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超高精度法布里-珀羅腔

Stable Laser Systems法布里-珀羅腔，超高精度，超高穩(wěn)定度

美國Stable Laser Systems公司，簡(jiǎn)稱SLS，位于科羅拉多州，是業(yè)內(nèi)超高精度法布里-珀羅腔供應(yīng)商。Stable Laser Systems公司與世界頂尖的的實(shí)驗(yàn)室合作，可為客戶提供穩(wěn)頻激光器的解決方案，如果需要還能進(jìn)行定制。

法布里珀羅腔的對(duì)準(zhǔn)比較難，安裝與調(diào)試比較困難，所以大型激光器中很少采用。但是對(duì)于反射鏡間隔很短的腔體來講，對(duì)準(zhǔn)所造成的損耗就會(huì)大大減少。因此FP腔常用于微片和微腔激光器，以及半導(dǎo)體激光器等。

法布里-珀羅腔的設(shè)計(jì)和材料選擇一般是基于應(yīng)用，沒有一種腔體能適用于所有應(yīng)用，不同的腔體設(shè)計(jì)各有其優(yōu)點(diǎn)。Stable Laser Systems有標(biāo)準(zhǔn)的和定制的專用腔體內(nèi)腔，以滿足光譜學(xué)和激光冷卻的共同應(yīng)用需求-從光纖耦合和頻率調(diào)諧到長(zhǎng)程腔

影響法布里珀羅腔選擇的主要因素：

-線寬；

-自由光譜范圍 (FSR)；

-工作環(huán)境（溫度和振動(dòng)量）；

-穩(wěn)定性，包括短期和長(zhǎng)期——可容忍的漂移程度。

總的來說，所有窄線寬的系統(tǒng)都采用了隔振，腔體的本底噪聲可以到達(dá)任何幾何形狀（包括圓柱形）。如果底噪值很重要，那么長(zhǎng)的凹形腔體的本底熱噪聲較低（假設(shè)為大尺寸光斑選擇了良好的反射鏡）。

Stable Laser Systems法布里珀羅腔類型

圓柱形腔

圓柱形腔體具有經(jīng)過驗(yàn)證的光譜幾何形狀，可在40Hz的級(jí)別上提供鎖定的激光線寬。這是常見的腔體設(shè)計(jì)，但是其他腔體設(shè)計(jì)在某些應(yīng)用方面有著明顯的優(yōu)勢(shì)。

-100mm長(zhǎng)，1.5GHz FSR；

-直徑50mm；

-標(biāo)準(zhǔn)反射鏡配置：平面-50 cm ROC；

-出廠時(shí)可設(shè)定過零溫度。

凹形腔

與圓柱形設(shè)計(jì)相比，凹形腔可降低加速度敏感性。 使用較長(zhǎng)的間隔長(zhǎng)度時(shí)，例如 100-300 毫米，更容易實(shí)現(xiàn)低的熱噪聲基底和窄的激光線寬。 當(dāng)Hz級(jí)線寬和低頻漂移是優(yōu)先需求時(shí)，建議選擇凹形腔。

-100 mm長(zhǎng)，1.5 GHz FSR；

-直徑50 mm；

-標(biāo)準(zhǔn)反射鏡配置：平面-50 cm ROC；

-出廠時(shí)可設(shè)定過零溫度。

球形和立方體形腔

球形和立方體形腔體的腔體設(shè)計(jì)緊湊，同時(shí)仍然能提供窄線寬， 這種固定間隔無需重新對(duì)齊即可移動(dòng)。

-50mm長(zhǎng)，3.0 GHz FSR；

-直徑50 mm；

-標(biāo)準(zhǔn)反射鏡配置：平面-50 cm ROC；可提供 2 x 50 cm ROC 反射鏡配置；

-出廠時(shí)可設(shè)定過零溫度。

多孔腔

這種多線和多孔的腔體，更加靈活，穩(wěn)定性高，經(jīng)濟(jì)高效且方便。 單腔隔板較多可容納四對(duì)反射鏡，為許多不同顏色的激光器提供頻率參考。

當(dāng)鎖定兩到四個(gè)激光器時(shí)享受共模漂移，例如用于 Ba、Sr 或 Yb 的冷卻、時(shí)鐘、晶格和再泵浦激光器；

-腔體精度和波長(zhǎng)可定制；

-提供 600-1000 nm 范圍內(nèi)的寬帶鏡面鍍膜選項(xiàng)，15,000 的精細(xì)度。致力于為激光光譜提供通用腔，無論使用何種原子或離子。

中面空腔

中間板空腔的精心設(shè)計(jì)和安裝意味著垂直尺寸的振動(dòng)靈敏度較低。這些空腔可以重新定位，同時(shí)保持對(duì)齊。

78 mm長(zhǎng)，2 GHz FSR；

-直徑50 mm；

-標(biāo)準(zhǔn)反射鏡配置為：平面-50 cm ROC；

-出廠時(shí)可設(shè)定過零溫度。

定制腔體

提供額外的腔體和外殼定制，從非常長(zhǎng)的 200-300 毫米腔體到功率積累和共焦腔體。 單個(gè)光學(xué)元件的定制可能包括：

-鏡面鍍膜的精細(xì)度范圍為 20 - 500,000；

-使用 IBS 電介質(zhì)的多波段反射鏡鍍膜；晶體鏡片；

-長(zhǎng)條、Z 形或用于原子物理和傳感的多光束通道的間隔；

-特別選項(xiàng)：組合腔、ULE 環(huán)形腔、共焦腔；

-用于光譜分析的折疊腔，長(zhǎng)度可達(dá)300 mm。

超高精度法布里-珀羅腔溫度控制注意事項(xiàng)

球形腔真空外殼結(jié)構(gòu)緊湊，真空外殼的布置允許在很大的溫度范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)milliKelvin穩(wěn)定性溫度控制。 溫度控制特性很重要，因?yàn)橛糜陂g隔的 ULE 材料在 2°C - 40°C 之間的任何溫度下都具有零膨脹點(diǎn)，因此可以在該零膨脹點(diǎn)（通常為幾個(gè)攝氏度，比帶有 ULE 環(huán)的熔融石英反射鏡的墊片過零溫度低）下工作。

凹形腔真空外殼在 14°C -40°C 之間運(yùn)行，因此過零溫度低于 14°C 的少數(shù) ULE 間隔需要額外的冷卻能力（冷卻水通過散熱器）以達(dá)到其較好工作溫度。

SLS超高穩(wěn)定度FP腔材料選擇：FS VS ULE 鏡面基材

使用熔融石英 (FS) 基板會(huì)導(dǎo)致本底熱噪聲比 ULE（超低膨脹玻璃）低約 2 倍。對(duì)于幾乎所有應(yīng)用，ULE 是較好選擇，因?yàn)樗梢灾圃斐雒咳掌频偷男颓弧Ｈ廴谑⒎瓷溏R配有 ULE 支撐環(huán)以降低熱膨脹系數(shù)。

法布里-珀羅諧振腔應(yīng)用

-原子鐘（例如 Yb、Sr、Yb+、Sr+、Hg+、Ca、Ca+）

-原子激光冷卻和俘獲，包括動(dòng)態(tài)頻率變化

-高精度光譜

-光頻梳齒鎖定

-射頻產(chǎn)生穩(wěn)定時(shí)間保持在小數(shù)點(diǎn)后15位

-用于時(shí)間或頻率傳輸?shù)谋镜卣袷幤?/p>

-微波產(chǎn)生

-激光雷達(dá)（長(zhǎng)相干時(shí)間激光）

-光纖傳感

-光纖擾動(dòng)的檢測(cè)和傳感

-光纖時(shí)間傳輸

-精密激光波長(zhǎng)調(diào)諧

-用于腔漂移消除的光學(xué)頻率掃描生成或移位

超高精度法布里-珀羅腔