1、窄線寬穩(wěn)頻激光器在高靈敏高分辨率激光光譜、基本物理常數(shù)的測(cè)定等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用,同時(shí)又是作為未來(lái)時(shí)間頻率標(biāo)準(zhǔn)的光鐘的必要組成部分。為了獲得頻率穩(wěn)定且線寬窄的激光,通常采用Pound-Drever-Hall(PDH)技術(shù)將激光頻率鎖定在高精細(xì)度光學(xué)諧振腔的共振頻率上。因而被鎖定激光的頻率穩(wěn)定度由參考腔光程長(zhǎng)度的穩(wěn)定度及伺服鎖定系統(tǒng)綜合決定,研究表明環(huán)境振動(dòng)及溫度變化對(duì)參考腔光程長(zhǎng)度的影響已成為限制激光線寬進(jìn)入Hz及亞Hz量級(jí)的主要因素。

2、 本文致力于研究光學(xué)諧振腔由振動(dòng)引起的彈性形變,采用了有限元分析法對(duì)環(huán)境振動(dòng)導(dǎo)致諧振腔光程長(zhǎng)度的變化進(jìn)行了定量計(jì)算和數(shù)值分析。通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)腔體及選取合適的支撐方式來(lái)補(bǔ)償腔體形變,降低腔體光程長(zhǎng)度對(duì)振動(dòng)的敏感度。 對(duì)水平側(cè)向支撐的圓柱形和長(zhǎng)方形這兩種常見(jiàn)駐波腔在豎直振動(dòng)加速度作用下的形變進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算,通過(guò)調(diào)整優(yōu)化支撐方式及位置,使得光程長(zhǎng)度對(duì)振動(dòng)的敏感度降低到25 kHz/ms-2;計(jì)算了豎直放置的圓錐形腔體的振動(dòng)敏感度

3、,發(fā)現(xiàn)在結(jié)構(gòu)對(duì)稱的情況下,其形變量仍存在一定的不對(duì)稱性,通過(guò)微調(diào)腔體支撐面上下部分的質(zhì)量分布來(lái)補(bǔ)償形變,理論上獲得腔體光程長(zhǎng)度對(duì)振動(dòng)免疫的設(shè)計(jì)方案。 首次提出了在PDH穩(wěn)頻中采用具有隔離反饋光特性的環(huán)形腔用于提供頻率參考標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)想。通過(guò)對(duì)環(huán)形腔體在不同支撐方式下振動(dòng)形變的數(shù)值計(jì)算,發(fā)現(xiàn)對(duì)于不同寬度的支撐面,都對(duì)應(yīng)存在一個(gè)支撐位置,使得腔體的光程變化量為零,即對(duì)振動(dòng)免疫,這一結(jié)論為光學(xué)諧振腔的振動(dòng)免疫設(shè)計(jì)提供了有價(jià)值的參考。