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基于光纤光梳的 $10^{-21}$ 量级光频传递端到端拓扑

光学 2020-04-02 v2 仪器与探测器

摘要

我们提出了一种简单且稳健的方案,用于通过光学频率梳将超稳源光场以最高稳定性要求(例如用于光钟的 interrogation)传递至目标光学频率处的场。该方案依赖于一种端到端抑制光程长度波动影响的拓扑,其通过主动相位稳定传输结合共路径传播实现。此方法在不需额外隔离温度、压力或湿度变化等环境干扰的情况下,提供了稳健的稳定性提升。我们通过同时用两个独立光梳进行频率传递比较来测量残余频率传递不稳定性。观测到两个系统间的残余分数频率不稳定性在 1 s 时为 8×10188\times10^{-18},在 10510^5 s 平均时间时为 3×10213\times10^{-21}。我们讨论了残余不稳定性的各项噪声贡献。所提方案技术简单、对环境参数波动稳健,并可实现超稳频率传递,例如传递至光钟激光或引力波探测器中的激光。

关键词

引用

@article{arxiv.1910.04261,
  title  = {End-to-end topology for fiber comb based optical frequency transfer at the $10^{-21}$ level},
  author = {Erik Benkler and Burghard Lipphardt and Thomas Puppe and Rafał Wilk and Felix Rohde and Uwe Sterr},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1910.04261},
  year   = {2020}
}

备注

In this version, the line colors, axis scalings and figure caption of fig. 4 was corrected. A corresponding erratum will be published in Opt. Expr