在689 nm的稳定VECSEL具有3 × 10-13稳定性

科学领域:

• 原子,分子和光学物理学
• 量子技术 量子技术 量子技术
• 激光光谱学 激光光谱学

背景情况:

• 精确的激光频率稳定对于高分辨率光谱和量子技术至关重要.
• 中性 (Sr) 原子具有适合原子钟和量子信息处理的狭窄过渡.
• 传统的激光锁定方法通常依赖于复杂的参考腔,限制了便携性和稳定性.

研究的目的:

• 为了证明基于AlGaInP的689nm垂直外腔表面发射激光器 (VECSEL) 的频率稳定,直接向分子.
• 评估锁VECSEL的性能,用于需要窄线宽激光器的应用,特别是用于中性Sr原子过渡.
• 与传统的空洞锁定方法相比,探索一种简化且可能更紧的激光稳定技术.

主要方法:

• 在689nm附近对分子进行了亚多普勒和光谱,以确定合适的吸收特征.
• 锁定了一个689nm AlGaInP VECSEL到位于中性-88 (Sr-88) 1S0 → 3P1过渡频率以上1.77 GHz的特定过渡.
• 测量了激光线宽和频率不稳定性,使用节拍音调测量与参考VECSEL和艾伦偏差分析.

主要成果:

• 在Sr-88过渡的±2 GHz范围内确定了分子中的四个光谱特征.
• 实现了锁定VECSEL线宽为6.2~1) kHz (4秒平均),集成线宽约为400 Hz.
• 在4秒的平均时间显示了2.7×10−13的最小频率不稳定性.
• 在20分钟内观察到的频率漂移仅为18kHz,明显低于一个空洞锁定系统的88kHz漂移.

结论:

• 将VECSEL直接锁定在分子上,提供了一种强大而简单的频率稳定方法.
• 锁VECSEL表现出极好的稳定性和狭窄的线宽,适合在中性Sr原子中处理狭窄的过渡.
• 这种方法为量子技术应用提供了通往更紧,更少复杂的激光系统的途径.