Applying reinforcement learning to optical cavity locking tasks: considerations on actor-critic architectures and real-time hardware implementation
Università di Perugia（佩鲁贾大学）；INFN, Sezione di Perugia（意大利国家核物理研究所佩鲁贾分部）
本文探讨了利用深度强化学习实现法布里-珀罗谐振腔非线性锁定，并讨论了actor-critic架构和实时硬件实现的改进方法。
2026-01-14 physics.ins-det
Absolute spectroscopy near 7.8 μm with a comb-locked extended-cavity quantum-cascade-laser
首次报道了扩展腔量子级联激光器（EC-QCL）对近红外频率梳的锁频实验，并利用该锁频方案实现了7.87 μm附近N2 O谱线的绝对光谱测量，测量精度为~60 kHz。由于单模操作超过100 cm^{-1}，梳状锁定EC-QCL显示出巨大的潜力，准确检索线中心频率的光谱区域，目前广泛可调谐连续波源的范围之外，无论是基于差频产生或光学参量振荡。这里描述的方法可以直接扩展到12 μm，这是商业cw EC-QCL的当前波长限制。
2017-07-31 physics.ins-det physics.optics
Multi-Tone Microwave Locking via Real-Time Feedback
针对低频环境噪声导致的腔谐振频率涨落，本文提出基于零差监测和FM微波反馈的实时锁定方案，实现单腔及多音光力学测量中的显著噪声抑制。
2023-07-12 physics.ins-det quant-ph
Integration of a high finesse cryogenic build-up cavity with an ion trap
本文实现了一种精细度13000、腔内功率10 kW的低温半球形光学腔，并将其与射频保罗阱集成，实现光与射频联合囚禁，同时研究了高功率热自锁定效应及阱中心与腔模的偏移。
2023-04-15 physics.atom-ph physics.ins-det physics.optics
External Cavity Diode Laser Setup with Two Interference Filters
我们提出了一种外腔二极管激光器的设置使用两个相同的，市售的干涉滤光片在蓝色波长范围内约450 nm。这两个滤波器的组合减小了透射宽度，同时增加了边缘陡度，而没有显著降低峰值透射率。由于与蓝色激光二极管的内部模式间隔相比，这种干涉滤光片的光谱透射较宽，因此增加了基于锁定到腔的Hänsch-Couillaud的附加锁定方案以提高稳定性。激光器通过饱和光谱稳定到碲光谱中的一条线，并且通过监测锁定的误差信号和补偿由于气压变化引起的外部谐振器的长度变化的压电驱动器来证明持续两天的单频操作。文中还给出了滤波器的透射曲线和二极管样品的光谱。
2017-01-09 physics.atom-ph physics.ins-det physics.optics
Thermal-noise-limited, compact optical reference cavity operated without a vacuum enclosure
本文提出一种无需真空封闭的9.7 mL紧凑型法布里-珀罗超稳光学参考腔，通过真空内键合实现热噪声极限性能，锁定激光在1秒处达到5×10^{-14}的Allan偏差。
2023-06-12 physics.ins-det physics.optics
Quadrature amplitude modulation for electronic sideband Pound-Drever-Hall laser frequency locking
Joint Quantum Institute, National Institute of Standards and Technology and the University of Maryland（联合量子研究所，美国国家标准与技术研究院和马里兰大学）
本文提出利用正交幅度调制技术生成高质量相位调制射频驱动信号，用于实现电子边带锁定，通过软件定义无线电补偿I/Q失真，验证了该方法在超窄线宽激光频率锁定中的连续调谐能力。
2026-03-28 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.ins-det
Repetition rate stabilization of an optical frequency comb based on solid-state laser technology with an intra-cavity electro-optic modulator
利用腔内电光调制器实现了基于二极管泵浦固体激光器技术的光学频率梳的重复频率稳定。这种调制器的大反馈带宽允许训练腔稳定的连续波激光器上的梳状重复率，其锁定带宽高达700 kHz。这超过了迄今为止报道的任何其他类型的致动器所能实现的。测量了133 mrad的在环积分相位噪声，并研究了电光调制器的PM-AM耦合。
2016-12-02 physics.ins-det physics.optics
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
An auto-locking ultra-stable laser with sub-hertz linewidth
本文首次详细报道了亚赫兹线宽自锁超稳激光器的设计过程和性能。利用自制的控制器，采用数字电路和模拟电路相结合的方法，将激光频率自动稳定到光学参考腔。数字电路用于超稳激光器状态的诊断和操纵，模拟电路用于判别信号的解调和伺服控制。为了缩短自锁超稳激光器的锁定时间，提高自锁超稳激光器的可靠性，提出了一种在闭环状态下而不是开环状态下搜索传输信号的方法。157次再锁定后得到的中位时间为16.6s，小于20 s的概率大于86%。在0.1 ~ 100 s的积分时间范围内，分数阶频率不稳定度小于3.4E-15。该系统的性能表明，它将作为光时钟信号传输的一个重要子系统。
2022-03-19 physics.ins-det physics.optics
Versatile Digital GHz Phase Lock for External Cavity Diode Lasers
介绍了一种适用于原子物理学实验的通用、廉价、简单的光学锁相器。由于全数字相位检测和拍频预缩放的实现，该装置不需要微波范围的参考输入，并且允许在从sub-MHz到7 GHz（并且稍微扩展到12 GHz）的频率差处锁相。因此，锁定范围涵盖了所有碱金属的基态超精细分裂，这使得该系统的光与原子之间的相干相互作用的许多实验的通用工具。
2010-01-11 physics.ins-det quant-ph
Farey tree locking of terahertz semiconductor laser frequency combs
针对太赫兹QCL频率梳主动锁定方法引入大相位噪声且系统复杂的问题，本文提出微波注入下的法里树锁定方法，利用频率竞争实现锁定并显著降低双梳相位噪声，为紧凑低噪声太赫兹频率梳源铺平道路。
2024-06-19 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
Electro-optic frequency combs for rapid interrogation in cavity optomechanics
电光频率梳被用来快速询问光机械传感器，表现出的光谱分辨率大大超过可能与锁模频率梳。频率梳使用基于集成电路的直接数字合成器产生，并利用在自外差配置。与基于激光锁定或扫描的方法不同，本方法允许快速并行测量全光腔模式、大动态范围的传感器位移以及在DC和500 kHz之间的宽频率范围内的采集。除了很好地适合于腔光学机械传感器的测量之外，这种基于光学频率梳的方法可以用于在广泛的物理和化学传感器中的询问。
2022-03-31 physics.ins-det physics.optics
A High-Precision Frequency Locking Method Based on All-Phase FFT Demonstrated on a Crystal Oscillator with Rubidium Clock Reference
提出基于频域无偏相位估计的高精度频率锁定方法，通过加权重组和傅里叶变换实现无偏相位估计，在FPGA上实现PID控制，将晶振频率波动标准差从12.75 mHz降至0.88 μHz，10秒阿伦方差从9.6e-10提升至1.45e-14。
2026-06-17 physics.ins-det
Simple Locking of IR and UV diode lasers to a visible laser using a LabVIEW PID controller on a Fabry-Perot signal
利用法布里-珀罗腔实现了红外和紫外激光同时锁定到可见光稳定参考激光。LabVIEW用于分析输入，内部PID算法将法布里-珀罗信号转换为模拟锁定反馈信号。锁定计划使两台激光器的长期稳定性都超过了9 MHz，定制的IR激光器在频率稳定性方面得到了显着改善。这项研究的结果表明，一个简单的计算机控制的，非温度稳定的法布里-珀罗锁定计划，我们的应用程序，激光冷却的Ca+离子，和它的使用在其他应用中具有类似的适度的频率稳定的要求的可行性。
2016-03-15 physics.ins-det
Direct Phase Locking of a Ti:Sapphire Optical Frequency Comb to a Remote Optical Frequency Standard
我们报告了一个超低噪声的光频率传输从一个远程位置的Sr光晶格时钟激光器的钛：蓝宝石光学频率梳通过电信波长的光纤网络。钛宝石光学频率梳固有的窄线宽消除了对局部参考高精细度腔的需要。光学频率梳相对于远程光学参考的相对分数频率不稳定性在1 s时为$6.7(1) \times 10^{-18}$，在1,000 s时为$1.05(3) \times 10^{-19}$，包括2.9 km长的光纤网络。这保证了光学频率梳具有与光学标准相同的精度。我们的研究结果为超高精度光谱学和在更简单的设置中将高精度光频转换为射频铺平了道路。
2019-04-02 physics.atom-ph physics.ins-det 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
