「正式上市」小型化光晶格钟正式上市 ,100亿年误差仅1秒

全球首款
小型化光晶格钟
正式上市
100亿年间误差仅1秒
18位精度

岛津制作所宣布,于3月5日正式开启小型化锶光晶格钟"Aether clock OC 020"(以下简称"以太时钟")的商业化订单。这款具有18位精度※1的尖端设备,标志着时间测量技术迈入全新纪元。
SHIMADZU
以太时钟
作为新一代原子钟技术的代表,光晶格钟※2在精度上实现了重大突破,其性能超越现行定义"秒"基准的铯原子钟100倍以上。18位精度的卓越表现意味着在100亿年间仅可能出现1秒误差,这一突破性进展使其成为下一代"秒"定义的最有力竞争者。
值得关注的是,岛津制作所于2024年11月成功将设备体积压缩至250升,实现了光晶格时钟的商用化突破。该产品可广泛应用于各国标准机构、高等院校及科研院所,不仅可作为新一代时间标准,更将在多个领域发挥重要作用。
自2017年起,岛津制作所与东京大学研究生院工学系研究科物理工学专业香取秀俊教授团队展开深度合作。2018年,双方在东京晴空塔成功完成广义相对论验证实验※3,期间开发出先进的光晶格时钟控制系统。此后,研发团队在激光技术领域取得重大突破,不仅实现了设备小型化,更提升了激光系统的稳定性,并成功开发出激光频率自动调整与控制技术,为全球首款商用光晶格时钟的问世奠定坚实基础。
相较于传统光晶格时钟复杂的调试流程,以太时钟通过技术创新大幅降低了操作人员的维护负担,显著提升了设备的实用性和可靠性。这一突破性进展将为时间测量领域带来革命性变革,推动相关科研和产业应用迈向新高度。

产品图片:锶光栅时钟"Aether clock OC 020"
"Aether clock OC 020"通过成功实现250升的小型化设计,极大提升了设备的便携性,使其能够广泛应用于多个领域。其核心功能之一是利用广义相对论原理进行重力势测量,例如:
● 地壳运动监测:以厘米级精度监测板块运动和火山活动引起的地壳上下变动;
● 长期地壳变化观测:精确捕捉几小时至几年内的地壳变动(海拔变化);
● 超高精度海拔差测量:为未来社会构建高精度的定位系统和海拔差测量网络。
光晶格时钟不仅是时间测量的革命性工具,更有可能成为未来社会基础设施的重要组成部分。
< 附录:技术注解>
※1 18位精度:以时间偏差评价时钟精度。例如,月差10秒的手表精度为4×10-6,即6位精度。18位精度意味着100亿年仅误差1秒。
※2 光晶格钟:由香取秀俊教授于2001年发明,利用"魔法波长"激光捕获原子,通过测量原子振动频率实现高精度时间测量。
※3 广义相对论验证:爱因斯坦提出的现代物理理论,香取教授团队通过东京晴空塔实验验证了重力对时间流速的影响。
< 参考图>

图1 光晶格钟的示意图
原子(球状)被捕获在由激光干涉形成的微小空间(蛋盒状的光晶格)中。光晶格由一种称为"魔法波长"的特殊激光波长构成。

图2 光晶格钟的物理封装
小型物理封装,内部包含用于产生空间均匀磁场的线圈和黑体辐射屏蔽,安装在真空槽内。(A)为带有磁屏蔽的外观,(B)为安装在磁屏蔽内的真空槽。

图3 光晶格钟的激光/控制系统(前盖已移除)
连接器集中在前部,提高了维护性和操作性。

图4 激光/控制系统的功能模块化设计
各功能被设计为可更换的模块化结构,以提高操作期间的维护性。

※体积250升不包括机架体积
图5 安装在19英寸机架中的250升光晶格钟
开发的锶光晶格钟"Aether clock OC 020"。通过激光冷却的原子被捕获在光晶格中,并在低温恒温槽中进行高精度的时钟跃迁光谱分析。该钟包含时钟光谱用的真空槽、光谐振器以及激光/控制系统。



