3月11日，國(guó)家重大科學(xué)儀器設(shè)備開(kāi)發(fā)專項(xiàng)《銫原子噴泉基準(zhǔn)鐘的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用》在中國(guó)計(jì)量院正式啟動(dòng)。

      本項(xiàng)目研究的目標(biāo)為：在中國(guó)計(jì)量院現(xiàn)有的銫原子噴泉鐘研究基礎(chǔ)上，研制新型銫噴泉基準(zhǔn)鐘復(fù)現(xiàn)秒長(zhǎng)；組成基準(zhǔn)鐘組駕馭商品氫鐘組產(chǎn)生獨(dú)立準(zhǔn)確的時(shí)標(biāo)，使得中國(guó)秒長(zhǎng)基準(zhǔn)和時(shí)標(biāo)基準(zhǔn)進(jìn)入國(guó)際一流水平，在國(guó)內(nèi)作為時(shí)間頻率體系源頭，統(tǒng)一測(cè)量量值，支撐中國(guó)的經(jīng)濟(jì)、科研和國(guó)防活動(dòng)；在國(guó)際參加原子時(shí)合作，彰顯中國(guó)計(jì)量科學(xué)水平。作為應(yīng)用示范，通過(guò)光纖高保真?zhèn)鬏旑l率，為地面時(shí)標(biāo)提供溯源支持。開(kāi)發(fā)銣噴泉標(biāo)準(zhǔn)鐘和產(chǎn)業(yè)化樣機(jī)，利用銫基準(zhǔn)鐘校準(zhǔn)銣標(biāo)準(zhǔn)鐘產(chǎn)業(yè)化樣機(jī)的絕對(duì)頻率，提供一種準(zhǔn)確度6E-15（相當(dāng)于500萬(wàn)年不差1秒）的新型高端原子鐘，并建設(shè)銣噴泉標(biāo)準(zhǔn)鐘產(chǎn)業(yè)化基地和校準(zhǔn)服務(wù)基地。

      據(jù)了解，該項(xiàng)目歸口部門(mén)為質(zhì)檢總局，由中國(guó)計(jì)量院牽頭，聯(lián)合中科院上海光機(jī)所、清華大學(xué)、北京衛(wèi)星導(dǎo)航中心和北京華力創(chuàng)通技術(shù)公司共同實(shí)施。項(xiàng)目負(fù)責(zé)人為中國(guó)計(jì)量院首席研究員李天初院士，總經(jīng)費(fèi)3424萬(wàn)元，共包括7項(xiàng)研究任務(wù)，執(zhí)行周期為5年。

      據(jù)介紹，時(shí)間頻率是國(guó)家重大信息基礎(chǔ)設(shè)施和重要戰(zhàn)略資源，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)、國(guó)防建設(shè)和科學(xué)研究的重要技術(shù)基礎(chǔ)。時(shí)間頻率在全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)、深空探測(cè)、基礎(chǔ)研究、高速通信、電力電網(wǎng)等領(lǐng)域有重要的應(yīng)用。

      基準(zhǔn)鐘是時(shí)間頻率計(jì)量體系的源頭。銫基準(zhǔn)鐘的頻率準(zhǔn)確度代表著國(guó)家時(shí)間頻率計(jì)量體系的水平，是一個(gè)國(guó)家戰(zhàn)略競(jìng)爭(zhēng)力的重要標(biāo)志之一。基準(zhǔn)鐘沒(méi)有商品，不可能通過(guò)購(gòu)買(mǎi)獲得，全世界都依靠各國(guó)計(jì)量院自主研發(fā)。中國(guó)計(jì)量院集10余年研制銫噴泉鐘積累，在本項(xiàng)目中研制新型銫噴泉基準(zhǔn)鐘，準(zhǔn)確度將達(dá)到E-16（相當(dāng)于3000萬(wàn)年不差1秒），進(jìn)入國(guó)際先進(jìn)水平。

      銫噴泉鐘雖然在頻率準(zhǔn)確度和穩(wěn)定度上有著很高的指標(biāo)，但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜， 對(duì)操作、評(píng)定、維護(hù)和使用環(huán)境要求很高。上海光機(jī)所具備很好的研制高可靠銣噴泉鐘的基礎(chǔ)，華力創(chuàng)通生產(chǎn)多項(xiàng)衛(wèi)星導(dǎo)航儀器，有豐富的產(chǎn)業(yè)化和市場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)。項(xiàng)目研究過(guò)程中，上海光機(jī)所、華力創(chuàng)通和中國(guó)計(jì)量院將通力合作，研制銣噴泉標(biāo)準(zhǔn)鐘和具有高頻率復(fù)現(xiàn)性的銣噴泉鐘產(chǎn)業(yè)化樣機(jī)。利用中國(guó)計(jì)量院時(shí)間頻率基準(zhǔn)，以6E-15準(zhǔn)確度標(biāo)定銣噴泉鐘產(chǎn)業(yè)化樣機(jī)的絕對(duì)頻率，產(chǎn)生一種面向高端用戶的新型產(chǎn)業(yè)化標(biāo)準(zhǔn)鐘。

      通過(guò)本項(xiàng)目實(shí)施，還將在中國(guó)計(jì)量院昌平院區(qū)建設(shè)中國(guó)準(zhǔn)確獨(dú)立的秒長(zhǎng)和時(shí)標(biāo)基準(zhǔn)，并參加國(guó)際原子時(shí)合作。項(xiàng)目將研制高保真光纖頻率傳輸儀，使100公里范圍的高端用戶幾乎不損失準(zhǔn)確度地共享中國(guó)時(shí)間頻率基準(zhǔn)資源。

      目前，銫噴泉基準(zhǔn)鐘的短期穩(wěn)定度受限于石英晶體振蕩器。因此，本項(xiàng)目還將研制超穩(wěn)微波源系統(tǒng)，代替晶振作為銫噴泉基準(zhǔn)鐘本振源，一方面大大改善銫噴泉基準(zhǔn)鐘的穩(wěn)定度性能，縮短頻率評(píng)定時(shí)間；另一方面為未來(lái)校準(zhǔn)比對(duì)光鐘絕對(duì)頻率準(zhǔn)備條件。