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精密微波产生

2021-08-04 14:54:51
精密微波产生

精密微波产生

详细介绍

精密微波产生        

        在过去几年中,对超低噪声微波(MW)和射频(RF)信号源的需求急剧增加。标准工业应用和高端学术实验迫切需要更高的精度:
        ·雷达系统
        ·国防通信
        ·光子ADC
        ·超稳定时钟
        ·测试和测量
        ·卫星通讯
        ·粒子加速器,FELs
        ·相干通信

       锁模激光器所产生的超低相位噪声为实现具有亚飞秒均方差(RMS)时间抖动射频(RF)或微波(MW)信号提供了一种简单的解决方案。超低噪声石英振荡器具有高数量级的相位噪声,而另一方面,低温冷却的蓝宝石振荡器需要昂贵的冷却系统。由于它们的复杂性,这限制了它们的应用范围。虽然最近开发的基于光频梳的系统产生的超低噪声微波信号可以实现极高的相位稳定性和低相位噪声,但这些系统的安装和维护在技术上困难且成本高[1]

        对于信号处理和通信中的许多高性能应用(采样时钟、ADC、信号源分析仪的主振荡器),高频相位噪声和累积时序抖动对系统性能的影响最为关键。对于这些应用,只需使用光电二极管信号和可选的电子放大,就可以直接从自激锁模激光器中产生微波。为了抑制较低噪声频率下的相位噪声,可以将锁模激光器锁定或同步到低噪声和电子振荡器[2]以获得长期稳定性。对于需要高频微波参考振荡器(例如10GHz)的应用,它也可能是将低噪声电压控制振荡器与锁模激光器同步的解决方案[3]


Menhir Photonics GHz高重频低噪声锁模飞秒光纤激光器MENHIR-1550

        Menhir Photonics提供锁模激光器,具有当今市场上最低的相位噪声和极高可靠性。图1显示了menhir-1550系列自激激光器的典型相位噪声测量,在10GHz载波上测量,即40次谐波(250MHz脉冲重复率)。请注意,测量的本底噪声将集成时间抖动限制为大约500 as(阿秒)。


图(1) 在10GHz谐波下测量的自激Menhir-1550 250Mhz激光器的相位噪声谱。图(2)对于相同的自由运行激光器,从10MHz开始的集成抖动时间。

   

      Menhir-1550系列的所有激光器都具有可选的快速重复率调谐,调制带宽>50kHz,用于重复率锁定或同步。此外,还可以选择泵浦电流快速调制。Menhir-1550系列达到无与伦比的工业质量和环境稳定性水平。它已经过振动、冲击和其他外部干扰的测试(空间和航空航天相关测试标准)。为了集成到空间关键应用中,可提供定制小尺寸版本。


[1] Portuondo-Campa, G. Buchs, S. Kundermann, L. Balet, S. Lecomte, "Ultra-low phase-noise microwave generation using a diode-pumped solid-state laser based frequency comb and a polarization-maintaining pulse interleaver", Opt. Expr. 23(25), 32441-32451 (2015)
[2] Schlatter, B. Rudin, S. C. Zeller, R. Paschotta, G. J. Spühler, L. Krainer, N. Haverkamp, H. R. Telle, and U. Keller, ”Nearly quantum-noise-limited timing jitter from miniature Er:Yb:glass lasers”, Opt. Lett. 30, 1536 (2005)
[3] Jung, K., Shin, J. & Kim, J. Ultralow phase noise microwave generation from mode-locked Er-fiber lasers with subfemtosecond integrated timing jitter. IEEE Photon. J. 5, 5500906 (2013).

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