计量学报

作者：张超超,王建波,殷聪,张宝武,刘若男,席路,李孟瑶

单位：1. 中国计量大学计量测试工程学院,浙江 杭州 310018; 2. 中国计量科学研究院,北京 100029;

关键词：计量学; 激光稳频; 光学锁相环; 偏频锁定; 光频梳

基金：国家重点研发计划(2021YFF0603300);国家自然科学基金(62075165)

报道了一种基于光学锁相环的高稳定度激光稳频方法,用于提高可调谐外腔半导体激光器(TECDL)的频率稳定度和准确度。自行研制的光学锁相环电路采用数字鉴相与差分运算相结合的方式获得高灵敏度的鉴频鉴相误差信号,并通过高速模拟PID实现整个系统的闭环锁定。利用该光学锁相环系统进行了TECDL偏频锁定至光学频率梳(OFC)的实验,实验结果表明环路锁定后拍频频率波动在±0.3Hz范围内,偏置频率为50MHz时,光学锁相环系统在1s和1000s积分时间的相对阿伦方差分别为1.5×10-9和8.5×10-13。系统锁定后,拍频线宽由500kHz压缩至2kHz。该研究表明采用基于光学锁相环的激光稳频方法可以实现亚Hz级的激光频差控制,通过将TECDL偏频锁定至高稳定度的参考激光源可显著提高其频率稳定度,使其能够满足超精密测量、冷原子/离子干涉测量等领域对激光频率稳定度和准确度的要求。

来源：2022年第9期

《计量学报》期刊编辑部

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