微瓦级激光自动稳定技术提升积分球冷原子钟精度

本文主要探讨了积分球冷原子钟探测光功率的自动稳定实验研究。该研究的核心是建立了一套针对微瓦级激光功率的自动稳定装置。这个装置利用自动反馈控制系统，精确地调节声光调制器的衍射效率，从而实现激光功率的精细控制和稳定。通过这种技术，激光的相对强度噪声得到了显著的抑制，其稳定度达到了极高的水平，即在1000秒的时间尺度上，激光功率的稳定性优于2×10^-5，几乎接近散弹噪声的理论极限。 环路方程的推导是研究的关键部分，它揭示了激光功率稳定系统如何有效地减小相对强度噪声的影响。这种稳定性的提升对于原子钟的精度至关重要。在实际应用中，稳定的激光被用于积分球冷原子钟的钟跃迁探测，结果显示，这种激光对原子钟的稳定度影响非常小，仅为1×10^-13τ^-1/2，其中τ为取样时间。这意味着积分球原子钟的频率稳定度达到了惊人的5×10^-13τ^-1/2，这在高精度测量领域具有重大意义。 本文不仅关注激光技术的进步，也展示了其在冷原子钟中的实际应用价值，尤其是在提高原子钟频率稳定性的方面。研究者李琳、刘鹏等人，以及他们的导师王育竹院士，都在这一领域做出了重要贡献，特别是在控制系统设计和原子频标技术上。他们的工作对于推动激光光学、激光稳定技术以及冷原子钟的发展具有重要的科学和工程价值。