会员注册 会员登陆
用户名
密 码
记注密码   忘记密码?
欢迎您访问激光与红外网! Welcome to LASER & INFRARED!
  明星企业
 
  支持单位
  展会专题
·光电辉映启新程!第六届世...
·LTO 20周年:产学研的“相...
·CIOP2025薄膜铌酸锂专题:...
·新天“光”耀韩国光博会!...
·重磅来袭!全数会 2025中国...
·至纯至亮的光:第二届单频...
·新发路观察+丨在长春看见更...
·克洛托光电闪耀长春国际光...
·重磅来袭!全数会 2025中国...
  业界访谈
·晶合集成获得实用新型专利...
·永不消散的光谱——缅怀中...
·张晓东:扎根一线16年,从...
·钱临照:在战火中淬炼科研...
·锐科激光牵头,超高功率工...
·多家单位半导体激光器相关...
·山大教授徐现刚带领团队研...
·吴挺竹:深耕半导体光电芯...
·在AI时代重新定义“了解自...
·英诺激光正式参评“维科杯...
·一束光:激活一个产业 照亮...
  基础知识    
RP Fiber Power | 强度噪声
作者:cmh        来源:OFweek激光网 
日期:2023-10-04    阅读次数:744
副标题:

        据OFweek激光网,于2023年09月21日报道,RP Fiber Power | 强度噪声。

        强度噪声

        光束中一种重要的噪声是其强度噪声。严格地说,通常考虑的是光功率的噪声,而不是光强度的噪声,但常见的术语是强度噪声而不是功率噪声.

        在强度噪声的背景中,功率一词有两种截然不同的含义,这可能会引起很大的混淆。(不要混淆光功率和噪声功率!)

       我们所关注的波动量是光功率,即单位时间内传递的光能量。

       噪声通常用功率谱密度来量化,功率与波动振幅的平方有关;这里我们处理的是噪声功率。

       使用偏置光电二极管测量强度噪声(例如激光的强度噪声),可以获得与光功率成正比的光电流。光电流通常被转换成电压,例如使用电阻器。然后可以将波动电压输入电子频谱分析仪,该分析仪可显示输入电压的频率相关功率谱密度(PSD)。这里的功率指的是电功率,它与电压的平方成正比,因此也与光功率的平方成正比。PSD??是噪声功率的测量值,单位为?V2/Hz,但通常显示为对数量,单位为?dBm/Hz。利用电压和光功率之间的比例关系(在已知探测器响应度和可能的额外电子增益的情况下),可以由此计算出光功率的?PSD,单位为?W2/Hz。

        如果将频谱分析仪的输入电压增加一倍,例如通过减少打在光电探测器上的激光束衰减,电功率就会增加 4 倍,相当于 6 倍分贝.

       更进一步的困难源于电子频谱分析仪通常没有经过校准,无法正确显示噪声功率密度;需要一定的校正。

        强度噪声规格

        强度噪声通常量化为相对强度噪声 (RIN),即光功率噪声除以平均光功率。通用规格如下:

        特定测量带宽的均方根值

        功率谱密度 S(f)

       有时我们会遇到类似 “0.1%” 这样的规格,如果没有进一步的规格说明,这种规格是不准确的,因为没有对统计方面进行描述,也不清楚考虑的是哪种噪声频率范围。


       强度噪声的测量

       测量强度噪声的方法是通常是通过快速光电探测器(如 pi-i-n 光电二极管)检测强度(或功率),并用电子频谱分析仪评估噪声频谱。虽然这在原则上看似简单,但在技术上可能会遇到各种挑战:

       强度噪声水平的校准通常比较困难。虽然电子频谱分析仪以 dBc/Hz(其中 dBc = 低于载波的 dB)等适当单位显示噪声频谱,但它适用于正弦信号,不适用于随机噪声。通常需要在噪声电平上增加 2 分贝,但这取决于频谱分析仪的详细设置,如检测模式。(仪器手册会提供有用的信息。)如果需要在前置放大器中对光电流的直流分量进行增压,会出现更多困难;这时可能需要进行单独的校准测量。

        当然,光电探测器必须在具有线性响应的区域中运行,即绝对不能达到饱和状态。对于低重复率脉冲序列的测量中,这可能意味着记录的平均功率相当低,因此难以实现高灵敏度。

        对于脉冲序列,测量信号不仅受强度噪声的影响,还会受定时抖动的影响,这两种类型的噪声甚至可能相互关联。忽略这一点很容易导致结果错误。

       要确定低频噪声的特性,最合适的方法可能是在时域中记录功率变化,然后对其进行细化处理,例如进行频谱分析。


        激光强度噪声的来源

        激光器的强度噪声部分源于量子噪声(与激光器的增益和谐振器损耗有关)以及部分来自技术噪声源,例如泵浦源的过量噪声、谐振器反射镜的振动,增益介质的热波动等。由此产生的强度噪声也取决于运行条件;特别是在高泵浦功率下,其强度通常会变弱,其中弛豫振荡会受到很强的阻尼。有一些方法可以通过使用反馈系统进一步降低噪声.

        在大多数情况下,激光束的最低强度噪声水平是由散粒噪声引起的。至少在高噪声频率,远高于弛豫振荡频率,许多激光器接近这种噪声水平。然而,对于所谓的光压缩态,强度噪声可能低于散粒噪声,但代价是相位噪声增加.

        噪音水平以高于发射噪音限值的分贝为单位。在 74 kHz 处有一个峰值,这是弛豫振荡造成的。低频噪声增加是由于泵源噪声过大造成的。


        噪声降低

        可以通过多种方式降低激光的强度噪声:

        可以减少外部噪声源的影响,例如通过以稳定的注入电流运行激光二极管。

        可以优化激光器的设计,使其对外部噪声的敏感性和量子噪声的影响降低到最小程度。

激光光束(激光腔外)的强度噪声可以用噪声消除器来消除。



    
发表评论  
姓名: 匿名
主题:
请点击查看全部评论!  注册新用户
  产经透视
 
·飓芯科技获3亿元B轮融资 加速大功率蓝绿光激光...
·21发21中,中国电科面向国际客户展出“天穹”...
·首次发布!中国电科三大产品品牌引领低空经济...
·107亿→272亿背后,超快激光的三大技术裂变
 
  产业资讯
 
·中国电科面向国际客户展示“天穹”激光武器战...
·红外热成像行业产业链图谱、技术演进与市场格...
·2025年中国红外探测器行业发展现状分析及趋势...
·超强激光脉冲实现单次全结构测量
 
   
  技术动态
 
·颠覆性升级!挪威科技大学重塑激光技术未来
·颠覆性升级!挪威科技大学重塑激光技术未来
·武汉理工大学:“掺杂+退火”突破超低吸收光学...
·超轻柔性热防护材料开发获新进展
 
  技术专题
 
·“乐高式”标准化量子点片上光源及放大器问世...
·“乐高式”标准化量子点片上光源及放大器问世...
·香港城市大学王骋:低功耗薄膜铌酸锂电光频率...
·合成时域晶格捕捉量子“穿墙术”
 
 
首页 激光与红外杂志 产业报道 光电技术 企业展台 产品展示 供求市场 展会专题 最新公告 关于我们
您是 位访问者
版权所有:激光与红外杂志 京ICP备05019986号 Copyright©2004 www.laser-infrared.com All Rights Reserved
Process: 0.050s ( Load:0.003s Init:0.002s Exec:0.035s Template:0.010s ) | DB :12 queries 0 writes | UseMem:1,715 kb