2}$态的绝对频率的主量子数$n=36$到$n=63$。这些测量用三步激光激发方案进行。一个波长计校准频率梳提供准确的绝对频率测量在整个范围内，减少测量不确定性为1MHz。我们将光谱结果与已知频率测量结果进行比较，作为测量精度的测试。
2009-05-05 physics.atom-ph quant-ph
