刘涛，陈龙，张林波，许冠军， 刘军,3，董瑞芳，张首刚



698nm超稳激光研究进展

刘涛1,2，陈龙1,2，张林波1,2，许冠军1,2， 刘军1,2,3，董瑞芳1,2，张首刚1,2

（1. 中国科学院 国家授时中心，西安 710600；2. 中国科学院 时间频率基准重点实验室，西安 710600；3.中国科学院大学，北京 100049）

为满足新一代时间频率系统中锶原子光钟的研制任务的需求，研制了698nm超稳激光系统。基于PDH激光稳频技术，将激光频率锁定在高精细度光学参考腔共振频率上，通过PID负反馈控制系统实现对激光频率的纠正，从而提高激光的频率稳定度。两套独立激光系统的拍频比对结果显示，单套激光系统的频率稳定度约2.5×10-15/s，线宽是2Hz。

PDH稳频技术；光钟；超稳激光器；Fabry-Perot参考腔

0 引言

时间是最基本的物理量之一，其国际基本单位是秒。1967年，第十三届国际计量大会将秒长定义为，位于海平面上的133Cs原子基态两个超精细能级间在零磁场中跃迁振荡9 192 631 770周所持续的时间为1 s。Cs原子喷泉钟是现行秒定义的基准钟[1-2]，其频率稳定度为10-16量级。近年来，锶原子光钟发展迅速，其稳定度和准确度都已经进入10-18量级[3-4]，较Cs原子喷泉钟提高了两个量级。由于其优越的性能和瞩目的进展，锶原子光钟有望成为下一代频率基准[5]。

为满足我国对高精度时间基准的迫切需求，中国科学院国家授时中心正在开展锶原子光钟研制工作。其中，工作波长为698 nm的超稳激光器[6-10]作为锶原子光钟的本地振荡器，用于探测钟跃迁信号，是锶原子光钟不可缺少的重要组成部分。锶原子光钟参考跃迁线的自然线宽在mHz量级，为了实现锶原子参考跃迁线的精密测量，需要研制具有极高频率稳定性的698 nm稳频激光。……