近日，中国科学院国家授时中心张首刚研究员带领的课题组，研制出全光纤铷原子喷泉守时钟的光学系统，能够减小对热力环境的敏感性，保障了铷原子喷泉守时钟不间断运行。

为克服传统自由空间光学系统中外腔半导体激光器和空间光学元件易受温度和振动影响，发生跳模、移位或形变等而导致光学系统中断运行的问题，研制了全光纤光学系统，提高了铷喷泉钟光学系统的不间断运行时间。

通过铷气室温度增强的方法，克服了重抽运激光MTS谱线信噪比低、无法锁定的难题；利用直接激光频率调节技术使激光频率失谐量达到170 MHz，解决了光纤声光调制器（AOM）无法实现大的激光频率失谐量的问题；研制了偏振消光比（PER）大于23 dB光纤器件，提高了光纤光学系统的功率稳定性。

实验测量得到光学系统15天的激光功率稳定度为4×10^-3，15天的激光频率稳定度为1.21×10^-11。将光学系统应用于铷原子喷泉守时钟NTSC-RbF2，结合守时铷喷泉钟的其它三个子系统（前面有没提到），获得中心条纹半高全宽为1.0 Hz、对比度为97%的Ramsey条纹。以氢钟作为本地振荡器，得到NTSC-RbF2的频率稳定度为1.4×10^-13t^1/2，天频率稳定度为4.5×10^-16。

图1.全光纤光学系统原理图

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图2.全光纤光学系统的功率稳定度（a）和频率稳定度（b）