1 中国科学院国家授时中心时间频率基准重点实验室, 陕西 西安 710600
2 中国科学院大学, 北京 100049
提出了一种基于短光纤循环延迟自外差技术测量亚千赫兹激光器线宽的方法。采用延迟长度仅为2 km的循环延迟自外差干涉仪,实现了一系列不同延迟时间拍频信号的同时测量。通过仿真拟合了多组高阶拍频信号的功率谱,获得激光器的平均线宽为944 Hz,该结果与传统拍频法测得的激光线宽基本一致。所提方法不仅可以避免单次测量误差,而且能有效减小1/f频率噪声引起的频谱加宽,可精密测量窄线宽激光器的线宽。
测量 窄线宽激光器 线宽测量 循环延迟自外差法 短延迟光纤 拍频信号
1 中国科学院国家授时中心 时间频率基准重点实验室, 西安 710600
2 中国科学院大学 天文与空间科学学院, 北京 100049
3 华东师范大学 精密光谱科学与技术国家重点实验室, 上海, 200062
报道了自主研制的面向Li原子D1线频率测量应用的掺铒飞秒光纤光学频率梳,包括飞秒激光源, 频率探测及控制单元, 光谱展宽及拍频单元.光纤光梳系统中飞秒激光光源是一套基于非线性偏振旋转锁模机制的掺铒飞秒光纤激光器, 重复频率为196.5 MHz, 中心波长为1 572 nm.利用f-2f法探测载波包络相移频率, 获得信噪比约为40 dB的信号(分辨率带宽300 kHz).改变飞秒激光光源泵浦控制载波包络相移频率、频率稳定度是3.74×10-18/τ1/2; 通过电光晶体和压电陶瓷改变飞秒激光光源腔长来控制重复频率frep、频率稳定度是1.75×10-13/τ1/2.利用高非线性光纤和倍频晶体将光纤光梳直接输出光谱由1 520~1 607 nm扩展到671 nm, 获得了单模功率为208 nW的光信号.与671 nm单频激光拍频产生约为60 dB(分辨率带宽1 Hz)信号, 满足Li原子D1线频率测量实验的需求.
光学频率梳 锁模激光器 掺铒光纤 光谱扩展 频率测量 Optical frequency comb Mode-locked laser Erbium-doped fiber Spectral broaden Frenquency measurement
Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory of Time and Frequency Primary Standards, National Time Service Center, Chinese Academy of Sciences, Xi’an 710600, China
2 School of Astronomy and Space Science, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
We demonstrate a proposal for making an ultrastable laser referenced to a multi-cavity, enabling a lower thermal noise limit due to the averaging effect. In comparison with a single-cavity system, relative frequency instability of the synthesized laser can be improved by a factor of the square root of the cavity number. We perform an experiment to simulate a two-cavity system with two independent ultrastable lasers. Experimental results show that the relative frequency instability (Allan deviation) of the synthesized laser is 5 × 10 16, improved by a factor of √2 from a single-cavity-stabilized laser.
140.4780 Optical resonators 120.4820 Optical systems 140.3518 Lasers, frequency modulated Chinese Optics Letters
2018, 16(12): 121403
1 中国科学院国家授时中心时间频率基准重点实验室, 陕西 西安 710600
2 中国科学院大学天文与空间科学学院, 北京 100049
通过引入自动扫描光栅单色仪, 实现了快速色散测量, 极大程度地降低了载波包络偏频慢漂对测量准确度的影响, 降低了测量复杂度, 提高了色散测量精度。以815 nm钛宝石锁模激光器作为光源, 以自建的八镜光学腔作为参考, 对厚度约为6.35 mm的熔融石英窗片的群延迟色散(GDD)进行了测量, 结果与Sellmeier方程给出的理论值相差1.2 fs2, 不准确度仅为0.5%。测得八镜光学腔在常温常压状态下的GDD为28.8 fs2, 比理论值低约12 fs2, 原因可归结为8片腔镜镀膜的不均匀性。
测量 光学腔 群延迟色散(GDD) 自动扫描光栅单色仪 载波包络偏频
