Caracterización del ruido de fase en un doblador de frecuencia mejorado con cavidad

Área de la Ciencia:

• Física atómica, molecular y óptica.
• La óptica cuántica es una óptica cuántica.
• Física del láser Física del láser

Sus antecedentes:

• La estabilidad de alta frecuencia y la coherencia de fase de los láseres de reloj son cruciales para los relojes atómicos ópticos.
• Los futuros relojes ópticos requieren láseres de interrogación de mayor potencia.
• La conversión de frecuencia es un proceso clave para generar longitudes de onda láser específicas.

Objetivo del estudio:

• Presentar un duplicador de frecuencia mejorado por cavidad para generar láseres de reloj atómico de estroncio.
• Para investigar el ruido de fase introducido por el doblador de frecuencia.
• Para evaluar la idoneidad del doblador para mejorar el rendimiento del reloj óptico.

Principales métodos:

• Se utilizó la segunda generación armónica (SHG) con un cristal de niobato de litio (PPLN) polarizado periódicamente dentro de la cavidad.
• Implementó un diseño mejorado con cavidad para aumentar la eficiencia de la duplicación de frecuencia.
• Ruido de fase excesivo medido mediante un análisis de densidad espectral de potencia.
• Inestabilidad de frecuencia fraccionaria evaluada utilizando desviación de Allan modificada.

Principales resultados:

• Logró un duplicador de frecuencia altamente eficiente para un láser de reloj atómico de estroncio de 1397 nm.
• Demostró un ruido de fase excesivo significativamente menor en comparación con los láseres de última generación (casi un orden de magnitud de reducción).
• Se logró una desviación de Allan modificada de 5.3×10-18 en un tiempo de promedio de 1 segundo.

Conclusiones:

• El doblador de frecuencia mejorado con cavidad puede mejorar la estabilidad a corto plazo de los relojes ópticos de strontio.
• La alta eficiencia del doblador es compatible con los crecientes requisitos de potencia de los futuros relojes ópticos.
• Esta tecnología ofrece una vía para mejorar el rendimiento de los sistemas láser ultraestables para metrología.