6月16日，中國計(jì)量科學(xué)研究院研究的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的532nm（納米）碘穩(wěn)定固體激光頻率標(biāo)準(zhǔn)，通過了由國家質(zhì)檢總局組織的專家鑒定。這一重大科研成果，使我國長(zhǎng)度基準(zhǔn)由氣體發(fā)展到固體，提高了長(zhǎng)度計(jì)量的精確度，為我國更為準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)度單位“米”定義的復(fù)現(xiàn)提供了新途徑,標(biāo)志著我國長(zhǎng)度計(jì)量躍上新的臺(tái)階。 中國計(jì)量科學(xué)研究院2002年開始研制的532nm碘穩(wěn)定固體激光頻率標(biāo)準(zhǔn)裝置屬國內(nèi)首創(chuàng)，在國際上也只有少數(shù)發(fā)達(dá)國家才有。該項(xiàng)研究是當(dāng)前國際上以量子物理為基礎(chǔ)的計(jì)量技術(shù)前沿，采用了物理學(xué)、計(jì)量學(xué)、激光技術(shù)、電子學(xué)和自動(dòng)控制學(xué)等領(lǐng)域的諸多先進(jìn)技術(shù)。實(shí)驗(yàn)測(cè)量表明，我國建立的這一裝置，激光頻率鎖定后可長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)穩(wěn)定工作，其主要技術(shù)指標(biāo)：1秒取樣的激光頻率穩(wěn)定度優(yōu)于3×10-14，超過目前國際上已報(bào)道的最好結(jié)果；千秒取樣的激光頻率穩(wěn)定度4×10-15，達(dá)到了目前國際上已報(bào)道的最好結(jié)果；萬秒激光頻率穩(wěn)定度5×10-15，為國際上首次報(bào)道的最好結(jié)果。4周內(nèi)多次測(cè)量重新鎖定后的標(biāo)準(zhǔn)頻差小于35Hz，相當(dāng)于6×10-14。上述頻率穩(wěn)定度和復(fù)現(xiàn)性的指標(biāo)，為目前可見光波段內(nèi)分子光頻標(biāo)的最佳結(jié)果，已躋身國際先進(jìn)水平的前列。 專家們一致認(rèn)為，這一重大成果提出了一系列創(chuàng)新理論和方法，例如：課題組自行研制了單塊固體環(huán)形激光器，它是系統(tǒng)的核心部分，具有我國自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。此技術(shù)比目前只有美、德、俄掌握的單塊激光器技術(shù)有更加穩(wěn)定的單向運(yùn)轉(zhuǎn)性能和高的輸出功率；碘吸收室是穩(wěn)頻系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，課題組采用獨(dú)創(chuàng)的碘吸收4倍光學(xué)程倍增法對(duì)其改進(jìn)，用這種方法在45cm碘室長(zhǎng)度上實(shí)現(xiàn)了1.8m長(zhǎng)的光學(xué)吸收效果，進(jìn)而提高了信噪比，壓縮了吸收線寬；為了消除氣壓抖動(dòng)對(duì)激光頻率的影響，在激光器單塊晶體上加上真空密封罩，隔絕了外界環(huán)境的干擾，解決了氣壓抖動(dòng)的突跳；電光調(diào)制器是激光頻率調(diào)制的重要元件，但激光通過后會(huì)產(chǎn)生附加噪聲，對(duì)激光頻率穩(wěn)定產(chǎn)生干擾，采用對(duì)電光調(diào)制器主動(dòng)反饋溫度控制的方法，消除了此噪聲對(duì)頻率穩(wěn)定的影響。 據(jù)了解，高穩(wěn)定激光的優(yōu)勢(shì)在于：一是在可見光波長(zhǎng)范圍內(nèi)分子頻標(biāo)中穩(wěn)定度最好；二是輸出功率較高，可達(dá)到百毫瓦量級(jí)；三是可同時(shí)輸出近紅外和綠光雙波長(zhǎng)穩(wěn)頻激光。其紅外光可利用光纖傳輸通過飛秒激光器與時(shí)間頻率基準(zhǔn)銫原子鐘連接，實(shí)現(xiàn)時(shí)間和長(zhǎng)度基本計(jì)量單位的統(tǒng)一，為“米”定義溯源提供依據(jù)。同時(shí)，通過光纖網(wǎng)絡(luò)，為其他開展精密干涉測(cè)量和需要高穩(wěn)定度激光頻率源的科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究提供優(yōu)質(zhì)的多路光源，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量頻率穩(wěn)定光源的連接和共享。 據(jù)悉，532nm激光波長(zhǎng)是國際“米”定義咨詢委員會(huì)推薦的13種復(fù)現(xiàn)米定義的波長(zhǎng)之一，這一研究成果將提供一種新的更高質(zhì)量的波長(zhǎng)基準(zhǔn)參考譜線。在長(zhǎng)度計(jì)量中，該譜線可作為一把特別穩(wěn)定的以激光波長(zhǎng)為基礎(chǔ)的“尺子”，利用這一新的波長(zhǎng)尺，可減小計(jì)量中的誤差，提高基準(zhǔn)量傳的精度，為產(chǎn)品質(zhì)量的提高提供計(jì)量保障，也為我國更準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)度單位“米”定義的復(fù)現(xiàn)提供了新途徑。形象地說，如果用此高穩(wěn)定度激光波長(zhǎng)作為尺子來測(cè)量地球到月球之間的距離，測(cè)量誤差將小于一根頭發(fā)絲的直徑。