半导体光放大器的相位噪声测量

我们介绍了一种用于测量光放大器相位噪声的新方法，拓扑结构类似于异构曼德内尔干涕仪，但受益于不同的原理。我们报告了在 1.55 $\mu$m 波长处对一根纤芯放大器的测量。正在测试的放大器被插入曼德内尔干涕仪的一个臂中，另一个臂上装有 AOM。我们测量了在曼德内尔干涕仪输出处检测到的 RF 干涉信号的相位噪声。放大器的相位噪声底随着输入激光功率的倒数而下降，最低可达 $-125$ $\mathrm{dBrad^2/Hz}$（在 $f=100$ $\mathrm{kHz}$）。由于放大器的 flicker 噪声低于实验装置的背景，因此无法测量。这一结果为该放大器在 $-32$ $\mathrm{dBrad^2/Hz}$（在 $f=1$ $\mathrm{Hz}$）设定了一个上限，这对应于 Allan 偏差为 $5.2{\times}10^{-17}/\tau$（其中 $\tau$ 为积分时间）。这种噪声水平低于大多数采用石英腔稳压激光器的噪声水平。这些结果在 metrology、instrumentation、光通信或光纤链路等广泛应用领域具有意义。