通过稳定至振动与热补偿 ULE Fabry-Perot 腔实现亚赫兹线宽二极管激光器
光学
2009-11-13 v1
摘要
我们将两台外腔二极管激光器分别独立稳定至两个垂直安装的 Fabry-Perot (FP) 参考腔，在 972 nm 处实现了 0.5 Hz 的光拍频线宽，频率漂移约为 0.1 Hz/s。垂直 FP 参考腔悬挂于中平面，从而显著抑制了垂直振动对镜面间距的影响。这使得该装置几乎不受垂直振动的影响，而垂直振动比水平振动更难隔离。为补偿热漂移，FP 间隔块由超低膨胀 (ULE) 玻璃制成，其具有零线性膨胀系数。一种利用真空环境中 Peltier 元件的新设计允许在最佳温度下运行，从而消除了 ULE 的二次温度膨胀。测得此类 ULE FP 腔的线性漂移为 63 mHz/s，归因于材料老化，且在 16 小时的测量期间残余频率波动小于 40 Hz。部分由温度引起的漂移归因于镜面涂层的热膨胀。导致镜面表面振动的高频热波动限制了设计良好的参考腔的稳定性。通过比较两个类似的激光系统，我们在 0.1 至 10 秒的平均时间内获得了 2*10^-15 的 Allan 不稳定度，接近理论热噪声极限。
引用
@article{arxiv.0801.4199,
title = {Sub-Hz line width diode lasers by stabilization to vibrationally and thermally compensated ULE Fabry-Perot cavities},
author = {J. Alnis and A. Matveev and N. Kolachevsky and T. Wilken and Th. Udem and T. W. Haensch},
journal= {arXiv preprint arXiv:0801.4199},
year = {2009}
}
备注
submitted to Applied Physics B