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光电信号转换中的阿秒级定时

光学 2015-01-08 v2

摘要

最稳定的电磁辐射源是通过光学方式产生的,光学频率梳提供了跨越数百太赫兹直至微波域的高保真频率传递手段。在此基于光子的微波信号合成过程中,光到电的转换过程是关键一步。在此我们表明,尽管光电二极管的固有时间响应慢了六个数量级以上,阿秒 (as) 级的定时稳定性仍能在光电子界面得以保持。对超短光脉冲周期性序列进行光电探测时产生的额外定时噪声表现为闪烁噪声 (1/f),在 1 Hz 频偏处的幅度为 4 as/Hz\sqrt{\text{Hz}}。相应的相对频率起伏在 1 秒时为 1.4×10171.4\times10^{-17},在 1000 秒时为 5.5×10205.5\times10^{-20}。这些结果表明,作为基于频率梳的微波合成的一部分,直接光电探测能够支持最佳光学频率标准的定时性能,从而为生成稳定性显著优于任何现有源的微波信号开辟了可能性。

关键词

引用

@article{arxiv.1410.7461,
  title  = {Attosecond Timing in Optical-to-Electrical Conversion},
  author = {Fred N. Baynes and Franklyn Quinlan and Tara Fortier and Qiugui Zhou and Andreas Beling and Joe C. Campbell and Scott A. Diddams},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1410.7461},
  year   = {2015}
}