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利用飛秒激光器產(chǎn)生精密微波

來源:先鋒科技(香港)股份有限公司   2019年08月01日 16:13  

近年來,對超低噪聲的微波或射頻信號源的需求越來越顯著。的工業(yè)及科學(xué)研究應(yīng)用需要更高精度的微波用于:

· 雷達(dá)系統(tǒng)

· 保密通訊

· 光學(xué)模/數(shù)轉(zhuǎn)換

· 超穩(wěn)時鐘

· 測試與測量

· 衛(wèi)星通訊

· 粒子加速器與自由電子激光

· 相干通訊

鎖模激光產(chǎn)生的超低位相噪聲脈沖提供一種產(chǎn)生具備亞飛秒(RMS)時間抖動的射頻或微波信號的便利途徑,比超低噪聲石英晶振的位相噪聲低幾個數(shù)量級。另一方面,制冷的寶石晶振需要一個龐大的制冷系統(tǒng),其復(fù)雜性限制了它在很多場合的應(yīng)用。近年出現(xiàn)的新型的、基于光學(xué)頻率梳的超低噪聲微波信號源可以實(shí)現(xiàn)*的位相穩(wěn)定性和低位相噪聲,這種設(shè)備的安裝、維護(hù)技術(shù)卻過于困難而且昂貴。[1].

在信號處理與通訊的高性能應(yīng)用(如采樣時鐘,模/數(shù)轉(zhuǎn)換,信號分析器的主振蕩器等)中,高頻位相噪聲以及累積時間抖動是影響系統(tǒng)性能的關(guān)鍵因素。在這類應(yīng)用中,僅僅通過一個自由運(yùn)行的鎖模激光器及一個光電二極管(可添加信號放大器),就可以直接產(chǎn)生微波信號??梢酝ㄟ^將鎖模激光與低噪聲電子學(xué)振蕩器鎖定或同步來抑制低頻段的位相噪聲,從而提升長程穩(wěn)定性。針對需要高頻(如10GHz)微波參考振蕩器的應(yīng)用,將低噪聲壓控振蕩器與鎖模激光同步也是一個可行的解決方案。 [3]. 

 

Menhir Photonics 產(chǎn)品 

Menhir Photonics 為這種應(yīng)用提供極低位相噪聲、高可靠度的鎖模激光器。圖1展示了250MHz重復(fù)頻率的MenHIR-1550 的典型位相噪聲。相位噪聲在10GHz載波(40階諧波)上測量。噪聲本底給出的累積時間抖動上限越為500as(阿秒)。 

 

Fig 1.: (上) 在10GHz諧波上測量250MHz重頻的MENHIR-1550激光器的位相噪聲功率譜;(下)同一臺激光器的10MHz起累積時間抖動.

Menhir Photonics的飛秒激光器在強(qiáng)烈沖擊下仍能保持鎖模,穩(wěn)定輸出

 

[1] Portuondo-Campa, G. Buchs, S. Kundermann, L. Balet, S. Lecomte, "Ultra-low phase-noise microwave generation using a diode-pumped solid-state laser based frequency comb and a polarization-maintaining pulse interleaver", Opt. Expr. 23(25), 32441-32451 (2015)

[2] Schlatter, B. Rudin, S. C. Zeller, R. Paschotta, G. J. Spühler, L. Krainer, N. Haverkamp, H. R. Telle, and U. Keller, ”Nearly quantum-noise-limited timing jitter from miniature Er:Yb:glass lasers”, Opt. Lett. 30, 1536 (2005)

[3] Jung, K., Shin, J. & Kim, J. Ultralow phase noise microwave generation from mode-locked Er-fiber lasers with subfemtosecond integrated timing jitter. IEEE Photon. J. 5, 5500906 (2013).

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