Физическая энциклопедия - оптические стандарты частоты

квантовые стандарты частоты, в к-рых частотным репером служит сверхузкая спектр. линия излучения лазера. В О. с. ч. используются газовые лазеры в сочетании с устройством для сравнения с частотой эталона или стандарта частоты радиодиапазона. О. с. ч. способны фиксировать определ. значение частоты w с погрешностью Dw/w=10-15, в 102 раз меньше погрешности, достижимой в эталонах частоты СВЧ диапазона (см.

КВАНТОВЫЕ СТАНДАРТЫ ЧАСТОТЫ). Первые О. с. ч. были лазерами, стабилизированными по «провалу Лэмба», образующемуся в спектр. линии активного газа (предсказан У. Ю. Лэмбом в 1932, обнаружен А. Джаваном и У. Р. Беннетом в 1933, США). Долговременная погрешность частоты таких О. с. ч. не спускалась ниже 10-8 из-за относительно большой плотности и темп-ры генерирующего газа.

Возможность наблюдения сверхузких линий в спектрах поглощения позволила за период с 1967 по 1973 снизить погрешность до 10-14. Для получения сверхузких линий применяются ячейки, наполненные газом, находящимся при низких давлении и темп-ре. Такая ячейка помещается внутрь оптического резонатора лазера. Под влиянием стоячей волны лазера в центре его спектр. линии (форма и ширина к-рой определяются доплеровским уширением, (см. ДОПЛЕРА ЭФФЕКТ)) возникает пик, ширина к-рого зависит только от однородной ширины спектральной линии газа, находящегося в поглощающей ячейке (относит. ширина пика =10-14). Ещё более узкие (=10-15) спектр.

линии можно получить методом «пленения» ч-ц, ограничивая их движение областями с размерами, меньшими, чем длина световой волны К. Для этого разреженный газ помещают в поле интенсивной трёхмерной стоячей световой волны. Для сравнения частоты с частотой, фиксируемой О. с. ч., необходимы сложные устройства, содержащие «умножители» и «синтезаторы» частоты, перекрывающие область частот от СВЧ до частоты О. с. ч. Такие устройства позволяют измерять частоту вплоть до коротковолновой границы ИК диапазона. В будущем О. с. ч., по-видимому, станут основой эталонов частоты и откроют путь к созданию единого эталона частоты (времени) и длины. .