發(fā)布時間：2019-05-23 15:39

【摘要】：冷鐿原子光鐘是近年來國際原子頻標研究領(lǐng)域的熱點,鐿原子需要經(jīng)過399nm磁光阱一級激光冷卻和556nm磁光阱二級激光冷卻并裝載至光晶格來探測其鐘躍遷譜線。為了獲得高信噪比的冷鐿原子鐘躍遷譜,需要采用歸一化探測的方法,即使用649nm770nm抽運光將壽命較長的3p0態(tài)原子抽運回到基態(tài)。抽運光是鐘躍遷信號探測的重要組成部分,為了獲得穩(wěn)定高效的抽運效率,649nm770nm激光頻率的穩(wěn)定就顯得非常重要。光學頻率梳提供高分辨率,高精度,高精度的頻率標準。特別是光纖光梳,具有體積小、集成度高、易于維護、自鎖模、運行成本低等一系列優(yōu)勢。可以將649nm770nm連續(xù)激光器同時鎖定在光梳上以達到穩(wěn)頻效果。本文探索了激光的鎖模原理以及不同的鎖模技術(shù),利用非線性偏振旋轉(zhuǎn)(NPR)鎖模技術(shù)成功搭建了工作在不同色散區(qū)域的1550nm摻鉺光纖激光器。通過對腔內(nèi)偏振態(tài)的控制,利用雙折射濾波效應我們獲得了工作在零色散附近的多波長激光,在3dB帶寬內(nèi)有50個波長間隔為0.8nm的多波長序列。在呼吸脈沖鎖模狀態(tài)下,獲得穩(wěn)定的自鎖模超短脈沖激光,并且通過電子電路反饋系統(tǒng)將64.399MHz的重復頻率穩(wěn)定在晶振漂移的范圍。我們利用啁啾脈沖放大技術(shù)并結(jié)合雙向泵浦的方式,將3.4mW的種子脈沖光放大至210mW左右,其脈沖寬度也從展寬后的1.94ps壓縮至200fs以下,將放大后的脈沖光譜展寬。基于廣義非線性薛定諤方程,我們利用分布式傅里葉積分的方法研究了不同類型的HNLF對于超連續(xù)譜展寬的影響,為后續(xù)光梳零頻的獲得和鎖定提供了實驗依據(jù),并且為最終將649nm和770nm抽運光頻率同時鎖定在摻鉺光纖光梳上打下了基礎(chǔ)。
[Abstract]:Cold ytterbium atomic optical clock is a hot spot in the field of international atomic frequency standard research in recent years. Ytterbium atom needs to be cooled by 399nm magneto-optical trap first-class laser and 556nm magneto-optical trap secondary laser cooling and loaded into optical lattice to detect its clock transition spectrum line. In order to obtain the clock transition spectrum of cold ytterbium atom with high signal-to-noise ratio (SNR), it is necessary to use the normalization detection method, even if the long-lived 3p0 state atom is pumped back to the ground state by 649nm770nm pumping light. Pumping light is an important part of clock transition signal detection. In order to obtain stable and efficient pumping efficiency, the stability of 649nm770nm laser frequency is very important. Optical frequency comb provides high resolution and high precision frequency standard. Especially, optical fiber comb has a series of advantages, such as small volume, high integration, easy maintenance, self-mode locking, low operation cost and so on. The 649nm770nm continuous laser can be locked on the optical comb at the same time to achieve the effect of frequency stabilization. In this paper, the mode-locking principle of laser and different mode-locking techniques are explored. 1550nm erbium-doped fiber lasers working in different dispersion regions are successfully built by using nonlinear polarization rotating (NPR) mode-locking technology. By controlling the polarization state in the cavity, we obtain a multi-wavelength laser working near zero dispersion by using the birefringent filtering effect. There are 50 multi-wavelength sequences with 0.8nm wavelength interval in the 3dB bandwidth. Under the condition of respiratory pulse mode-locking, a stable self-mode-locked ultra-short pulse laser is obtained, and the repetition frequency of 64.399MHz is stabilized in the range of crystal oscillator drift by electronic circuit feedback system. By using chirped pulse amplification technique and bidirectional pumping method, the seed pulse light of 3.4mW is amplified to about 210mW, and the pulse width is compressed from the widened 1.94ps to below 200fs, and the amplified pulse spectrum is widened. Based on the generalized nonlinear Schrodinger equation, we use the distributed Fourier integral method to study the effects of different types of HNLF on the broadening of supercontinuum spectrum, which provides an experimental basis for the subsequent acquisition and locking of zero frequency of light comb. It also lays a foundation for locking the 649nm and 770nm pumping light frequencies on the erbium-doped fiber comb at the same time.
【學位授予單位】：華東師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN248

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本文編號：2484022