用于795nm压缩光制备边带锁频方案中剩余振幅调制的研究

发布时间：2020-07-06 09:28

【摘要】：随着量子科学和技术的不断发展,人们对微观量子世界的认识水平和操控能力不断提高。量子资源在科技发展中有很大的应用前景。压缩态光场是一种非经典效应,是一种量子关联。压缩光场可应用于量子精密测量,如引力波探测、微弱磁场测量等。制备压缩光的方案很多,其中很有效的一种是光学参量振荡。我们实验上制备了795nm Rb原子D1线真空压缩光。光路中有很多锁定腔长和相对相位的PDH相位调制反馈控制回路。而PDH相位调制中残余的振幅调制RAM会使光学谐振腔锁定点的零基线发生偏移,且RAM随环境温度随机起伏,导致腔长失谐,相当于引入光场相位噪声,相位噪声会破坏压缩光制备的最大压缩度,也会使检测压缩光压缩度时,由于反压缩光的投影,破坏压缩度。本论文的目的是抑制相位调制中的剩余振幅调制(Residual amplitude modulation)RAM。本文工作主要包括以下内容:1.介绍压缩光重要应用背景及研究进展,抑制PDH相位调制中的剩余振幅调制的方案和国内外研究进展。概述非线性光学中倍频、参量振荡过程中压缩光的制备及压缩光检测的基础理论;2.介绍PDH相位调制器锁腔法原理,电光效应物理基础;计算所制作的晶体的半波电压,单楔晶体的半波电压为187V,双布氏晶体的半波电压486V,但是由于调制器是共振型的,实际半波电压大大减小;使用阻抗分析仪测电光调制器的阻抗特性,制作LC谐振电路及L型阻抗匹配网络,在8MHz调制频率处,4°角晶体EOM的反射系数为3%,双布儒斯特角晶体EOM反射系数小于1%;3.与商用直晶体EOM对比,单楔晶体调制频率处的RAM噪声功率峰值抑制了30d B,双布氏角晶体EOM调制频率处峰值抑制25d B;自制EOM晶体误差信号零基线在一个小时漂移比商用直晶体EOM抑制24倍。使用单楔晶体调制器和Newfocus晶体调制器,锁定光学谐振腔和相对相位,研究RAM对压缩光压缩度的影响。实验结果表明自制晶体EOM有助于提高压缩光的压缩度;4.此外,论文中还介绍了852nm窄带滤光片外腔反馈半导体激光器IF-ECDL的研究。激光波长调谐范围为14nm。利用光纤延时声光频移自差拍法测量激光线宽:单滤光片ECDL线宽约为211k Hz,双滤光片ECDL线宽约为187k Hz,扫描反馈镜压电陶瓷,激光频率调谐范围大于1.5GHz。
【学位授予单位】：山西大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：O413;O43
【图文】：

简并四波混频

（a）简并参量放大；（b）简并四波混频

示意图,锁腔,相位调制法,原理

图 2.1 PDH 相位调制法锁腔原理示意图。腔前入射光的电场为0i tincE E e ，在同一位置反射光的电场为：refE 称无损耗 FP 腔，腔的反射耦合系数为[25]：

电光相位调制,边带,贝塞尔函数

电光相位调制边带贝塞尔函数

【参考文献】