近日，中國科學院國家授時中心研究員張首剛、姜海峰帶領的飛秒光梳及其應用研究小組成功研制出國內首臺光生超穩(wěn)微波頻率產(chǎn)生裝置（以下簡稱“光生超穩(wěn)微波源”），使國內常溫微波源頻率穩(wěn)定度從E-13提升到E-15量級，達到國際先進水平，填補了我國此項技術的空白。

光生超穩(wěn)微波源是以超穩(wěn)光學腔為參考，鎖定產(chǎn)生超穩(wěn)單頻激光信號，并利用飛秒光梳變頻到微波頻段，進而產(chǎn)生超穩(wěn)微波頻率信號的裝置。授時中心研制的光生超穩(wěn)微波源中超穩(wěn)激光、摻鉺光纖飛秒光梳、微波頻率綜合單元等關鍵組件均為自主研制，具備完全自主知識產(chǎn)權，產(chǎn)生的9.6GHz頻率微波信號秒穩(wěn)達到3×10^-15，再用頻率綜合技術產(chǎn)生的9.192GHz可調頻率信號，秒級頻率穩(wěn)定度達到7×10^-15。

該裝置應用于時間頻率基準裝置——銫原子噴泉鐘，將其短期頻率穩(wěn)定度性能提升了6倍，突破了用于探測原子量子躍遷的微波源頻率穩(wěn)定度對銫原子噴泉鐘性能的約束限制。該裝置不僅可以改善銫原子噴泉鐘性能，提升我國獨立自主的時間保持性能，還可作為超高穩(wěn)定度微波頻率源，廣泛應用于基礎研究及高新技術裝備研發(fā)。

相關研究成果發(fā)表在《中國物理B》上。該研究得到了國家自然科學基金，中科院裝備研制項目、率先行動“百人計劃”、戰(zhàn)略性先導科技專項、青年創(chuàng)新基金等的資助。

圖1.應用在噴泉鐘的光生超穩(wěn)微波源

圖2.光生微波源的頻率穩(wěn)定度