《高頻率穩定度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面上項目。
基本介紹
- 中文名：高頻率穩定度亞赫茲線寬雷射系統的研製
- 項目類別：面上項目
- 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
高頻率穩定度亞赫茲線寬雷射是研製原子光鐘、精密光譜、窄線寬飛秒光梳、光學頻率綜合發生器、低噪聲微波信號源和精密測量等課題的關鍵。本項目將在已實現的頻率穩定度為1.2E-15（1秒平均時間）的亞赫茲線寬雷射系統（1064 nm）的基礎上，將雷射的頻率穩定度提升至E-16量級，並獲得更窄的雷射線寬。已實現雷射系統的頻率穩定度受限於其光學Fabry-Perot(FP)參考腔的熱噪聲，因此本項目的主要研究目標是降低參考腔的熱噪聲對雷射頻率穩定性的影響，從而提高窄線寬雷射系統的頻率穩定度。擬研究FP參考腔的熱噪聲來源、參考腔各參數與熱噪聲的關係，探索降低熱噪聲對參考腔等效腔長影響的途徑，在此基礎上設計加工新的具有更低熱噪聲的FP參考腔，並提高參考腔的抗環境噪聲能力。設計精密光頻鎖相控制系統，將雷射的頻率高精度地鎖定於FP參考腔上，使雷射的頻率穩定度提升至E-16量級，達到新參考腔的熱噪聲極限。
結題摘要
針對高頻率穩定度雷射在原子光鐘、光頻標光纖遠程精密傳輸和高精度光學頻率合成等方面的套用，本項目的目標是研製E-16頻率不穩定度的雷射系統。通過採用PDH技術，實現將雷射的頻率高精度地鎖定在長度穩定的光學參考腔的諧振頻率上。為此，項目系統地研究了光學參考腔的熱噪聲和剩餘幅度調製等物理問題，並採取有效的措施減小這兩種效應對雷射頻率穩定性的影響；研究了參考腔長度對環境振動和溫度起伏的敏感性，並設計加工了對環境振動和溫度起伏均不敏感的光學參考腔。在上述研究的基礎上，採用10厘米長的光學參考腔研製了兩套1557 nm亞赫茲線寬穩頻雷射系統，每套雷射的線寬達到0.26 Hz，頻率不穩定度達到8E-16（1-30秒平均時間），達到參考腔的熱噪聲限制的雷射頻率不穩定度，已作為高相干光源套用於光頻標光纖遠程精密傳輸系統中；採用30厘米長的光學參考腔研製了兩套578 nm亞赫茲線寬穩頻雷射系統，通過兩套雷射頻率比對測試和雷射頻率噪聲評估，得到兩套雷射系統的頻率不穩定度分別達到3E-16和8E-16(1秒平均時間)，主要受限於實驗室環境的振動影響。578 nm雷射系統的穩定性有望進一步改善，並將套用於高精度鐿原子光鐘、高精度光學分頻與頻率合成等研究。
