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平均相对频率漂移率低于 $5\times10^{-19}/\mathrm{s}$ 的超稳激光器

光学 2015-04-01 v1 原子物理

摘要

低温单晶光学腔具有提供最高尺寸稳定性的潜力。我们研究了一台超稳激光系统的长期性能,该系统稳频至工作在 124 K 的单晶硅腔。利用频率梳,将该激光与参考于初级铯喷泉标准的氢脉泽以及 PTB 的 87Sr^{87}\mathrm{Sr} 光晶格钟进行了比对。在 τ=60 s\tau=60\mathrm{~s}1000 s1000\mathrm{~s} 的平均时间内,其相对频率不稳定度为 σy(τ)2×1016\sigma_y(\tau)\leq2\times10^{-16},且 σy(1d)2×1015\sigma_y(1 \mathrm{d})\leq 2\times10^{-15};在无需任何原子参考辅助的情况下,该激光的稳定性在短平均时间内超越了最佳微波标准,并在长达一天的时间内与最佳氢脉泽具有竞争力。腔体热响应模型与测量数据的比对表明,其相对频率漂移低于 5×1019/s5\times 10^{-19}/\mathrm{s},我们预计这并非根本极限。

关键词

引用

@article{arxiv.1405.1759,
  title  = {Ultra-stable laser with average fractional frequency drift rate below $5\times10^{-19}/\mathrm{s}$},
  author = {Christian Hagemann and Christian Grebing and Christian Lisdat and Stephan Falke and Thomas Legero and Uwe Sterr and Fritz Riehle and Michael J. Martin and Jun Ye},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1405.1759},
  year   = {2015}
}