an超高レーザーaです狭い線幅、非常に低雑音レーザー維持するように設計されています例外的な周波数安定性長い間。これらのレーザーは、展示するように設計されています最小限の周波数ドリフト, 非常に低い位相ノイズ、 そしてサブHzライン幅、それらを重要なツールにします精密計量, 原子時計, 高解像度分光法、 そして量子技術.
意味
an 超高レーザーレーザーシステムです通常、周波数の変動は1 Hz未満ですおよびの順序での分数周波数不安定性10 ¹o〜10⁻¹⁷、によって達成されましたレーザー周波数を超低膨張（ULE）光空洞にロックする.
重要な特性
| パラメーター | 値範囲 |
|---|---|
| 線幅 | <1 Hz (sometimes ~10 mHz) |
| 周波数の安定性 | 10pluthexx〜10⁻¹⁷ |
| 波長 | 532 nm、780 nm、1064 nm、1550 nmなど。 |
| 出力電力 | 通常、1〜100 MW |
| ノイズフロア | 空洞の熱ノイズ制限に近い |
| チューニング方法 | ピエゾ、温度、またはAOM\/EOMチューニング |
| ロック方法 | ポンドドレバーホール（PDH）から光キャビティへ |
それがどのように機能するか
レーザーはaを使用して生成されます狭い線幅のソースAなど外部キャビティダイオードレーザー（ECDL）またはファイバーレーザー.
その頻度はです高品質のファブリーペロット空洞にロックされています、から作られていますガラスまたは結晶シリコン、振動と熱変動から分離されています。
A フィードバックループANを使用してレーザー周波数を調整します電気光学モジュレーター（EOM）, ピエゾ、 または現在のチューニングキャビティとの共鳴を維持するため。
高度なバージョンはで動作します真空そして温度制御環境究極の安定性に到達するため。
のコンポーネント超高レーザーシステム
| 成分 | 関数 |
|---|---|
| レーザーソース | ECDL、ファイバーレーザー、TI：サファイア |
| ule参照キャビティ | 超安定光学長の参照 |
| 分離システム | パッシブ\/アクティブな振動と熱分離 |
| フィードバックエレクトロニクス | PDHロックシステムとPIDコントローラー |
| レーザー周波数櫛（オプション） | 超高周波をRFまたは光学標準にリンクします |
アプリケーション
| 分野 | 応用 |
|---|---|
| 光学原子時計 | SR、YBなどの原子の周波数参照 |
| 量子コンピューティング | キット操作と制御 |
| 基本物理学 | 相対性のテスト、定数の時間変動 |
| 高解像度分光法 | ドップラーを含まない分光法、光学コヒーレンス断層撮影 |
| ライダーとレンジ | 長距離コヒーレント検出 |
| 重力波検出器 | 干渉計の参照レーザー（例：ligo） |
利点
| 特徴 | 利点 |
|---|---|
| 極端な安定性 | 高精度の周波数標準に適しています |
| サブHzライン幅 | 長い間一貫した相互作用を可能にします |
| 低ノイズ | 量子および干渉測定に不可欠です |
| 長期的な再現性 | ラボ条件での最小限のドリフト |
課題
| 制限 | インパクト |
|---|---|
| かさばって複雑なセットアップ | 光学テーブル、真空チャンバーが必要です |
| 環境感受性 | 振動と熱分離が必要です |
| 高コスト | uleキャビティとカスタム光学系は高価です |
| メンテナンス | 頻繁にアライメントとキャリブレーションが必要です |
まとめ
| 特徴 | 説明 |
|---|---|
| それが何であるか | レーザー<1 Hz linewidth and ultra-low frequency drift |
| によって安定化されています | ハイフィネス光キャビティ（uleまたは極低温） |
| で使用されます | 光学クロック、量子技術、超高速計量 |
| 出力 | 狭い線幅、非常に安定した光学周波数 |