授时中心研制出国内首台光生超稳微波频率产生装置

近日，中国科学院国家授时中心研究员张首刚、姜海峰带领的飞秒光梳及其应用研究小组成功研制出国内首台光生超稳微波频率产生装置（以下简称“光生超稳微波源”），使国内常温微波源频率稳定度从E-13提升到E-15量级，达到国际先进水平，填补了我国此项技术的空白。

光生超稳微波源是以超稳光学腔为参考，锁定产生超稳单频激光信号，并利用飞秒光梳变频到微波频段，进而产生超稳微波频率信号的装置。授时中心研制的光生超稳微波源中超稳激光、掺铒光纤飞秒光梳、微波频率综合单元等关键组件均为自主研制，具备完全自主知识产权，产生的9.6GHz频率微波信号秒稳达到3×10^-15，再用频率综合技术产生的9.192GHz可调频率信号，秒级频率稳定度达到7×10^-15。

该装置应用于时间频率基准装置——铯原子喷泉钟，将其短期频率稳定度性能提升了6倍，突破了用于探测原子量子跃迁的微波源频率稳定度对铯原子喷泉钟性能的约束限制。该装置不仅可以改善铯原子喷泉钟性能，提升我国独立自主的时间保持性能，还可作为超高稳定度微波频率源，广泛应用于基础研究及高新技术装备研发。

相关研究成果发表在《中国物理B》上。该研究得到了国家自然科学基金，中科院装备研制项目、率先行动“百人计划”、战略性先导科技专项、青年创新基金等的资助。

图1.应用在喷泉钟的光生超稳微波源

图2.光生微波源的频率稳定度