具有振动免疫特性光学谐振腔设计方法研究

发布时间：2021-02-04 17:12

　　窄线宽稳频激光是研制光学原子钟、引力波探测、光学频率合成器以及低噪声微波源等研究的核心部分,由振动噪声引起的频率噪声已成为实现具有更窄线宽、更高频率稳定度激光的主要限制性因素。本文利用Ansys有限元分析的方法,通过优化参考腔的切割深度和支撑位置以及ULE环的尺寸,使得腔镜在振动作用下保持平行同时腔镜各点均具有较低的振动敏感度,避免了由于装配误差引起腔长变化的问题。在对光学参考腔几何尺寸优化设计后,对光学谐振腔不同频率处的振动敏感度进行测试及分析,结果表明在最佳支撑位置下空间三轴方向的振动敏感度均可被抑制至10^-10 g^-1量级,实验结果和仿真结果相吻合。此方法为振动免疫结构腔体的设计提供了一种思路,也为进一步实现具有更高频率稳定度、更窄线宽激光奠定了基础。 

【文章来源】：光电子·激光. 2020,31(10)北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

振动免疫结构谐振腔的设计。其中横向间距k=16 mm,(b)和

镜面不同位置腔长变化随ULE环尺寸的变化情况

依据上述对振动免疫结构谐振腔的设计,对谐振腔的切割深度h和支撑位置d进行了优化。谐振腔经加工后其切割深度一定,于是后续需要通过调节支撑位置来获得较低的振动敏感度。这里将探究支撑点在不同定位下振动敏感度的变化情况。支撑位置d和横向间距k是支撑点定位的两个自由度,当在某一恒定横向间距下,存在一个最佳的支撑位置;从图3(a)中可以看出,当横向间距变化时,最佳支撑点的位置也在平移,因此支撑位置和横向间距均可对振动敏感度进行调谐。同理,研究了振动敏感度随横向间距的变化情况,如图3(b)所示。当支撑位置一定时,存在一个最佳的横向间距,于是当支撑位置恒定时通过对横向间距进行调节,同样可以对谐振腔的振动敏感度进行优化。3 谐振腔振动敏感度测试分析

【参考文献】：
期刊论文
[1]An improved strontium lattice clock with 10-16 level laser frequency stabilization[J]. 李烨,林弋戈,王强,杨涛,孙震,臧二军,方占军.  Chinese Optics Letters. 2018(05)



本文编号：3018655