3×3耦合器的窄线宽激光器噪声测量新法：原理与实验验证

本文探讨了一种创新的噪声测量技术，该技术基于3×3耦合器构建的非平衡迈克耳孙干涉仪（MI）。迈克耳孙干涉仪是一种经典光学仪器，通过对比两条光路的相位差来测量微小的变化，常用于高精度的光谱分析和激光器性能评估。在本文中，作者设计了一种新型的延时自外差技术，通过这种技术，能够在测量窄线宽单频激光器时实现更高的灵敏度和准确性。 该方法首先理论分析了如何利用这种3×3耦合器的MI来捕捉激光器的相位噪声和频率噪声。相位噪声反映了激光器稳定性的关键指标，而频率噪声则衡量了信号频率变化的程度，两者都是衡量激光器性能的重要参数。对于窄线宽激光器，其噪声水平是特别关注的，因为线宽越窄，激光的稳定性要求越高。 文章介绍了实验系统的搭建，选择了Emcore公司的分布反馈式（DFB）半导体激光器和NKT公司的商用超窄线宽DFB光纤激光器作为测试对象。DFB激光器因其稳定的输出和高光谱纯度而被广泛应用，特别是对于需要极高信噪比的领域如光纤通信和精密测量。 通过实验测试，结果显示这种方法不仅能够全面地评估不同类型激光器的噪声特性，包括相位噪声、频率噪声和线宽，而且证明了其技术的正确性和稳健性。这对于优化激光器设计、提升激光器性能以及确保激光器在实际应用中的稳定运行具有重要意义。 总结来说，这项研究提供了一种有效的方法来精确测量窄线宽单频激光器的噪声特性，展示了3×3耦合器在噪声测量中的潜力，并为进一步提高激光器技术的性能和可靠性提供了科学依据。