Interferometro a retroiniezione in modulazione di frequenza : studio del rumore FM con differenti sorgenti laser

In this project of thesis I will try to study the frequency modulation of self-mixing interferometer achieved with Mach-Zehnder filter that transform the frequency variation in amplitude variation, taking a laser less powerful compared to laser used in precedent project. After an introduction on inteferometry theory and literature of self-mixinfg interferometry, I will examine in detail every component of the structure starting from laser, then electric piezo and photodiode, focus on mainly each devices’s noise spectrum. I will see the limits of some configurations and the reasons in order to use the Mach-Zehnder filter. Analyse the signal FM’s property, such as its band and noise, focus on the noise FM’s dependece by factor C and by lasers’ linewidth Δv. At last will compare between the noise’s values and C’s values acquired in this project and the values obtained from other people that use a laser more powerful, that has a linewidth major. I am getting an improvement of few dB with the laser used in this project.

In questo progetto di tesi si vuole andare a studiare la modulazione in frequenza di un interferometro self-mixing realizzato con un filtro Mach-Zehnder che tramuta la variazione di frequenza in variazione di ampiezza, usando un laser meno potente rispetto agli studi eseguiti in precedenza. Dopo un’introduzione sulla teoria dell’interferometria e sulla letteratura dell’interferometria a retroiniezione self-mixing, si andrà a studiare nel dettaglio ogni componente della struttura partendo dal laser, passando poi al piezo elettrico e al fotodiodo, soffermandosi principalmente sullo spettro del rumore di ogni dispositivo . Vedremo i limiti di alcune configurazioni e il motivo per cui si usa il filtro Mach-Zehnder. Analizzeremo poi le caratteristiche di un segnale FM, come la sua banda e il suo rumore, andando a vedere la dipendenza del rumore FM dal fattore C e dalla larghezza di riga del laser Δv. Infine faremo un confronto tra i valori di rumore e di C trovati con quelli analizzati da altre persone che usavano un laser più potente e quindi con una larghezza di riga maggiore, riscontrando un miglioramento di qualche dB con il laser montato in questo progetto.