利用共振无源腔分析和抑制飞秒脉冲激光噪声的理论和实验研究

理论分析了共振无源腔对飞秒脉冲激光的强度和相位噪声的转化模型,分析表明,通过测量无源腔透射场或者反射场相对于输入场强度噪声的变化,可以间接得到输入场飞秒脉冲激光的相位噪声.在此基础上设计了精细度约为1500、自由光谱区为75 MHz的八镜环形共振无源腔,并测量了钛宝石锁模激光经过该共振无源腔后透射场和反射场强度噪声的变化.实验观察到,飞秒脉冲激光经过无源腔透射后,强度噪声特性得到较好改善,在探测频率2 MHz附近达到散粒噪声极限.同时,结合共振无源腔对激光强度和相位噪声的转化模型,间接给出了钛宝石锁模激光的相位噪声及无源腔对相位噪声的有效抑制作用.     

激光自混频干涉效应中相位噪声的测量

本文研究了半导体激光器的自混频干涉效应,使用法布里-珀罗腔将输入场的相位噪声转换为强度噪声,完成了不同反馈以及不同外部距离下相位噪声的测量,并与自由运转时量子阱半导体激光器的相位噪声进行了比较.理论与实验基本一致.     

模式清洁器的噪声转化与输出场噪声分析

根据三镜腔模式清洁器的反射光场及透射光场的传输特性,推导了反射光场和透射光场中振幅和相位两个正交分量的噪声转化函数,理论证明模式清洁器可以实现半导体激光器振幅噪声和相位噪声的相互转化.搭建三镜腔模式清洁器和自平衡零拍探测实验系统,测量了模式清洁器反射光场和透射光场的振幅噪声谱,实验结果与理论结果一致.根据模式清洁器的噪...     

汤姆逊硬X射线源中锁模脉冲激光稳频方法

 汤姆逊硬X射线源中,光阴极微波电子枪要求触发激光脉冲与腔中微波场相位的精确时间同步。理论分析了锁模脉冲激光器相位噪声,探讨了对激光脉冲相位探测和控制的方法,并通过实验构建了激光相位抖动测量系统和锁相环稳频回路,用基频鉴相信号驱动压电陶瓷晶体改变谐振腔长,实现了从开环3.42 ps到闭环1.46 ps的均方根相位抖动的测量和控制。     

电磁诱导透明介质中探测场量子噪声特性的实验研究

利用平衡零拍探测测量电磁诱导透明(EIT)介质中探测场的正交振幅和正交相位噪声谱。在平衡零拍探测系统中通过调节压电陶瓷来改变本振光的光程从而改变本振光与探测光的相对相位,进而测量不同相位对应的探测光的噪声分量。实验中电磁诱导透明介质中探测光与耦合光耦合导致探测光噪声的增大,发现在耦合光不同失谐下对探测光不同正交分量引入的额外噪声是不同的,同时得到了探测光噪声与耦合光功率及分析频率的关系。     

频谱测量中的边带噪声误差估测

将频谱测量中的误差分为两大类，即被测信号的误差和频谱仪本身的误差。图1为仪器输入信号Vin中包含的噪声Vn和信号Vs的频谱，则瞬时噪声Vn=Vin-Vs,在频域上关于信号工对称。笋析证明边带噪声是由幅度噪声和相位噪声组成，并用小信号调制理论来描述，     

基于里德堡原子天线混频的微波相位噪声影响测量

本文理论分析和实验测量研究了微波相位噪声对里德堡原子天线微波混频信号的影响。通过研究微波混频信号的相位噪声项，建立在信号场中加入相位噪声后微波混频信号强度变化的理论模拟图。实验基于室温铯原子气室中里德堡原子电磁感应透明光谱，实现里德堡原子■态的电偶极跃迁，得到频率13.806 057 GHz与13.806 000 GHz的微波场混频信号。同时，对混频信号强度的参数依赖关系进行研究。经实验发现，基于里德堡原子天线微波混频信号强度与参考场的功率有关，优化功率参数条件下，参考场可以实现约20 d B的混频信号增强；当参考场调控里德堡原子达到微波混频效率最大时，在信号场中加入相位噪声，会导致混频信号强度的显著降低。     

CCD噪声标定及其在边缘定位中的应用

成像过程中的CCD噪声将给图像测量结果带来误差,因此能否有效地抑制这些噪声是提高测量精度的关键。分析了CCD暗电流噪声和随机噪声的特性,并针对各自特性提出了相应的噪声标定技术以及抑制方法。结合精密图像测量任务,分别研究了暗电流噪声和随机噪声对一维边缘定位、结构光相移法相位提取的影响。通过仿真和实验,比较了噪声抑制前后的测量结果,结果表明,噪声抑制后边缘定位精度有很大的提高,证实了该CCD噪声标定技术和抑制方法的有效性和必要性。     

抑制相位噪声实现主动锁模光纤激光器稳定工作

腔长漂移是引起主动锁模光纤激光器不稳定的一个主要原因。通过理论分析得出了主动锁模光纤激光器输出脉冲相位噪声和腔长漂移的关系，并采用抑制相位噪声的方法实现了主动锁模光纤激光器长达８小时的稳定工作。     

脉冲半导体激光器时基脉冲的实验对比测量

以脉冲半导体激光器为例，对3种测量激光脉冲时基抖动技术进行了对比实验。这3种测量技术分别是：基于宽带取样示波器的时基抖动测量技术;基于相位比较检相器的相位噪声测量技术和基于频谱仪的谐波频谱分析技术。对比研究发现：基于宽带取样示波器的时基抖动测量技术适用于脉冲宽带及脉冲抖动较大的光脉冲；基于频谱仪的谐波频谱分析技术适用于低重复频率光脉冲的抖动测量；基于相位比较检相器的相位噪声技术测量精度高、动态范围大、结果可靠，对于高重复频率的超短光脉冲，建议选用相位噪声测量技术测量激光脉冲的时基抖动。     

PN9000相位噪声测试系统扩频方法研究

在航天测控领域,相位噪声指标已成为系统性能的限制性因素,精确测量载波的相位噪声显得尤为重要;PN9000相位噪声测试系统可直接应用于相位噪声测试,具备测试灵敏度高、系统稳定、测试快速等优点;随着航天测控领域所用频率的不断提高,针对PN9000相位噪声测试系统基本配置的频率范围已无法满足测试需求的问题,为满足PN9000相位噪声测试系统扩频需求,文中提出基于相位检波器法(基本型)和基于中频相位检波器法两种扩频方法,并对两种方法进行原理分析和实验验证;根据实验结果,两种方法均能有效实现扩频功能,但在系统本底相位噪声及经费使用方面各有不同特点;文中提供的方法及实验数据,对PN9000相位噪声测试系统扩频升级及配件选购等具有很好的借鉴作用。     

基于空间相干性控制的环形光源技术

提出了一种利用二元相位光栅产生环形光源的新方法,并且可以实现环形光源的环半径和环厚度连续或固定可调。阐述了环形光源抑制相干噪声的原理,推导了环形光源半径及干涉腔长度与条纹对比度之间的关系。实验表明:环形光源能保持干涉条纹对比度,同时有效抑制相干噪声,环形光源模式系统的本征噪声峰谷值小于点光源模式,且没有明显牛顿环噪声,测量重复性和测量精度都高于点光源模式,从而提高了测量精度。     

Photonic-delay homodyne technology for low-phase noise measurement

The sensitivity of photonic-delay homodyne phase noise measurement system is improved by using high-linear photodetector and low-phase noise amplifier in this paper. The phase noise model for microwave link is proposed and the sensitivity of photonic-delay based measurement system is analyzed with this theory model. Results show that phase noise sensitivity in this measurement system is −130 dBc/Hz at 1 kHz and −145 dBc/Hz at 10 kHz, and in my knowledge it is the highest sensitivity for photonic-delay homodyne technology without cross correlation.     

Stationary State Entanglement of Two Atoms Inside an Optical Cavity under Noise

In this paper, the entanglement properties of a system of two atoms inside an optical cavity in a stochastic interaction with field are studied by the Jaynes-Cummings Model. The phase telegraph noise is considered as a noise term and an exact solution to the model is obtained. The solution reveals the resulting decoherence effects of the noise on the entanglement properties of the system. It shows that under the noise the individual atoms do not entangle with the cavity field. However, a strong atom-atom entanglement is observed in a stationary state. It is seen that a relatively strong noise is cooperative in the construction of the steady state atom-atom entanglement.     

存在外部光反馈的半导体激光器的相位噪声

本文在理论上研究了由于外部光反馈引起的半导体激光器的相位噪声.理论分析是通过引入一个反馈耦合率K和线性化速率方程,导出了半导体激光器相位噪声功率谱密度的表达式.这表明相位噪声功率谱密度随外腔长度而周期性地漂移,且功率谱密度的峰值随外部反馈耦合率而发生很大的变化.     

Kalman filter-based phase estimation of continuous-variable quantum key distribution without sending local oscillator

Phase estimation is one of the crucial procedures in continuous-variable quantum key distribution without sending local oscillator (LLO-CVQKD), aiming at compensating the phase drift in post-processing. To decrease the phase noise caused by the phase drift and measurement error, we propose Kalman filter-based phase noise estimation of LLO-CVQKD, which involves the measurements and filtering through exploiting the small amplitude reference pulses, achieving the accurate phase noise estimation. Simulation results indicate that Kalman filter-based phase noise estimation is capable of reducing measurement error and phase noise, while increasing the secret key rate by 7 times.     

光纤激光自混合散斑远程测速研究

推导出了等效Fabry-Perot腔输出光强的表达式,结合Labview和Matlab软件编写了自适应噪声抵消器.提出了将自适应噪声抵消器应用到激光散斑信号的去噪处理,并通过计算散斑频谱能量密度推算出了被测目标的速度.基于Labview软件编写了监控程序,通过以太网实现了远程控制激光散斑信号对运动物体速度的实时测量.