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激光器是二十世纪最伟大的发明之一,由于其出色的空间相干性和时间相干性,在准直、测距、计量、集成电路、光纤通信、工业制造及军事等方面获得了广泛的应用。虽然激光相比普通光源其相干性极高,但由于外界环境的影响以及激光器件本身的不稳定性等因素,其线宽往往比较宽。这对于高分辨率的光谱学研究是不够的,因此人们往往采用各种方法来对激光器进行稳频。同时线宽极窄的激光器又可作为光学频率标准的本机振荡器,将其锁定于原子或离子的跃迁谱线上,就实现了一台光频标。由于飞秒光学频率梳的发明,以及原子囚禁技术和激光冷却技术的发展,光频标进入了实验研究阶段。光频标利用原子的光学跃迁作为参考,相比微波频标有望得到更高的准确度及稳定度。对于我们实验室的囚禁单个40Ca+离子光频标,利用Paul型离子阱实现单个钙离子的稳定囚禁。其42S1/2-32D5/2钟跃迁谱线自然线宽约为0.16Hz,对应谱线Q值高达1015量级,对其系统不确定度的评估达到了6.5×10-16。钟跃迁探测激光波长为729nm,由钛宝石激光器MBR-110产生。我们利用Pound-Drever-Hall稳频方法将其锁定于一台超稳腔上,并采用各种措施抑制周围环境的影响,成功获得3Hz的激光线宽。本文总结了作者硕士期间的主要工作,分为以下几个方面：1.完成了ULE超稳腔的安装、真空制备和精细度测量,同时对光学平台的振动敏感性进行了测量。2.通过对稳频光路及电路的优化,对噪声、振动和温度的有效控制,成功压窄了MBR-110的线宽。将MBR-110锁定在两台不同材料的超稳腔上,通过拍频实验显示激光线宽约为3Hz, Allan偏差小于1×10-14(1-10s)。3.自制了4台80MHz的AOM驱动电路和2套160MHz的PD电路并成功用于实验,完成了729nm激光器分别到超稳腔和离子阱系统的光纤噪声消除实验,通过用该激光器探测钟跃迁谱线,获得谱线线宽≤20Hz,明显改善了钙离子光频标的性能。