633nm碘稳频激光器——可靠的“巅”稳频

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633nm碘稳频激光器——可靠的“巅”稳频

高稳定激光波长标准在几何量计量、精密干涉测量、原子分子光谱探测以及重力测量等领域，具有重要的应用价值。由于该类激光器的波长不确定度与稳定度均能达到10⁻¹¹量级以上，面对当前绝大多数精密测量场合，作为光源的稳定性要求都能满足，是目前最为便捷和可靠的高准确度激光波长参考光源。其中碘稳频激光器是应用最广泛的一种基于饱和吸收的稳频激光器，以碘蒸汽的饱和吸收谱线作为基准，其重复性和稳定性的均有保证。可用于诸如一等量块干涉仪、激光绝对重力仪等对测量不确定度要求较高的干涉测量系统中。

633nm附近碘的吸收光谱

在精密测量和工业测量中使用最为广泛的激光频标或波长标准，是波长为633nm 的稳频He-Ne激光器，例如：兰姆凹陷稳频激光器、

双频激光器、横向塞曼稳频激光器、双纵模稳频激光器等等。 它们的频率稳定度可达10^－10量级，个别可达10^－11量级，其频率复现

性大致在1×10^－7至1×10^－8 之间，它们的真空波长值及测量不确定度必须用高一级的基准来进行测量。 而633nm碘稳定激光器的

频率稳定度可进一步达到10^－11至10^－12量级，频率复现性可达(1-2)×10^－11；频率或波长值的不确定度为2.5×10^－11，完全可以用来作为基准，测量上述稳频He-Ne激光器的频率稳定度、复现性和真空波长值。在我国的JJG 353-2006有关633nm稳频激光器的国家计量检定规程中，也采用633nm He-Ne碘稳频基标准激光器作为参考激光器，通过拍频测量检定其他633nm激光器的稳定度。

633nm 碘稳频He-Ne激光器装置紧凑，为腔内饱和吸收的稳频激光装置，激光器的腔长约350mm，装置便于携带，因此易于广泛开展国际和国内的比对测量。整体结构的简单紧凑也有利于激光器的长期可靠运行，提高了环境适应性，降低了整个系统的使用代价。比

对结果表明，它们的频率复现性在多数情况下可以优于2.5×10^－11。

1992年，法国时间频率基准实验室（LPTF）用激光频率链的方法，直接测量了633 nm 碘稳定激光器碘谱线i分量的绝对频率值，其频

率 f _i和真空波长值λ_i分别为：f_i ＝473612214705 kHz，λ_i＝632991398.22 fm 其相对不确定度为2.5×10^－11。

 

TEM公司出品的633nm稳频可调谐半导体激光器，包含碘饱和吸收光谱的频率参考，确保在半导体激光器使用寿命内的各种使用条件下拥有50MHz(66fm)的稳定性，因此在很多应用中可直接取代He-Ne激光器，且可调谐范围超过300GHz(0.4nm)。可通过软件进行简易的操作，将输出波长锁定在633nm，使用方便，并且可以实时监控锁定情况。

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