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核光钟光源：基于金属蒸气四波混频的148 nm连续波真空紫外激光

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肖琦, 丁世谦. 2026: 核光钟光源：基于金属蒸气四波混频的148 nm连续波真空紫外激光, 物理, 55(5): 359-361. doi: 10.7693/wl20260507
引用本文: 肖琦, 丁世谦. 2026: 核光钟光源：基于金属蒸气四波混频的148 nm连续波真空紫外激光, 物理, 55(5): 359-361. doi: 10.7693/wl20260507
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核光钟光源：基于金属蒸气四波混频的148 nm连续波真空紫外激光

  • 1 清华大学物理系 北京 100084;

  • 2 北京量子信息科学研究院 北京 100193

    • 通讯作者: 丁世谦，email:dingshq@mail.tsinghua.edu.cn

  • 摘要: 光钟是目前最高精度的时间频率基准，在导航、精密计量与基础物理规律检验等方向具有重要价值。现有光钟主要以原子或离子的电子跃迁为参考。由于电子跃迁容易受到外界电磁场、黑体辐射等环境扰动的影响，相关实验通常需要超高真空、激光冷却与囚禁等复杂装置，这在一定程度上限制了光钟在实验室外的推广应用。
    近年来，钍-229核光钟研究在实验上快速推进。钍-229原子核具有能量约8.4 eV的低能同质异能态跃迁，对应约148 nm真空紫外光。与电子跃迁相比，核跃迁发生在原子核内部，原子核尺度和相关电磁矩要小得多，与外界电磁场的耦合也要弱得多，因此对环境扰动更不敏感。若能将窄线宽激光稳定锁定到这一核跃迁上，核光钟有望在保持极高精度的同时，获得更强的抗环境扰动能力和更好的工程化潜力。
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  • Tiedau J，Okhapkin M V，Zhang K et al. Phys. Rev. Lett.，2024， 132:182501
    Elwell R，Schneider C，Jeet J et al. Phys. Rev. Lett.，2024，133: 013201
    Zhang C K, Ooi T，Higgins J S et al. Nature，2024，633:63
    Penyazkov G，Yu Y，Skripnikov L V et al. Phys. Rev. A，2025， 112:022807
    Xiao Q，Penyazkov G，Yu R et al. Phys. Rev. Appl.，2026，25: 024034
    Xiao Q，Penyazkov G，Li X et al. Nature，2026，650:852
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出版历程
  • 收稿日期:  2026-05-05

核光钟光源：基于金属蒸气四波混频的148 nm连续波真空紫外激光

    通讯作者: 丁世谦，email:dingshq@mail.tsinghua.edu.cn
  • 1 清华大学物理系 北京 100084;
  • 2 北京量子信息科学研究院 北京 100193
  • 收稿日期:  2026-05-05

摘要: 光钟是目前最高精度的时间频率基准，在导航、精密计量与基础物理规律检验等方向具有重要价值。现有光钟主要以原子或离子的电子跃迁为参考。由于电子跃迁容易受到外界电磁场、黑体辐射等环境扰动的影响，相关实验通常需要超高真空、激光冷却与囚禁等复杂装置，这在一定程度上限制了光钟在实验室外的推广应用。
近年来，钍-229核光钟研究在实验上快速推进。钍-229原子核具有能量约8.4 eV的低能同质异能态跃迁，对应约148 nm真空紫外光。与电子跃迁相比，核跃迁发生在原子核内部，原子核尺度和相关电磁矩要小得多，与外界电磁场的耦合也要弱得多，因此对环境扰动更不敏感。若能将窄线宽激光稳定锁定到这一核跃迁上，核光钟有望在保持极高精度的同时，获得更强的抗环境扰动能力和更好的工程化潜力。

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