Phase noise filtering effects of mode-locked lasers

Kip kilitlemeli lazerler son 20 yılda giderek artan bir ilgiye maruz kalmıştır. Eskiden sadece çok kısa optik atım kaynağı olarak bilinen kip kilitlemeli lazerlerin uygulamaları biyomedikal[1], mikro-işlem[2], algılama[3] ve RF/mikrodalga[4] iletişimi gibi konulara genişlemiştir. Bu tezde, kip kilitlemeli lazerlerin RF/mikrodalga iletişimi konusuna odaklanılmıştır. RF iletişim sistemlerindeki en yaygın problemlerden birisi sinyal temizliğidir. Osilatörlerin doğasından dolayı RF sinyallere her zaman istenmeyen bazı tonlarda eşlik ederler. Bu gürültü tonlarının RF sistemlerinin performansları üzerine büyük etkileri vardır. Özellikle yüksek hızlı iletişim, RADAR ve elektronik harp gibi uygulamalarda düşük gürültülü RF sinyaller büyük önem taşımaktadırlar. Bu sebeple düşük gürültülü RF sinyallerin üretimi de oldukça kritiktir. Bu kritik probleme optik metotlar ile çözüm sunulmuştur. Optik metotlar ile RF sinyal üretimi için frekans sabitlenmiş kip kilitlemeli lazerler[5], faz kilitleme döngülü osilatörler[6] ve optoelektronik osilatörler [7] gibi farklı metotlar önerilmiştir. Bu tez çalışmasında düşük gürültülü RF sinyalin optik metotlar ile üretilmesi yerine optik metotlar ile gürültü filtrelenmesi gibi yenilikçi bir yöntem önerilmiş ve gösterimi yapılmıştır. Bu tezin ilk iki bölümünde kip kilitlemeli lazerler ve düşük faz gürültülü osilatörler hakkında kısa giriş bilgisi verilmiştir. Daha sonra önerilen sistemin deneysel düzeneği ve deneysel sonuçları Bölüm 3'te verilmiştir. Bölüm 4'de ise gürültü filtrelemenin analizi yapılmış ve kısıtlamaları gösterilmiştir. Faz gürültüsü bir frekans alanı terimidir. Bu terimin zaman birimindeki ismi zamandaki belirsizliği tanımlayan jiterdir. Bit hata oranını hesaplanması gibi uygulamalar için bu jiter değerinin olasılık dağılım fonksiyonunun hesaplanması gerekir. Bölüm 5'te faz gürültüsü datası kullanılarak jiter olasılık dağılımı hesaplanmıştır. Bu işlemin kolaylıkla yapılması için de bir arayüz geliştirmiştir. Son bölüm ise bazı notlar ve bu alandaki bazı olası çalışmaları içermektedir.