低温蓝宝石光学参考腔与1 × 10-16分数频率不稳定的晶体涂层
Jose Valencia1,2, George Iskander3,4, Nicholas V Nardelli1,5
1National Institute of Standards and Technology, Boulder, Colorado 80302, USA.
The Review of scientific instruments
|October 2, 2024
概括
这项研究提出了一个新的蓝宝石光学腔,用于增强激光频率稳定性. 它实现了低热噪声底层,这对于精确测量和先进的光学时钟至关重要.
科学领域:
- 物理 物理学 物理
- 光学工程是指光学工程.
- 计量学 计量学 计量学
背景情况:
- 激光频率的稳定性受限于光腔中的热噪声.
- 材料消散和温度影响这些热波动.
- 蓝宝石腔提供了减少热噪声的潜力.
研究的目的:
- 设计和描述蓝宝石光学腔,以提高激光频率稳定性.
- 调查腔中的热噪声和技术噪声贡献.
- 评估空腔稳定激光器的短期和长期性能.
主要方法:
- 实验设计和10K处以晶体涂层的蓝宝石光学腔体的表征.
- 热力学噪声的理论估计.
- 噪声分析包括振动,温度波动和残余振幅调制.
- 三角帽分析用于短期稳定性.
- 与光学格子时钟进行比较,以获得长期稳定性.
主要成果:
- 理论热噪声底部估计低于4.5 × 10-18.
- 短期稳定性测量在1 × 10-16使用三角帽分析.
- 长期稳定性证明在2×10-15,与光学格子时钟相比,平均时间高达10,000秒.
结论:
- 蓝宝石光学腔显示出对高频稳定应用的有希望的性能.
- 实验结果验证了对热降噪的理论预测.
- 这项工作有助于精密计量学和光学时钟技术的进步.
