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鎖模激光器中的Gordon-Haus抖動

2021-11-19
來源:光電資訊
關鍵詞: 鎖模激光器

  Gordon-Haus抖動是由于中心頻率的漲落而引起的時間抖動。

  短脈沖過程由鎖模激光器產生時,或者在光纖通信系統中在光纖中傳輸時,存在許多機制引起其產生時間抖動。抖動直接引起脈沖同步中的許多效應,例如自發輻射,它還會在不同噪聲之間的耦合中產生。

  其中的一種耦合機制為Gordon-Haus效應。是指脈沖中心頻率的漲落通過群速度色散耦合到時間裝置中:中心頻率的改變轉化為群速度的改變,影響脈沖時序。

  Gordon和Haus仔細考慮了空間周期分布光纖放大器的光纖鏈路中的噪聲。這里,放大器的增益跟波長無關,放大器產生的量子噪聲使中心頻率移動,移動的量是隨機的。

  后面放大器的中心頻率都經歷隨機游走,不同脈沖的中心頻率游走量無任何相關。于是,脈沖的時間偏差會積累的越來越多。

  核心結果就是時間誤差正比于單位長度的光纖損耗和傳輸距離的三次方,反比與單位脈沖的能量。整個分析過程是基于孤子脈沖傳播假設,參考激子微擾理論,然而基本結果可以推廣到非孤子脈沖的情況。

  開始考慮的Gordon-Haus抖動已成為長距離傳輸中抖動的主要部分。這是由于中心頻率的無界漂移導致其依賴于傳輸長度的三次方。

  可以采用規則排列的光濾波器或者采用具有有限增益帶寬的放大器有效抑制Gordon-Haus效應,目的是為了消除漂移。這樣抖動則是受限于其它的噪聲。

  鎖模激光器中的Gordon-Haus抖動

  所有鎖模激光器中同樣存在中心頻率漲落與時間裝置的耦合,而不僅僅存在于鎖模光纖激光器。

  這時中心頻率不存在任何無界漂移,因為增益介質的增益帶寬是有限的。然而,尤其是在低噪聲頻率和短脈沖時(由于后者受自發輻射的影響較小),對時序的影響是很大的。

  影響的強度依賴于色散和增益帶寬,并且統計特性與中心頻率的無界漂移不同。




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