半导体激光器塞曼调制稳频的实验对比研究.pdfVIP

( ) 量子光学学报 11 4 : 171～175 ,2005 Acta Sinica Quantum Optica ( ) 文章编号 : 1007 - 6654 2005 04 - 0171 - 05 　 半导体激光器塞曼调制稳频的实验对比研究 马修泉 , 　陈文兰 , 　陈　帅 , 　刘新元 , 　陈徐宗 (北京大学信息科学技术学院量子信息与测量教育部重点实验室 , 北京 100871) 摘要 : 首先阐述了实现半导体激光器外调制锁频方案的必要性 ,并针对一种利用塞曼效应进行外调制稳频的实 验方案 ,详细地阐述了其基本思想和实验原理 , 以及这种稳频方案相对于一般的内调制饱和吸收稳频技术在实验 上的差异 。本文给出的具体实验参数和实验结果表明 ,这种方案相对于其他方案可以获得同等好的锁频质量 。 不仅如此 ,本文还给出了塞曼调制稳频和电流调制稳频的锁定频率输出的监视对比情况 ,从对比结果中 ,我们可 以清楚地看到塞曼调制稳频使得激光器锁定频率无调制输出的优越特性 。 关键词 : 冷原子物理 ; 　激光技术 ; 　半导体激光器稳频 ; 　外调制锁频 中图分类号 : O431 　　　文献标识码 : A 0 　引言 度[3 ,4 ] 。 半导体激光器具有体积小 、效率高 、结构简单 、 为了最大限度地提高半导体可调激光器锁定频 价钱便宜 、便于调谐等诸多优点 , 因而在通信 、印刷 、 率输出的稳定性 ,我们改进了被广泛应用的饱和吸 机械 、医疗等领域扮演着越来越重要的角色 。特别 收稳频技术 ,将原来加载到激光器频率输出上的调 是在量子频标和原子分子物理等基础物理研究方 制信号改为加载到原子的跃迁频率上 ,成功地使激 面 ,更是发挥了不可或缺的重大作用 ,但对其频率输 光器的频率输出不含任何调制信息 ,并应用于我们 出的稳定性的要求则随之大大提高 。 的实验中 ,收到了良好的实验效果 。 [5 ] [6 ] 北京大学量子信息与测量教育部重点实验室于 由于“Zeeman 调制稳频” 和“外部调制稳频” [7～10 ] 2004 年 3 月在实验上成功地获得了玻色爱因斯坦凝 以及“无调制稳频” 等概念和方案已经被提出并 ( ) 在一些其他种类的激光器上被实现过 ,所以本文着 集 简称 BEC ,实验中正是利用两台半导体可调谐 激光器完成了其中磁光阱、激光冷却 、反抽运和吸收 重通过与电流调制稳频技术的实验对比, 阐述本方 成像等重要实验步骤[ 1 ,2 ] 。需要指出的是 ,实验中得 案在外腔半导体激光器稳频方面的一些优越性 。 到的原子的信息全部来源于一束探测光对冷原子团 的吸收成像 ,因此 ,这束探测光的频率的稳定性 ,最 1 　塞曼能级调制稳频的实验