Mätningar av brusegenskaper i fiberlasersensorsystem

Fiberlasersensorteknik kan användas exempelvis för att konstruera tunna fiberoptiska släpsonarer. Rapporten redogör för inledande beräkningar och mätningar på ett fiberlasersensorsystem. Optiskt frekvens- och intensitetsbrus har studerats. Resultaten visar att detektionsgränsen för fiberlasersensorer utgörs av laserns frekvensbrus som förväntat. Frekvensbruset analyserades med utnyttjande av en interferometrisk detektor. Bruset uppmättes med olika instrument dels i basbandsmätningar och dels då en akustooptisk modulator användes för att generera en bärvåg vid 100 MHz. Såväl brusnivåerna som frekvensgång kan förklaras utifrån fundamentala laseregenskaper. Laserfrekvensbrusnivån uppgår till cirka 50 dB Hz2/Hz vid 50 Hz och faller sedan med frekvensen för att lägga sig på en nivå av cirka 10-20 d B Hz2/Hz mellan 1 kHz och 20 kHz. Vid högre frekvenser domineras bruset av en resonans kring 150 kHz som kan kopplas till laserns så kallade relaxationsoscillationsfrekvens. Denna resonansfrekvens fanns vara beroende av laserdrivströmmen. Frekvensbrusegenskaperna i övrigt syntes ej bero starkt av laserdrivströmmen. Intensitetsbrusspektrumen dominerades helt av resonansen kring relaxationsoscillationsfrekvensen. Intensitetsbrusnivån i frekvensområdet under 20 kHz fanns vara försumbart i förhållande till frekvensbruset.