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World File Search System激光线宽
亚赫兹级激光线宽 - NPL 出版物
由于本报告篇幅有限，因此假设读者对将激光器稳定到参考腔体领域有一定的了解。对于不熟悉该领域的人来说，Hamilton 的评论文章 [1] 是一个很好的起点。虽然提高激光器的被动稳定性很有用，但只能将激光线宽减小到一定程度。为了取得进一步进展，需要进行主动稳定。主动稳定的先决条件是鉴频器。可以使用分子吸收或参考腔体。参考腔体有两个优点，首先，谐振梳允许访问光谱中的任何位置。此外，控制信号的信噪比可以几乎无限制地增加，而不会因功率而使谐振变宽。在实现这种类型的激光稳定之前，激光源必须以单一的空间和时间模式运行。还假设有足够带宽的致动器来涵盖激光器的固有噪声。这些致动器既可以作用于激光腔本身（压电安装镜、腔内布鲁斯特板），也可以作用于腔外的光（声光调制器 -AOM、电光调制器 -EOM）。20 世纪 80 年代，出现了许多技术发展，使得构建 1 赫兹激光器成为可能。使用参考腔的主要问题之一是热长度变化。
729 nm Ti:Sa 激光器的频率稳定性，用于捕获钙离子中的量子比特操控
捕获 40 Ca + 离子的量子信息科学实验需要波长为 729 nm 的窄线宽激光器来驱动 4 2 S 1 / 2 和 3 2 D 5 / 2 之间的量子比特跃迁。本文介绍了一种钛宝石激光器，该激光器使用 Pound-Drever-Hall 技术将频率稳定到波长为 729 nm 的参考腔。激光线宽是通过与其他频率稳定激光器的拍频测量和对单个捕获 40 Ca + 离子的 Ramsey 实验来测量的。最窄的测量线宽 (FWHM) 是通过拍频测量获得的，在测量时间为 1 s 时为 4.2(17) Hz，代表了钛宝石激光器线宽的上限。在参考腔下方安装隔振板后实现了这个最窄的线宽。对已安装的光纤噪声消除和激光强度稳定装置的分析表明，光纤和激光强度噪声不会限制最窄的测量线宽。还利用其他频率稳定激光器的拍频测量来获得稳定激光器频率漂移的值，测量结果为 -371(3) mHz/s。
![arxiv：2404.03093v1 [physics.optics] 2024年4月3日](/simg/g:\will\search\icon\source\5\5d23ce17af3c0de3e319bd20f31496618c58c3da.webp)
arxiv：2404.03093v1 [physics.optics] 2024年4月3日
图。1。操作理论。a。设备示意图。芯片激光泵隔离环，其输出被敲击以向激光提供反馈。当环向顺时针方向泵送时，从反馈注入路径到激光传播的功率与环的逆时针模式并不谐音，并完全回到激光器中，使其稳定。b。在背面反射的影响下设备。反向反射的功率（在泵附近的频带中）与环的逆时针模式并不倾斜，无法倾倒，无法到达激光器。c。在顺时针（红色）和逆时针（蓝色）模式的隔离器环的传输频谱。虚线显示了环的退化冷腔光谱。这种分裂是由于环中的自相和横相调制之间强度的2时差异所致。d。反馈对激光线宽的影响。
高Q窃窃私语模式微孔子微孔子用于激光频率锁定在近粉状光谱范围内
摘要 - 这项研究对近紫外光谱中的低语画廊模式（WGM）微球光学特性进行了全面分析，并通过频率锁定来减少激光线宽的实际实现。由于利用了坚固的角度抛光纤维，可以实现光耦合，从而探索了各种耦合行为。固有的Q 0-因子，在2下测量。2×10 8，以及7个技巧。3×10 4，在420 nm处报告。讨论了导致Q 0-因素的物理机制，并绘制了改善性能的路线。通过将频率锁定到WGM微孔的高Q共振上，已经获得了外部空腔二极管激光从887 kHz降低到91 kHz的线宽。对这些结果的研究将绩效评估带来，从而对局限性有透彻的了解并确定增强降噪的潜在途径。如此高的Q因子和高技巧是简化基于WGM微孔子的光子设备的关键要素。
超窄线宽光子原子激光器
具有高光谱纯度的激光器可以实现多种应用空间，包括精密光谱、相干高速通信、物理传感和量子系统操控。目前，精心设计和构建的台式法布里-珀罗腔已经在主动激光线宽减小方面取得了显著成就，主要用于光学原子钟。然而，对在周围环境中高性能运行的小型化激光系统的需求日益增加。这里介绍了一种紧凑而坚固的光子原子激光器，它由一个 2.5 厘米长、20 000 精细度、单片法布里-珀罗腔和一个微机械铷蒸汽室集成而成。通过利用腔的短时频率稳定性和原子的长期频率稳定性，实现了能够集成以进行扩展测量的超窄线宽激光器。具体来说，该激光器支持 20 毫秒平均时间内 1 × 10 − 13 的分数频率稳定性，7 × 10 − 13
可扩展的单粒子混合III-V/SI激光器，用于新兴的狭窄线宽应用
摘要：与大规模硅制造兼容的硅光子学是一个破坏性的光子平台，表明对行业和研究领域（例如量子，神经形态计算，LIDAR）具有重要意义。尖端应用，例如高容量相干的光学通信和杂差激元，已升级对集成窄线宽激光源的需求。为此，这项工作旨在通过开发高性能混合III-V/硅激光来满足这一要求。开发的集成激光器利用单个微孔谐振器（MRR），演示了超过45 dB的侧模式抑制比（SMSR）的单模操作，激光输出功率高达16.4 mW。远离需要多个复杂控制的当前混合/异质激光体系结构，开发的激光体系结构仅需要两个控制参数。重要的是，这是通过降低表征这些激光器的复杂性来简化工业采用的。通过简洁的结构和控制框架，实现了2.79 kHz的狭窄激光线宽，低相对强度噪声（RIN）达到-135 dB/hz。此外，在测量10 dB的信噪比（SNR）的情况下，证明了12.5 GB/s的光学数据传输。
改善囚禁离子量子比特的相干量子控制
量子计算面临的挑战之一是由于噪声引入的相位随机化导致相干性丧失。对于基于离子阱的量子计算机，相干性受到磁场波动和用于量子比特操作的激光器线宽的限制。本论文致力于通过使用永磁体改善磁场稳定性来增强相干性，并建立一个测试装置来减少光纤激光线宽的加宽。以前使用线圈来产生磁场。它们的稳定性受到电流驱动器噪声的限制。为了提高磁场稳定性，线圈已被永磁体取代。设计了两个固定永磁体的框架，并进行了 3D 打印，然后安装在实验中。安装后，使用 Ramsey 测量法获得 1 / √ e 相干时间 τ sens = (489 ± 21) µ s 和 τ insens = (1540 ± 80) µ s，用于量子比特状态的塞曼子能级之间对磁场的更敏感和更不敏感的跃迁，而使用线圈时，τ sens = (491 ± 25) µ s 和 τ insens = (1254 ± 53) µ s。从这些结果中，我们能够推断出磁场和激光频率波动的均方根 (RMS)，无论是在使用线圈还是永磁体时，p