Mesure du bruit d'amplitude du Verdi 6W

[jehanno]

22.12.08

Le bruit d'amplitude peut n'etre (sous certaines conditions) que la projection "en phase" d'un bruit que l'on retrouvera aussi "en quadrature" sur le bruit de phase.

il est donc important de caracteriser le MIRA de ce point de vue et donc de "calibrer" une electronique a base de photodiode Hamamatsu S3883 capable de detecter un bruit d'amplitude avec une bonne sensibilite. pour cela, on peut utiliser le "shot noise" du laser Verdi 6W CW dont on peut faire varier la puissance simplement.

• Il faut une puissance superieure a 10mW au VERDI pour que celui-ci n'exhibe pas de petits pics tres basse frequence.

• on utilise l'analyseur de spectre Agilent 9020A avec preampli ON pour faire les mesures de bruit. Dans la bande 0-200 MHz, il exhibe un bruit compris entre 1nV/sqrt(Hz) et 1.3 nV/sqrt(Hz)

• On utilise le schema suivant pour le montage de la photodiode et du filtrage de l'alim :

• Le bruit electronique du montage est inferieur ou du meme ordre que le seuil de mesure (hormis qqs pics dans le spectre)

On utilise le schema suivant pour le montage de la photodiode et du filtrage de l'alim :

• Au scope, on laisse passer 5 mA (250 mV sur 50 ohms).

Puis on mesure le bruit HF avec un couplage AC de 100nF et 500 ohms en amont pour laisser couler le courant DC et 5 ohms serie pour adapter l'impedance du cable sur 50 ohms. (5 + 50050) = 50 ohms

ces 5mA produisent 2.5V sur 500 ohms. on place la tension inverse de la photodiode a 2.5V+10V = 12.5V

en HF, tout le courant ne va pas dans l'appareil de mesure. 10% va dans la 500 ohms. on donc attend un bruit de shot noise de sqrt(2*q*5mA)x0.9x50ohms = 1.8 nV/sqrt(Hz) avec le plancher de bruit, cela fait a peu pres 2.2 nV/sqrt(Hz)

• meme chose avec 10mA (tension inverse de la PH = 15V)

=> sqrt(2*q*10mA)x0.9x50ohms = 2.5 nV/sqrt(Hz) avec le plancher de bruit, cela fait a peu pres 2.8 nV/sqrt(Hz)

• tentative de mesure avec 20mA (tension inverse de la PH = 20V)

on depasse le seuil de linearite donne par Hamamatsu ~ 10mA et on trouve un plancher de bruit qui diminue a 1.8nV/sqrt(Hz) la mesure n'est donc pas valide.