张颜艳，闫露露，姜海峰,3，张首刚,3



用于锶光钟频率测量的光纤光梳系统研究进展

张颜艳1,2，闫露露1,2，姜海峰1,2,3，张首刚1,2,3

（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 天文与空间科学学院，北京 100049）

介绍利用掺铒光学频率梳测量锶光钟频率的研究进展。整个测频系统由掺铒光纤光学频率梳和光谱展宽及拍频系统两部分组成。掺铒光学频率梳内的掺铒光纤飞秒激光器基于非线性偏振旋转机制实现锁模，其脉冲重复频率为232MHz，腔内插入了能够快速控制重复频率的电光调制晶体。掺铒光学频率梳频率锁定后，重复频率和载波包络相移频率环内剩余噪声对稳定度的影响约1×10-16@1s和2×10-20@104s。光谱展宽部分利用高非线光纤和倍频晶体，将掺铒光学频率梳光谱范围由1575nm附近扩展到锶光钟波长（698.5nm），在该波长处的光梳单模功率达1μW。将扩展后的掺铒光学频率梳光谱与单频激光拍频得到外差信号信噪比大于40dB（分辨率带宽300kHz），满足后续锶光钟绝对频率测量的应用要求。

掺铒光纤；光学频率梳；频谱扩展；频率测量

0 引言

激光制冷、超稳激光、精密光谱等技术的出现推动时间频率领域的高速发展，未来以原子在光学波段跃迁频率为基准的光钟将代替微波钟成为更为准确的时间频率标准。与微波钟相比，光钟在频率稳定度和不确定度等参量上有数量级的提高。2010年，美国国家标准实验室的Al＋离子光钟频率不确定度率先进入10-18量级[1]，镱原子光钟[2]和锶原子光钟[3]后来居上，不确定度均进入了10-18量级，未来的原子核钟有可能达到更高的精度[4]。……