据新华社消息，近日，中国科学院精密测量科学与技术创新研究院梅刚华研究员团队在铷原子钟核心指标领域取得关键进展。
据了解，该项进展进一步扩大了我国铷原子钟技术的领先优势，对发展高品质微波振荡器技术和研制新一代北斗系统星载原子钟具有重要意义。
中国科学院精密测量科学与技术创新研究院梅刚华研究员团队研制的新型铷原子钟，秒级频率稳定度指标首次进入E-14（百万亿分之一）量级。相关论文近日发表在国际期刊《电气电子工程师学会仪器与测量学报》上。
梅刚华介绍，频率稳定度是原子钟的核心指标，直接关系到原子钟的计时精度。铷原子钟是目前市场占有率较高的原子钟，广泛用于卫星导航、通信、电力、金融等领域。目前商用铷原子钟秒级稳定度在E-11到E-12量级水平。
为进一步改善铷原子钟的频率稳定度，研究团队从提高原子信号信噪比、降低探寻微波的相位噪声和抑制原子体系的环境敏感性三方面入手，在铷原子钟物理系统设计中，采用了具有自主知识产权的开槽管微波腔、大尺寸铷气泡、高光谱纯度抽运光源和双重滤光等新技术，显著改善了原子信号信噪比。在电路设计中，研究人员采用了一种新的低相噪频率综合器设计方案，减小了微波电路噪声对铷原子钟频率稳定度的影响。研究人员还利用密封箱实现物理系统与大气环境的隔离，将大气环境气压波动对铷原子钟频率稳定度的影响减小了一个数量级。基于以上技术，研究团队研制出一种新型铷原子钟原理样机，测量结果显示，原子钟的秒级频率稳定度为9E-14，百秒级频率稳定度为9E-15。
梅刚华介绍千亿国际，此次技术突破，进一步扩大了我国铷原子钟技术的领先优势，对发展高品质微波振荡器技术和研制新一代北斗系统星载原子钟具有重要意义。
公开资料显示，铷原子钟由铷量子部分和压控晶体振荡器组成。压控晶体振荡器频率经过倍频和频率合成，送到量子系统与铷原子跃迁频率进行比较。误差信号送回到压控晶体振荡器，对其频率进行调节，使其锁定在铷原子特有的能级跃迁所对应的频率上。铷原子钟的基本工作原理与铯原子钟相似，均利用能级跃迁的谐振频率作为基准。
回顾铯原子钟发展，云脑智库研报显示，铯原子钟本质上是异常精确的振荡器，利用微波辐射激发电子。自1955年以来，铯钟的精确度已大幅改进，每10年提高10倍左右。如今，基于铯钟的计时每天累积误差仅为0.02纳秒。现在，铯原子钟已无处不在，它们催生了全球定位系统，帮助同步互联网和手机通信，实现望远镜阵列互联，以及用于测试基础物理学。通过手机或者低频无线电同步技术，铯时间标准逐步融入日常使用的很多时钟。
部分地区对铯铷盐的开采给予政策支持。《青海省加快推进世界级盐湖产业基地建设促进盐湖产业高质量发展若干措施》明确，开展铷、铯、溴等稀散元素提取关键技术攻关，发展氯化铷、氯化铯、硫酸铷、硫酸铯、溴、碘产品及下游精深工产品，提升盐湖资源综合利用水平。
对于铷、铯市场发展前景，百川盈孚最新研报显示，铷、铯市场整体供需发展空间相对有限，范围较狭小。但长期来看，下游需求的缓慢增长或将促进铷、铯产业的发展，尤其是随着环保政策日益趋严，添加铷、铯的催化剂有望成为未来行业主流，业界对于未来金属铯市场的发展抱有信心。铷、铯市场应用领域较少，生产利用局限性强，市场占有率低。上游锂资源价格近期呈下滑趋势，厂家开工不积极，生产企业惜售，且终端消费商刚需采购以及环保政策约束力度的增大难以推涨市场更多交易，因此短期来看，金属铷、铯市场保持平稳态势运行的可能性较大。预计短期内，99.95%-99.99%金属铷市场价格在800元/克至1000元/克稳定运行，99.8%金属铯市场价格稳至650元/克至800元/克。
业内人士表示，从上市公司布局角度看，天奥电子是我国原子钟的主要供应商，中矿资源是铯铷盐精细化工领域龙头企业，两家公司或有望受益。
