Some aspects of simulation and realization of an optical reference cavity
用于光频计量的单个捕获离子的超窄时钟跃迁的询问需要稳定到每秒几Hz的激光器，其线宽具有相同数量级。今天，如果锁定在高精细度、超稳定的参考腔上，可见光激光器的频率稳定性已经达到Hz范围。如\cite{notcutt05}中所述，基准腔的垂直安装可降低其对振动的敏感度。我们已经设计了一个类似的垂直腔，总长度为150 mm，自由频谱范围为1 GHz。腔体设计的优化已进行了一个简单的元素方法，导致预期的相对长度变化低于10 $^{-14}$重力加速度的影响下（1 $g$）。研究了不同几何参数的变化规律。不同的噪声源的分析表明，对于一个制度优于十分之一赫兹，激光器的快线宽将不受腔特性的限制。
2009-11-06 physics.ins-det physics.optics
A compact, thermal noise limited reference cavity for ultra-low noise microwave generation
我们展示了一个易于制造的，25毫米长的超稳定的光学参考腔的可移动的光子微波发生系统。采用对挤压力一阶不敏感的刚性保持几何形状和在室温下改善热噪声极限的腔几何形状，我们观察到一个激光相位噪声，几乎是热噪声限制为三个频率十年（1 Hz至1 kHz偏移），并支持10 GHz生成，相位噪声在1 Hz偏移时接近-100 dBc/Hz，在所有>600 Hz偏移时<-173 dBc/Hz。分数频率稳定度在0.1 s平均时达到$2\times10^{-15}$。
2017-01-06 physics.ins-det physics.optics
Tunable low-phase-noise terahertz synthesis using a fiber-interferometer-referenced optical frequency comb and an EDFA-integrated Vernier cavity
Graduate School of Sciences and Technology for Innovation, Tokushima University（德岛大学科学技术创新研究生院）；Department of Physics, Toho University（东海大学物理系）；Institute of Post-LED Photonics (pLED), Tokushima University（德岛大学后LED光子学研究所）；Institute of Photonics and Human Health Frontier (IPHF), Tokushima University（德岛大学光子学与人类健康前沿研究所）；Sevensix Inc.（Sevensix公司）
该研究提出一种基于光纤干涉仪参考光频梳与集成EDFA的Vernier腔的双光注入锁定太赫兹合成器，实现230-320 GHz可调谐输出，在267 GHz处信噪比超70 dB，相位噪声达-95.7 dBc/Hz。
2026-10-06 physics.optics
Ultra-compact reference ULE cavity
我们提出了我们的超紧凑，超稳定的激光器的第一个实验表征。该设备的核心是一个原始的法布里-珀罗腔，长度为25 mm，金字塔形几何形状，配备了高反射晶体涂层。腔体及其真空室和光学设置适合30 L体积。我们已经测量了腔的热灵敏度和振动灵敏度，并提出了在$σ_y(1\rm{s})=7.5{\times}10^{-15}$腔分数频率不稳定性的第一个估计。
2019-12-17 physics.atom-ph physics.ins-det physics.optics
Frequency-modulated continuous-wave laser distance measurement system using Fabry- Perot cavity as measuring reference
调频连续波（FMCW）是一种测距技术，允许在长距离上进行高精度距离测量。可调谐激光器的扫描非线性和范围是影响测量精度的主要因素。频率采样法是一种公认的补偿扫描非线性的后处理方法。在这项工作中，FMCW激光测距系统使用高精度法布里-珀罗（F-P）腔作为采样参考演示。用希尔伯特变换计算重采样信号的频率。F-P腔的高稳定性和希尔伯特变换的优点使得外腔半导体激光器（ECDL）在几十GHz的扫描范围内具有很高的测量精度。在该实验中，ECDL的扫描范围仅为88 GHz，在6.7 m的距离内的测量不确定度为76.8 um（覆盖因子k = 2）。
2019-01-02 physics.ins-det physics.optics
Tunable frequency reference by optical pumping-assisted intracavity V-type electromagnetically induced transparency
利用光抽运辅助的V型电磁感应透明（EIT）技术实现了腔体线宽的窄化，构成了可调谐高分辨率频率基准。在室温下，光抽运效应会增加V型EIT的透明性，从而使腔线宽明显变窄。对于我们以前的研究中观察到的七个EIT，在所有的EIT中观察到腔线宽变窄。更重要的是，我们发现利用中心EIT可以在100MHz的宽频率范围内保持腔线宽为1.2MHz。这一特性为利用腔内EIT构造高分辨率可调谐频率基准提供了一种新的途径。
2013-09-12 physics.atom-ph physics.optics
Kerr-Induced Synchronization of a Cavity Soliton to an Optical Reference
本研究提出克尔诱导同步方法，利用微谐振器内的克尔非线性，实现了基于芯片集成氮化硅微环的耗散克尔孤子光学频率梳与参考激光的无源无电子同步，验证了其重复频率稳定性符合光钟分频要求。
2023-12-14 physics.optics
Cryogenic sapphire optical reference cavity with crystalline coatings at $\mathrm{ 1 \times 10^{-16}}$ fractional instability
本文设计并表征了运行于 10 K 的蓝宝石光学参考腔，通过三角帽分析和光晶格钟比对，测得短期噪声底限为 $1\times10^{-16}$，长期稳定性达 $2\times10^{-15}$。
2024-04-22 physics.atom-ph physics.optics
Simple phase noise measurement scheme for cavity-stabilized laser systems
本文介绍了一种以腔为参考测量腔稳激光器残余快相位噪声的简单方法。该方法基于在激光器输出和通过腔传输的强过滤光之间产生拍音。可以直接分析节拍音符，而不需要进一步校准系统参数。我们应用该方法测量了外腔半导体激光器（ECDL）锁定到参考腔的剩余相位噪声，并与反馈系统的环路误差信号的分析结果进行了比较。
2021-02-15 physics.ins-det physics.optics
Slow Light Frequency Reference Cavities -- Proof of Concept for Reducing the Frequency Sensitivity Due to Length Fluctuations
由于源自例如布朗运动的热机械噪声引起的长度变化是使用法布里-珀罗腔的当前最先进的激光频率稳定的关键限制因素。提出了一种利用具有强慢光效应的光学腔来减小腔长变化对频率稳定性的影响的激光稳频方案。由此产生的噪声降低因子与高色散腔间隔件中的光相速度和群速度之间的比率成比例。我们通过实验证明了这种激光频率稳定技术的原理验证，该技术使用稀土掺杂的晶体腔间隔物结合半永久性光谱剪裁来实现腔的色散特性的精确控制。与不存在慢光效应的相同设置相比，频率灵敏度降低了四个数量级。
2022-04-18 physics.optics quant-ph
Laser fractional frequency instability at $\mathbf{4\times 10^{-17}}$ with a room temperature optical reference cavity
National Physical Laboratory (NPL)（英国国家物理实验室）
本文利用68厘米长的室温光学参考腔，实现了激光分数频率不稳定性为$4\times10^{-17}$、线宽为12 mHz，创下室温系统的最佳记录。
2026-06-04 physics.atom-ph physics.optics
Soft-Matter-Based Topological Vertical Cavity Surface Emitting Lasers
本研究利用软物质一维光学超晶格设计并实现了一种柔性、低阈值、高斜率效率的圆偏振拓扑垂直腔面发射激光器，解决了传统半导体拓扑激光器难以用于柔性器件的问题，在经历数百次弯曲后仍保持稳健的光束偏转特性。
2024-10-16 physics.optics
Phase and Intensity Control of Dissipative Kerr Cavity Solitons
耗散克尔腔孤子是在相干驱动的非线性光学谐振腔中持续存在的光脉冲。由于其丰富的非线性动力学特性和在相干微谐振腔光学频率梳的产生中的关键作用，在过去的十年中，它们引起了人们极大的关注。虽然绝大多数实现依赖于\emph{homogeneous}连续波驱动，但孤子的“可塑性”与\emph{inhomogeneous}驱动相结合，为许多应用提供了有吸引力的优势。本文综述了非均匀驱动场作用下克尔腔孤子的动力学特性及其应用。特别是，我们总结了突出的理论发展，允许CS运动的分析中存在的泵浦相位或振幅的不均匀性，并调查最近的实验，使用脉冲驱动，实现节能和灵活的微谐振器光学频率梳。
2020-10-21 physics.optics
Nanophotonic Filters and Integrated Networks in Flexible 2D Polymer Photonic Crystals
聚合物具有吸引人的光学、生物化学和机械性质，包括宽带透明性、易于功能化和生物相容性。然而，它们的低折射率已经排除了聚合物中的波长尺度光学限制和纳米光子应用。在这里，我们介绍了悬浮聚合物光子晶体（SPPC）架构，使纳米光子结构的实施通常限于高折射率材料。使用SPPC平台，我们展示了纳米光子带边滤波器，波导和纳米腔，其质量（$Q$）因素超过$2,300$和模式体积（$V_{mode}$）低于\textbf{$1.7(λ/n)^{3}$}。空前高的$Q/V_{mode}$比导致嵌入式发射器的辐射跃迁通过腔Purcell效应的光谱选择性增强，增强因子超过100。此外，SPPC架构允许直接集成纳米光子网络，这里通过具有亚纳米光谱分辨率的波导耦合腔降滤波器示出。聚合物中纳米尺度的光限域技术有望在光通信、有机光电子学和纳米光子聚合物传感器等领域获得新的应用。
2013-07-22 physics.optics
Sub-kHz linewidth narrowing of a mid-infrared OPO idler frequency by direct cavity stabilization
我们将单谐振光学参量振荡器的闲频直接稳定到中红外法布里-珀罗参考腔的谐振。这是通过Pound-Drever-Hall锁定方案实现的，控制泵浦激光器或谐振信号频率。达到了低于10 $^3$ Hz $^2$ /Hz的残余相对频率噪声功率谱密度，在100 ms内具有920 Hz的高斯线宽，这表明通过锁定光学参量振荡器相对于具有最先进的优异性能的中红外腔而达到低至Hz水平的光谱纯度的潜力。
2015-07-30 physics.optics
Optical transfer cavity stabilization using current-modulated injection-locked diode lasers
它表明，射频电流调制的频率稳定的注入锁定二极管激光器允许稳定的光学腔的长度可调，通过变化的射频频率。该转移腔可用于在不存在适于稳定的原子或分子跃迁的情况下将另一激光器稳定在任意波长。实施涉及激光冷却和陷获实验室中常用的设备和技术，并且不需要电光或声光调制器。通过这种技术，我们稳定的转移腔使用的RF电流调制二极管激光器，注入锁定到780 nm的参考二极管激光器。在Rb池中使用偏振光谱稳定参考激光。在960 nm处的钛：蓝宝石环形激光器被锁定到该转移腔，并且可以通过改变RF调制频率来精确地扫描。我们证明了该系统的激光冷却的Rb原子的里德堡态的激发的适用性。
2006-06-07 physics.atom-ph physics.optics
Integrated Reference Cavity for Dual-mode Optical Thermometry and Frequency Stabilization
光学频率稳定是精密科学系统的关键组成部分，包括量子传感、精密计量和原子计时。超高品质因数光子集成光学谐振器是减小其尺寸、重量和成本以及将这些系统移动到芯片上的主要候选者。然而，由于大的热响应以及对外部环境扰动的敏感性，集成谐振器遭受与温度相关的谐振漂移。腔谐振漂移的抑制可以通过双模光学温度测量使用腔温度的精确询问来实现。这种方法能够通过检测两个偏振或光频模式之间的谐振差偏移来测量腔温度变化。然而，这种方法迄今为止仅在体光学回音壁模式和光纤谐振器中得到证明。在本文中，我们实现了双模光学温度测量使用双偏振模式的氮化硅波导谐振器中的第一次，尽我们所知。在本征TM模Q因子为179.9E6、本征TE模Q因子为26.6E6的氮化硅谐振腔中，双模TE/TM谐振差的温度响应度和灵敏度分别为180.7 $\pm$ 2.5 MHz/K和82.56 $μ$ K。通过将激光器锁定到TM模腔谐振并将双模谐振差应用于前馈激光器频率漂移校正电路来证明频率稳定，其漂移率比未补偿的10.03 kHz/s漂移率提高到0.31 kHz/s。采用双模前馈校正的Allan偏差测量表明，在77 s内，分数频率不稳定度可达9.6E-11。
2021-05-25 physics.ins-det physics.optics
A vibration-insensitive optical cavity and absolute determination of its ultrahigh stability
我们使用的三角帽的方法来评估三个不同的超稳参考腔，其中一个具有振动不敏感的设计，甚至不需要振动隔离的绝对频率稳定性。Nd：YAG激光器和二极管激光器被实现为光源。我们观察到所有三个腔之间的$\sim1$ Hz拍音线宽。测量结果表明，该谐振腔在100 $μ$ s ~ 200 s的整个测量时间内具有良好的频率稳定性。一个绝对的，相关删除艾伦偏差的$1.4\times10^{-15}$在1秒的这个腔，给出了一个频率的不确定性只有0.44赫兹。
2009-04-06 physics.optics
Ultralow-noise microwave oscillator via optical frequency division with a co-self-injection-locked miniature Fabry-Perot reference
National Innovation Institute of Defense Technology, Academy of Military Sciences PLA China（中国人民解放军军事科学院国防创新研究院）；College of Computer Science and Technology, National University of Defense Technology（国防科技大学计算机学院）；College of Advanced Interdisciplinary Studies, National University of Defense Technology（国防科技大学前沿交叉学院）；College of Science, National University of Defense Technology（国防科技大学理学院）；Hunan Research Center of the Basic Discipline for Physical States, National University of Defense Technology（国防科技大学物理状态湖南省基础学科研究中心）
本研究通过结合超高Q微型法布里-珀罗腔与光学共自注入锁定技术，实现了一种超低噪声微波振荡器，适用于下一代通信、雷达和计量学应用。
2026-01-12 physics.optics
Beyond Spectroscopic Strong Coupling: Operational Benchmarks for Cavity-to-Magnon Quantum Transfer
Southwest University（西南大学）
本文针对腔-磁振子量子转移，提出以透射率和热噪声为参数的任务依赖基准，证明传统强耦合判据不足以保证转移性能，并给出优化时序与噪声控制的定量目标。
2026-10-08 physics.optics quant-ph
A tunable low-drift laser stabilized to an atomic reference
我们提出了一个激光系统的线宽和长期的频率稳定性在50 kHz的水平。它基于Ti：Sapphire激光器发射882 nm的辐射，这是指原子跃迁。为此，抽真空的转移腔的长度被稳定到通过调制转移光谱锁定到$^{85}$ Rb D $_2$线的780 nm处的参考激光。利用转移腔的边带锁定技术实现了光谱激光器的无间隙频率调谐。在这种配置中，光谱激光器的线宽来自传输腔，而长期稳定性来自原子共振。利用光学频率梳，分别与活性氢脉泽频标和超窄线宽激光器进行了频率稳定度和线宽的比较。本文介绍的激光系统将用于共振冷却的Ar离子$^{13+}$在441 nm倍频后的$1s^{2}2s^{2}2p\ ^{2}P_{1/2} -\ ^{2}P_{3/2}$跃迁光谱。
2016-08-25 physics.atom-ph physics.optics
Analysis of a Triple-cavity Photonic Molecule Based on Coupled Mode Theory
基于耦合模理论，通过求解哈密顿矩阵的本征值和本征向量，分析了腔间耦合强度可控的链式三腔光子分子（TCPM）的光谱特性和场（能量）分布.将双腔光子分子（DCPM）的相变推广到TCPM，分析了单模频率和线宽的演化，它们分别与相邻光学微腔之间的相干度和三个腔中的能量分布具有同步关系.我们开发了一个叠加图片的三个超模的TCPM，子DCPM的超模之间的干扰。特别地，我们发现了TCPM中中心超模的反常性质，如中间腔的暗态和能量在侧腔之间流动时的相移，这些在信息处理和能量的遥控方面具有重要的应用前景。总结了TCPM的一般性质，并给出了线宽的限制。最后，在适当的条件下，我们利用柔性TCPM平台对多能级原子系统的腔内电磁感应透明进行了有趣的模拟。
2016-10-19 physics.optics
Cavity ringdown spectroscopy at 2 $μ$m wavelength assisted by a comb-locked optical parametric oscillator
本文开发了一台用于2 μm高精度分子光谱学的频率梳锁定腔衰荡光谱仪，通过外腔二极管激光器锁定单谐振光学参量振荡器信号输出实现，探测N2O热振动带跃迁并实现108 kHz的1-σ全局不确定度。
2025-05-29 physics.atom-ph physics.optics
Tuning the Thermal Expansion Properties of Optical Reference Cavities with Fused Silica Mirrors
本文研究了由低热膨胀（LTE）玻璃衬垫和熔融石英（FS）反射镜构成的低热噪声法布里-珀罗腔的热膨胀特性。反射镜和垫片的不同热膨胀使反射镜变形。这种变形对腔体的有效热膨胀系数（CTE）有很大贡献，与全LTE玻璃腔体相比，零交叉温度降低约20 K。有限元模拟和热膨胀系数测量表明，LTE环光学接触的FS镜的后表面允许调谐的过零温度在30 K的范围内。
2010-02-10 physics.atom-ph physics.optics
Cavity optomechanics with arrays of thick dielectric membranes
由结构化柔性微透镜构成的光机阵列是研究量子和多体光机现象的一个很有前途的系统。我们推广调查的光学机械性能的周期性阵列的一维散射体在光学谐振器的振动膜的情况下，其厚度不一定是小的相对于感兴趣的光波长。本文用解析和数值方法研究了阵列的光透射谱及其与线性法布里-珀罗腔场的光机耦合。
2016-11-09 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Highly stable piezoelectrically tunable optical cavities
我们已经实现了高度稳定和可调谐的频率基准使用光学高精谐振腔，其中包括一个压电致动器。作为压电材料，我们使用陶瓷PZT、晶体石英或PZN-PT单晶。锁定到这些腔的激光器显示出优于1 x 10^{-14}的相对频率稳定性，这很可能不受压电致动器的限制。压电谐振腔可以在一个以上的自由频谱范围（> 1.5 GHz）内进行电调谐，频率稳定性仅略有下降。此外，我们提出了一种新的腔体设计，其中的压电致动器之间的腔体间隔组件的预应力。该设计的特征在于可气密密封的内腔体积，腔增强光谱学
2013-02-07 physics.optics
Sub-Hz line width diode lasers by stabilization to vibrationally and thermally compensated ULE Fabry-Perot cavities
在两个独立稳定于两个垂直安装的法布里-珀罗（FP）参考腔的外腔二极管激光器之间，我们在972 nm处实现了0.5 Hz的光学拍音线宽，频率漂移约为0.1 Hz/s。垂直FP参考腔悬挂在中间平面中，使得垂直振动对镜分离的影响被显著抑制。这使得该装置几乎不受垂直振动的影响，而垂直振动比水平振动更难隔离。为了补偿热漂移，FP垫片由具有零线性膨胀系数的超低膨胀（ULE）玻璃制成。在真空中使用Peltier元件的新设计允许在最佳温度下操作，其中ULE的二次温度膨胀也可以被消除。这种ULE FP腔测得的63 mHz/s的线性漂移是由于材料老化，并且在16小时的测量期间，残余频率波动小于40 Hz。温度引起的漂移的一部分归因于反射镜涂层的热膨胀。引起镜面振动的高频热波动限制了设计良好的参考腔的稳定性。通过比较两个相似的激光系统，我们得到了2*10-15的阿伦不稳定性的平均时间为0.1和10秒，这是接近理论的热噪声限制。
2008-01-28 physics.optics
Tunable nonlinear optical bistability based on Dirac semimetal in photonic crystal Fabry-Perot cavity
本文研究了嵌入三维狄拉克半金属的一维光子晶体法布里-珀罗腔中的非线性光学双稳态，通过调节费米能级和优化结构参数实现了低阈值且可调谐的全光开关特性。
2023-04-09 physics.optics
A transportable interrogation laser system with an instability of $\mathrm{mod}\,σ_{\rm y} = 3\times10^{-16}$
我们提出了一个询问激光系统的可移动的锶晶格时钟工作在698 nm，这是基于超低膨胀玻璃参考腔。通过对12 cm长的参考腔进行刚性、紧凑和振动不敏感的安装，实现了可运输性，可承受高达50 g的冲击。腔体安装在独立约束所有自由度的优化支撑点处。该安装概念对于具有长度$L$与直径$D$之比为$L/D>1$的腔特别有益。通常，大的$L$有助于减少热噪声引起的激光频率不稳定性，而小的$D$导致小的腔体积。对频率不稳定性进行了评估，在0.5 s和10 s之间的平均时间内达到其热噪声基底$\mathrm{mod}\,σ_{\rm y} \approx 3 \times 10^{-16}$。激光系统在几次实地研究中成功运行。
2020-05-19 physics.ins-det physics.optics
Compact, Portable, Thermal-Noise-Limited Optical Cavity with Low Acceleration Sensitivity
我们开发和演示了一个紧凑的（小于$6$ mL）便携式法布里-珀罗光学参考腔。锁定到腔的激光器在$2\times10^{-14}$分数频率稳定性下受到热噪声限制。利用电光调制器的宽带反馈控制实现了从$1$ Hz到$10$ kHz偏移频率的接近热噪声限制的相位噪声性能。我们设计的额外低振动、温度和夹持力灵敏度使其非常适合实验室外的应用，例如光学衍生的低噪声微波生成、紧凑型和移动式光学原子钟以及通过部署的光纤网络进行环境传感。
2023-01-20 physics.ins-det physics.optics
8E-17 fractional laser frequency instability with a long room-temperature cavity
我们提出了一种基于48厘米长的光学玻璃谐振腔的激光系统。大尺寸需要复杂的热控制和优化的安装设计。自平衡安装对于在所有方向上可靠地达到低于$Δν/ ν$ 2 E-10 /g的加速度灵敏度至关重要。此外，实现了从激光二极管附近的公共参考点到腔镜和到附加用户点（Sr时钟和频率梳）的光纤噪声消除。通过与其他腔稳激光器和锶晶格钟的比较，揭示了在1 s至1000 s的平均时间下低于1 E-16的不稳定性。
2015-03-31 physics.optics quant-ph
Robust frequency stabilization and linewidth narrowing of a laser with large intermittent frequency jumps using an optical cavity and an atomic beam
提出了一种利用高精细度谐振腔实现激光器间歇跳频的鲁棒稳频的实验方法。这是通过在具有增加的频率锁定范围的原子束中应用来自无多普勒荧光光谱的附加慢反馈信号来实现的。结果，稳定且窄线宽的556 nm激光器保持频率锁定状态超过一周，并有助于更准确地评估Yb光晶格时钟。此外，参考光学腔被支撑在振动不敏感点处，而没有任何隔振台，使得激光器设置更加简单和紧凑。
2020-10-05 physics.atom-ph physics.optics
Photon-efficient readout of optical cavity arrays via spatial heterodyne
Montana State University（蒙大拿州立大学）
本研究提出空间外差计量技术，通过光腔阵列输出与倾斜参考光束干涉实现光子高效读出，可在单光子水平获高信噪比，有望用于光腔阵列中原子量子比特的快速非破坏性成像。
2026-10-14 physics.atom-ph physics.optics
Photon pumping, photodissociation and dissipation at interplay for the fluorescence of a molecule in a cavity
本文提出光学腔中双原子分子的精确模型，同等处理电子与核运动，涵盖莫洛谱、谐波产生与解离竞争及荧光对泵浦和耗散的依赖，为相关实验提供通用模板。
2023-02-17 cond-mat.mes-hall physics.atom-ph physics.optics
Stochastic resonance in vibrational polariton chemistry
本研究采用双空间运动层次方程结合树张量网络态求解器，发现振动强耦合下腔修饰化学反应存在随机共振，且速率增强效应与腔阻尼程度、耦合分子数相关。
2025-01-17 physics.chem-ph physics.optics quant-ph
Nonideal optical cavity structure of superconducting nanowire single photon detector
光学腔结构是超导纳米线单光子探测器获得高探测效率的关键因素。实际上，复杂的制造工艺可能导致非理想的光学腔结构。在本研究中制备的SNSPD的横截面透射电子显微镜（TEM）图像显示出意想不到的弧形光学腔，这可能是由于定义NbN纳米线时SiO2层的过度蚀刻而产生的。通过时域有限差分法进行光学模拟，分析了弧形光腔结构对不同偏振态光吸收效率的波长依赖性等影响。器件的中心波长由于弧形腔结构而发生了蓝移。这种效果相当于高度减小的平腔。研究结果可为SNSPD的设计和制作提供参考。
2014-08-18 cond-mat.supr-con physics.optics
Field-Deployable Pressure Standard Based on a Compact Dual-Cavity Refractometer
Hefei National Research Center for Physical Sciences at the Microscale, University of Science and Technology of China（中国科学技术大学微尺度物质科学国家研究中心）；Hefei National Laboratory, University of Science and Technology of China（中国科学技术大学合肥国家实验室）；State Key Laboratory of Chemical Reaction Dynamics, Department of Chemical Physics, University of Science and Technology of China（中国科学技术大学化学物理系化学反应动力学国家重点实验室）
本文提出一种基于双腔熔融石英折射仪的便携式光学压力标准，通过差分测量消除共模误差，以射频扫描替代反馈锁定，实现3.4 ppm重复性，为现场量子可追溯压力校准提供实用方案。
2026-09-14 physics.gen-ph physics.optics
An Ultra-Stable Referenced Interrogation System in the Deep Ultraviolet for a Mercury Optical Lattice Clock
我们已经开发出一种超稳定的深紫外源，适合满足未来基于中性汞的全功能晶格钟的询问要求。该系统的核心是一个法布里-珀罗腔，它对温度和振动扰动高度不敏感。反射镜基板由熔融石英制成，以利用与这种材料相关的相对较低的热噪声限制。通过稳定1062.6 nm掺Yb光纤激光器的频率到腔体，并包括通过光学频率梳到LNE-SYRTE的喷泉主频率标准的附加链路，我们产生了一个信号，该信号在分数项中稳定在1 E-15水平并参考主频率标准。信号随后被放大并倍频两次，以在深紫外265.6 nm处产生几毫瓦的询问信号。
2010-03-22 physics.atom-ph physics.ins-det physics.optics
Maximizing orientation of a three-state molecule in a cavity with analytically designed pulses
该研究针对单模腔中三态分子极化激元，提出两种腔共振配置下的解析脉冲面积定理，实现0.7746的理论最大无场取向。
2024-09-09 physics.optics quant-ph
Design of a Littrow-type diode laser with independent control of cavity length and grating rotation
提出了一种基于改进Littrow结构的新型扩展腔半导体激光器（ECDL）。通过将压电换能器定位在二极管激光器后面，经由衍射光栅的旋转的粗波长调节与外腔模式的微调解耦，使得激光器即使具有长的外腔也能抵抗未对准和滞后。用780 nm激光二极管测试了具有不同长度外腔的两个激光器原型，并锁定到原子参考。我们观察到一个模式跳变自由频率调谐范围比自由的外腔的光谱范围时，其长度的变化。该设计非常适合需要高水平稳定性的原子和分子实验。
2022-02-10 cond-mat.other physics.atom-ph physics.ins-det
Laser stabilized to a room temperature cavity with AlGaAs coatings reaching $4.2 \times 10^{-17}$ fractional frequency instability
Physikalisch-Technische Bundesanstalt（德国联邦物理技术研究院）
本研究采用晶体AlGaAs涂层的室温超稳腔，实现了$4.2 \ imes 10^{-17}$的分数频率不稳定度，首次在室温系统中识别涂层双折射自发波动为主要频率不稳定源，并通过前馈方法将加速度噪声影响降低四倍。
2026-07-03 physics.atom-ph physics.optics
Multi-laser stabilization with an atomic-disciplined photonic integrated resonator
University of California Santa Barbara（加州大学圣塔芭芭拉分校）；The University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校）；General Technical Services（通用技术服务公司）；DEVCOM Army Research Laboratory South（DEVCOM陆军研究实验室南部分部）
本文提出一种基于光子集成的780nm高Q可调硅氮参考腔，实现多激光稳定、高分辨率铷光谱学及稳定性转移，展示了低功耗、高精度的量子传感应用。
2025-09-17 physics.atom-ph physics.optics
Electronic sideband locking of 318.6nm UV laser to an ultrastable optical cavity with a wide continuously tunable range
报道了一个用于铯原子6S_（1/2）-Nd（n = 70 ~ 100）里德堡单光子激发的稳频可调谐318.6nm紫外激光系统。采用电子边带锁定技术，将两个红外光纤激光器单通和频产生的637.2 nm激光偏移锁定到置于超高真空中的高精细度超低膨胀（ULE）光学腔中。通过间接改变电光相位调制器上的调制频率，在整个激光系统保持锁定的情况下，腔增强二次谐波产生的318.6 nm紫外激光可以连续调谐到4 GHz以上。分析了调谐范围主要取决于调制器带宽和种子激光器的调谐范围。锁定方案提供了一种将参考频率与目标频率之间的频率差补偿到所需激发态的方法，在冷原子精密光谱实验中具有巨大的潜力。
2016-06-24 physics.atom-ph physics.optics
Enhanced temperature sensing by multi-mode coupling in an on-chip microcavity system
针对微腔传感分辨率受光学品质因数和模式体积限制的问题，本研究在片上集成微腔系统中提出并验证了利用多模耦合增强自参考温度传感器分辨率的方法。
2023-08-21 physics.app-ph physics.optics
Simple vibration insensitive cavity for laser stabilization at the 10^{-16} level
本文介绍了两种用于解决混合组分（In+ / Yb+）库仑晶体窄跃迁超稳激光器的参考腔的设计和实现。通过简单的设置，我们实现了接近12 cm长腔的热噪声极限的分数频率不稳定性，在10 s时达到4.7 * 10^{-16}，线性漂移为53 mHz/s。我们讨论了各个不稳定性的贡献，并表明，在一个较低的热噪声地板和振动灵敏度的设置，可以达到1 * 10^{-16}的不稳定性。为了实现这一点，我们实现了一个振动不敏感的设计为30厘米长的腔水平安装，并进行了第一次测试，显示1.8 * 10^{-11} / ms^{-2}的灵敏度垂直加速度。这比短腔观察到的值小约20倍。讨论了机械公差和进一步降低灵敏度的方法。
2013-10-09 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Thermal tuning of a fiber-integrated Fabry-Pérot cavity
Vienna Center for Quantum Science and Technology, Atominstitut, Technische Universität Wien（维也纳量子科学与技术中心，原子研究所，维也纳工业大学）；Leibniz Institute of Photonic Technology（莱布尼茨光子技术研究所）
本文研究光纤集成法布里-珀罗腔的热调谐，通过独立温控光纤布拉格光栅实现共振波长和阻带调谐，保持精细度不退化，并可用于窄带滤波和量子发射体的可逆耦合。
2021-05-25 physics.ins-det physics.optics quant-ph
Deterministic Assembly of Single Emitters in Sub-5 Nanometer Optical Cavity Formed by Gold Nanorod Dimers on Three-Dimensional DNA Origami
纳米腔和单个发射器之间的可控强相互作用对于操纵纳米光子系统中的光发射是重要的，但实现具有挑战性。在这里，提出了一种三维DNA折纸，命名为DNA机架（DR），并证明了确定性和精确地组装在由紧密耦合的金纳米棒（AuNRs）形成的超小等离子体纳米腔中的单个发射体。DR独特地具有鞍形形状，具有两个管状凹槽，其几何形状允许紧密配合并以<10°的弯曲角度线性对齐两个AuNR。它还包括在鞍点处的间隔物，以保持AuNR之间的间隙小至2-3 nm，形成估计为20 nm 3的纳米腔，实验测量的Q因子为7.3。DNA对接链被设计在间隔物处，以将单个荧光发射体以纳米精度定位在腔内。使用Cy 5作为模型发射体，实验验证了~30倍的荧光增强和显著降低的发射寿命（从1.6 ns到670 ps），证实了显著的发射体-腔相互作用。这种DR模板组装方法能够拟合可变长宽比的AuNR以形成各向异性纳米腔，并确定性地结合不同的单个发射器，从而使腔谐振和发射波长的灵活设计能够在纳米尺度上定制光-物质相互作用。
2021-04-07 physics.app-ph physics.optics
Reducing the effect of thermal noise in optical cavities
光学谐振腔中的热噪声严重限制了最先进频率标准的稳定性，对于长平均时间t，其水平为几个10^（-16）（s/t）^（1/2）。在本文中，我们描述了两个方案，以减少在参考腔中的热噪声的影响。在第一种方法中，我们调查的潜力和限制的操作腔接近不稳定性，在那里的光束直径的镜子变得很大。我们的分析表明，即使是一个10厘米的短腔可以实现热噪声限制的分数频率不稳定性在低10^（-16）制度。在第二种方法中，我们增加了光学腔的长度。我们发现，一个39.5厘米长的腔具有潜在的分数频率不稳定性，甚至低于10^（-16），而它似乎是可行的，以实现降低灵敏度<10^（-10）/g的振动引起的分数长度变化在所有三个方向。
2013-12-17 physics.optics quant-ph
Design of resonant microcavities: application to optical gyroscopes
我们从理论和数值上研究了旋转对旋转参考系中微腔谐振频率的影响。当腔体旋转大于一定值时，腔体的旋转会引起谐振频率的偏移，且与腔体的旋转速率成正比。在该值以下，存在旋转速率的区域，其中不存在与旋转速率成比例的频率偏移。我们发现，设计腔对称性为$C_{nv}$（$n\ge 3$）可以消除这个区域。
2007-11-22 physics.gen-ph physics.optics
Temperature-independent optical cavities for laser frequency stabilization
提出了一种用于激光稳频的参考单片光学腔的热膨胀补偿方法。考虑了两种光学腔方案：带压接环的法布里-珀罗干涉仪腔和带夹具的回音壁腔。在每个方案中，由于腔与由具有高热膨胀系数的材料制成的元件的应变连接，实现了热膨胀补偿。估计了腔长稳定的温度范围。
2022-02-18 physics.ins-det physics.optics
