【据美国国家标准与技术研究所网站2019年5月17日报道】美国国家标准与技术研究所(NIST)在美国加州理工学院、斯坦福大学和Charles Stark Draper实验室的协助下，利用硅芯片光子学集成技术，制造出了芯片级原子钟，成功验证了下一代紧凑型光学原子钟架构。NIST芯片级原子钟包括3个芯片及外围的电子和光学设备，其尺寸比通常的原子钟小很多。三个核心芯片采用与计算机芯片相同微加工方式，支持与电子和光学器件的进一步集成，且可以批量生产，一个是约束铷原子的微型玻璃容器、利用铷原子振动提供时钟基准，另两个频率梳芯片负责将铷原子的光学高频振动转换为广泛应用的微波频率。
标准的原子钟是基于铯原子的自然振动，工作在微波频率，而NIST的光学原子钟工作在太赫兹频率，因此具有更高的精度，生成的时钟信号频率为22GHz，每4000秒的误差是17万亿分之一，精度比目前微波原子钟高约100倍，如果采用低噪声激光，精度还可进一步提升。NIST的光学原子钟的核心芯片的功耗目前只有275毫瓦，未来利用更复杂的光电集成技术尺寸还可以进一步缩小用于手持设备，最终将会取代目前用于导航系统、通信网络以及卫星时钟备份的传统振荡器。该项研究得到了美国DARPA和“芯片上的NIST”项目的资助，相关论文《Architecture for the photonic integration of an optical atomic clock》已在Optica期刊上发表。
