２つの Free-Running DFB レーザー間のビートノートの周波数安定性
２台のCTL101-2-B-200 レーザーコントローラーで２つのDFBレーザーを駆動し、RF領域で２つのレーザーの干渉を観察します。
どちらのレーザーも、1550 nm付近で動作する Eblana photonics 社の狭線幅 LD EP1550-0-NLW-B26-100FMを使用しています。
各レーザーの電流を約180 mAに設定し、横河電機の波長計 AQ6150Bで出力波長が1550.000 nmになるように各レーザーの温度を調整しました。
その後、50 / 50 ファイバーカプラを使って2つのレーザーを結合し、Koheron PD100 光検出器で光－電気変換を行い、Koheron ALPHA250アクイジションボードでRFスペクトルをリアルタイムで観測します。
予想通り、スペクトルはきれいなローレンツ型になっています。
ピーク周波数の時間的な変動は、Koheron CTL101 コントローラーの全体的な安定性（電流＋温度）をよく表しています。
我々はPythonスクリプトを書き、２４時間の間、50 msごとにピーク周波数を測定しました。
最初の12時間で、約30 MHzの周波数ドリフトが観測されました。
下の図は、最初の1分間におけるピーク周波数の変化を示しています。
時計の周波数のような非定常信号を扱う場合、統計的な指標としてAllan deviationが有効です。
使用したレーザーの波長の可変幅は2 nmで、これは250 GHzの周波数に相当します。
1分以下のアラン偏差は250 kHzよりも低いので、Koheron CTL101 コントローラーは1分というタイムスケールで全体的に1 ppmの安定性を持っていると大まかに言えます。
各レーザーの周波数変動が統計的に独立していれば、1つのレーザーの周波数のアラン分散は、ビート音のアラン分散を2で割ったものになる。
しかし、温度依存性が似ている2つのコントローラーがほぼ同じ環境温度で変化していることから、各レーザーの周波数変動は相関していると考えられる。