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行業(yè)資訊

我國科學(xué)家實現(xiàn)亞Hz線寬超穩(wěn)激光

發(fā)布時間:2024/10/05

  超穩(wěn)激光技術(shù)在高精度測量領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用,包括光學(xué)原子鐘、引力波探測、高精度導(dǎo)航以及量子信息等領(lǐng)域。

  光鐘系統(tǒng):超穩(wěn)激光是光鐘系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分,其極高的頻率穩(wěn)定性使得光鐘成為目前最準(zhǔn)確的計時工具之一。光鐘的精度遠超傳統(tǒng)原子鐘,對于基礎(chǔ)物理研究、時間同步、導(dǎo)航定位等領(lǐng)域具有重要意義。

  引力波探測:超穩(wěn)激光在引力波探測中也發(fā)揮著重要作用。引力波是宇宙中最古老的信息載體之一,其探測對于理解宇宙起源、黑洞合并等極端天文現(xiàn)象至關(guān)重要。超穩(wěn)激光的高精度和穩(wěn)定性有助于提升引力波探測的靈敏度和準(zhǔn)確性。

  基本物理檢驗:超穩(wěn)激光還可用于檢驗基本物理定律的準(zhǔn)確性,如廣義相對論、量子電動力學(xué)等。通過高精度的激光干涉實驗,科學(xué)家們可以探索物理世界的微觀結(jié)構(gòu)和基本規(guī)律。

  近日,中國科學(xué)院國家授時中心張首剛、劉濤研究員帶領(lǐng)的課題組,實現(xiàn)了線寬0.9 Hz,頻率穩(wěn)定度優(yōu)于1.2×10-15/s的698 nm超穩(wěn)鐘激光。

  團隊采用先進的PDH(Pound-Drever-Hall)激光穩(wěn)頻技術(shù),將外部腔體二極管激光器(ECDL)鎖定在一個長度為10 cm的全ULE(超低膨脹玻璃)超穩(wěn)光學(xué)參考腔上。

  通過精心設(shè)計和優(yōu)化,團隊成功抑制了溫度擾動、振動、剩余幅度調(diào)制(RAM)以及光纖相位噪聲等多種技術(shù)噪聲,最終實現(xiàn)了線寬小于0.9 Hz的超穩(wěn)激光輸出。

  尤為值得一提的是,在去除約60 mHz/s的線性漂移后,拍頻信號的頻率不穩(wěn)定度在1秒積分時間時達到了1.2×10^-15,這一結(jié)果已經(jīng)非常接近光學(xué)參考腔的熱噪聲極限。這表明我國科學(xué)家在超穩(wěn)激光技術(shù)方面的研究成果已經(jīng)達到了國際先進水平。

  此次研究成果的發(fā)表,不僅展示了我國科學(xué)家在超穩(wěn)激光技術(shù)領(lǐng)域的創(chuàng)新能力,也為我國在該領(lǐng)域的未來發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)。未來,隨著技術(shù)的不斷進步和應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展,超穩(wěn)激光技術(shù)有望在更多領(lǐng)域發(fā)揮重要作用,推動科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展。

  本文由恒溫恒濕試驗箱廠家偉思實驗儀器收集整理自網(wǎng)絡(luò),僅供學(xué)習(xí)和分享。


  超穩(wěn)激光技術(shù)在高精度測量領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用,包括光學(xué)原子鐘、引力波探測、高精度導(dǎo)航以及量子信息等領(lǐng)域。

  光鐘系統(tǒng):超穩(wěn)激光是光鐘系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分,其極高的頻率穩(wěn)定性使得光鐘成為目前最準(zhǔn)確的計時工具之一。光鐘的精度遠超傳統(tǒng)原子鐘,對于基礎(chǔ)物理研究、時間同步、導(dǎo)航定位等領(lǐng)域具有重要意義。

  引力波探測:超穩(wěn)激光在引力波探測中也發(fā)揮著重要作用。引力波是宇宙中最古老的信息載體之一,其探測對于理解宇宙起源、黑洞合并等極端天文現(xiàn)象至關(guān)重要。超穩(wěn)激光的高精度和穩(wěn)定性有助于提升引力波探測的靈敏度和準(zhǔn)確性。

  基本物理檢驗:超穩(wěn)激光還可用于檢驗基本物理定律的準(zhǔn)確性,如廣義相對論、量子電動力學(xué)等。通過高精度的激光干涉實驗,科學(xué)家們可以探索物理世界的微觀結(jié)構(gòu)和基本規(guī)律。

  近日,中國科學(xué)院國家授時中心張首剛、劉濤研究員帶領(lǐng)的課題組,實現(xiàn)了線寬0.9 Hz,頻率穩(wěn)定度優(yōu)于1.2×10-15/s的698 nm超穩(wěn)鐘激光。

  團隊采用先進的PDH(Pound-Drever-Hall)激光穩(wěn)頻技術(shù),將外部腔體二極管激光器(ECDL)鎖定在一個長度為10 cm的全ULE(超低膨脹玻璃)超穩(wěn)光學(xué)參考腔上。

  通過精心設(shè)計和優(yōu)化,團隊成功抑制了溫度擾動、振動、剩余幅度調(diào)制(RAM)以及光纖相位噪聲等多種技術(shù)噪聲,最終實現(xiàn)了線寬小于0.9 Hz的超穩(wěn)激光輸出。

  尤為值得一提的是,在去除約60 mHz/s的線性漂移后,拍頻信號的頻率不穩(wěn)定度在1秒積分時間時達到了1.2×10^-15,這一結(jié)果已經(jīng)非常接近光學(xué)參考腔的熱噪聲極限。這表明我國科學(xué)家在超穩(wěn)激光技術(shù)方面的研究成果已經(jīng)達到了國際先進水平。

  此次研究成果的發(fā)表,不僅展示了我國科學(xué)家在超穩(wěn)激光技術(shù)領(lǐng)域的創(chuàng)新能力,也為我國在該領(lǐng)域的未來發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)。未來,隨著技術(shù)的不斷進步和應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展,超穩(wěn)激光技術(shù)有望在更多領(lǐng)域發(fā)揮重要作用,推動科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展。

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