2005年，张首刚从法国学成回国后，只身来到国家授时中心，创建团队，主持原子钟研发与标准时间研究。
“最初的课题组包括张老师在内，只有3个人研制铯原子喷泉钟，当时国家授时中心没有任何原子钟研究基础，研究过程非常艰辛。”作为张首刚回国后指导的第一个研究生，阮军全程参与了铯原子喷泉钟的研制。
如何减少微波泄露，一度成为团队最头疼的问题。“经过多次研讨和大量实验，我们最终选择了通过铟丝密封6处接口等技术。”阮军介绍，“仅仅这一个环节，就花费了我们一年半的时间，而一台原子钟的制造，要经历成百上千个类似这样的精细环节。”
铯原子喷泉钟是目前世界上最好的基准型原子钟，“从2005年到2012年，张首刚团队终于自主研制出了国家授时中心第一台铯原子喷泉钟；2018年和2022年，第二、三台铯原子喷泉钟相继被研制出来。”阮军介绍，目前课题组已发展成9人，团队人员学科背景也更为合理，铯原子喷泉钟的性能也在持续提升，精度也从E－15量级提升至E－16量级，实现国家标准时间产生的自主校准。
国家标准时间是原子时和天文时的协调产物，协调了原子钟测量的原子时和天文观测系统测量的世界时。产生国家标准时间不仅需要基准型原子钟，也需要守时型原子钟。小铯钟是各国守时应用最多的原子钟，美国一直独家垄断，并对我国禁运。张首刚团队应用新原理，与企业合作研发了国际第一款守时型光抽运小铯钟产品，百余台产品用于海军导航、北斗导航、5G通信以及北极科考等。团队继美国之后，也成功研制更高性能的新型守时钟—铷原子喷泉钟。研发的两类新型守时原子钟，均运行于国家标准时间产生系统，并对国际标准时间产生作出贡献。基于地球自转测量的世界时是航天工程及国防建设必要参数。为打破我国世界时数据一直依赖国外的不利局面，团队提出并实现了多技术融合的世界时高精度连续自主测量与服务。
“那位说中国靠‘碰运气’的外国科学家，在2019年的一次学术年会上碰到我时，对中国在时频领域所取得的成就表示了肯定和钦佩。”再说起这件事，张首刚的嘴角不自觉地上扬了起来。
打造时间频率科学的“国家队” |
