飞秒光梳到超窄线宽激光锁定的实验研究

发布时间：2021-08-04 21:40

基本物理量的测量在基础物理研究与测量应用中有非常重要的作用，与频率测量密切相关的光频标课题是当前比较热门的研究方向。光频标系统主要包括钟激光，离子阱系统与光梳系统。为适应课题组铝离子光频标研究的要求，作者硕士课题的主要任务是将飞秒光梳系统锁定至1068nm超窄线宽激光。作者为深化对飞秒光梳的理解，就飞秒光梳的形成理论，锁模过程与探测光梳两个关键参量fr和fo进行相应的文献调研；结合实验室MenloSystems飞秒光梳实际系统对实验比较关注的飞秒光梳系统的线宽，光谱，电路控制等相关性能进行相应的实测；以飞秒光梳系统为基本工具围绕测量窄线宽激光频率稳定性，，测量窄线宽1068nm激光的绝对频率，测量镁离子冷却激光频率稳定性三个具体的应用展开详细的讨论。在设计飞秒光梳至超窄线宽激光锁定方案上，对锁定所需搭建高信噪比拍频光路进行相应的理论计算与推导；对锁定所需数字鉴相器进行自主设计与制作，并给出电路板实测结果；对形成闭环锁定过程中光梳反馈端相关参数进行了实测。在实现飞秒光梳锁定至超窄线宽激光实验过程中，给出数字鉴相器锁定光梳fo的秒稳为1.3×10-7。在成功实现飞秒光梳至超窄线宽激光闭环锁定实验后给出内环fb的秒稳5.7×10-15，并与飞秒光梳锁定至H钟fb的秒稳2.5×10-13进行对比；运用时间戳的频率测量的方法给出飞秒光梳锁定至H钟，Cs钟，1068nm超窄线宽激光时fb微秒量级的艾伦偏差的比较结果；利用相噪仪比较飞秒光梳锁定至H钟，1068nm超窄线宽激光时光梳振荡腔250MHz与500MHz的相噪曲线。
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM935.1;TN24

文章目录

摘要

Abstract

1 引言

1.1 背景介绍

1.2 飞秒光梳锁定至窄线宽激光实际稳频方案

1.3 主要研究内容

1.4 本章小结

2 飞秒光梳理论背景与系统介绍

2.1 飞秒光梳技术理论背景

2.2 飞秒光梳光纤系统介绍

2.3 飞秒光梳测频应用

2.4 本章小结

3 飞秒光梳锁定到超窄线宽激光的方案设计

3.1 1068n m 超窄线宽激光与光梳激光介绍

3.2 高信噪比拍频光路搭建

3.3 鉴频电路的设计与制作

3.4 光梳反馈端参量分析与实测

3.5 本章小结

4 飞秒光梳锁定到超稳激光实验研究

4.1 鉴频电路测试结果分析

4.2 闭环锁定飞秒光梳至超稳激光实验结果分析

4.3 本章总结

5 总结与展望

致谢

参考文献

附录 1 攻读学位期间参与发表论文

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