基于前馈的稳定化激光伺服诱导噪声主动消除
光学
2022-12-05 v1 原子物理
摘要
许多精密激光应用需要主动频率稳定。然而，此类稳定环路通过将噪声推至其带宽之外的频率来工作，导致出现大的“伺服凸起（servo bumps）”，可能对某些应用产生有害影响。过滤该噪声的主流方法是使激光通过高精细度光学腔，这给系统设计带来限制。此处，我们提出并演示了一种不同方法：从激光与通过参考腔的光之间的拍频音符导出频率误差信号。由此拍频音符导出的相位噪声被前馈至激光后的电光调制器，仔细补偿相对延迟，以实现实时频率校正。利用 Hz 线宽激光，我们在伺服凸起峰值（ kHz）处展示了 dB 噪声抑制，以及 MHz 的噪声抑制带宽——远超伺服凸起。通过用测得数据模拟二能级原子的 Rabi 动力学，我们展示了在宽范围 Rabi 频率下脉冲保真度的显著提升。我们的方法为获得窄线宽激光的洁净频谱提供了一种简单且通用的方法，正如冷原子许多新兴应用所需，并且易于与甚至包含波长转换的商业系统兼容。
引用
@article{arxiv.2208.01012,
title = {Active cancellation of servo-induced noise on stabilized lasers via feedforward},
author = {Lintao Li and William Huie and Neville Chen and Brian DeMarco and Jacob P. Covey},
journal= {arXiv preprint arXiv:2208.01012},
year = {2022}
}