日前，兩套全新定制型Montana超精細多功能無液氦低溫光學恒溫器在國內完成安裝，兩套設備將用于低溫光學原子鐘的相關研究。這是Montana超精細多功能無液氦低溫光學恒溫器在國內的又一全新應用方向。

超穩(wěn)定的激光是現代高精度測量科學的重要手段之一。高度相干的穩(wěn)定激光可以被應用于引力波探測、射電天文學、低相位噪聲的微波合成器。近幾年來，超穩(wěn)定激光新的用途是用于精確記錄時間流逝的原子鐘。原則上原子鐘的極限準確度僅受限于只有幾個毫赫茲的激光帶寬。然而這就要求了全新一代超穩(wěn)定的激光器需要達到10-18的穩(wěn)定度。

近年來，人們研究發(fā)現在低溫硅腔中的激光器具有非常高的穩(wěn)定性，將工作溫度降至4 K時可提供諸多優(yōu)勢。首先，涂層熱噪聲在4 K時顯著降低，不穩(wěn)定性降低至10−18水平；其次熱膨脹（CTE）在極低溫時迅速減小，進一步減少了溫度波動的影響。超精細多功能無液氦低溫光學恒溫系統(tǒng)中的光學腔尤其適用于超高精度的原子鐘系統(tǒng)以及需要特殊超高穩(wěn)定度的精密低溫光學實驗。

自2017年科研人員基于Montana搭建了超穩(wěn)定光學微腔并將重要的結果發(fā)表在PRL期刊以來，Montana超精細多功能無液氦低溫光學恒溫器在超穩(wěn)定光學微腔方面的應用引起了科學家廣泛的興趣。

光學微腔低溫系統(tǒng)的樣品腔結構示意圖*

用于光學微腔的Montana超穩(wěn)定低溫光學系統(tǒng)示意圖*

日前，由Montana Instruments公司根據我國用戶的要求全新打造的兩套超高穩(wěn)定性光學微腔低溫系統(tǒng)已完成安裝并交付使用。系統(tǒng)將用于基于光學微腔的原子鐘相關的超高精度科學實驗。

基于Montana S200型超精細低溫光學系統(tǒng)定制的用于光學微腔低溫系統(tǒng)外觀圖

該系統(tǒng)可以實現優(yōu)于mK級的溫度穩(wěn)定性和超低振動，為超精密的光學實驗提供穩(wěn)定的環(huán)境。系統(tǒng)可以設計多個光學窗口和多種電學通道，滿足用戶的各種光電測量需求。因此該系統(tǒng)不僅適用于光學微腔實驗，還適用于多種需要超穩(wěn)定低溫環(huán)境的精密光學、電學實驗。

* Ultrastable Silicon Cavity in a Continuously Operating Closed-Cycle Cryostat at 4 K, PRL 119, 243601 (2017)

Montana超精細多功能無液氦低溫光學系統(tǒng)

先進光學恒溫器制造商Montana Instruments多年來為低溫光學、量子信息等領域提供高性能的光學恒溫器而廣受贊譽。作為低溫光學恒溫器的旗艦產品，Montana Instruments在S系列基礎上推出了全新型號CryoAdvance系列。該系列的目標是助力科技工作者在先進材料和量子信息領域的研究更上一層樓。

CryoAdvance 新特色

? 自動控制：全新智能觸摸屏系統(tǒng)，“一鍵式操作”，實時顯示溫度、穩(wěn)定性、真空度等多種指標。

? 模塊化設計：多種配置可選，快速滿足各種實驗需求，后續(xù)升級簡單。

? 多通道設計：基本配置已包含光學窗口+直流電學+高頻電學通道。

? 穩(wěn)定性設計：新設計在變溫和振動穩(wěn)定性上進一步優(yōu)化。

CryoAdvance 50主要參數

? 低溫極限：3.2K

? 震動穩(wěn)定性：<5 nm（峰-峰值）

? 降溫時間： 300K-4.2K~2小時

? 樣品腔空間：Φ53 mm ×100 mm

? 光學窗口：5個光學窗口，可選光纖引入

? 水平光路高度：140 mm

? 窗口材料：多種材質可選

? 基本電學通道：20條直流通道。

? 接口面板：雙RF接口+25DC接口

Cryostation® s200系統(tǒng)

s200系統(tǒng)具有超大的樣品腔，可滿足多種低溫光學實驗方案和高度定制化的個性化實驗方案。

? 低溫極限：3.6K

? 震動穩(wěn)定性：<15 nm（峰-峰值）

? 降溫時間： 300K-4.2K ~10小時

? 樣品腔空間：Φ196 mm ×75 mm

? 光學窗口：9個光學窗口

? 窗口材料：多種材質可選

? 接口面板：多種接口可選