1 中国科学院上海光学精密机械研究所中科院空间激光信息传输与探测技术重点实验室，上海 201800
2 上海理工大学光电信息与计算机工程学院，上海 200093
针对高速光通信和微波光子系统对单频激光源极低相对强度噪声（RIN）的需求，开展了极低本底相对强度噪声测试方法的研究。首先分析了相对强度噪声测试中激光相对强度噪声、系统散粒噪声和热噪声等主要要素的影响，然后提出了基于增大光电流并结合低热噪声的频谱探测的方式降低测量极限的方法，实现了极低本底单频激光相对强度噪声测试，频谱分析频段可达到40 GHz，测量本底达-171 dBc/Hz。基于该方法和系统，更加精细地研究、表征了光通信中的光放大和强度调制过程的相对强度噪声特征，清晰地展示了极低本底下典型激光光源的噪声滚降和多个弛豫振荡峰、强度调制谐波失真等特性，证实了极低本底噪声测量方法的有效性。研究结果在激光器性能的设计优化和应用系统的选型评估等方面具有重要的应用前景。
激光器 单频激光器 噪声测试 相对强度噪声 高速光通信 微波光子 中国激光
2023, 50(22): 2201003
1 中国科学院上海技术物理研究所, 上海 200083
2 中国科学院红外探测与成像技术重点实验室, 上海 200083
3 中国科学院大学, 北京 100049
精细导星仪(FGS)是空间天文望远镜精密稳像系统高精度姿态信息的快速检测装置,CMOS图像传感器的成像效果直接影响精细导星仪姿态信息的解算精度。而实际工作时,CMOS成像器件存在最佳的读出范围,超出此范围的入射光强与光生电子数的线性度低,无法获取有效星点来满足后级的质心坐标解算。为解决这一问题,提出一种估算不同星等最佳积分时间的方法,并将积分时间作为探测器参数选择与调整的主要依据。测量结果表明,像元暗电流的读出码值和探测器面阵RMS噪声值均随积分时间的增加而增加。依据星点光斑分布模型给出常用星等的最佳积分时间范围,结合星点的分布情况,得出7等星在视场范围内的星数约为7颗,论证了小型CMOS器件对星斑的探测能力。
导星仪 CMOS图像传感器 噪声测量 星图成像 积分时间 星等 FGS CIS noise measurement star imaging integration time stellar magnitude
1 中国科学技术大学环境科学与光电技术学院, 安徽 合肥 230026
2 中国科学院安徽光学精密机械研究所光子器件与材料安徽省重点实验室, 安徽 合肥 230031
报道了一种mHz至MHz宽频段激光噪声的规范测量技术。通过研制基于迈克耳孙光纤干涉仪的相关延时自外差频率噪声测量装置和具有定标功能的光外差拍频测量装置,结合频谱分析仪和快速傅里叶变换分析仪等标准仪器,规范地测量出了单频激光在mHz至MHz宽频段内的频率和强度噪声特性,并验证了测量结果的准确性。该测量技术有望应用于引力波探测和精密测量等应用中的激光噪声评估。
激光器 单频激光器 噪声测量 强度噪声 频率噪声
Author Affiliations
Abstract
Key Laboratory of Radar Imaging and Microwave Photonics, Ministry of Education, Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, Nanjing 210016, China
We propose a photonic-assisted single system for measuring the frequency and phase noise of microwave signals in a large spectral range. Both the frequency and phase noise to be measured are extracted from the phase difference between the signal under testing and its replica delayed by a span of fiber and a variable optical delay line (VODL). The system calibration, frequency measurement, and phase noise measurement are performed by adjusting the VODL at different working modes. Accurate frequency and phase noise measurement for microwave signals in a large frequency range from 5 to 50 GHz is experimentally demonstrated.
frequency measurement phase noise measurement microwave photonics Chinese Optics Letters
2020, 18(9): 092501
红外成像系统利用光学系统和红外探测器接收目标物体的红外辐射, 并将红外辐射分布图以人眼可观测的方式显示出来。成像处理电路功能包括为探测器提供电源、偏置电压和驱动信号使探测器能够正常工作。偏置电压源的噪声将给探测器的输出引入噪声, 增大系统的 NETD, 降低系统性能。在设计低噪声偏置电压源的基础上, 采用经典噪声测量电路对偏置电压源的噪声进行了测量。为测量偏压源的低频噪声, 噪声测量电路分为前置放大电路和 0.1～10 Hz滤波电路。对红外探测器用偏置电压源各级电压进行噪声测量后, 得出了噪声值最小的红外探测器用偏置电压源的设计方案。
红外探测器 偏置电压源 噪声测量电路 噪声测量 infrared detector bias voltage source noise measurement circuit noise measurement
长春理工大学空间光电技术研究所，吉林 长春 130022
在相干光通信系统中，激光器相位噪声是影响接收机灵敏度的重要因素。针对相干光通信中的激光光源相位噪声测试提出并研究了表征激光器相位噪声的3个关键指标，分别是电场的功率谱密度、相位误差方差和FM噪声谱线，建立了基于延时自零差相干接收技术的窄线宽激光器相位噪声测试系统，实现了系统仿真，并对一窄线宽激光器进行了相位噪声测试，相比传统的自外差线宽测量技术，此方法在满足测试分辨率要求的同时能够更全面表征激光器相位噪声特性。
延时自零差法 相位噪声测量 相干通信 delay self-homodyne method phase noise measurement coherent communications DSP DSP 红外与激光工程
2015, 44(11): 3211
天津大学精密仪器与光电子工程学院光电信息技术教育部重点实验室, 天津 300072
小型化、低成本和低噪声的激光器有助于实用化非经典光源的实现。掺镱光子晶体光纤锁模激光器与钛宝石激光器相比，具有系统结构简单、体积小和价格低的优点，但其噪声特性还有待深入研究。采用一套适用于测量脉冲激光器噪声的自零拍探测系统，对掺镱光子晶体光纤飞秒激光器的噪声进行了测量分析。结果表明掺镱光子晶体光纤飞秒激光器的振幅噪声显著高于其散粒噪声基准，说明该激光器的输出不是理想的相干态光场，其噪声特性有待进一步提高。
量子光学 噪声探测 自零拍探测 掺镱光子晶体光纤飞秒激光器
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 中国科学院航空光学成像与测量重点实验室，长春 130033
2 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所， 长春 130033
3 中国科学院研究生院， 北京 100049
探测器光子响应非均匀性噪音会降低低照度情况下遥感成像系统的成像质量.针对这一现象，本文首先结合探测器的物理性质，对各种噪音源进行了研究; 建立了TDI CCD不同级数下的光子响应非均匀性噪音模型，随着曝光量的增加，光子响应非均匀性噪音也线性增加.其次根据曝光级数越多TDI CCD对非均匀性噪音的平滑效应越明显这一现象，提出一种光子响应非均匀性系数与曝光级数之间的关系式，并给出了利用TDI CCD输出图像提取光子响应非均匀性噪音的方法.最后建立了试验系统，通过试验对测试获得的光子响应非均匀性噪音与理论分析计算得出的结果进行了分析.
时间延迟积分电荷耦合器件 光子响应非均匀性噪音 噪音测量 Time Delay and Integration Charge Coupled Device ( Photo Response Non Uniformity(PRNU) noise Noise measurement
