具有半导体晶体涂层的低温硅腔的频率稳定性

采用低温参考腔的最先进光学振荡器，其性能受限于与镜面涂层机械耗散相关的Brownian热噪声。最近，晶体Al$_{1-x}$Ga$_{x}$As/GaAs涂层已成为改进涂层热噪声的有前途的候选者。我们测量了两个带有Al$_{0.92}$Ga$_{0.08}$As/GaAs光学涂层的全晶体低温参考腔的频率噪声。我们报告了先前未测量的双折射噪声，该噪声与晶体涂层偏振模式之间的反相关频率波动有关，并确定了影响其幅度的变量。比较两个低温参考腔之间的双折射噪声，揭示了一组关于腔内功率和模式面积的唯象标度规律。我们实现了一种通过同时探测两个偏振模式来消除该噪声的询问方案。消除后剩余的残余噪声大于两个腔的热噪声极限，但仍低于先前在带有介质涂层的等效谐振器上测量的不稳定性。尽管这些新噪声机制的来源尚不清楚，但我们证明了晶体涂层可以提供与采用介质涂层的谐振器相媲美的稳定性和灵敏度。