低相位噪声自注射锁定二极管激光器与高Q纤维共振器:模型和实验

科学领域:

• 光学和光子学 在光学和光子学.
• 激光物理 激光物理
• 光学工程是指光学工程.

背景情况:

• 实现低相位噪声和窄线宽激光器对于各种应用至关重要.
• 分布反 (DFB) 激光器被广泛使用,但往往会表现出显著的相位噪声.
• 外腔可以提高激光性能,但整合可能很复杂.

研究的目的:

• 为了证明低相位噪声和狭窄线宽激光生成使用自我注射锁定.
• 为了研究光纤Fabry-Perot共振器对DFB激光器的降噪能力.
• 将实验结果与性能预测的理论模型进行比较.

主要方法:

• 实现DFB激光器的自我注射锁定在两个不同的纤维Fabry-Perot共振器上.
• 使用专用设备测量激光相位和频率噪声.
• 计算集成线宽并将其与理论预测进行比较.

主要成果:

• 在锁定时,在激光相位或频率噪声中观察到超过45dB的改善.
• 在两种共振器配置中都实现了低于1Hz2/Hz的频率噪声底.
• 最好的激光器表现出大约400Hz的集成线宽,受到振动噪声的限制.

结论:

• 自注射锁定DFB激光器到光纤Fabry-Perot共振器是实现超低噪声和窄线宽的有效方法.
• 基于反向注入功率和Q因子比的简单模型准确地预测了靠近载体的激光性能.
• 进一步改进需要减轻振动噪声,目前这种噪声掩盖了理论性能限制.