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随着光钟的发展,光学频率标准信号作为新一代的高稳定度频率源,在物理常数测量、高精度GPS导航和时间同步等领域发挥重要的作用。钟激光作为光钟系统的本地振荡器,是光钟研究的基础。高稳定的本地振荡信号,需要利用光纤高精度地将激光频率传输到光钟物理系统附近以完成频率的锁定;得到的光学频率标准信号又需要通过光纤进行远距离精密传输,实现光学频率信号的共享与比对。而光学频率信号在光纤中传输时会引入随机的相位噪声,传输后的频率信号会展宽且频率稳定度下降。因此,对于光纤传递光学频率标准信号的研究是有必要的。 本文主要研究和分析相位噪声抑制的原理和方法,通过自行设计并调试一套相位噪声抑制电路,利用超前补偿相位的方法达到抑制相位噪声的目的。在实验过程中,本文首先搭建了一套光纤相位噪声抑制系统,利用短光纤传输698 nm激光频率,通过分析光纤引入的附加线宽及频率稳定度从而测量自行搭建的相位噪声抑制系统的性能。实验结果表明,光纤引入的频率稳定度在1s平均时间为6.9×10-18,100 s平均时间下降到4.9×10-19,噪声引入的附加线宽压至毫赫兹量级。 然后,利用该系统完成1.5μm波长超稳激光频率在连接两个不同实验室的808 m 光纤链路中传输,以检验商用超稳激光系统的线宽与频率特性。实验结果表明,在相位噪声被抑制后,1.6 km 实际光纤链路引入的频率稳定度在 1 s平均时间为1.2×10-17,证明了噪声抑制后的光纤链路可以传输窄线宽激光频率,通过此方法验证了两套超稳激光系统的线宽指标均在0.5 Hz,两套系统拍频的秒级频率稳定度为1.2×10-15。 最后,介绍了该系统在自行设计的钟激光系统中的应用,由于光纤传输后的功率变化对长腔的腔长有明显的影响,因此通过稳定声光调制器的驱动电功率来达到激光功率的稳定。实验结果表明激光的功率可以稳定在10-4量级。