A compact ultranarrow high-power laser system for experiments with 578nm Ytterbium clock transition
在本文中，我们提出了一个紧凑的，高功率的激光系统，能够激发在578 nm的镱时钟跃迁的实现。从基于1156 nm量子点芯片的外腔激光器开始，利用腔内电光调制器，我们能够通过倍频获得高达60 mW的578 nm可见光。激光器以500 kHz带宽锁定到超低膨胀玻璃腔，通过原始的热绝缘和校正系统稳定在其零热膨胀温度系数。这种激光器允许在5分钟内观察费米$^{173}$ Yb的时钟跃迁，线宽< 50 Hz，仅受约0.1 Hz/s的残余频率漂移的限制。
2015-09-28 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.optics
Ytterbium lattice clock with systematic uncertainty of $1.3\times 10^{-18}$ and instability at the $10^{-19}$ level
Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）
报道基于 $^{171}$Yb 原子的光晶格钟，总系统不确定度为 $1.1\times 10^{-18}$，通过真空内增强腔和双钟同步比较实现低至 $2.7\times 10^{-19}$ 的稳定性。
2026-09-22 physics.atom-ph
Ytterbium in quantum gases and atomic clocks: van der Waals interactions and blackbody shifts
我们用2%的不确定度估算了Yb-Yb和Yb -碱金属/Ⅱ族范德华相互作用的C_6系数。对于这样的量的唯一现有结果是对于Yb-Yb二聚体。我们的值，C_6=1929（39）a.u.，与1932（35）A.U.我们还发展了一种计算黑体辐射位移动态修正的新方法。我们计算了Yb 6s^2 ^1S_0 - 6s6p^3P_0时钟跃迁的这个量，不确定度为3.5%。这将Yb光钟在300 K至10^{-18}级的黑体辐射漂移所引起的分数不确定性降低。
2012-08-07 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.optics
Studies of thorium and ytterbium ion trap loading from laser ablation for gravity monitoring with nuclear clocks
紧凑而坚固的钍离子阱使下一代基于钍-229核低能同质异能跃迁的原子钟技术成为可能。我们的目标是在射频电磁线性Paul阱中激光烧蚀加载单个三重电离钍。离子的检测是基于一个改进的质谱仪和单离子灵敏度的channeltron。在这项研究中，我们成功地创建和检测232 Th+和232 Th 2+离子从等离子体羽流，研究其产量的演变，并比较负载到四极离子阱与Yb。我们探索了未来低成本229 Th 3+捕获的激光烧蚀加载的可行性。钍烧蚀产率显示出强烈的耗尽，这表明我们已经从表面烧蚀了氧化物层，并且离子是等离子体羽流演化和碰撞的结果。我们的结果与其他元素及其氧化物的类似实验符合得很好。
2020-07-29 physics.atom-ph quant-ph
Compact structures for single-beam magneto-optical trapping of ytterbium
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V.（德国航空航天中心）；Leibniz Universität Hannover（汉诺威莱布尼茨大学）；Physikalisch-Technische Bundesanstalt（德国联邦物理技术研究院）
本文提出两种紧凑消色差反射镜结构，实现镱原子单光束磁光阱，并在准平面结构中首次实现费米子碱土类同位素的两级冷却与囚禁。
2024-03-12 physics.atom-ph
Observation of an Inner-Shell Orbital Clock Transition in Neutral Ytterbium Atoms
本文首次在多种镱同位素中观测到内壳层轨道钟跃迁，测得其光晶格阱寿命为1.9(1)秒并确定魔数波长和g因子，为更高性能光钟和新物理探测奠定基础。
2023-04-17 cond-mat.quant-gas hep-ex hep-ph
Orders-of-magnitude improvement in precision spectroscopy of an inner-shell orbital clock transition in neutral ytterbium
Kyoto University（京都大学）；Eötvös Loránd University（罗兰大学）；National Taiwan University（台湾大学）；High Energy Accelerator Research Organization (KEK)（高能加速器研究机构）
本研究通过三维魔法波长光学晶格实现了中性ytterbium原子内壳层轨道钟跃迁光谱学精度提升两个数量级，展示了相干Rabi振荡、激发态弛豫动力学和轨道间Feshbach共振，并通过高精度同位移测量设定了电子与中子之间假想玻色子力的上限。
2026-03-21 hep-ex hep-ph nucl-ex
Absolute frequency measurements of the ${}^1{\rm S}_0 \rightarrow {}^1{\rm P}_1$ transition in ytterbium
镱原子广泛应用于原子物理学、腔量子电动力学、量子信息处理和光频标等领域。然而，在所报道的${}^1{\rm S}_0 \rightarrow {}^1{\rm P}_1$跃迁频率的值之间存在很强的分散。在这篇文章中，我们提出了两个独立的测量的绝对频率的过渡进行了两个不同的波长计使用原子荧光光谱。多普勒频移的消除是通过微调探测激光和原子束之间的角度来实现的。由此产生的$^{174}\mathrm{Yb}$同位素跃迁频率估计为$\,751\,526\,537\pm27$ MHz。
2019-12-17 physics.atom-ph physics.optics
State-dependent potentials for the $^1\text{S}_{0}$ and $^3\text{P}_{0}$ clock states of neutral ytterbium atoms
本研究测量了$^{174}\text{Yb}$原子钟跃迁的两个魔波长与一个基态失谐波长，通过光谱探测与参数加热方案完成测定，并外推出可见光谱宽范围的基态与激发态极化率。
2023-08-17 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Measurement of Differential Static Polarizability and Frequency of an Inner-Shell Orbital Clock Transition in Lattice-Trapped 174Yb
State Key Laboratory of Precision Spectroscopy, East China Normal University（精密光谱学国家重点实验室，华东师范大学）
本研究测量了晶格束缚174Yb内壳层轨道跃迁的微分静态极化率和频率，为寻找标准模型外的新物理提供了新数据。
2026-01-19 physics.atom-ph
Sub-recoil clock-transition laser cooling enabling shallow optical lattice clocks
激光冷却是在各种环境中对原子系统进行量子控制的关键成分。在二价原子中，两阶段多普勒冷却通常用于将原子带到uK区域。在这里，我们实现了一个脉冲径向冷却方案，使用超箭头1 S 0 - 3 P0的时钟过渡镱实现子反冲温度，下降到几十nK。结合沿一维晶格轴的边带冷却，我们有效地制备了能量为6个晶格反冲的浅晶格原子。在这些条件下，晶格时钟精度和不稳定性的关键限制减少，打开了大门，戏剧性的改善。此外，浅晶格中的隧穿移位不会损害10-19级的时钟精度。
2022-06-18 physics.atom-ph
Microwave-to-optical conversion via four-wave-mixing in a cold ytterbium ensemble
将超导量子比特与光子连接需要无噪声的微波-光学换能器，这是目前在单光子水平上尚未实现的技术。我们建议使用四波混频的冷镱（Yb）原子在亚稳态的“时钟”状态准备的合奏。参量过程使用两个高位里德堡态进行10 GHz微波光子和通信E波段光子之间的双向转换。为了避免由于自发发射而产生的噪声光子，我们考虑远离中间态失谐的连续操作。我们使用的输入输出形式主义预测的转换效率的$\approx50\%$与$\approx100$ kHz的带宽。
2019-04-18 physics.atom-ph quant-ph
Systematic Shifts for Ytterbium-ion Optical Frequency Standards
对波长分别为435.5nm和467 nm的四极和八极跃迁的单阱镱离子光频标的投影系统不确定度进行了估算。离子的有限温度及其与外部场的相互作用导致测量频率相对于其绝对值的漂移。由于电四极矩，诱导极化和离子的过度微动的频移依赖于电场，这是在这篇文章中估计。阱电极的几何形状也会产生不需要的电场，这在我们的计算中已经考虑到了。还估计了在环境温度下由于电磁辐射引起的磁场感应位移和斯塔克位移。在CSIR-NPL，我们正在开发一种基于八极跃迁的频率标准，其系统不确定性比使用四极跃迁的频率标准小一个数量级，如本文所述。
2014-05-21 physics.atom-ph
Injection locking of a high power ultraviolet laser diode for laser cooling of ytterbium atoms
研制了一套波长为399 nm的高功率紫外激光二极管激光冷却镱原子的激光系统。该系统由一个外腔激光二极管和另一个激光二极管组成，外腔激光二极管提供40 mW的稳频输出，另一个激光二极管通过注入锁定将激光功率放大到220 mW。用于优化我们的注入锁定的系统方法也可以应用于任何其他波长的高功率光源。该系统不依赖于复杂的非线性倍频，对实现可传输的光晶格钟具有重要意义，对凝聚态物理和利用冷原子进行量子信息处理的研究也有重要意义。
2014-12-02 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Parallelized telecom quantum networking with a ytterbium-171 atom array
本文利用镱-171原子阵列在电信波段实现高保真原子-光子纠缠，并提出并行化组网协议使远程纠缠速率提升N倍，同时验证了网络操作中存储量子比特的相干保持能力，为原子处理器与光学时钟集成到高速率或长距离量子网络奠定基础。
2025-03-11 physics.atom-ph quant-ph
Rydberg Spectroscopy in an Optical Lattice: Blackbody Thermometry for Atomic Clocks
我们表明，里德堡态的光谱可以提供准确的{ \em原位}测温在室温下。主量子数为25至30的从亚稳态到里德堡态的跃迁对黑体辐射的分数频率灵敏度比锶钟跃迁大200倍。我们证明，魔术波长晶格存在的亚稳态和里德伯态之间的锶和镱的过渡。用$10^{-16}$精确度测量里德堡跃迁的频率提供了$10 \, \mathrm{mK}$分辨率，并产生了$10^{-18}$的时钟跃迁的黑体不确定性。
2011-07-15 physics.atom-ph quant-ph
p-Wave cold collisions in an optical lattice clock
我们通过精确测量它们对原子内部时钟状态的能量变化来研究费米子镱中的超冷碰撞。利用费米统计，我们发现p波碰撞，在弱和强相互作用的制度。随着二维晶格限制所提供的更高的密度，我们证明了强相互作用可以导致这种碰撞位移的一种新的抑制。除了减少晶格钟的系统误差外，这项工作还可应用于碱土原子的量子信息和量子模拟。
2011-06-22 physics.atom-ph quant-ph
Optical Lattice Induced Light Shifts in an Yb Atomic Clock
实验研究了中性镱原子1 S 0 - 3 P0光钟跃迁（vclock ~518 THz）的晶格诱导光频移。174 Yb同位素的“magic”频率v_magic被确定为394 799 475（35）MHz，这导致518 THz时钟跃迁上的一阶光移不确定性为0.38 Hz。研究了在759.708 nm、754.23 nm和764.95 nm附近的6s6p3P_0 - 6s8p3P_0、6s8p3P_2和6s5f3F_2双光子共振引起的超极化率位移。通过在双光子共振上调谐晶格频率并测量相应的时钟跃迁位移，对于线偏振的50 μ K深的晶格，在魔波长处的超极化率位移估计为170（33）mHz。此外，我们还证实了圆极化晶格消除了J=0 - J=0双光子共振。这些结果表明，Yb晶格时钟中的微分极化率和超极化率频移不确定度可以保持在远低于10^-17的水平。
2008-02-01 physics.atom-ph
Frequency ratios of Sr, Yb and Hg based optical lattice clocks and their applications
本文介绍了中性锶（$^{87}$ Sr）、镱（$^{171}$ Yb）和汞（$^{199}$ Hg）原子光晶格钟的最新进展。特别是，我们目前的时钟之间的频率比较本地通过一个光学频率梳和两个Sr时钟之间在远程站点使用相位稳定的光纤链路。我们首先回顾低温锶光晶格时钟，减少了两个数量级的室温黑体辐射移位，并作为参考，在下面的时钟比较。Sr和Yb原子相似的物理性质，如跃迁波长和蒸汽压，使我们能够开发出两种物质的兼容时钟。通过参考Sr时钟来评估低温Yb时钟。我们还报道了一个汞钟，这表明一个数量级的黑体辐射的灵敏度低，而其大的核电荷使时钟的精细结构常数的变化敏感。通过光学频率梳连接所有三种类型的时钟，确定时钟频率的比率，其不确定性小于通过绝对频率测量可能的不确定性。最后，我们描述了两个锶为基础的远程时钟超过15公里的距离RIKEN和东京大学之间的同步频率比较，相对论大地测量的一步。
2015-05-13 physics.atom-ph
Frequency ratio of two optical clock transitions in $^{171}$Yb$^+$ and constraints on the time-variation of fundamental constants
单离化镱在467 nm和436 nm处具有超窄的光钟跃迁，是实现光学原子钟和测量现代基本常数变化的方便系统。我们提出了这两个时钟转换的频率比的第一个直接测量，没有参考铯的主要标准，并使用相同的单离子171 Yb+。还列出了两种跃迁的绝对频率，每个跃迁的相对标准不确定度为$6\times 10^{-16}$。结合我们的结果与其他实验，我们报告了一个三倍的改进约束的时间变化的质子-电子质量比，$\dotμ/μ = 0.2(1.1)\times 10^{-16}$年$^{-1}$，随着时间变化的精细结构常数，$\dotα/α = -0.7(2.1)\times 10^{-17}$年$^{-1}$的改进约束。
2014-10-01 physics.atom-ph
Isotope shift spectroscopy in mercury vapors: a valid alternative to ytterbium for new physics search
本文利用频率梳参考饱和吸收光谱，对汞同位素进行深紫外高精度测量，构建King图发现4.6σ非线性，为寻找新物理提供镱的替代方案。
2025-09-10 physics.atom-ph
The absolute frequency of the 87Sr optical clock transition
利用晶格限制原子测量了87 Sr的1 S 0 - 3 P0时钟跃迁的绝对频率为429 228 004 229 873.65（37）Hz，其中8.6x10-16的分数不确定度代表了迄今为止原子跃迁频率的最准确测量之一。在详细研究了系统的影响，这减少了总的系统不确定性的锶晶格时钟到1.5x10-16，时钟频率测量对氢脉泽，同时校准到美国的主要频率标准，NIST的铯喷泉时钟，NIST-F1。使用基于飞秒激光器的光学频率梳相位相干地连接光学和微波光谱区域并且通过3.5 km光纤传输方案来比较远程定位的时钟信号，使得比较成为可能。
2008-04-29 physics.atom-ph
Continuous-wave virtual-state lasing from cold ytterbium atoms
传统的激光器基于具有三个或四个实能级的增益介质，而包括虚能级和双光子过程的非传统激光器提供了新的机会。我们研究激光，涉及通过一个虚拟的较低的水平，我们实现了在一个云的冷镱原子的磁光被困在一个空腔内的双光子过程。我们泵浦窄的$^1$ S $_0$ $\to$ $^3$ P $_1$线上的原子，并在同一跃迁上产生激光辐射。通过输出功率与功率的阈值特性验证了激光的产生。泵浦功率和原子数、高于阈值的平坦$g^{(2)}$关联函数以及输出的偏振特性。在所提出的激光机制中，MOT光束产生激光跃迁的虚拟低能级。激光过程连续运行，不需要进一步的再泵浦，并且可以适用于其他原子或跃迁，例如镱中的超窄$^1$ S $_0$ $\to$ $^3$ P $_0$时钟跃迁。
2018-08-29 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
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
Optical Ion Clock with Engineered Immunity to Motion-Induced Frequency Shifts
Colorado State University（科罗拉多州立大学）
本文提出一种光谱询问协议，实现对运动诱导频移的一阶自动抑制，并在镱离子光学钟上验证，将相关不确定度从1.3e-18降至0.3e-18，并给出精细结构常数变化的新限值。
2026-09-23 physics.atom-ph quant-ph
Prevention of Yb adsorption by paraffin coating
针对镱原子吸附导致真空视窗透射率下降的问题，提出正四十烷涂层方法，实验证明能有效抑制吸附。
2025-09-09 physics.atom-ph
Absolute measurement of the ${}^{1}S_{0}$ - ${}^{3}P_{0}$ clock transition in neutral ${}^{88}$Sr over the 330 km-long stabilized fibre optic link
我们报道了两个独立的玻色子${}^{88}$ Sr同位素光晶格钟在$7\times 10{}^{-17}$以下的稳定性。${}^{1}S_{0}$ - ${}^{3}P_{0}$跃迁的绝对频率的值（429228066418008.3（1.9）${}_{syst}$（0.9）${}_{stat}$ ~Hz）是通过330 km长的稳定光纤链路参考UTC的本地表示用光学频率梳测量的。通过对两个独立的光格钟的系列测量验证了这一结果，并与国际计量局的建议一致。
2015-12-07 physics.atom-ph
Absolute frequency measurement of the 40Ca+ S1/2 - D5/2 clock transition
本文报道了在线性Paul阱中用激光冷却的~（40）Ca ~+离子在10^{-15}能级上的第一次绝对跃迁频率测量。在此测量中，频率梳参考LNE-SYRTE的可移动Cs原子喷泉钟，并用于测量S1/2-D5/2电四极跃迁频率。经过系统漂移校正后，得到了时钟跃迁频率f_Ca+ = 411 042 129 776 393.2（1.0）Hz，其对应的分数不确定度在Cs标准的3倍以内。未来的改进预计将导致超过最好的铯喷泉钟的不确定性。此外，我们确定D5/2水平的Lande g因子为gD 5/2=1.2003340（3）。
2008-06-09 physics.atom-ph
Improved Absolute Frequency Measurement of the 171Yb Optical Lattice Clock at KRISS Relative to the SI Second
我们测量了一维光晶格中$^{171}$ Yb原子的$^1S_0$ - $^3P_0$跃迁相对于SI秒的绝对频率。测定的频率为518 295 836 590 863.38（57）Hz。与我们先前于二零一三年报告的值相比，不确定性减少了14倍，原因是在减少系统不确定性方面取得了重大进展。预计这一结果将有助于确定第二次代表的新建议值。
2017-01-18 physics.atom-ph
Absolute frequency measurement of the 171Yb optical lattice clock at KRISS using TAI for over a year
本文报告了KRISS-Yb1光晶格钟通过TAI溯源至SI秒、历时14个月的绝对频率测量，测得频率为518 295 836 590 863.75(14) Hz，相对不确定度达2.6×10^-16，为更新CIPM次级频率标准推荐值提供依据。
2025-02-05 physics.atom-ph
Frequency ratio of Yb and Sr clocks with $5 \times 10^{-17}$ uncertainty at 150 s averaging time
原子和离子的跃迁频率是自然界中最精确的量之一，除了卫星导航系统等广泛应用外，还通过测试物理学基本定律在推动科学前沿方面发挥着重要作用。基于光学跃迁的原子钟接近$10^{-18}$的不确定度，其中全频率描述远远超出SI秒的范围。另一方面，这种超级时钟的频率比不受此限制。因此，他们可以验证超级时钟集合的一致性和整体精度，这是重新定义秒的重要一步。然而，根据迄今为止报道的这种频率比的测量稳定性，对$1 \times 10^{-18}$不确定性的确认将需要多个月的平均时间$τ$。本文报道了一种改进了$4 \times 10^{-16} (τ/s)^{-1/2}$稳定度的中性镱锶钟频率比的测量。通过光晶格时钟的高稳定性询问数百个原子，这标志着所需的平均时间比以前的创纪录的实验减少了90倍，该实验确定了Al+和Hg+单离子时钟与$5.2 \times 10^{-17}$的不确定性之比。对于Yb/Sr比值，我们发现R = 1.207 507 039 343 337 749（55），分数不确定度为$4.6 \times 10^{-17}$。
2016-01-18 physics.atom-ph
Absolute frequency measurement of a Yb optical clock at the limit of the Cs fountain
本研究使用光晶格钟IT-Yb1对比低温铯喷泉钟IT-CsF2，在14个月内测量了171Yb的绝对频率，总分数不确定度受限于铯钟，结果证实了Yb作为秒次级表示的可靠性，对SI重新定义秒具有重要意义。
2022-12-29 physics.atom-ph
Absolute frequency measurements with a robust, transportable ^{40}Ca^{+} optical clock
本文报道了一台可搬运40Ca+光钟在武汉至北京异地溯源至秒定义后，对729 nm钟跃迁绝对频率进行35天测量，通过提升有效运行率至91.3%并优化比对与溯源链路，获得不确定度3.2×10^(-16)的频率值，较此前结果降低1.7倍，精度达到国际先进水平。
2023-03-02 physics.atom-ph
A strontium optical lattice clock with $1 \times 10^{-17}$ uncertainty and measurement of its absolute frequency
我们测量了$^{87}$ Sr中5s $^2$ $^1$ S $_0$到5s 5p $^3$ P $_0$跃迁的绝对频率，这是SI秒的二级表示。我们描述了用于测量的光晶格时钟装置，我们专注于如何详细评估其系统的频率偏移与总分数的不确定性$1 \times 10^{-17}$。国际单位制的溯源性是通过与国际原子时（TAI）进行比较来提供的。在5天和15天的时间段内收集数据，晶格时钟在平均74个$\%$的时间内运行，我们测量到跃迁的频率为429228004229873.1（5）Hz，这对应于$1 \times 10^{-15}$的分数不确定性。我们详细描述了这种不确定性是如何产生的中间步骤连接的光频率标准，通过我们的本地时间尺度UTC（NPL），一个合奏的主要和次要的频率标准，引导TAI。计算的绝对频率的过渡是在很好的协议与最近在世界各地的其他实验室进行的测量。
2020-05-21 physics.atom-ph
High accuracy measure of atomic polarizability in an optical lattice clock
尽管斯塔克效应是量子力学微扰理论的典型例子，也是最早观察到的光谱位移之一，但它通过黑体辐射成为现代光学原子钟中最大的不确定性来源。通过采用超冷、囚禁原子系综和高稳定度光学钟，我们以前所未有的精度描述了二次斯塔克效应。我们将镱光钟对电场（如黑体辐射）的灵敏度报告为接地和激发时钟电平的差分静态极化率：36.2612（7）kHz（kV/cm）^{-2}。由于室温黑体辐射，时钟的分数不确定度降低了一个数量级，为3 \times 10^{-17}。
2011-12-13 physics.atom-ph physics.ins-det quant-ph
Current-feedback-stabilized laser system for quantum simulation experiments using Yb clock transition at 578 nm
基于干涉滤光片稳定的外腔半导体激光器（IFDL），研制了一套用于镱原子578 nm时钟跃迁光谱测量的激光系统。由于改进的频率-电流响应的激光二极管芯片和IFDL的机械扰动的敏感性较低，我们成功地稳定的频率，以一个简单的电流反馈系统的高精细度超低膨胀玻璃腔。利用该激光系统，我们进行了高分辨率的Yb的时钟光谱，并发现稳定的激光线宽小于320 Hz。
2019-05-13 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Frequency Stabilization of a 369 nm Diode Laser by Nonlinear Spectroscopy of Ytterbium Ions in a Discharge
我们证明了稳定的紫外二极管激光器通过多普勒自由光谱的镱离子在放电。我们的技术采用偏振光谱，它产生一个自然的色散线形，其零交叉在很大程度上是免疫的环境漂移，使该信号的Yb $^+$离子捕获实验的理想绝对频率参考。我们稳定的外腔二极管激光器在369 nm附近冷却Yb $^+$离子，使用振幅调制偏振光谱和商业PID反馈系统。我们实现了稳定的，低漂移的锁定与测量的激光频率的标准偏差~400 kHz超过10分钟，由二极管激光器的瞬时线宽的限制。这些结果和我们的光学设置的简单性使得我们的方法在原子物理应用中的激光源的稳定有吸引力。
2014-02-06 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Stability Transfer between Two Clock Lasers Operating at Different Wavelengths for Absolute Frequency Measurement of Clock Transition in 87Sr
我们演示了将一个工作在729 nm的高稳定时钟激光器的稳定性转移到另一个工作在698 nm的不太稳定的激光器。使用光学频率梳桥接两个不同的波长。在698 nm的时钟激光器的稳定性的改善，使我们能够评估的Sr光晶格时钟与更短的平均时间的系统频率偏移。我们通过国际原子时（TAI）确定了87 Sr中时钟跃迁1 S 0 - 3 P0的绝对频率为429 228 004 229 873.9（1.4）Hz，参考大地水准面上的SI秒。
2012-01-16 physics.atom-ph physics.optics
An atomic clock with $10^{-18}$ instability
原子钟在科学和技术领域具有革命性的意义，导致了全球定位、先进通信和基本常数变化测试等创新。下一代光学原子钟可以扩展这些计时器的功能，研究人员长期以来一直渴望将测量精度提高到$\bm{10^{18}}$的1分之一。这一里程碑将促成新的计时应用的第二次革命，如相对论大地测量、增强的地球和空间导航和复制，以及对标准模型以外的物理学的新测试。在这里，我们描述了两个光晶格时钟，都利用自旋极化，超冷原子镱的发展和操作。对这些系统进行比较的测量表明，仅经过$\bm{7}$小时的平均后，$\bm{1.6\times 10^{-18}}$的原子钟就出现了前所未有的不稳定性。
2013-05-24 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Improved frequency measurement of the $^1S_{0}$-$^3P_{0}$ clock transition in $^{87}$Sr using the Cs fountain clock at NMIJ as a transfer oscillator
我们进行了绝对频率测量的$^1S_{0}$ - $^3P_{0}$过渡的$^{87}$ Sr的分数不确定度为$1.2 \times 10^{-15}$，这是不到三分之一，我们以前的测量。铯喷泉原子钟被用作转移振荡器，以减少锶光晶格钟和SI秒之间的联系的不确定性。跃迁频率的绝对值为429 228 004 229 873.56（49）Hz。
2015-09-14 physics.atom-ph
Absolute frequency measurement of the $^2$S$_{1/2} \rightarrow ^2$F$_{7/2}$ optical clock transition in $^{171}$Yb$^+$ with an uncertainty of $4\times 10^{-16}$ using a frequency link to International Atomic Time
$^{171}$ Yb $^+$中的高度禁戒的$^2$ S $_{1/2} \rightarrow ^2$ F $_{7/2}$电八极跃迁是重新定义SI秒的潜在候选者。我们提出了一个测量的绝对频率的光学过渡，使用频率链接到国际原子时提供可追溯性SI秒。$^{171}$ Yb $^+$光频标工作时间为25天的76%，测得绝对频率为642 121 496 772 645.14（26）Hz。$4.0 \times 10 ^{-16}$的分数不确定度与以前报道的最佳测量结果相当，后者是通过与当地铯主频率标准进行直接比较而获得的。
2017-10-27 physics.atom-ph
An atomic clock with $1\times 10^{-18}$ room-temperature blackbody Stark uncertainty
由于黑体辐射（BBR）的斯塔克位移是限制许多原子频率标准的性能的关键因素，与BBR环境内的时钟装置是难以在高精度水平的特征。在这里，我们展示了一种真空辐射屏蔽，它为镱光晶格时钟中的原子提供了一个均匀的、特征良好的BBR环境。在室温下工作时，该屏蔽层能够将BBR环境规范为相应的分数时钟不确定度贡献$5.5 \times 10^{-19}$。结合原子响应的不确定性，BBR斯塔克位移的总不确定性现在是$1\times10^{-18}$。屏蔽在高温下的进一步操作使得能够直接测量BBR移位温度依赖性，并证明我们评估的BBR环境和预期的原子响应之间的一致性。
2014-12-02 physics.atom-ph quant-ph
$^{171}$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
$^{88}$Sr$^{+}$ optical clock with $7.9\times 10^{-19}$ systematic uncertainty and measurement of its absolute frequency with $9.8\times 10^{-17}$ uncertainty
VTT Technical Research Centre of Finland Ltd, National Metrology Institute VTT MIKES（芬兰技术研究中心有限公司，国家计量研究所VTT MIKES）；Czech Metrology Institute（捷克计量研究所）
本研究研制出系统不确定度达$7.9\ imes 10^{-19}$的$^{88}$Sr$^{+}$单离子光钟，通过两种方式完成绝对频率测量，得到迄今最精确的光频结果，佐证2021年CIPM推荐频率值偏高。
2025-10-01 physics.atom-ph
Faraday-shielded, DC Stark-free optical lattice clock
我们证明了在镱光晶格时钟中没有直流斯塔克位移。杂散电场通过引入真空法拉第屏蔽来抑制。不过，屏蔽的有效性必须通过实验来评估。这种诊断是通过向六个电极施加高电压来实现的，这些电极在正常操作中接地以形成法拉第屏蔽的一部分。我们的测量在$10^{-20}$水平上以时钟频率为单位对DC斯塔克移位进行约束。此外，我们讨论了一个潜在的错误来源的战略，以精确地测量或取消非零DC斯塔克位移，归因于场梯度加上有限的空间范围的晶格被困原子。考虑到这一点，我们发现，法拉第屏蔽，补充实验验证，提供了一个实际的吸引力和有效的解决方案的问题的直流斯塔克移位的光晶格时钟。
2018-03-28 physics.atom-ph quant-ph
Absolute frequency measurement of the 1S0 - 3P0 transition of 171Yb
报道了在光晶格频标中实现的~（171）Yb在578 nm处1 S_0 - 3 P_0无扰跃迁的绝对频率测量。绝对频率测量为518 295 836 590 863.55（28）Hz，相对于低温铯喷泉，分数不确定度为5.4x10-16。该值与推荐作为国际单位制中秒的二级表示的镱频率一致。
2017-01-20 physics.atom-ph
Cryogenic Optical Lattice Clock with $1.7\times 10^{-20}$ Blackbody Radiation Stark Uncertainty
本研究研发出采用动态驱动辐射屏蔽的低温光学晶格钟，将黑体辐射斯塔克扰动相对频率控制在$1.7\ imes10^{-20}$，较现有最优水平提升约40倍，还测量验证了镱的相关黑体辐射系数，降低了其不确定度。
2025-06-06 physics.atom-ph
Absolute frequency measurement of the 87Sr optical lattice clock at NTSC using International Atomic Time
报道了国家授时中心87 Sr光晶格钟（Sr 1）5s 2 1 S 0 - 5s 5 p 3 P 0跃迁的绝对频率测量结果。它的系统频率偏移进行了仔细评估，总的相对不确定度为5.1E10-17。测量的绝对频率为429 228 004 229 872.91（18）Hz，相对不确定度为4.13E10-16，参考BIPM通过全球导航卫星系统（GNSS）链路在Circular T公告中公布的主要和次要频率标准的集合。
2022-11-08 physics.atom-ph physics.optics
A strontium lattice clock with $3 \times 10^{-17}$ inaccuracy and its frequency
我们在PTB用两个铯原子喷泉钟测量了基于$^{87}$ Sr的光晶格钟的绝对频率，其不确定度为$3.9\times 10^{-16}$。这接近于当今SI秒的最佳实现的精度。$^{87}$ Sr中5s $^2$ $^1$ S $_0$-5s 5 p $^3$ P $_0$跃迁的绝对频率为429，228，004，229，873.13（17）Hz。我们的结果与最近在世界各地不同实验室进行的测量结果非常一致。我们将Sr频标的总系统不确定度提高了5倍，达到了$3\times 10^{-17}$，为基础研究、大地测量或光学钟评估的光学钟之间的频率比测量开辟了新的前景。
2014-08-15 physics.atom-ph
Deployment of a Transportable Yb Optical Lattice Clock
报告了首个完全独立的镱可运输光学晶格钟的部署，跨3000公里运输并在2天内运行，实现与铷喷泉的频率比较，将光学稳定性相干结合到微波输出中。
2024-09-24 physics.atom-ph physics.optics
SI-Traceable Temperature Calibration Based on Optical Lattice Clocks
本文提出一种基于87Sr光学晶格钟和双黑体辐射屏蔽腔的SI溯源温度校准方法，通过差分测量BBR频移实现绝对温度测定，在200～350 K范围内不确定度低于17 mK，较现有方法提升两个数量级。
2025-08-19 physics.atom-ph
Clock-line-mediated Sisyphus Cooling
本文在镱原子中利用长寿命钟态实现了亚反冲 Sisyphus cooling，在1D光学晶格横向获得低于200 nK的温度，通过允许使用浅晶格并保留大量原子数，有效提升了 optical lattice clocks 的精度。
2024-06-19 physics.atom-ph
Frequency ratio measurement of 171Yb and 87Sr optical lattice clocks
利用两个光晶格时钟之间的光-光直接频率链测量了~（171）Yb的1 S_0（F = 1/2）-3P_0（F=1/2）时钟跃迁与~（87）Sr的1 S_0（F = 9/2）-3P_0（F=9/2）时钟跃迁的频率比。在1.5 × 10 ~（-15）的分数不确定度下，测得Yb/Sr比值为1.2075070393433404（18）。频率比的测量不确定度小于使用国际原子时（TAI）链路从绝对频率测量获得的不确定度。所测得的比值与NIST和JILA，Boulder，CO使用他们的Cs喷泉钟获得的绝对频率测量结果吻合得很好。我们的测量使第一次国际比较的光学时钟的频率比，我们得到了很好的协议，两个测量的比率与不确定性小于TAI链接。测得的频率比将报告给国际度量衡委员会，以讨论重新定义秒的问题。
2014-03-24 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
