3x3光纤耦合器迈克尔逊干涉仪：无假设激光相位与频率噪声测量法

本文主要探讨了一种利用3 x 3光纤耦合器构建的不平衡迈克尔逊干涉仪在激光相位和频率噪声测量中的应用方法。迈克尔逊干涉仪作为精密光学测量工具，被广泛用于光谱分析、光度计和精密光学系统中，其在激光稳定性和精度方面发挥着关键作用。 首先，研究者针对这种特殊的干涉仪结构，分析了差分相位噪声（differential phase noise, PSD of differential phase）和频率漂移（frequency fluctuation, PSD of instantaneous frequency）之间的关系及其功率谱密度（power spectral density, PSD）特征。他们通过严格的数学推导和细致的讨论，揭示了这些参数间相互转换的原理，这对于理解和控制激光系统的稳定性至关重要。 该方法的一个显著优点在于，它能够在无需特定假设或噪声模型的情况下，方便地获取窄线宽激光器的噪声特性。这意味着该技术具有较高的通用性和实用性，适用于各种激光源，包括外部腔半导体激光器（external cavity semiconductor laser, ECL），这类激光器因其高稳定性和小体积，在现代通信和光学测量中有着广泛应用。 文章中还详细介绍了如何通过这种方法来表征ECL的噪声特性，包括其相位噪声（phase noise）以及由此产生的线宽（linewidth）。相位噪声是衡量激光器稳定性的关键指标，而线宽则反映了激光输出光波的纯度。通过这种干涉仪，研究人员可以实时监控并优化这些参数，从而提高整个系统的性能。 此外，文章可能还涉及到了实验部分，展示了如何实际操作这种3 x 3光纤耦合器的迈克尔逊干涉仪进行测量，以及如何处理和解释测量结果。可能还讨论了与传统测量技术相比，这种方法在灵敏度、分辨率和成本效益方面的优势。 这篇研究论文提供了一个创新的工具，不仅有助于激光领域的基础理论研究，也对激光技术的实际应用有重要的指导意义。通过使用3 x 3光纤耦合器构成的迈克尔逊干涉仪，研究人员能够更深入地理解并控制激光的相位和频率噪声，这对于提高激光器的性能和推动相关技术的发展具有深远影响。