《亞赫茲線寬雷射系統的研製》是依託華東師範大學，由蔣燕義擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：亞赫茲線寬雷射系統的研製
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：蔣燕義
- 依託單位：華東師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
超窄線寬雷射器是冷原子精密光譜和光鐘研究必不可少的關鍵器件，它的線寬和頻率穩定度直接影響了光譜分辨本領和光鐘精度。本項目擬從兩個方面進行研究，並建立亞赫茲線寬雷射系統：（1）課題組已利用7.75cm長的光學FP參考腔實現了1Hz線寬雷射，在此基礎上，通過測量分析高精細度光學FP參考腔的熱膨脹特性與振動敏感度，結合有限元分析模擬計算，改進精密溫控系統和腔體的支撐結構，實現光學FP參考腔對溫度和振動擾動不敏感，並最佳化雷射精密鎖相控制系統，實現亞赫茲量級的雷射線寬和達到熱噪聲極限的頻率穩定度；（2）分析研究光學FP參考腔的熱噪聲特性及其對雷射頻率穩定度的影響，探索減小光學FP腔熱噪聲極限的有效方法，設計並加工熱噪聲影響小的、高穩定度的FP參考腔，為研製更窄線寬雷射器做準備。本項目的研究成果將為光鐘、空間干涉儀、光頻標準長距離傳輸、低噪聲微波信號產生等重大物理問題研究和技術發展提供必要的光源與技術。
結題摘要
針對亞赫茲線寬超穩雷射在精密光譜、精密測量和光鐘研究中的重要套用，本項目以腔長為7.75 cm長的光學諧振腔為參考腔建立亞赫茲線寬雷射。通過數值模擬分析和實驗測量兩種途徑研究了光學參考腔的振動敏感度特性和溫度敏感度特性，使參考腔處於振動最不敏感的支撐方式和最佳的溫度環境；同時改進了兩個參考腔系統的溫度控制系統，使溫度起伏在亞毫開範圍；通過研究入射光功率起伏、剩餘幅度調製、電子噪聲、氣流等對雷射頻率的影響，並將這些因素的影響控制到最小。經兩台獨立雷射系統嚴格拍頻測試，得到每台雷射的最可幾線寬為0.6 Hz，雷射的頻率不穩定度為1e-15（1秒積分時間），達到參考腔的熱噪聲極限，該結果是國際上採用同樣長度FP參考腔的最好結果之一。目前，該雷射能連續不間斷運行超過1個月以上，為正在開展的窄線寬光梳、光學頻率合成與精密傳遞等研究提供了必要的參考源，已用本項目的研究成果實現了赫茲線寬的窄線寬光梳。相關成果發表在Appl. Phys. Lett.和J. Opt. Soc. Am. B上。同時，研究了降低參考腔熱噪聲的方法，製作了熱噪聲極限為1e-16的光學參考腔，為研製線寬更窄、頻率穩定度更高的雷射系統做準備。
