用于集成光原子钟的游标微梳
光学
2023-09-25 v2
摘要
CMOS 兼容的 Kerr 微梳作为可大规模制造、紧凑的块体频率梳替代方案已引起广泛关注。这可能使许多以往局限于实验室的梳依赖应用得以部署。尤其引人入胜的是微梳在紧凑光原子钟中执行光学分频的前景。遗憾的是，由于产生倍频程跨度梳通常所需约 THz 的重复率，在这些系统中难以满足微梳的自参考要求。此外，在光谱上设计微梳系统以将梳模与原子钟跃迁对齐并具备足够信噪比也具有挑战性。在此，我们采用游标双微梳方案，将 871 nm 处稳定的超窄线宽连续波激光进行光学分频至约 235 MHz 输出频率。除能够测量梳重复率外，该方案可自由从任一或两种梳中选取梳线。我们利用此灵活性将超高频率（约 100 GHz）的载波包络偏移拍频下移 detectable 至可检测频率，并将一条梳线置于 871 nm 激光附近——调谐使其若倍频将落近 Yb 中的钟跃迁。此外，我们引入一种新方案，抑制双梳系统中由干涉相位波动引起的频率噪声，并将频率不稳定性降至我们的测量极限。我们的双梳系统有望与集成离子阱结合，迈向未来的芯片级光原子钟。
引用
@article{arxiv.2308.08937,
title = {Vernier Microcombs for Integrated Optical Atomic Clocks},
author = {Kaiyi Wu and Nathan P. O'Malley and Saleha Fatema and Cong Wang and Marcello Girardi and Mohammed S. Alshaykh and Zhichao Ye and Daniel E. Leaird and Minghao Qi and Victor Torres-Company and Andrew M. Weiner},
journal= {arXiv preprint arXiv:2308.08937},
year = {2023}
}