【摘 要】
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随着高分辨率激光光谱探测、原子光钟等研究领域的发展,具有极低频率噪声、极高相干性等特点的超窄线宽稳频激光作为关键光源成为了研究热点。在重力势测量、空间引力波探测等研究中,都需要窄线宽激光具有可搬运的性能。可搬运窄线宽稳频激光的研究重点是对其核心部件光学参考腔的固定与支撑方式的设计,避免它在搬运时发生移动或倾倒,同时还要保证其腔长对振动不敏感。本文采用数值模拟计算,设计出符合上述要求的腔体结构与固定
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随着高分辨率激光光谱探测、原子光钟等研究领域的发展,具有极低频率噪声、极高相干性等特点的超窄线宽稳频激光作为关键光源成为了研究热点。在重力势测量、空间引力波探测等研究中,都需要窄线宽激光具有可搬运的性能。可搬运窄线宽稳频激光的研究重点是对其核心部件光学参考腔的固定与支撑方式的设计,避免它在搬运时发生移动或倾倒,同时还要保证其腔长对振动不敏感。本文采用数值模拟计算,设计出符合上述要求的腔体结构与固定方式。在实验中建立了10 cm长立方体光学参考腔,采用四点对角支撑的方式,获得可搬运的功能,同时测得其腔长对振动的敏感度约为2×10-10g-1;通过高精度激光频率控制技术,实现将1064 nm激光的频率锁定于该光学参考腔。与其它稳频激光拍频比对,测得该激光的频率不稳定度达到6×10-16（1秒平均时间）;在不采用其他减震措施下,使用普通货车对该激光系统进行30公里搬运,搬运后系统能在半天内恢复工作,验证该激光系统的可搬运性。此外,为了进一步提高激光频率的稳定度,设计加工了20 cm长圆柱型可搬运光学参考腔,其热噪声限制的激光频率不稳定度可达到2.4×10-16。通过高精密激光频率控制技术,实现将1064 nm激光的频率锁定于该光学参考腔。经实验测量该激光系统光学参考腔三个方向的振动敏感度分别为:6.4×10-10g-1、1.9×10-9g-1和1.3×10-10g-1。通过系统噪声评估,得出该系统受限于由振动引起的腔长变化,之后需对该系统的振动敏感度进行优化。
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