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本报讯6月16日，中国计量科学研究院研究的具有自主知识产权的532nm（纳米）碘稳定固体激光频率标准，通过了由国家质检总局组织的专家鉴定。这一重大科研成果，使我国长度基准由气体发展到固体，提高了长度计量的精确度，为我国更为准确地实现长度单位“米”定义的复现提供了新途径,标志着我国长度计量跃上新的台阶。
中国计量科学研究院2002年开始研制的532nm碘稳定固体激光频率标准装置属国内首创
，在国际上也只有少数发达国家才有。该项研究是当前国际上以量子物理为基础的计量技术前沿，采用了物理学、计量学、激光技术、电子学和自动控制学等领域的诸多先进技术。实验测量表明，我国建立的这一装置，激光频率锁定后可长时间连续稳定工作，其主要技术指标：1秒取样的激光频率稳定度优于3×10-14，超过目前国际上已报道的最好结果；千秒取样的激光频率稳定度4×10-15，达到了目前国际上已报道的最好结果；万秒激光频率稳定度5×10-15，为国际上首次报道的最好结果。4周内多次测量重新锁定后的标准频差小于35Hz，相当于6×10-14。上述频率稳定度和复现性的指标，为目前可见光波段内分子光频标的最佳结果，已跻身国际先进水平的前列。
专家们一致认为，这一重大成果提出了一系列创新理论和方法，例如：课题组自行研制了单块固体环形激光器，它是系统的核心部分，具有我国自主知识产权。此技术比目前只有美、德、俄掌握的单块激光器技术有更加稳定的单向运转性能和高的输出功率；碘吸收室是稳频系统的关键部件，课题组采用独创的碘吸收4倍光学程倍增法对其改进，用这种方法在45cm碘室长度上实现了1.8m长的光学吸收效果，进而提高了信噪比，压缩了吸收线宽；为了消除气压抖动对激光频率的影响，在激光器单块晶体上加上真空密封罩，隔绝了外界环境的干扰，解决了气压抖动的突跳；电光调制器是激光频率调制的重要元件，但激光通过后会产生附加噪声，对激光频率稳定产生干扰，采用对电光调制器主动反馈温度控制的方法，消除了此噪声对频率稳定的影响。
据了解，高稳定激光的优势在于：一是在可见光波长范围内分子频标中稳定度最好；二是输出功率较高，可达到百毫瓦量级；三是可同时输出近红外和绿光双波长稳频激光。其红外光可利用光纤传输通过飞秒激光器与时间频率基准铯原子钟连接，实现时间和长度基本计量单位的统一，为“米”定义溯源提供依据。同时，通过光纤网络，为其他开展精密干涉测量和需要高稳定度激光频率源的科学实验研究提供优质的多路光源，实现高质量频率稳定光源的连接和共享。
据悉，532nm激光波长是国际“米”定义咨询委员会推荐的13种复现米定义的波长之一，这一研究成果将提供一种新的更高质量的波长基准参考谱线。在长度计量中，该谱线可作为一把特别稳定的以激光波长为基础的“尺子”，利用这一新的波长尺，可减小计量中的误差，提高基准量传的精度，为产品质量的提高提供计量保障，也为我国更准确地实现长度单位“米”定义的复现提供了新途径。形象地说，如果用此高稳定度激光波长作为尺子来测量地球到月球之间的距离，测量误差将小于一根头发丝的直径。
作者：卢敬叁 记者 王娅莉
（来源：本站原创）
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