激光頻率精密控制是精密光譜和精密測量的基石,激光頻率的控制精度在很大程度上決定了精密光譜與測量的分辨率與精度。經(jīng)過頻率精密控制的激光,具有線寬窄、頻率穩(wěn)定度高的特點(diǎn),它是新一代時(shí)間頻率標(biāo)準(zhǔn)-原子光鐘、高分辨率光譜、引力波探測、低噪聲微波源和光學(xué)頻率合成器等研究的關(guān)鍵部分。這些應(yīng)用迫切需要頻率穩(wěn)定度更高、線寬更窄的激光。如將窄線寬激光的頻率不穩(wěn)定度從10^-15提高至10^-16,可將光鐘的頻率穩(wěn)定度提高一個(gè)數(shù)量級,從而能使光鐘實(shí)現(xiàn)10^-18精度的測量時(shí)間從10⁶秒（連續(xù)11天以上）減小至一天之內(nèi)。對于精度更高的光鐘和用于空間引力波探測的超長（大于10⁸米）激光干涉儀,還需要10^-17甚至10^-18頻率不穩(wěn)定度的窄線寬激光。為了這個(gè)研究目標(biāo),本論文在實(shí)驗(yàn)上實(shí)現(xiàn)了頻率不穩(wěn)定度為10^-16的穩(wěn)頻激光,并在理論上探索如何實(shí)現(xiàn)10^-18頻率不穩(wěn)定度的窄線寬激光。在實(shí)驗(yàn)上,為了突破參考腔的熱噪聲限制的激光頻... 

【文章來源】：華東師范大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：122 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１常見的具有振動(dòng)免疫特性的參考腔結(jié)構(gòu)

圖２．１?ＰＤＨ技術(shù)激光穩(wěn)頻原理示意圖＾?Ｐ：格蘭棱鏡，ＥＯＭ：電光調(diào)制器，０１：??光隔離器．，ＰＢＳ：偏振分束棱鏡，Ａ／２：?２分之；一波片，Ａ／４：四分之一被片，ＰＤ：??光電探測器，ＲＦ：?ＥＯＭ驅(qū)動(dòng)信號源，Ｍｉｘｅｒ：混頻器，ＬＰ?Ｆｉｌｔｅｒ：低通濾波器；??

?（Ｒｅ［Ｆ（ｃｏ）Ｆ＊（（ｊ〇?＋?０）?－?Ｆ＊（（ｊ〇）Ｆ（ｃｏ?－?ｎ）］ｃｏｓｃｐ?｜??Ｘ?（＋Ｉｍ［Ｆ（〇））Ｆ＊（ａ）?＋?０）?－?Ｆ＊（ｃｏ）Ｆ（ｃｏ?－?／２）］ｓｉｎ０ｊ＇??其中，０為解調(diào)相位。當(dāng)沴＝?９０°時(shí)，可獲得色散型的ＰＤＨ信號。圖２．２（ａ）為??３０?ｃｍ?Ｆ－Ｐ參考腔系統(tǒng)中的ＰＤＨ鑒頻曲線，圖２．２（ｂ）中給出利用上述公式（２．５）所??繪出的ＰＤＨ信號＞＞?由于調(diào)制頻率遠(yuǎn)大于光學(xué)參考腔的線寬，當(dāng)激光與參考腔共??振時(shí)，邊帶全部反射回來，此時(shí)廠〇±／２）？－１，因此載波與兩個(gè)邊帶的拍頻大??小相同，方向相反，鑒頻信號過零點(diǎn)。＿激光頻率與腔的共振頻率間有微小備差??時(shí)，兩個(gè)邊帶在參考腔中的對稱性將不一致，于是產(chǎn)生了或正或負(fù)的鑒頻信號，??此信號送給伺服控制系統(tǒng)，通過控制激光器ＰＺＴ或者頻率可控的執(zhí)行元件（ＡＯＭ）??使得激光頻率與腔的共振頻率保持一致。??（ａ）?〇．３１?１（ｂ）?１?■?????０．２－??０．５??＞?〇．ｉ－?ｓ??泛－０．１－?友??ｓ?ｗ?－０．５??＜?－０．２－??＿Ｑ?＾?＿?１??．??，???－４０?－３０?－２０?－１０?０?１０?２０?３０?４０?５０?＇?－ｎ／（２ｎ）?０?ｎ／（２ｎ）??Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ?（ＭＨｚ）?Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ??圖２．２?ＰＤＨ鑒頻信號。（ａ）?３０?ｃｍ?Ｆ－Ｐ參考腔系統(tǒng)的ＰＤＨ鑒頻信號。（ｂ）利用公式??（２．５）繪出的ＰＤＨ信號

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號：3434295