微波音调的幅度噪声消除
应用物理
2025-10-17 v1
摘要
相干音调中的载波噪声限制了许多实验系统的灵敏度并导致加热，例如力传感器、计时和宏观量子现象研究。在使用相位噪声消除技术降低载波噪声方面已取得很大进展，然而，在幅度噪声占主导的系统中，这些方法无效。在此，我们提出一种利用反馈消除来降低微波发生器幅度噪声的技术。该方法使用现场可编程门阵列（FPGA）以可调增益和时间延迟重现噪声，与原始音调结合时产生相消干涉。FPGA 还允许调谐消除噪声的频偏和带宽。通过采用该消除技术，我们在距 4 GHz 微波音调 2 MHz 频偏处观察到 13 dB 的噪声功率降低，将总噪声降至相位噪声水平。为了验证其适用性，我们在微波光力学实验中利用该装置研究了发生器噪声对 0.5 mm 氮化硅膜谐振器边带冷却的影响。我们观察到，使用我们的技术，外部诱导的腔加热率降低了 3.5 倍，最小谐振子占据数降低了 2 倍。该方法拓宽了噪声消除技术领域，随着相位噪声性能随时间改善，幅度噪声正成为微波系统中日益重要的考量因素。
引用
@article{arxiv.2506.01465,
title = {Amplitude Noise Cancellation of Microwave Tones},
author = {Joe Depellette and Ewa Rej and Matthew Herbst and Richa Cutting and Yulong Liu and Mika A. Sillanpää},
journal= {arXiv preprint arXiv:2506.01465},
year = {2025}
}