一种用于超稳激光的数字控制锁频电路

超稳激光具有超高的频率稳定度和极窄线宽等优点,广泛应用于各种精密测量物理实验。为了确保不引入额外开关噪声,其频率锁定电路通常采用模拟电路实现,但是模拟控制电路存在锁定参数调节不方便、难以实现自动锁定和远程控制等方面的不足。针对这些问题,提出一种基于数字控制的通用型模拟锁频电路。该电路可以通过数字开关实现对锁定参数的大范围调节,通过数字算法实现自动重锁,同时该电路具有USB通信功能,可以通过电脑远程调整锁频参数和实现频率锁定。利用该电路实现了激光器频率到高精细光学谐振腔的长期锁定,锁定后激光频率稳定度1 s积分时间4.6×10^(-16),2~10 s积分时间小于4.2×10^(-16),接近10 cm超稳腔的热噪声极限。这种长期稳定运行的超稳激光系统将有利于基于超稳激光的精密测量物理实验的开展和光钟走向应用。