我國科學家實現亞Hz線寬超穩激光
【化工儀器網 項目成果】超穩激光技術在高精度測量領域具有廣泛應用，包括光學原子鐘、引力波探測、高精度導航以及量子信息等領域。光鐘系統：超穩激光是光鐘系統的關鍵組成部分，其極高的頻率穩定性使得光鐘成為目前最精確的計時工具之一。光鐘的精度遠超傳統原子鐘，對于基礎物理研究、時間同步、導航定位等領域具有重要意義。引力波探測：超穩激光在引力波探測中也發揮著重要作用。引力波是宇宙中最古老的信息載體之一，其探測對于理解宇宙起源、黑洞合并等極端天文現象至關重要。超穩激光的高精度和穩定性有助于提升引力波探測的靈敏度和準確性。基本物理檢驗：超穩激光還可用于檢驗基本物理定律的精確性，如廣義相對論、量子電動力學等。通過高精度的激光干涉實驗，科學家們可以探索物理世界的微觀結構和基本規律。
近日，中國科學院國家授時中心張首剛、劉濤研究員帶領的課題組，實現了線寬0.9 Hz，頻率穩定度優于1.2×10-15/s的698 nm超穩鐘激光。
團隊采用先進的PDH(Pound-Drever-Hall)激光穩頻技術，將外部腔體二極管激光器(ECDL)鎖定在一個長度為10 cm的全ULE(超低膨脹玻璃)超穩光學參考腔上。通過精心設計和優化，團隊成功抑制了溫度擾動、振動、剩余幅度調制(RAM)以及光纖相位噪聲等多種技術噪聲，最終實現了線寬小于0.9 Hz的超穩激光輸出。尤為值得一提的是，在去除約60 mHz/s的線性漂移后，拍頻信號的頻率不穩定度在1秒積分時間時達到了1.2×10^-15，這一結果已經非常接近光學參考腔的熱噪聲極限。這表明我國科學家在超穩激光技術方面的研究成果已經達到了國際先進水平。
此次研究成果的發表，不僅展示了我國科學家在超穩激光技術領域的創新能力，也為我國在該領域的未來發展奠定了堅實的基礎。未來，隨著技術的不斷進步和應用領域的不斷拓展，超穩激光技術有望在更多領域發揮重要作用，推動科學技術的快速發展。
相關研究成果以Thermal-noise-limited ultra-stable laser operated at 698 nm為題于近日發表在Physica Scripta上。
資料來源：中國科學報
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