将自由运转的激光器参考锁定在隔振、恒温、高细度的Fabry-Pérot (F-P)参考腔上，获得了短期稳定性频率较好的窄线宽激光。为了降低温度对激光频率稳定性的影响，F-P腔的腔体一般选用具有超低热膨胀(ULE)系数的玻璃材料。ULE玻璃存在一个特定的温度点，该温度点下其ULE系数接近0，称之为拐点温度。由于其拐点温度通常低于或者高于室温，因此设计了一套主动温控装置，该装置可在高真空环境中将F-P腔的温度控制在-5~40 ℃范围内，并且一天内F-P腔的温度波动范围在±0.005 ℃以内。该温度控制装置可应用在工作波长为729 nm的ULE F-P腔系统中，当该参考腔的温度控制在拐点温度（17.3 ℃）附近时，平均线性频率漂移控制在100 mHz/s以内。

市售的商用半导体激光器由于其线宽宽、抖动和漂移大等缺点, 不能满足离子阱中单个钙离子的激光冷却和精细测量实验的要求。因此, 制作了一台可调谐的Littrow结构的半导体激光器(ECDL)。该激光器的自由光谱程为1.5 GHz, 通过精细调节光栅的角度, 激光的波长可以覆盖775～785 nm。该激光器的线宽约为2.5 MHz, 抖动为3～4 MHz, 30 min内的漂移约为50 MHz, 这些指标优于商用的DL100半导体激光器, 为下一步用于单个钙离子的激光冷却和精细测量所需要的397 nm和866 nm激光器的制作提供了条件。