标题： 半导体光放大器的相位噪声测量 显示英文标题

标题： Phase noise measurement of semiconductor optical amplifiers

摘要： 我们介绍了一种用于测量光学放大器相位噪声的新测量方法，其拓扑结构类似于外差马赫-曾德尔干涉仪，但遵循不同的原理，并报告了在1.55 $\mu\mathrm{m}$ 波长下对光纤放大器的测量结果。 被测放大器（DUT）插入对称马赫-曾德尔干涉仪的一条臂中，另一条臂中有声光调制器（AOM）。 我们测量了在马赫-曾德尔输出处检测到的射频拍频的相位噪声。 放大器的相位噪声底噪随放大器输入激光功率的倒数成比例下降，最低达到 $-125$ $\mathrm{dBrad^2/Hz}$ 在 $f=100$$\mathrm{kHz}$。 由于被测放大器的闪烁噪声低于系统的背景噪声，因此无法测量。 这设定了放大器噪声在$-32$ $\mathrm{dBrad^2/Hz}$ 处的上限为$f=1$ $\mathrm{Hz}$ ，这对应于频率稳定性为$5.2{\times}10^{-17}/\tau$（Allan偏差），其中$\tau$是积分时间。 这种噪声水平低于大多数Fabry-Perot腔稳定激光器的噪声水平。 这些结果在计量学、仪器仪表、光通信或光纤链路等广泛应用领域具有重要意义。 显示英文摘要

摘要： We introduce a novel measurement method for the phase noise measurement of optical amplifiers, topologically similar to the Heterodyne Mach-Zehnder Interferometer but governed by different principles, and we report on the measurement of a fibered amplifier at 1.55 $\mu\mathrm{m}$ wavelength. The amplifier under test (DUT) is inserted in one arm of a symmetrical Mach-Zehnder interferometer, with an AOM in the other arm. We measure the phase noise of the RF beat detected at the Mach-Zehnder output. The phase noise floor of the amplifier decreases proportionally to the reciprocal of the laser power at the amplifier input, down to $-125$ $\mathrm{dBrad^2/Hz}$ at $f=100$ $\mathrm{kHz}$. The DUT flicker noise cannot be measured because it is lower than the background of the setup. This sets an upper bound of the amplifier noise at $-32$ $\mathrm{dBrad^2/Hz}$ at $f=1$ $\mathrm{Hz}$, which corresponds to a frequency stability of $5.2{\times}10^{-17}/\tau$ (Allan deviation), where $\tau$ is the integration time. Such noise level is lower than that of most Fabry-Perot cavity-stabilized lasers. These results are of interest in a wide range of applications including metrology, instrumentation, optical communications, or fiber links.