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如何測量亞赫茲線寬激光器的相位噪聲
超窄線寬激光器不僅用于原子鐘,還能用于某些類型的光譜、相干光通信以及干涉型傳感器等。
除了波長穩(wěn)定性之外,相位噪聲對于這些激光器也是很重要的。相位噪聲是激光束的時變電場與純正弦波的偏離;此外,相位噪聲的存在限制了激光器所使用系統(tǒng)的分辨率;而這種超精密激光器的相位噪聲也很難測量。
zui近,來自法國國家科學(xué)研究中心(CNRS)、CEDRIC實(shí)驗(yàn)室以及美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究所的研究人員提出了一種交叉相關(guān)法:對三個亞赫茲線寬激光器加以比較,從而實(shí)現(xiàn)每個相位噪音的導(dǎo)出。
這些激光器是發(fā)射波長為1542納米的超穩(wěn)定激光二極管,每個都被鎖定在各自超穩(wěn)定的光諧振腔內(nèi),激光器之間的頻率差小于600MHz。
在對每個激光器進(jìn)行測量時,將其他兩個激光器作為參考對象。
研究人員在0.5 Hz至0.8 MHz的傅里葉頻率范圍內(nèi)測量了相位噪聲功率譜密度。他們確定了互相關(guān)器本身的本底噪聲非常低 - 遠(yuǎn)低于任何超寬線激光器。這三個激光器能將小于2 /π的相位噪聲降低到了0.5Hz的傅里葉頻率。