Лазерный мир

Загорулько К.А., Козлов А.В., Хатырев Н.П. // В сборнике: Невская фотоника-2023. Всероссийская научная конференция с международным участием сборник научных трудов. Санкт-Петербург, 2023. С. 285.

Одночастотные лазеры (ОЧЛ) широко используются в различных приложениях: атомные стандарты частоты, гравиметрия, лазерная спектроскопия, радиофотоника, оптоволоконная связь, сенсорные приложения, LIDAR и др. Для многих приложений наиболее важной характеристикой ОЧЛ является «спектральная чистота», определяемая частотным шумом Sν (ЧШ), спектральной шириной линии (СШЛ) и стабильностью частоты. Следует отметить, что спектральная плотность мощности ЧШ Sν (в единицах Гц2/Гц) является наиболее информативным параметром, поскольку она может использоваться для оценки СШЛ [1] и расчета нестабильности частоты [2]. В настоящее время продолжаются активные исследования по совершенствованию методик измерений ЧШ и СШЛ ОЧЛ [3, 4].

Также важной характеристикой лазерных источников излучения, в том числе ОЧЛ, является относительный амплитудный шум (Relative Intensity Noise — RIN). Хотя методики измерения RIN хорошо известны, серийно выпускаемые полупроводниковые лазеры с распределённой обратной связью (Distributed Feedback — DFB) могут иметь RIN на уровне — 165 дБн/Гц, что затрудняет измерение этой характеристики. Также известно, что узкополосные волоконные ОЧЛ с лоренцевой СШЛ менее 1 кГц имеют намного больший RIN, чем, например, полупроводниковые DFB-лазеры с лоренцевой СШЛ в диапазоне 50 кГц ÷ 10 МГц [5]. Таким образом, узкополосные ОЧЛ с минимальными значениями ЧШ, как правило, имеют большие значения RIN и для многих приложений при выборе типа используемых ОЧЛ может потребоваться компромисс между характеристиками ЧШ и RIN.

В данной работе для измерений ЧШ ОЧЛ использовался метод оптического гетеродинирования [3]. С помощью фотоприёмника был получен радиочастотный сигнал биений двух ОЧЛ и проведены измерения ЧШ этого сигнала, который равен сумме ЧШ тестируемых ОЧЛ. В работе будут представлены результаты измерений ЧШ и RIN следующих ОЧЛ: трех волоконных лазеров разных производителей, двух полупроводниковых DFB-лазеров, полупроводникового лазера с внешним резонатором на брэгговской решётке в оптическом волноводе и полупроводникового перестраиваемого лазера с внешним резонатором типа ITLA. Также будут рассмотрены преимущества и недостатки методики измерений ЧШ с использованием оптического гетеродинирования в сравнении с методиками самогетеродинирования.

Полное содержание на https://www.elibrary.ru/item.asp?edn=ousphk