面向空间引力波探测的激光低频段相对强度噪声测试技术 |
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引用本文: | 胡海林,虞逸航,陈迪俊,孙广伟,杨康文,魏芳,杨飞.面向空间引力波探测的激光低频段相对强度噪声测试技术[J].中国激光,2023(23):88-96. |
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作者姓名: | 胡海林 虞逸航 陈迪俊 孙广伟 杨康文 魏芳 杨飞 |
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作者单位: | 1. 上海理工大学光电信息与计算机工程学院;2. 中国科学院上海光学精密机械研究所中科院空间激光传输与探测技术重点实验室 |
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基金项目: | 科技部重点研发计划(2020YFC2200302,2022YFB3902503);;国家自然科学基金(12293033,62275253);;中国科学院青年创新促进会(YIPA2019251);;中科院科研仪器设备研制项目(YJKYYQ20210017); |
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摘 要: | 面向空间引力波探测对激光光源相对强度噪声的严苛需求,开展了极低相对强度噪声在低频段的测试表征技术研究。构建了基于低噪声光电探测器、高精度数字万用表以及快速傅里叶(FFT)频谱分析仪在低频段0.1 mHz~100 kHz的相对强度噪声测试系统。利用高精度数字万用表及FFT分段Smooth窗函数平滑算法实现对0.1 mHz~0.5 Hz的极低频段内相对强度噪声测试,本底噪声低于-99 dBc/Hz,同时利用低噪声放大器及FFT频谱分析仪测试在1 mHz~100 kHz的相对强度噪声,本底噪声低于-105 dBc/Hz。两种测试手段在1 mHz~0.5 Hz重叠频段内噪声测试结果的一致性验证了所构建测试系统在低频段测试结果的准确性。利用所构建的相对强度噪声测试系统对自研空间引力波探测用平面波导环形腔(NPRO)激光器、商用光纤激光器、商用外腔半导体激光器等多种激光器进行测试评估,并对其噪声成分及来源进行分析。所构建的低频段相对强度噪声测试系统可满足空间引力波探测对激光强度噪声评估的需求,同时也适用于其他低频段精密测量应用的激光光源噪声评估。
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关 键 词: | 单频激光器 噪声测试 相对强度噪声 快速傅里叶变换 空间引力波探测 |
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