Стабилизация частоты диодных лазеров с помощью микрорезонаторов из танталата лития для системы лазерного охлаждения рубидиевого фонтана

В.И. Павлов, И.В. Балакирева, М.К. Бражников, Н.П. Хатырев

ФГУП «ВНИИФТРИ», Менделеево, Московская обл., Россия
pavlov_vi@vniiftri.ru

«Альманах современной метрологии» № 4 (32) 2022, стр. 18–26

УДК 53.097

Аннотация. В работе реализовано затягивание многочастотного диодного лазера с цен­тральной длиной волны излучения 1,5 мкм микрорезонатором из танталата лития с измеренной добротностью 0,9 · 108. Измеренный электрооптический коэффициент для микро­резонатора толщиной 1 мм и диаметром 3 мм составил δf/δU ≈ 13,2 МГц/В, который хо­ро­шо согласуется с теоретической оценкой и проведённым нами численным модели­рова­нием. Также была экспериментально измерена область стабилизации частоты ∆Ωexp ≈ 350 МГц и про­изведена оценка ширины линии ∆νest ≈ 104 Гц в режиме затягивания.

Ключевые слова: оптические микрорезонаторы, электрооптический эффект, стабилизация частоты.

Цитируемая литература

1. Newman Z. L., Maurice V., Drake T. Architecture for the photonic integration of an optical atomic clock // Optica. — 2019. — No. 6. — P. 680–685.

2. Gorodetsky M.L., Pryamikov A.D., Ilchenko V.S. Rayleigh scattering in high-Q microspheres // Journal of the Optical Society of America B. — 2000. — 26. — P. 1051–1057.

3. Galiev R.R., Pavlov N.G., Kondratiev N.M. Spectrum collapse, narrow linewidth, and Bogatov effect in diode lasers locked to high-Q optical microresonators // Opt. Express. — 2018. — No. 26. — P. 30509–30522.

4. Pavlov N.G., Koptyaev S., Lihachev G.V. Narrow-linewidth lasing and soliton Kerr microcombs with ordinary laser diodes // Nature Photonics. — 2018. — No. 12. — P. 694–698.

5. Pavlov V.I., Kondratiev N.M., Bilenko I.A. Numerical Simulation of Influence of the Thermal and Mechanical Fluctuations in the Coupling Elements of Micro­resonators // Proc. EFTF/IFCS. — 2021. — P. 1–4.

6. Wang J., Zhu B., Hao Zh., Bo F., Wang X., Gao F., Li Y., Zhang G. Thermo-optic effects in on-chip lithium niobate microdisk resonators // Opt. Express. — No. 24. — P. 21869–21879.

7. Kondratiev N.M., Lobanov V.E., Cherenkov A.V., Voloshin A.S., Pavlov N.G., Koptyaev S., Gorodetsky M.L. Self-injection locking of a laser diode to a high-Q WGM microresonator // Optics Express. — 2017. — 28167.

8. Dale E., Liang W., Eliyahu D., Savchenkov A.A., Ilchenko V.S., Matsko A.B., Seidel D., Maleki L. On phase noise of self-injection locked semiconductor lasers // Physics Optics. — 2014. — No. 24.

9. Ilchenko V.S., Dale E., Liang W., Byrd J., Eliyahu D., Savchenkov A.A., Matsko A.B., Seidel D. Compact tunable kHz-linewidth semiconductor laser stabilized with a whispering-gallery mode microresonator // Proc. SPIE. — P. 7913.

Статья поступила в редакцию: 31.10.2022 г.
Статья прошла рецензирование: 25.10.2022 г.
Статья принята в работу: 01.11.2022 г.

Статья в полном объеме в Научной электронной библиотеке eLIBRARY.
Оформить подписку и купить печатные номера журнала у издателя.