光学学报, 2006, 26 (3): 452, 网络出版: 2006-04-20   

不同波长的激光器通过法布里珀罗腔相对于铯原子谱线的锁定

Locking Multiple Wavelength Lasers to the Transition of Cesium Atoms by Using a Fabry-Pérot Transfer Cavity
作者单位
山西大学光电研究所量子光学与光量子器件国家重点实验室, 太原 030006
摘要
采用共焦法布里珀罗腔(CFP)作为桥梁,可以实现不在原子、分子跃迁线附近的单频激光器相对于原子、分子跃迁线的锁定,从而可以有效地抑制激光频率的漂移。在实验中通过射频频率调制光谱技术结合饱和吸收光谱(SAS)将自制852nm光栅外腔反馈半导体激光器锁定到铯6S1/2 Fg=4-6P3/2 Fe=4、5交叉线上,通过Pound-Drever-Hall(PDH)射频边带技术将作为桥梁的共焦法布里珀罗腔锁定在852 nm激光频率上。再通过PDH方法将830 nm和908 nm两台远离铯原子D2线的外腔半导体激光器同时锁定在作为桥梁的共焦法布里珀罗腔上,实现了830 nm和908 nm两台激光器相对于铯原子跃迁线的锁定。由锁定后的误差信号估算,20 s内852 nm激光器相对于铯原子Fg=4-Fe=4、5交叉线的频率起伏小于±540 kHz,830 nm、908 nm激光器相对于共焦法布里珀罗腔的频率起伏分别小于±340 kHz和±60 kHz,共焦法布里珀罗腔相对于852 nm激光的频率起伏小于±550 kHz。
Abstract
With a confocal Fabry-Pérot (CFP) cavity as a transfer cavity, the single-frequency laser can be stabilized to atomic or molecular lines when no atomic or molecular reference lines are available. In the experiment a CFP cavity as the transfer cavity is locked to homemade 852 nm grating-external-cavity diode laser whose frequency is stabilized to 6S1/2 Fg=4-6P3/2 Fe=5 transition of cesium atom via RF frequency-modulation spectrum and saturated absorption spectrum. The frequencies of external-cavity diode lasers at 908 nm and 830 nm are locked to the stabilized transfer cavity via Pound-Drever-Hall RF sideband technique, and thus stabilized with respect to the transition of cesium atom. Estimated from the locked error signals, the corresponding frequency jitters of diode lasers at 852 nm, 830 nm and 908 nm are less than ±540 kHz, ±340 kHz and ±60 kHz in 20 s, respectively; while the frequency fluctuation of the CFP cavity to the 852 nm laser is in ±550 kHz.

杜志静, 张玉驰, 王晓勇, 闫树斌, 张天才, 王军民. 不同波长的激光器通过法布里珀罗腔相对于铯原子谱线的锁定[J]. 光学学报, 2006, 26(3): 452. 杜志静, 张玉驰, 王晓勇, 闫树斌, 张天才, 王军民. Locking Multiple Wavelength Lasers to the Transition of Cesium Atoms by Using a Fabry-Pérot Transfer Cavity[J]. Acta Optica Sinica, 2006, 26(3): 452.

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