定义
用作频率参考的光学腔。
参考腔是一种无源光谐振器(谐振腔),在光学频率标准中用作飞轮振荡器(短期频率参考)。单频激光器(或锁模激光器输出的单光谱线)的光频可以稳定到参考腔的共振频率,有效地将腔体的较高频率稳定性传递给激光器。这种稳定(频率锁定)可以通过基于庞德-德雷弗-霍尔法或汉施-库洛方法的电子反馈系统来实现。
请注意,稳定在参考腔的激光振荡器的线宽可能远低于谐振腔带宽,除非谐振器已经非常小。因此,激光器的Q因数可能高于参考腔的Q因数。
实现高频稳定性
与激光谐振器相比,无源参考腔可以明显更稳定,因为它没有激光增益介质引入的干扰影响。此外,它可以具有非常高的精细度和Q因数,因为往返功率损耗可以最小化;这导致谐振器带宽小,因此可以精确确定谐振频率。可以使用进一步的措施来实现极高的稳定性:
- 使用坚固的结构进行腔体设置,可能使用减振阻尼元件
- 使用具有低热膨胀系数的间隔材料(固定腔镜的间距),例如殷钢、零度玻璃或ULE(超低膨胀)玻璃
- 将型腔与热影响隔离开来,例如将其放置在温度稳定的外壳中
- 将腔体放置在真空室中,从而消除空气引入的各种影响
- 限制循环光功率水平,稳定循环功率,消除或稳定加热效应
正如在各种频率计量实验室中所做的那样,通过巨大的努力,参考腔可以非常稳定,以至于稳定的激光器可以具有低于1 Hz的短期线宽。
参考文献
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