利用孤子微梳中的色散抑制热噪声
光学
2020-10-14 v1
摘要
我们探究孤子微梳中的本征热噪声，揭示了由非线性和群速度色散引起的热力学关联。合适的色散设计能够控制从环境到孤子微梳的热噪声转导。我们给出了包含温度作为随机变量的 Lugiato-Lefever 方程（LLE）模拟。通过系统性地调节色散，针对不同 LLE 孤子解，我们将重复频率波动抑制了高达 50 分贝。在实验中，我们观测到对于泵浦激光频率的不同设置，重复频率相位噪声有受测量系统限制的 15 分贝降低，且我们的测量结果与热噪声模型一致。最后，我们对比了两个倍频程跨度的孤子微梳，它们具有相似的光谱和偏移频率，但色散经过设计的差异。值得注意的是，它们受热噪声限制的载波包络偏移频率线宽分别为 1 MHz 和 100 Hz，这展示了前所未有的抑制热噪声的潜力。我们的结果指导了未来面向低噪声应用的孤子微梳设计，更一般地，它们阐明了受本征涨落影响的非线性多模光学系统的涌现性质。
引用
@article{arxiv.2006.10907,
title = {Harnessing Dispersion in Soliton Microcombs to Mitigate Thermal Noise},
author = {Jordan R. Stone and Scott B. Papp},
journal= {arXiv preprint arXiv:2006.10907},
year = {2020}
}