光钟没关系爆发高和平、高切当的光学频率，在时期频率计量、秘闻物理试探、相对论大地勘测等限制有着潜在的应用。中国光钟搜索从21世纪初开始起步，在超稳激光发生、量子参考体系制备、体系频移评估和绝对频率勘探等方面获得了长足的出息，今朝仍旧有多个查究组的光钟体系频率不决策度参加10-18量级，多个机构完毕了光钟全部频率勘探，况且有三种光钟的勘探毕竟被国际时期频率筹议委员会给与。著作将回头中原为应对秒定义改造而起色的高确实度光钟及其一切频率勘测摸索，梳理当前获得的起色和成效，归结保存的问题，并对异日繁盛提出发起。

　　在20世纪50年代从前，全世界宏伟采取了平太阳日的1/86400看成秒定义 [1] 。 随着科学技艺的富强，对计时切当性的哀求越来越高，科学家透露地球自转并不安全。 1960年，第11届国际计量大会(CGPM)的第9项决定第一次明确地定义了秒，接纳了地球公转的序次性来计时 [2] 。 然而地球的公转也并不好坏常安适，且保存复现贫困的题目。 随着量子物理的繁华，人们逐渐剖析到微观宇宙的极少事态有着更安靖的秩序性，而且在差异时刻不同场所复现时有着天然的相通性。 20世纪40年月末，美国国家法式局研制胜利国际上第一台氨分子钟 [3] ； 1955年，英国国家物理操演室(NPL)研制成国际上第一台铯原子钟 [4] ，人类的计时技术参加了原子钟功夫，CGPM也在1967年把秒定义从“天文秒”改成了基于铯原子跃迁的“原子秒” [5] 。 在原子钟出世后的几十年里，其不决策度指标擢升了超出一百万倍 [6] ，以光学频率波段的原子跃迁算作量子参考的光钟其后逐步成为原子钟搜求的主要方向 [7，8] 。 本文将介绍光钟搜索的配景、光钟的组成、光钟的分类等底子讯歇，仔细介绍他们们国为应对秒定义改革而转机的高确凿度基准光钟及其十足频率勘探寻找的转机，归纳博得的结果和保存的标题，以及对将来繁荣的预计。

　　光钟，光频原子钟的简称，是欺诳频率在光学波段的原子(分子、离子)跃迁看成量子参考而筑筑的原子钟(原子频率轨范)。在计量范围，“钟”和“频标”在概念上是有所区别的 [9]，频标只消求输出法度频率灯号，而钟则还要十全输出时刻旗号(秒脉冲可能期间)的气力。服从现有光钟的布局和灯号输出情景，目前的光钟真实地说该当被称为光频标，但是由于国际、国内计量界限依旧卓绝壮伟地采取了光钟这个说法，本文将不再细心分辨“钟”和“频标”。

　　目条件到光钟，常常会把光钟控制于基于冷原子物理技术交战的高确切度光钟这个界限，然则光钟囊括的内容远比这个开阔。依照前面光钟的定义，古代的稳频激光也可被称为光钟，而激光稳频本领在激光刚才诞生后的20世纪60岁首就映现了 [10]，没合系算作光频标试探的起点。本色上基于碘分子稳频的固体激光系统就依然被称为碘钟 [11，12]，而直到当前，照样有人把少少稳频激光的搜求称为光频标查究畏惧光钟试探 [13]，在空间原子钟探寻界限照样被用作法式频率源 [14，15]。

　　遵从对量子参考跃迁探测步骤的分歧，光钟可分为积极型光钟和被动型光钟。踊跃型光钟是颠末探测原子受激辐射的发射光谱而达成的光钟 [16，17]，而被动型光钟则是探测原子在外部激光源驱策下的吸收光谱从而博得频率缺点灯号，源委矫正外部激光源的频率而实现的光钟。主动型光钟对应于微波原子钟里的积极型氢原子钟，目前还在摸索兴盛阶段 [18—20]，与古板激光的厉重离别是，其输出频率由原子跃迁频率决定，而不是腔的共振频率计划，具有构造纯粹、冷静性好等性情，另日在全光频按时边界有潜在的欺骗。

　　被动型光钟普遍由三部分组成：光学内陆振荡器、量子参考体例和锁定把握编制。光学腹地振荡器是一套超稳激光编制，供应短期静谧性优秀高尚的光学频率暗记，用于荧惑钟跃迁；量子参考系统是光钟切当频率的起因，需求采纳激光、电场和磁场等相相接的原子物理操演手段来制备，并尽也许离隔外界景况的感化；锁定支配体例操控光学要塞振荡器鼓吹量子参考体系，经过探测编制博得光学内地振荡器频率与量子参考系统钟跃迁频率之间的偏向，并通过伺服体系反馈驾御光学要地振荡器的频率，使其输出频率与量子参考系统的钟跃迁频率一样。

　　根据量子参考体例制备权术的差别，光钟可分为冷原子光钟和热原子光钟。全班人从来提到的高真实度光钟一般是指基于冷原子技艺开发的光钟，由于采用了激光冷却和离子囚禁等身手，大大减小了原子热举止形成的多普勒频移，具有真实度高的益处。热原子光钟搜罗基于气室以及基于热原子束的光钟，由于布局单纯，在体积功耗受限的范围有肯定的欺骗潜力，然则在光频定时钟诈欺方面仍必要进一步发展安然度 [21，22]。

　　在高确凿度冷原子光钟里，遵守量子参考体例的模范分歧，又分为离子光钟和中性原子光晶格钟两类。本文所介绍的光钟将聚焦于诈欺冷原子本领兴办的高凿凿度光钟这个范围。

　　离子光钟给与了离子阱羁系武艺，愚弄磁场、静电场或射频场将带电离子监管在超高真空中，离子与外界处境较好地离隔 [23]，具有编制频移不决计度低的甜头，此刻国际上最好的离子光钟的系统频移不决意度已经投入了10 -19量级 [24，25]。可是由于如今的离子光钟只拘押了一个离子，因而受量子投影噪声周围，使得频率舒适度低于禁锢多个参考粒子的中性原子光钟。现在正在研制基于多离子的光钟，有望提拔离子光钟的频率冷静度 [26—28]。

　　中性原子光晶格钟诳骗光晶格拘押大批中性原子算作量子参考，颠末光晶格把原子囚禁在兰姆—迪克区，抹杀作为效应（热步履和光子反冲）形成的熏染，同时引入“魔术波长”光晶格技术，减小由于光晶格激光的引入而造成的体例频移 [29，30]，添补原子与钟跃迁探测激光的作用期间，减小探测的傅里叶极限线宽，告终了秒级频率平和度加入10 -17量级 [31]。

　　为了完成光钟的实质欺骗，还需要给光钟装备输出系统。光钟输出超平宁的特定光学频率，除了在光钟实验室里直接行使外，时常需求转达到其所有人处所的练习室。用于超稳光学频率跨空间阻隔通报的不成或缺的权术，是光纤频率通报 [32，33]。光纤频率传达哄骗不等臂长的迈克尔孙过问仪对传递光纤链途爆发的噪声举办采样，并设备频率赔偿体例对输出端的频率举办噪声赔偿，无妨完成不耗费光钟宁静度的光学频率传输，现在传输隔离可达上千公里 [34，35]。光钟直接输出的频率是参考原子跃迁邻近的频率，为了能够与其他光学频率举行比对，也许与微波频率举办比对，需求把特定光学频率变动到其大家光学波段恐惧微波波段。频率更换采纳飞秒光学频率梳来完成，可以接管低噪声的窄线]，恐惧利用普通光梳授与转达振荡器模式来实现频率调换 [38—40]。

　　光钟的机能平常采用光钟的体系频移不定夺度和频率自在度来表征。光钟的体系频移不决定度闪现光钟的输出频率与光钟量子参考跃迁的理思频率之间频差的不确定度，而不是光钟输出实足频率的不决计度。由于现在秒定义基于铯原子跃迁，于是光钟的完全频率需要溯源到铯原子钟出息行勘测，因此光钟完全频率的不决心度受铯原子钟不决策度的限度，这一点须要杰出警告。光钟的频率和平度是指一立职责的光钟输出频率的安好度，需要采用与其我们光钟比对的举措才略勘测。在光钟性能表征中，尚有人给与环内频率从容度 [41，42]、分时交替自比对频率从容度 [43，44]和分空间自比对 [45]等指标，这些指标并不表征一立光钟输出频率的安好度，但是在特定勘探里不妨赢得分辩率优势，得到较好的差分勘测不断定度 [46]。

　　20世纪70年代末，美国科学家就提出了诳骗监管离子研制光学频率法式的倡议 [47]，干系的理论探索为光钟的研制奠定了底子。80年初，基于Pound—Drever—Hall(PDH)技艺征战了超稳激光 [48]，哄骗激光冷却中性原子交战光学频率圭臬的创议也被提了出来 [49]。到20世纪末和21世纪初，飞秒光学频率梳的涌现 [50，51]，鼓吹了光钟探索的速疾蓬勃。2001年，汞离子光钟和中性钙原子光钟的频率比对获得了7×10 -15@1 s的频率悠闲度，首次告终了光钟的安祥度超出最好的微波钟，光钟的郁勃加入了速车叙 [52]。2003年，日本东京大学研究组提出了幻术波长光晶格的办法 [29]，开启了中性原子光晶格钟的速速繁荣。2010年，美国国家圭表与身手探寻院(NIST)的铝离子光钟的不决意度初次进入到10 -18量级 [53]，2015年，NIST与科罗拉多大学天体物理连合实践室(JILA)的锶原子光晶格钟的不决定度来到了2.1×10 -18 [54]，2019年，以低温硅腔为内地光学振荡器的锶光钟频率安静度来到了4.8×10 -17/ ( τ 露出勘测频率安好度的平均时刻) [55] 。此刻国际上已报叙的不决计度指标最好的离子光钟是镥离子光钟，其编制频移不决议度照旧抵达6×10-19 [25] 。从2000年到方今，有反复诺贝尔物理学奖的责任与光钟摸索有直接联系。光钟的摸索推动人类勘测气力的极限，不光擢升时候频率的勘测势力，鼓励国际单位制功夫单位秒的从头定义，同时可能检验现有物理秩序、探索引力效应、暗物质等，寻求新的物理序次 [56—58] 。

　　所有人国是在21世纪初开始涉足基于冷原子身手的高切当度光钟摸索边界。2005年，在973策画“原子频标物理与技艺基础”项对象声援下，国内几个光钟试探小组启动了光钟的查究，后续国内还有多个经费渠谈支援了更多光钟寻求组起步摸索，目前国内有越过十个光钟组在开展约十种基于分别量子参考的光钟探索。以下紧急从超稳激光技艺和光钟十足的转机来介绍。

　　国际上在20世纪80年初就起色了超稳激光相干的寻找。1999年，亚赫兹量级的超稳激光在美国国家模范与技术查究院的光钟摸索组研制告成[59]，剖明超稳激光的理论、超稳腔的质地寻找等都照旧抵达了比较成熟的阶段[60—62]，边界超稳腔性能极限的热噪声理论也开始兴盛[63，64]。国内这时在超稳激光方面还适才起步。21世纪初，国际上刚刚开始在超稳腔联想和支持方面引入有限元解析本领，来优化超稳腔体例对波动噪声的敏感性。2006年，中原计量科学试探院和中国科学院武汉物理与数学搜索所的搜索人员加入了早期的超稳腔有限元优化着想搜索[65]，了解了网罗垂直维持、水平撑持等多种声援组织和圆柱形、长方体形、切槽形等万种腔型的超稳腔设计，并在后续进展了更详尽的剖释[66]。目前有限元理解已成为超稳激光寻找限制的厉重工具[67，68]。

　　华东师范大学团队颠末有效的国际关作，在国内最早转机了基于超高周到度超稳腔的超稳激光练习试探，2008年，实现了Hz量级超稳激光[69]。该寻求组授与了波长为1064 nm的Nd:YAG固体激光器看成光源，应用当时国际上方才兴旺起来的垂直部署的橄榄球型超稳腔技术，腔体由超低热膨胀系数玻璃(ULE)原料制成，超稳腔的周详度达到了300000。Nd:YAG固体激光器自身的噪声职能特出突出，于是接受速速压电陶瓷算作频率伺服践诺器就无妨实现线宽屈曲，PDH稳频体系的关环把握带宽低于100 kHz。该小组筑筑了两套超稳激光编制，历程两套编制的拍频测量超稳激光的职能，取得单系统的线年，中国科学院武汉物理与数学搜求所为钙离子光钟研制了钟跃迁探测激光系统，把一台729 nm单频钛宝石激光器的频率锁定到了一个用微晶玻璃Zerodur质地做成的超稳腔上[70]。钛宝石激光也是一种固体激光器，频率噪声低，所以该小组采用声光调制器(AOM)算作伺服反馈的速速履行器，采纳钛宝石激光器的压电陶瓷当作慢速践诺器，完毕了激光器到超稳腔的锁定，锁定环途的闭环带宽约为200 kHz。源委小心频后的激光再次锁定到另一个ULE质量制成的超稳腔的措施举行了线宽评估，得到超稳激光体例的线年，华中科技大学小组乐成研制了铝离子光钟的超稳激光[71]。该小组接收1068 nm半导体激光器作为光源，经由四倍频到267.0 nm算作铝离子光钟的探测激光。相关于固体激光器来谈，半导体激光器的噪声更大，因而必要更大的反馈增益来实现噪声强迫，而半导体激光器占据高带宽的电流调制端口，有利于进行比固体激光器更快速的反馈驾御。这个小组授与了两个10 cm的ULE质料的超稳腔作为频率参考，源委有限元本领优化腔的支柱组织，并采用主动隔振平台对振动噪声进行了遏抑。超稳激光系统的闭环把握带宽抵达了1.5 MHz，历程两套孤立的超稳激光编制拍频比对得到激光的线秒均衡时候的频率安稳度来到了2×10-14。

　　2014年，华夏计量科学搜索院为锶原子光晶格钟研制了698 nm的超稳激光[72]。该寻求组采取一台自研的半导体激光器作为光源，在外腔半导体激秃头里直接集成了速疾反馈左右电讲，最大范围地减小了电叙延迟，便于取得更大的反馈控制带宽，竣工了高达4 MHz的关环左右带宽。该超稳激光系统实行了有限元优化设想，回收10 cm的切槽圆柱腔体，横截面为蘑菇神态，超稳腔程度赞成，并采纳缜密被动隔振平台隔开颠簸噪声。颠末兴办两套超稳激光系统，拍频取得的线 s平衡时刻限度内都优于5×10-15。

　　国内的超稳激光探求到2014年根柢竣工了第一阶段的查究，朝着进一步擢升超稳激光指方针主意发展。2016年，中国科学院武汉物理与数学寻找所钙离子光钟探寻组把钛宝石激光器和半导体激光器辞别锁定到ULE质量制成的超稳腔上，并优化锁定参数，进程拍频比对测量，赢得了1 Hz的激光线]。为了优化超稳激光的频率漂移特点，多个研究组授与光钟的钟跃迁频率恐怕飞秒光学频率梳为频率参考，格外针对超稳腔的零膨胀温度进行了测量[75—77]。这些测量所授与的超稳腔都是由ULE原料创造的腔体，各个查究组测量赢得的超稳腔零膨胀温度基础是在5—35 ℃规模内，假使都在ULE原料生产厂家的宣传规模内，然则并不一致。为了减小超稳腔的热噪声，其后的超稳腔多回收熔融石英原料当作超稳腔镜的基底，造成了差别种质量组成的超稳腔，零膨胀温度更会偏离ULE质量自己的零膨鼓温度点[78]，因而各个探寻组必要各自勘测精明赢得超稳腔零膨胀温度的真实值。

　　2018年，中国计量科学探索院锶原子光晶格钟试探组告竣了基于30 cm长参考腔的超稳激光[79]。在只有一个30 cm参考腔的情景下，该小组授与了锶原子光频跃迁当作频率参考，勘察得到超稳激光的宁静度在10 s平均时代内优于3×10-16。回收长度更长的超稳腔可以减小热噪声对超稳腔相对频率寂静度的进献，所以国内外很多小组都研制了基于长参考腔的超稳激光体例[41，80，81]。这么多摸索组遴选30 cm当作超稳腔的腔长，紧要是从两个方面磋议。第一个缘故是早期的参考腔多采用10 cm的腔体长度，热噪声周围的安适度在1×10-15相近，而遵循热噪声理论，30 cm参考腔的热噪声极限在1×10-16左近，比10 cm腔提拔约一个量级。第二个理由是从成本方面商榷的，腔体长度的增加随同着腔体积的增大，大块的ULE质料更不易取得，更难加工，代价并不是按线 cm是腔材料和加工成本的一个比较优化的值。而且超稳激光编制不单仅网罗腔己方的成本，还蕴涵为腔需要恒松弛隔声隔振的真空控温系统的修设资本以及体积浸量周围，此刻的30 cm长腔也是琢磨这些标题后所做的一个比赛合理的拣选。

　　国内为光钟办事的超稳激光搜求旅途见表1。最初选取了基于短ULE腔体的常温超稳腔，后转向基于长参考腔的常温超稳腔，而今根本完毕长参考腔稳频计划抵达方向安谧度，起点转向热噪声极限更低的遐想布置，如领受新型晶体镀膜[82，83]可能低温境况[84—86]等。方今，古板常温超稳腔铺排中的腔体加工、镜片超光滑掷光、超高反射率镀膜、周到光胶、腔精细度勘察、真空控温体例设计加工、PDH锁定、总共机能评估等关键武艺，国内照旧可能做到自助称心功能央浼，然则在超低膨饱玻璃质料、晶体镀膜技能等更黑幕的原料和工艺边界仍旧必要强化探索。

　　在光钟美满摸索方面，国内有多个光钟组已经公告了光钟系统频移不裁夺度评估究竟、实足频率测量底子恐怕光钟平静度测量底子，个人光钟进展景遇的归纳见表2[87—96]。表2 国内中分光钟的寻求希望境况*

　　以下以中国科学院武汉物理与数学探寻所(以下简称武汉物数所)钙离子光钟的寻求和中国计量科学试探院(以下简称计量院)的锶原子光晶格钟探寻为代表，介绍国内离子光钟和中性原子光晶格钟及其绝对频率勘察搜求的昌盛。

　　2005年，武汉物数所达成了基于激光冷却的单个钙离子安详囚禁，寓目到了钙离子的量子跳跃[97]。该小组还领悟了端帽阱羁系的单个钙离子光钟多样系统频移的特色，从理论上说明了这种光钟的千般不断定度原因及其量级[98]。更加是，虽然钙离子光钟的电四极频移比较大，但是原委授与钟跃迁的三对分别的塞曼身分来锁定，可能把这个频移量减小到零邻近[99]。这些工算作后续钙离子光钟的建造提供了特别好的试验和理论底子。

　　2011年，该摸索组首次完毕了钙离子光钟的不决策度评估[100]，体例频移不决计度来到了7.8×10-16。限制不决策度指标的体系频移为线性塞曼频移和电四极频移，这两项频移在后续都能够过程锁定多个塞曼分量来进一步抑制，职能擢升具有很大的潜力。为了勘探钙离子光钟的统统频率，必要把钙离子光钟的频率溯源到基于铯原子的秒定义。2012年，武汉物数所与计量院团结，欺诳基于举世定位系统(GPS)周到单点定位(PPP)技能，把位于武汉的钙离子光钟的频率与位于北京的原子时标国家计量基准UTC(NIM)连合起来，源委卫星链谈对钙离子光钟的全体频率实行了勘测[101]，勘测不决计度抵达了3.9×10-15，勘察本相被国际岁月频率洽商委员会(CCTF)接受当作策动钙离子光钟国际推荐值的源数据。这项使命的完成是我们国光钟探求第一次走过一个比力一律的进程，武汉物数学住址国内初度告终高切当度钙离子光钟系统频移不决意度评估，与计量院一块在国内初度希望了基于卫星链路的高确凿度光钟绝对频率勘察。

　　接着，武汉物数所寻找组进一步改良了钙离子光钟[102—104]，好比用光离化包揽了电子枪轰击离化钙原子，极大下降了离子源对离子阱的混淆，有助于左右微举止频移并擢升离子监管寿命；接纳有限元阐述贯串实习勘测的办法把黑体辐射频移的不断定度评估到2×10-18。2016年，希望了两台钙离子光钟的比对操练，两台光钟的肖似性达到了5.5×10-17，验证了钙离子光钟体系频移不决策度评估的真正性[103]。经过频率比对，勘察了由于光钟位置分歧而发生的相对论红移，为光钟在大地勘测中的操纵举行了入手下手验证[105]。2019年底，华夏科学院严紧勘测科学与技能改善摸索院(原武汉物数所，以下简称中科院邃密勘探院)研制的两台可搬运钙离子光钟诀别通过公途和铁路运输达到位于北京市昌平区的计量院，希望了新一轮的一概频率勘测[105，106]。哄骗计量院参与国际原子时协作的卫星链讲，告竣了高切实度的钙离子光钟统统频率溯源，溯源不定夺度来到了约5×10-16。个中参考文献[105]的勘测事实赶在CCTF新一轮数据征集前公布，被CCTF采纳，助力钙离子光钟跃迁频率成为国际秒的次级发现谱线年，该探求组为钙离子光钟交战了液氮低温处境，大大减小了黑体辐射频移的不决心度，把钙离子光钟的总编制频移不决断度饱动到了3×10-18[91]，欺骗可搬运钙离子光钟在计量院举行的新一轮完全频率勘探，其不裁夺度达到了3.2×10-16 [92]。

　　在中性原子光钟方面，计量院于2006年起始了锶原子光晶格钟的预研。2007年，希望了锶光钟物理装置的联想[108]，很速杀青了锶原子的一级激光冷却[109]。锶原子的激光冷却与冷原子物理中常用的碱金属原子的激光冷却差异，授与了两级激光冷却的策画[110]，个中第二级激光冷却接纳的原子跃迁线 kHz，普遍的半导体激光器无法直接用于激光冷却试验，必要欺骗PDH技术锁定到超稳腔举办线]。这使得锶原子光晶格钟的寻找中，需求在试探的更早阶段拘束半导体激光器线宽减少的问题，其时这项本事在国内基础是空白。计量院经历国际互助，研制了外腔半导体激光器和速速伺服反馈电途，在2010年占领了半导体激灿烂宽减少技能，在没有授与严实隔振平台的央浼下，修筑了线 Hz、秒级频率安适度为4.3×10-14的689 nm半导体激光体例，称心锶原子激光冷却对激光性能的要求[113]，并实现了锶原子的第二级激光冷却[114]和光晶格装载[115]。

　　计量院锶光钟团队起首探求了基于88Sr原子的钟跃迁探测和锁定。由于88Sr原子的1S0—3P0跃迁是认真禁戒的，因此采取了磁致跃迁的策划，过程添加一个较强的磁场来达成钟跃迁勉励[115]。受那时钟跃迁探测激光系统的职能鸿沟，再加上为了提拔钟跃迁激动的拉比频率而施加的强磁场和高功率探测激光引起的较大频移，基于88Sr原子闭环锁定的不决策度指标很难提拔，计量院锶光钟组转向试探基于87Sr的锶光钟。2014年，告竣了弱磁场下钟跃迁塞曼谱的探测，光谱折柳率抵达了赫兹量级，并颠末光抽运的办法告竣了自旋态极化，进一步提升了拉比激励跃迁几率，并有助于减小塞曼频移和光晶格斯塔克频移[116]。2015年，计量院达成了锶光钟的第一次体例频移不决心度评估，总体不断定度抵达了2.3×10-16，并欺诳本地铯原子喷泉钟看成参考，进行光钟齐备频率溯源，勘察的不决计度达到了3.4×10-15 [44]。该测量真相在2015年被CCTF领受作为87Sr光钟跃迁频率推举值打算的源数据。计量院在国内初次走过锶原子光晶格钟摸索的统统历程，在颠末卫星链途杀青光钟频率测量的设施之外，又实现了历程参考到腹地铯原子喷泉钟进行十足频率勘探的谋划，2015年完成了国内光钟初次为国际秒的次级涌现原子跃迁频率定值做出进献。

　　计量院的锶光钟后续又进行了进一步的改善，过程接管30 cm长ULE参考腔擢升超稳激光的本能，过程遐想多通道高确实度温度勘探体例紧密评估黑体辐射频移。2021年把锶光钟的体系频移不决策度擢升到了2.9×10-17 [88]，并始末卫星链途维系国际期间频率公报中的国际基准和次级频率程序而溯源到现行秒定义，对锶光钟的全部频率举行了不决断度3.1×10-16的勘察，在2022年，想象的第二套锶光钟的编制频移不肯定度进一步擢升到了7.2×10-18 [87]。

　　计量院的锶光钟齐备频率溯源链路如图2所示。计量院当前已经交战了光钟一概频率勘测开放共享平台，能够溯源到内陆铯原子喷泉钟，也许经过卫星链路举办远程溯源，为国内光钟发展十足频率溯源任事。

　　国内其我们寻找组也在冷原子高的确度光钟搜索方面博得了令人激劝的起色。华东师范大学进展了镱原子光晶格钟的探索[95，117—120]，2021年，告终了镱原子光晶格钟体系频移不决策度评估，不断定度抵达了1.3×10-16，况且与计量院协作进行了基于卫星链途的远程实足频率溯源，勘察不决定度来到了7.3×10-16，数据被CCTF采纳[96]。至此，国内已经有3个实验室的3种光钟颠末计量院的一概频率溯源势力进行了完全频率勘察，勘探到底全面为秒的次级涌现跃迁频率定值做出贡献。

　　2022年，中科院邃密测量院的另一台可搬运钙离子光钟在计量院达成了过程卫星链途的完全频率勘测[106]，勘察不决定度为5.3×10-16。2023年，华夏科学院国家授时中央的锶原子光晶格钟举办了编制频移评定，总不定夺度抵达5.1×10-17，进程卫星链路进行了绝对频率溯源，勘察不决断度达到了4.1×10-16 [89]。

　　中科院周详勘测院研制了铝离子量子逻辑光钟，采用钙离子看成协同冷却离子[121，122]，告竣了量子逻辑探测[123]。在2022年，筑成了编制频移不决策度抵达7.9×10-18的铝离子光钟[93]。

　　华中科技大学的铝离子光钟寻找博得了卓越可喜的希望[124—127]。中科院精细勘探院研制的镱原子光晶格钟杀青了关环锁定[42]，过程两台光钟比对得到了光钟的安全度为4.6×10-16/[94]。中国科学本事大学虽然比较晚才转机锶原子光晶格钟的探索，然则赢得了优秀疾速的希望[128]。

　　计量院[129]、中科院周详勘探院、清华大学和北京无线电计量实验研究所还发展了镱离子光钟的摸索，华夏科学院上海光学严密呆滞搜求所发展了汞原子光晶格钟的探索[130]，国防科技大学起色了汞离子光钟的试探[131，132]，多个寻找组都赢得了显明的发展。

　　他们国高准确度光钟及其全体频率勘探试探起步时间上保守于国际同行，关系的实验究竟薄弱，然而在旧日的十年里得到了特别彰着的希望。方今照旧有中科院慎密勘探院的钙离子光钟和铝离子光钟、计量院的锶原子光晶格钟三台光钟的体例频移不肯定度来到了10 -18量级。在光钟绝对频率勘探方面，计量院与中科院稹密勘探院、华东师范大学配合，诳骗计量院的要地铯原子喷泉钟和相连国际原子时的卫星链途，对计量院的锶原子光晶格钟、中科院稹密勘探院的钙离子光钟和华东师范大学的镱原子光晶格钟举办了全体频率勘测，勘测结果被CCTF领受，为国际秒的次级暴露三种光频跃迁频率定值做出了贡献。中原科学院国家授时中心也始末卫星链谈完毕了对锶原子光晶格钟一概频率的测量。新近钙离子光钟的齐备频率勘察底子，支援了钙离子光钟跃迁被CCTF选为秒的次级暴露跃迁频率，这是由全部人们国光钟齐备频率测量数据主导救援的秒的次级体现光频跃迁。大家国光钟查究逐渐在国际光钟摸索局限发生沾染。当前，CCTF仍然制定了秒定义转移的途径]，并且提出了秒定义蜕化之前务必完毕的里程碑央浼。这些央浼对光钟的体系频移不决心度、光钟一切频率测量不确定度以及光钟比值勘测不决议度等提出了清楚的指标请求。他们们须要看到，他们国的光钟研究虽然有了长足的进步，为了无妨在不久的另日基于光频跃迁秒的从头定义中作出中国孝顺，仍然必要奋发攻关。

　　国内很多探索组竣工了第一步的量子参考 制备、关环锁定恐惧初阶体系频移不决策度评估，光钟统统职能隔离海外出手进的搜求组又有半个到一个量级的差距，固然还是把差距大大紧缩，但仍必要更进一步晋升探求程度。要进一步促进理论与实验联贯，才能使所有人国光钟完毕跟国际前进探索组并跑甚至领跑。国内光钟关联的理论查究，仍旧为光钟研究提供了训诲，爆发了具有特色的摸索收获[127，134—138]。随着光钟实验组能力的提升，异日须要越发可贵理论组与练习组的周到合营。

　　与国际上一个国家普通只要一两家单位搜索光钟的境况分别，全部人们国转机光钟查究的单位和探求组数量是比赛多的，充满解释国家对这个摸索目的奇怪珍重。可是建议实行宏观层面的和谐与策划，有助于大家国光钟寻求的安祥和康健畅旺。

　　前期，国内光钟寻求的要点放在了光钟体例频移不决断度指倾向提升上，为荧惑CCTF启动秒的从头定义职责做出了孝敬。现在，CCTF还没有决议接纳哪种方针来从新定义秒，但没关系肯定的是，不妨确凿对新秒定义定值起用意的量值，是光钟的全体频率勘探值和差异种光钟的比值勘测值。越发是差别种光钟的比值测量，可能超出现有铯原子喷泉钟不确定度的畛域，博得更高真实度的比对勘探本相，对新秒定义的定值起到要叙用意。遵照CCTF正在商讨的道线年的恐怕性较大，我国必要尽疾在光钟比值勘探方面进行策划和试探，篡夺为新秒定义的定值做出实质孝顺。在改日，大家国高准确度光钟探求还必要进一步擢升光钟的确切性，同时希望光钟在相对论大地勘探、原子时标控制等方面的行使，阐明光钟在科学试探和缜密测量中的影响。现在照旧有试探组开展基于低温身手的超稳腔搜索，有望进一步晋升光钟的安祥度[139，140]；有少许组还开展了多离子光钟、高离化态离子光钟、核光钟的寻找等[141]，在进一步晋升光钟不定夺度指标方面，有或许会做出少少具有特点的成果；国内也希望了可搬运光钟的试探[142，81，143—145]，提升了光钟的真实性和移动能力，为大地勘察和光钟支配时倾向试探提供确切的频率参考。其它，全部人国还将进一步转机空间光钟和星载光钟的查究[146]，同时摸索干系的自由空间严谨光学频率比对本领[147，148]，改日光钟有潜力为更壮阔的行使提供声援。

　　答谢高克林先生对本文的专心教化和修改；报恩国内各个光钟寻找组供应充裕的研究结果和深有发起的会商。谨以此文纪念李天初院士。

　　[9] 计量学名词判决委员会. 计量台甫词. 北京：科学出版社，2016. pp.152—160

　　[128] 李杰 . 10−18 量级幽静度和不肯定度的锶光晶格钟的实践搜求. 中原科学技术大学博士论文，2023