如何测量亚赫兹线宽激光器的相位噪声

2017-03-22 09:05

超窄线宽激光器不仅用于原子钟，还能用于某些类型的光谱、相干光通信以及干涉型传感器等。

除了波长稳定性之外，相位噪声对于这些激光器也是很重要的。相位噪声是激光束的时变电场与纯正弦波的偏离；此外，相位噪声的存在限制了激光器所使用系统的分辨率；而这种超精密激光器的相位噪声也很难测量。

最近，来自法国国家科学研究中心(CNRS)、CEDRIC实验室以及美国国家标准与技术研究所的研究人员提出了一种交叉相关法：对三个亚赫兹线宽激光器加以比较，从而实现每个相位噪音的导出。

这些激光器是发射波长为1542纳米的超稳定激光二极管，每个都被锁定在各自超稳定的光谐振腔内，激光器之间的频率差小于600MHz。

在对每个激光器进行测量时，将其他两个激光器作为参考对象。

研究人员在0.5 Hz至0.8 MHz的傅里叶频率范围内测量了相位噪声功率谱密度。他们确定了互相关器本身的本底噪声非常低 - 远低于任何超宽线激光器。这三个激光器能将小于2 /π的相位噪声降低到了0.5Hz的傅里叶频率。（文/Oscar译）

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