Стр. 1 - М.А. Губин, А.Н.Киреев, А.Б. Пнев, Д.А. Тюриков, Д.А. Шелестов, А.С. Шелковников, В.А. Лазарев - Оптический стандарт частоты на основе Cr2+:ZnSe-лазера
Упрощенная HTML-версия
120
ISSN 0236-3933. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. «Приборостроение». 2012
УДК 621.374,621.376,621.373.8
М.А. Губин, А.Н.Киреев, А.Б. Пнев,
Д.А. Тюриков, Д.А. Шелестов,
А.С. Шелковников, В.А. Лазарев
ОПТИЧЕСКИЙ СТАНДАРТ ЧАСТОТЫ
НА ОСНОВЕ Cr
2+
: ZnSe-ЛАЗЕРА
Рассмотрены исследования оптических стандартов частоты
(ОСЧ) на основе резонансов насыщенного поглощения и дисперсии,
выделяемых методами нелинейной лазерной спектроскопии в газо-
вых ячейках низкого давления. Оценены возможности создания
ОСЧ на основе Cr
2+
: ZnSe-лазера и метановой поглощающей ячей-
ки (Cr
2+
: ZnSe /CH
4
, λ = 2,36 мкм), обладающего долговременной
стабильностью 1·10
–15
…1·10
–16
.
E-mail:
Ключевые слова:
ОСЧ; Cr
2+
: ZnSe-лазер; метановая ячейка; компакт-
ный транспортируемый ОСЧ; точность, стабильность, воспроизводи-
мость ОСЧ; хранители частоты; методы спектроскопии насыщения.
Введение.
Развитие ряда областей науки и техники определяется
возможностью проведения высокоточных измерений времени и часто-
ты. В течение ХХ в. точность измерения временных интервалов повы-
силась от 10
–7
(маятниковые часы) до 10
–15
для часов, основанных на
сверхтонком квантовом переходе атома Cs, период колебаний которо-
го определяет длительность секунды в системе СИ. Основой такого
повышения послужило прежде всего повышение частоты колебаний
«маятника» от единиц до 10
10
Гц (частота эталонного перехода в Cs
ν
Cs
= 9,1 ГГц). Следующий шаг в повышении точности эталона време-
ни связан с освоением оптического диапазона и стабилизацией часто-
ты излучения лазеров по спектральным линиям атомов и молекул в
диапазоне частот 10
14
…10
15
Гц, что обещает повышение точности еще
на 2—3 порядка по сравнению с Cs-эталоном. Использование стабили-
зированного оптического излучения для измерения временны´х интер-
валов стало возможным после появления удобных средств калибровки
оптических частот по частоте Cs-эталона. Такие средства калибров-
ки — «делители оптической частоты» в 10
4
—10
6
раз, связавшие опти-
ческий и СВЧ-диапазоны, основаны на свойствах спектра излучения
лазеров, генерирующих непрерывную последовательность фемтосе-
кундных импульсов [1, 2]. В настоящее время точность сравнения ра-
дио- и оптических частот (неточность передачи потребителю) может
достигать ~10
–19
[3], поэтому главным источником погрешности явля-
ются оптические стандарты частоты (ОСЧ), стабилизированные по
атомным или молекулярным переходам.
