Direct comparison of a Ca+ single ion clock against a Sr optical lattice clock-猫眼课题宝

DOI：

10.1364/oe.20.022034

发表时间：

2012-08

期刊：

2013 Joint European Frequency and Time Forum & International Frequency Control Symposium (EFTF/IFC)

影响因子：

通讯作者：

中科院分区：

其他

文献类型：

作者：

K. Matsubara;H. Hachisu;Ying Li;S. Nagano;C. Locke;A. Nogami;M. Kajita;K. Hayasaka;T. Ido;M. Hosokawa

将Ca时钟跃迁（s1 /2- d5 / 2,729 nm）与Sr光晶格时钟跃迁（S0P0, 698nm）进行了频率比较，得出Ca / Sr的频率比为0.957 631 202 358 049 9（23）。光学比较的快速特性使得频率比的统计不确定度在1000秒内达到1×10，并且得出的值与使用国际原子时（TAI）链路进行的单独绝对频率测量计算的值一致。光学比较得到的频率比的总不确定度（不含微波链路不确定度）比绝对频率测量得到的频率比的总不确定度小，显示了光学频率评估的优势。我们报告了Ca的绝对频率，系统不确定度比我们以前的测量[1]小14倍。参考文献和链接K. Matsubara， K. Hayasaka， Y. Li， H. Ito， S. Nagano， M. Kajita， M.细川，“具有10级不确定度的Ca离子光时钟跃迁的频率测量”，应用程序，理论物理。快报，1,067011（2008）。2. J. gu<s:1>纳，M.Abgrall， D.Rovera， P.Laurent， B.Chupin， M.Lours， G.Santarelli， P.Rosenbusch, m . Tobar， R.Li， K.Gibble， A.Clairon， S. Bize，“原子喷泉在lne - syte中的进展”，中国科学院学报（自然科学版），2012年第1期。3. 周志文，休谟，郭志明，陈志明，“两种高精度人工智能光钟的频率比较”，物理学报。Rev. Lett. 104, 070802（2010）。4. P. A. Williams， W. C. Swann， N. R. Newbury，“在长光纤链路上的高稳定性光频率传输”，光学学报。点。[j] .中国生物医学工程学报，2009,32(4):481 - 481（2008）。5. K. Predehl， G. Grosche， S. M. F. Raupach， S. Droste， O. Terra， J. Alnis, Th。Legero, t.w. Hänsch, Th。Udem， R. Holzwarth， H. Schnatz，“用于频率测量的920公里光纤链路在小数点后第19位”，Science 336, 441-444（2012）。6. A. Yamaguchi， M. Fujieda， M. Kumagai， H. Hachisu， S. Nagano， Y. Li， T. Ido， T. Takano， M. Takamoto，和H. Katori，“10不确定度下远距离光学晶格钟的直接比较”，苹果。理论物理。中国生物工程学报，2011,32(4):481 - 481。7. 藤田明，熊谷明，长野明，山口明，八素明，伊藤明，“远距离光钟的全光链路直接比较”，光学学报，19,（2011）。8. T. Rosenband， D. B. Hume， P. O. Schmidt， C. W. Chou， A. Brusch， L. Lorini， W. H. Oskay， R. E. Drullinger， T. M. Fortier， J. E. Stalnaker， S. A. Diddams， W. C. Swann， N. R. Newbury， W. M. Itano， D. J. Wineland和J. C. Bergquist，“Al和Hg单离子光学时钟的频率比；小数点后17位的计量”，《科学》319,1808-1812（2008）。9. 高本先生，f - l。Hong， R. Higashi， H. Katori，“光学晶格时钟”，《自然》435,321-324（2005）。10. G. K. Campbell， A. D. Ludlow， S. Blatt， J. W. Thomsen， M. J. Martin， M. H. G. de Miranda， T. Zelevinsky， M. M. Boyd， J. Ye， S. A. Diddams， T. P. Heavner， T. E. Parker， S. R. Jefferts，“Sr光钟跃迁的绝对频率”，计量学，45 539-548（2008）。11. X. Baillard， M. Fouche， R. Le Targat， P. G. Westergaard， A. Lecallier， F. Chapelet， M. Abgrall， G.D. Rovera， P. Laurent， P. Rosenbusch， S. Bize， G. Santarelli， A. Clairon， P. Lemonde， G. Grosche， B. Lipphardt和H. Schnatz, Eur。理论物理。医学杂志，48,11-17（2008）。12. St. Falke， H. Schnatz， J. S. R. Vellore Winfred, Th。m . delmann, St. Vogt， S. Weyers， B. Lipphardt， G. Grosche， F. Riehle， U. Sterr和Ch. Lisdat，“PTB的Sr光频率标准”，计量学报，48(2011):339 -407。13. A. Yamaguchi， N. Shiga， S. Nagano， Y. Li， H. Ishijima， H. Hachisu， M. Kumagai， T. Ido，“不同波长时钟激光器在Sr中时钟跃迁绝对频率测量中的稳定性转移”，applied。理论物理。中国生物医学工程学报（英文版），2012(5)。14. M. Chwalla， J. Benhelm， K. Kim， G. kirchmaair， T. Monz， M. Riebe， P. Schindler， A. S. Villar， W. Hänsel， C. F. Roos， R. Blatt， M. Abgrall， G. Santarelli， G. D. Rovera和Ph. Laurent，“Ca 4s S1/2-3d D5/2时钟转换的绝对频率测量”，物理学报。Rev. Lett. 102,023002（2009）。15. 黄艳，曹建军，刘鹏，梁坤，欧波，关辉，黄晓霞，李涛，高凯，“基于SI秒的全球定位系统的ca4s S1/2-3d D5/2时钟转换频率的赫级测量”，物理学报，修订A 85, 030503(R)（2012）。16. P. O. Schmidt， T. Rosenband， C. Langer， W. M. Itano， J. C. Bergquist, and D. J. Wineland，“使用量子逻辑的光谱学”，Science 309, 749-752（2005）。17. J. w<s:1> bbena， S. Amairi， O. Mandel， P.O. Schmidt，“用于精密光谱的混合两离子晶体的共感冷却”，物理学报。生物工程学报，2012,33(4):481 - 481。18. T. Rosenband， P. O. Schmidt， D. B. Hume， W. M. Itano， T. M. Fortier， J. E. Stalnaker， K. Kim， S. A. Diddams， J. C. J. koeleij， J. C. Bergquist，和D. J. Wineland，“人工智能中S0→P0时钟转换的观察”，物理学报。Rev. Lett. 98, 220801（2007）。19. 李英英，长野，松原，伊藤h， Kajita M.，细川M.，“用于钙离子S-D跃迁的窄线和频率可调二极管激光系统”，Jpn。j:。物理学报，47 6327（2008）。20. 自旋。马俊杰，叶俊杰，“在两个地方提供相同的光频率：精确消除由光纤或其他时变路径引入的相位噪声”，光学学报，19（1994）。21. B. Arora， M. S. Safronova， C. W. Clark，“钙离子光学频率标准中的黑体辐射位移”，物理学报。Rev. A 76, 064501(2007) 22。G.P. Barwood， H.S. Margolis， G. Huang， P. Gill，和H.A. Klein，“Sr中4d D5/2能级的电四极矩测量”，物理学报。Rev. Lett. 93, 133001（2004）。23. H. S. Margolis， G. P. Barwood， G. Huang， H. a . Klein， S. N. Lea， K. Szymaniec， P. Gill，“单Sr离子光时钟频率的赫兹级测量”，科学306,1355-1358（2004）。24. C. Degenhardt， T. Nazarova， C. Lisdat， H. Stoehr， U. Sterr， F. Riehle，“啁啾激发脉冲在超冷钙原子光学时钟中的影响”，IEEE翻译。医学杂志，54,771-775（2005）。25. S. Nagano， H. Ito， Y. Li， K. Matsubara和M. Hosokawa，“飞秒激光频率梳在光学频率标准的10级不确定性下的稳定运行”，Jpn。j:。物理学报，48 042301（2009）。26. F. Nakagawa， M. Imae， Y. Hanado, and M. Aida，“用于生成UTC（NICT）的多通道双混频器时差系统的开发”，IEEE Trans。Instrum。平均数。54,829（2005）。27. f - l。Hong， M. Musha， M. Takamoto， H. Inaba， S. Yanagimachi, a . Takamizawa， K. Watabe， T. Ikegami， M. Imae， Y. Fujii， M. Amemiya， K. Nakagawa， K. Ueda， H. Katori，“利用120 km相干光传输测量Sr光学晶格时钟的频率”，光学学报，34 692（2009）。28. CIPM建议（C2-2009），更新标准频率列表http://www.bipm.org/cc/CIPM/Allowed/98/REC_CIPM2009_C2_LIST_OF_ST_FREQUENCIES_18_DE C_2009.pdf 29。K. Hayasaka，“用铟离子合成两种离子链的新光学频率标准”，applied。理论物理。[j] .科学通报，2012(5)。

Optical frequency comparison of the Ca clock transition Ca (S1/2-D5/2, 729nm) against the Sr optical lattice clock transition Sr (S0P0, 698nm) has resulted in a frequency ratio Ca / Sr = 0.957 631 202 358 049 9(2 3). The rapid nature of optical comparison allowed the statistical uncertainty of frequency ratio Ca / Sr to reach 1×10 in only 1000s and yielded a value consistent with that calculated from separate absolute frequency measurements of Ca using the International Atomic Time (TAI) link. The total uncertainty of the frequency ratio using optical comparison (free from microwave link uncertainties) is smaller than that obtained using absolute frequency measurement, demonstrating the advantage of optical frequency evaluation. We report the absolute frequency of Ca with a systematic uncertainty 14 times smaller than our previous measurement [1]. References and links 1. K. Matsubara, K. Hayasaka, Y. Li, H. Ito, S. Nagano, M. Kajita, and M. 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Direct comparison of a Ca+ single ion clock against a Sr optical lattice clock

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