日前, 中国航天科工二院203所研制出小型便携式CPT原子钟, 它是基于相干布居囚禁的量子频标, 体积约半个烟盒大小, 核心技术指标已优于国外同类产品水平, 功耗约1瓦, 是国外同类产品的五分之一, 守时精度可达每天1微秒.
该项目技术方案先进, 研制难度大, 创新性强, 具有完全的自主知识产权, 突破了CPT原子钟量子系统和电路控制系统各项关键技术, 提出了一套光波增透型的原子吸收气室, 解决了铷原子和缓冲气体精确充制和检测的技术难题, 研制了高效集成化量子系统, 实现热, 电, 光, 磁, 量子, 微波等物理量的高度协调统一, 完成具有自主知识产权的CPT原子钟精确伺服控制电路, 解决了CPT弱信号提取放大的难题, 实现了激光和微波的精确伺服控制等. 据203所国防重点实验室杨仁福研究员介绍, 本项目科研成果已成功转化, 正在进行小批量试生产.
CPT原子钟是目前唯一可实现小型化, 微型化的原子钟, 可实现电池供电长期工作. 便携式原子钟在自主导航终端设备, 远距离精确定时和时间同步, 装备测控系统和水下导航网络等领域具有广泛的应用前景, 可产生明显的经济和社会效益, 对增强我国国防实力, 推进国防建设具有重要应用价值. 例如: 在卫星导航信号拒止的情况下, 便携式CPT原子钟可确保用时终端在一定的时间内, 仍具有精确的导航, 定位和授时能力. 另外, 在交通网络, 电力系统, 金融行业的调度, 监控, 通讯等方面, 需要大量数据实时交换, 便携式CPT原子钟可使现有通讯网络系统更加快速高效.