光学频率合成与自动化控制研究

发布时间：2022-11-05 13:14

　　世界上最好的光钟的频率不稳定度和不确定度达到了10^-18量级,超越了目前的时间频率基准-铯喷泉钟。由于光钟能提供前所未有的频率准确度和稳定度,将使探索物理常数是否随时间变化、基本物理理论验证、暗物质搜寻、引力波探测、超精密光谱探测等研究成为可能。而所有光钟的这些应用都需要将特定频率的光钟信号转换到任意所需要的光频或者射频波段,高精度光学频率合成器是实现光钟光频转换不可或缺的工具,它能在频率转换过程中不破坏光钟的频率稳定度和准确度。目前光学频率合成研究主要关注调谐范围广、精度高并努力集成在芯片上,本文则侧重光学频率合成器的实用化和自动化研究。（1）针对光纤光梳及芯片型光梳无法精密锁定在窄线宽稳频激光、却能锁定在性能稍差的微波源的情况,将光梳锁定在微波参考上,采用光梳传输振荡器技术,证明即使光梳梳齿的频率稳定度在10^-11量级,也能实现频率不稳定度为10^-16激光的频率合成。并利用该技术,将频率不稳定度为1.2×10^-15（1 s平均时间）的1064 nm窄线宽腔稳激光的频率特性传递到578 nm,通过... 

【文章页数】：60 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 引言
    1.1 研究背景与意义
    1.2 论文概述
第二章 光频合成基本原理
    2.1 钛宝石飞秒光梳
    2.2 腔稳窄线宽1064 nm激光系统及其基本原理
        2.2.1 PDH激光稳频基本原理
        2.2.2 1064 nm腔稳窄线宽激光系统
    2.3 光学频率合成原理
        2.3.1 飞秒光梳的精密锁定
        2.3.2 传输振荡器原理
    2.4 本章小结
第三章 利用10-11频率稳定度的光梳实现更高精度光频合成
    3.1 578 nm光频合成
        3.1.1 光频合成实验装置
        3.1.2 实验结果测量与分析
    3.2 光频合成噪声测量
        3.2.1 光频自参考时间基准
        3.2.2 传递噪声测量
    3.4 本章总结
第四章 光学频率合成器的自动化控制研究
    4.1 自动化控制单元
        4.1.1 输出光锁定于波长计
        4.1.2 光栅角度控制
        4.1.3 输出激光频率的精细设定
        4.1.4 信号处理
    4.2 自动控制程序
    4.3 自动控制性能测试
    4.4 本章总结
第五章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
硕士期间发表的论文
参考文献
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]Optical frequency divider with division uncertainty at the 10-21 level[J]. Yuan Yao,Yanyi Jiang,Hongfu Yu,Zhiyi Bi,Longsheng Ma.  National Science Review. 2016(04)
[2]Coherence transfer from 1064 nm to 578 nm using an optically referenced frequency comb[J]. 方苏,蒋燕义,陈海琴,姚远,毕志毅,马龙生.  Chinese Physics B. 2015(07)



本文编号：3702673