強(qiáng)度噪聲
2f U$J>Y Lb{e ,JH 光束中一種重要的噪聲是其強(qiáng)度噪聲。嚴(yán)格地說，通常考慮的是光功率的噪聲，而不是光強(qiáng)度的噪聲，但常見的術(shù)語是強(qiáng)度噪聲而不是功率噪聲.
EF pIp4_Y 在強(qiáng)度噪聲的背景中，功率一詞有兩種截然不同的含義，這可能會(huì)引起很大的混淆。（不要混淆光功率和噪聲功率！）
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- 我們所關(guān)注的波動(dòng)量是光功率，即單位時(shí)間內(nèi)傳遞的光能量。
- 噪聲通常用功率譜密度來量化，功率與波動(dòng)振幅的平方有關(guān)；這里我們處理的是噪聲功率。
ELh8ltLY +(x eT+J 使用偏置光電二極管測量強(qiáng)度噪聲(例如激光的強(qiáng)度噪聲)，可以獲得與光功率成正比的光電流。光電流通常被轉(zhuǎn)換成電壓，例如使用電阻器。然后可以將波動(dòng)電壓輸入電子頻譜分析儀，該分析儀可顯示輸入電壓的頻率相關(guān)功率譜密度(PSD)。這里的功率指的是電功率，它與電壓的平方成正比，因此也與光功率的平方成正比。PSD 是噪聲功率的測量值，單位為 V2/Hz，但通常顯示為對數(shù)量，單位為 dBm/Hz。利用電壓和光功率之間的比例關(guān)系(在已知探測器響應(yīng)度和可能的額外電子增益的情況下)，可以由此計(jì)算出光功率的 PSD，單位為 W2/Hz。 {k4CEt; Qr1e@ =B
2&+#Vsm`V 如果將頻譜分析儀的輸入電壓增加一倍，例如通過減少打在光電探測器上的激光束衰減，電功率就會(huì)增加 4 倍，相當(dāng)于 6 倍分貝. bX.ja;; 更進(jìn)一步的困難源于電子頻譜分析儀通常沒有經(jīng)過校準(zhǔn)，無法正確顯示噪聲功率密度；需要一定的校正。 *A}cL QKN<+,h!z> 強(qiáng)度噪聲規(guī)格 2=?tJ 2E 79\Jx iSB iX'rU@C 強(qiáng)度噪聲通常量化為相對強(qiáng)度噪聲 (RIN)，即光功率噪聲除以平均光功率。通用規(guī)格如下： s5RjIa 0$7 有時(shí)我們會(huì)遇到類似 “0.1%” 這樣的規(guī)格，如果沒有進(jìn)一步的規(guī)格說明，這種規(guī)格是不準(zhǔn)確的，因?yàn)闆]有對統(tǒng)計(jì)方面進(jìn)行描述，也不清楚考慮的是哪種噪聲頻率范圍。 x^"E S%* >7!6nF3x,
*lef=:&,, axHK_1N{ 強(qiáng)度噪聲的測量 ZEYgK)^ |
ohL]7b< = %zLh<3v 測量強(qiáng)度噪聲的方法是通常是通過快速光電探測器（如 pi-i-n 光電二極管）檢測強(qiáng)度（或功率），并用電子頻譜分析儀評估噪聲頻譜。雖然這在原則上看似簡單，但在技術(shù)上可能會(huì)遇到各種挑戰(zhàn)： >5R <;#8 "<}&GcJbz
e]=!"nJ+ 強(qiáng)度噪聲水平的校準(zhǔn)通常比較困難。雖然電子頻譜分析儀以 dBc/Hz（其中 dBc = 低于載波的 dB）等適當(dāng)單位顯示噪聲頻譜，但它適用于正弦信號，不適用于隨機(jī)噪聲。通常需要在噪聲電平上增加 2 分貝，但這取決于頻譜分析儀的詳細(xì)設(shè)置，如檢測模式。(儀器手冊會(huì)提供有用的信息。)如果需要在前置放大器中對光電流的直流分量進(jìn)行增壓，會(huì)出現(xiàn)更多困難；這時(shí)可能需要進(jìn)行單獨(dú)的校準(zhǔn)測量。 [D5t{ [i "Jjs"7
sC[yI Up 當(dāng)然，光電探測器必須在具有線性響應(yīng)的區(qū)域中運(yùn)行，即絕對不能達(dá)到飽和狀態(tài)。對于低重復(fù)率脈沖序列的測量中，這可能意味著記錄的平均功率相當(dāng)?shù)停虼穗y以實(shí)現(xiàn)高靈敏度。
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