回音壁模式谐振腔中用于超稳定激光频率稳定的热力学噪声极限逼近
光学
2017-08-23 v1
摘要
超稳定高光谱纯度激光已成为光学原子钟、量子测量、精密光微波生成、高分辨率光学光谱学与传感背后的基石。通常将这些研究使用稳定于高精细度法布里-珀罗镜腔的赫兹级激光，但其体积大且易碎，因而始终是实验室仪器。对于可能达到与那些体块激光相当稳定性的坚固小型化激光存在明确需求。过去十年中，超高Q光学回音壁模式（WGM）谐振腔已成为低噪声微激光的平台，但尚未达到由其基本噪声定义的终极稳定性。在此，我们展示了WGM谐振腔的噪声特性，并通过补偿WGM谐振腔的固有热膨胀，演示了处于基本极限的谐振腔稳定激光，从而在100 ms积分时间内于191 THz载波上实现亚25 Hz线宽与32 Hz艾伦偏差。我们还揭示了处于热力学噪声极限下谐振腔的环境灵敏度，以及由随机游走噪声统计支配的长期频率漂移。
引用
@article{arxiv.1701.05285,
title = {Chasing the thermodynamical noise limit in whispering-gallery-mode resonators for ultrastable laser frequency stabilization},
author = {Jinkang Lim and Anatoliy A. Savchenkov and Elijah Dale and Wei Liang and Danny Eliyahu and Vladimir Ilchenko and Andrey B. Matsko and Lute Maleki and Chee Wei Wong},
journal= {arXiv preprint arXiv:1701.05285},
year = {2017}
}