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清华大学博士生韩济泽获2020年度国际频率控制大会“学生最佳论文优胜奖”

发布时间:2020-08-03 16:40:00

近期,清华大学王力军教授研究组博士生韩济泽的论文“基于钙离子协同冷却镉离子微波频标研究进展”(Progress on Sympathetic Cooling of113Cd+by Laser-cooled40Ca+for High-accuracy Cadmium Ion Frequency Standard)在2020年度国际频率控制和铁电应用联合大会(Joint Conference of the IEEE International Frequency Control Symposium & IEEE International Symposium on Applications of Ferroelectric,简称IEEE IFCS-ISAF)入围学生最佳论文(Student Best Paper Finalists),并最终获得优胜奖(Student Paper Competition Group Winner)。韩济泽是本次大会唯一来自中国大陆的获奖学生。

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韩济泽的奖状

原子钟作为一种利用原子跃迁频率为频率基准的精密计时装置,在全球卫星导航系统、精密计量、高速通信等方面都有重要的应用。清华大学王力军教授研究组一直致力于研究面向导航和测控的可移动地面时频基准,实现同时满足高稳定度、高准确度、高可移动性的离子阱原子钟。目前限制离子微波钟性能进一步提升的因素主要有两个:离子运动导致的二阶多普勒频移和外磁场波动导致的二阶塞曼频移。针对上述两点限制因素,该论文利用离子间的库伦相互作用,采用激光冷却的钙离子对镉离子进行持续的冷却,实现了大数目镉离子的持续低温稳定囚禁,在保证高稳定度的情况下,降低了由于离子运动导致的二阶多普勒频移;同时设计了具有高性能磁屏蔽系统的可车载高性能真空离子阱系统,在保证高可移动性的情况下,降低了由于外磁场波动导致的二阶塞曼频移。该论文阐述了具体实验方案,评估了系统预期性能,该方案有望研制成世界上准确度最高的镉离子微波钟系统,并将为北斗导航系统提供更准确的可移动地面时频基准。

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采用协同冷却方案的高性能镉离子微波钟系统整体设计图

国际频率控制和铁电应用联合大会由国际电气与电子工程师学会(IEEE)超声波、铁电和频率控制协会(UFFC-S)主办,是时间频率控制领域影响最大的国际学术会议之一,涵盖了谐振材料和器件、谐振合成器噪声和电路技术、微波量子频标及应用、传感器和变频器、时间频率分发和全球卫星导航系统及应用(GNSS)、光频标及应用6个不同的领域,自1947年举办至今已有70余年历史。2020年度的会议原定于今年7月在美国科罗拉多州基斯通召开,但由于受到全球范围内新冠肺炎疫情的影响,改为线上会议。大会技术委员会通过审查全世界范围内参与学生评比的论文,选出了6个不同领域的入围名单,最终评审委员会根据论文工作的质量和内容、对社会的意义、学生在论文工作的贡献和展示的质量,分小组评定出其优胜者。韩济泽获奖论文所在小组有来自美国国家标准与技术研究院(NIST)、法国巴黎天文台等世界一流研究机构的学生。

清华大学精密仪器系副研究员张建伟为该论文的通讯作者,清华大学王力军研究组的韩济泽、秦浩然、郭黎明、辛弄潮、胡华星及张建伟副研究员、王力军教授共同完成了论文。论文工作在科技部重点研发项目、清华大学自主项目的资金支持下完成。

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