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Affordable medium-finesse optical cavity for diode laser stabilization

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Autor(es):
Fernandez, David Rodriguez ; Torres, Manuel Alejandro Lefran ; Cardoso, Marcos Roberto ; Kondo, Jorge Douglas Massayuki ; Saffman, Mark ; Marcassa, Luis Gustavo
Número total de Autores: 6
Tipo de documento: Artigo Científico
Fonte: APPLIED PHYSICS B-LASERS AND OPTICS; v. 130, n. 4, p. 11-pg., 2024-04-01.
Resumo

We have constructed and characterized an affordable medium-finesse optical cavity (F similar to 1500)\documentclass[12pt]{minimal} \usepackage{amsmath} \usepackage{wasysym} \usepackage{amsfonts} \usepackage{amssymb} \usepackage{amsbsy} \usepackage{mathrsfs} \usepackage{upgreek} \setlength{\oddsidemargin}{-69pt} \begin{document}$$({\mathcal {F}}\sim {1500})$$\end{document} for the stabilization of tunable diode lasers at two different wavelengths (780, and 960nm\documentclass[12pt]{minimal} \usepackage{amsmath} \usepackage{wasysym} \usepackage{amsfonts} \usepackage{amssymb} \usepackage{amsbsy} \usepackage{mathrsfs} \usepackage{upgreek} \setlength{\oddsidemargin}{-69pt} \begin{document}$${960\,\textrm{nm}}$$\end{document}, respectively). Its main element is an ultra-low expansion glass spacer, whose temperature was stabilized using thermoelectric cooler elements inside a vacuum chamber. By combining the dual sideband technique and the classical Pound-Drever-Hall technique, we were able to lock the lasers at any frequency within the cavity free spectral range. The cavity presents a long-term drift of resonant frequency of 1.2MHz/day\documentclass[12pt]{minimal} \usepackage{amsmath} \usepackage{wasysym} \usepackage{amsfonts} \usepackage{amssymb} \usepackage{amsbsy} \usepackage{mathrsfs} \usepackage{upgreek} \setlength{\oddsidemargin}{-69pt} \begin{document}$${1.2\,\mathrm{MHz/day}}$$\end{document}, which can be compensated for by temperature variation. Finally, we demonstrate the cavity use in an electromagnetically induced transparency microwave spectrum experiment in a thermal atomic sample. (AU)

Processo FAPESP: 18/06835-0 - Armadilha magneto-ótico de moléculas de Rb2 e estudos colisionais
Beneficiário:Manuel Alejandro Lefrán Torres
Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
Processo FAPESP: 19/10971-0 - Cavidades ópticas para aprisionamento de átomos de moléculas
Beneficiário:Luis Gustavo Marcassa
Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
Processo FAPESP: 21/04107-0 - Colisões em uma amostra molecular fria aprisionada envolvendo um estado quântico bem definido: COCOTRAMOS
Beneficiário:Luis Gustavo Marcassa
Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
Processo FAPESP: 21/06371-7 - Átomos de Rydberg interagindo com campos de micro-ondas
Beneficiário:Luis Gustavo Marcassa
Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
Processo FAPESP: 19/23510-0 - Cavidade óptica para experimentos de átomos de Rydberg
Beneficiário:David Rodríguez Fernández
Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado
Processo FAPESP: 22/16904-5 - Produção e manipulação de moléculas frias
Beneficiário:David Rodríguez Fernández
Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado