文章核心观点 - 清华大学丁世谦团队在真空紫外激光光源领域取得重大突破 成功研制出148纳米连续波超窄线宽激光光源 补齐了核光钟研制的关键技术短板 为精密测量领域开辟新路径 彰显了我国在量子科技与基础研究领域的领先实力 [1] 技术突破与科学意义 - 团队攻克了核光钟研制的“最后一个核心瓶颈” 即在连续波真空紫外光源方面取得重大突破 [1] - 成功研制出148纳米连续波超窄线宽激光光源 首次将超稳激光技术拓展至真空紫外波段 [1] - 突破非线性晶体主流路线 创新性提出金属蒸气四波混频新方案 实现148纳米连续波输出 [1] - 将线宽降低近6个数量级 为真空紫外波段超稳激光技术奠定基础 抢先完成关键技术突破 领先国际同类专项研究 [1] - 相关成果发表于国际顶级期刊《自然》 [1] 技术优势与应用前景 - 核光钟通过真空紫外激光诱导原子核跃迁 相比依赖原子外层电子跃迁的原子光钟 具备更高精度与强抗干扰能力 且可实现便携化应用 [1] - 该成果可作为通用平台服务原子光钟、量子信息、凝聚态谱学等前沿领域 [2] - 应用价值显著 可支撑自主导航、深空探测、高精度地质与引力探测等应用 [2] - 有望实现半导体真空紫外计量与高端测试装备的自主可控 [2]

核光钟技术概述与战略价值 - 核光钟以钍-229原子核在148 nm波段的低能核跃迁为基准，有望替代以电子跃迁为基准的原子光钟，实现原理层面的范式升级[2] - 原子核尺度极小且与外界电磁场相互作用更弱，使得核光钟兼具极高精度、强抗环境扰动能力以及便携可工程化潜力，是量子精密测量领域的战略性前沿方向[2] 核光钟研制的关键瓶颈与突破 - 核光钟研制的关键瓶颈在于缺乏148 nm连续波激光[3] - 清华大学丁世谦团队成功研制出148 nm连续波超窄线宽激光光源，攻克了核光钟研制的“最后一个核心瓶颈”[3] - 该光源输出功率超过100 nW，线宽远低于100 Hz，在140至175 nm区间具备连续可调谐能力，其线宽相比之前已报道的单频真空紫外光源降低了近百万倍[3] 技术突破的细节与领先性 - 研究团队突破主流的非线性晶体路线，提出基于金属蒸气四波混频的方案，在美国2025年启动的SUNSPOT专项计划立项前，率先在实验上实现了148 nm连续波输出[6] - 该团队将光源线宽较此前单频真空紫外激光降低了近六个数量级[6] - 团队开发了在极低激光功率下稳定工作的相位探测方法，并发现热金属蒸气中GHz量级的展宽不会在四波混频过程中引入额外相位噪声，从而将超稳激光技术拓展至真空紫外波段[6] 光源平台的性能与广泛用途 - 该光源平台具备连续波运行、相干性优异和宽范围可调谐等特点[7] - 除服务核光钟外，该平台可作为通用真空紫外相干光源，支撑铝离子原子光钟等量子精密测量研究，并服务量子信息实验、凝聚态角分辨光电子能谱及高分辨真空紫外谱学等前沿应用[7] - 面向半导体关键材料与工艺的真空紫外计量、芯片检测与机理研究需求，该平台有望推动高端测试表征装备与关键部件的自主可控，增强产业链关键环节韧性[7]