一种新型的碘稳定633 nm He-Ne激光系统

介绍了基于非饱和蒸汽压的碘稳定633 nm He-Ne激光系统,其碘室无需控温装置.激光器的腔长为26 cm,输出功率为0.3 mW,激光调谐范围能够覆盖从a到n的14个吸收峰.通过拍频测量实验,其频率的相对标准不确定度达到6.3×10-11.1 000 s的频率稳定度优于2.5×10-12.该稳频激光系统已被用于国产的量块干涉仪和绝对重力仪中.     

塞曼稳频氦氖激光器系列鉴定会在京召开

北京大学和中国计量科学研究院于1985年6月17日至18日在北京联合召开了“塞曼稳频氦氖激光器系列鉴定会”。会议由北京邮电学院吴彝尊教授和清华大学梁晋文教授主持,王天眷等专家和科技工作者40余人参加了会议。主办单位提供给会议鉴定的有3种633nm塞曼稳频氦氖激光器样机。会前,大会测试组对这三种激光器样机进行了抽样测试,会上,代表们听取了课题组的研制报告和测试组的测试报告。通过认真热烈地讨论,代表们确认了以下指标: 1.横向塞曼稳频激光器(北京大学无线电系研制): 1秒取样的以阿仑方差表示的激光频率稳定度为1.8×10~(-11),频率再现性优于5×10~(-9)。 2.新型锁相双频激光器(中国计量科学研究院时频处光频室研制): 1秒取样的以阿仑方差表示的频率稳定度     

5次谐波锁定的633nm碘稳定氦氖激光器

633nm碘稳定的氦氖激光器是国际计量委员会长度咨询委员会（CC）推荐的复现米定义的主要激光器之一，各国均将它作为长度基准使用。目前，国际上规定的稳频方式是采用3次谐波锁定技术，即调制频率为f时，解调频率为此叨年代初．我国首先提出并实现了采用5次谐波锁定技术，即调制频率为f时，解调频率为sf。中国计量科学研究院与北京大学合作研制的5次谐波锁定的激光器，其频率复现性可以优于3次谐波镇定的同类激光器。目前，这种技术已得到国际同行的关注和响应。各国的实验表明，5次谐波锁定的633nm碘稳定氦氖激光器具有更高的频率复现性。…     

一等大量块(125～1000 mm)检定装置

量块的测量是长度计量的重要基础.文中的装置采用了高精度的633 nm碘稳频氦氖激光器和543 nm热稳频氦氖激光器各一台,分别将不同波长的激光光束入射到典型的迈克尔逊干涉仪中,使放置在测量光路中的量块与平晶研合在一起的组合体和参考镜进行干涉,利用CCD摄像机获取干涉图像,同时测量量块温度及空气折射率(或环境参数),一同输入计算机中进行处理计算得到测量结果.对于125～1000 mm量块的测量难点是保证温度要稳定、均匀、偏离20 ℃的范围要小.为此,设计了可高精度控温的仪器箱,可调节温度到17～23 ℃,温度变化率小于0.01 ℃/h,从而实现量块线膨胀系数的测量.该装置的量块长度测量不确定度达到U99 =0.02 μm+0.2×10-6 L,量块线膨胀系数测量的不确定度可达U99 =0.2×10-6 ℃-1.     

碘-127稳频640nm氦氖激光器的研究(英文)

使用自行研制的~3He-~(22)Ne激光管,首次在640nm波段发现了碘-127分子强的超精细结构谱线。我们从理论上对这些谱线进行了分类计算,确认它们属于碘-127分子P(10)8-5和R(16)8-5超精细结构能级的跃迁。通过对这些超精细谱线频率间隔的精确测量,从理论上修正了碘-127分子的超精细结构耦合常数。用修正后的耦合常数计算的谱线间隔值与实验值的标准偏差仅为32kHz。用这些谱线中的a_9分量作为频率参考谱线,研制成功了碘-127饱和吸收稳频640nm氦氖激光器,其频率稳定性为8×10~(-12)(平均时间10秒),频率重复性优于1×10~(-11)。并测量了它的波长值。碘-127稳频640nm激光器有可能为复现新米定义和为激光光谱学提供一条新的波长标准。     

碘稳频633nm He-Ne激光波长基准

碘稳频633nmHe－Ne激光是国际计量委员会（CIPM）推荐的复现米定义的激光谱线之一。也是目前世界上应用最广泛的波长基准。中国计量科学研究院的碘稳频激光装置是完全靠自己的力量于1980年建立起来的，1986年被原国家计量局正式批准为国家基准。在不断改进与提高的同时分别与国际计量局（BIPM，1980，1997）、新西兰物理工程研究所（PEL，1984）和德国联邦技术物理研究院（IyFB，1990）等计量组织进行了国际比对。lop年7月7日至门日由BIPM组织，在中国计量科学研究院进行了碘稳频633urnHe－Ne激光波长基准的多边国际比对。参加单位…     

基于偏振双反射膜的5MHz频差He-Ne双频激光器

提出了一种利用特殊多层反射膜—应力双反射膜制作的偏振双反射膜He Ne双频激光器 ,这种膜对不同偏振光在垂直入射时反射系数相位跃变不同。利用横向Zeeman效应减小模式耦合 ,使激光器能够输出 5MHz频差的正交线偏振光。进行了横向磁场的方向及激光器的偏振特性的实验研究。采用热补偿法稳频后 ,与中国计量科学研究院的碘稳频激光器 (波长扩展不确定度为 2 5× 10 - 1 1 )进行了拍频比对 ,比对结果表明 :激光器的频率稳定度为 1 4× 10 - 1 0 (10s采样 ) ,平均真空波长扩展不确定度为 3× 10 - 8(K =3)。这种双频激光器结构简单 ,光束特性好 ,频差合适 ,适于制作高测速外差干涉仪。     

飞秒激光频率梳测量光频用拍频装置的实验研究

飞秒激光频率梳测量光频实验中会遇到拍频信号信噪比低、高信噪比拍频信号维持时间短的问题。本文针对该问题在光路的准直、稳定维持方面采取了相应的光学、机械结构优化以及对拍频信号采取了先滤波后放大的措施;设计了一种拍频装置,并利用该装置进行了碘稳频633 nm激光器e峰频率的绝对测量实验。     

~(127)I_2稳定的633nm氦氖激光的频率、谱线宽度与碘压、调制幅度和输出功率的关系的测量(英文)

我们测量了~(127)I_2稳定的633nm氦氖激光的频移和谱线宽度,测量结果说明了它们与碘压、调制幅度和激光输出功率之间的依赖关系。谱线宽度是用三次谐波锁定技术测量的。频率依赖于碘压和调制幅度的关系与其他研究所的结果相类似。各台激光器的功率位移系数不同。当两台激光器的谱线宽度接近相等时,它们之间的频率在±5kHz以内。在上述实验条件下的碘压为17.3Pa,调制幅度为6MHz。文中对实验结果进行了分析和讨论。     

二等量块检定装置

利用激光干涉测长原理研发二等量块自动测量系统并对其进行成果验证。该装置采用633 nm碘饱和吸收稳频He-Ne激光器作为标准;硬件设计包括开发机械主体,搭建激光光路和信号处理模块,研发精密柔性定位的传感器、选配相关电机驱动和环境参数监控系统;软件研发数据采集和监控处理程序、测量结果判定及环境参数补偿软件;该装置测量范围上限100 mm,测量量块的扩展不确定度为U=0.04~0.08μm(k=3)。该装置为华南地区的最高等级计量标准,对外开展长度尺寸为0.5~100 mm的二等量块检定业务。     

633 nm激光波长基准/副基准比对

对中国计量科学研究院、中国计量测试技术研究院和长城计量测试技术研究所的633 nm127I2饱和吸收稳定激光波长基准、副基准进行了比对,这是首次进行的国内长度基准的比对.比对实验的内容包括频率稳定度测量、频差测量和相关的位移参数测量等.给出了以国际计量局BIPM C1为参考的比对结果.     

我国研制的碘稳频氦氖激光器达到国际先进水平

7月7日至17日，由国际计量局（BIPM）组织，在该局对长度和激光部主任沙蒂尔先生主持下，在中国计量科学研究院进行了长度单位“米”的多边国际比对。比对结果表明，我国研制的碘稳频氦氖激光器已经达到了国际先进水平。参加比对的有国际计量局、韩国标准与科学研究院（KRISS）、日本计量研究所（NRLM）和中国计量科学研究院的6套稳频激光器。长度单位“米”是国际单位制（SI）的基本单位之一，许多物理量的计量单位都与“米”有关。自100多年前国际上决定采用米制以来，随着科学技术的发展，“米”的定义经过了数次变迁。从1983年开…     

双纵模稳频He-Ne激光器工作机理及误差分析

为深入分析双纵模稳频氦氖激光器的稳频机理和精度误差,本文提出了双纵模产生的必要条件:内腔型激光器和谐振腔长在100～300 mm之间.按照激光器的工作过程,稳频分为三个阶段:跳模、过渡阶段,模式稳定.结合激光原理和热力学理论,根据光电探测器的电压变化,阐述了稳频机理.拍频实验结果表明,激光器的频率稳定度高达5×10-10.通过误差分析,确定稳频精度仅取决于腔长的变化量,且增加腔长,有助于增加频率稳定度.该方法锁定时间短.     

氦氖激光稳频原理和拍频真空波长检测

He-Ne稳频激光广泛地应用在精密干涉测量中,本文论述He-Ne兰姆凹陷稳频激光,He-Ne兰姆凹陷稳功率激光,0.633微米碘稳频激光、偏频锁定碘饱和吸收稳定0.633pm激光系统和He-Ne双频稳定的激光器的稳频原理及如何用拍频比较法测量它们的波长。     

国际计量局实验室工作动态

·长度 BIPM继续进行入≈633nm的激光频率比对,北欧有3个国家参加(在芬兰的赫尔辛基进行比对),东欧有9个国家参加(在斯洛伐克的布拉迪斯拉发进行比对)。比对研究结果决定扩展里德伯常数的新值。BIPM正在研究用铷的5Sl/2和D53/2的两个光子跃迁获得λ≈778nm的稳定激光。前期结果表明频率复现性优于633nm激光约1个数量级,频率稳定性也优于633nm激光。其它的稳频技术也在研究中,如通过λ≈515nm的多色光进行碘蒸汽激励的超窄谐振技术等。     

碘饱和吸收稳定的氦氖激光器

本文报导了中国计量科学研究院研制的碘稳定的氦氖激光器的结构和性能,以及稳定性、复现性的测量结果。取样时间为1秒、10秒和100秒的频率稳定性分别为2×10~(-11)、6×10~(-12)和2×10~(-12)。根据分量“d”至“j”平均的测量拍频,确定出两台激光器的频差。频率复现性优于±4×10~(-11)。     

甲烷稳定和碘稳定激光器的国际比对

1980年4月,中国计量科学研究院与国际计量局进行了甲烷稳定激光器、碘稳定激光器的比对。比对结果为:甲烷稳定激光的平均频差为+0.56千赫(相当于+6.4×10~(-12))、标准偏差为±1.29千赫(相当于±1.5×10~(-11));碘稳定激光的平均频差为+13.8千赫(相当于+2.9×10~(-11))、标准偏差为±4.5千赫(相当于±0.95×10~(-11))。     

Nd:YVO4/KTP激光碘分子超精细光谱和稳频研究

用Nd：YVO4／KTP腔内倍频环形激光器产生的532nm波长激光，探测到了波长在532．170nm至532．200nm范围的一系列碘的多普勒吸收谱线和饱和吸收谱线。理论计算出相应的波长值和超精细谱线结构参数。理论计算值与实验测量数据在较高的精度内相一致。用三次谐波锁定的稳频电路实现了该激光器在碘饱和吸收线超精细分量上的频率稳定。     

从长度单位米到时间单位秒:稳频激光-飞秒光梳-铯原子喷泉钟-光钟

报道了中国计量科学研究院(NIM)在复现国际单位制(SI)长度单位米和时间单位秒的研究进展,包括稳频激光、NIM4铯原子喷泉钟和飞秒光学频率梳.NIM4钟不确定度达4.4×10-15,NIM在研的飞秒光梳将以优于1×10-13的不确定度实现光学波长向微波频率的溯源.文中还讨论了127I2饱和吸收633nm 3次谐波稳频的HeNe激光波长比5次谐波稳频的更"准确";指出飞秒光梳是从动跟踪系统,描述它的性能指标应当是它的跟踪精度;估计了用"吸收室-原子束-原子喷泉-原子/离子存储"4种不同原理所建频标可能达到的不确定度极限.最后简略展望时间频率基准研究的新动向--光钟.     

633nm碘稳定激光器作为长度基(标)准的比对测量

简述作为长度基（标）准用的633nm碘稳定激光器的技术指标以及它的测量方法，文中以作者所进行的国际和国内比对中的测量结果为例，给出了这类激光器可以复现的频率或波长不确定度。