199Hg+光頻標的冷卻激光器研究.pdf

1、光頻標的參考頻率比微波頻標高出4-5個量級，在精度上有很大的優(yōu)勢，有望成為新一代頻率基準。199Hg+是光頻標的候選離子之一，具有優(yōu)異的性能，其光學頻率標準參考躍遷為15221029256(0,0)56(2,0)F Fd s S F m d s D F m?????。
　　由199Hg+的能級圖可知，199Hg+光頻標需要可調(diào)諧的兩束相隔47.2GHz的194nm深紫外激光作為冷卻光，這種光源沒有成熟的商用產(chǎn)品，因此需要自行研制。

2、本文就是基于194nm深紫外連續(xù)激光的實驗實現(xiàn)來開展研究的。由于200nm以下的深紫外激光對絕大部分非線性晶體是不透明的，很難直接通過倍頻方式產(chǎn)生，因此本文采用BBO晶體對718nm激光和266nm激光和頻產(chǎn)生了194nm激光，文中詳細介紹了整個過程的理論分析和實驗實現(xiàn)，具體包括以下幾個方面：
　　1.設計制作了緊湊型整體腔倍頻系統(tǒng)，理論上分析了基頻光束腰對倍頻效率的影響，并利用橢圓高斯光束，采用Hansch-Couillaud方

3、法鎖腔，實現(xiàn)了高效的266nm連續(xù)激光輸出，當2W的532nm基頻光輸入時，獲得340mW的266nm倍頻光，倍頻效率高達17％。經(jīng)過柱面鏡整形，改善了走離效應帶來的光斑畸變現(xiàn)象，獲得了較好的光束質(zhì)量。
　　2.利用和頻技術，將718nm激光與266nm激光和頻產(chǎn)生了194nm激光，其輸出功率滿足199Hg?光頻標的要求。在266nm激光約為300mW，718nm激光為800mW的情況下，可獲得超過1mW的194nm深紫外連續(xù)激光