量子精密测量——高精度原子钟、里德堡原子微波电场探测（量子微波天线）

2005年博士毕业于中国科学技术大学近代物理系原子与分子物理专业，同年到上海光机所量子光学重点实验室做博士后，合作导师王育竹院士，2011年入选首届中科院青年创新促进会会员，2012年至2013年在英国伯明翰大学做访问学者，2015年入选首届中科院青年创新促进会优秀会员。

多年来一直从事冷原子物理、量子频标等量子精密测量方面的研究。作为项目负责人和子课题负责人先后主持了国家自然科学面上基金、国家自然科学重点基金、国家863计划、卫星导航等国家重大项目。

国内首次，国际第二实现了积分球冷却原子；研制成功了积分球冷原子钟原理样机和工程样机，其长期稳定度达到了优于2E-15的国际先进水平；积分球冷原子钟同时具有高的稳定度和准确度，将高精度积分球冷原子钟应用于国家时频体系，将会进一步提高我国导航定位系统的定位精度和自主运行能力，同时高精度积分球冷原子钟可应用于深空自主导航。

2020年，提出了基于全光冷原子的里德堡激发方案，并初步完成了微波电场探测的原理验证实验，后期将开展高精度微波电场探测的实验和理论研究。

 

070203-原子与分子物理
080300-光学工程
070207-光学

高精度原子钟、里德堡原子量子传感

   

2016-08~现在, 中国科学院上海光学精密机械研究所, 研究员
2012-11~2013-11,英国伯明翰大学, 访问学者
2008-08~2016-08,中科院上海光学精密机械研究所, 副研究员
2005-07~2008-08,中科院上海光学精密机械研究所, 博士后

   

[1] 成华东, 赵浩杰, 邓见辽, 杨博文, 肖玲. 基于积分球冷原子的微波电场探测系统及方法. 202211603575.3, 2022-12-13.
[2] 王鑫, 孙远, 孟艳玲, 万金银, 成华东, 刘亮. 一种选定区域内冷原子温度的测量方法. CN: CN111207853B, 2021-07-06.
[3] 欧阳鑫川, 成华东, 徐斌, 叶美凤, 万金银, 肖玲, 刘亮. 基于双步进电机的快速机械光开关. CN: CN111665619A, 2020-09-15.
[4] 于明圆, 欧阳鑫川, 王鑫, 万金银, 肖玲, 成华东, 刘亮. 单光束扩束的饱和吸收稳频装置. CN: CN109921281A, 2019-06-21.
[5] 王鑫, 孟艳玲, 叶美凤, 成华东, 刘亮. 空心光束激光冷却柱型积分球装置. CN: CN107861251A, 2018-03-30.
[6] 王秀梅, 孟艳玲, 成华东, 高源慈, 刘亮. 一种用于星载原子钟的重入式均匀场微波腔. CN: CN106899294A, 2017-06-27.
[7] 刘鹏, 孟艳玲, 高源慈, 万金银, 王秀梅, 肖玲, 成华东, 刘亮. 漫反射激光冷却原子的柱形微波腔. CN: CN104090481A, 2014-10-08.
[8] 郑本昌, 成华东, 孟艳玲, 刘鹏, 万金银, 肖玲, 王秀梅, 刘亮. 积分球冷原子钟耦合光路. CN: CN104007564A, 2014-08-27.
[9] 孟艳玲, 成华东, 郑本昌, 肖玲, 刘亮. 冷却原子的柱形腔装置. CN: CN102868400A, 2013-01-09.
[10] 王旭成, 郑本昌, 孟艳玲, 成华东, 刘亮. 积分球冷却和微波集成腔. CN: CN102629872A, 2012-08-08.

   

（1） Highly sensitive microwave electrometry with enhanced instantaneous bandwidth, PHYSICAL REVIEW APPLIED, 2024, 
（2） Sensitivity of Rydberg microwave electrometry limited by laser frequency noise, PHYSICAL REVIEW A, 2024, 
（3） Estimation of instability induced by probe laser frequency noise in cold-atom microwave clocks, Journal of the Optical Society of America B, 2023, 第 6 作者  通讯作者
（4） 应用于积分球冷原子钟的窄线宽激光稳频系统, 激光与光电子学进展, 2023, 第 6 作者  通讯作者
（5） Effective pumping method for increasing atomic utilization in a compact cold atom clock(3), Chinese Physics B, 2021, 第 1 作者  通讯作者
（6） 基于模糊控制的自适应激光功率稳定系统研究, Self-Adaptive Laser Power Stabilization System Based on Fuzzy Control, 中国激光, 2021, 第 5 作者
（7） Self-Adaptive Laser Power Stabilization System Based on Fuzzy Control, CHINESE JOURNAL OF LASERS-ZHONGGUO JIGUANG, 2021, 第 5 作者  通讯作者
（8） 一种用于冷原子重力仪的低相噪微波频综研制, 中国激光, 2021, 第 9 作者  通讯作者
（9） Distortion of Rabi oscillations in a compact cold-atom clock, PHYSICAL REVIEW A, 2021, 第 7 作者  通讯作者
（10） Nearly Nondestructive Thermometry of Labeled Cold Atoms and Application to Isotropic Laser Cooling, PHYSICAL REVIEW APPLIED, 2020, 第 3 作者
（11） Development of the integrated integrating sphere cold atom clock, Development of the integrated integrating sphere cold atom clock, Chinese Physics B, 2019, 第 8 作者  通讯作者
（12） Development of the integrated integrating sphere cold atom clock, Development of the integrated integrating sphere cold atom clock, 中国物理B:英文版, 2019, 第 8 作者
（13） Low phase noise microwave frequency synthesizer for cold atom clock, AIP ADVANCES, 2019, 第 8 作者  通讯作者
（14） An integrated laser system for the cold atom clock, REVIEW OF SCIENTIFIC INSTRUMENTS, 2019, 第 2 作者  通讯作者
（15） Reaching a few 10-15 long-term stability of integrating sphere cold atom clock, Reaching a few 10-15 long-term stability of integrating sphere cold atom clock, 中国光学快报英文版, 2018, 第 8 作者
（16） Reaching a few E-15 long-term stability of integrating sphere cold atom clock, Chinese Optics Letters, 2018, 第 1 作者  通讯作者
（17） Optical-plus-microwave pumping in a magnetically insensitive state of cold atoms, PHYSICAL REVIEW A, 2018, 第 7 作者  通讯作者
（18） Dick Effect in the Integrating Sphere Cold Atom Clock, Dick Effect in the Integrating Sphere Cold Atom Clock, 中国物理快报：英文版, 2017, 第 9 作者
（19） 积分球冷原子钟的探测光频率和强度噪声, Frequency and Intensity Noises of Probe Laser in Integrating Sphere Cold Atom Clock, 中国激光, 2017, 第 9 作者
（20） Dick Effect in the Integrating Sphere Cold Atom Clock, Dick Effect in the Integrating Sphere Cold Atom Clock, Chinese Physics Letters, 2017, 第 9 作者  通讯作者
（21） 积分球冷原子钟冷原子数稳定的新方法, New Method for Cold Atom Number Stabilization in Integrating Sphere Cold Atom Clock, 光学学报, 2017, 第 9 作者
（22） Dick Effect in the Integrating Sphere Cold Atom Clock, CHIN. PHYS. LETT., 2017, 第 2 作者
（23） Research on Phase Modulation of Ramsey Fringes in Integrating Sphere Cold Atom Clocks, 中国激光, 2016, 第 2 作者
（24） Improvement in medium long-term frequency stability of the integrating sphere cold atom clock, JOURNAL OF THE OPTICAL SOCIETY OF AMERICA B-OPTICAL PHYSICS, 2016, 第 2 作者  通讯作者
（25） Reaching 5.0E-13tau(-1/2) short term frequency stability of the integrating sphere cold atom clock, Journal of Physics: Conference series, 2016, 第 1 作者  通讯作者
（26） Improvement in medium long-term frequency stability of the integrating sphere cold atom clock, J. OPT. SOC. AM. B-OPT. PHYS., 2016, 第 7 作者
（27） Probe Laser Power Stabilization for Integrated Sphere Cold Atom Clock, 光学学报, 2016, 第 4 作者
（28） 克拉通岩石圈对流减薄的数值模拟, Numerical simulation on convective thinning of the cratonic lithosphere, CHINESE JOURNAL OF GEOPHYSICS-CHINESE EDITION, 2016, 第 1 作者  通讯作者
（29） Probe Laser Power Stabilization for Integrated Sphere Cold Atom Clock, 光学学报, 2016, 第 1 作者
（30） Research on Phase Modulation of Ramsey Fringes in Integrating Sphere Cold Atom Clocks, 中国激光, 2016, 第 3 作者
（31） Scheme for a compact cold-atom clock based on diffuse laser cooling in a cylindrical cavity, PHYSICAL REVIEW A, 2015, 第 7 作者
（32） Non-resonant magneto-optical effects in cold atoms, CHINESE OPTICS LETTERS, 2015, 第 2 作者  通讯作者
（33） 利用全光纤环形谐振器实现对单频激光器频率噪声的抑制, 中国激光, 2015, 第 5 作者
（34） A large-scale cold atom source in an integrating sphere, MODERN PHYSICS LETTERS B, 2014, 第 2 作者  通讯作者
（35） 积分球与微波腔一体化装置的研制, 中国激光, 2014, 第 8 作者
（36） 微波腔镀银实现漫反射冷却的实验研究, 光学学报, 2014, 第 8 作者
（37） Observation of Faraday Rotation in Cold Atoms in an Integrating Sphere, Observation of Faraday Rotation in Cold Atoms in an Integrating Sphere, Chinese Physics Letters, 2014, 第 2 作者  通讯作者
（38） Increasing the cold atom density in an integrating spherical cavity, PHYSICS LETTERS A, 2014, 第 2 作者  通讯作者
（39） Development of an Integrating Sphere Cold Atom Clock, Development of an Integrating Sphere Cold Atom Clock, Chinese Physics Letters, 2013, 第 2 作者  通讯作者
（40） Controlling the Shape of a Cold Atom Cloud in a Cylindrical Cavity, Controlling the Shape of a Cold Atom Cloud in a Cylindrical Cavity, Chinese Physics Letters, 2013, 第 2 作者  通讯作者
（41） Measurement of Spatial Distribution of Cold Atoms in an Integrating Sphere, CHIN. PHYS. LETT., 2012, 第 2 作者
（42） Laser cooling of rubidium 85 atoms in integrating sphere, CHINESE OPTICS LETTERS, 2012, 第 2 作者
（43） 可扩展的用于量子信息处理的刻槽平面离子芯片设计, Scalable Grooved Planar Ion Chip Design for Quantum Information Processing, 光学学报, 2012, 第 3 作者
（44） Kinetic behavior of cold Rb-87 atoms in integrating sphere, OPTIK, 2012, 第 5 作者
（45） 平面刻槽离子阱的热噪声引起的离子加热研究, Ion Heating by Thermal Noise of Planar Grooved Ion Chip, 光学学报, 2012, 第 2 作者
（46） A grooved planar ion trap design for scalable quantum information processing, A grooved planar ion trap design for scalable quantum information processing, 中国物理B：英文版, 2012, 第 3 作者
（47） Ramsey interaction with transverse decay, CHINESE OPTICS LETTERS, 2012, 第 2 作者
（48） 一种新的测量大尺度冷原子团温度的方法, A New Approach to Measure Temperature of Large-Scaled Cold Atomic Cloud, 光学学报, 2012, 第 2 作者
（49） An Optimum Method for a Grooved 2D Planar Ion Trap Design, An Optimum Method for a Grooved 2D Planar Ion Trap Design, Chinese Physics Letters, 2011, 第 3 作者
（50） Cooling of rubidium atoms in pulsed diffuse laser light, CHIN. PHYS. B, 2011, 第 1 作者
（51） Cooling of rubidium atoms in pulsed diffuse laser light, Cooling of rubidium atoms in pulsed diffuse laser light, Chinese Physics B, 2011, 第 1 作者
（52） Integrating Sphere Cold Atom Clock with Cylindrical Microwave Cavity, Frequency Control and the European Frequency and Time Forum (FCS), 2011, 第 1 作者
（53） Loading of cold 87Rb atom with diffuse light in an integrating sphere, Loading of cold 87Rb atom with diffuse light in an integrating sphere, 中国光学快报：英文版, 2010, 第 4 作者
（54） Loading of cold Rb-87 atom with diffuse light in an integrating sphere, CHINESE OPTICS LETTERS, 2010, 第 4 作者
（55） Lifetime Measurement of Cold Atoms in an Integrating Sphere, CHIN. PHYS. LETT., 2009, 第 3 作者
（56） Observation of recoil-induced resonances and electromagnetically induced absorption of diffuse light by cold atoms, PHYSICAL REVIEW A, 2009, 第 2 作者
（57） Lifetime Measurement of Cold Atoms in an Integrating Sphere, Lifetime Measurement of Cold Atoms in an Integrating Sphere, Chinese Physics Letters, 2009, 第 3 作者
（58） Nonlinear spectroscopy of cold atoms in diffuse laser light, OPTICS EXPRESS, 2009, 第 2 作者
（59） Laser cooling of rubidium atoms in an integrating sphere, ACTA PHYSICA SINICA, 2009, 第 2 作者
（60） Lifetime Measurement of Cold Atoms in an Integrating Sphere, Lifetime Measurement of Cold Atoms in an Integrating Sphere, 中国物理快报：英文版, 2009, 第 3 作者
（61） Laser cooling of rubidium atoms from background vapor in diffuse light, PHYSICAL REVIEW A, 2009, 第 1 作者
（62） Nonlinear spectroscopy of cold atoms in diffuse laser light, OPT. EXPRESS, 2009, 第 2 作者
（63） Laser cooling of rubidium atoms from background vapor in diffuse light, PHYSICAL REVIEW A, 2009, 第 1 作者
（64） Ultra-Slow Atomic Beam Generation by Velocity Selective Resonance, Ultra-Slow Atomic Beam Generation by Velocity Selective Resonance, Chinese Physics Letters, 2008, 第 2 作者
（65） Light-induced evaporative cooling in a magneto-optical trap, Light-induced evaporative cooling in a magneto-optical trap, 中国物理：英文版, 2008, 第 2 作者
（66） Light-induced evaporative cooling in a magneto-optical trap, CHIN. PHYS. B, 2008, 第 2 作者
（67） Ultra-slow atomic beam generation by velocity selective resonance, CHIN. PHYS. LETT., 2008, 第 2 作者
（68） Ultra-Slow Atomic Beam Generation by Velocity Selective Resonance, Ultra-Slow Atomic Beam Generation by Velocity Selective Resonance, 中国物理快报：英文版, 2008, 第 2 作者
（69） 87Rb的磁光阱、光学粘胶以及积分球冷却的研究, 2008, 第 1 作者
（70） Light-induced evaporative cooling in a magneto-optical trap, Light-induced evaporative cooling in a magneto-optical trap, Chinese Physics B, 2008, 第 2 作者
（71） Generalized oscillator strengths for some higher valence-shell excitations of krypton atom, CHINESE PHYSICS, 2007, 第 3 作者
（72） Generation of a hollow laser beam by a multimode fiber, CHINESE OPTICS LETTERS, 2007, 第 2 作者
（73） 各向同性光场对原子束的分步减速, Scheme of stepped slowing Rb atomic beams by isotropic laser light, 光学学报, 2007, 第 2 作者
（74） 各向同性光场对原子束的分步减速, Scheme of stepped slowing Rb atomic beams by isotropic laser light, 光学学报, 2007, 第 2 作者
（75） 用多模光纤产生空心光束, Generation of a hollow laser beam by a multimode fiber, CHIN. OPT. LETT., 2007, 第 2 作者
（76） Generalized oscillator strengths for some higher valence-shell excitations of argon, PHYSICAL REVIEW A, 2007, 第 6 作者
（77） Generation of a hollow laser beam by a multimode fiber, Generation of a hollow laser beam by a multimode fiber, 中国光学快报：英文版, 2007, 第 2 作者
（78） 原子的价壳层激发态波函数和跃迁特性, Atomic wave functions and transition characteristics for valence shell excitations, 原子与分子物理学报, 2006, 第 2 作者
（79） Selectivity in valence excitation processes of noble atoms studied by fast electron impact, PHYSICAL REVIEW A, 2005, 
（80） He原子价壳层跃迁的电子碰撞研究, Investigation of Valence-shell Excitations of Helium by Electron Impact, 原子核物理评论, 2002, 第 5 作者
（81） 微分散射截面测量中气压效应的修正, Correction of Pressure Effect for Measurement of Differential Cross Section, 原子核物理评论, 2002, 第 5 作者

   

（ 1 ） 基于里德堡原子的微波电场探测, 负责人, 国家任务, 2022-10--2023-05
（ 2 ） 高精度守时型冷原子钟研究, 负责人, 国家任务, 2022-10--2024-10
（ 3 ） 真空冷却系统技术与实验研究, 负责人, 其他国际合作项目, 2021-11--2022-11
（ 4 ） 积分球冷原子钟量子噪声极限研究, 负责人, 国家任务, 2019-01--2022-12
（ 5 ） 青促会人才项目, 负责人, 中国科学院计划, 2016-01--2018-12
（ 6 ） 星载冷原子钟, 负责人, 国家任务, 2015-01--2018-07
（ 7 ） 1E-16星载冷原子钟关键技术研究, 负责人, 国家任务, 2011-12--2016-12
（ 8 ） 新型Raman-Ramsey星载原子钟的研究, 负责人, 国家任务, 2010-01--2012-12
（ 9 ） 积分球激光冷却气体原子机理研究, 参与, 国家任务, 2010-01--2013-12

已指导学生

王鑫  硕士研究生  085202-光学工程  

杨博文  博士研究生  080300-光学工程  

欧阳鑫川  博士研究生  080300-光学工程  

亓航航  硕士研究生  070207-光学  

刘琪鑫  博士研究生  080300-光学工程  

现指导学生

赵浩杰  博士研究生  080300-光学工程  

夏兴  硕士研究生  070207-光学