Abstract

We investigate the impact of pulse interleaving and optical amplification on the spectral purity of microwave signals generated by photodetecting the pulsed output of an Er:fiber-based optical frequency comb. It is shown that the microwave phase noise floor can be extremely sensitive to delay length errors in the interleaver, and the contribution of the quantum noise from optical amplification to the phase noise can be reduced 10dB for short pulse detection. We exploit optical amplification, in conjunction with high power handling modified unitraveling carrier photodetectors, to generate a phase noise floor on a 10 GHz carrier of 175dBc/Hz, the lowest ever demonstrated in the photodetection of a mode-locked fiber laser. At all offset frequencies, the photodetected 10 GHz phase noise performance is comparable to or better than the lowest phase noise results yet demonstrated with stabilized Ti:sapphire frequency combs.

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. G. Santarelli, C. Audoin, A. Makdissi, P. Laurent, G. J. Dick, and A. Clairon, IEEE Trans. Ultrason. Ferroelectr. Freq. Control 45, 887 (1998).
    [CrossRef]
  2. J. Kim, J. A. Cox, J. Chen, and F. X. Kartner, Nat. Photonics 2, 733 (2008).
    [CrossRef]
  3. J. A. Scheer and J. L. Kurtz, Coherent Radar Performance Estimation (Artech House, 1993).
  4. S. A. Diddams, A. Bartels, T. M. Ramond, C. W. Oates, S. Bize, E. A. Curtis, J. C. Bergquist, and L. Hollberg, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 9, 1072 (2003).
    [CrossRef]
  5. T. M. Fortier, M. S. Kirchner, F. Quinlan, J. Taylor, J. C. Bergquist, T. Rosenband, N. Lemke, A. Ludlow, Y. Jiang, C. W. Oates, and S. A. Diddams, Nat. Photonics 5, 425 (2011).
    [CrossRef]
  6. T. M. Fortier, F. Quinlan, A. Hati, C. Nelson, J. A. Taylor, Y. Fu, J. Campbell, and S. A. Diddams, Opt. Lett. 38, 1712 (2013).
    [CrossRef]
  7. F. Quinlan, T. M. Fortier, M. S. Kirchner, J. A. Taylor, M. J. Thorpe, N. Lemke, A. D. Ludlow, Y. Y. Jiang, and S. A. Diddams, Opt. Lett. 36, 3260 (2011).
    [CrossRef]
  8. A. Haboucha, W. Zhang, T. Li, M. Lours, A. N. Luiten, Y. Le Coq, and G. Santarelli, Opt. Lett. 36, 3654 (2011).
    [CrossRef]
  9. T. M. Fortier, C. W. Nelson, A. Hati, F. Quinlan, J. Taylor, H. Jiang, C. W. Chou, T. Rosenband, N. Lemke, A. Ludlow, D. Howe, C. W. Oates, and S. A. Diddams, Appl. Phys. Lett. 100, 231111 (2012).
    [CrossRef]
  10. K. Jung, J. Shin, and J. Kim, IEEE Photon. J. 5, 5500906 (2013).
    [CrossRef]
  11. L. E. Nelson, D. J. Jones, K. Tamura, H. A. Haus, and E. P. Ippen, Appl. Phys. B 65, 277 (1997).
    [CrossRef]
  12. J. Millo, R. Boudot, M. Lours, P. Y. Bourgeois, A. N. Luiten, Y. Le Coq, Y. Kersalé, and G. Santarelli, Opt. Lett. 34, 3707 (2009).
    [CrossRef]
  13. Z. Li, Y. Fu, M. Piels, H. P. Pan, A. Beling, J. E. Bowers, and J. C. Campbell, Opt. Express 19, B385 (2011).
    [CrossRef]
  14. H. F. Jiang, J. Taylor, F. Quinlan, T. Fortier, and S. A. Diddams, IEEE Photon. J. 3, 1004 (2011).
    [CrossRef]
  15. F. Quinlan, T. M. Fortier, H. Jiang, A. Hati, C. Nelson, Y. Fu, J. C. Campbell, and S. A. Diddams, Nat. Photonics 7, 290 (2013).
    [CrossRef]
  16. F. Quinlan, T. M. Fortier, H. F. Jiang, and S. A. Diddams, J. Opt. Soc. Am. B 30, 1775 (2013).
    [CrossRef]
  17. F. Quinlan, F. N. Baynes, T. M. Fortier, Q. Zhou, A. Cross, J. C. Campbell, and S. A. Diddams, in IEEE Photonics Conference (IPC) (IEEE, 2013), pp. 408–409.
  18. N. A. Olsson, J. Lightwave Technol. 7, 1071 (1989).
    [CrossRef]
  19. J. P. Gordon and H. A. Haus, Opt. Lett. 11, 665 (1986).
    [CrossRef]
  20. W. Zhang, T. Li, M. Lours, S. Seidelin, G. Santarelli, and Y. Le Coq, Appl. Phys. B 106, 301 (2012).
    [CrossRef]

2013 (4)

K. Jung, J. Shin, and J. Kim, IEEE Photon. J. 5, 5500906 (2013).
[CrossRef]

F. Quinlan, T. M. Fortier, H. Jiang, A. Hati, C. Nelson, Y. Fu, J. C. Campbell, and S. A. Diddams, Nat. Photonics 7, 290 (2013).
[CrossRef]

T. M. Fortier, F. Quinlan, A. Hati, C. Nelson, J. A. Taylor, Y. Fu, J. Campbell, and S. A. Diddams, Opt. Lett. 38, 1712 (2013).
[CrossRef]

F. Quinlan, T. M. Fortier, H. F. Jiang, and S. A. Diddams, J. Opt. Soc. Am. B 30, 1775 (2013).
[CrossRef]

2012 (2)

W. Zhang, T. Li, M. Lours, S. Seidelin, G. Santarelli, and Y. Le Coq, Appl. Phys. B 106, 301 (2012).
[CrossRef]

T. M. Fortier, C. W. Nelson, A. Hati, F. Quinlan, J. Taylor, H. Jiang, C. W. Chou, T. Rosenband, N. Lemke, A. Ludlow, D. Howe, C. W. Oates, and S. A. Diddams, Appl. Phys. Lett. 100, 231111 (2012).
[CrossRef]

2011 (5)

2009 (1)

2008 (1)

J. Kim, J. A. Cox, J. Chen, and F. X. Kartner, Nat. Photonics 2, 733 (2008).
[CrossRef]

2003 (1)

S. A. Diddams, A. Bartels, T. M. Ramond, C. W. Oates, S. Bize, E. A. Curtis, J. C. Bergquist, and L. Hollberg, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 9, 1072 (2003).
[CrossRef]

1998 (1)

G. Santarelli, C. Audoin, A. Makdissi, P. Laurent, G. J. Dick, and A. Clairon, IEEE Trans. Ultrason. Ferroelectr. Freq. Control 45, 887 (1998).
[CrossRef]

1997 (1)

L. E. Nelson, D. J. Jones, K. Tamura, H. A. Haus, and E. P. Ippen, Appl. Phys. B 65, 277 (1997).
[CrossRef]

1989 (1)

N. A. Olsson, J. Lightwave Technol. 7, 1071 (1989).
[CrossRef]

1986 (1)

Audoin, C.

G. Santarelli, C. Audoin, A. Makdissi, P. Laurent, G. J. Dick, and A. Clairon, IEEE Trans. Ultrason. Ferroelectr. Freq. Control 45, 887 (1998).
[CrossRef]

Bartels, A.

S. A. Diddams, A. Bartels, T. M. Ramond, C. W. Oates, S. Bize, E. A. Curtis, J. C. Bergquist, and L. Hollberg, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 9, 1072 (2003).
[CrossRef]

Baynes, F. N.

F. Quinlan, F. N. Baynes, T. M. Fortier, Q. Zhou, A. Cross, J. C. Campbell, and S. A. Diddams, in IEEE Photonics Conference (IPC) (IEEE, 2013), pp. 408–409.

Beling, A.

Bergquist, J. C.

T. M. Fortier, M. S. Kirchner, F. Quinlan, J. Taylor, J. C. Bergquist, T. Rosenband, N. Lemke, A. Ludlow, Y. Jiang, C. W. Oates, and S. A. Diddams, Nat. Photonics 5, 425 (2011).
[CrossRef]

S. A. Diddams, A. Bartels, T. M. Ramond, C. W. Oates, S. Bize, E. A. Curtis, J. C. Bergquist, and L. Hollberg, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 9, 1072 (2003).
[CrossRef]

Bize, S.

S. A. Diddams, A. Bartels, T. M. Ramond, C. W. Oates, S. Bize, E. A. Curtis, J. C. Bergquist, and L. Hollberg, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 9, 1072 (2003).
[CrossRef]

Boudot, R.

Bourgeois, P. Y.

Bowers, J. E.

Campbell, J.

Campbell, J. C.

F. Quinlan, T. M. Fortier, H. Jiang, A. Hati, C. Nelson, Y. Fu, J. C. Campbell, and S. A. Diddams, Nat. Photonics 7, 290 (2013).
[CrossRef]

Z. Li, Y. Fu, M. Piels, H. P. Pan, A. Beling, J. E. Bowers, and J. C. Campbell, Opt. Express 19, B385 (2011).
[CrossRef]

F. Quinlan, F. N. Baynes, T. M. Fortier, Q. Zhou, A. Cross, J. C. Campbell, and S. A. Diddams, in IEEE Photonics Conference (IPC) (IEEE, 2013), pp. 408–409.

Chen, J.

J. Kim, J. A. Cox, J. Chen, and F. X. Kartner, Nat. Photonics 2, 733 (2008).
[CrossRef]

Chou, C. W.

T. M. Fortier, C. W. Nelson, A. Hati, F. Quinlan, J. Taylor, H. Jiang, C. W. Chou, T. Rosenband, N. Lemke, A. Ludlow, D. Howe, C. W. Oates, and S. A. Diddams, Appl. Phys. Lett. 100, 231111 (2012).
[CrossRef]

Clairon, A.

G. Santarelli, C. Audoin, A. Makdissi, P. Laurent, G. J. Dick, and A. Clairon, IEEE Trans. Ultrason. Ferroelectr. Freq. Control 45, 887 (1998).
[CrossRef]

Cox, J. A.

J. Kim, J. A. Cox, J. Chen, and F. X. Kartner, Nat. Photonics 2, 733 (2008).
[CrossRef]

Cross, A.

F. Quinlan, F. N. Baynes, T. M. Fortier, Q. Zhou, A. Cross, J. C. Campbell, and S. A. Diddams, in IEEE Photonics Conference (IPC) (IEEE, 2013), pp. 408–409.

Curtis, E. A.

S. A. Diddams, A. Bartels, T. M. Ramond, C. W. Oates, S. Bize, E. A. Curtis, J. C. Bergquist, and L. Hollberg, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 9, 1072 (2003).
[CrossRef]

Dick, G. J.

G. Santarelli, C. Audoin, A. Makdissi, P. Laurent, G. J. Dick, and A. Clairon, IEEE Trans. Ultrason. Ferroelectr. Freq. Control 45, 887 (1998).
[CrossRef]

Diddams, S. A.

F. Quinlan, T. M. Fortier, H. F. Jiang, and S. A. Diddams, J. Opt. Soc. Am. B 30, 1775 (2013).
[CrossRef]

T. M. Fortier, F. Quinlan, A. Hati, C. Nelson, J. A. Taylor, Y. Fu, J. Campbell, and S. A. Diddams, Opt. Lett. 38, 1712 (2013).
[CrossRef]

F. Quinlan, T. M. Fortier, H. Jiang, A. Hati, C. Nelson, Y. Fu, J. C. Campbell, and S. A. Diddams, Nat. Photonics 7, 290 (2013).
[CrossRef]

T. M. Fortier, C. W. Nelson, A. Hati, F. Quinlan, J. Taylor, H. Jiang, C. W. Chou, T. Rosenband, N. Lemke, A. Ludlow, D. Howe, C. W. Oates, and S. A. Diddams, Appl. Phys. Lett. 100, 231111 (2012).
[CrossRef]

F. Quinlan, T. M. Fortier, M. S. Kirchner, J. A. Taylor, M. J. Thorpe, N. Lemke, A. D. Ludlow, Y. Y. Jiang, and S. A. Diddams, Opt. Lett. 36, 3260 (2011).
[CrossRef]

H. F. Jiang, J. Taylor, F. Quinlan, T. Fortier, and S. A. Diddams, IEEE Photon. J. 3, 1004 (2011).
[CrossRef]

T. M. Fortier, M. S. Kirchner, F. Quinlan, J. Taylor, J. C. Bergquist, T. Rosenband, N. Lemke, A. Ludlow, Y. Jiang, C. W. Oates, and S. A. Diddams, Nat. Photonics 5, 425 (2011).
[CrossRef]

S. A. Diddams, A. Bartels, T. M. Ramond, C. W. Oates, S. Bize, E. A. Curtis, J. C. Bergquist, and L. Hollberg, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 9, 1072 (2003).
[CrossRef]

F. Quinlan, F. N. Baynes, T. M. Fortier, Q. Zhou, A. Cross, J. C. Campbell, and S. A. Diddams, in IEEE Photonics Conference (IPC) (IEEE, 2013), pp. 408–409.

Fortier, T.

H. F. Jiang, J. Taylor, F. Quinlan, T. Fortier, and S. A. Diddams, IEEE Photon. J. 3, 1004 (2011).
[CrossRef]

Fortier, T. M.

F. Quinlan, T. M. Fortier, H. Jiang, A. Hati, C. Nelson, Y. Fu, J. C. Campbell, and S. A. Diddams, Nat. Photonics 7, 290 (2013).
[CrossRef]

F. Quinlan, T. M. Fortier, H. F. Jiang, and S. A. Diddams, J. Opt. Soc. Am. B 30, 1775 (2013).
[CrossRef]

T. M. Fortier, F. Quinlan, A. Hati, C. Nelson, J. A. Taylor, Y. Fu, J. Campbell, and S. A. Diddams, Opt. Lett. 38, 1712 (2013).
[CrossRef]

T. M. Fortier, C. W. Nelson, A. Hati, F. Quinlan, J. Taylor, H. Jiang, C. W. Chou, T. Rosenband, N. Lemke, A. Ludlow, D. Howe, C. W. Oates, and S. A. Diddams, Appl. Phys. Lett. 100, 231111 (2012).
[CrossRef]

F. Quinlan, T. M. Fortier, M. S. Kirchner, J. A. Taylor, M. J. Thorpe, N. Lemke, A. D. Ludlow, Y. Y. Jiang, and S. A. Diddams, Opt. Lett. 36, 3260 (2011).
[CrossRef]

T. M. Fortier, M. S. Kirchner, F. Quinlan, J. Taylor, J. C. Bergquist, T. Rosenband, N. Lemke, A. Ludlow, Y. Jiang, C. W. Oates, and S. A. Diddams, Nat. Photonics 5, 425 (2011).
[CrossRef]

F. Quinlan, F. N. Baynes, T. M. Fortier, Q. Zhou, A. Cross, J. C. Campbell, and S. A. Diddams, in IEEE Photonics Conference (IPC) (IEEE, 2013), pp. 408–409.

Fu, Y.

Gordon, J. P.

Haboucha, A.

Hati, A.

T. M. Fortier, F. Quinlan, A. Hati, C. Nelson, J. A. Taylor, Y. Fu, J. Campbell, and S. A. Diddams, Opt. Lett. 38, 1712 (2013).
[CrossRef]

F. Quinlan, T. M. Fortier, H. Jiang, A. Hati, C. Nelson, Y. Fu, J. C. Campbell, and S. A. Diddams, Nat. Photonics 7, 290 (2013).
[CrossRef]

T. M. Fortier, C. W. Nelson, A. Hati, F. Quinlan, J. Taylor, H. Jiang, C. W. Chou, T. Rosenband, N. Lemke, A. Ludlow, D. Howe, C. W. Oates, and S. A. Diddams, Appl. Phys. Lett. 100, 231111 (2012).
[CrossRef]

Haus, H. A.

L. E. Nelson, D. J. Jones, K. Tamura, H. A. Haus, and E. P. Ippen, Appl. Phys. B 65, 277 (1997).
[CrossRef]

J. P. Gordon and H. A. Haus, Opt. Lett. 11, 665 (1986).
[CrossRef]

Hollberg, L.

S. A. Diddams, A. Bartels, T. M. Ramond, C. W. Oates, S. Bize, E. A. Curtis, J. C. Bergquist, and L. Hollberg, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 9, 1072 (2003).
[CrossRef]

Howe, D.

T. M. Fortier, C. W. Nelson, A. Hati, F. Quinlan, J. Taylor, H. Jiang, C. W. Chou, T. Rosenband, N. Lemke, A. Ludlow, D. Howe, C. W. Oates, and S. A. Diddams, Appl. Phys. Lett. 100, 231111 (2012).
[CrossRef]

Ippen, E. P.

L. E. Nelson, D. J. Jones, K. Tamura, H. A. Haus, and E. P. Ippen, Appl. Phys. B 65, 277 (1997).
[CrossRef]

Jiang, H.

F. Quinlan, T. M. Fortier, H. Jiang, A. Hati, C. Nelson, Y. Fu, J. C. Campbell, and S. A. Diddams, Nat. Photonics 7, 290 (2013).
[CrossRef]

T. M. Fortier, C. W. Nelson, A. Hati, F. Quinlan, J. Taylor, H. Jiang, C. W. Chou, T. Rosenband, N. Lemke, A. Ludlow, D. Howe, C. W. Oates, and S. A. Diddams, Appl. Phys. Lett. 100, 231111 (2012).
[CrossRef]

Jiang, H. F.

F. Quinlan, T. M. Fortier, H. F. Jiang, and S. A. Diddams, J. Opt. Soc. Am. B 30, 1775 (2013).
[CrossRef]

H. F. Jiang, J. Taylor, F. Quinlan, T. Fortier, and S. A. Diddams, IEEE Photon. J. 3, 1004 (2011).
[CrossRef]

Jiang, Y.

T. M. Fortier, M. S. Kirchner, F. Quinlan, J. Taylor, J. C. Bergquist, T. Rosenband, N. Lemke, A. Ludlow, Y. Jiang, C. W. Oates, and S. A. Diddams, Nat. Photonics 5, 425 (2011).
[CrossRef]

Jiang, Y. Y.

Jones, D. J.

L. E. Nelson, D. J. Jones, K. Tamura, H. A. Haus, and E. P. Ippen, Appl. Phys. B 65, 277 (1997).
[CrossRef]

Jung, K.

K. Jung, J. Shin, and J. Kim, IEEE Photon. J. 5, 5500906 (2013).
[CrossRef]

Kartner, F. X.

J. Kim, J. A. Cox, J. Chen, and F. X. Kartner, Nat. Photonics 2, 733 (2008).
[CrossRef]

Kersalé, Y.

Kim, J.

K. Jung, J. Shin, and J. Kim, IEEE Photon. J. 5, 5500906 (2013).
[CrossRef]

J. Kim, J. A. Cox, J. Chen, and F. X. Kartner, Nat. Photonics 2, 733 (2008).
[CrossRef]

Kirchner, M. S.

T. M. Fortier, M. S. Kirchner, F. Quinlan, J. Taylor, J. C. Bergquist, T. Rosenband, N. Lemke, A. Ludlow, Y. Jiang, C. W. Oates, and S. A. Diddams, Nat. Photonics 5, 425 (2011).
[CrossRef]

F. Quinlan, T. M. Fortier, M. S. Kirchner, J. A. Taylor, M. J. Thorpe, N. Lemke, A. D. Ludlow, Y. Y. Jiang, and S. A. Diddams, Opt. Lett. 36, 3260 (2011).
[CrossRef]

Kurtz, J. L.

J. A. Scheer and J. L. Kurtz, Coherent Radar Performance Estimation (Artech House, 1993).

Laurent, P.

G. Santarelli, C. Audoin, A. Makdissi, P. Laurent, G. J. Dick, and A. Clairon, IEEE Trans. Ultrason. Ferroelectr. Freq. Control 45, 887 (1998).
[CrossRef]

Le Coq, Y.

Lemke, N.

T. M. Fortier, C. W. Nelson, A. Hati, F. Quinlan, J. Taylor, H. Jiang, C. W. Chou, T. Rosenband, N. Lemke, A. Ludlow, D. Howe, C. W. Oates, and S. A. Diddams, Appl. Phys. Lett. 100, 231111 (2012).
[CrossRef]

F. Quinlan, T. M. Fortier, M. S. Kirchner, J. A. Taylor, M. J. Thorpe, N. Lemke, A. D. Ludlow, Y. Y. Jiang, and S. A. Diddams, Opt. Lett. 36, 3260 (2011).
[CrossRef]

T. M. Fortier, M. S. Kirchner, F. Quinlan, J. Taylor, J. C. Bergquist, T. Rosenband, N. Lemke, A. Ludlow, Y. Jiang, C. W. Oates, and S. A. Diddams, Nat. Photonics 5, 425 (2011).
[CrossRef]

Li, T.

W. Zhang, T. Li, M. Lours, S. Seidelin, G. Santarelli, and Y. Le Coq, Appl. Phys. B 106, 301 (2012).
[CrossRef]

A. Haboucha, W. Zhang, T. Li, M. Lours, A. N. Luiten, Y. Le Coq, and G. Santarelli, Opt. Lett. 36, 3654 (2011).
[CrossRef]

Li, Z.

Lours, M.

Ludlow, A.

T. M. Fortier, C. W. Nelson, A. Hati, F. Quinlan, J. Taylor, H. Jiang, C. W. Chou, T. Rosenband, N. Lemke, A. Ludlow, D. Howe, C. W. Oates, and S. A. Diddams, Appl. Phys. Lett. 100, 231111 (2012).
[CrossRef]

T. M. Fortier, M. S. Kirchner, F. Quinlan, J. Taylor, J. C. Bergquist, T. Rosenband, N. Lemke, A. Ludlow, Y. Jiang, C. W. Oates, and S. A. Diddams, Nat. Photonics 5, 425 (2011).
[CrossRef]

Ludlow, A. D.

Luiten, A. N.

Makdissi, A.

G. Santarelli, C. Audoin, A. Makdissi, P. Laurent, G. J. Dick, and A. Clairon, IEEE Trans. Ultrason. Ferroelectr. Freq. Control 45, 887 (1998).
[CrossRef]

Millo, J.

Nelson, C.

T. M. Fortier, F. Quinlan, A. Hati, C. Nelson, J. A. Taylor, Y. Fu, J. Campbell, and S. A. Diddams, Opt. Lett. 38, 1712 (2013).
[CrossRef]

F. Quinlan, T. M. Fortier, H. Jiang, A. Hati, C. Nelson, Y. Fu, J. C. Campbell, and S. A. Diddams, Nat. Photonics 7, 290 (2013).
[CrossRef]

Nelson, C. W.

T. M. Fortier, C. W. Nelson, A. Hati, F. Quinlan, J. Taylor, H. Jiang, C. W. Chou, T. Rosenband, N. Lemke, A. Ludlow, D. Howe, C. W. Oates, and S. A. Diddams, Appl. Phys. Lett. 100, 231111 (2012).
[CrossRef]

Nelson, L. E.

L. E. Nelson, D. J. Jones, K. Tamura, H. A. Haus, and E. P. Ippen, Appl. Phys. B 65, 277 (1997).
[CrossRef]

Oates, C. W.

T. M. Fortier, C. W. Nelson, A. Hati, F. Quinlan, J. Taylor, H. Jiang, C. W. Chou, T. Rosenband, N. Lemke, A. Ludlow, D. Howe, C. W. Oates, and S. A. Diddams, Appl. Phys. Lett. 100, 231111 (2012).
[CrossRef]

T. M. Fortier, M. S. Kirchner, F. Quinlan, J. Taylor, J. C. Bergquist, T. Rosenband, N. Lemke, A. Ludlow, Y. Jiang, C. W. Oates, and S. A. Diddams, Nat. Photonics 5, 425 (2011).
[CrossRef]

S. A. Diddams, A. Bartels, T. M. Ramond, C. W. Oates, S. Bize, E. A. Curtis, J. C. Bergquist, and L. Hollberg, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 9, 1072 (2003).
[CrossRef]

Olsson, N. A.

N. A. Olsson, J. Lightwave Technol. 7, 1071 (1989).
[CrossRef]

Pan, H. P.

Piels, M.

Quinlan, F.

F. Quinlan, T. M. Fortier, H. Jiang, A. Hati, C. Nelson, Y. Fu, J. C. Campbell, and S. A. Diddams, Nat. Photonics 7, 290 (2013).
[CrossRef]

F. Quinlan, T. M. Fortier, H. F. Jiang, and S. A. Diddams, J. Opt. Soc. Am. B 30, 1775 (2013).
[CrossRef]

T. M. Fortier, F. Quinlan, A. Hati, C. Nelson, J. A. Taylor, Y. Fu, J. Campbell, and S. A. Diddams, Opt. Lett. 38, 1712 (2013).
[CrossRef]

T. M. Fortier, C. W. Nelson, A. Hati, F. Quinlan, J. Taylor, H. Jiang, C. W. Chou, T. Rosenband, N. Lemke, A. Ludlow, D. Howe, C. W. Oates, and S. A. Diddams, Appl. Phys. Lett. 100, 231111 (2012).
[CrossRef]

F. Quinlan, T. M. Fortier, M. S. Kirchner, J. A. Taylor, M. J. Thorpe, N. Lemke, A. D. Ludlow, Y. Y. Jiang, and S. A. Diddams, Opt. Lett. 36, 3260 (2011).
[CrossRef]

H. F. Jiang, J. Taylor, F. Quinlan, T. Fortier, and S. A. Diddams, IEEE Photon. J. 3, 1004 (2011).
[CrossRef]

T. M. Fortier, M. S. Kirchner, F. Quinlan, J. Taylor, J. C. Bergquist, T. Rosenband, N. Lemke, A. Ludlow, Y. Jiang, C. W. Oates, and S. A. Diddams, Nat. Photonics 5, 425 (2011).
[CrossRef]

F. Quinlan, F. N. Baynes, T. M. Fortier, Q. Zhou, A. Cross, J. C. Campbell, and S. A. Diddams, in IEEE Photonics Conference (IPC) (IEEE, 2013), pp. 408–409.

Ramond, T. M.

S. A. Diddams, A. Bartels, T. M. Ramond, C. W. Oates, S. Bize, E. A. Curtis, J. C. Bergquist, and L. Hollberg, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 9, 1072 (2003).
[CrossRef]

Rosenband, T.

T. M. Fortier, C. W. Nelson, A. Hati, F. Quinlan, J. Taylor, H. Jiang, C. W. Chou, T. Rosenband, N. Lemke, A. Ludlow, D. Howe, C. W. Oates, and S. A. Diddams, Appl. Phys. Lett. 100, 231111 (2012).
[CrossRef]

T. M. Fortier, M. S. Kirchner, F. Quinlan, J. Taylor, J. C. Bergquist, T. Rosenband, N. Lemke, A. Ludlow, Y. Jiang, C. W. Oates, and S. A. Diddams, Nat. Photonics 5, 425 (2011).
[CrossRef]

Santarelli, G.

W. Zhang, T. Li, M. Lours, S. Seidelin, G. Santarelli, and Y. Le Coq, Appl. Phys. B 106, 301 (2012).
[CrossRef]

A. Haboucha, W. Zhang, T. Li, M. Lours, A. N. Luiten, Y. Le Coq, and G. Santarelli, Opt. Lett. 36, 3654 (2011).
[CrossRef]

J. Millo, R. Boudot, M. Lours, P. Y. Bourgeois, A. N. Luiten, Y. Le Coq, Y. Kersalé, and G. Santarelli, Opt. Lett. 34, 3707 (2009).
[CrossRef]

G. Santarelli, C. Audoin, A. Makdissi, P. Laurent, G. J. Dick, and A. Clairon, IEEE Trans. Ultrason. Ferroelectr. Freq. Control 45, 887 (1998).
[CrossRef]

Scheer, J. A.

J. A. Scheer and J. L. Kurtz, Coherent Radar Performance Estimation (Artech House, 1993).

Seidelin, S.

W. Zhang, T. Li, M. Lours, S. Seidelin, G. Santarelli, and Y. Le Coq, Appl. Phys. B 106, 301 (2012).
[CrossRef]

Shin, J.

K. Jung, J. Shin, and J. Kim, IEEE Photon. J. 5, 5500906 (2013).
[CrossRef]

Tamura, K.

L. E. Nelson, D. J. Jones, K. Tamura, H. A. Haus, and E. P. Ippen, Appl. Phys. B 65, 277 (1997).
[CrossRef]

Taylor, J.

T. M. Fortier, C. W. Nelson, A. Hati, F. Quinlan, J. Taylor, H. Jiang, C. W. Chou, T. Rosenband, N. Lemke, A. Ludlow, D. Howe, C. W. Oates, and S. A. Diddams, Appl. Phys. Lett. 100, 231111 (2012).
[CrossRef]

H. F. Jiang, J. Taylor, F. Quinlan, T. Fortier, and S. A. Diddams, IEEE Photon. J. 3, 1004 (2011).
[CrossRef]

T. M. Fortier, M. S. Kirchner, F. Quinlan, J. Taylor, J. C. Bergquist, T. Rosenband, N. Lemke, A. Ludlow, Y. Jiang, C. W. Oates, and S. A. Diddams, Nat. Photonics 5, 425 (2011).
[CrossRef]

Taylor, J. A.

Thorpe, M. J.

Zhang, W.

W. Zhang, T. Li, M. Lours, S. Seidelin, G. Santarelli, and Y. Le Coq, Appl. Phys. B 106, 301 (2012).
[CrossRef]

A. Haboucha, W. Zhang, T. Li, M. Lours, A. N. Luiten, Y. Le Coq, and G. Santarelli, Opt. Lett. 36, 3654 (2011).
[CrossRef]

Zhou, Q.

F. Quinlan, F. N. Baynes, T. M. Fortier, Q. Zhou, A. Cross, J. C. Campbell, and S. A. Diddams, in IEEE Photonics Conference (IPC) (IEEE, 2013), pp. 408–409.

Appl. Phys. B (2)

L. E. Nelson, D. J. Jones, K. Tamura, H. A. Haus, and E. P. Ippen, Appl. Phys. B 65, 277 (1997).
[CrossRef]

W. Zhang, T. Li, M. Lours, S. Seidelin, G. Santarelli, and Y. Le Coq, Appl. Phys. B 106, 301 (2012).
[CrossRef]

Appl. Phys. Lett. (1)

T. M. Fortier, C. W. Nelson, A. Hati, F. Quinlan, J. Taylor, H. Jiang, C. W. Chou, T. Rosenband, N. Lemke, A. Ludlow, D. Howe, C. W. Oates, and S. A. Diddams, Appl. Phys. Lett. 100, 231111 (2012).
[CrossRef]

IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. (1)

S. A. Diddams, A. Bartels, T. M. Ramond, C. W. Oates, S. Bize, E. A. Curtis, J. C. Bergquist, and L. Hollberg, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 9, 1072 (2003).
[CrossRef]

IEEE Photon. J. (2)

H. F. Jiang, J. Taylor, F. Quinlan, T. Fortier, and S. A. Diddams, IEEE Photon. J. 3, 1004 (2011).
[CrossRef]

K. Jung, J. Shin, and J. Kim, IEEE Photon. J. 5, 5500906 (2013).
[CrossRef]

IEEE Trans. Ultrason. Ferroelectr. Freq. Control (1)

G. Santarelli, C. Audoin, A. Makdissi, P. Laurent, G. J. Dick, and A. Clairon, IEEE Trans. Ultrason. Ferroelectr. Freq. Control 45, 887 (1998).
[CrossRef]

J. Lightwave Technol. (1)

N. A. Olsson, J. Lightwave Technol. 7, 1071 (1989).
[CrossRef]

J. Opt. Soc. Am. B (1)

Nat. Photonics (3)

J. Kim, J. A. Cox, J. Chen, and F. X. Kartner, Nat. Photonics 2, 733 (2008).
[CrossRef]

T. M. Fortier, M. S. Kirchner, F. Quinlan, J. Taylor, J. C. Bergquist, T. Rosenband, N. Lemke, A. Ludlow, Y. Jiang, C. W. Oates, and S. A. Diddams, Nat. Photonics 5, 425 (2011).
[CrossRef]

F. Quinlan, T. M. Fortier, H. Jiang, A. Hati, C. Nelson, Y. Fu, J. C. Campbell, and S. A. Diddams, Nat. Photonics 7, 290 (2013).
[CrossRef]

Opt. Express (1)

Opt. Lett. (5)

Other (2)

F. Quinlan, F. N. Baynes, T. M. Fortier, Q. Zhou, A. Cross, J. C. Campbell, and S. A. Diddams, in IEEE Photonics Conference (IPC) (IEEE, 2013), pp. 408–409.

J. A. Scheer and J. L. Kurtz, Coherent Radar Performance Estimation (Artech House, 1993).

Cited By

OSA participates in CrossRef's Cited-By Linking service. Citing articles from OSA journals and other participating publishers are listed here.

Alert me when this article is cited.


Figures (4)

Fig. 1.
Fig. 1.

Er:fiber-based OFD phase noise measurement setup. Only one stage of the 5-stage pulse interleaver is represented. BT, bias tee; PI, pulse interleaver; EDFA, erbium-doped fiber amplifier; SLCO, sapphire loaded cavity oscillator; BPF, 10 GHz bandpass filter; FC, fiber coupler. τd is the delay between the arms of the PI, a multiple of 100 ps for 10 GHz signal generation.

Fig. 2.
Fig. 2.

Calculated 10 GHz signal power and shot noise-limited phase noise as a function of delay error in a single-stage optical pulse interleaver. The interleaver delay error is measured against any multiple of 100 ps. Dispersion differences between different paths through the interleaver are considered negligible. The phase noise deviation is referenced against shot noise contributing equally to amplitude and phase quadratures.

Fig. 3.
Fig. 3.

EDFA-limited phase noise deviation as a function of interleaver delay error, compared to our analytical model (red trace). Inset: Phase noise at delay errors of 14 ps (red), 9 ps (green), 5 ps (blue), and minimized delay error (black).

Fig. 4.
Fig. 4.

Single-sideband phase noise on a 10 GHz carrier. (a) Er:fiber OFD compared against Ti:sapphire OFD, both locked to the same optical reference. (b) Er:fiber OFD compared to a sapphire loaded cavity oscillator. (c) Predicted RIN contribution to the phase noise through the 0.08 amplitude-to-phase conversion factor of the MUTC PD. (d) Residual (in-loop) phase noise of the lock of the Er:fiber comb to the optical reference laser, scaled to a 10 GHz carrier. Dashed line represents the residual noise of two Ti:sapphire-illuminated MUTC PDs.

Metrics