全球领先,北大这个团队让原子稳频激光器突破出口禁区!

当美国《商业管制清单》将量子精密测量领域核心设备列为出口禁区,当我国北斗导航、航天航空等战略领域面临“无器可用”的困境时,北京大学陈景标教授团队历经数十年攻坚,研发的原子稳频激光器横空出世,以国际首创的技术突破打破垄断,为我国量子科技领域装上了"中国芯"。

从“卡脖子”到“反制”

破解数十年技术困局


长期以来,高端激光器作为量子精密测量的“心脏",其核心技术被欧美少数国家牢牢掌控。美国对原子钟、激光器等设备的出口限制,直接制约了我国卫星互联、5G通信、军事制导等领域的发展。

“必须让核心技术握在自己手里!”陈景标教授团队以这样的信念,开启了技术攻坚之路。团队深耕数十年,完成数十次技术迭代,最终实现全国产化突破——从原子选频方法到抗温度、电流波动技术,从核心器件到系统集成,全部拥有自主知识产权,彻底摆脱了对进口设备的依赖。

中国计量测试学会的鉴定报告显示,该技术解决了我国原子稳频激光器“卡脖子”问题,相关成果已成功应用于数十家科研院所和军工单位,真正实现了“攻关破卡,形成反制”。

三大技术革新

定义原子稳频激光器新标杆


陈景标团队的原子稳频激光器,以“准、稳、巧”三大创新,重新定义了行业标准:

“准”:开机即锁原子谱线

国际首创量子器件(FADOF)选频技术,实现激光频率直接对应原子跃迁谱线,无需手动调试。传统宏观器件选频需反复校准,而该技术开机2分钟内即可自动寻谱锁定,偶发失锁恢复仅需5秒,激光光谱信噪比高达300万。

“稳”:极端环境下的“定海神针”

突破抗温度、电流波动的世界性难题:在 15-35℃温度变化中,波长波动≤3pm;在55-142mA电流波动下,波长波动≤3pm,性能远优于国际同类产品澳大利亚Moglabs、德国Toptica商用半导体激光器。其频率稳定度达8.5×10⁻¹⁴,相当于数10万年误差不超过1秒。

“巧”:巴掌大的“能量核”

将光源与稳频系统集成,体积压缩至 29cm×9cm×8cm(约 8L),仅为国外产品的25%。这一小型化突破,让激光器能轻松适配车载、机载、星载等复杂场景,为移动测量设备装上“精准引擎"。

全球领先

专利数量第一,性能全面超越


在原子稳频激光器领域,陈景标团队已成为国际标准的制定者之一。截至目前,团队拥有相关专利41项,同族专利拥有量全球第一;相关论文被英国杜伦大学等国际机构广泛引用,形成“国际首创,欧美跟随”的技术格局。


性能对比数据更具说服力:线宽低至3.25kHz,优于国际知名品牌1-2个量级;透射带宽压窄至2.58GHz,较传统技术提升2个量级;在光抽运小铯钟应用中,频率稳定度达 1.3×10⁻¹2/√τ,性能超越国际顶尖产品美国5071A优质管小铯钟6倍以上。

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原子选频激光器

院士点赞

国际领先的“中国创造”


“该技术研究难度大、创新性强,总体达到国际先进水平,其中半导体激光器内部原子选频方法国际领先。”中国工程院院士谭久彬、刘文清等组成的鉴定委员会给出了这样的评价。


这项“中国创造”已收获多项荣誉:2023年中国计量测试学会科学技术进步一等奖、北京市技术发明二等奖、中国仪器仪表学会技术发明二等奖,在第50届日内瓦国际发明展中更是斩获金奖,成为量子科技成果转化的典范。


从实验室到生产线,从技术突破到产业应用,陈景标教授团队以原子稳频激光器的创新,为我国量子科技领域筑起了一道坚实的“技术长城”。正如团队所追求的,这项技术不仅要服务当下,更要为我国在量子精密测量、航天航空等领域的长远发展,提供源源不断的“中国动力”。

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852nm原子稳频光频标

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