Earthquake Distance and Magnitude Estimation via Calibrated Microwave Frequency Fiber Interferometry
该研究提出面向MFFI的校准框架，用于估算地震距离与震级，并首次证明校准MFFI可定量反演地震参数，为地震预警奠定基础。
2025-07-28 physics.geo-ph physics.optics
Advanced noise reduction techniques for ultra-low phase noise optical-to-microwave division with femtosecond fiber combs
我们的报告，我们认为是最低的相位噪声的光到微波频率划分使用基于光纤的飞秒光学频率梳：剩余相位噪声为-120 dBc/Hz，从11.55 GHz的载波频率的1 Hz偏移。我们还报告了一个详细的调查的基本噪声源，困扰分裂过程本身。以一个普通超稳腔激光源为参考，研究了两个具有准相同结构的频率梳。为了识别每个限制效应，我们实现了一个超低噪声载波抑制测量系统，它规避了更传统的技术的检测和放大噪声。这种技术现在可以将这些不需要的噪声源抑制到非常低的水平。在~200 Hz至100 kHz的傅立叶频率范围内，基于压控移相器的前馈技术可进一步降低10 dB的噪声。对于较低的傅立叶频率，实现光功率稳定，以便减少相对强度噪声，该相对强度噪声通过检测器中的功率到相位转换而引起不想要的相位噪声。我们实现和比较两种可能的控制方案的基础上的声光调制器和梳状泵浦电流。我们还提出了宽带测量的光纤梳的相对强度噪声。
2011-03-09 physics.ins-det physics.optics
Noise floor reduction of an Er:fiber laser-based photonic microwave generator
从光信号产生微波受到光电探测过程中固有的热和散粒噪声的影响。在光电二极管饱和限制可实现的信噪比的较低脉冲重复率下，该问题更加严重。在本文中，我们证明了一个10-15 dB的减少，在10 GHz的相位噪声地板的脉冲重复率的乘法。从250 MHz基本锁模铒（Er）：光纤激光器，我们比较了两种不同的方法，重复率倍增：法布里-珀罗腔滤波和级联，不平衡马赫-曾德尔光纤干涉仪。对于高于100 kHz的傅立叶频率，这些技术将10 GHz光电检测谐波上的相位噪声基底分别降低到-158 dBc/Hz和-162 dBc/Hz。
2011-09-10 physics.optics
Ultra-Low Noise Microwave Extraction from Fiber-Based Optical Frequency Comb
在这封信中，我们报告的全光纤方法产生超低噪声微波信号。利用两个铒光纤锁模激光器与同一超稳激光源锁相，产生了频率为11.55GHz的微波信号，其相对相位噪声为-111dBc/Hz，剩余频率不稳定度分别为2.3 × 10^（-16）和4 × 10^（-19）。在6.5 × 10^（4）s时（在5 Hz带宽下，连续工作三天）。
2009-11-21 physics.ao-ph physics.optics
DFB laser contribution to phase noise in an optoelectronic microwave oscillator
光电子光纤延迟线微波振荡器在高速纤维光学通信、空间和雷达系统中具有广泛的应用前景。它的相关特性是非常低的相位噪声和宽范围的可调谐性，同时工作在几十GHz的频率。我们考虑了DFB激光器对振荡器相位噪声的贡献。测量并分析了波长波动和RIN的低频谱。因此，选择合适的光学器件和光电器件可以改善振荡器的相位噪声。
2008-09-25 physics.ins-det physics.optics
Ultra-low noise microwave generation with fiber-based optical frequency comb and application to atomic fountain clock
我们演示了使用基于光纤的飞秒激光器锁定到一个超稳定的光学腔，以产生低噪声的微波参考信号。与液氦低温蓝宝石振荡器（CSO）和钛宝石基光学频率梳系统的比较表明，在1 ~ 10 s之间，系统的稳定性约为$3\times10^{-15}$。来自光纤系统的微波信号用于在最先进的铯喷泉钟中执行拉姆齐光谱。将所得时钟系统与CSO进行比较，并显示稳定性为$3.5\times10^{-14}τ^{-1/2}$。因此，我们的连续运行的基于光纤的系统证明了它的潜力，以取代CSO的原子钟在光学和微波领域的高稳定性，特别是业务的主要频率标准。
2009-01-23 physics.atom-ph physics.optics
Broadband microwave time-frequency analysis via stabilized period-one oscillation and recirculating frequency shifting with shared fiber loop
East China Normal University（华东师范大学）
针对宽带微波信号时频分析需求，提出基于稳定一阶振荡和循环频移的方法，利用共享光纤环实现多倍带宽扩展，可进行时频分析和频率测量，实验得到了较高的带宽、分辨率及较低的测量误差。
2026-07-08 physics.optics
Per-Span Microwave Frequency Fiber Interferometry in Subsea Cables for Scalable Deep-Ocean Geophysical Monitoring
University of West Attica（西阿提卡大学）；Dublin Institute for Advanced Studies, School of Cosmic Physics（都柏林高等研究院宇宙物理学院）；Farice（法里斯）；Asiera CLG（阿斯耶拉有限公司）
提出低成本微波频率光纤干涉测量方法，在1770公里海底电缆上实现每跨监测，成功解析潮汐、风暴和远震，为大规模海洋监测提供经济方案。
2026-06-23 physics.geo-ph physics.optics
Broadband microwave waveform generation with programmable chirp shapes via recirculating phase-modulated optical fiber loop controlled by low-speed electronics
该研究提出由低速电子器件控制的循环相位调制光纤环路，利用MS/s级驱动波形实时定制数十GHz宽带啁啾微波波形，并实验验证了宽范围可调与长相干时间。
2024-05-13 physics.app-ph physics.optics
Dissemination stability and phase noise specification of fiber-cascaded RF frequency dissemination
在过去的十年中，基于光纤的频率分发在以下方面取得了重大进展。为了研究光纤级联射频频率传播系统的传播稳定性和相位噪声指标，我们使用三套射频调制频率传播系统进行了实验室实验。它们通过50 km + 50 km +45 km光纤线轴连接。同时测量了各区段和整个系统的传播稳定性。在此基础上，对每一段的相位噪声进行了测量，结果表明窄带锁相环可以优化恢复频率信号的相位噪声谱。
2015-04-20 physics.ins-det physics.optics
The photodetection of ultrashort optical pulse trains for low noise microwave signal generation
来自光源的电信号已经达到了创纪录的低相位噪声水平，并且已经证明了在微波域中达到的最高频率稳定性。实现这种超稳定的相位和频率性能需要高保真的光电转换，通常通过高速光电二极管执行。本文综述了光脉冲直接光电探测的特点，目的是从光源中产生高功率、低相位噪声的微波信号。两种最流行的类型的光电二极管检测器用于低噪声微波产生的电脉冲特性，可实现的微波功率，和光电探测器的非线性进行了讨论。回顾了光电探测固有的噪声源，例如散粒噪声、闪烁噪声和光载子散射，并讨论了它们对微波相位保真度的影响。从光电探测，平衡功率饱和，光放大，和幅度到相位转换，达到最低的噪声可能的一般准则，也提出。
2023-02-28 physics.ins-det physics.optics
Simultaneous Suppression of Thermal Phase Noise and Relative Intensity Noise in a Fiber Optic Gyroscope
热相位噪声和相对强度噪声是制约超长光纤陀螺短期灵敏度的主要因素。增加相位调制频率会降低热相位噪声，但不会降低相对强度噪声，因为它表现为白噪声。在这里，我们建议和实验证明，角随机游走可以有效地减少通过抑制相对强度噪声的调制频率和三阶谐波使用直接反馈到超辐射发光二极管的驱动电流。我们的同时抑制热相位噪声和相对强度噪声产生的角度随机游走的$15\,μ\mathrm{deg}/\sqrt{\mathrm{h}}$和$33\,μ\mathrm{deg}/\mathrm{h}$的偏置不稳定性使用的光纤线圈长度为$5\,$公里和有效面积为$280\,\mathrm{m^2}$的测量时间为40小时。
2022-12-23 physics.ins-det physics.optics
Phase evolution of the direct detection noise figure of a nondegenerate fiber phase sensitive amplifier
实验研究了基于非线性光纤的非简并相敏放大器的直接检测噪声系数随信号光、闲频光和抽运光之间相对相位的变化规律。使用具有高受激布里渊散射阈值的光纤允许在没有泵浦抖动的情况下研究全范围的相敏增益和噪声系数。良好的协议被发现与理论，无论是信号和组合的信号和空闲直接检测。
2018-12-10 physics.ins-det physics.optics
All-optical pulse compression of broadband microwave signal based on stimulated Brillouin scattering
从理论和实验两方面研究了光纤中受激布里渊散射（SBS）脉冲压缩技术。宽带微波信号被电光调制到注入光纤一端的泵浦光波上。光纤中的声波继承了泵浦光的振幅和相位信息，声波与泵浦光的耦合导致了泵浦光和微波信号的自相关过程。通过对SBS耦合方程的推导表明，泵浦光放大后的短脉冲探测光具有自相关公式的性质。宽带微波信号的全光脉冲压缩是在检测到的探测脉冲与无SBS相减后实现的。进行了概念验证实验。在4.3GHz载波频率下，成功实现了扫频范围为1GHz的线性调频微波信号的脉冲压缩，与理论分析结果吻合较好。
2015-12-25 physics.optics
Fiber-tip endoscope for optical and microwave control
我们提出了一个强大的，基于光纤的内窥镜与银直接激光写入（DLW）结构的射频（RF）发射旁边的光纤面。因此，我们能够用RF和光学信号同时激发和探测样品，例如金刚石中的氮空位（NV）中心，并且完全通过光纤专门测量样品的荧光。在我们的目标频率范围2.9 GHz左右，纤芯的小平面位于RF引导银结构的近场，这具有最佳RF强度随距离迅速下降的优点。通过在光纤的包层上创建银结构，我们实现了光学激发和检测的样品与天线结构之间的最小可能距离，而不影响光纤的光学性能。当考虑具有集成光学和RF接入的内窥镜解决方案时，这允许我们在样品位置处实现高RF振幅。内窥镜的能力是量化的光学检测磁共振（ODMR）测量的NV掺杂的微金刚石，我们探测作为一个实际的用例。我们证明了我们的设备的磁灵敏度为17.8 nT/ $\sqrt{\mathrm{Hz}}$时，专门通过我们的光纤测量ODMR，并比较使用共聚焦显微镜的测量灵敏度。此外，这种内窥镜可以用作测量各种荧光颗粒的强大工具，否则只能用笨重和大型的光学装置来测量。此外，我们的内窥镜指向基于拉比振荡的精确距离测量。
2022-05-27 physics.app-ph physics.ins-det physics.optics
Narrow-linewidth optical frequency comb reference to a fiber delay line
在这封信中，我们推导出一个完全稳定的窄线宽光学频率梳（OFC）参考一个更长的光纤延迟线的第一次，尽我们所知。OFC中的1537 nm和1566 nm梳状模被相位锁定到具有40 kHz锁定带宽的光纤延迟线。从环外测量，1542-nm梳状模式具有925 mrad的残余相位噪声（从10 MHz到1 kHz积分），在12.8 ms平均时间和580 Hz线宽下的分数频率稳定度为9.13*10（-13）。与自由运行条件相比，线宽被压缩了约170倍。所提出的OFC的短期稳定性超过了大多数商业微波振荡器。整个锁相系统是紧凑和高度集成的，得益于没有光放大器，f-2f干涉仪和光学/无线电参考。所提出的OFC显示出作为可靠的激光源在低噪声OFC为基础的精密计量，微波产生和双梳光谱实验室外的应用显着的潜力。
2020-10-09 physics.ins-det physics.optics
Ultra low frequency noise laser by locking to an optical fiber delay line
报道了利用大臂不平衡的全光纤迈克耳孙干涉仪对掺铒光纤分布反馈激光器进行稳频的实验研究。该干涉仪使用一个1公里的SMF-28光纤线轴和声光调制器，允许外差检测。对于1 Hz ~ 10 kHz的傅立叶频率，频率噪声功率谱密度降低了40 dB以上，对应于整个范围内远低于1 Hz^2/Hz的水平。在1 kHz时可达到10^{-2} Hz^2/Hz。在40 Hz和30 kHz之间，频率噪声被示出为与通过Pound-Drever-Hall锁定到高精细度Fabry-Perot腔获得的频率噪声相当。因此，锁定到光纤延迟线可以代表用于短期线宽减小的腔稳定的可靠、简单和紧凑的替代方案。
2009-02-09 physics.ins-det physics.optics
Transparent Microwave Photonic Filter Based on Brillouin Losses in Optical Fiber
本文提出了一种基于受激布里渊散射（SBS）损耗的低噪声、带宽可调的微波光子滤波器（MPF）。通过用两个加宽的对称SBS损耗来抑制带外信号，可以将通带带宽从500 MHz调谐到10 GHz。考虑到中心频率范围内的有限相互作用，可以轻松实现0.3 dB纹波的平顶响应。与基于SBS增益的滤波器不同，由于我们提出的滤波器中通带的透明性，在噪声测量中几乎没有检测到噪声，而基于SBS增益的滤波器的噪声基座明显最大为5 dB。考虑到宽的独立带宽和中心频率可调谐性，平顶响应，和低噪声特性，我们提出的滤波器可以完美地用作大多数可调谐单带通滤波器的补充，其最小带宽限制为10 GHz。
2017-08-02 physics.app-ph physics.optics
High-power all-fiber ultra-low noise laser
高功率超低噪声单模单频激光器在干涉计量中有着巨大的需求。坚固、紧凑的全光纤激光器代表了最有前途的技术之一，以取代目前使用的基于注入锁定环形谐振器或多级固态放大器的激光源。在这里，线性偏振的高功率超低噪声全光纤激光器在100 W的功率水平。在研究相对强度噪声（RIN）及其降低方面已采取了特别的注意。采用优化的伺服驱动器直接控制泵浦激光二极管（LD）的驱动电流，获得了高达1.3 MHz的大反馈带宽。RIN在3 kHz和20 kHz之间达到-160 dBc/Hz。
2018-05-23 physics.ins-det physics.optics
Ultra-low-noise supercontinuum generation with a flat near-zero normal dispersion fiber
设计并制备了一种纯石英光子晶体光纤，其群速度色散（$β_2$）在1.55 $μ$ m处为4 ps $^2$/km，在1.32 $μ$ m至零色散波长（ZDW）1.80 $μ$ m处小于7 ps $^2$ /km.实验测量光纤的色散，发现与光纤设计一致，由于八个具有增加的孔径的外环，光纤设计还提供低于1.83 $μ$ m的低损耗。用1.55PDMATHABMO m，125 fs激光泵浦光纤，在最大内耦合峰值功率（P $_0$）为9 kW时，测得$-$ 1.82 $μ$ m低噪声光谱，相对强度噪声低于2.2%.数值模拟与实验结果吻合得很好，表明在ZDW上方的孤子噪声开始通过推动高噪声色散波通过频谱来影响频谱之前，P $_0$可以增加到26 kW。
2019-04-23 physics.ins-det physics.optics
A compact, thermal noise limited reference cavity for ultra-low noise microwave generation
我们展示了一个易于制造的，25毫米长的超稳定的光学参考腔的可移动的光子微波发生系统。采用对挤压力一阶不敏感的刚性保持几何形状和在室温下改善热噪声极限的腔几何形状，我们观察到一个激光相位噪声，几乎是热噪声限制为三个频率十年（1 Hz至1 kHz偏移），并支持10 GHz生成，相位噪声在1 Hz偏移时接近-100 dBc/Hz，在所有>600 Hz偏移时<-173 dBc/Hz。分数频率稳定度在0.1 s平均时达到$2\times10^{-15}$。
2017-01-06 physics.ins-det physics.optics
Fundamental Limitations of Rayleigh Backscattering Noise on Fiber-Based Multiple-Access Optical Frequency Transfer
而在本地和远程位置采用声光调制器（AOM）来打破两个方向上的频率对称性可以抑制后向散射引起的相位噪声。然而，在传统的光纤多址相干光相位传播中，信号光与瑞利后向散射光的干涉可能会破坏稳定后的光信号的相干性。我们抑制后向散射的影响，通过局部破坏的频率对称性在提取点插入一个额外的AOM。在这里，我们从理论上分析和实验上证明了一个添加-删除一个更多的AOM的方法来抑制瑞利后向散射的光纤链路。通过测量消除了信号光和瑞利后向散射光的共同干涉项，实验证实了后向散射噪声的几乎完全抑制。结果表明，瑞利后向散射光对系统性能的影响是有限的相比，剩余的延迟限制光纤相位噪声。我们的研究结果还提供了新的证据，这是可能的，以大大抑制瑞利和其他反向散射噪声在一个长的光纤链路，其中累积的相位噪声可能是大的，通过使用频率对称性破坏在每个接入节点，以实现强大的多路访问相干光相位传播，尽管散射或缺陷。
2020-03-20 physics.ins-det physics.optics
Low-noise 750-MHz spaced Yb:fiber frequency combs
我们展示了两个完全和紧密相位锁定的750 MHz镱（Yb）光纤频率梳，它们独立地稳定到连续波（CW）激光器，具有<1 rad RMS相位误差。体电光调制器和单叠层压电陶瓷分别用作腔长稳定的快速致动器。载波包络频率通过对激光二极管电流的单回路反馈被锁相，示出了1.6 MHz伺服凸点。两种梳状天线在1 s时的环路分数频率不稳定性约为1.5e-18。据我们所知，这是基于光纤的低相位噪声梳中最高的重复率，该梳紧密锁定到光频率参考。
2018-05-25 physics.ins-det physics.optics
Ultra-low phase noise all-optical microwave generation setup based on commercial devices
在本文中，我们提出了一个非常简单的设计，基于商业设备的全光产生超低相位噪声微波信号。将商用光纤飞秒激光器锁定到稳定于商用ULE法布里-珀罗腔的激光器。从飞秒激光器输出中提取的10 GHz微波信号在1 Hz傅立叶频率处呈现出单边带相位噪声$\mathcal{L}(f)=-104 \ \mathrm{dBc}/\mathrm{Hz}$，其处于用这种“微波光子学”实验室实验\cite{Fortier2011}获得的最佳值的水平。接近载波的超低相位噪声微波信号现在将在频率计量领域以外的实验室中提供，为各个领域开辟了新的可能性。
2015-03-20 physics.ins-det physics.optics
10$^{-15}$-level laser stabilization down to fiber thermal noise limit using self-homodyne detection
本文提出自零差检测方法，将1550 nm激光稳定到1 km光纤延迟线，在16 ms平均时间内实现6.3×10$^{-15}$频率不稳定度，达到光纤热噪声极限，无需真空系统且装置便携紧凑。
2025-02-07 physics.ins-det physics.optics
Determination of phase noise spectra in optoelectronic microwave oscillators: a Langevin approach
本文介绍了一种确定光电振荡器相位噪声的随机模型。在简要概述了自主振荡器的相位扩散方法的主要结果后，提出了一个扩展的情况下，光电振荡器的微波是一个极限环起源于由非线性和时间延迟引起的分岔。这种基于随机微积分的朗之万方法也成功地面对实验测量。
2008-05-21 physics.ins-det physics.optics
Specialty Fibers for Terahertz Generation and Transmission: A Review
太赫兹（THz）频率范围，位于光学和微波范围之间，覆盖了电磁频谱的很大一部分。虽然THz的最初使用始于20世纪60年代，但光学和微波学科的研究人员直到20世纪90年代才开始对THz领域进行积极的研究。近年来，光纤在太赫兹应用中的使用引起了相当大的关注。本文综述了基于光纤的太赫兹波产生和传输技术的研究进展和现状。本文的第一部分主要介绍了THz源。在回顾了各种类型的太赫兹源之后，我们讨论了如何使用特种光纤产生太赫兹。本文的第二部分主要讨论了太赫兹波的导波传播。在讨论了各种波导方案后，我们考虑了用于太赫兹传输的新光纤设计。
2015-06-10 physics.optics
Amplitude to phase conversion of InGaAs pin photo-diodes for femtosecond lasers microwave signal generation
当光电二极管被来自飞秒激光器的脉冲训练照射时，它在其带宽内产生重复频率谐波的微波分量。已知这些分量的相位（相对于光脉冲训练）取决于每个脉冲的光能。我们提出了一个实验研究，这种依赖性的InGaAs pin光电二极管照明超短脉冲产生的掺铒光纤飞秒激光器。测量了两种典型探测器在接近和高于饱和的冲击脉冲能量的大范围内的能量与相位的关系，这两种探测器通常用于基于飞秒激光的光学频率梳的光学频率计量。当扫描光脉冲能量时，发现将相位变化与能量变化相关联的系数在正值和负值之间交替，具有许多（对于重复率的高谐波）消失点。通过在这些消失点之一附近操作系统，基于商用纤芯光纤的飞秒激光器的典型幅度噪声水平足够低，以生成最先进的超低相位噪声微波信号，几乎不受幅度到相位转换相关噪声的影响。
2011-04-22 physics.ins-det physics.optics
Heterodyne fiber interferometer for frequency-noise reduction and rapid wide-band tunability of a conventional laser source
自外差光纤干涉仪已经被证明能够将激光器稳定到超窄线宽，并为高精细腔的频率稳定提供了一个很好的替代方案。除了抑制频率噪声，这些器件是高度可调谐的，并且可以被操纵以在激光器的整个范围内产生高速频率扫描。我们提出了一种分析方法来选择延迟线的长度为最佳的噪声抑制和最高的环路频率扫描速率。使用这个模型，我们已经实现了一个基于光纤的有源迈克耳孙干涉仪作为一个传统的二极管激光器的频率放大器，并证明了700赫兹的线宽超过毫秒的时间尺度。我们还演示了1 THz/s的频率扫描速率，并独立测量线性扫描频率的最大偏差为100 kHz，主要受装置中的声共振限制。
2019-09-06 physics.ins-det physics.optics
High-precision Time-Frequency Signal Simultaneous Transfer System via a WDM-based Fiber Link
在本文中，我们展示了一个波分复用（WDM）的系统，同时提供超稳定的光频率参考，10 GHz的微波频率参考，和一个脉冲每秒（1 PPS）的时间信号，通过50公里的光纤网络。对于每个信号，使用独特的噪声消除技术来保持它们的精度。经过补偿后，光频的传输频率不稳定性（重叠艾伦偏差）达到2 E-17/s，并减小到2 E-20/10000 s，而10 GHz微波基准的传输频率不稳定性接近4 E-15/s，并减小到1.4E-17/10000 s，沿系统的1 PPS时间信号的时间不确定度为2.08ps。在该方案中，不同的信号分别占用WDM的特定通道，以避免传输的参考信号之间可能出现的串扰干扰效应。为了估计上述方案的性能，独立于这些信号也被证明在这个50公里的链路，结果是类似的情况下，同时交付。这一工作表明，基于WDM的系统是一种很有前途的方法，建立一个全国性的时间和频率的光纤传输系统的通信光网络。
2021-07-08 physics.ins-det physics.optics
Robust optical frequency transfer in a noisy urban fiber network
光纤被认为是最有希望实现数千公里高相位相干光频率传输的基质材料之一。有源相位噪声消除（Active Phase Noise Cancellation，ANC）技术被广泛应用于抑制环境扰动引起的光纤相位噪声，这就需要一种具有高分辨率和无限检测范围的理想相位检测器来提取光纤相位噪声，特别是对于有噪声的光纤链路。我们证明了无源相位噪声消除（PNC）技术，而不需要相位检测器可能是更好的噪声光纤链路。为了避免传统有源或无源相位噪声抵消技术中时基的射频（RF）对相位噪声的影响，本文提出了一种具有0级和+1级两个衍射级输出的尾纤声光调制器（AOM），通过合理分配AOM的驱动频率来消除时基效应。使用这种技术，我们演示了通过260公里的嘈杂的城市光纤链路的相干光传输。结果表明，可以成功地消除射频参考的影响。在被动补偿之后，{我们证明了在1 s的积分时间处的$4.9\times10^{-14}$的分数频率不稳定性，并且在260 km噪声城市光纤链路上的修改的Allan偏差方面在10，000 s处按比例缩小到$10^{-20}$水平}。在传输通过该噪声补偿光纤链路之后，取回的光的频率不确定性相对于输入光的频率不确定性实现了$(0.41\pm4.7)\times10^{-18}$。所提出的技术开辟了一条道路，以广泛分布的超稳定的频率参考与高相干性没有任何影响来自RF参考，并使广泛的应用超出了光纤网络上的计…
2021-06-24 physics.ins-det physics.optics
Dynamic Dispersion Accumulation in Fiber Loops for Realizing Record-High Frequency Resolution or Ultra-Low Signal Sampling Rate in Dispersion-Based Photonics-Assisted Wideband Microwave Measurement Systems
Shanghai Key Laboratory of Multidimensional Information Processing, East China Normal University（上海多维信息处理重点实验室，华东师范大学）
通过动态色散累积技术，实现高频率分辨率或超低信号采样率，突破基于色散的微波测量系统性能限制。
2026-02-12 eess.SP physics.optics
Observation of Fundamental Thermal Noise in Optical Fibers down to Infrasonic Frequencies
光纤中固有的热噪声是光纤系统的极限。然而，在次声频率，本征热噪声的频谱行为至今仍不清楚。本文介绍用平衡光纤迈克耳孙干涉仪测量光纤中的基频热噪声。当使用超稳定激光器作为激光源并仔细控制其他噪声源时，观察到热噪声的1/f谱密度下降到次声频率，并且在0.2 Hz至20 kHz的频率下测量的幅度与理论预测一致。此外，如在实验中观察到的，通过改变光纤的涂层，1/f热噪声的水平降低。因此，指出了降低低傅立叶频率光纤热噪声的可能途径。最后，讨论了热机械噪声实验数据与现有理论的不一致性。
2015-12-09 physics.optics
Low noise all-fiber amplification of a coherent supercontinuum at 2 μm and its limits imposed by polarization noise
本文报道了一个全正常色散超连续光脉冲在钍/钬共掺啁啾全光纤脉冲放大系统中的放大。该系统在1800-2100 nm范围内具有超过300 nm的-20 dB带宽，可直接从输出光纤输出峰值功率超过70 kW的高质量66 fs脉冲。掺杂光纤整个发射带宽的相干播种和硅酸盐玻璃全正常色散光子晶体光纤中超连续谱产生动力学的稳定性导致放大的超短脉冲的优良噪声特性。
2019-10-29 physics.optics
Low-noise supercontinuum generation in chiral all-normal dispersion photonic crystal fibers
本文研究手性全正常色散光纤中超连续谱产生，利用其圆双折射特性消除偏振不稳定性，在802 nm泵浦下实现倍频程跨度、稳定圆偏振的低噪声超连续谱。
2023-08-08 physics.optics
Optical amplification and pulse interleaving for low noise photonic microwave generation
我们研究了脉冲交错和光放大对基于Er：Fiber的光学频率梳的脉冲输出的光探测所产生的微波信号的光谱纯度的影响。结果表明，相位噪声本底对交织器中的延迟长度误差非常敏感，对于短脉冲检测，光放大的量子噪声对相位噪声的贡献可以降低~10 dB。我们利用光学放大，结合高功率处理改进的单向传播载波光电探测器，在10 GHz载波上产生-175 dBc/Hz的相位噪声本底，这是锁模光纤激光器光电探测中迄今为止证明的最低相位噪声。在所有偏移频率下，光电检测的10 GHz相位噪声性能与稳定的钛：蓝宝石频率梳证明的最低相位噪声结果相当或更好。
2013-12-06 physics.optics
Nonlinear Fiber System for Shot-noise Limited Intensity Noise Suppression and Amplification
提出了一种非线性光纤系统，用于散粒噪声限制、全光强度噪声降低和信号放大。该机制是基于保偏光纤放大器中正交偏振模式之间的不同非线性相移的积累，并结合实现的正弦传输函数。所得到的输入强度波动和系统传输之间的相关性使得能够实现输入脉冲训练的可调强度噪声降低。在实验中，锁模振荡器的噪声谱密度被抑制了~20 dB，达到了测量的理论散粒噪声极限（-151.3dBc/Hz），同时脉冲放大13.5dB。
2021-05-10 physics.optics
Fundamental noise limitations to supercontinuum generation in microstructure fiber
在一定的输入激光脉冲参数下，微结构光纤中产生的超连续谱上的宽带噪声会导致幅度波动高达50%。我们研究这种噪声使用实验测量和数值模拟与广义随机非线性薛定谔方程，找到良好的定量协议的范围内的输入脉冲能量和啁啾值。这种噪声是由两个量子噪声输入的非线性放大引起的：输入脉冲散粒噪声和光纤中的自发拉曼散射。
2002-12-06 physics.optics
A broadband fiber-optic nonlinear interferometer
介绍了一种基于高非线性光纤四波混频的全光纤非线性干涉仪。我们的配置实现了相位敏感干涉，在554 GHz的宽光学波段上具有97%的峰值可见度和>90%的可见度。通过比较输出噪声功率的散粒噪声水平，我们确认在暗干涉条纹的噪声消除，所需的量子增强的灵敏度。该装置将非线性干涉测量技术扩展到高非线性光纤的重要平台，可以应用于各种光纤传感器。
2018-08-15 physics.ins-det physics.optics quant-ph
Studying fundamental limit of optical fiber links to $10^{-21}$ level
我们提出了一种混合光纤链路相结合的有效的光频率传输和评估的性能与自同步的双向比较。它使我们能够同时检测往返光纤噪声和每个前向和后向单向光纤噪声。通过这种设置获得的各种信号使我们能够定量地研究光纤链路的几个特性。基于160000 s的连续数据，我们检查了在双向光纤上来回累积的噪声的互易性到$3.1(\pm 3.9)\times 10^{-20}$的水平。我们还分析了两个相邻的光纤之间的噪声相关性，并显示在非常低的傅立叶频率的干涉噪声的第一个实验证据。经过16天的积分后，我们在$4\times 10^{-21}$水平上对43 km以上的传输光频率的稳定性和准确性进行了冗余和一致的估计，并证明了在城市地区使用单向光纤可以实现低至$8\times 10^{-18}$的不稳定性的频率比较。
2019-07-26 physics.ins-det physics.optics quant-ph
Stimulated Brillouin Scattering Thresholds in Optical Fibers for Lasers Linewidth Broadened with Noise
用于加宽光源的线宽的相位和/或强度调制技术是抑制光纤中的受激布里渊散射（SBS）的公知方法。用于以简单方式实现显著带宽增强的常用技术是使用滤波噪声源进行相位调制。我们将在这里证明，在这种情况下，噪声的随机性质需要包括长度相关的SBS阈值增强校正。这种效应对于大多数高功率光纤放大器所共有的短光纤长度变得特别显著。
2013-01-24 physics.optics
Noise Pulsing of Narrow-Band ASE from Erbium-Doped Fiber Amplifier
在本文中，我们报告的噪声特性的偏振和非偏振放大自发发射（ASE）的窄光带宽，从传统的低掺杂铒光纤注册的实验研究。我们证明了ASE噪声可以看作是具有随机幅度、宽度和脉冲间隔的类高斯脉冲的训练。分析了这三个噪声脉冲参数的统计特性。研究了ASE噪声对通信光纤中自相位调制产生的光谱展宽的影响，指出展宽整形的背后是ASE噪声的影响。
2018-10-22 physics.optics
Intermittency in an Optomechanical Cavity Near a Subcritical Hopf Bifurcation
实验研究了超导微波传输线谐振腔中嵌入振荡机械谐振器的光机械谐振腔。机械谐振器和微波腔之间的可调谐光机械耦合是通过在机械谐振器上方放置一根镀铱的单模光纤来引入的。机械谐振器和涂层光纤之间的电容引起光机械耦合，这可以通过改变光纤-谐振器距离来控制。我们研究了辐射压力引起的自激振荡作为微波驱动参数（频率和功率）的函数。极限环和稳态行为之间的间歇性观察与蓝色失谐的驱动频率。实验结果是占一个模型，该模型考虑到达芬类非线性的微波腔。一个稳定性分析揭示了一个亚临界的Hopf分岔附近的区域，观察到的不稳定性。
2014-05-15 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Low-noise octave-spanning mid-infrared supercontinuum generation in a multimode chalcogenide fiber
我们演示了一个低噪声，倍频程跨越中红外超连续谱从1700到4800 nm的注入飞秒脉冲到正常的色散制度的多模阶跃折射率硫族光纤与100 $μ$ m芯直径的产生。我们对超连续谱中的强度噪声进行了系统的研究，发现泵浦激光的初始涨落最多被放大三倍。我们还进行了一个倍频程跨越超连续谱的噪声特性的多模氟化物光纤具有类似的芯尺寸的异常色散制度中产生的比较，并表明，在多模硫族化物光纤的全正常色散超连续谱具有优越的噪声特性。我们的研究结果为许多实际应用开辟了新的视角，如长距离遥感，其中高功率和低噪声是至关重要的。
2020-03-08 physics.optics
Phase noise properties of supercontinuum generation in all-normal dispersion fibers
本文研究保偏全正常色散光纤中超连续谱产生的相位噪声，定量分析随机相位噪声和强度到相位传递系数，证实其高相干性但存在显著强度到相位耦合。
2025-11-13 physics.optics
Raman-scattering-assistant broadband noise-like pulse generation in all-normal-dispersion fiber lasers
本文报道了在一个相对较短的正常色散掺镱光纤激光器中，在强拉曼散射的作用下，观察到了稳定的耗散孤子和类噪声脉冲。我们证明了腔内滤光片可以滤除拉曼散射。此外，通过适当的腔内偏振控制，可以利用拉曼效应产生带宽高达61.4 nm的宽带噪声样脉冲（NLP）。据我们所知，这是在全正常色散光纤激光器中实现的最广泛的NLP
2015-07-30 physics.optics
Beyond the fundamental noise limit in coherent optical fiber links
众所周知，温度变化和声学噪声影响沿光纤的超稳频率传播。通常采用有源稳定技术来补偿光纤引起的相位噪声。然而，尽管有这种补偿，最终的链路性能仍然受到所谓的延迟未抑制光纤噪声的限制，该延迟未抑制光纤噪声与光在光纤中的传播延迟有关。在本文中，我们展示了一种数据后处理方法，使我们能够克服这一限制。我们实现了在远程链路端传输的光信号和往返信号之间的减法算法。以这种方式，获得了超过延迟未抑制噪声所施加的基本限制的6 dB的改善。这一结果将远程光学时钟之间的可能比较的分辨率提高了2倍。我们证实了理论预测与实验数据上获得的47公里的城域光纤链路，并提出如何扩展这种方法的频率传播的目的。
2014-07-01 physics.optics
Intrinsic Amplitude-Noise Suppression in Fiber Lasers Mode-locked with Nonlinear Amplifying Loop Mirrors
本文研究了具有振幅噪声抑制机制的非线性放大环镜锁模光纤激光器的稳态特性。由于正弦传输函数与波动的腔内脉冲幅度的相互作用，我们表明，这种机制可能会导致在特定的前提下，在反射和透射输出端口的相对强度噪声的可检测的差异。我们提出了系统的强度噪声测量与非线性光纤为基础的系统，复制一个单一的往返在激光腔。实验结果和模拟清楚地表明，减少腔内振幅波动高达4分贝的某些稳定状态。
2020-11-10 physics.optics
Suppression of amplitude-to-phase noise conversion in balanced optical-microwave phase detectors
我们证明了一个幅度到相位（AM-PM）的转换系数为0.001拉德的平衡的光学微波相位检测器（BOM-PD），对应于AM-PM引起的相位噪声低于单边带的激光器的相对强度噪声60 dB。这使我们能够从商用Er光纤梳产生8 GHz微波信号，其单边带残余相位噪声在1 Hz偏移频率下为-131 dBc/Hz，在1 kHz偏移频率下为-148 dBc/Hz。
2013-09-04 physics.optics
Signal-noise interaction in nonlinear optical fibers: a hydrodynamic approach
本文提出了一种新的微扰方法来研究非线性光纤中的信号-噪声相互作用。该方法是基于非线性薛定谔方程的流体动力学公式，该方程控制光在光纤中的传播。我们的方法进行了讨论，在一般情况下，更详细地开发了一些特殊的情况下，即小色散制度，连续波（CW）信号和孤子脉冲。在CW的情况下，该方法的准确性进行了数值测试。
2015-10-13 physics.optics
Efficient laser noise reduction by locking to an actively stabilized fiber interferometer with 10 km arm imbalance
我们报告了一种激光降噪方法，通过锁定它的主动稳定的光纤为基础的马赫曾德尔干涉仪与10公里的光纤，以实现大的臂不平衡。声光调制器用于干涉仪稳定和外差检测。对于1 Hz的傅立叶频率，环外频率噪声降低了90 dB以上。这种结构在高傅立叶频率和低傅立叶频率下都提供了一种有效的激光降噪方法。稳频激光信号经10 km光纤传输，1 s时的分数频率稳定度为1.12 × 10-16。与干涉仪不稳定时的分数阶频率稳定度相比，提高了一个数量级以上。
2016-05-23 physics.optics
Noise performance and long-term stability of near- and mid-IR gas-filled fiber Raman lasers
本文首次研究了近、中红外充气光纤拉曼激光器的噪声特性和长期稳定性。结果表明，拉曼脉冲能量的增加与噪声的降低有关，且相对脉冲峰值强度噪声（RIN）总是低于相对脉冲能量噪声（REN）。我们还表明，脉冲能量和峰值功率的长期漂移与拉曼斯托克斯产生过程中的大量热释放直接相关。所展示的噪声和长期稳定性性能为潜在的光谱应用以及新兴的中红外充气空芯光纤（HCF）拉曼激光器技术的进一步改进提供了必要的参考。
2020-11-11 physics.optics
Photonics-assisted microwave pulse detection and frequency measurement based on pulse replication and frequency-to-time mapping
提出了一种光子学辅助的微波脉冲探测和频率测量方案。该方法将未知微波脉冲转换到光域，然后注入光纤环路进行脉冲复制，从而更容易识别具有较大脉冲重复间隔（PRI）的微波脉冲，而基于受激布里渊散射的频率-时间映射（FTTM）方法则用于测量微波脉冲的载波频率。利用未知微波脉冲和连续波单频参考信号产生扫频光载波并进行调制，产生两个不同频率的扫频光信号，将两个扫频光信号合并作为探测波，探测固定布里渊增益谱。当光信号在光电探测器中被检测时，实现了FTTM，并且可以确定微波脉冲的频率。进行了实验。在210 μ m光纤环中，实现了脉冲重复频率为20 μs，脉冲宽度为1.20、1.00、0.85和0.65 μs的脉冲的复制和FTTM。在0.978 THz/s的扫频啁啾率下，单对脉冲和多对脉冲的测量误差分别小于{ \pm }12和{ \pm }5 MHz。研究了扫频啁啾率和脉宽对测量误差的影响。在一定程度上，扫频越快，频率测量误差越大。对于特定的扫频啁啾率，测量误差几乎不受待测脉冲宽度的影响。
2021-09-26 eess.SP physics.app-ph physics.optics
Broadband Phase-Noise Suppression in a Yb-Fiber Frequency Comb
报道了一种简单的利用主动强度噪声伺服系统抑制Yb基光纤光学频率梳高频相位噪声的方法。使用具有连续波（cw）激光器的光学外差拍频的相位噪声的环外测量显示出相位噪声的抑制为\geq 7 dB至100 kHz的傅立叶频率，单位增益交叉为-700 kHz。这些结果是由激光的强度和相位噪声之间的强相关性实现的。强度和相位噪声谱以及传递函数的详细测量揭示，高于-100 kHz的主要相位和强度噪声贡献是由于放大的自发发射（ASE）或其他量子噪声源。
2011-01-29 physics.optics
