Стабильность частоты диодного лазера, полученная методами частотной и зеемановской модуляции

Для стабилизации диодных лазеров с расширенным резонатором использованы первая и третья производные, полученные методом частотной модуляции по сверхтонким резонансам D₂-линии перехода ⁸⁷Rb. С использованием первых производных по резонансам F=1→F¢=1 и F=1→F¢=2 получена стабильность частоты 3.1´10^–12, 5.6´10^–13 и 1.9´10^–12 для времен интегрирования 1, 102 и 104 с соответственно, при использовании третьих производных перекрестных резонансов F=2→F¢=1,3 и F=2→F¢=2,3, соответственно, 4.0´10^–12, 5.7´10^–13 и 9.3´10^–13 для времен 1, 102 и 104 с. Эти значения сравниваются с результатами, полученными методом зеемановской модуляции.

1. T. J. Quinn, Metrologia, 40, 103 (2003), https://doi.org/10.1088/0026-1394/40/2/316.

2. J. Vanier, Appl. Phys. B, 81 (2005), https://doi.org/10.1007/s00340-005-1905-3.

3. S. Micalizio, F. Levi, C. E. Calosso, M. Gozzelino, A. Godone, GPS Solutions, 25, 94 (2021), https://doi.org/10.1007/s10291-021-01136-9.

4. Y. Ovchinnikov, M. Giuseppe, Metrologia, 48, 87 (2011), https://doi.org/10.1088/0026-1394/48/3/003.

5. J. Kitching, Appl. Phys. Rev., 5, 031302 (2018), https://doi.org/10.1063/1.5026238.

6. K. Numata, J. R. Chen, S. T. Wu, J. B. Abshire, M. A. Krainak, Appl. Opt., 50 (2011), https://doi.org/10.1364/AO.50.001047.

7. V. Shukla, S. K. Nath, V. Naik, A. Chakrabarti, A. Ray, J. Modern Opt., 68, No. 6 (2021), https://doi.org/10.1080/09500340.2021.1894361.

8. C. Cherfan, I. Manai, S. Zemmouri, J. C. Garreau, J. F. Clément, P. Szriftgiser, R. Chicireanu, Opt. Express, 28, No. 1 (2020), https://doi.org/10.1364/OE.28.000494.

9. R. Hamid, E. Sahin, C. Erdogan, G. Kramer, B. Lipphardt, D. A. Tyurikov, Compar. Laser Phys., 14, 7 (2004).

10. G. P. Barwood, P. Gill, Laser Stabilization for Precision Measurements, Handbook of Laser Technology and Applications: Laser Applications: Medical, Metrology, and Communication, 4, CRC Press, Boca Rotan (2021).

11. E. Şahin, Appl. Phys. B, 127, 148 (2021), https://doi.org/10.1007/s00340-021-07697-4.

12. H. Tsuchida, M. Ohtsu, T. Tako, N. Kuramochi, N. Oura, Jpn J. Appl. Phys., 21, L561 (1982), https://doi.org/10.1143/JJAP.21.L561.

13. A. Hemmerich, D. H. McIntyre, D. Schropp, D. Meschede, T. W. Hänsch, Opt. Commun., 75, No. 2 (1990), https://doi.org/10.1016/0030-4018(90)90239-P.

14. G. P. Barwood, P. Gill, W. R. C. Rowley, Appl. Phys. B, 53 (1991), https://doi.org/10.1007/BF00330229.

15. J. Ye, S. Swartz, P. Jungner, J. L. Hall, Opt. Lett., 21 (1996), https://doi.org/10.1364/OL.21.001280.

16. V. Singh, V. B. Tiwari, S. Mishra, JOSA B, 38 (2021), https://doi.org/10.1364/JOSAB.411159.

17. G. Yang, X. Geng, Q. Yu, S. Liang, Y. Zhu, G. Huang, G. Li, JOSA B, 37 (2020), https://doi.org/10.1364/JOSAB.380337.

18. R. P. Abel, A. K. Mohapatra, M. G. Bason, J. D. Pritchard, K. J. Weatherill, U. Raitzsch, C. S. Adams, Appl. Phys. Lett., 94, 071107 (2009), https://doi.org/10.1063/1.3086305.

19. M. Zhao, X. Jiang, R. Fang, Y. Qiu, Z. Ma, C. Han, B. L. Lu, C. Lee, Appl. Opt., 60 (2021), https://doi.org/10.1364/AO.425694.

20. A. Gusching, M. Petersen, N. Passilly, D. Brazhnikov, M. Abdel Hafiz, R. Boudot, J. Opt. Soc. Am. B, 38 (2021), https://doi.org/10.1364/JOSAB.438111.

21. W. Liang, V. Ilchenko, D. Eliyahu, E. Dale, A. Savchenkov, D. Seidel, A. Matsko, L. Maleki, Appl. Opt., 54, No. 11 (2015), https://doi.org/10.1364/AO.54.003353.

22. C. Affolderbach, G. Mileti, Opt. and Lasers Eng., 43 (2005), https://doi.org/10.1016/j.optlaseng.2004.02.009.

23. G. C. Bjorklund, M. D. Levenson, W. Lenth, C. Ortiz, Appl. Phys. B, 32 (1983), https://doi.org/10.1007/BF00688820.

24. U. Tanaka, T. Yabuzaki, Jpn J. Appl. Phys., 33 (1994), https://doi.org/10.1143/JJAP.33.1614.

25. W. Demtröder, Laser Spectroscopy Basic Concepts and Instrumentation, Springer-Verlag Berlin Heidelberg, New York (1996).

26. M. Himsworth, T. Freegarde, Phys. Rev. A, 81, 023423 (2010), https://doi.org/10.1103/PhysRevA.81.023423.

27. Recommended Values of Standard Frequencies for Applications Including the Practical Realization of the Meter and Secondary Representations of the Definition of the Second, https://www.bipm.org/documents/20126/41590994/87Rb_780nm_2015.pdf/83949ec4-c81c-7b8c-98f1-e4d191987e71 (accessed 10 January 2023).

28. https://steck.us/alkalidata/rubidium87numbers.1.6.pdf. (accessed 25 January 2023).

29. A. M. Akulshin, V. A. Sautenkov, V. L. Velichansky, S. A. Zibrov, M. V. Zverkov, Opt. Commun., 77, No. 4 (1990), https://doi.org/10.1016/0030-4018(90)90094-A.

30. E. Şahin, Eur. Phys. J., 76, 119 (2022), https://doi.org/10.1140/epjd/s10053-022-00444-0.

31. http://www.stable32.com/.

32. D. W. Allan, Gyroscopy Navig., 7 (2016), https://doi.org/10.1134/S2075108716010028.

33. S. Nakayama, Jpn J. Appl. Phys., 24, 1R (1985), https://doi.org/10.1143/JJAP.24.1.