Спектральные характеристики лазеров с электронной стабилизацией по опорному резонатору

Анализируются экспериментальные спектральные характеристики излучения лазерных систем, предназначенных для прецизионной двухфотонной спектроскопии перехода 1s — 2s в атоме водорода. Подробно рассматриваются спектральные свойства излучения полупроводникового лазера с внешним резонатором (длина волны λ = 972 нм), стабилизированного относительно внешних монолитных резонаторов различной геометрии. Рассматриваются классическая схема резонатора с горизонтальной осью, а также новая схема с вертикальной осью, обладающая низкой чувствительностью к вибрациям. Спектр генерации стабилизированного лазера представляет собой комбинацию узкого центрального пика и пьедестала, обусловленного остаточными фазовыми шумами. При стабилизации полупроводникового лазера относительно резонатора в вертикальной конфигурации достигнута спектральная ширина менее 0.45 Гц, притом что в ней содержится около 99% мощности излучения. Экспериментально исследованы процессы преобразования спектра излучения при удвоении частоты в нелинейных кристаллах. Показано, что созданная лазерная система позволяет сузить спектральную ширину регистрируемой линии перехода 1s — 2s в атоме водорода до 2 кГц в пересчете на длину волны 121 нм.