调制转移光谱对激光频率起伏分辨率的影响因素分析及优化方法

采用电光位相调制器对泵浦光进行位相调制,得到射频调制转移光谱(MTS),并研究MTS光谱的类色散信号中心过零点斜率优化问题。通过改变泵浦光的调制频率,泵浦光与探测光的光斑大小,研究MTS光谱信号过零点斜率与二者之间的参数依赖关系,在泵浦光调制频率为~3.6 MHz(大约是自然线宽的0.69倍)时,得到最佳的MTS光谱信号。最后利用最优的MTS光谱将DL Pro@852 nm激光频率锁定到铯原子D2线(F=4)-(F=5’)循环跃迁,在60 min采样时间内激光频率起伏约为170 kHz,与自由运转时激光器~11 MHz的频率起伏相比,频率起伏得到了显著改善。

极化角依赖的铯原子魔术波长光阱理论分析

在对经激光预冷却的原子进行俘获的光学偶极阱中,魔术波长光学偶极阱可以消除所关心的两原子态间跃迁的差分光频移,使得光子在原子态间的跃迁频率与自由空间相同,对于提高实验重复率、减弱原子的退相干具有重要意义,使其在冷原子物理、量子光学、精密测量等领域已成为越来越重要的技术手段.本文基于多能级模型理论计算了耦合铯原子D2线的6S_(1/2)基态和6P_(3/2)激发态对光阱激光波长(800-1000 nm)依赖的动态电极化率,得到了俘获基态和激发态的光阱激光的魔术波长.由于角动量大于0.5的原子态的极化率对极化角非常敏感,本文以线偏振光阱激光为例,讨论并分析了魔术波长与相应的魔术极化率对极化角的依赖关系,得到了魔术极化角为54.7°以及该角度下的魔术波长分别为886.4315 nm与934.0641 nm,进一步分析了这两种情况下魔术条件的鲁棒性与实验操作的可行性.

铯原子调制转移光谱在激光稳频中的应用

利用铯原子D2 线的调制转移光谱的鉴频特性 ,实现了光栅外腔式主振荡器 功率放大型(MOPA)半导体激光器相对于铯原子 62 S1/ 2 F =4→ 62 P3/ 2 F′ =5超精细跃迁的偏频锁定 ,在 10 0ms内激光频率的相对起伏小于± 2 80kHz .相对于一般的饱和吸收锁频方法而言 ,调制转移光谱在锁频中的应用不仅彻底消除了Doppler背景对锁频的影响 ,而且还避免了对激光器直接进行频率扰动而带来的附加频率噪音 .