碘稳频氦氖激光器

复现米的基准装置 – 碘稳定氦氖激光器（iodine stabilized helium-neon laser）

图中为标准及校正实验所的碘稳定氦氖激光器

国际计量委员会于1983年刊登的复现米的方法有以下三种：

1. 平面电磁波在真空及时间t所经过的距离l，利用l= c₀⋅t 的关系及c₀ = 299 792 458 m s^–1，
2. 频率f的平面电磁波在真空的波长ƒ，利用λ = c₀/ƒ的关系及c₀ = 299 792 458 m s^–1,
3. 在指定名单中的一种辐射，总结于下图：

长度咨询委员会-时间及频率咨询委员会频率标准工作小组（CCL-CCTF FSWG）是负责制成及管理用作复现米的标准频率建议值名单。在这名单中，标准及校正实验所选取了以碘稳频氦氖激光器（iodine stabilized helium-neon laser）产生、频率473.612太吓兹、对应波长633纳米的标准频率来复现米。

以碘稳频氦氖激光器产生的633纳米是最经典的标准频率。在1983年米定义改为与光速相联系之前，氦氖激光器已经是在频率计量学中一个热门的研究课题。相关的学问和技术已被开发及改良，例如用碘组件去稳定激光、三阶导数反馈锁定频率及以饱和光谱去消除激光多普勒效应等，都令这个标准频率的准确性和稳定性维持在高水平。直至2000年发明频率梳之前，国际间的比对都是根据此标准频率设计的，比对两支激光器在锁定于不同超精细成份时的差频。亦由于这个历史原因，633纳米频率激光器仍是很多国家计量院（NMIs）用作复现米的工具。

要复现米，以下的条件必需要符合：

• 组件墙温度在摄氏（25± 5）度；
• 冷指温度在摄氏（15.0± 0.2）度；
• 频率调制阔度，峰至峰，（6.0± 0.3）兆赫;
• 单向腔内射束能量（10±5）毫瓦，其功率转移系数的绝对值≤1.0千赫／毫瓦。

符合以上要求及其他在光学和电子控制系统需要的条件，包括三阶导数探测技术及对应于超精细成份ƒ反馈锁定频率后，下列的频率便可以应用来复现米。

ƒ = 473 612 353 604千赫

λ = 632 991 212.58飞米

其相对不确定度为2.1x10^-11。

参考数据

• 标准频率建议值