論文の概要: Atomic-referenced Hz-linewidth lasers via fiber interferometric stabilization
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.26427v1
- Date: Tue, 26 May 2026 01:23:04 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-05-27 17:51:41.522158
- Title: Atomic-referenced Hz-linewidth lasers via fiber interferometric stabilization
- Title（参考訳）: ファイバー干渉計安定化による原子相関Hz線波長レーザー
- Authors: Changmin Ahn, Hansol Jeong, Seoyeon Yang, Junyong Choi, Igju Jeon, Hanseb Moon, Jungwon Kim,
- Abstract要約: 光学キャビティと干渉計は例外的な短期スペクトル純度を提供するが、固有の絶対周波数基準は欠如している。
最近のハイブリッドアプローチは、コンパクトな光共振器と原子参照の組み合わせを実証している。
本稿では、Hzレベルの線形幅と原子参照周波数安定性の同時実現を可能にするハイブリッドアーキテクチャを提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.491956853568315
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Narrow-linewidth lasers with absolute frequency anchoring are essential for precision metrology, coherent sensing, and emerging quantum technologies beyond laboratory environments. Optical cavities and interferometers provide exceptional short-term spectral purity but lack intrinsic absolute frequency references. Atomic transitions, in contrast, provide stable frequency anchors but offer limited discrimination sensitivity. Recent hybrid approaches have demonstrated the combination of compact optical resonators with atomic references, yet achieving the Hz-level regime remains challenging. Here, we present a hybrid architecture that enables simultaneous realization of Hz-level linewidth and atomic-referenced frequency stability. An external-cavity diode laser is first stabilized to a fiber interferometer to achieve Hz-level spectral purity, while the interferometer is subsequently anchored to an 87Rb D2 transition via modulation transfer spectroscopy to suppress long-term drift and define the laser frequency relative to the atomic transition. This dual-stabilization scheme realizes a compact atomic-referenced laser with a 3.4-Hz linewidth (1-rad integrated-phase method), a minimum fractional frequency stability of 3.4x10-14 at 0.56 s, and 9x10-13 at 100 s. This architecture establishes a practical and scalable route toward compact and field-deployable atomic-referenced narrow-linewidth lasers for precision metrology and quantum technologies.
- Abstract（参考訳）: 絶対周波数アンカーを持つ狭帯域レーザーは、精密なメトロジー、コヒーレントセンシング、実験室環境を超えた新しい量子技術に不可欠である。
光学キャビティと干渉計は例外的な短期スペクトル純度を提供するが、固有の絶対周波数基準は欠如している。
対照的に原子遷移は安定した周波数アンカーを提供するが、識別感度は限定的である。
最近のハイブリッドアプローチでは、コンパクトな光共振器と原子参照の組み合わせが実証されているが、Hzレベルの状態を達成することは依然として困難である。
本稿では、Hzレベルの線形幅と原子参照周波数安定性の同時実現を可能にするハイブリッドアーキテクチャを提案する。
外部キャビティダイオードレーザをまずファイバー干渉計に安定化させてHzレベルのスペクトル純度を達成するとともに、変調転写分光法により87RbD2遷移に固定して長期ドリフトを抑制し、原子遷移に対するレーザ周波数を定義する。
この二重安定化方式は、3.4-Hzライン幅(1-rad積分相法)のコンパクトな原子参照レーザーを実現し、最低周波数安定性は0.56秒で3.4x10-14、100秒で9x10-13である。
このアーキテクチャは、精密なメトロジーと量子技術のために、コンパクトでフィールド展開可能な原子参照狭帯域レーザーへの実用的でスケーラブルな経路を確立する。
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