Una fuente láser de alta estabilidad es una base importante para mediciones espectroscópicas precisas y experimentos de control de estados cuánticos en trampas de iones. En respuesta a la necesidad del experimento de medición precisa con iones de iterbio sobre la estabilidad de frecuencia del láser de reloj, este artículo diseña e implementa un esquema de estabilización de frecuencia láser con retroalimentación rápida y lenta basado en un peine de frecuencia óptico como referencia. El sistema obtiene información del error de frecuencia detectando la señal de batido entre el láser de onda continua y los dientes del peine de frecuencia óptico, y construye una estructura de retroalimentación de doble bucle: la retroalimentación lenta se utiliza para compensar la deriva de frecuencia a largo plazo del láser, y la rápida se implementa mediante un modulador acustoóptico para realizar un ajuste de frecuencia de banda ancha. Al mismo tiempo, para reducir el impacto del cambio del ángulo de difracción del modulador acustoóptico con la frecuencia de control sobre la estabilidad de la ruta óptica, se diseñó e implementó una estructura de ruta óptica basada en un doble desplazamiento de frecuencia del modulador. Los resultados experimentales muestran que, después de bloquear el láser de 934 nm al peine de frecuencia óptico, el ancho de línea de la señal de batido se estrecha al orden de Hz, y la fluctuación de la frecuencia central en 3 horas es ±3.6 mHz. La inestabilidad relativa del sistema para tiempos de integración de 1 s y 1000 s es respectivamente 4.55(4)×10-17 y 1.6(4)×10-18, indicando que este esquema tiene un buen efecto de bloqueo de frecuencia y mejora significativamente la estabilidad a largo plazo de la frecuencia del láser. Este método también se puede ampliar para la sincronización y bloqueo simultáneo de múltiples láseres, proporcionando soporte técnico para un referente de frecuencia unificado para sistemas láser multi-longitud de onda en experimentos de trampas de iones.

Peine de frecuencia óptico; estabilización de frecuencia láser; modulador acustoóptico; control de retroalimentación rápida y lenta