[发明专利]一种双通道差分激光器相位噪声的测量方法

摘要

本发明涉及一种双通道激光器相位噪声的测量方法，主要解决现有激光器相位噪声测量系统稳定性不高，和系统低频噪声对测量精度的影响较大的问题。本发明采用一种双通道差分激光器相位噪声的测量装置，其硬件平台包括：待测激光器、可调光衰减器、DPSK电光调制器、两个光电探测器、两个低噪放、数据采集电路、计算机、DPSK调制器控制电路，利用成熟稳定的电光调制器代替光纤干涉仪来实现激光器相位噪声测量，并采用双通道差分接收信号，不仅提高了测量系统的稳定性，且消除了系统的本底噪声对测量结果的部分影响。

主权项

1.一种基于双通道差分激光器相位噪声测量装置的测量方法，其特征在于，具体测量原理如下：所述DPSK调制器(103)的输出的光场可表示为：式中，f为光源频率，Ein(f)为入射近探测器上的光场分布，τ为所述DPSK调制器输出的两路信号之间的差分时延，上式可近似表示为：式中，δf为激光器频率抖动，该抖动直接转化为激光器的相位噪声，在激光器的波长带宽内，通过调节DPSK中干涉仪两臂的时延差或调节激光器的波长，可以使得对一个确定光频率f₀，有因此，式(2)表示为：所述光电DPSK调制器输出光经过光电探测器后转变为电信号，经过低噪放后，由于激光器相位噪声而引入的光电探测器输出的电信号的抖动可表示为：Vnoise＝πτIinRκGδf+Vsystem     (4)式中，Iin为进入到光电探测器上的光强，R为探测器输出负载，κ为光电探测器的响应度，G为低噪放的放大倍数，Vsystem为测试系统的本底噪声，光电探测器输出的直流信号表示为：两路信号经过数据采集电路采集后，对两路信号进行差分处理，就可以消除测试系统的本底噪声Vsystem对测量结果的影响，该噪声主要来源于光电探测器和低噪放的噪声，由于采用了差分探测，并令式(4)中πτIinRκG＝K，则式(4)可表示为：Vnoise＝Kδf+Vsystem    (6)通过对式(4)得到的由于激光器的相位噪声而转化得到的光电探测器的电压波动值进行傅里叶变换，得到探测器输出电压的功率谱密度Sv(f)可表示为：式中B为信号带宽，则待测激光器的相位噪声L(f)可表示为：上式就表征了激光器在频偏为f时的相位噪声，因此根据光电探测器输出的电压波动就可以得到待测激光器的相位噪声。