孟一鸣 1,2,3项静峰 1徐斌 1李彪 1[ ... ]吕德胜 1,*
作者单位
摘要
1 中国科学院上海光学精密机械研究所航天激光工程部,上海 201800
2 中国科学院上海光学精密机械研究所量子光学重点实验室,上海 201800
3 中国科学院大学,北京 100049
铷87的双光子光谱具有高信噪比、无多普勒展宽、窄线宽等特点。构建了基于87Rb原子双光子跃迁的光学频率参考,分析测试了影响其短期稳定度的因素。利用778 nm外腔半导体激光器激发双光子跃迁产生420 nm荧光信号,通过荧光信号锁定激光器频率。探讨了谱线线宽、信噪比、功率、温度相关的谱线展宽、光频移、系统结构稳定性和调制宽度等对频移和稳定度的影响。采用螺栓锁紧结构固定光学元件,大幅改善了光学对准引起的稳频误差,通过直接调制激光器电流实现了秒级稳定度为1.5×10-12、500 s稳定度为2.88×10-13的光学频率参考。与其他基于饱和吸收的光学频率参考相比,构建的基于87Rb原子双光子跃迁的光学频率参考的稳定度提高了10~100倍。光学对准对于提高荧光探测信噪比和优化长期稳定度具有重要意义。验证了内调制实现双光子光学频率参考的可行性,并提出了进一步优化短期稳定度和长期稳定度可采用的技术方案。
激光器 双光子跃迁 激光稳频 光学对准 频率稳定度 laser two-photon transition laser frequency stabilization optical alignment frequency stability 
中国激光
2023, 50(23): 2301013
亓航航 1,2杨博文 1,2赵浩杰 1,2肖玲 1[ ... ]成华东 1,*
作者单位
摘要
1 中国科学院上海光学精密机械研究所量子光学重点实验室,上海 201800
2 中国科学院大学,北京 100049
通过调制转移光谱稳频的方式,将外腔半导体激光器频率锁定于87Rb原子D2线超精细跃迁52S1/2,F=2→52P3/2,F=3,使激光器线宽由自由运转的382.18 kHz压窄至稳频后的37.94 kHz。稳频后的窄线宽激光用于积分球冷原子钟的探测光,可以将激光频率噪声对原子钟短期稳定度的影响降低至5.6×10-14 τ-1/2
激光器与激光光学 调制转移光谱 激光稳频 外腔半导体激光器 积分球冷原子钟 频率稳定度 laser and laser optics modulation transfer spectroscopy laser frequency stabilization external cavity diode laser integrating sphere cold atom clock frequency stability 
激光与光电子学进展
2023, 60(15): 1514008
吴丽珍 1,2祝孝杰 1,2蒋双辉 1,2田原 1[ ... ]顾思洪 1
作者单位
摘要
1 中国科学院精密测量科学与技术创新研究院原子频标重点实验室,湖北 武汉 430074
2 中国科学院大学物理学院,北京 100049
要实现微型光学原子磁强计需要精确测定气室温度和实现高精度气室温控。提出了一种无温度传感器的气室温控方案。该方案首先探测激光输出功率,采用激光功率伺服控制激光器的注入电流以锁定光功率;然后探测原子吸收光谱,利用同步调制解调技术将其转变成激光频率鉴频信号,采用激光频率伺服控制激光器温度,将激光频率锁定在吸收谱线中心;最后利用原子吸收光谱中心信号幅度来测量气室温度,从而实现气室温控。采用本方案实现了气室温控,温控效果与采用热敏电阻测温所实现的气室温控效果相当,为实现微型光学原子磁强计气室温控提供了一种备选方案。
激光光学 微型光学原子磁强计 气室温控 原子吸收谱线 激光稳频 laser optics miniature optical atomic magnetometer cell temperature control atomic absorption spectrum laser frequency stabilization 
中国激光
2023, 50(13): 1301003
作者单位
摘要
1 哈尔滨工业大学超精密光电仪器工程研究所,黑龙江 哈尔滨 150080
2 超精密仪器技术及智能化工信部重点实验室,黑龙江 哈尔滨 150080
激光干涉位移测量技术因具有大量程、高分辨力、非接触式及可溯源性等特点,成为当前与下一代高端装备、超精密计量的基础性技术之一。在简要介绍国内外现有的各类亚纳米级激光干涉仪的基础上,重点从“精”“准”“快”方面综述了面向亚纳米、皮米级激光干涉位移测量技术的研究成果。首先,从激光干涉测量原理出发,分析了限制激光干涉仪中测量分辨力、速度等进一步提升的主要误差项及技术难点;其次,重点列举了近年来国内外在激光器高精度稳频、高精度干涉镜组、高速/高分辨力相位细分技术、环境补偿与控制等方面所取得的重大关键技术突破;最后,对下一代超精密激光干涉位移测量技术的发展趋势进行了总结与展望。
激光干涉仪 亚纳米与皮米测量 激光稳频 信号处理 laser interferometer sub-nanometer and picometer measurements laser frequency stabilization signal processing 
激光与光电子学进展
2023, 60(3): 0312016
作者单位
摘要
华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室,上海 200241
用583 nm半导体倍频激光器获得了碘分子R67(15-1)跃迁的超精细分量调制转移谱(MTS)。针对超冷铒原子实验中冷却光的频率稳定,利用Pound-Drever-Hall(PDH)稳频技术作为前级反馈将激光器稳定在法布里-珀罗腔,用碘分子MTS稳频作为后级反馈,以克服光学参考腔不可避免的长期漂移。稳频后4 h的监测结果表明,相比仅用PDH稳频的漂移量(205 kHz),双系统稳频时的最大频率起伏为±12 kHz,满足超冷铒原子实验系统长时间稳定运转的需求。本方案拓展了碘分子光谱在583 nm激光稳频的应用,也为激光冷却铕、铥等元素中冷却光的频率锁定提供了参考。
激光器 调制转移谱 激光稳频 碘分子 超冷原子 lasers modulation transfer spectroscopy laser frequency stabilization iodine molecule ultracold atom 
激光与光电子学进展
2022, 59(23): 2314001
Author Affiliations
Abstract
State Key Laboratory of Precision Spectroscopy, East China Normal University, Shanghai 200062, China
We present the frequency control of a 759 nm laser as a lattice laser for an ytterbium (Yb) optical clock. The frequency stability and accuracy are transferred from the Yb optical clock via an optical frequency comb. Although the comb is frequency-stabilized on a rubidium microwave clock, the frequency instability of the 759 nm laser is evaluated at the 10-15 level at 1 s averaging time. The frequency of the 759 nm laser is controlled with an uncertainty within 1 Hz by referencing to the Yb clock transition. Such a frequency-controlled 759 nm laser is suitable for Yb optical clocks as the lattice laser. The technique of laser frequency control can be applied to other lasers in optical clocks.
optical clock optical frequency comb laser frequency stabilization 
Chinese Optics Letters
2022, 20(12): 120201
作者单位
摘要
北京真空电子技术研究所 微波电真空器件国家级重点实验室,北京 100015
提出了一种使用斜光诱导荧光光谱进行激光稳频的方法,该荧光光谱是通过铯原子束与斜入射激光相互作用产生,具有结构简单、可靠性高的优点。斜光诱导荧光光谱的中心峰的半高宽是可调谐的,在不同入射角度下,分别得到了半高宽为16.3 MHz,18.7 MHz,21.7 MHz,24.4 MHz及26.9 MHz的谱线,这些比单峰荧光光谱(实际测量值为42.5 MHz)的半高宽更加窄。当使用中心峰为24.4 MHz的双峰荧光光谱进行激光稳频时,激光频率波动的峰峰值被限制在70 kHz以内,频率稳定度为2.7×10-11 @ 1s,1.2×10-11 @ 10 s,4.0×10-12 @ 100 s,1.4×10-12 @ 1 000 s,优于使用单峰荧光光谱进行激光稳频时的频率稳定度,3.9×10-11 @ 1 s,1.4×10-11 @ 10 s,4.7×10-12 @ 100 s,3.4×10-12 @ 1 000 s。该方法有利于提高小型光抽运铯束频标的性能及可靠性。
激光稳频 双峰荧光光谱 多普勒效应 频率稳定度 光抽运铯束频标 Laser frequency stabilization Two-peak fluorescence spectroscopy Doppler effect Frequency stability Optically pumped Cs beam frequency standard 
光子学报
2022, 51(6): 0614003
作者单位
摘要
1 中国计量大学 计量测试工程学院,浙江 杭州 310018
2 中国计量科学研究院,北京 100013
3 北京理工大学 光电学院,北京 100081
光学锁相环(OPLL)根据其锁定的两束激光间是否存在频差可分为零差光学锁相环和外差光学锁相环。主要介绍了外差光学锁相环的研究进展,它是一种通过鉴频鉴相方式使激光间的频率差保持相对稳定的偏频锁定方法。相较于其他激光偏频锁定方法,光学锁相环具有结构简单、伺服频率带宽大、频率偏置范围宽、锁定准确度高等优势,在原子相干、冷原子系统、相干功率合成以及外差干涉测量等领域都得到了越来越广泛的应用。首先介绍了激光偏频锁定的主要方法及光学锁相环的特点;其次介绍了光学锁相环的基本模型,分析了光学锁相环的误差反馈过程,并按照光学锁相环实现方法的不同详细介绍了其采用的关键技术和研究进展,对近年来光学锁相环在不同领域的应用进展做了简要介绍;最后对该方法的发展路线进行了总结和展望。
光学锁相环 偏频锁定 光相位锁定 激光稳频 optical phase-locked loop offset locking optical phase locking laser frequency stabilization 
红外与激光工程
2022, 51(4): 20210156
作者单位
摘要
浙江工业大学 理学院 量子精密测量重点实验室,杭州 310023
基于调制转移光谱技术实现了分布式反馈半导体激光器在87RbD2线F=2→F?=3上的频率锁定,并理论和实验研究了调制频率、解调相位、泵浦光偏振和磁场等多参量对调制转移光谱信号幅值、过零点斜率的影响,为选择和优化调制转移光谱稳频技术提供依据。研究表明,当泵浦光调制频率位于9~15 MHz,调节信号相位改变量在π/5附近时,可获得最佳的锁频信号。实验中,当调制频率为12.5 MHz,泵浦光与探测光偏振角为90o,外加磁场为5 Gs时,通过优化解调信号相位和比例积分微分控制参数,使调制转移光谱信号幅值及过零点斜率达到最佳,实现了分布式反馈半导体激光器的高精度频率锁定。锁频后的激光线宽约为1.6 MHz,频率稳定度小于1.75×10-9,该锁频激光系统可用作冷原子干涉的光源。
调制转移光谱  分布式反馈半导体激光器 激光稳频 激光线宽 Modulated transfer spectroscopy Rubidium Distributed feedback semiconductor laser Laser frequency stabilization Laser linewidth 
光子学报
2021, 50(11): 1114003
彭文鑫 1,*李松浓 1郑可 1宫廷 2,3[ ... ]张淮清 4
作者单位
摘要
1 国网重庆市电力公司电力科学研究院 重庆 404100
2 山西大学激光光谱研究所, 量子光学与光量子器件国家重点实验室, 山西 太原 030006
3 山西大学极端光学协同创新中心, 山西 太原 030006
4 重庆大学电气工程学院, 重庆 400044
我们实验上展示了利用室温Rb原子蒸汽池中的电磁诱导透明光谱实现里德堡跃迁激光无调制频率锁定方法。在Rb原子[EQUATION], [EQUATION], [EQUATION]组成的级联三能级系统中, 耦合激光工作于原子从中间态[EQUATION]和里德堡态[EQUATION]跃迁, 探测激光工作于耦合基态[EQUATION]到中间态[EQUATION]的跃迁。通过扫描耦合光的频率并测量探测光的光强变化实现EIT信号的监测。我们对探测光进行频率调制, 通过解调EIT光谱获得误差信号, 并将误差信号经由PID控制电路反馈至激光器进而实现耦合激光频率的锁定。利用这种方法实现了耦合激光的无调制锁频, 激光锁定后的残余频率起伏约为1 MHz。这种锁定方法对实现里德堡态原子的高效制备具有重要意义。
里德堡原子 电磁诱导透明 无调制锁频 Rydberg atoms electromagnetically induced transparency modulation-free laser frequency stabilization 
量子光学学报
2021, 27(3): 246

关于本站 Cookie 的使用提示

中国光学期刊网使用基于 cookie 的技术来更好地为您提供各项服务,点击此处了解我们的隐私策略。 如您需继续使用本网站,请您授权我们使用本地 cookie 来保存部分信息。
全站搜索
您最值得信赖的光电行业旗舰网络服务平台!