近日，英国国家物理实验室（NPL）发表了关于激光频率稳定的最新研究成果，NPL展示了通过采用前所未有的长光学参考腔和主动噪声抵消方案所实现的激光频率稳定方面的性能飞跃。这一进步具有超越现有技术水平的光学存储时间和主动消除杂散稳定噪声的显著特性。
将激光器的光学参考腔进行频率稳定控制是实现卓越稳定性的一种成熟方法。最近的研究显著降低了技术稳定噪声，使得激光的稳定性得到了显著提升。该团队开发了一种长度为68cm的光学参考腔，实现了创纪录的300微秒光学存储时间。从这个角度来看，68cm空腔两端的高反射率镜子之间的光线可以传播大约100公里，相当于英吉利海峡海底隧道长度的两倍。
除了腔体设计方面的进步外，研究人员还解决了杂散稳定噪声的挑战。他们成功地实施了一种技术用来主动消除称为残余幅度调制（RAM）的技术噪声源，该噪声源由稳定所需的相位调制技术产生。
这一创新性的工作为开发更稳定的激光器铺平了道路，这将显著提高光钟的性能，光钟是基于光跃迁的下一代原子钟。这项工作的影响涉及各个领域，包括国家计时、定位、导航、电信、激光源的特性分析和基础科学研究。
这些发现凸显了提升测量能力的重要性，并且可能会导致技术和科学研究的重大进步。
首席科学家Marco Schioppo表示：我们很高兴分享这些关于改进光学腔激光频率稳定性的研究成果，从而推动性能更优的激光器的开发。由于光学腔体稳定激光器是高精度时间和频率测量中无处不在的工具，因此我们的工作将对众多技术应用和科学产生广泛的积极影响。
助理科学家Adam L. Parke说：这是一个有趣的研究挑战，我很高兴能够为残余振幅调制的控制改进做出贡献，如果管理不当，这种失控的效果会严重影响频率稳定。
该论文被《Optics Letters》期刊选为“编辑精选”，这一荣誉旨在表彰具有卓越科学质量的文章，论文的详细内容可在此处查看 https://doi.org/10.1364/OL.560815
