スペクトラム線幅測定シミュレーション

ディレイラインを用いたセルフホモダイン、スペクル線幅測定のセットアップを作りたいと思っています。以下の回路のように、10MHzの線幅を持つ連続波を2つに分け、片方を10kmの損失なしのファイバーに通し、ビートをフォトダイオードとスペクトラム・アナライザで読み取ります。ですが、システムが私が予想したような応答結果を示しません。

  1. まず、INTERCONNECTではコヒーレント現象は見れるのでしょうか?上のようなセットアップで何か見ることは出来ますか?
  2. スペクトラム・アナライザの解像度があらすぎて、何も見ることが出来ません。0Hz(DC)の次の点が0.195GHzで、これを変更する方法を見つけることが出来ませんでした。Refresh lengthとdisplay memory lengthパラメターでは何も変わりませんでした。なので、ビートにローレンシアン関数をフィッティングすることが出来ません。

よろしくお願いします!

以下質問に答えていきます.

1)はい,INTERCONNECTではコヒーレント効果を見ることができます.自己ホモダイン線幅測定においては,検波した信号の単側波帯振幅(SSB)の3dBバンド幅がおよそレーザ光源の線幅になると推測できます.しかしながら,これを得るためには少し注意深くシステムの調整をする必要があります.

質問の回路を作り直してみたので以下のファイルを確認してみてください.homodyne_linewidth_measurement.icp. このファイルではファイバの長さを200m(ファイバのコヒーレント長は20m程度なので10kmはこの測定には長すぎる)に設定し,RFスペクトルアナライザの分解能を調節するためにビットレートは1GHz,ビットあたりのサンプルは16としました.ここで,パワースペクトルを増大させると,MHz領域にいくつかの点を確認できるでしょう.このスクリプトファイルplot_spectrum.lsfは100MHzまでの受信したパワースペクトルをプロットします.以下の図から,3dBバンド幅は6~7MHzであることが確認できます.これは完璧に正確な値であるとはいえませんが,システムを調節することでさらに正確な結果を得ることが可能です.

2)RFスペクトルアナライザの分解能は受信信号に依存します.周波数領域において分解能をあげるには,サンプル周期を大きくする必要があります.添付のファイルにおいては,サンプル周期とビット周期を増加させています."refresh length"はシミュレーションの最中のデータの記録に関る項目なので,図の分解能には関係していません.