精度為1E-16的星載原子鐘項目的研究開展對我國將來提高授時精度和衛(wèi)星導航自主運行能力，提升對地觀測以及地球重力等勢面的測量精度具有非常重要的意義﹔對未來開展空間科學實驗和提高空間科學整體發(fā)展水平意義重大。
“十二五”863計劃地球觀測與導航技術領域主題項目下設課題“1E-16星載原子鐘關鍵技術研究”開展兩年來進展順利，取得了重要的階段性成果：
1、為滿足將來高精度鋁光鐘頻率穩(wěn)定度比對測量要求，課題組完成了第二套鋁離子光鐘試驗系統(tǒng)，攻克了激光冷卻單離子的關鍵技術，實現了離子串的激光冷卻，并且在該系統(tǒng)上獲得了穩(wěn)定囚禁的一串鈣離子,標志著1E-16星載鋁離子光鐘的改進實驗系統(tǒng)成功建立。考慮到將來星載空間環(huán)境對原子鐘尺寸、重量等限制，課題組對第二套光鐘物理系統(tǒng)進行了小型化設計，在減小了線型離子阱的阱體尺寸的同時提高了離子阱的阱頻，更有利于離子邊帶冷卻的實現。
2、課題組突破了鋁離子光鐘研究中的另一項非常重要的關鍵技術-窄線寬激光器穩(wěn)頻技術，使729nm激光器的線寬壓窄到赫茲(Hz)水平，達到國際先進水平，可很好地滿足離子拉曼邊帶冷卻實驗要求。超高精度光鐘的原理是利用穩(wěn)定囚禁的超冷離子（或原子）的內部穩(wěn)定的光頻躍遷譜線做參考，將超窄線寬激光器鎖定在冷離子的鐘躍遷譜在線，使激光器的頻率被伺服在離子參考譜在線，從而保證光鐘激光頻率輸出的超強穩(wěn)定性。
3、課題組還完成了激光器一體化集成設計和加工，建立了小型化光纖飛秒光梳測量裝置。在星載原子鐘關鍵技術研究中，需要利用光梳頻率測量裝置對光鐘的輸出絕對頻率進行長時間穩(wěn)定的測量。利用光梳裝置可以給出原子光鐘的穩(wěn)定度指標，同時可以對光鐘的不確定度進行評估。小型化光纖飛秒光疏可以保證長時間連續(xù)可靠運行。
從立項到中期階段，課題組分別在光鐘的三大技術部件-“光鐘物理系統(tǒng)”，“窄線寬激光器穩(wěn)頻技術”，“飛秒光疏”都取得了較好的研究進展，為將來開展呂離子協(xié)同冷卻及邏輯光譜探測和光鐘死循環(huán)鎖定打下了堅實的基礎。
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