광전류 펄스의 아토초 수준 상대 타이밍 지터 성능

Abstract

모드 잠금 레이저의 광 검출 과정은 광 주파수 영역과 마이크로파 주파수 영역을 연결하는 데 있어 중요한 역할을 한다. 특히, 초안정 공진기에 안정화된 연속파 레이저의 광 영역에서의 안정도를 갖는 광 주파수 빗의 직접 광 검출을 통하여 마이크로파 영역으로 가져오면 매우 우수한 잡음 성능의 마이크로파를 생성할 수 있다. 따라서 광-전자 변환과정에서의 초과 잡음 한계를 낮추기 위해 많은 연구가 진행되었다. 그러나 단일 주파수에 해당하는 마이크로파가 아닌 직접 광 검출 펄스 자체의 초과 타이밍 지터에 관한 연구는 활발히 이루어지지 않았다. 본 논문에서는 광섬유 광-전자 샘플링 기반 타이밍 검출기를 이용하여 모드 잠금 레이저의 광 펄스열과 직접 광 검출된 전기 펄스열 사이의 상대 타이밍 지터를 펨토초 이하의 분해능으로 측정하였다. 전기 펄스열의 상승 에지 초과 타이밍 지터의 경우 아토초 수준의 낮은 값을 보였다. 본 연구의 결과물은 에지 타이밍 지터에 따라 성능이 결정되는 디지털 클럭이나 아날로그-디지털 컨버터 등에 유용하게 사용될 수 있을 것으로 기대된다.