Текущее состояние разработки компактных оптических реперов частоты на холодных атомах иттербия

Г.С. Белотелов, Д.В. Сутырин, С.Н. Слюсарев

ФГУП «ВНИИФТРИ», Менделеево, Московская обл., Россия
belotelov@vniiftri.ru,
sutyrin@vniiftri.ru,
slyusarev@vniiftri.ru

«Альманах современной метрологии» № 4 (28) 2021, стр. 100–108

УДК 530.1

Аннотация. В данной работе представлены модули мобильных и портативных оптических реперов частоты на холодных атомах иттербия, разрабатываемых во ФГУП «ВНИИФТРИ». Целью работы является улучшение таких характеристик оптического эталона частоты, как компактность, масса, энергоэффективность, при сохранении значений относительной стабильности и частотной точности лабораторных оптических решётчатых часов.

Ключевые слова: часы на оптической решётке, иттербий, частота, холодные атомы.

Цитируемая литература

1. Hobson R., Bowden W., Silva A., Baynham Ch.F.A., Margolis H.S., Baird P.E.G. et al. A strontium optical lattice clock with 1 · 10–17 uncertainty and measu­rement of its absolute frequency // Metrologica. — 2020. — V. 57. — No. 6.

2. Ohmae N., Bregolin F., Nemitz N., Katori H. Direct measurement of the frequency ratio for Hg and Yb optical lattice clocks and closure of the Hg/Yb/Sr loop // Opt. Express. — 2020. — 28. — 15112–15121.

3. Taichenachev A.V., Goncharov A.N., Bonert A.E., Baraulya V.I., Tropni­kov M.A., Kuznetsov S.A. et al. Atom interferometry with ultracold Mg atoms: frequency standard and quantum sensors // Journal of Physics: Conference — 2020. — V. 1508. — No. 1. — P. 012002.

4. Ludlow A.D., McGrew W.F., Zhang X., Nicolodi D., Fasano R.J., Schaffer S.A. et al. Optical Frequency Measurements at 1 · 10–18 Uncertainty with Ytterbium Optical Lattice Clocks // IEEE Conference on Precision Electromagnetic Measurements (CPEM 2018). — 2018. — P. 1–2.

5. McGrew W.F., Zhang X., Leopardi H., Fasano R.J., Nicolodi D., Beloy K. et al. Towards the optical second: verifying optical clocks at the SI limit // Optica. — 2019. — 6. — P. 448–454.

6. Tino G.M., Bassi A., Bianco G., Bongs K., Bouyer P., Cacciapuoti L. et al. SAGE: A proposal for a space atomic gravity explorer // The European Physical Journal D. — 2019. — V. 73. — No. 11. — P. 228.

7. El-Neaj Y.A., Alpigiani C., Amairi-Pyka S., Araújo H., Balaž A., Bassi A. et al. AEDGE: Atomic experiment for dark matter and gravity exploration in space // EPJ Quantum Technology. — 2020. — V. 7. — No. 6. — P. 1–27.

8. Mura G., Franzen T., Abou-Jaoudeh C., G̈orlitz A., Luckmann H., Ernsting I. et al. A transportable optical lattice clock using 171 Yb // Joint European Frequency and Time Forum & International Frequency Control Symposium (EFTF/IFC). — P. 376–378.

9. Schiller S., G̈orlitz A., Nevsky A., Alighanbari S., Vasilyev S., Abou-Jaoudeh C. et al. The space optical clocks project // International Conference on Space Optics — ICSO 2010 International Society for Optics and Photonics. — 2017. — 10565. — P. 1056531.

10. Abdel-Hafiz M., Ablewski P., Al-Masoudi A., Martinez H.A., Balling A., Barwood G. et al. Guidelines for developing optical clocks with 10–18 fractional frequency uncertainty. — 2019. — URL: arXiv:1906.11495.

11. Belotelov G.S., Ovsiannikov V.D., Sutyrin D.V., Gribov A.Yu., Berdasov O.I., Pal’chikov V.G. et al. Lattice light shift in strontium optical clock // Laser Physics. — 2020. — V. 30. — No. 4.

12. TimeBase [сайт]. — URL: http://time-base.de/.

13. Schioppo M., Poli N., Prevedelli M., Falke St., Lisdat Ch., Sterr U. et al.
A compact and efficient strontium oven for laser-cooling experiments // Review of Scientific Instruments. — 2012. — V. 83. — No. 10. — P. 103–101.

14. Kawasaki A., Braverman B., Yu Q., Vuletic V. Two-color magnetooptical trap with small magnetic field for ytterbium // Journal of Physics B: Atomic, Molecular and Optical Physics. — 2015. — V. 48. — No. 15. — P. 155302.

15. Lee J., Lee J.H., Noh J., Mun J. Core-shell magneto-optical trap for alkaline-earth-metal-like atoms // Physical Review A. — 2015. — V. 91. — No. 5. — P. 053405.

16. Lee K.I., Kim J.A., Noh H.R., Jhe W. Single-beam atom trap in a pyramidal and conical hollow mirror // Optics letters. — 1996. — V. 21. — No. 15. — P. 1177–1179.

Статья поступила в редакцию: 15.10.2021 г.
Статья прошла рецензирование: 25.10.2021 г.
Статья принята в работу: 27.10.2021 г.

Статья в полном объеме в Научной электронной библиотеке eLIBRARY.
Оформить подписку и купить печатные номера журнала у издателя.