近日，清华年夜学物理系副传授丁世谦团队于持续波真空紫外光源方面取患上庞大冲破，乐成研制出148 nm持续波超窄线宽激光光源，初次将超稳激光技能推进至真空紫外波段，霸占了核光钟研制的 末了一个焦点瓶颈 。该光源于方针波段输出功率跨越100 nW，线宽远低在100 Hz，且于140至175 nm区间具有持续可调谐能力。与此前已经报导的单频真空紫外光源比拟，其线宽降低了近百万倍，可满意钍-229核光钟研制与核跃迁量子相关操控的焦点需求。

2026年2月11日，相干结果以 持续波窄线宽真空紫外激光光源 (Continuous-wave narrow-linewidth vacuum ultraviolet laser source)为题，于线发表在国际顶尖期刊《天然》（Nature），美国物理学会（APS）旗下Physics杂志（Physics Magazine）同期于 Viewpoint 栏目刊发评论文章专题解读。

图1：镉原子共振加强四波混频历程；图2：试验示用意；图3：相机拍摄到的真空紫外光斑及干预干与条纹。

光钟提供了最切确的时间频率基准，于导航与基础物理纪律查验等标的目的具备主要战略价值。原子光钟以电子跃迁为参考，对于外界电磁情况较为敏感，且依靠超高真空、激光冷却与软禁等繁杂试验装配，制约了其于试验室外的推广运用。近两年，核光钟研究快速成长，提出以钍-229原子核于148 nm真空紫外波段的低能核跃迁为基准。以核跃迁替换电子跃迁，有望带来光钟道理层面的范式进级。原子核处在原子内部、标准极小，与外界电磁场的彼此作用相对于更弱，是以对于情况扰动更不敏感，使患上核光钟兼具极高精度、强抗情况扰动能力以和便携可工程化潜力，被遍及认为是现今量子周详丈量范畴的战略性前沿标的目的。

核光钟研制的要害瓶颈于在缺少148 nm持续波激光。为此，美国国防高级研究规划局（DARPA）在2025年启动SUNSPOT规划，面向148 nm持续波光源开展专项攻关。丁世谦团队冲破主流的非线性晶体线路，从理论上提出基在金属蒸气四波混频的持续波真空紫外孕育发生方案，于美国SUNSPOT规划立项前即率先于试验上实现了148 nm持续波输出，并将线宽较此前单频真空紫外激光降低了近六个数目级。该结果将为钍-229核跃迁的高分辩谱学与量子相关操控提供要害光源支撑，补齐了核光钟研制的末了一块拼图。

值患上一提的是，研究团队开发了于极低激光功率前提下仍可不变事情的相位探测要领，并从试验上发明热金属蒸气中GHz量级的多普勒与碰撞展宽其实不会于四波混频历程中引入分外的相位噪声。这一发明注解，输出真空紫外光场的相关性重要受基频激光不变度支配，从而将超稳激光技能拓展至真空紫外波段，也为面向其他要害波长与更高机能指标的相关真空紫外光源的进一步成长奠基了基础。

该光源平台具有持续波运行、相关性优秀及宽规模可调谐等特色，除了办事核光钟外，还有可作为通用真空紫皮毛干光源平台，支撑铝离子原子光钟等量子周详丈量研究，并办事量子信息相干试验、凝结态角分辩光电子能谱和高分辩真空紫外谱学等前沿运用。面向半导体要害质料与工艺的真空紫外计量、芯片检测与机理研究需求，该平台有望鞭策高端测试表征设备与要害部件的自立可控，加强财产链要害环节韧性。

该论文的配合第一作者为清华年夜学2021级本科生肖琦、2023级博士研究生庞亚克（Gleb Penyazkov，国际学生）及北京量子信息科学研究院助理研究员李相良，通信作者为清华年夜学物理系副传授、北京量子信息科学研究院兼聘研究员丁世谦。这是丁世谦试验室建立四年多来的首项试验结果，同时也实现了本科生作为第一作者于国际顶尖期刊发表事情的冲破，表现了团队于庞大使命牵引下的拔尖人材造就成效。清华年夜学物理系传授莫宇翔、中国计量科学研究院研究员林弋戈与清华年夜学物理系传授尤力等也为本事情作出了主要孝敬。该研究获得了国度天然科学基金、北京市科技规划及清华年夜学 笃实规划 的撑持。

文章链接

https://www.nature.com/articles/s41586-026-10107-4

转自：清华年夜学物理系

注：文章版权归原作者所有，本文内容、图片、视频来自收集，仅供交流进修之用，如触及版权等问题，请您奉告，咱们将和时处置惩罚。

-710公海寰宇