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基于飞秒光频梳的双频He-Ne激光器频率测量

吴学健 尉昊赟 朱敏昊 张继涛 李岩

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基于飞秒光频梳的双频He-Ne激光器频率测量

吴学健, 尉昊赟, 朱敏昊, 张继涛, 李岩

Frequency measurement of dual frequency He-Ne laser based on a femtosecond optical frequency comb

Wu Xue-Jian, Wei Hao-Yun, Zhu Min-Hao, Zhang Ji-Tao, Li Yan
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  • 利用光纤飞秒光频梳和外腔可调谐半导体激光器, 建立了一套双频He-Ne激光器频率测量系统. 选用铷钟作为系统的频率基准, 通过将外腔半导体激光锁定至光频梳使得其频率溯源至铷钟, 再利用外腔可调谐半导体激光与双频He-Ne激光器输出的正交偏振激光拍频, 同时测量两路正交偏振激光频率. 将可调谐半导体激光器锁定至光频梳第1894449个梳齿, 其绝对频率为473612190000.0±2.7 kHz, 相对不确定度为5.7×10-12. 对商品双频He-Ne激光器进行频率测量实验, 双频He-Ne激光器水平方向偏振激光频率均值为473612229934 kHz, 竖直方向偏振激光频率均值为473612232111 kHz, 平均时间为1024 s的相对Allan标准差为5.2×10-11, 频差均值为2.177 MHz, 标准偏差为2 kHz.
    A frequency measurement system for dual frequency He-Ne laser is set up based on a fiber femtosecond optical frequency comb and an external cavity diode laser. Using a Rb clock as a frequency standard, the diode laser that is locked to the optical frequency comb is traced to the Rb clock, and then the frequencies of the orthogonal polarized lasers are measured by beating with the locked diode laser at the same time. Locking the diode laser to the 1894449 th comb mode, the absolute frequency of the diode laser is 473612190000.0 ± 2.7 kHz, with a relative frequency uncertainty of 5.7×10-12. A commercial dual frequency He-Ne laser is measured to test the system, and the results show that the mean absolute frequencies of the horizontal polarized laser and the vertical polarized laser are 473612229934 kHz and 473612232111 kHz, respectively, with a relative Allan deviation of 5.2×10-11 at 1024 s, and the mean split frequency is 2.177 MHz with a standard deviation of 2 kHz.
    • 基金项目: 清华大学自主科研计划(批准号: 2009THZ06057)和国家自然科学青年基金(批准号: 51105227)资助的课题.
    • Funds: Project supported by the Tsinghua University Initiative Scientific Research Program, China (Grant No. 2009THZ06057) and Young Scientists Fund of the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 51105227).
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出版历程
  • 收稿日期:  2011-11-24
  • 修回日期:  2012-01-01
  • 刊出日期:  2012-09-05

基于飞秒光频梳的双频He-Ne激光器频率测量

  • 1. 清华大学精密仪器与机械学系, 精密测试技术及仪器国家重点实验室, 北京 100084
    基金项目: 清华大学自主科研计划(批准号: 2009THZ06057)和国家自然科学青年基金(批准号: 51105227)资助的课题.

摘要: 利用光纤飞秒光频梳和外腔可调谐半导体激光器, 建立了一套双频He-Ne激光器频率测量系统. 选用铷钟作为系统的频率基准, 通过将外腔半导体激光锁定至光频梳使得其频率溯源至铷钟, 再利用外腔可调谐半导体激光与双频He-Ne激光器输出的正交偏振激光拍频, 同时测量两路正交偏振激光频率. 将可调谐半导体激光器锁定至光频梳第1894449个梳齿, 其绝对频率为473612190000.0±2.7 kHz, 相对不确定度为5.7×10-12. 对商品双频He-Ne激光器进行频率测量实验, 双频He-Ne激光器水平方向偏振激光频率均值为473612229934 kHz, 竖直方向偏振激光频率均值为473612232111 kHz, 平均时间为1024 s的相对Allan标准差为5.2×10-11, 频差均值为2.177 MHz, 标准偏差为2 kHz.

English Abstract

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