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腔量子电动力学(C-QED)从根本上揭示了光与原子的相互作用,而光频段腔QED对认识光与原子的相互作用至关重要。随着冷原子和高品质光学腔的发展,原子与光子的作用达到强耦合。由原子、光场、高品质微型腔组成了一个介观量子系统,该系统可以很好地验证单光子和单原子作用的量子行为,在量子测量、量子计算、量子通信等领域具有重要的意义。 在腔量子电动力学实验中,为了增大原子与腔之间的耦合系数,需要减小腔模的体积;同时为了降低腔内光子的损耗,需要增大腔镜的反射率。在实验中我们建立了一个43.9μm的微型腔,为了把微型腔相对于铯原子D2线也就是852.356nm严格锁定,同时又不影响腔内光与原子的相互作用过程,我们选择微型腔的另一个共振波长830.5nm来锁定微型腔。但是对于830.5nm没有原子谱线可以参照,为此我们建立了一个参考腔作为桥梁,首先把参考腔锁到852.356nm铯的D2线上,然后把830.5nm的激光器锁到参考腔上,再把微型腔锁到830.5nm的激光器上,从而实现微型腔相对于铯原子谱线频率差的锁定。 本文主要介绍了我们实验过程中锁腔激光器及锁腔频率链的建立,对实验中已经建立的光学微型腔以及作为参考的光学长腔作了简要介绍。主要内容有以下几部分: 第一部分:介绍了F-P腔的原理和基本参数,分析了腔的精细度、光子寿命、品质因数等;还给出了腔的相关参数;并且对腔与原子相互作用做了定性的分析。在实验中我们建立了一个光学微型腔来实现光场与原子的作用,一个长的光学腔作为对微型腔稳频的桥梁。测量结果表明微型腔的腔长为43.9μm,腔的实测精细度为7.1×104,腔的线宽为47MHz。光学长腔的腔长为505mm,腔的精细度约为200,腔的线宽为1.5MHz。 第二部分介绍了实验中常用的两种稳频方法:射频调制光谱和射频调制边带稳频方法。两种方法通过对激光进行高频调制,以原子谱线或者腔的共振频率为频率基准,产生鉴频信号。避开了低频段的强度噪声,