研究人员开发出高稳定性原子自旋振荡器

中国科学院国家授时中心课题组研制出基于铷氙原子余磁强计的混合高稳定原子自旋振荡器。该研究发表在7月14日的《PhysicalReviewApplied》杂志上。

原子余磁强计可用于基础物理研究。高灵敏度原子余磁计应用于惯性导航陀螺仪、生物磁检测等实际应用。

限制共磁强计灵敏度的关键参数是原子自旋相干时间。在演示的设置中，研究人员使用闭环自驱动场来实现非衰减自旋振荡信号，将相干时间延长至无限。

该研究的通讯作者刘国斌教授表示：“通过这种方式，共磁强计可以作为一个主动原子钟，例如氢脉塞，形成一个Rb-Xe自旋振荡器，其振荡频率对磁场变化高度敏感。”。

作为原子磁力计，Rb-Xe自旋振荡器在0.01–10Hz频率范围内实现了小于10fT/Hz1/2的灵敏度。在长达2000秒平均时间的长期运行中，绝对频率不稳定性达到约3*10-6Hz(地球自转速率约为11*10-6Hz)。

结果是初步的。进一步分析表明，频率不稳定性的极限在10nHz甚至更低的水平，这可以作为惯性导航或地球自转监测的陀螺仪。

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