Un rayo láser normalmente tiembla un poco, como una cuerda después de ser pulsada. En los relojes ópticos, ese temblor se convierte en un error en la marcha. Los ingenieros sustituyeron la luz temblorosa por una luz estable, y el reloj de vapor de rubidio ahora late cinco veces más regular.
Dentro del estándar de frecuencia, la luz del láser hace que los átomos de rubidio absorban energía en porciones estrictamente definidas. El número de estas absorciones se usa para contar los segundos. Si el rayo tiembla, los átomos se confunden y la cuenta se desvía. El nuevo láser, fabricado sobre un chip de silicio, produce luz con un ancho de línea inferior a 10 hercios, como una nota sin vibrato. Su calidad se mide con un factor de calidad superior a 130 millones.
Con esta luz, los átomos de rubidio responden con más claridad y el reloj gana precisión más rápido. En un segundo de medición, la inestabilidad fue de 2×10⁻¹⁴, equivalente a medir un kilómetro con un error del grosor de un cabello. Las versiones anteriores de estos relojes daban una dispersión cinco veces mayor. El dispositivo sigue siendo compacto y puede funcionar fuera del laboratorio, por ejemplo, en un satélite o en equipos de campo.
Este estándar de frecuencia es un paso hacia la navegación sin GPS, donde el tiempo preciso se guarda a bordo, y hacia redes de comunicación con una sincronización mejor que la actual.
Los relojes ópticos son tan sensibles que notan la diferencia en el paso del tiempo a una altura de un centímetro, debido a la gravedad de la Tierra.