3×3 커플러 기반 비대칭 마이켈슨 간섭계 및 위상 신호 복조를 이용한 레이저 선폭 측정 시스템이 제안되었다. 위상 신호 복조 기반 미분 교차 곱 알고리즘은 취득된 신호를 고속 실시간으로 처리하여 측정 대상 레이저의 주파수 잡음 정보와 선폭 값을 신속하게 제공할 수 있다. 시스템의 광 경로 구조는 간단하며, 능동 제어가 필요 없고 측정 결과의 재현성이 높다. 샘플링 신호가 원본 신호의 최대값과 최소값을 동시에 포함하는지의 중요 문제를 고려하여, 시뮬레이션과 실험 두 가지 경우에서 샘플링 창을 0.5, 0.4, 0.1, 0.05, 0.01초로 설정한 샘플링이 테스트된 레이저의 주파수 잡음 전력 스펙트럼 밀도에 미치는 영향에 대해 중점적으로 논의하였다. 시뮬레이션과 실험 모두 샘플링 창이 0.1, 0.05, 0.01초인 샘플링 신호가 원본 신호의 최대값과 최소값을 동시에 포함하지 않을 경우 계산된 레이저 주파수 잡음 전력 스펙트럼 밀도 진폭이 과대평가됨을 보여주었다. 추가로 β-분할선 방법을 사용하여 1.5 μm 대역 상용 레이저와 실험실 자제 2 μm 대역 레이저의 선폭 측정 검증을 진행하였으며, 그 결과 1.5 μm 대역 상용 레이저의 선폭 값이 측정 시간 2 ms일 때 5 kHz임을 확인하였고, 이 결론이 전 대역에 적용 가능함을 입증하였다.

단일 주파수 좁은 선폭 레이저; 선폭 측정; 주파수 잡음; 위상 신호 복조