izmertechИзмерительная техникаIzmeritel`naya Tekhnika0368-10252949-5237ФГУП "ВНИИФТРИ"10.32446/0368-1025it.2020-12-22-27izmertech-1867Research ArticleИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕНИ И ЧАСТОТЫTIME AND FREQUENCY MEASUREMENTSОптический стандарт частоты на холодных атомах стронцияThe optical frequency standard based on strontium cold atomsГрибовА. Ю.GribovA. Y.

г. п. Менделеево, Московская обл.

Artem Y. Gribov

Moscow region, Mendeleevo

gribov.art@mail.ruБердасов,О. И.BerdasovO. I.

г. п. Менделеево, Московская обл.

Oleg I. Berdasov

Moscow region, Mendeleevo

berd_7@mail.ruБелотеловГ. С.BelotelovG. S.

г. п. Менделеево, Московская обл.

Gleb S. Belotelov

Moscow region, Mendeleevo

belotelov@vniiftri.ruСтельмашенкоЕ. Ф.StelmashenkoE. F.

г. п. Менделеево, Московская обл.

Evgeniya F. Stelmashenko

Moscow region, Mendeleevo

stelmashenko@vniiftri.ruСутыринД. В.SutyrinD. V.

г. п. Менделеево, Московская обл.

Denis V. Sutyrin

Moscow region, Mendeleevo

sutyrin@vniiftri.ruСлюсаревС. Н.SlyusarevS. N.

г. п. Менделеево, Московская обл.

Sergey N. Slyusarev 

Moscow region, Mendeleevo

serslyu@mail.ruВсероссийский научно-исследовательский институт физико-технических и радиотехнических измеренийРоссияRussian Metrological Institute of Technical Physics and Radio Engineering (VNIIFTRI)Russian Federation2020200720230122227Copyright © ФГУП "ВНИИФТРИ", 20232023ФГУП "ВНИИФТРИ"ФГУП "ВНИИФТРИ"https://www.izmt.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.izmt.ru/jour/article/view/1867

 

Представлены результаты, полученные в ходе создания оптического репера частоты на холодных атомах фермионного изотопа стронция 87Sr. Описаны параметры экспериментальных оптических схем, разработанных для последовательного лазерного охлаждения и пленения атомов 87Sr в оптическую решётку. Успешно проведена спектроскопия часового перехода, в ходе которой достигнута спектральная ширина линии перехода 12 Гц. Разработан измерительный комплекс на основе фемтосекундного синтезатора оптических частот. Измерительный комплекс позволяет сравнивать оптический репер частоты с водородным мазером. Созданный оптический репер частоты на холодных атомах 87Sr включён в состав Государственного первичного эталона единиц времени, частоты и национальной шкалы времени ГЭТ 1-2018.

The results obtained during the development of an optical frequency standard, based on cold 87Sr atoms are presented. The parameters of experimental optical schemes developed for the realization of all stages of sequential laser cooling and trapping of 87Sr atoms into an optical lattice are described. Clock transition spectroscopy was successfully performed with a spectral transition linewidth of 12 Hz. A measuring scheme based on a femtosecond optical frequency synthesizer has been developed, which makes it possible to compare the optical standard with a hydrogen maser. The created optical frequency standard was included in the primary standard GET 1-2018.

оптический стандарт частотыхолодные атомыпрецизионные измерениялазерное охлаждениеспектроскопияoptical frequency standardcold atomsprecision measurementslaser coolingspectroscopyReferencesAbgrall M., Chupin B., De Sarlo L., Guéna J., Laurent P., Le Coq Y., Le Targat R., Lodewyck J., Lours M., Rosenbusch P., Rovera G. D., S. Bize, Comptes Rendus Physique, 2015, vol. 16, no. 5, pp. 461–470. https://doi.org/10.1016/j.crhy.2015.03.010Abgrall M., Chupin B., De Sarlo L., Guéna J., Laurent P., Le Coq Y., Le Targat R., Lodewyck J., Lours M., Rosenbusch P., Rovera G. D., S. Bize, Comptes Rendus Physique, 2015, vol. 16, no. 5, pp. 461–470. https://doi.org/10.1016/j.crhy.2015.03.010Hinkley N., Sherman J. A., Phillips N. B., Schioppo M., Lemke N. D., Beloy K., Pizzocaro M., Oates C. W., Ludlow A. D., Science, 2013, vol. 341, no. 6151, pp. 1215–1218. https://doi.org/10.1126/science.1240420Hinkley N., Sherman J. A., Phillips N. B., Schioppo M., Lemke N. D., Beloy K., Pizzocaro M., Oates C. W., Ludlow A. D., Science, 2013, vol. 341, no. 6151, pp. 1215–1218. https://doi.org/10.1126/science.1240420Katori H., Takamoto M., Pal’chikov V. G., Ovsiannikov V. D., Physical Review Letters, 2003, vol. 91, no. 17, 173005. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.91.173005Katori H., Takamoto M., Pal’chikov V. G., Ovsiannikov V. D., Physical Review Letters, 2003, vol. 91, no. 17, 173005. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.91.173005Takamoto M., Hong F.-L., Higashi R., Katori H., Nature, 2005, vol. 435, no. 7040, pp. 321–324. https://doi.org/10.1038/nature03541Takamoto M., Hong F.-L., Higashi R., Katori H., Nature, 2005, vol. 435, no. 7040, pp. 321–324. https://doi.org/10.1038/nature03541Campbell G. K., Ludlow A. D., Blatt S., Thomsen J. W., Martin M. J., de Miranda M. H. G., Zelevinsky T., Boyd M. M., Ye J., Diddams S. A., Heavner T. P., Parker T. E., Jeff erts S. R., Metrologia, 2008, vol. 45, no.5, p. 539. https://doi.org/10.1088/0026-1394/45/5/008Campbell G. K., Ludlow A. D., Blatt S., Thomsen J. W., Martin M. J., de Miranda M. H. G., Zelevinsky T., Boyd M. M., Ye J., Diddams S. A., Heavner T. P., Parker T. E., Jeff erts S. R., Metrologia, 2008, vol. 45, no.5, p. 539. https://doi.org/10.1088/0026-1394/45/5/008Bloom B. J., Nicholson T. L., Williams J. R., Campbell S. L., Bishof M., Zhang X., Zhang W., Bromley S. L., Ye J., Nature, 2014, vol. 506, no. 7486, pp. 71–75. https://doi.org/10.1038/nature12941Bloom B. J., Nicholson T. L., Williams J. R., Campbell S. L., Bishof M., Zhang X., Zhang W., Bromley S. L., Ye J., Nature, 2014, vol. 506, no. 7486, pp. 71–75. https://doi.org/10.1038/nature12941Recommendation 1 (CI-2006): concerning secondary representation of the second. Bureau International des Poids et Mesures, Comite International des Poids et Mesures, 95thmeeting (October 2006), p. 249. URL: http://www.bipm.org/units/en/pdf/CIPM2006-EN.pdf(датаобращения:25.10.2020).Recommendation 1 (CI-2006): concerning secondary representation of the second. Bureau International des Poids et Mesures, Comite International des Poids et Mesures, 95th meeting (October 2006), p. 249, available at: http://www.bipm.org/units/en/pdf/CIPM2006-EN.pdf(accessed:25.10.2020).Drever R. W. P., Hall J. L., Kowalski F. V., Applied Physics B, 1983, vol. 31, no. 2, pp. 97–105. https://doi.org/10.1007/BF00702605Drever R. W. P., Hall J. L., Kowalski F. V., Applied Physics B, 1983, vol. 31, no. 2, pp. 97–105. https://doi.org/10.1007/BF00702605Бердасов О. И., Грибов А. Ю., Белотелов Г. С. Ультрастабильная лазерная система для спектроскопии часового перехода 1S0–3P0 в атомах Sr // Квантовая электроника. 2017. Т. 47. № 5. С. 400–405. https://doi.org/10.1070/QEL16346Berdasov O. I., Gribov A. Yu., Belotelov G. S., Quantum Electronics, 2017, vol. 47, no. 5, pp. 400–405. https://doi.org/10.1070/QEL16346Chebotayev V. P., Goldort V. G., Klementyev V. M., Applied Physics B, 1982, vol. 29, no. 1, pp. 63–65. https://doi.org/10.1007/BF00694370Chebotayev V. P., Goldort V. G., Klementyev V. M., Applied Physics B, 1982, vol. 29, no. 1, pp. 63–65. https://doi.org/10.1007/BF00694370Gribov A. et al., 2020 Joint Conference of the IEEE International Frequency Control Symposium and International Symposium on Applications of Ferroelectrics (IFCS-ISAF), Keystone, CO, USA, 2020, pp. 1–4. https://doi.org/10.1109/IFCS-ISAF41089.2020.9234906Gribov A. et al., 2020 Joint Conference of the IEEE International Frequency Control Symposium and International Symposium on Applications of Ferroelectrics (IFCS-ISAF), Keystone, CO, USA, 2020, pp. 1–4. https://doi.org/10.1109/IFCS-ISAF41089.2020.9234906

The authors declare that there are no conflicts of interest present.