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用于原子重力仪的外腔半导体激光器的两种稳频方法比较

马慧娟 茹宁 王宇

马慧娟, 茹宁, 王宇. 用于原子重力仪的外腔半导体激光器的两种稳频方法比较[J]. 红外与激光工程, 2017, 46(1): 106002-0106002(9). doi: 10.3788/IRLA201746.0106002
引用本文: 马慧娟, 茹宁, 王宇. 用于原子重力仪的外腔半导体激光器的两种稳频方法比较[J]. 红外与激光工程, 2017, 46(1): 106002-0106002(9). doi: 10.3788/IRLA201746.0106002
Ma Huijuan, Ru Ning, Wang Yu. Comparison between two frequency stabilization methods of external cavity diode laser for atom gravimeter[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(1): 106002-0106002(9). doi: 10.3788/IRLA201746.0106002
Citation: Ma Huijuan, Ru Ning, Wang Yu. Comparison between two frequency stabilization methods of external cavity diode laser for atom gravimeter[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(1): 106002-0106002(9). doi: 10.3788/IRLA201746.0106002

用于原子重力仪的外腔半导体激光器的两种稳频方法比较

doi: 10.3788/IRLA201746.0106002
基金项目: 

国防军工技术基础项目(JSJC20122205C001)

详细信息
    作者简介:

    马慧娟(1990-),女,硕士生,主要从事拉曼激光稳频锁相方面的研究。Email:chinahuijuan@hotmail.com

  • 中图分类号: TN24;O469

Comparison between two frequency stabilization methods of external cavity diode laser for atom gravimeter

Funds: 

This research was funded by National Defense Technology Basis Foundation of China (JSJC20122205C001).

  • 摘要: 在铷原子气室中实现了饱和吸收谱稳频法和消多普勒的双色谱稳频法,以给在建的原子干涉重力仪系统选择合适的激光稳频方法。介绍了两种稳频方法的基本原理及实验细节。通过调整光路设计、自制低噪声光电探测器以及应用数字锁定模块,获得了良好的鉴频误差信号。每种方法都搭建了两套稳频系统并在3 000 s采集时间内保持锁定。激光器在经饱和吸收法和消多普勒双色谱法锁定后,激光频率波动分别为16.2 kHz和31.4 kHz,相应于在10 s采样时间下分别获得4.2110-11和8.1810-11的频率稳定度;相比之下,激光器自由运转时,频率波动和稳定度分别为629 kHz和1.6410-9。在原子重力仪系统小型化的需求下详述了两种稳频方法的优缺点,比较而得消多普勒的双色谱稳频法在原子干涉重力仪的小型化模块化发展方向不失为具有潜力的一种选择。
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出版历程
  • 收稿日期:  2016-05-10
  • 修回日期:  2016-06-15
  • 刊出日期:  2017-01-25

用于原子重力仪的外腔半导体激光器的两种稳频方法比较

doi: 10.3788/IRLA201746.0106002
    作者简介:

    马慧娟(1990-),女,硕士生,主要从事拉曼激光稳频锁相方面的研究。Email:chinahuijuan@hotmail.com

基金项目:

国防军工技术基础项目(JSJC20122205C001)

  • 中图分类号: TN24;O469

摘要: 在铷原子气室中实现了饱和吸收谱稳频法和消多普勒的双色谱稳频法,以给在建的原子干涉重力仪系统选择合适的激光稳频方法。介绍了两种稳频方法的基本原理及实验细节。通过调整光路设计、自制低噪声光电探测器以及应用数字锁定模块,获得了良好的鉴频误差信号。每种方法都搭建了两套稳频系统并在3 000 s采集时间内保持锁定。激光器在经饱和吸收法和消多普勒双色谱法锁定后,激光频率波动分别为16.2 kHz和31.4 kHz,相应于在10 s采样时间下分别获得4.2110-11和8.1810-11的频率稳定度;相比之下,激光器自由运转时,频率波动和稳定度分别为629 kHz和1.6410-9。在原子重力仪系统小型化的需求下详述了两种稳频方法的优缺点,比较而得消多普勒的双色谱稳频法在原子干涉重力仪的小型化模块化发展方向不失为具有潜力的一种选择。

English Abstract

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