基于高阶模激光稳频的热噪声分析

理论分析高阶激光模式在激光稳频系统中的热噪声,并给出模式类型和阶数、激光功率、分析频率等参数对热噪声、散粒噪声以及总噪声的影响。给出激光稳频系统的一般噪声模型,将其应用于高阶模式的稳频系统并分析噪声传递过程。理论计算高阶模稳频系统中参考腔的热噪声,对比高阶厄米-高斯和拉盖尔-高斯模式的基底热噪声,在同一阶数下,拉盖尔模式比厄米模式的热噪声更低。LG_(10,0)模式在1 Hz处产生的热噪声相比于基模热噪声降低了16%。综合散粒噪声的影响,得到LG_(p,0)模式在0≤p≤25范围内参考腔的最低总噪声在1 Hz处可以达到0.022 Hz/Hz^(1/2),相比于基模总噪声降低了23%。使用该方式可以很好地控制激光器频率噪声以减少对引力波探测的影响。