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用于数字相干光系统的非白调频噪声激光器的相位噪声测量与性能

DOI：10.1109/JLT.2019.2955642 期刊：Journal of Lightwave Technology 出版年份：2019 更新时间：2025-09-12 10:27:22
摘要： 我们测量了量子点锁模激光器（QD-MLLs）的调频噪声功率谱密度，并将其与实测线宽作为数字相干系统性能预测指标进行对比。通过分析光源非洛伦兹线型的特性——其中线宽由调频噪声的低频部分决定，我们阐释了观测结果?；谑挡庀辔恍蛄械姆抡嫜芯考氨晨勘诚喔纱涫笛楸砻鳎河捎诘髌翟肷姆前自肷匦?，线宽达数MHz的QD-MLLs性能可与仅数百kHz洛伦兹线宽的激光器相当。研究表明，对于具有相似光谱特性的激光器，无论采用何种线宽测量技术，其光谱线宽都可能低估其在相干系统中的实际性能。我们提出"洛伦兹等效线宽"指标来表征非白调频噪声激光器，并评估其对数字相干光系统的影响。该指标通过测量高于常规白噪声激光器表征频率（且与系统波特率相当的）高频相位变化获得。对于具有非白调频噪声的激光器，该指标比实测线宽更能准确预测系统性能。研究还讨论了非白调频噪声对载波相位恢复优化及系统性能的影响。
作者： Mustafa AL-QADI，Maurice O’Sullivan，Chongjin Xie，Rongqing Hui
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究非白调频噪声激光器在数字相干光系统中的性能表现，并提出"洛伦兹等效线宽"指标以实现更优的性能预测。

研究成果

研究得出结论：仅凭光谱半高全宽线宽不足以表征具有非白调频噪声激光器的相位噪声。提出一种在高采样频率下评估的"洛伦兹等效线宽"指标，作为更准确的系统性能预测参数。研究发现，由于非白调频噪声特性，几MHz线宽的量子点锁模激光器在相干系统中可与线宽更窄的激光器表现相当。

研究不足

该研究的局限性在于所使用的量子点主振荡功率放大器激光器（QD-MLLs）具有特定特性，其研究结果能否推广至其他具有非白调频噪声的激光器类型尚需进一步验证。测量装置中加性噪声对相位噪声方差估计的影响也是本研究的制约因素。

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