刘军 陈帛雄 许冠军 崔晓旭 白波 张林波 陈龙 焦东东 王涛 刘涛† 董瑞芳 张首刚

1)(中国科学院大学,北京100049)2)(中国科学院国家授时中心,时间频率基准实验室,西安710600)3)(中航工业西安飞行自动控制研究所,西安710065)

高精细度光学参考腔的自主化研制∗

刘军1)2)陈帛雄3)许冠军2)崔晓旭3)白波3)张林波2)陈龙2)焦东东2)王涛3)刘涛2)†董瑞芳2)张首刚2)

1)(中国科学院大学,北京100049)2)(中国科学院国家授时中心,时间频率基准实验室,西安710600)3)(中航工业西安飞行自动控制研究所,西安710065)

(2016年9月29日收到;2017年1月18日收到修改稿)

高精细度超稳光学参考腔是获得超窄线宽激光的核心部件.本文报道了面向空间应用的高精细度球形超稳光学参考腔自主化研制及其初步测试结果.设计球形腔体直径为80 mm,腔长78 mm,采用平-凹腔镜结构,凹镜曲率半径为0.5m.使用有限元方法计算了该参考腔的震动敏感度,最佳支撑位置的震动敏感度小于1×10−10/g.采用超光滑表面三级抛光技术实现光学表面粗糙度小于0.4 nm(rMs)的超精密加工,采用双离子束溅射法实现工作波长反射率大于99.999%、损耗小于4 ppm腔镜镀膜,干式光胶方法键合腔体和腔镜.利用扫腔线宽法和腔衰荡法对参考腔的线宽和精细度进行了测量,结果表明该参考腔的精细度约为195000,线宽为9.8 kHz.将698 nm半导体激光器锁定到该参考腔上测得其损耗<5 ppm.与实验室进口同类型参考腔相比较,主要性能指标与其相当.

超稳腔,超低膨胀系数,精细度,光钟

1 引言

近年来,基于超低膨胀系数(ultra-low expansion,ULE)材料的高精细度(通常大于100000)光学超稳参考腔[1−6]技术取得了巨大进展,它……