135
General rights Copyright and moral rights for the publications made accessible in the public portal are retained by the authors and/or other copyright owners and it is a condition of accessing publications that users recognise and abide by the legal requirements associated with these rights. Users may download and print one copy of any publication from the public portal for the purpose of private study or research. You may not further distribute the material or use it for any profit-making activity or commercial gain You may freely distribute the URL identifying the publication in the public portal If you believe that this document breaches copyright please contact us providing details, and we will remove access to the work immediately and investigate your claim. Downloaded from orbit.dtu.dk on: Aug 10, 2020 Fabrication and Characterisation of Low-noise Monolithic Mode-locked Lasers Larsson, David Publication date: 2007 Document Version Publisher's PDF, also known as Version of record Link back to DTU Orbit Citation (APA): Larsson, D. (2007). Fabrication and Characterisation of Low-noise Monolithic Mode-locked Lasers.

Fabrication and Characterisation of Low-noise Monolithic ... · 6 5 0 -$ #v7. " 6 +*$# ! ! j=8 !

  • Upload
    others

  • View
    3

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

General rights Copyright and moral rights for the publications made accessible in the public portal are retained by the authors and/or other copyright owners and it is a condition of accessing publications that users recognise and abide by the legal requirements associated with these rights.

Users may download and print one copy of any publication from the public portal for the purpose of private study or research.

You may not further distribute the material or use it for any profit-making activity or commercial gain

You may freely distribute the URL identifying the publication in the public portal If you believe that this document breaches copyright please contact us providing details, and we will remove access to the work immediately and investigate your claim.

Downloaded from orbit.dtu.dk on: Aug 10, 2020

Fabrication and Characterisation of Low-noise Monolithic Mode-locked Lasers

Larsson, David

Publication date:2007

Document VersionPublisher's PDF, also known as Version of record

Link back to DTU Orbit

Citation (APA):Larsson, D. (2007). Fabrication and Characterisation of Low-noise Monolithic Mode-locked Lasers.

���������� � ���������� ���� �� ������ �

��������� ��������� �� ��

���� ������

��� � �������•���

�������� ���� ���� �� ���� �

���� ��� ��� ������ � � �� !�

"������� � ������ # ����� $���

%���&� '(()

�������������

������� � ��� �� � � ���� �� ���������� ������� ���� ���� ��� ��������������� ������� ������ ���������� ������� �� ���� �� �� ������� �� �������������� ���� � � �!�� ���"�� �� ������� �� �� ��� ���� �� �� ������ ��� ���� � �!�� ������� ����� �������� � #�� � ��� �� ��� ����������� ����� ������� �������� ��� �� ���� � ���� ��$"��%����

&��� '����������� ��� ��� �������� � ��� � ��� ������ ���� ���� !���������� ���� �� ���� ������ ��� ��� ��� ��������� �� � ��� ��������� �������� � � ��� �������� ��� � ��� ���� ������� (�� �� ���� ����������� �� ���� ������ �� ��������� �� � ��� ������� ����� � �)��� '�����

*�� ���������� ��� ������� +�� ������ �������� �������� �� ������ ����!��� �������!�� ���� ��� ��������� ���� ��� ��� �������� ���� !��� ���� !���� �������� �� ��� $����� ,������ ������� �������� -$������./ ���0�� (�������� �� ��� �������� � �����!�� �"!��� ������1 ���� #������ &���������� �� �� � � �� � � (�#" ����� ��� 2� '� ��� *� �� �� ��������� ��� ��� ��3�� �� ����� ��������� �����

� ��� ��� �� � � ���� ��� �� ����� ��� �� ��� ,��������� -��� �����+������������. ���1 #� � ��� ��� ��� �� ��� ���������� ��� �� ������ ��"�� ��������� ������ ��� 4��� � � 1 ���� �� !��� ����� ��� *��� �� !��� ����� � ��� ���� �1 � ������ � ��� � ���� ����� �� � ����������� � ���� �� �� %������ � (���� ��� ��� �� ���"������ ����� � ��� �������

� ���� ���!�� � ����� ��� ��� (������ ��� ��� ���� �� �� ����� ������������ �� +����!1 ���������� 5���� ��� '��������� � ��� ��� �� �� ���� '�������� ��������� �� ����� !��� � ������ ��� ��� �6�������� ��� (����� ���� ���� ����� �������� �� ���� �� �� �����!�� ���������� 2�"���������� &��� +0����� �� ���� �� �� ��� ���� �� ��� �� �� � �0�����+*$#"������� ��� �� ��� ���"������ � 2����� � �� � ����� ���!�� � �� ��� -� �� (������. �� ���� �� �� ��������� �� � ��� ������� ���������������� &�7 ��� �� ������ �� �������� � ��� ������

� ���� ��� ��� �� '+#8� ���������� � ���1 ���� ������1 ��� #���������� #����� ,������1 � ������ �� �� ��� ��� �������� ��� � ��� �6����������� !�� ��� ������� ��� ���� � � �����

&�� 5%�����%���� �� ��� ����� �� ��� ������� �������� �������� ��� �����"��������� � 1 ��� �� ��� ������� � ��������� ������� (�� �� ��� ��� ����� ����� �������� ���������� ��� �����

&��� !�� �� ����� � ��� �� � � ���� #����� �� ������ �� ��� �� � �� � �� "����1 !��� ��� ��� ��� �� ���� �� ����1 ��� �� �������� ���������1 �� �� ���� � �� �� ��� ��� ��� � ��� ������� � ����� ������� ��0 ����� � ���� ��%����

�� �����

*��� ������ ����� ��� ��� ��!������� ��� ��������������� � �������� ������"����� ���"�� �� ������ �� ��� �� ������ ����������� �������� +���� ������"�!�� ����������� ��� !� �� ������ �� ������� ������� ��� ������ ������� �*�� ������ ��� ����� ��� ��� ���� � ��� ��!������� � ����������� ���������������� ����� 4������ *�� ���� ��������� ��� ��� ��9����� ����� � ��� �������� � � ������� ��� ������� ��� ���� ����!�� ����� �������� � ���� ���!��� ��������� �� �� � ��� ��� �������� ��� ��:���� ������� �� �� ������"����� ���"�� �� �������

*�� ���� ������� � ���� ������ ��� � ��!������� ������ � � �������� ��������� ������ ������!���� 5�� ��;���� ��� � ��������������� ������ �� ���"�������� � 6������ ������� ����� ���� �� �� � ��������� ������ *�� 5�� ��;���� �� � �� ������� �� �������� ��������"������� ������ ��� � �����*�� ���� ��!������� ������ ���!��� ��� ���������� � 5�� ��;����� ������� ���1 !� ���" ��� �������� -������ .1 �����!� ���!��� �"��� ������ ��� � ��� ����������� ����� *�� ��������������� ������1 ���� �� ��� 4���� ��� ��� ������� �� ���� �� � ������ �� <= >�31 �� �������� ��� ������ ����"�� ��� ���� !����� ��9����� �"���� ���� �� -�� � ���!�� � 6������ ����� ��� � ����� ����������� 4����.1 ���� ����� ���� !�� ��� ���� ;� ���� ���� ��������������� �������� �� ��� �������� ����� � ����� ����-?<�� �� @= �3"A= >�3. ��� ���"������ <=">�3 ������ ��� @ ��"������� +���������� ���� � �������� ����� � ��� �0����� ���� ������� �� ���"�� �� ������1����������� ����������� 4����� ��� ����� ���� ��������������� ��������

��

�� ���

$���� ��$"��������� �������� ��!�� ���� ��� ��������� �� ���"�B��� ��"����� � ��������������� ��� !�� � ���� � ����� �������������� ����� ���� ������������ ���� �C�� �� ������� ��� ����� � �� �!�� ����� ��� !�� ������� ������� ��� ��%� ������� ������� $� ��� �� �������� � �� ������� ���� �!B�����4���� �B ���"�B��� ������� � ������ ��� !�� � ������ ����� ����"���������1 ������� ��������� �� �B ���� � ��!�� ���� �� ������ �� ���� ������ ��������� �� �� ��� ���� B���� �C�����C���� �������� ��� ��B� ��� ���������� � ���%������ ������ ��� �B���� $���� � ����� �� �� ���� ���%������ ������� ��� �� �C�� �� �� �� ������� �� �� ��� �������� �� �� ���"�B��� �����������

$� ����C�� ���������� �� ��������� �� �� �� ��!�� ���������� �� ����������� ���� �� ������� ��!�"C���� ������!����� 5�� "��;� �� ���� �� ��� �������"�� ������� ��� �B��� �� �����!� �C���� ����� "���% ��� ��%� ��������������� -<=>�3.� 5�� "��;� ���� �� �� �� �� �� ���������� �B� ��� ���%�� �� � �� ��B������ �� � ��� ���� � ����� �������������/ ��������!� �C����� ��������� ���� ���%������1 ���� �!�� ���� !�� ��C� �� %�����!�� ������������� �����$�� ��� ��!�� ����������1 �� �����C �� ���1 ���� �� ����������� �� �� 5�� "��;� ���� ���� !�� �� ������ ��� � � ������ �������� ����� ���� �������"�������� -C����� . �B ��� �B�� !����� �� ���������� ����������� ��� ������������ ���� � ����� �� ���� ������� ����� �������������� ��� ������� �� �!�� ��� ���� � ����� ��9� ���� ��!�� ��� $�� �!� ��� ��� �������"�� �������1 ��� �� ��� ������ �� ��� ��� ��� ��� �� ��� <= >�31 �� �� ����C��� ����� �� ���� � ����� ���%�� ��� ��� ���� � ����� �� ���%��� � ������ -����� �������� ����� �� !�� �� ��� �������� �� �����!����� ����� �������� �� �������� � �� 1���� ��� � ��� �� ������������� ����� �������4���� ����� �%.1 �� �� ���� ��� �����%������ ����� ���% ����� �� ������ ��� ��������� ���������� � ��������� �� ����� B� ��������� ������� ����� �� �0��������� ���� �� ���% � ���B��� ������1�������������� ��������4���� �B���������� �� ������%�

���

����� �����������

@� D& %����� ��� �� � ��� ���"������ ���"�� �� ������1E �����1 ������� F&�����1 $���� F '�����������1 &��� ��� F �� ��1 '����� (���� F +0�����1&��� ����� F #�� 1 ������ F 5�� ����1 $�� F ����1 ���� #G����� F ���!�� 1������ ���� �/ �'+'"�++' A==H �������� ��� ��/ HA="HA@1 A==H�

A� D&"%����� ��� �� �"��� <= >�3 ���"������ ���"�� �� ������1E �����1������� F &�����1 $���� F '�����������1 &��� ��� F �� ��1 '����� (���� F+0�����1 &��� ����� F #�� 1 ������ F 5�� ����1 $�� F ����1 ���� #G�����F ���!�� 1 �� �� %�����/ ���� ������� *����� � &������ -�((,/ @=<@"@@H?. ��/ @I1 �����/ <1 �� ��/ JK?"JKK1 A==<�

H� D�� �"���������� @= >�3 ���"������ �������� ���"�� �� �����������������1E �����1 ������� F &�����1 $���� F '�����������1 &��� ��� F #�� 1������ F ����1 ���� #G����� F ���!�� 1 ������ �� %�����/ ���������� &������-�((,/ ==@H"?@J<. ��/ <=1 �����/ @A1 �� ��/ KH?"KHI1 A==<�

<� D,��� ���� � � �"%����� @= >�3 ���"������ �������� ���"�� �� ������1E&�����1 $���� F �����1 ������� F '�����������1 &��� ��� F #�� 1 ������ F����1 ���� #G����� F ���!�� 1 ������ ���� �/ A==< '&�+L�M�' *��������$� ��� '$"2� -�(5,/ @?"?K"?AKK="J.1 A==<�

?� D&"%����� ��������� ��� ������� ��� ������ ����������� ���������� ����� �� �"����� +*$# �������1E +0�����1 &��� ����� F '�����������1&��� ��� F &�����1 $���� F �����1 ������� F '������1 ������ F (����1 �� �F (����1 ������ F (�������1 5���� #������ F ��������1 �����1 ���� �/ +�''A==<1 �� ��/ NNN"NNJ1 A==<1 ������

I� D���"(����� ��� ������� ��� ������ ����������� ������� �� ����� �� �"����� +*$# �������1E +0�����1 &��� ����� F '�����������1 &��� ��� F&�����1 $���� F �����1 ������� F '������1 ������ F (����1 �� � F (����1������ F (�������1 5���� #������ F ��������1 �����1 ���� �/ ���� � �'+'A==<A==<1 (�����

K� D#����������� � �����"� �������� %����� �� <=">�3 �������� ���"�� ��������1E &�����1 $���� F �����1 ������� F ����1 ���� #G����� ���� �/'&�+LM�&( A==? *�������� $� ��� '$"2� -�(5,/ @?"?K"?AKK="J. �� ��/H �� ��1 A==?�

N� D#��"&� �� (���������� &����� �� +������ '���������� (������1E�����1 ������� F &�����1 $���� F +0�����1 &��� ����� F ����1 ����

��

#G����� ���� �/ �������� � � A==? K�� ������������ '�������� � *����"������ +������ ,��� � -�(5,/ =K"N="HJAHI"@. �� ��/ A=J"A@A1 A==?1 �����

J� D$��� � ��� ��������� � ����� �� ����������� ������ �� � ���� ����� � ���!�����E �����1 ������� F &�����1 $���� F '�����������1 &��� ��� F+0�����1 &��� ����� F #�� 1 ������ F ����1 ���� #G����� F ���!�� 1������ ���� �/ �������� � � (��� -�(5,/ =N @J"<?N@="<. �� ��/ HK"<N1A==?1 (����

@=� DO���"!��� �������� �����"���� ������������ � <=">�3 �������� ���"�� �� ������1E &�����1 $���� F �����1 ������� F ����1 ���� #G����� ��%�����/ ���� ������� *����� � &������ -�((,/ @=<@"@@H?. ��/ @K1 �����/@@1 �� ��/ AHNN"AHJ=1 A==?�

@@� D�� ��"���� ������� ������6�� �� �����3�� ������;����� ����� � ���� ��������� ���� ����� ����������1E (����1 P� ��� F �����1 ������� F &���"��1 $����1 �� %�����/ (���������� (������ ��� *����� � -�((,/ =AIN"@A<A. -$+�/ @=�@=NNL=AIN"@A<ALA@LNL==N. ��/ A@1 �����/ N1 �� ��/ @=H="@=HH1 A==I�

@A� D#������� ��!��� ��� ������� #��"&� �� <=>�3 M������ $� &����$����1E *�����1 #� >� F &�����1 $���� F 2��1 �� 2� F �����1 ������� F�����1 2� P� F O����1 �� �� F ����1 ���� #G����� F ����1 �� 2� F #� ����1(�(� F &�������1 $��� F ������� �1 ��&� ���� �/ �������� � ������� '�"������� � +������ '���������� -�������/ O�<�I�H. A==I1 �'+'�

�� � �� ���������� � �

�������

5�2 5�� ���� 2���$52 $�����!���� 5�� 2�;�����5& �������"5��� &��� ������' �0������ '������'#&& �0������ '����� #��"&� �� &�����(� ���������� (������� �����3���� ��!��"�Q��&+ &��� +��������#&& #��"&� �� &����#&&$ #��"&� �� &���� $���##&& #������� #��"&� �� &����#+2�� #����"+� ���� 2������� �� ������ #+P�� #����"+� ���� P���� ����� �����0�,� ,��� �� ���+*$# +������ *��� $������ #�������0�� 2�� 2������� �� ������ 2�, 2������� ��������� ,���2#( 2� #��� (6����(�# (������ ������� #�������((5 (�� ��"(���5���*�& *������� &������*5� *���"5������� ������O$# O������ �� $������ #�������0��

��

�������

� ���������� ��� �� ������ �*�* ����+������ ��� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � *

*�*�* ,�� �� ����+������ ��� - � � � � � � � � � � **�*�' "���������� �� ����+������ ��� � � � � � � � � '

*�' !�.�+����� ������ ������������ ������� � � � � � � � /*�'�* ������ ����+������� ��������0��. � � � � � � � 1

*�2 ���� ���������� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � 3*�2�* ��� �4� ��������� � � � � � � � � � � � � � � � 3*�2�' ������ ������. � � � � � � � � � � � � � � � � � 3

*�/ ����� �� ����� �� ����+������ ��� � � � � � � � � � � � 5*�1 6��� ����� �� ��� ������ ������� � � � � � � � � � � *(*�) �� ���� � �� ������ � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � *2

� ���� � ������� �� ������ ��'�* ������� � �.�� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � *1'�' ��������� ������ �� ���� � � � � � � � � � � � � � *7'�2 �����8������ �� ����� �� ������ 9& � ������������� ''

� ����� �� �������� ������� ���� ��� �������� ���� ��2�* "���� ��� �� ����.� � � � � � � � � � � � � � � � � � � '12�' :�� ���� 9��� ����.� � � � � � � � � � � � � � � � � � � ')

2�'�* ��� ����� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � ')2�'�' �������. 9��� ���� � � � � � � � � � � � � � � � � '3

2�'�'�* ;�8�� ������ �� ����+������ ��� 9��� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � 2(

2�'�'�' < ���.+������� ������ �� �6; � � � 2*2�'�'�2 "���� �� ����� �6; ��� �� � � � 2'2�'�'�/ ;�. �4�� �� ����+. �4�� � �������.

�� �6;� =���� ������.> � � � � � � � � 222�'�2 ����.� ?�4 �� ��� �6; � � � � � � � � � � � � � 2/2�'�/ ;������ � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � 2)

���

! ���� �������� !�/�* @���0�� ��� �� �� ��+���� ��� � � � � � � � � � � � /'/�' � ����� ���������� �� � � ������. � � � � � � � � � � � /'

/�'�* <��� � �������� � � � � � � � � � � � � � � � � � /'/�'�' ����+;:@ � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � /)/�'�2 ���� � .��� ;:@ �� :��A:�<"�� � � � � � � /3

/�2 ;������ � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � 17/�2�* ��;:@ � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � 17/�2�' ��� � �������. � � � � � � � � � � � � � � � � � � 15/�2�2 :�� ������� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � )*

/�/ ����+� �������. � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � )*/�/�* �������. � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � )*/�/�' �����.� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � )*

� "������������ #�1�* �� ��� ������ �� . ���.� � � � � � � � � � � � � � � � )'

1�*�* @���� ��� �� ��� ������ � � � � � � � � � � � � )'1�*�' ������ �� ��� ������ � � � � � � � � � � � � � )2

1�' �� ��� ������ �� ����+������. �� �� ���� � � � � � )71�'�* ����� �� ����� 4���� � � � � � � � � � � � � � )71�'�' %���� �� ��� ������ � � � � � � � � � � � � � � 7*

1�'�'�* ���� ����� ������8��� �� �������������� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � 7*

1�'�'�' ���� ����� ������8��� �� �����. �����=�����. B���� > � � � � � � � � � � � � � � 72

1�'�'�2 ���� ������ �� ����� �� ����+��������� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � 7)

1�2 ;������ � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � 51

# "�������� ��� ������ $#)�* ����������� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � 5))�' ������� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � 57

%������&�� $'

( )���� ����� ��������� �*#"�* < ���.+������� ���� ������� ������ � � � � � � � � � � *()

"�*�* %��� ��� ���������� � � � � � � � � � � � � � � *(7"�' ���� �&���� 6 .. ;�?���� � � � � � � � � � � � � � � � � *(3

"�'�* @C����� ����0 ���������� � � � � � � � � � � � � *(3"�'�' � ��������� �� �0 ���������� � � � � � � � � *(5

����

% +�, ������� &��������� �����& ������ ��!6�* ��� �4� �8������� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � **/6�' ���& ���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � **16�2 ��������. �� ���� ��. ��� �����+?�� � � � � � � � � **)

" )������� &����� �����* ����+���������� &� �@�D� �� ��.� �� . ���. ��� *'*��' @+&�� ����� �� ��� �0���� � � � � � � � � � � � � � � � *'*��2 ����+������. *E �!F�A�� ;:@ � � � � � � � � � � � � � � *''��/ �D+ ����� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � *''��1 ����+������. 'E �!F�A�� ;:@ � � � � � � � � � � � � � � *''��) :��+������.E ������ �!�A!� �� �� � � � � � � � � � � � *'2��7 ������ ��� ���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � *'2��3 6�6 � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � *'2��5 ���� ����+�C �� ��� ����� � � � � � � � � � � � � � � � *'2��*( �������. � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � *'/��** 6�� ���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � *'/

�0

������� �

����������� �� ��������

��� ��������� ���� �

�-�-� .��� � � ������� �� �����/

*�� 4��� ���� ���� ��� ������ ������ � ���"�� �� ���������� ��� �� �� ��!�!����� ��� ���� ���"�� �� ������ �� O� ����� ����� �� ������ ��� �� ��� ������*�� ��� �������������� ������� � � ���"�� �� ����� �� ��� �� �� ����� ��� �� ��/�� � -��������. ������ � ������ ��� � 40�� ��������� ���� ���� !� ��� ����"���� ���� � ��� ����� ������1 frep = c/2ngL1 ���� � �� ��� ����� � �� ��1 �� �� ��� ��� ����0 ��� & �� ��� ��� �� � ��� ������� O��� ��� 4��� ���"�� �� �����-#&&. �� ������� -�� �� � ����"����� ����� �� ��� @JI=� [email protected] ����� ��� ����������� ����� � ������ ���� ��� ���� ���� ������1 ���� �� ��� ������� ��� M"������� ������� �����1 ���� ��� � ���"�� �� ������ �� �� !� ��� ���� ��������0 ���� ��� ���� �����1 ���� ��� ���� !� ��� ��� ��� ���� ������ ����� �� �� ������ !������ � ��� ������� ������������ *�� ���� ���������� �� ��� ���� � ������ �� ��� ���� �� �� ������� �� M"������� 1 ����� ������� �������� !� � ������!�� �!��!�� � !� � ������ M"������ O��� ��� ������ ��������� ��� � � !����� ��� �!��!�� � ���� ����� �� ����� ���� !������� ����� ��� ��� ������ �� ��������1 ������� ����� ���� ��������� RAS� �� ���������� ��� ����� ������� �� ��������1 ��� ��� ������ ����� ���� �� ������� !���� ���� � �� ��� ���������� ����� ��� ��� ���������� ����� ���� RHS� *�� ������������� �� ��� ������� � ��� �������� !������� � ��� ������ ������ ��!������ ��� ������� �� ���� ��� �����1 ���� ��� ���6����� � ��� ������ ���� ��� ���������� RHS�

#��"�� �� ����� ���� ��� ������ � ��%����� �� �������� ���� ��� �� ��� ���� ����1 ���� ����� �� � ������� ����� ������� !����� ��� ����� #��"�� �� �� � �������� ���� � ����� �� ����� !� ������� �������� !�������� �� �������� ����� *�� ����� ��� !� ���� �� � ������� �����������1 �D��������E1 � ��� �� �� �� �������� ���� R<1 ?S�

'��� �� ��� ����� �� �� � �� ��������� ��� ���"�� �� ������ ��� ���������������������� �� � ���� ������ -? �� " ?= ��.1 �� � ��� ��������� -O"#O.1 ���� 40�� ��������� ���� - �3"*�3. ��� � � ����� %����� -�������� � ������"��� ����.� � � ��� �0���� ����� ��������������� � ���"�� �� ������ ��� !���������� �� ������ @�@�A�

@

����������� ����� ����� ����� #��"�� �� ������ ��� �� ���� ��9��"��� ��������� ����� *��� ��$"��%��� �� �������� ��� ����������� #&&� �#&&$� ���� $ ������ �� ����� �� ����1 ��8� ��� �������� ��� ��������#&&$� -� ##&&�.� �� � �������� #&&$ ��� ������ ������ �� ����� !� �������������� ���� ����1 �� ������� � ����������� ���"�� �� ������ ��� ���0������"������� � ��������� ����� � � ##&& �� ��� �� 4 ��� @�@� (�����"����� ������ 9�� ������� ������� �� ��� ���� �����F ���� ���� �0������� ��� ��� ���� ���� ���!�����1 ���� � ;�������� � ��� �����1 ��� ���� ���� ��� ��������� *��� ��� ���� ����� ��� ���� �� � �� � ����� ������ *���� ���� ���"����� ���!�� ���� �� � ��������� �����1 �� � H?= >�3 ���� !��� ����������� RIS�*�� ������������ ����� �� !���� ��� ��� �'"��������1 ������ ���� ��� ������ �������� ������������ �� ����!�� ��� ����� ��������� � ��� �����������*��� ��� ���� �� ���� ����� � ��� ������ ��� ���� ������� � ������ ������"����� ��������1 ���� �� 4�����1 �������� ��� ��������0���� (��������������� �������� ��� ���� � � ��� ��������� ������� � ���� ����� ������

�� ��� @�@/ $���� � � �������� ���� ���"�� �� ������

*���� ��� � ����� ��� ���������� ��� ����������� ������ ������� ������� ��������� -�� � ����"����� ��� ���.� *�� ��� ������ �� ��� ��������� ���� ����� ����� >��� ��� �!��!�� ������� ����� ��� ������� �� ��� ����������� � -������� !� ��� ������� � �������� �� ���� �����.� ������� ������� ���!� ��� ����� ������1 ������� !� ��� �����!��� ����0���� ���� � ��������1 ∼@== ��-�������"������� ��������� ����.� ���� ��� ��� ��� � ��� ��������� �9����1 �� ���!� ��:���� � ������� ����� ����� ��� ����������� ������ !�� @== ��1 ������ A= ����� �� �� ���� ��� ������� ������ �����

*�!�� @�@ �������� ��� � ��� ������� �� ��� ���!�� � � ��9����� ����� ������������ ���"�� �� �������

�-�-� (&&������ �� ������� �� ������

����������� � ���"�� �� ������ ���� ��� ��� ��%� ���� ���� ���� ���� � ������ ��� �������� ��������������� � ���"�� �� ������/ ���� ������ �� ����1�� � ���������1 �� � ��������� ����� ��� �� � ����� ���!������

���� ����� D�� ���� � ������� �� ����� �� ����1 �� ���� � ������ ���E1���� 2�� *��!�� -��� >��� � ���� ����� ������������. RHHS� ������ ��� ���"�� �� ������ ��� ��� ������� ���"���� ������ ���� � � � -∼? ��.� *��� ���� ��� ����� ��� ������� ��� �������� � ����1 ���� ����� !� ��� ������ ��������� � ���� ����� �� ���� ������1 ��� ���� !� ����������1 ������1 ��������� !�� ����� '������ �0������ � ��������� ������� ���/ ���� �� � $� ����

A

*�!�� @�@/ ������� �� ��� ���!�� � � ��9����� ����� � ���� ���"�� �� ���������/ ��!��"�Q��1 $52/ $�����!���� 5�� 2�;����1 5O/ 5�������� 2������������� ��� ��������

*��� ������� �� $��!�� �f ���

->�3.����������

�0������ '�����& ����1�����!��

$�:������!�������1�����0 � �� � ����

≤ 10 &�!�����

#�������"��

������!�������1�� � ����

�����1 ����������

, �������������1

��:���� �������� ����� �����

@="H?= *�����

#�������"$52$��� ��������� ����� 5O

'����0��!�������1��:���� �������� ����� �����

@="@I=

*�����+������������� #�������������

'�������� -�$'�. �� ��!�� � ��������� ���������� �� ���� ��� ����"��!� ���"��������� �� ��!�� � ������8� ������� � ������ ��� ������ �� �� �� ����

���� ������� *�� �� � ��� ��������� ��� !� ������� ��� ��� �0������ ��"������ �������� �9���� ���� ��� ��������� � ��� �������� ����� 4��� �� "������ � ����� -� �� ���. ����� *���� �9����1 �� � (���� ������� >��������-(�>. ��� * ���� �!������ -*��. ��� ���� ��������� � ��� ���������� (�>��� ����������� �� ������������ ��� ���6����� ��!��� 1 ��� *�� ��� �������"���� �� !�� ���� ��!�� �

���� �������� ���� *�� �� � ��������� ����� � #&&� ����� ���� ���"�� �� ������ ��� !� ���� �� ������ ��� � 6��������� � ��������� !����� ��"���1 ���� �� � ����� ������ ������������ '������ ��� ��� ������� ���������������� ����� ���� !� ������� ������� �� � ���� ���"�� �� ������ ��� � �� ����� �� ������ ���� �� � ����� ����������� �������� �� ����� ������ ����"������� ������� -��� ������ @�A.1 #&&� ��� !� ���� �� ��� ������ � ��� ������!�� ���� ��� ��� !� ���� �� ������ ��� "������� -������ �� ����������0�� 1 ����� ������� ����. ��� ����������0�� � *�� ���� �������������� ����� ���� #&&���� ��!�!�� !� ��������� �� ����� 2�����"�"T�� -2T. ����������� ��������#������� ���� ������ ��� ��� ������ �� ��� ����������� �� ������ ������ ����"������� �������� *�� ��6��������� � ��� ������ �� ����� ����������� ��� ��� !���������� �� ������ @�A� +���� ����������� ���� ���� � �� � ��������� ����� ���������� ������� -�� � ��!*�������3. ��� ��������� ������ ������� � ����"������ �� ���� �� ���� �� � �� ���� ���������1 ��� ���� ��� !� !���;� ����������� ������ @�H�

H

������ ���� �� *�� ����� ���!����� � #&&� �� � ���� �����!�� �� ��������� �� ������ ����������� ���� !� �� ��� � �� �������� ��� !����� ���� �������������� #������� ���� ������ ��� ��������� �� ���� !������ � ����� ������ ��3�1�!������� ��� ����������� �������!������ #&&� ��� �0������� !��� ��������������� ���� !� ���� �� ���6����� ���������� ������ ����������� ���������� ���� �� � ����� ���!������

��� ������� ��� ���� ������ ����� ����� ����� ����� (�������������"�� �� ������ � �� ������ ��� ������� ������1 �� ��� ��� �������� ��"��������� ��� � ����� ������� ����� ��� ���� ������ ���6�� 6��������1 ���� �� �� ���������� �����1 �� � ����� ���!����� ��� ��� ��!������ � !��� *���� �������3� ��� � ��� ��������� �� � ����� ������!�� ��� ���� ����� ��� �������� ��� �� ������� �� ��� ���� ���1 ������ ��� ��!������ *�� ��0� � �������������!� ��� ��� ��!�!�� ����������� �� ��� ��!������� ��� ������������� �������� ���� �������

��� ���������� ������ ����������� �������

*�� ���"�� �� ������ ������!�� �� ���� ��$"������ ���� !��� �������� � !�������� �� 4!�� ���� ����������� �������� *�� ���� ������� � � ���� ��������� ������ �� ������ ����������� ������� �� �� �������� �� !������� -�����"���/ ����L�U �.1 ��� ������ @�A�@� +���� ������� �� �� �� !� �� ���������������� ��� ����������� ������ ���� � ������ �� ��� �������� ��� ��� #&&��*�� �� �������������� ���� 9�� ���� �����0��� � ��� ���� O��� ������ �� "��� �������� ������� � ���������� �� ��� �������� 1 � ��� � ����� � ������ ����������� ��� ���������� � ������ ���������� ��� !� ������1 �����!� ������� ��� ��� �� �� � ������ � ��� ���������� *��� ������ �������� � !�� " ���� � ��� ����������� ������� ���� ����� ���"�� �� ������1 ��� � ���� ��� ����!�� �������������� ���� ����� ������ ��� �����

'���������� ��� ������ �� ���� �� ���!� ��� ����� ��� � �� �������������������� +�� �������� 4�� �� ���� �� �� �0������ *���8� ������ ����"������� �� !�� �� ��� �������� ��������� -��� 4��� 4��� ����� ��� � 4!�� ������� �� �������� �� '���� @JKK RK1 ��� ?S. ����� �� ��� @=="���� ��� � ����"������ ����������� ��� ����� ����� *�� !���� �� ��� ���� !� � ��%�!��� ���� �� �� �������/ ��� ����������� ����� ��� ��� ������ 4!���

��������� ���� ���� ����������� ������ ���� *���8� ������"����� ������� ��� !���� � ��� � ��� ����������� � �� �� �� ������ 4!��� ����� ������� (� ���� ��� ������ ������� ���� � �������� !���� ������ �����4������#��� � ��� �������������� �� ����� 4!�� !���� ���� � ��� �������� !� ��"��������� �����1 ���� �� ������1 �������� ��� ������������ *�� ����� �� ������ ������� ���� � �� ������ ����������� -���� ������� ���������� �� ���� ��������� ��� �������� ���� ��� � 4!��.� �� ������ ����������� ������� �����1������� ���� � ������1 ���� �� #&&� �� �� ���� ���� �������������� ���� #���!�� ���� �� ������ @�A�@�

*�� �������� �� ������ ������������ ���� ������ � � � �:������� ������ ��� � !������� � ��� 4!�� ������ ��� ��� ������8 ��� ������ ������"��� ��� !� ����������� �� ���� �� ��� ����� ���� �� ��������� ��� !� �������

<

� ��������� *�� � ��� �� �� ����� @??= �� � �0����� � �!�� @A= ��-∼@I*�3. RKS� ����� �� �������� ��� ��� � ��!��� ���� 4!�� �����4��� -�$��.������ ��� ���!�� !�������� �6����� @�@ �� � ���������� � ��� ���� � ��� !���"���� � � ��������� �$�� ������ ��� �"������ '"!��� -������� !���1 ∼@?H="@?I= ��.1 BWEDFA � ��� !������� � � ��� �� ������� -<= >�3 �� �� ���������� �� ��������� ������� !�� ��� !� ���� �� �������� ����������. BWch �

RBW =BWEDFA

BWch=

4THz

4 · 40GHz= 25 -@�@.

*��� ��� � ���� ����� ���� ��8� ����!�� � ��������0 ������� ����� �������� -�� �A? �� ���� ����1 ��� � ������� ������ < ����� ��� !������ RKS. �� �� �� ���� ��� ������ �� ������ ���

(���� ��� ���������� �������� � ����������� ������� ��������� �� �������� ����� <= >�3 ����������� ��� �� �0������ � �������� ��� ������ �� ��� ��"���� � ���� ���� @== >�31 ����������� ��� ��������� �0����� ������ ������ ���!���� -��������0�� . ��� ������ -����������0�� . ��� >�3"�� ���� ��� *�3"�� ����� '�������� ��� � ��� ���������� �������0�� ������� ��� O������ ��$������ #�������0�� -O$#. ��� +������ *��� $������ #�������0�� -+*$#.��� O$#1 ������ ������� �� ��9����� ������ ��� ��� ���� � �������� ���� �� ���"������ ������ ���1 �����!� ��������� ��� !������� � ��� ���!�� � ������ ���������� ����� ��� !������� � �� �������� O$# ��� !��� ������������ ����������� ��������� ������ ���� � ����� ��� J=8�� �� ��!������� ��� ����� � ��" ��� !������� �������� !� O$# �0����� @= *!L� ��� ����������� ��������� ���� �������� � ��������� *�� ��0� ��!������ ��� ����� +*$# ������� ����� #&&� ��� �������� � �����

�-�-� 0&��� 1�������� ����&��2��

������� � ����� � ��0����� ��� ���!�� � ������ �� �������� ��� ��� !���"���� � ��� 4!��1 ���� ���� ������� ��� � !������ ������� !� ��� �������� ����������1 � ���� ��� � ��0����� ��� ������ ��� �� ������� !������ � ��� �!����� ��������� ����� !� ���� ������ ������6���� *��� �� ����!�� ����� ������� ����� ������ -�� � ���"�� �� ������. ��� ������ �� �� ������ ���� ������ ���� ���������� � ��� ������� ���������� �� ����1 ��� ��� � ���!�� ��������� ���� � �� �@=1 <= � @I= >�3� *�� ��!������ � ��� �� ���� �� ���������� ���� ��������!� ������� ��9����� �� ���� ��� ��9����� ������ � ������� ����� ������ (����1���!�� ��� �������� ����� ��� ��� ��� !� !������ ��� ���� ���������� ��4��������� �� ����� �������� � �� � ������"�"������ � ��� �������!�� ���� O��� ��������� �������� ������ �� ���� ��� ���� ���� ��� �������� RNS1 ��� #&& ����� �����4��� �� ��� @�A ������!�� � ������4�� +*$# ������� (������ �� �������������� ����1 � ����� ����� ��� � � !��� ����1 5� �� ������� ��� � ����������� , �������� ��� ����� -�� ���� ���� <.� $��� -�� ��� !��� ����. �� ���� ������ ���� ������� ���� � ,�"2�����"�"T�� �������� ��� �� �0������ ���"���� ��� ��� �������� 2�����"�"T�� -� 2�����"�"T�� �� ��� ����� ���� ������������ !����� � ���������� ��� ���� � 3��. ����� ������ ��� ��!����-��������0��1 #V7. �� ��� ������ ����� � ������� � �� � � �� ��� ���� ����1Bl = N · Bb -�� � @I= >!L� W <U<= >!L�.� *�� ����� ����1 *� ���� !� ���������� ��� !�� ��� � ��� ���� ����1 5�

��� ����� ��� ����������� ��� ���� ��������0���� ���� ��� ����������� ��� ��� ��� ��� � 4!��1 ���� ��������� ����������

?

��� !� ��6������ 5���� ����������0�� -$�#V7. ��� �� ��� �� ��� �������� ���� ����� ������� �������������� ���� �� ���"��� ���� ��� �� ��������� �������� �������������� ��6���� ������� � ��� ��� ���� ��� ��� ���� �� ����

+*$# ����������� ��� !��� ������� �� ��!������� ����� ��� ����� J=8� !�� ������ � ����� ��� ��������� ������ ����� � O$# ������� ����� � !� ������������ +*$# ������� ����1 �������� � +*$# ������� ��� ����� ���������� � ���!������ � O$# ��� +*$# �� �� !� � �� � �������� ������ ����� �� �"����� ������� �� �� RJS1 ��� �� � �� ��� ���� ���� � H *!L�� +*$# ���������� ��� ���������� �� ���� � ������� ��� ��� �9���� � ����������� �� �����"�� �!��"������ ,�������� ���������� �� ���� ���� ����� ����������� ��� 2T"������� ������� � ��� ,2T"�����1 ��� ������� � ��������� ��� ��"�����������1 �� ������ � �� ���� ��� �0����� (#� ���� � �� ��� !������� ���� ��� �0����� @=>!L� -�� � <= >!L�. R@=S�

RZ-source

Pulsed laser

Modulators, Bb

Delay

Multiplexer

Add/drop

Optical

demultiplexing

Tx Fibre link Rx

CR

Gate

�� ��� @�A/ ����"�"���� +*$# ��� ��� ���"��� ���� 2T1 2�����"�"T��1*01 �����������1 201 ��������1 '21 ��� "��������

���� �� �� � ������ *�� 4��� ���� �� ����������� ���"�� �� �������� +*$#"������� ��� �� ����� ������ �� ��� ������������ *�� ��6��������� ������ ����� ������ ��� ������ !���

���� � ��� *�� ���� � � ����� �� ������� ������������� !� ��8� ����"���� ����"��0 -�O�#. �����1 !�� ��� ��� �� ���� ������ ������ � ����� �������� ��� !�� ���� � ��� ����� !����� �������� �� *�� ��0��������!�� ����� ���� ��� �������� ���� ��� ����� ����� ��� !�� ���������� �� ����� ������ ��� � !�� ���� � ���� � ���� ��� !�� ��� ����:����� �� ���� ���� @ �5 ��� ������� �� ��� �������� R@@S� �� ��������� !�� ����1 ��� ����� � ���� �0������� ���� -�*�2. ��� ��� ���!��� ��������0�� �������� ��������� ��� ��6����� ����� ����� � �*�2 � AK�5 ��� � �O�# � =�< ����� ��� ������� �� ��� � �� ����������� � <0<=>!L� ��� ���� ���� @ �5 ������� R@@S� *�� !�� ��� � � @I= >!L� ������ ��I�A? ���

!������� ��� �� � !��� �����1 ���� �� @= � <= >�31 ��� ������� �� ����� !���� � �� � ���� ���� ����� ����� � ��������0 � ����1 ���� ��"

I

������� ��� �����0���� *�� ����� ���� ��� !� �!�� � ���� ��� ���������������"��4��� ���6������� ���� �� ��� (*#I< -(������� *���������� #����.���6����� J�J?HAN >�3� *�� ��� �� � ������ ���� � ���6����� ��� �� ������ � ���� �� � ���������� ��� ����� ����� � �� ���������� ��������-���� �� ������ ����� � ���������� ��� ��������� ���� � ��� ������ ������ ���� �������.�

"���� �� � ����� ���!����� �� ��6����� ����� ��� "�0������� �� ������ ��� ��"��������0�� � ��"����� ��� �� ����� �� R@AS � ��0���� ����� %����� � @L@A��� !�� ��� �� ��6����� � ������������ ����������0 ��� !��� ���� �� ��� ���� !��"����"����X@=� 1 ��� ��� ������� A �� ��� ���������� � ��0������������� ���� � K Y � ��� ����� � ������ ��� �� ����� �� ��� ���������

#�$�� *�� ����� � ��� � ��� ����� �� ����� �� ����� ����� �����4��� �0����1 !���� ��������� ������ � ������� ����� ��� � ? � @= �5� �� �������!��R@HS�

%��� ���� *�� ������ �� � ��� ����� ���� 4� � ��� �0����� 4!�� �����4������1 �� ��� '"!��� ��� � �� � ��� �0����� �*V"* ������ ��� -����� � @== >�3 ���.�

(���������� #&&� ��� � ���������� �� ����� ����� ������ ����� ���� ������� ��� ��� ��6��������� ��� ��� !� �����1 ����� �� ��3�1 �!��� ��� ���� � ���� ����������

�� �������� ������� ��� "������� �� ��������� �� +*$#"�������� #&&� ������ !� ���� �� '2� * ��9����� ��� � ��� ��������/ ��� !��� ���� ��� 1 � ����"������ ���"������ ��� 1 ��� ��� ���� ���� ��� � (������ ��� �� �������� ������ � �� ��� !�� �����1 �� �� $�#V7 � ���"���1 ��6����� � ���"������ ��� 1���� ������� ����� ������ �� �� �������� ��6����� ��� ���� ���� � !� �0��������$�9����� ������� �� '2 �0���1 ���� �� ���� ����� ��������� � ����� ��������"�� �� ��� � ���� ���"������ ������6���� #&&� ��� !��� ���� �� !������� �������� �� R@<S �� ������ �����"�� �� ��1 ��� �� ����������� �����������4�� -(+�. �� ����� �������� ��� �� ##&& �� ����� �����1 ��� ���� �����"������ ��� "�0������� ��� @I= >!L� ���� � � @= >�3 ���������� ��� � ���"������ ������6��� � �������� ��� ��� ��� ���� ����������1 ����� ���� 9�� ���������0���1 ���� ����� ��� ���������� �� ��� ������� (��� �� ���"������ ������6���� ��%�����"�� �� � �������� ���"�� �� ������� *�� ���� �� ��%����� ��� ����� ������ -�������. #&&1 ���� ����������� � ��� !������� �� ���"������ '2 ������ ��� � ��!������� ��������� ���� �� ����1 ���� ������� ��� !� ��� ��� ������ ������� �� ��� ���� ����� ���"������ ��� "�0������� � @= R@IS ��� <= >�3R@KS !��� ���� ��� !��� �������� �� ������ �� � @I= >!L�� ���"������ '2 �� ������� ���� !� ��%�����"�� �� ##&&� ���� !��� �������� �� ���� ����� � �� � <=>�3 R@NS� *�� ����� � '2 � � @I= >�3 ��� ��� !��� �������� �� � ������� "����� ���"�� �� ����� ��������� R@JS1 !�� ��� ��� � AI= μm ���� $52"##&&RA=S� O��� ���� ##&&� �� '21 ��� ��6��������� � ��� ��������� �� �� !�����0��1 ���� ��� ������� ��6��������� ��� !� ������ � ��� ����� %������

*�� ��!������ � '2 ��� ���� ��� ��� �� � ����������0 �� ���� � ���!��� ���� �� � �������� � �� �� ���"��� ����� *�� ��� �� ��� ������� ��� ������� ������ ���� ��� ���� � !� ����0�� �� �� �0����� � ������!�� �!��!����� RA@S1 + ��� �� ��� ���� ��� ������!�� �!��!�� �� � #&&$ �� � ������� ���� ����������0 � <= >!L� �� ��� � � @= >!L� �� ���� @=">�3 ��� ������ ����

K

��%����� ��� ��� ����������� ������ �����4�� -(+�. ���� ��� ���� ��� ���������� ���� � ��������� � ��� �!��!�� ����� ��� ��� ������

+������ H2"�� �������� -�������4�����1 �������� 1 ��� ������� . ��� !� ��"������ �� �� � ������ ��� �� 4!�� ������ ��� 2� ��� !� �������� ��� ##&&��'�� "������� �� ��� ���� ���� �� �������� �� � 4��� ##&& �� ������!�� �!���*�� (+�"������ � � ����� ##&& �� ���� � ������� ��� ���� ������ ��� ����!��!�� ������ �� ���� � ��� ��� ������� ��� ������ ��� ��� �� �������� �����(��� �� �������� ��� !��� �������� �� A= >!L� ���� ��� � ��� ������� ��5�2 RAAS� *���� �0������ ����� !� �������� � ��� �������� � ##&&� �� ����������������� ��������

��� ���� �����������

�-�-� ������� &������

*�� ������ ��� #&&� ��� !� ���� �� -��!.�������� �� ���� �� �������� ��������� ���6�������1 �"������ 2�"�������1 ������ ��������� ������� ������*�� ������� ������ ���� ��0��� ��!��� ��� � ���� ������� !������� �������� ������ 4!���� (��� ���� � ��� ���� �� ������� ���� ���� ���� � -O&�,�.1������� ����� ��� ���� � ������ RAHS� � ��������� �� ��� �� ��6����� ������ ����� ��������� �� ������ �������� ���� ���������� ��� ����� ��� � ��� ����� A ���� �� �������� ����� *��� �� �� ����!��� ##&&� ��� ���� �����4�����1 ���� �� ��� $�����!���� 5�� 2�;���� -$52.1 ������� ��� RA<S �� ��������������� ���6����� �����!����� �� ��� ������!�� ��� �� 2�" ������� RAHS1���� � ��� ����� $52"���� �������

�-�-� 0&��� ���&���

�� �������� �� ������ @�@�A1 ��� ������ ��� ���"�� �� ������ ��� !� ���� ����!�� � ������� ���� ���� ������ �� ����� *��� �� � ��� � ������� 1 ������� ������ ����� ������� ��� � ���� ��������� ����� *�� �� � ��������� ���� ��������� ����������� ���"�� �� ������ �� � ���� �����!�� �� ������� ������ �� � ������� ������ *��� ��� !� ���� �� ������� ���� ���������� �� ������� �������� ���� ��� �� ���� �� ����1 �"������ �������� ������� ���� ��"�"�� ���� ���������� #��� ������ �������� �� � ��� � � #���"T����� ����������"���1 ���� ��� ���������� �� ��� � !� ������� �������� ��� ���� �1 ��� ����� ������������ � ��� ������ ������ ������ ���� � ��� � � ����� ��� ������ � -����� A==@. �� ���� �� ��� ������� ����� !� ����� �� �� ��� RA?S� �� �� � ���"���� ����� ��� ����� %����� � ��� ������ �� � ������� ����� RA?1 AIS� ������� � RAK1 �������0 $S ��� ��6�������� � ��� ����� %����� �� ���� !� �6����� @�A1���� �� ������ �� ��� ��9����� 6���������� ������1 ,1 �� 4 ��� @�H�

Δt <1

πνsampling

12N

-@�A.

*�� ����� %����� � ������� ��������� �������� �� �� ��� ��"��� �1 ���� %����� �#&&$� ��� !� �� ��� ����"�"��"��� �1 ���� ��������� ��� ����!�� ������� �������� �� ����� � ������� ��������� ���� � ��� ���� ���� ��� !� ��%����� ��� ��� I= �5 RANS

N

�� ��� @�H/ 2�6�������� � ����� %����� �� �$'� �� � ������� � ������� ������� 6���������� �������

��� ����� �� ������ �� ��������� ���� �

#��"�� �� �� � ����� � ������ ������ ��� � ����� !� ����� � �� �� ����� �������� ���� � ��� ����� �� ����� -��� ���� ���� � ������� �������� �����.�#��"�� �� �� � ������� ��������/ � ����� �������� �� ���� ����������� ����� ��� ����� ��� �� � �� ������ ��� ������ -��� ��� �������� ������� ����. ����� ����� ������ ���������� � �������� ������ �� �� ��� RAS�+��� ��� ����� ��� ����� ��� � ��� �� � ������ �����1 ����� ��� � ���!�� ������ ������ ���������� ����� ��� ����� ������� *�� ����� �� !������� ��� ��� ��������� -��������� ��� ������ ���� � ��� ����� ��� ���� ��� ��� .1!������� ������� ��������1 ���� �� 4���� ��� !������� � $52" ����� � ������ ��������� -�������� � ��� �� � � ��� ��������� ��� ������� � ��� ������ ��� �����1 �� ��� !����� �� � ���� ��.� (�����!�� �!������ ��� �������������� ������� ��� ������

*���� ��� � ��� � !���� ���"�� �� 1 ������ ��� �������� *��� ��� !��!� ������ ������!�� �� ��� ����� ���� ������ *�� ���"�� �� ������ ������� !� ������!��1 ��!������� ��� ������������� �� ���� ������ ��� ������ ������������"�� �� ��� ���� ������� ���"�� �� ��� !� ������!�� �� ��� �������

����� ����� ������ ������ ���"�� �� ����� ���� ��� ��"������ ���"����� � ��� � �!������ �� �������� ��� �� �0������ �������� O� ��� ��� ��������1 �� � �� �� ������� ����������� ����� *�� ������� ������� � ����������1 � ��������� !����� ������� 5� ���� �� ��� ������� � ��� ��� ��������"�������� �� � ������� � ����1 ���� �������� ��� ������ � ����"������ ��� ��� �� ��� ������1 ����� � �����1 ��� 4 ��� @�< �.� �� ��� �������� ���6����� ������� � ������� ��� ��� �� �������� ��� ������ � ��� ������� -��� ����"���� ���� � ��� �� �� �� ��� ������. ���� ���� ����"������ ��� ��� �� ��� ��������

J

����� � ��� �����

#������ ����� ������ � ������� ���"�� �� ����� ��� �� ���� ��� �0�������������� � ������ ���� ������� �� ������� ���"�� �� ��"������ ��� � ���� � �����0 ��������� !����� !�� ��� ������ � ���� ��� � ��� ��� ���������� � ������ ������ ����� �� ���1 ��� 4 ��� @�< !. ��� �.� �� ���� � ���� �����"������� �������� -����� �0������ ����� ��%�����. ����� ���� !� ;����������� ��� ��������� RAJ1 ��� AS� *�� ��������� � ��� ;��������� ��� ��� ��"������ ������� ��� ���������� ��� � ������ �� ������ � ���1 ��� ��"������������� ������ �� ��������� �����!����� � ���� � ��� � ;�������� ���� � ��� �� ���������� � � �� �� ;��������� (��� �� ��������� �����!����� ���� �� � !� �������!�� �!������� �� � ����������� �����1 !�� ��� ��� ��� �!������ ���!� ���� ��"������ ��� ��� ����������

O��� ���� �� �!�� ������� ���"�� �� �� ���� ��� � �!�� �� ������� ������!�� �!��!���� � ���� �!��!�� �� �� �!��!�� ���� ��� � ��� �������� ������ � ��� �1 ���� ��� � ��������� ��� ����0���� ���� � ��� ���� ������������ (���"����� ������ ������� ���� ��� ����� ��� �� ����0���� ������ ��� ���� � ����������1 ��� ����� ���� � ����� ���� ������!�� �!��!����*�� ����������� ���"�� �� ����� ������ � ��� ��!������ � � ��� ��� � ��������0����"���� -�� ∼@ ��1 ����0���� � �0���� ��������. ��� �� �!������ ���� �� ��������� -∼@ ��1 ���� �� ���� � ��������F ����� � ������� ���������� ���� � � ��!"�� ����� !� �������"������� ��������� .� � !���� ��6�������� ���� ��!������ � ��� ��� �!��!�� ��������� �� ���� ��� �!��!�� ���� ������������ �� ��� ���� � ������ ������� ���� ��� ����

+�� � ��� ������� �� ��� ���� � ��� ��� �� �� ����������� ���"�� �������� �� � ���� � ��� ��� ��� �!��!�� �������� � ���� ������� ��������� �������� ��� ��� � ��� ��� �� ���� �� ���� �� ����!��1 ���� ������� ���� ��������� ������� H�@ � ��� ��� � ���� ������� � ��� ���� � ����� �� ��� ������ ������������ ���� ��%����

������ ����� ������ �� �� ����������� ��� �������� � � ��������� ���"�� �� ����� � �� �0������ ��������1 ���� �� ������ ��!��� ���"�� �� � *��� ��������� ��� ����� ��������� !����� ������ ��� ����� -� � ���� �� ���� �����.1����� ��� ����������� ����� ���� ��� � ����� �� ���������� �� ������ ��� ��� ����� ������ � ��������� ������� ��� ������� ��� ���� RH?S� �� ��������� ��� �� ���� ��!���������� ������ !� ��� ������ �������� ��� ������������ ������ ��������� �� ����� �������� �� ��� ���� � � ����������� ������!���!��!�� ���� �������� ��� ��� �������� ��� ����� � ��� �!��!�� !� � ������������� ���� �� ��� ��� ����� ������ �� ���� � ��!������ � ������ ��� ����������"�� �� RH=1 ������� HS�

��� ���� ����� �� ��� ������� �������

*�� ���������� ��������� � � ����� ����� ��� � #&& ������� � ��� �����������5�� ������� �� �� ���������� �� ��� ��� ����� �������1 ��� ������� �������� �����1 ��� �������� ���� ��� �����1 ��� ��������� ���� ��� ��� ����� � ���� ��� ����� ���� �� ,��� ��������� ��� ���������� �� ��� �����������1 �� �

@=

Time

Gain

Loss

Net gain

Time

Cavity roundtrip time

Time

Active mode-locking

Passive mode-lockingstrong gain saturation

Passive mode-lockingless gain saturationstrong absorption saturation

Cavity roundtrip time

Cavity roundtrip time

Gain

Loss

Loss

Net gain

Net gain

Gain

�� ��� @�</ (�������� � ����� ������� �� ��� ���� �����1 �� �. ������ ���"�� �� ��� !. ��� �. ������� ���"�� �� ��� � �� �!��!���

4!�� !���� ������������1 !�� � �������� ���������� � ��� ��������������� ����� �� #&&$� ��� !� ���� �� ������� ?�

��� ������� ���� ������� � ��� �� � � ������� ��� ������� ������������ ����� -���������. ��� ����� ����� ��� ������ �����1 � ������ � ��������� ��6����� �� ���� ������ ������ (���� ���"�� �� ������ ��� ��� ���������� ���"���� ������ ���� ��� !� 6���� ���� �� �������� ����� ������ ����� ����� !� ������� !� ��������� ������1 !�� ����� ��� �� %��� ���� ���������������

*�� ��� ��������� ����� � �������� �������� ����� ������ �� ��� �����"���� ������������1 ��� 4 ��� @�?F � ������� � ��� ����� ��� � ������� ������� ������� �� � ��"������ ������ -�� �0����� � �����"������� �������� �������.�*�� ����������� ��� �� ������� ��� ����� �����1 Ip(t) ������ !�� ��� ����� � ��������1 ISHG

ac (τ) ���� �� ��������� � ��� ����� ��������� ����� ��� ��� ��������������1 Ip(t − τ)

ISHGac (τ) ∝

∫ ∞

−∞Ip(t)Ip(t − τ)dt

(���� ��� ������������ ������� �� ��������� �� ��8� ������1 � �� � ������"��� � ��� ������ ����� ����� �� ��� �� ��� ������������ �����1 �� ��� ����� ��

@@

�� ��� @�?/ (�������� � � �����"������� �������� -(�>. ������������

������ ��� !������ � ��� 4� ��� ����� � ��� ���������� ������������ ����"��� �� �� ������� ����� �����1 ���� �� � >������� � �����!��� ������� V��������� ������ ��� ���� � ����������� �� 6���� �� � ����� ���� �� ��� ��� ���� � �O�#"�����1 ���� ���� ��� !� ������� ��� �O�# ����� ��� ������� ����� �� ��� ���� V����������� ������ ��� �� ����� ������� >��������� �����!��� ������� ��� ���� ��� �O�# ���� �� �� ����� � � ������� ���� ��� �� � ��� ������ �� �� �0�����1 �� +*$#"������� ��� ��� �� ��� ��0�!�� ��� �� � ��� ��������� ���� ��� �O�# ����� *�� ������������� ��������� ? ��� �"������ !�� ����"���� �������������1 ������������� !� �� �� ��!����� ��� � !����1 ��� !� � ���� �������1 ��� 4 ��� @�?� +�� ������� � ���� !�� ����"���� ������������ �� ���� ��8� ����!�� � ������� ��� �0����������� � ��� ����� �����1 ���� ��� ���� � ��� ��� ��������� � ��� ��������� ������!����� � ������� 5� ��!���� ��� �� "�� ������6���1 ����� ��� H? �5 ���!� !�������

&��'�����!��� ��� ����� (���� )&!�(* � ��������������� ��������� ��� ������� ������� ����� ����� ��� ����� �� ���6����� 2������ +������>���� -�2+>.1 �������� !� 2�� *��!�� ��� $����� �� ���� �� @JJH RH@S� *��������� ���� � �2+> ���� (�> �� ��"������ ������� �� ��������� �� RHAS� ����� ��� ��� ������� (�> �2+> ����� ���� �� ��� ��� �2+> ����������� ���� ���������� ��� �������� �� ������ ��� �������� #&&�� *�� (�> �2+> ��� ������ �����������1 !�� ������� ��� ���� �� ��� ���������� �� ���� ����� ����� *������������ ������� �� ��� �� ��� �"������ ������ ��� � ��� �� ���1 � ��� � ������������ ������ ���6����� ��� ����� *�� ������ ��� ��� ����� ��� ����� 4��� �������� !� ���� � �"���������� �����"��������� �� ������ �� �0������� ��0�! � �2+> �� RHHS� *���� ��� ��� ��:������� ��� �2+> ��� �� &�� � ��������� ��� ������ � !���� � � ����� ����� ��� �2+>"�� ��� �� ���������� ��� ��������� �6������ �� �� � ��������� ������ ��� ����� � ��� ����� �!� �� �1 A? �5� � �� ���1 ���� �� ��� ���� � �������� ����������� ��������� ��� !� �������� !� �0������ �����4����� -�� � ��� �� �$��.� +���� ����

@A

��!���� ��� �� ���� � (�> �2+>1 �� ���� ��� ������ ��� �� �� �� ����������� �� ��� ���� � ����� ���� �2+> ��� ���� �� ��!� ���� �� ��� �������� � �����0����

*�� �������� ���� ��� ����� �� � ��������� �� ������ ����������� ���"����1 !������ � ��� � ������ �� ��������0�� ��� ��������� �� 4!���� *�������� �������� �� ��� ������ �������� � ��� ����"��������� ���������� 4���1���� ��� !� ��������� ��� �2+>� �� �2+> �� �� ������!�� ��� ����� � �������������� ��� ������ !� !������ ��� �� ������ �������� �����3�� -+(�.�

��� 4 ���"�"����� �� ���"�� �� ������ �� ��� ����"!������� ������ -*5�.��� �� ��� �� ����� � !�1 ��� ������ � ��� ���� � ��� ����� �� ���� ��� ���"6����� �����1 TBP = ΔtΔν = ΔtcΔλ

λ2 � �� � ���� ����� ���� ��� ���������� �� � ������� �������� ���� ��� ���� � ������� ����� � ��� *5�1 �����������"����� -*�&.1 ���� ����� �� � ;�� ������� ������ (���� ��� ����������� ������� 4��� ��� ������� ���� � ��� ������ ��������1 ���� �� �����������1��� ������� ����� ���� �� !������ �� � ���� �������� ��� ��� �������� ����� ���������� � ������� ����� �� ��� ���� �� �� ������ �� ����� � ���6����� ����� ��� ����� -��� ����� �� ���� � !� ���������.� O��� � ����� �� �� �������� ���"����1 ���� ��� ����� � ���6����� ���� �� ��� ��� ����� ��� �� �� ���� � !� ����������������� ���6����� ��� ���� ����� !���"����� -� ��"�����. ���� ��������� ���6����� ����� ���"����� -��.� �� ��� ����� �� ������ ��� ���� -���� ��� ��������� �� 6������������.1 ���� ��� ����� ��� !� ��������� !� ��� ��������� �� ���" �� ��� 4!�� -������ �������� (#� � ��������� ���������� -$'�. �������� � ��� �� � � ��� �����.� +���� ��� ����� �� � �� ��� ���� ��� ��� ���� � ����0���� !������� �� ��������!��� ����� ����� ��������� ���� ��������� ���� ��� ���� ����� ���� !��� ������� RH<1 ��� KS�

�� !� ��� � �� ������

'������ �� ���� ��������� ��� ���"�� �� ����� � ��� ������1 �� ���������� �������������� #&&� ����������� � #&&� ��� ��������� �� ����1 ���� � ��� ��"��� ����������� � ������ �� �"����� ����������� ������� �� ����1 ����� ������ ��� ���� ���������� �� �������� #&&�� , ������ �0��������� ���� !����������� ����� ���� ��%���1 � ��� ���������� ������ �� � ���� !�� ����� *����0� ������ �� ������ � � !�� ���� � ����� ������� ��� ����� ������ ��#&&�� �������1 ��� � ��� ����������� ������ ���� �� ���� ��%��� -��� ��� ��������. � ������������ #&&� ��� ����������

'������ A �� �� ������ � ��9����� ������� � ���� �� #&&�F ��� �� ��1 �� ���� ��� ������� ��1 ��� 4����� ��� ����6������ �� �����������1 ���� �� 4!������ ����������� �������� �� ����� !� ������ �� ���� � ���������� � � ���� ��� !��� ������� �� ����� ���� ��%���� '������ � �� ����� ����������� ������������ ��� ���� � � �"���� #&&� ��� �� ������������ ��� ���������������� �� ������� ?�

'������ H ������ ��� �� ������ � ��� ���� � � ��� ��� �������� �� ��"������ ���"�� �� ������ ��� �0������� � ����1 ��� � � ��������� ���� ���� ���� �����0� ��� ���� ����� ����������� *�� ��� ��� ���� � ������� H ����� ��� ������� � � 4�����1 ������������ ���� ����� ��� ��� #&& -�� ��� ���� ��� ����"���� ��� ��������� ���� �����.� $�9����� ����� � 4����� ��� ��!������� ��������� �������� *�� ���� � � � ����!��� ������ ������ ������� 5�� ����� ��

@H

���������� *�� ������� � ��� ����� ����������� -��� ����������� ��� ����������� �������0 �. �� ����� � ��;��������1 !�������1 �9������ ��� �� ��� ������������ ����������

'������ < ����� ��� ������ ���� ������� � ������������ ��� ���� ��� ����� ������� � ������� �������� �� ��� � ��� ������� ��� ������ � � ��� ������ � ��� ��� ������� ������� �� ��� ���������� � ������ ������ �������������1���� �� ����� �� *�� ��!������� $52"������ ��� ��� 4��� ������� ���"�� �������� ��� ������� ����� �1 � ��� �0���� � �� ���� ��

� ������� ���� � ������� ? �� ������ � ��������������� � ��� ��!������� ���"���� ����� �1 ���� ��� � ��� ������� ������ ��� ���������� � ������� ����� ��������� ���"�� �� ������ -�������� ��� ��!������� ������ ��� ������� ���"�� �.� '�������� � ��� ���� �����1 �� ���������� ��� ����� %�����1 !����� �����9����� ����� ��� ��������� ��� ���������� � ����������� ������ �� ��� ���"�������� � 6������ ������� ���� �� <=">�3���"�� �� �� ���������� 2����"�%����� �� ��������� ��� ��� ���� �������� �� ������� � ������

'������� ����� � ��� ��� � �� ��� ������ ��� !� ���� �� '������ I�

@<

�������

�� � �� ���!����� �� ��

*��� ������� ��� ������� ��� �� �� � ���� �� ���"�� �� ������ ��� �� ��������� ����������� ���"�� �� ������� *�� �9���� � ���� � ����������� ���"��� ���������� ��� ��� !� ���������� � ��� �������� ��� ��������� � ������������ ����� ����� &����� ��� �0��!�� ;��������� �� ������ ���6����� ��� �����������1 !�� ����� ��� ���� �� !� ������� ����� (�� ������ ����� !� �� �� ������� �� � �����"���� �� ���� �� � �� ������� !� ������� �� +�� � ������ ���� ������ �� �������� ��� ����� ���� � ���"�� �� ������ �� ����"������ �����"���� ����� -���� ��� !� ������� �� ������ A�A.� *�� �������� �� ������� ��� ������ ������� �����"���� � ��� ������ *�� ���� ����� ���������� ������ ���� ����� ;��������� ��� �������� � �� �����"�����

��� ������� � ����

>��������1 ���� �� ������ ��� !� ������ �������� -������ !� �������� ���������� ��� ����� ������. � ���������1 ���� ����������� ��� ��� ������ ���������� -$'"������� ������ � �� �"���6����� ��������.� ���������� ��!���� �������� ������ ��� ����������� � ��!����� ������ ��� ��� ����� ���� �� ������1 !�� ��������� � ���� ������ � ������ �������� ����������� ������ ��� ��� ��!� ��������� ����� ��� ������ �0��!�� ���� �� ��� ��� � ��������� ��������$��� ������ ��� �0��!�� �� ��4���� ���� ��� � ������� ������� ;���������1 �������� � !�� ��� ��� ��� ���������� ����0� *���� ������� ;��������� ��� ������ !�������� ���"����1 !�� ��� !� ��������� ���� ������ ���� �� $'"��� ���������,��� �� ���� #&&� �� ��9����� ��� ��� ���� �� �� � ����"����� ���"�� ��������1 !������ � ��� ���� ��� -�������. �������� RH?S� *�� ������� ����"���� �� �������� -��������� ������� ��� ���������� �� ����"�����. �� #&&$� ������ �9���� � ��� ;��������� � ��� ����� �� �������� � ��� ���� ����� � �������� ����"���� ����� *�� �9���� � ��� ���� ��� -�������. �������� � ��� ����� ���� ���

@� *�� ����� ��������� ��� ��� ��� �������� � � ����"����� � � �� ��1 ������� ��� ��� ��� �������� �� ��� ��������� �� ���������� �� ���� �� ��� �������������� ��� ���� ��� ������ � ��� �����4����� � ��� ���� � �����1���� �9�������� ���� ��� ����� ������

@?

A� (� ��������� � ��� ���� ��� ����� � ��������� �� - ���. ����0 -���� ���� α"�����. ��� ����� ����� ��������� -������ ��� �� ;��������.�

*�� �9���� � ��������� ������� � ��� ����� ���!����� ���

@� ��������� ������� �� ��%����� �������� ��� ����� ;���������/ �����"������ ������� ����� ��� ���� � � ��� ����� ������� �� ���� �� �� ��� ����� !�� ��� ���� �������� � ��8� ���� ��������� ����

A� ����������� ������� ����� ���� ����� ���6�����1 ��� ���6����� ;��"������� �� ��!������ ��� ��������� -����0 ��� ���6�����. ����� ������������ ������� ��� ����� ;���������

��������� ���� �� � ����� �������� ������� � ��������� ������� ��� ������������� ������ � ��!��� #&&� ��� ���� ��������� ���� ����������� ��� ������������� �� �"���6����� �������� � �� � ��� �������� ����� ����� *�� ������������� ������� �������� �� � ���6������� -X@#�31 ��� ������ ?�A�A � RHI1 HKS.��� ��� !���� ������������ � ��� ����� ������ ��� ��� ��� ��� ���� � ��� ���� ���������� ���� ���� � ��� ���� �� ���� ��������� *�� ������ �� ����� �������� ��� ���� ���� ���� ����� ��� !������� � ��� "������� ��������1 ������� ����� #�3"��� � �� ������������ ���������� ��� "������� -��� ��!�� ?�A � ���������RHNS. ��� !� ���� �� ��� �� ������� *�� ���� ����� !������� � ���� ��� !���������� ������� �� ������� A�H ��� ?�A�A�

, ���� � ���� ��4��� ���� ������ ��� ����� �9���� � �� ������1 ���� �� � � 4�� ��� � �������� ��� ������ ��� ��� �9���� � ����� *�� ������������� ������� ���� ����� �� �������� ��������� � ��� ��� -Rsp ∝ nspg)�1���� �� ���� �� ��� !� ��� ���� ����� �� ��� ������ *��� ��������� ��� ��������� ��� �������� RHJS/ � ��� ���� ��� �� ��!������ ��� � ����� �����������1 ����� ���"�� �� ��������� �0��� ��� �� ��� �!��!��1 � ����� ����� ������� ��� ������ ������ ����� !�� ��� ��� ������� ��"������ ����� ����� ���"�� �� � *���1 ��� ����� ���� �� !� !������� � ���� �� ��� ��� ������1� ��� �� ������ ����� ������ �� ��� �!��!�� -���� ��� !� ��������� ������� ��������� H.� (�������� ������� �� ��� ��������� � ��� �������� �������������1 ��1 ���������� !� ��� �������� � ��� ��������� � �� � �������� � ��������� �������� ����� �� �������!�� �� ���� � ������ ��� ����� *��� �� ���!� ����� � ����������� ��������� � ��� 6����"�����"������1 ��� !� ������� �������� ���� � ��� ����� � ��� ��0���� ��� �� ��� !��� �� �� +������ 4������ 1���� �� $52" ����� �1 ��� ������ ��� �����4�� ��������� ������� ������ ���!������� � ��� 4���� RH?S� *�� ������� ���� ����� !� ������� !� ���� 6����������� ������ ��� ����� �������� �������1 ���� ���� ��� ������� ��� ����-��� �� ���� � ��� ������� ����� ��� ��!�!�� �� ������ �� ������������������ �� ��������� �� ������ A�H.� *������� ������� �� ������� !� ������� ����� !�� ��� !� ������� ��"��������� ����!������1 ���� �� ������� ��� �� ������!������� ������� �� ��� ������ ��� ���� !����� ������ !� ��������� ����������� � ��� �!��!��1 �� � !� ��������� ��� ��%����� 2�"����

�nsp = f2(1−f1)f2−f1

= 1

1−e(E21−ΔEF )/kT ����� �� � �� �� ��� � ����� ������ ����� �� ��� ���

������ � � �� ��� E21 �� ��� ��� ����� � ΔEF �� ��� ���������� ��� ��������

@I

��� ����������� ������ ��� ���� �

�� ��� �������� ������ ��� ������ � ���� �� ���� ���"�� �� ������ ��� ���"������� 5�� � ��� ��� �� � � � � � 6������� ��� ���� ��� � ���� ��������� ���� � ��� ��� � ����������� ��� � � ������ ��� �������� ���� 6���"���� -�� � ����� %�����. � ��� ��9����� ���� ������ -�� � ��������� ������� �������� ����.� * � � � ���� ������������ ����� ��� ���������� ������� �"���� � ��� ��� �������� 6������� � ��� ���� ������ * ���� ��� ��������������� � ��� ��� ���������� �� ��������� ��� ����� ���� ��� ����� �����������������1 � ��� ���������� �� ���� ������ ��� ���� ��� ����0���� ����� ����� ������!�� �!��!���� �� ��� A�@ �������� � ����� ����� ��� ��� � ������������� � ��� ���������� ���

Time

� �2T+ t� �1T+ t

“Short-term jitter” “Long-term jitter”

�t

long-term

short-term

Distribition of

arrival times

Amplitudejitter (RIN)

Timing jit

ter

�� ��� A�@/ ����� ����� ��� ��������� ��� ����� %������ *�� ������!���� � �������� ���� �� ��������� � ��� ����������� ���������

� �������� ���� ���� � ����� ��� ��������� ���� �� ��������� !� ����� &���� �� @JNI �� ���"�� �� ������ ��� ������ ������� R<=S� 5� �������� ��� �������� ������ � ��� ��������� ��� �������� � ��� ���������� �� ������������� ��"����"�6���� ������ � !�� ��������� ��� ����� ���� -������� ���� ��� �����������.� 5� ���� ����� �� ��� &���� ���� ������� ����� ������������ ���� 6������������� ��� ���� ��������� �����1 ��� � ������ ��������� ���� ������1 ���� �� ��������� �������� (���� ��� D�� ��� &���������E �� ��� !��� �� � ��� � ���� � ��� ����������� ��� ����� ���� ��%���1� ��� ��� � ���� ������� � �� !��� � ������� ����� ����� ��� !� ������!�� !�

F0(t) =∑

μ

f(t + μTR) -A�@.

O���� f(t) �� �� �� �� ������� ������!�� ��� ����� �����1 μ �� ���� �������� ��� ����� � ���� ��4���� ��� TR �� ��� ��������� ���� � ��� ����������� ����� ����� ��� ����������� ��������� ��� ����� ;���������1 � ����1 ��� ���� ����� ����� �� ���� !�

F (t) = (1 + A(t))F0(t + TRJ(t)) -A�A.

��� � ��� � �0������� ����� �������� ��������� ��� �� �� ��������� �������� *�� ;��������� ��� ������� � !� ���� ������ ������� � ��� �������������� f(t)1 ���� ��� ����� ����� �� �������� � ��� � ���� 3�� ����1 ������������ ��4��� !� ��� ����"����� �� �6����"����

σ2A =

⟨|A|2

⟩E2 -A�H.

@K

σ2J =

⟨|J |2

⟩T 2

R -A�<.

���� � �� ��� ����� � ���� � � ��� ����� ������ *���� �0������ �� ������ ���� -�� ������ A · J · TR · F0.

F (t) = F0(t) + F0(t)A(t) + F (t)TRJ(t)) -A�?.

*�� ����"����� �� ���� ��� ��� ���� ��� ������� -�� ��� &���� ���� � ������ ��� ��� ��������1 � ��� ��� ( ����1 ���� ����� � !� ��� ��� ��������� �����������. ��� ������� ������� � ��������8� ������

⟨|X |2

⟩≡ lim

T→∞1T

∫ ∞

−∞|X(t)|2 dt =

∫ ∞

−∞SX(ω)dω -A�I.

O��� � ��� ������� �� ��� ��� �������� � ��� ���� ����� �����1 F (t)1��� ��� � !� �!�� � ��� �� S�� *�� ��� �������� �� ���� !� ��� �������������� � ��� ������������ � F (t)� *�� ������� � ��� ����������� ��� !�!������ ��� R<=S1 ���� ��� ������ �� ���� ���� -������� ���� ��� ;����������� ��������� ��� ����� ��� �� ������� ��� ��� ����� ���������1 �-�.1 ��� ��������.

SF =(

TR

)2 ∣∣∣f(ω)∣∣∣2 ∞∑

μ=−∞[δ(ωμ) + SA(ωμ) + (2πμ)2S(ωμ)] -A�K.

���� ��� �������� �� �� �� ��� ��� ���� �� μ ��� ����� � ���� ��4����1 ���ωμ = ω − 2πμ/TR� *��� ����� ���� ��� ��� �������� � ��� ����� ��������� ���!� �������� ��� ��� �����!����� ��� ��� ������� ����� ����� -����� ������������� ��� ��������� ���6����� ��� ��� ��������.1 ��� ��� �������� � ����������� ��������� ���� ��� ��� ��� �������� � ��� �������� ����� ����� *��������� � ��� ���� �������� �� ���� !� ��� ������ �������� � ��� ������������ �����1 ���� ��� ����� ���� ���������� ��� ������� -���� �� ���� ������ ������� � ��� �������� ������ ��� ��������.� �� μ = 0 ��� �������� �������� � ��� ��������� ����1 ���� ��� ����� ���� ��� � �6���� ����������� μ� *�� μ"���������� ��� �� � �������� ��� � �����!������ �� !���!������ ���� � ��� ���� �������� �� �������� ������� � ��� 2#( ��������� ���� !�

σ2A =

∫ ∞

−∞SA(ω)dω -A�N.

���� ��� 2#( ����� %����� �� ������� � ��� ���� � ��� �� ��� ��������

σ2J = T 2

R

∫ ∞

−∞SJ(ω)dω -A�J.

*�� D�� ��� &���� �����E �� ������ ����� ��8� ���������� ������ � ��������� ��� ������� � ���� ;���������� �� ������� ? � ��� ��� �� � �������� �������� %����� �� � ���!�� � ��9����� ������� �����1 �� ������ �������1 ��� ������� ������ ��� �� �0����� ��� ���������� ����� � ��� ���� ������!���� � � �������� � ��� ���� ������� � ��� ���� �������

@N

��� ���� ������� �� ���������� ���� � ����� %����� �� �������� ���"�� �������� �� ��������� !� �%���� ��� #�� ���� �� @JJA RHIS1 �������� ����������������1 2�"������� ���� ��� ��� �9��� � ������ ������� -�������� � ����������� ���6����� ��� ��� ����"���� ���6�����. �� ���� ������� '�������� ���� � ��� ���������� �� ����������� #&&� ��� ����� ������� ���"�� �� 1���� ���� ��� � �� ����������/ ������!�� �!������ ��� ���� ��� ��������� ����� �������� �� ��� ����1 ��� >�������� ������ �� �������� �����1 6������"������ ��� �������� ��� ��� �������� �����/ @. ��� ��������� � ����������������1 A. ��� ���� ������ ��� 4������ !� � &����3��� ��� � �����������������"9 ���6����� ���� !� γ/N21 ���� γ �� ��� �������� ����� �� ��� , ������!�� � �� �� ����1 H. ��� ��������� � ������ ������� ��� <. ��� ��;������ ��� 2�" ������� ����� ���� ���� �� ����������� ��� ��� ���� ���� ��������0�������� �� ��� ���� ����� %����� �������� �������1 ( 1 ��� 2#( ����� %�����1σJ -�� ���� ����.1 �� � ������� � ��� (���"*��� �������� -ΔωST = R

2P 1��������� �������L���!�� � ���������� �����.1 ��� �������� ���6�����-ωm.1 ��� ������ ������� -Δω.1 ��� ���!�� � �� �� ���� -,.1 ��� ������������� �� -γ. ��� ��� 2� ����� ���� -Sφ(ω).1 �� ���� �� ���� �������

SJ(ω) =2√

2ΔωST

ω2mN(γ/N2)

(γ/N2)2

ω2 + (γ/N2)2·

{1 +

N2

2

(Δω

γ/N2

)2 2(γ/N2)2

ω2 + (γ/N2)2+

γ/N2Sφ(ω)2√

2ΔωST

}-A�@=.

� � ����0������ � ��� ����� ���� � � ������� 2�"�������� �� ���� !� RHIS

Sφ(Ω) = S0

[(Ωc0

Ω

+ 1

]Ω2

c1

Ω2 + Ω2c1

-A�@@.

*������ ������ � S0, Ωc0, Ω2c1 and β ��� -"I="@== �5�L�31 @=="@=== �31 A"@==

�31 ��� @"H. �� ��������3���1 ��� ��� �����!���� ��� ��� ��������3�� ��� !��� ������ ����� @="@== �31 ����� �� ����� 9 �� Ω4� ����� ���� ����� �� ���� �� �����1 ���� � � ���6�������1 ����� ���� ��� ���"�� �� ��� ��� �� ��4������1!������ � ��� Ω−β"�������� � ��� ����� ����� �� ������� �0���� ��� �������� ������� -��� 4 ��� A�A.1 ��� !� ��������� ��� ��� ������� ���"9 �� ��� ����A= �5L������1 ��� 4 ���A�A� *�� ������� ��� ���� �� �9��� � ��� ���� ������������ �� Δω >

√2

N (γ/N2)� �� � ���"9 ���6����� � @== #�3 -������� ���� ������ ������������� �� ���� ��%���1 ��� ������� ����� ��� � !� H #�3 ��� ������ ?= �� �� ����� (��� ��������� ���"9 ����� ���� !��� ���������0������������ RJJS ��� ������ ?�A�A�H�

�� @JJH ���� ��� #��33� ��������� �� ���������� ����� � ��� ���� �� �������#&&� ��� ����� ������ ������ -��� ��� �� ��� ���������.1 ���� �� �� ��������� ������!�� �!������ R<@S� 5�� ��������� ��� 6������ ���������� ���������� ��� ��������� - ���1 ���������� ����0 ��� ��������� �������.� *���������� ��� ��� ������� �� ��������� ��� ����� ;���������� *�� ���� �6��������� %����� -��������. � � ��������� ���"�� �� ����� �� ���� � ����� ������ �� ��� ���� -������ ����� ����.� �� �� ��!����� �� ��� �!����� � �������� ��������� *��� ���������� ��� � �������� �������1 SJ(f) = 2D2

f2 �� �� �����1 ���� $ �� � ��9���� ������� ��������� � ��� ������� ���������1

@J

104

105

106

107

108

109

1010

−165

−160

−155

−150

−145

−140

−135

−130

−125

−120

−115calculated SSB phase−noise for a 40−GHz MMLL

L(f)

[dB

c(1H

z)]

offset frequency [Hz]

f0= 99 MHz Pase= 0.007mW Epulse= 0.7pJ3MHz detuning with N=80

�� ��� A�A/ ,�������� ����� %����� �������� ������� ���������� ��� �6����� A�@=�SJ(f) = 1

ω2mL(f) ���� L(f) �� ��� ��� ��"����� �����"���� �������� ��4��� ��

������ ?�A�A�

��� �������� ����� ��� ��� ���1 ��� ��������� ��������� � ��� ����� ���� ��6�����1 ��� ��������"���� � ��� ������ ��� ��� ����� ����� *�� ����� �������"9 ��������� ��� � ��� �������� ������� �����"���� ������� �� �������? -��� ��� � ���� �0���������� �������.� +��� � ��� ��� ��������� � ����������� ��� ��� �� ����������

���������� ���� ������� ��� ������� � ��� ����� � �� ��� &����� � �� ������� �� ���� ����� ��� ��������� � � ������� ���� -������ ��������� �� � ��� ������!�� �!������.� �����1 �� �� ��� ���� &����� ������ ������������ �� ���� ������� ���"�� �� �� � ���6�������1 !������ � ��� 4���"���� �0������ �� ���� ���� �� ��� ����� *�� �!����� � ����� �������� �� �������������� ��� �������� � ��� ��������� ���6����� ������ ��� ���6����� ��� ��� �������� ������������ � ������� ���"�� �� � *�� �� ��� &���� ����� ������� �� ������� ���"�� �� ������ �� � � ���6����� ��� σ2

Jμ2(2π/TR)2≈ 1��� TR = 100 -A?. ��1 ���� ��� 2#( ����� %����� ���� �� !� ��� �� ���� @I-<. �� ��� ���� ����� ��� ��4���� -3�� ����. ��� ��� 4��� ������� � ������������� ��������� O� ����� ��� ���� �� ���� ��� ��������� ��� ����� %����� �� ������� ���"�� �� ������ �� ������� ?�

������� � ����� � �� ��� ��� �� ������� �� ����������� ���"�� ��������� *�� ��� �0������� ���� ����� �� ����������� ���"�� �� ������ ������ ��!�!�� !� ���� �� RH?S ��� RAKS/ ���������� �0�������� ��� ���� �� ��� ;��"������� �������� ��� ����� 4��� � � ����������� ���"�� �� ����� -���� �1������� �����1 ���6����� ��� ����� . ��� � ������ � �������� ���� ������� (��"���!�� �!������ ��� ������ �������� ��� ��������� -��������� ��� ����� ����� ��� 2�"��������3��. �� ��� �� ��� ��� � ���� ��������� ��� ����0���� �����

A=

*��� �� ��� 4��� ���� � ���� ����� �� #&&� �������� ���� ���� *�� ���������� !���� � ��� ���� ������ �6����� ��� ������!���� ����� �� ��� ����� !����� ��� #��33�� �� �������0 5 �� RAKS �0�������� �� ��� ��������� ��� ����� ���� ������� � � #&& ��� ����1 ��������� ��� �!�� �������� �������� �9�����*�� �0������� �� ��� ��� ��"����!��� ����� ����1 L(ω) -& �� ��4��� �� ������?�A�A1 ��� �� ������� � ��� ����� ���� ���� � SJ = L/(ωm)21 ��� ωm !��� ����������� ���6�����.1 ��� � ���"�� �� ����� ��� ������!�� �!������ �����������1 !�� ��� ��� �� ��� ����0����1 �� ���� !� RAK1 �� A=<S

L(ω) =(

TM

)2τ2PASE

2πA20

1ω2 + (2γ�

0 )2-A�@A.

�� ��������� ��� ���� ������ �� �6����� A�@=� O���� *� �� ��� �������� ����1τ �� ��� ����� ����1 ���� �� ��� �����4�� ��������� ������� ���1 A2

0 �� �������� ���� � ��� ��� ���"9 ���6����� γ�

0 = MAMω2Mτ2/4TR �� �9����� !� ���

����� �� � ��� ��������1 MAM 1 ��� ����� ����1 τ 1 ��� �������� ���6�����1ωM 1 ��� ��� ����"���� ���� � ��� ������1 TR� *�� ��;����� � ��� ������������� �� � ��� ���� ���� ����� ��� ��� ���"9 ���6����� ��� !��� ��������!� ���� ��� ������� � ������� � ��� ������ *�� ��;����� � ��� �����������6����� �������� � ��� ����"���� ���6����� ��� !��� �0������������ ����4�� !������3 �� ��� R<AS�

����� ���� ��� ��������� � ��� ����1 �� �� �������� ���� ���� ��� ������"��� ������� ��������� ;��������� ��� ����� ;��������� ���� ��� � �� ��4��������� *�� 4��� ((5 ���� �� ���� !� RAK1 �� A@HS

Lfgs(ω) =(

TM

)2 2τ2

A20

1ω2 + (2γ�

0 )2

[PASE

4π+ 0.16(ωR)2τ2T 2

R

1A2

0

SA(ω)]

-A�@H.

���� (� �� ��� ��������� ���� ��� �������� ��� ωR �� ��� ����0���� �����������6����� � ��� �������"���� ������� *�� ��������� ���� ��� �������� ����� � &����3��� ��� � ��� �� ��� ����0���� ��������� ���6������ *�� ������������� �������� � �������� ��������� ���� -2�,. �������� ��� !� ����0������ !�RIJ1 ��� ?S

SA(ω) =2hν

Pave+ 8(Δω)ST

1/τ2ΔN + ω2

ω4R

|H(ω)|2 -A�@<.

�� ������� ����� � ����� ���� ����� H(ω) = ω2R/(ω2

R − ω2 + jωγ) �� ����������� �������� �������1 γ ��� ������ �����1 ��� τΔN �� ��� ��9��������������� ��������� *��� ��� �����!���� ��� ��� ���� ��� ����0���� ��� ��� 9 ��1/ω4 ����� ��� ����0���� ��������� ���6������ �� ����� ����� ��� � �� ������ ����0���� ��������� ���6����� ��� !� � ������ � � ������� �������� ����� ������� ���"9� ����� �� ���� ������ ��� ��������� ���� �����!���� � �������� ���� ��� !� �� ��4���� ����� ��� ������� ���6����� � ��� �����1 ������������� �� ������� >�3� *�� ����� ���� � ��� ���"�� �� -2�"��������3��.1 Sφ1��� ���� � ��� 4��� ����� ���� � ��� ��� �������� � ��� �����1 !�� ���� ��������� ������� -��� �6����� A�@=.�

A@

��� "����#����� �� ����� �� ������ $% � �������������

*��� ������ ��� ������� ��� ����6������ � ��������� ��� ����� ����� &�������� ���� ���� �� ���6����� ��� ����� -��� ����� � ��� �������� 4��� ������ �������� �������. !�� ����� 6��������� ��� �� !� ���������1 ����� @. ��� ���6�������� ����� ��������� �� ��� ��� �������� ��� ����� ����� ��� � ���������� A. ����� � ���� ;��������� ��� ����� � ��������� ��� ����� ;������������� ��� !������� � !� � ���� �� ��4����� ��� �� ���� � �� ����� ������������ �� "���� �� �"����� ����������� ������� -����� %����� ���������� ��� ���"6����� %����� !� ��� ��������� � 4!��� ��� �� �0����� !� ������� !� �������������������.�

��� ��� ����� ��������� ���� �������� �� ����� ��� (� ���"�",��� 2���-(,2. � � !�� ������ ���� ������� � !�� ����� �� ��� �������� -��������. �� ������� �� �� � ��� �� *�� (,2 �� �� � ��� ���������� ���� ������ ��� �������������������� *�� ���������� (,2 �� � 2T"����� ����� ��

SNR =P 2

ave

〈σ2A〉

-A�@?.

���� ���� �� ��� ������ ����� � ��� ��� σA �� ��� ���� ����� �� ��"����"�6���� ;�������� � ��� ���������� �����1 ����� ��� (,2 ������� � ������� ����� ��� � -����������� ����. � ��� ����1 ����� �� ������ ������� ��� �!������� ����������� 4 ���"�"�����1 2������� ��������� ,��� -2�,.1 � ��������� ���������� � ����� ������� 2�, �� ��4��� �� ��� ���� � ��� ��������� ������� ��� �3 ��� ��� �6����� ����� � ������ ��� -� � ������� 2�, ���������� ��� !� ��������� �� ������� ?.�

RIN =

⟨σ2

A

⟩ |1Hz

P 2ave

=SΔP Δf(= 1Hz)

P 2ave

-A�@I.

�� ��� !� ���� ��� �6����� A�@I1 ��� 2�, �� ������� � ��� �������� ������� ���� ��������� ;���������1 SΔP 1 ���� ��� !� ������� ��� ��� !���!��� ����������� � ��� ����� ��������� �� ������!�� !� ��� D�� ��� &����"�����E �� ����������� ������� ����� � 2�, �� �5L�3 �� � ���� ������� �� �� ������1���� ��������� �� ������ ����������� ������� ����� � ��� ���� ��� ����� 4����!�������� ( �� ���� �� ���������� ��8� ��!�!�� ��� ���������� � � ���2#( ��������� ����1 ���� ����� ��� � ������� ��������8� �9������ ���� !�������1�� ������� � ��� ����� � ���� *�� !��� �� � 4�� ��� ��6��������� �� ������������ ���� �� � ������� ������ ��� � ������� �����1 �� � ������ 5��"����"2��� -5�2. ������������ �� ��� ���� ���� �� ��� ��������� ���� �� ��� ������ ��� ����� �� ������ !� ��� ������ *�� ��:����� �� ���������� � ��������������� ���� �� ��� ���� ���� ��� �9���� � ��� ����� ���� �� ��� �������� ��� �9����� !���� ������������ ����� � �� � ���� � ������ ������ � ��� �� � �� ����0��������������� � ��� ��6����� ��������� ���� �� � ���� 5�2�

2������� �� ������� ��� � ��������� ���� ��� !� ������!�� !� ��� �"��������� �������/ ��� ��6����� �������� �� �������� ���1 ������� � � �������������1 � �������� � ������� -�. 5�2� *�� ��6����� ����� � ��� ��0���� ��"

AA

��!�� 2�, �� � ������� ����!�� ��� ������� ��� !� ���������� ��� RK1 ��@KJS

δI = −10log10(1 − r2IQ2) -A�@K.

������� >������� ���� ������!���� ��� � ������� ����� �� ���� ��� @"������ δI ����� ��� ������� �� ����!���1 ��� M ��� M"����� -M W ?�JN �� � 5�2 W @=� ��>������� ����.� r2

I = RIN(dB/Hz) ·Be ���� 5� �� ��� �9������ ���� !�������� ��� ��������� O��� � ��� ������� � @ �5 ��� ����!�� 2#( ���������;�������� ��� �� ����� ����� ����� !� ���� ���� K�K Y � ��� ����� � ���1� ������� 5�2X@=�� *��� �� ��� ����!�� ��������� ���� �� ��� �������� *4�� ��� ����!�� ���� �� ��� �����1 � ���� � ��� �9���� � ��� ������ -!��� ��� !� ���� ���� ��� 2�, � ��� ����� ���� !� ���.� *�!�� A�@ ����� ��6�������0���� 2�, �� �5L�3 ��� 5�1 ���������� ��� �6����� A�@K�

*�!�� A�@/ 2�6��������� � ��0���� 2�, � ������� 5�2 X @=� -������� >������� ���� ������!����. ��� � ��0���� ������� � @ �5 -���� K�K Y ����2#( ����.1 �� ��9����� �������� !�������� ������� � �6����� A�@K� *���������� !������� �� �� �� � !� =�?U5��� ���� R@AS�

5�������

->�3.

2�������!�������->�3.

2�,-�5L�3.

@= ? "@@J�<<= A= "@A?�<N= <= "@AN�<@I= N= "@H@�<

������ ����� *���� ���� �9���� ��� �� ��� �������� ���� � ������� � ������� � !� �� ��1 ���� ������� ��� "������� -'2. �� ���������� �� +*$#"�����������8� !�������� ����� ������� �0���� �������� ��� �����4�����1 �� � ������� 1�������� � ������� � ������� ��� ������� � �������� ����� !� ��� �� ��� ����� ��0���� ����� ���������� *���� ���� �� ����� �������� �����������1 ���� ����� !��"������ �� ��� ��� ����1 ����� %����� �� � ��� � ���� ��� �!���� !���!� �� � �������

*���� ���� �� ��������Z O��� ���� '2 -�� �� ����������0�� . ��8� ��� %������ ��� ������ �������� � ��� �������� ��� ���� �� ��������� *�� ������� ��������� ������� � ������� � ��� ����� �� ���������� !� ��� '2"�������� *�� ��"������ ��� �� ���������� ��� ��� ����� � � � ������� ��� �� � ��� ���� ���������� *�� !��� ���� �� ��� ��� !��� ��� ���� �� �������� �� ������ @�A ��� ��� "������� ��� !� ����������� !� ������� ������6��� -�� � ��� � �����"�� ��"��� ���"��������.� '��� � ��� ��� ������6��� �� ���� ���� ��� �� � ���� 4�����1���� �� ��������� ��� ����� !�� ���� ��������� ��� ��� �� ���� � ��� �&&"������6�� ��� �"���� 4���� ����� ��� ����� ��������1 ���������� ��� ���!�� ������� ��� ���� ��� ��� �� ��4���� �� ��� �"���� 4���� ��� � !������� 51 �������� ��������� �� ����� ��� !� ����� !� ��� '2"�������1 ��� � ��� �� ���������� *�� !������� 5 ������� � ��� ���� � ������� ����� �*V"* ������������!�������� �� ���������� '2 ��� @ #�3 ��� < #�3 �� @= >�3 ��� <= >�3 !�� ����

AH

������������ RHNS� ���"������ 4!�� !���� '21 ������� ��� �� ��� ��� � 4!�� �� �������� �������� -�� � �� � ,�"������ &�"#����1 ,+&#. ��� ���� ���� �51 �� � @== �3 -���� ���8� �������!��.� V��� ����������� �������������� ����� ��������� �� �"������ ������ �&&� -+�&&�.1 �� ��� ������ ��� ����� �� ��� �������� ��� !�������� ������� ��� ��� ������� ����� !� ���� ������ � ��� �� ����������� ����1 !�� � ��!��� ����������� �����"�� �� �� ��"������ � �������� ����������� �������� ��� 4!�� ��� ������� � �� �� !������� � H== �3 R@<S� *�� ��;����� � 4!�� ����� ��� ��"!������� ���� ���������� � ��� ����������0�� %����� ��� !��� ������� ���� �� R<<S� V��� ��%�����"�� �� ##&&� �� ��� "������� ������� -!�� ������ ��� ��� ������������� ��� !� ���������.1 ���� ����� !� �!�� � ��� ��� ����� ���� �� � ������"9 ���6����� � ��� ����� ���� �������� �� ��4��� �� �6����� A�@A� #��"����� ������ � ����������� ���"9 ���6������� ������ !����� @ #�3 RHKS ���������� ������� #�3 -��� 4 ��� ?�AN.� �� ����� !� ���� ���� ��8� �� � � ����� �������� ���� !������� ����4������� ��������� ��� !������� � ��� >�3"��� ���� ���� ���� ��� '2 ��� ����� � ��� ��� ���������� !��� �� ��� ���� �����������

*�� �������� ���� ����� %����� !����� ��� �������� ��� ��� ��� ����-���� ����� �� ���6����� 9���� ������ ���� 5. ��� !��� ������� ������������ ����0������������ �� ���"������ ����������0�� ���� � �������� 4!�� (� ��� �����"�������� ����� �� R@AS ��� ���� � ,+&# �� R<?S� ������� � �6���� ������� ��� �6��� � ��� ���� � ��� ���� ���1 �� �� ���� ���� ��� %����� ����� ���0���� N Y � ��� ���� ��� �� ��� �����4� ���� ���� � ��� +*$#"������ �� ����� ������� � 5�2X@=��

*�!�� A�A/ ����!�� ����� %����� ��� � �� ��� !�� ���� �� ����"���� -@=�. ���"������ ����������0�� � ����� ���� �� ������� � !� @L? ��� ���� ��� ��� �����"�� ��� �6���� ��� ���� ���� ����� ��������� R@AS�

&��� !�� ����->�3.

*��� ���-��.

(���� ���-��.

����� ����-��.

*���� %�����-��.

<= A? A? ? A�@N= @A�? @A�? A�? @�=<@I= I�A? I�A? @�A? =�?AHA= H�@H H�@H =�IA =�AII<= @�?I @�?I =�H@ =�@H

A<

�������

�� �� �� ���!��� � ����������

"�� ���� �������#��� $����

��� &��'� ���� ��� ������

�� ������� A �� �� ��������� � � ��� ��� ���� �� ���"�� �� ������ �� ������ ����� ��� ���� ������� O��� ��� � ����� ��������� ����� �� ����� ������� ���� ������ !�� �������� �������� ��� ���� ����� *��� ��������� ������� ��� ���� ����� ���������� ��� � � ���� �� ��������� *�� ���� � �� �� � ������� �� ��� ���� ���� ������ � �� ��������� �� 1 ��� �� � ������ � ����� �� ���� �� � �� ��� �� � ���� ������� �����1 � ��� ����� ������������ � �!������ �������� ���"������ ������ ��� �� �������� -@"< ��1 �@="<= >�3 ����.� M������ ���� -MO�. � 6������ ��� -M$�. ��� ������� ����� ��� �������� ����� ���� ������ ��� ������ ��� ��� � ��� �� ���� � ������1���� �� ���������� ������� *�� � ��� �������� ������ �� ���� ����0� �� ������������ ���� � � ��� ������ �������� ��� ��� ��� ���� ���� �� �� �������!�� ���� �� � ��������� ���� � �� ��� ��� ������ !������ �� ���� ��� ����� !������� 1������ � ���� ����� ������ �� ��� �!��!��� *�� ����� ��������� ���� � �� ��4����� R<IS

Esat =hνA

Γ dgdN

-H�@.

���� hν �� ��� ���� ���� �1 � ��� ���� � ��� 6������ ����1 ��� Γ dgdN ��� ����

��9�������� ���� *�� ��� �� � ����� �!�� ���� ���� � ��� !� �� ��4������ ��������* �������� ��� ��������� ���� � � ����� �������� ��� ���� ��9�������� ����*�� ��� ������ �� � ������� !�� � �� � ��������� ���� � ��� � � ��� ���!��� � �� � �� �0������ R<KS � �0������ ������ ����� R<NS1 �� ���� ���� � �������� �� ���� ������� !� �� ��� � ��� 6������ ��� �������0�� ������6���O��� �� �0������ ������ ��� ��� ��� ��� �� �� ������ �� ��� ���� ��� ��������� ����� ��� ��9�������� ��� �� ������� �� ��� ��� ���������1 ���� ������� �� ��� ��� ��������� ���� �� *�� ������� ��� ���� ��� ������� ��� ��� ���� ��������� ��� ����� �����1 �� �� ����!�� � ������� � �� � ��������� ���� � ���� ��� �� ��� ���� ���� �� ���"������ ������ �� 5� ��������� ��� ���!�� � MO���� ��4������ �����1 ��� ��9�������� ��� ��� ��� ��� ��� ����� V��� M$� ���

A?

���� ��� ���� �9���� V��� ���� ������ ��� ���� �������� �� ��� ���������� �������� � ���� *�� ���� � ��� ��� ��������� ���� � !� ���� ���� ������ 4��� ������ !� ����� �� RHJS� (���� ���� ����� ����� ���� !��� ���!�����!� � ���!�� � ������ ������ � @=" ��� <=">�3 ������ R<J1 ?=1 ?@S�

��� (�� ��'��� $��� ������

�-�-� 1�� �����

*�� ������� �� � �� ����������� 4���� �� � ���"�� �� ����� ��� ����� (��� � 4������� ��� ��� �����4�� ��������� ������� ���� ������ ��� !�������� *��� ����������� �� ������� A �� �������� �� �������� �����"� ���� ���������� -������ ����������/ RH=1 H?1 HJS.� �� ��� �������� ;��������� ��� ���6�����"������ R<@S�

%� ������ ����� ������ O��� � 4����1 ��� ������ �� � ��� ����� ���!� �������� � � �� � �� ��� !� �������� ���� � ���������� � ��� 4���� �������� !��� ��������� � ��� ����!����� � ��� ��� ��� �&"�������1 ��� �������� ������ ��������1 ���� �� ��� ������� ��� �!��!�� !���� *��� �� ������������ �� ������ ����������� �������/ 4����� ��� !������� � ����8�������� ��� ������� � ��� H= �� ��� � �$��� -∼@?H="@?I= ��. ��� ���������� ������� ������ �� � ������ O$# ������ ��� ��� ��� ����������� � ��������!�� ������ �� ����������

� !���� ������ ��������1 �� � ��� �������� �� 4 ��� H�@ -!������ ��� ���!��"�Q�� �����.1 ��� !� ��:���� � ��� �� � ����� �� �� �������� ������"������ �� � ��!������ � +*$# ��� O$# �� ���� ��� �� � � ��� ������� ���9����� ������ �� �������� �� �� ������� O��� �� ����������� 4���� ��� ������ ��� �������� ��� !� ���� � !� ���� � � >�������1 ��� 4 ��� H�A� *��� ��������� ��� �������� ����� 9 6��� ��1 ���� ������� ��� ��� � ������� ����"��� �#�����1 ��8� ��:���� � ��������� � �O�# ���� � � !���� !������ ���������+� ���� ��� ��� �O�# ���� �� �� �� !� �������� !������ � ��� ��� ��������� ��� ��� ��� ������ ������ �� RHHS�

%� ������ �������� ���'���� +*$#"������� ������ �� �����4��� 40����������� ����� ��� #&&� ���� !� �!�� � ���� ����� 40�� ������ �����1 ���������� �������� � � ����������� ����� �� �� !����� ���� ±5μm �� !��� -������ �� ��������� � �� � ������� ��������F ���� ������ ���� ������� �����������������1 �� � R?AS.� � ������� ���� � 10μm1 ��������� � A? #�3 �� @= >�3-<== #�3 �� <= >�3.� *�� ����� ����!������� � � ��!�� �Q�� �����1 ��������"����� ���� �� 4 ��� H�H�.1 ��� ���� �������� �!�� H= #�3 �� � @= >�3 ����� !������ !� !�� ����������� ��� ������� ��%����� ��� !� �������� ��� ��� ������������� ���� �� ���� ��%���� � ##&& ��� !�� ������ ��4��� !� ���� ��������� !� ���� !� �� �� � �� �"��;�������� $52 �� ��� �!��!�� ���� (��� ��;��"��� ���� !��� ���� !� ������ ���� � ��� ������ ��� ���� ��������� � � ��� ������ ��� ���� � ������� R?H1 ?<S� *��� ��� ��6���� �� �0��� ��� �� ��� ���0��� ������ ���� �� ��� �������� � ��� �����1 !�� ����� !� �����!���

AI

�� ��� H�@/ #��"�� �� �������� � � <= >�3 ��"����� ��� �����0��� ���������('++�I -��� ������ <�@.� *�� �O�# �������� ���� �� A�= ���

1.545 1.55 1.555 1.56 1.5650

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.12

0.14

0.16

0.18

0.2

Wavelength [μm]

Pow

er r

efle

ctio

n co

ef |r

|2

DBR−grating1Gaussian fit1DBR−grating2Gaussian fit2

�� ��� H�A/ 2�;�������� -������ ��������. � A $52" ����� � ��� 5�� ���"��� ��� �� @??A ��� @??K ��1 � ����� ��� >������� 4��� *�� �O�# ������������� ��� A�H �� �� !���

AK

A G

�� ������� !!

A G DBR

��� "#$����� !!

�� ��� H�H/ * ����� � �������� ����������� ������/ �. ��"���� [ !. $52"����� � �� �!��!�� ������1 ��� > �� ��� ������� *�� !��� ������ �� ������ ���� � ��� ��� ��������� ���������� ��� ��� ����1 ���� ��� !��� ������ ���� �� � ��� ���������� ���������� ��� ������� � ��9����� ��������

����� � �������� ���'���� (������ ������ ����� � �� �������� ����"����� ���� ����� �� $�����!���� 5�� 2�;���� ##&&�1 ��� 4 ��� H�H!. �� ���������� ����� � �� ������� ���"�� �� @ >�3 �� ��� ����� ��� � �������R??S� *�� ��� � ����� ��� � �� ����������� !� < ��9����� ����� �������/ ����������� �������1 ��� ������ �������1 �!��!�� ���� � ��� ���� ������� ����� ���� $52� �������� �� ��������� ���� ����� ����� ��!��� ���"�� �� ��� ���!��� �������/ N== #�3 ��� !��� �������� �� � <=">�3 ����� !� ������ ���������� ���� � � ������� ����� ������ R?IS� H >�3 ����� ��� ���� ����� �����"������ ������ �� ����� -@ ��L>�3. !� ��� ��� � ������� ����� � ��� !���������� !� R?KS �� � <=">�3 ������ *�� �9������ ��� �� � ��� $52 �� ����������� ���� �� �� �������� ������ ��� ��� $52"��� 1 ���� ���������� �� ������� ��� ��� ��� �!��!�� ��������

����� � $��� ���� ������� �� ����� ��� !� ����!�� � ���� ��� ���������6����� -������ ��. !� ������ � ��� ��� ������ �9��� � ��%����� ����������� � $52"������ R?@1 ?A1 ??1 ?NS� *�� ������� ������ � ���� ������ �� ����� ��� 6���� ����� �� ��� ����� -<"I ��. �� ##&&�� @A �� ��� !��� ��������!� ���� ������� ������ � ��� $52 R??S� *���� ��� ����� ��� !��� ��������-A= �� �� R?JS ��� <= �� �� RI=S.1 ��� ��� ����� �����!�� 4����� ���� !������������� !�� ��� ���������� ����� ������!�� �!��!���� �� ��� ���� � �������� ����!�� ������ ��� ����� ���� �� @="@? ��1 ��� � ��� ��� � � ������!���!��!���

�-�-� "������ ���� ��&�

������� �� �������� ������ ����������� �������� ���� !��� ����� �� � ���� ��*�� 4����� ���� ��� !� ��������� ���� ��� ����� �� ���� ������ ��� ��� !������� 4�����-� !��� ��;����� .1 ���� �������� -���� � ����������� � ��;�����. � ���� ����� ��� ������ ��������� '�������������� -��;����� . 4����� � 5�� ���� -��� ���������� ����� �� ��� �� 4 ��� H�<!. �� ��� � >��� ��� �������� ��������� ��� N=8� �� ��� �� $�5 � $52 ������� *���� 4����� ��� ����� ���� ������� � �� �������� %��� �� �� �������� ���� '"���������� � ������������4����� � ������ ���� ��� ������ �� ��� J=8� !������ � ����� ��� � �����!����� -���4 ��� H�<�.� *��� ��� ���� �� ����� �����!�� ��������� RI@S ��� ����� �����!��

AN

������ RIAS� ���� ���� ����� ��� � ��� !� �������� !� ��!���� ������� ���5�� 4����� RIHS -@@< ��.� *�� �������� � ����� �����!�� ������ ����� ��� J=8���� � ���� �� ���� �� ��� ����������� � �������� 4����� ��� ��!�������� ����/ ��� (������ >����� $52 -(>$52.1 ��� >����� "�������� �����������'����� ��� (������ ���� 2�;���� ->'(2. ��� ��� �"�����1 � ������ � ���

�� %��� �� ��� "#$

�� ��� H�</ (��������� � >����� "�������� '����� ->�'. ��� $�����!���� 5�� 2�;���� -$52. 4������

� ���"�� �� ����� �� ��� ��4����� � �����"��� ����� ��� ���� � 4���� ������ � ����� ����� !� ��� ��� � � ��������� ������� ����� ������� �� @JN=����� �� ��� �0������������ ������� ���� ��� �9���� � �� ����������� !�������������� ������� RI<S -�� �� �0������ ��4 ������.� *��� ���� � ��� ������������ �� ��� ��� ��� ����"!������� ������ ������1 !�� ��� ����� ���� ������� ������ ��� ��� ���� ����� ��� !������� ���������� O��� ��� !�������!����� � ���� ��� ������ !������� � ��� �� �0������� *�� ����� ������ �9��� ��� ������ !� �����!���� � ���� ��������� ������� ����� 5�� $52��� ������ 4����� ��� !� ���� ��� � ����� !������� �� �����">�3 �������������

� ?�? �� �� �� �� �0������ ������ ����� ��� � $52 �� ��� 4��� ��"������ �����1 � �� ���� �1 ���� ���������� �������� �������� 4������ RI?S������� �������� � � �� ��� ������ ��� � �� $52 ��� � ���� ����������� ��� ������ �� ��� �� ������ � A= ��� *�� ���� ��� ���� �� � ��� ������������ ������ � � ���"�� �� ����� ���������� �� ���� ����� 4����� 5�� �������� ��� � >����� "�������� '����� R?JS� ������ ����� @A �� �� � ��������� ����� @?�N >�3 ��� ������� ��� � ���� !������� ������ � =�I"@�<� #��"�� �� �� �������� !� ������ �������� � ��� ��� ������� *�� !������� � ��� 4������ H ��� *��� �� ��� 4��� ��� ��� ����� � � ���"�� �� ����� ���������� � >����� "�������� '����� ->�'. 4����1 � �� ���� �� *��� �� �� !� � ��������������� ����� �� ��� �����!����� �� ����� ��� ������ �� ������� � ������� *�������0 ��!������� �� ��!�!�� ��� �0��������� *�� ����� �� R?JS �� �� �����"��� �� ���"�� �� �� ��� 4��� ����� !�� �� � ����� ����!�� ��� �� ��� 'O�����1 ��� ��������� RIAS�

������� ������� ���� ���� ������� ���"�� �� ��� � $52 �� 4������ �������� *���� ���� ������ ��� ��� $52 ��� �� ��� ����� ��� ����/ �������� � ��������� ���6����� ����� ���� ��� ��������� ������� ����� !� ��������� ��� �� �� !������� � ��� ����������� 2�"��������� *�� �� �� !��������� ��� ���6����� ��� � ��� �����!�� �� ��������

*�� ��6��������� �� ���� � 4���� �� ��!������ ��� � ���"�� �� ������� �� �� ��� ����� !� ��� ���� ��9����� ��� ���� � � 4���� ���� �� ���� � �

AJ

����� �����!�� ����� ���� �� !� ��� ��� ��� ���6���� ���������� �� ����� �4������ *��� ��� ������� �� ��� ���!�� � �� �� ��� !� ������ ��9������

+,-,-,. !�'������� ��� � ����� ����� ���� � ��

/���$��� *�� �0��� ��6�������� � ��� !������� ������� � � ���������� � �0����� *�� �������� ������� �������� � � @ �� ����� �� H�? �� ��� ��������� >������� ����� ��� �������� ������ *�� $52 ��� >�' 4����� ��� !���"���� ������ �� 4������ �� � ���"�� �� �����1 ��� 4����� ��� �� ��� ��"����� *������� ������ ���� � ��� 4���� ���� ����� � ���� ��� �������� !������� ����!� ��� �� ���� ��� ��������"������� ������ �� � $521 � �� � ��;����� ��������� ��� 4������ ���� � � ��;����� 4���� ��� ��� ���� ��� ��"���� !���������� RIIS1 � 4���� ���� � < �� ��� �� ������ �������� ���� � =�J �� ��� �������� �� ���"�� ��� ��� �� ������������ � �� �� ���"�� �� ������ �������� ����� ����� �� � �� ��������� �� �� �������� ������� � ��� �!���� � !������� ���� ��� ������� ���� ���� ������� � !������� � ?"@= ���� ��!�!�� � � ������� �����

!�0������ *�� ��6����� ��;�������� ������� � ��� ��� ��� ��� �� ��������� ��� �� ������� ������� � ��"������ � ? Y �2"����� �� ������� ����� �� @= >�3 ������ ���� ��� ��"������� ����� ��;����� -∼H= Y. �� �����!�� ��<= >�3 ��������

���� � � ��� �� ������� �� ��� ����� � �� �� ���"������ ��������� ������ ��� !� ���� �� ��� ������� ��%����� -������ �9���. � !� ���� � ���� �-6������ ��4��� (��� �9���.� *�� ��� ��� ��� !� ��;������ !� ��� ����� ������� ������ �� � ��� 4���� �� �� RK@S1 ���� ��� ��� �� ����� !� ������� ��� 5�� ������ �� � ��� $52 � ��� �� �� ������ �� ���� � ��� ��� ��� � ��� ������ ���������

!������� ��� ���� * ��������� �� ������� �����1 � ����� 1 Δνrep1� =�?"A�= Y � ��� ��������� ���6�����1 νrep1 �� ������ ��������� � ��� ������� �������� � ��� ������� �����1 ΔL1 ��� ��� �������� �� ��� ����01 Δng1 ��� � ��� ��� �������� 1 ��� �6����� H�A ��� H�H�

Δνrep =∂ν

∂LΔL +

∂ν

∂ngΔng = − c

2ngL(ΔL

L+

Δng

ng) = νrep(

ΔL

L+

Δng

ng) -H�A.

Δνrep

νrep= (

ΔL

L+

Δng

ng) -H�H.

*�� ����� �� ��������� ���� ����� !� ��� ��� �� � ����������� ���� ��� ������ ���6����� �� ����!��� (������� �� ���� � � ��� �� �� ��� � -!���"����.� ��8� � ���6����� ����� ��� � ����� ���� ��� ���"�� �� ����� ��� �� � �� ���������� � ������ �������� ����� �� ����� ��� ���������� ��!����"�������

H=

%��� ���� ����� � ����� ��� � � H= �� ������� ��� '"!��� �$��"��� ��� !� �����1 !�� �� ��!�!�� ����������� ����� �� ����� ��� ��"������ �������������� ���� �� ���� ������ ��� � %������ 5�� � ��� � ����!��� ���������� �� ��������� �� ��� 5�� ������ ��1ΔλB1 �� ������ �� �9��"���� ����0 ���������1 Δnave1 ��� ����� ����� ���������1 ΔΛ1 �6����� H�<1 �� ���������

ΔλB =∂λB

∂naveΔnave +

∂λB

∂ΛΔΛ = 2Λ0Δnave + 2naveΔΛ -H�<.

+,-,-,- (������������� ��� �� ��, /!

��� ��� �� *�� ��%� ������� � � ��� >�' 4���� �� ��� �� � ����� ��������1�6����� H�?� *���� ��� �� � ��� ���� @== �� ��� !��� �������� ��� �����!�������� RIHS� *�� ��� � ����� �� � >�' �� ��������� � �� ����0 ���� � ��������� �� ����0 ��9������1 ������� � %��� ��� ����0 ���� � �� �� ��� �� ��� ��������� -�� � $52.� �� � ��������1 ��� ��� ��� ����� ��� � ������� ��� ��D�������E $52 �� @? �� RIKS� ����� ��� !������� � ��� 4���� �� � ������ ��� ��������� ���� ��� ����� �� � ##&& �������� �� ����������������

*�� ����� ���������� ����� �� � >�' 4���� ������� � � $52 4���� �� ���� !�

F =ng

ng1 − ng2-H�?.

���� ng �� ��� ����� � ��� ����0 � ��� � ��� ����� ��� ng1 and ng2 ������ ��� ����0�� � ��� � ���� �� ��� � ��� ������ (���� ��� ���������������� �� 6���� ����� ��� ���������� �� ��� �� *�� ������ !������� �� ���� !�

Δλ1/2 = 0.8λ2

c

Ltot(ng1 − ng2)-H�I.

���� λc �� ��� ������ �� � ��� ����������� ��� � ��� ������ ��� Ltot ����� ���� ��� �� � ��� ����� � *�� !������� �� ���� ��������� � ��� �������0 ��9������ � ��� � ���� �� ��� � ��� �����1 ���� �� ���� �������� ��� ��9������� �� ��� ���� �������� �������� ��� ������� � !���������6�������� � ?"@= �� �� � #&& ����� ���� ��� ��� ����0 ��9������ ���� !�=�@J"=�HN ��� � ������ ��� �� � @ �� -=�@"=�A �� ��� ������ �� ���� A �� �� .�(��� � ��� � ���� � �� ��������� ����� !� �������� ��� ������ ��������� ���-��� �������0 �.� *�� ��� �����!�� ����� � � ���� �� � �� � � �������� ������1�� ���� ��� ��9����� ��������� ��� ������ ���������� ��� ����� ���� ���� �� ����"������ �������� ����� ��� ���� * ���� ���� ��� �������� ������ ��� ������������1 ���� �� �����4��� ��� �!��!���1 ��6����� �� ��� ��� ���� �����0�������� ����� -� ���� �����0 ����������� �������� RI@1 INS. ��� � !��������� � *�� �� ��� �� � ��� ������ ������� � � $521 �� � ����� ��������"�� � ��� �� �� �� �"���6����� ���"�� �� ������� #� �� � <=">�3 ##&&��� � ������ ��� !� ���� ��:����1 ���� �� � �������� ������ �� �����

��� /! O��� � $52 ��8� ������� ���� � �� � � ���� 4����1 ����� ������ ��� ����0 ��9������ ��1 ��� ������ �� ��� !�������1 ��� 4 ��� H�? �������� ��� !������� � � ����� ���� ����� � ����� ��� ����0 ��9������� ��

H@

����0 ��9������� !�� =�=@ ��� !������� �� ��� �� �� ��������� � ��� ����0��9������� *�� !������� ��� ��� ������ ��� �� �� ����� �� ( �� ���$52"���� 4���� �� �� �� �� ���� !� ������ � �� � ��� ��� � �������� �� ����"�� �� ����� ��� � �������� ����� ��� �� ��� ����� ���� � ������!�� �� ���;������ *�� ��������� � ��� ��;����� �� �������� ��������� � ��� ����0��9������ -��� �6����� ��K �� �������0 �.�

�� ���

�� ��� H�?/ (�������� -����������� �����0 �������������. � �O�# � � $52��� ����0 ��9������� �. �O�# �� ����0 ��9������1 LDBR = 145μm� !. �O�#��� ����� ��� �� �� ��9����� ����0 ��9������� - ����� ����� ���.� �������������� ���/ λB = 1550nm1 H�� ���� ��� ?= Y ���� ������

��� � ��� ���� ���� �� � $52 ��;���� �� ��� ����� ������� ��!�������� *����� ���!�� �� ��� ��������� � �� ������� !��� ����� �� ��� ���� ����� !�"����� � ��� ����� ����� ����� -��������� ��!���������.� �� ������ ��������� �0����

'������ � ��� >�' 4���� ��� ����� ��� � � ��� $52 �� ��� �� ��� ������� �� ����!�� !� ��� ���� � � ����0 �� ��� ����� 1 ���� ��� !� �������� !�������� ��%����� � ������������ *�� ����!����� �� ��������� � ��� ���� � =�@Y� ��� ������ �� RIJS1 ��� �� ���� !�

Δλ

λ0=

ΔnDBR

nDBR-H�K.

���� λ0 �� ��� ������� 5�� ���6�����1 ΔnDBR �� ��� ������� ����0 ���� ���� nDBR �� ��� ����� � ����0 �� ��� ����� �

O� ���� ����� � ������� � $52 4���� !���� � ��� ����� / @. �� ����8���6���� �� ��� -���� ���8� ������!��. ��� A. ��� �� ��� �� � ��� ������ 4������ �� �� �������!�� �� �� � ��������� ���� ���"�� �� ������ -���� ��������.�

+,-,-,+ ����� ��, ������� /! ������

����� � ��� ����� � � ������� ��� ���� �� $52 ����� � -4 ��� H�I!.1 �� �RIH1 IKS ��� ���� �����1 �� ��� ��� ���� ���� ��� ������ ��� ���� -4 ���H�I�.1 ����� ��� � �� ������� �� � ��� ������ RK=S/ @. � �0��� �������� �������� �������� ��� ����� �� �������1 A. � �� ��� �� ��������� ���� ����� ����

HA

�� �� ����!�� � !�� �����0��� �������� ��� � ������ - ����� ��� ��!����������"�9������.1 H. � � ���� ����� ��;����� ��� ��� ��������� !����� ��9������������ ��� <. �������� -�������. ����� !������ ��� ����� ��� ���� ���� ��� � ��� !��� �� ��� ���� �� �� ��� ����0 ���� �� *�� ��� ������ ��������"�� � � ��� ������ ��4 ������ �� ��� ��� � �� � ��� ���� � �!������ �����%����� �� � ������������ � �������� �� ����� � 5�� ���� ��� ��� !� ������� !�������� ��� 5�� ������ �� � ��� ����� � � �� �� ������ �� ���� ��� ������ ������ �� � ��� ������ �������� RK@S� ���1 ����� !������ � ��� � ����� ��� � �� �� ��� ��� �������� ��6�������� � ��� ���"�� �� ����� ����� 1 ����� ���� ��� ����� �� ������������ ��� �����!� ���� ��� �� ������ ����!�������

<=">�3 ##&&� ��� ������� !�� $52� ���� !��� ������� �� R??1 KAS ��� � �������1 ���� ##&&� ��� � $52 �������� � ������ ��������1 ��� ������"��� ����� � A="@I= >�31 ���� !��� ������� �� R?A1 ?K1 II1 KHS

*���� ��� ��� � ��!��� ��� ������� �� � !�� ������ ��� ������� ��� �����!� ���� �� ��� !��� �� � ��� ������ �������� �� ����� � ��� ����� +�� ��������� �� (�������� ���� >��� -(�>.1 ���� ��� !��� �� �� ���� �� ����� ���� *�� ������ �� ��� � � ���� ��� ��� �� !� �� (�+�"�������� *�� !��� �������� ������ ��� � ��� ��������� ����� ���� ���� !� ��� �������� ��� ����� ��� � � ����� � A1 ������� !� ��� (�+� R?NS� ##&&� ��� � $52 ���� � �������MO� ����� !� (�> �� ������� �� R@N1 ?NS� � ������!�� ������� ��� ��� MO"$52 �� ���� ��8� ����!�� � ���� � ��� ��������� ���� !� ���� �� ��� ���1 ��������!� ��� �9������ ��� �� �� ��� $52 !� ��� 6������ ��4��� (��� �9��� R@NS�

M������ O��� �������0�� -MO�. ��� !��� � ������ ���" ��� ������� ���� �� ��� !��� �� � ������ 6������ ��� ��� ������ MO� ��� !� �������������� � ��� ���� � ��� ����� ���� �� �� � !� ��� ������� ��;����� MO���� �� � !� ��� !� ���� ����������� RK<S � !� ����� �!����� RK?S� * �� ���� � � ##&& ��� � $52 ����� !� MO� ���� !��� ������� � ����

ACTIVE

�� &�����

ACTIVE PASSIVE

��� ������

�� ��� H�I/ (��������� � � ����� ��� �. �� ������ $52 ��� !. � �������

+,-,-,1 !����$� ��, �������$� ���������� �� /!� )���� ������*

*�� ��� ���� �� � �� � � $52" ����� �� � � � ���� ����� ����� ��� � ��� ��� ����1 ��������� ��� ���1 � ���� ����� ��� � ����� ���� ����� ����� ����� -��������� ?="@== ��.� ����� ������� 1 ��� ���� �� ��� ��� ��� ��� ������� � ��� ��� ��� ����� ��������� �� 4������� ##&&� ��� ���� ����� ����� ���� !��� ���� !� ������� ���� �� �������� !����1 �� � R@N1 ?N1 IIS�

HH

�� �� ��� �� �� ����� � �� ����!��1 ��� ����� ��� !� ���� !� ������ ��� ��� ������� � ��� �����1 ��� 4 ��� H�K ��� H�N� * ���� � ��� � ������ ���� ����� ��� ��� ������ ��� �� �� ������� ��������� � ���� ���� ���� ��� ������������� *��� ���� ������ �� ��� ��:���� ���� ��� ����� ������ !������ ���� ����� ��� �� � ������ ������ �� ������� ��6����� � ������� ���������� ���� ������ � *��� �� � ����� ���!�� � ��� ������ ������ *�� 4��� ����� ������ ���!�� � �� �������� � (������ ���������� � ��� ����� �������1 �� ����� ����� ����������� ��� ��� ����� ��!�������1 �� �0������� �������� �� � � ��� ����

O��� ��� ������ ����� ��8� ����!�� � ������� ��� �� ����0 ��9������� ������� ��� 4�� ��� �������� ��� � ���������� ����0 ��������1 ���� �� 5'5 -5��3"'���5����� '������� H=AA"HA1 � ������.� (��� ��� � ����0 ��9������� ��� !����� � �� � ���� ��� ��� !����� ��� � ��������� ����"�"���1 ��8� ����"������ ������!�� � ��� �� ���� O���� �������� ��� !� !� �� ��� ��� � ������������ ��� �������� ��"����1 ���� ����� �����"�� ��� �� � ����� �������

$���"������ $52� ���� ����� ��� ������ �� ��� ���� !��� ��!������� !� � �� ����� �� @JJK &������ �� ��� ������� ?== �� ����1 4��� ���� ������� ����� ����� !� '��������� �������� �� 5��� ������ -'��5�. RKIS ��!���� ��� �������� � ��� ��� ��� �� *�� ����� � ��� ���� �� ��� �� ��� �������� *������� ���������� �� � -��������� � HA ��� <H �� �� ��9����� ���� ������.!�� ��9���� ������ ��� ��� ���� ���� ��� 5�� ������ �� �� ���������� ���<= �� ��� ��� ��� ��� 1 ���� �� ������ �� @HA= ��� �� �� ��� ������ 4������� ����� � ��� CH�/H2"2�� � ��� ����� � @ μm �� �"6���������� ��������RKKS1 !�� ��� ������ ��� �� � ������� ��������� ��� � ����� ���� 2�% �� ������ ���� ��� CH�/H2 ��������� � ������������� ��� ���� ����� ���� ����� �-K<= �� ��� ����� �. ��� � ��� � ���� � ��� ������ ����� � � ����� � < μm -!�������� ��� ����� ��� ���� ����� �� ��� H μm !������ � ��������� �9����1��� ������ <�A�H. R?HS� O��� ������ ���� � ��� ������ ����� � �� �"��;�������� ����� �� ����� ��� ���� !��� ��;��������1 ���� ���� � ����������� �0���� ������ ��� !�������� (��� � ����� �� �� ������ �� � 4�����

( ��� ����� ��� !��� � ������ � � ���"�� �� ����� ��� � ������� ������$52 � �� ���� �� * ���� � ��� ������� � ##&& ��� � ������� ������ $52�� �� � ��� ��� � ���� ��$"��%���� *�� ��� � ��� ����� ����� !� �������������������� *�� ��� � ��� �� �� A@A? �� ���� �� ������ �� �� *��� �� � ������� ������� ���� �� ���� ��� ��� ��� ��� ������ ��� ��� ���������� ��� !���� ��� ����������� ����� !� ��

�-�-� ����� 3�� �� ��� �%,

*�� ������ ����������� ������ � ������ ��� ���� � � ��� $52 ��� ����������� �������0 �� ���� �� ������ ��� !� ����� *�� ���� � � �� ���� �����4���� ������ ��� ����� ��� 5�� ������ ��1 λB� *��� ��� ����0�� �� ���� ��� �� � ����0 �� ���1 ��1 ��� �� ��� ���������� ��� � ��������� ������������� ������ -(�����1 +�����+�.� *�� 5�� ������ �� ��� ����0�� ������ � � �����0 ������������� �� ��� ���� �� #����!� *�� #����! �� ������������� ��� �����1 Λm = λBm/nave -λB �� ��� 5�� ������ ��1 � �� ������� � ��� ����� ��� nave �� ��� ����� � �9������ ����0 � �� �����.1 ������ ��� �� � ��� � ��� �� � ����0 �� ��� � ��� ����� -��� �������0 �. �� ������4�� ���� � ��� ����� -�� � @1 A � H.� *�� ���� ����� �� ����� � �������

H<

�� ��� H�K/ $���� � � ������ ������ 5�� ����� � ��� ���� �������� �� ������%��� -��� ��!������� �� ������!�� �� ������� <.� *�� ����� �� ���������� ����� ����� ��� �� *�� �������� ��� !� 4���� ��� � �"����0 ��������1 ���� �� 5'5�

�� ��� H�N/ ������ �������� � ��� ������ ������ ����� -���� �� �� ���������� ���� ��%���./ ���� ��� ��� ���� � ��� ��� � �� ��������� *��� ���� � �������0 ������� !����� ���� ����1 !�� ��� ��� ��������!�� ������� �� ����� �������� �

H?

��� ���� ��� ������ ����!�� �� ���� ����1 -��� �6����� ��@? ��� 4 ��� ��?.�*�� ���� ��� ��;��������1 21 ��� ��� �O�# !�������1 λFWHM 1 � ��� 4������ ���������� ��� 4 ��� H�J ���� 2 ��� λFWHM ��� ��� ��� �� � ��� ����� �� ��� 4��� ����� �����1 ������� ��� ���� ����0 ��9������ �� ��������� ������ ��� �� � ��� ����� ����� ��� !� � ���� ��� � ��;�������� ��� !�������1���� ��� !� ���� �� !� ���� �� ��� ����0 ��9������ � ��� ���� � ��� ����� �*�� ��;�������� ��� !������� ����� !� ����� ������� � ��� ��6����������������� �� ������ H�A�A� *�� ������ ������ ��� ���� �� �� ����� � ��� �� �����;�������� ��� ������ �������� ��������� ��� ���� � ��� ����� ���� !����;�������� ��� !������� �� � ���� ��� ��� *�� ������ ����� ��������� ���� ��� ���� ����� � ���� ������� ��� ����� �� � ��� �����

*�� ���� � ��� ����� ��� !� �� �������� �0��� ���� ��������� � ���� ������ �� ��� ������� �� ���� ����������1 ���� �� ��� ����0 �������� �� �� ����������� ����0 ������� �� 40�� -� ��� ����� ��������� ��� !� ��������1 !������ � ������� 40�� ���� �����. ���� ��8� �� ����!�� � ���� ������ !����� ��9�������!������� � ��;�������� ��� !�������� $�:������� ��� �� �� �� � ���������� ����� � �� �� �� � �� ������!�� � ��!������ ��� ���� ������� ����� �1�� �� �� ��� ����� ���������� �

�-�-! ,������

� ������ ������ 5�� ����� ��� !��� ���� ��� �� ���� ����� ��� � 2�� �O��� ���� -2O. ���"�� �� ������ +���� ����� � 4����� ���� !��� �� �� ��������������1 ���� �� �������� ��� �������� ������� ��� ���������� 5�� ���"�� �� *�� ���� ����� ���� !��� ����� ����� ����� ���� ��� ��6���� �� ���1���� �� �� ������!��� ��� $52"����������� ������ � 5�� ������ �� � @??=��� '���������� � ��� ����0 ��9������ � �� ������ ��� �������� ��� � -�������0�.1 �������� � ��� �������� ��������� ���� ��� !� ��������� �� ������ <�@1 ������� �� ����� !� ����!�� � !���� � ��:������� ��� � ����0 ������� !� ���� ����"�� ��� ����� �� ��� ���� ���� �� ��� ��� � �� ������� *�� ����� � ��� ����� �������� �� 40�� !� ��� ����� � ��� ��� � ����1 A@A? �� -� ��� ��������� ��� ����� ��� ��� � �� ������� � !� ������ �������������.� �� ��� H�J �������� �����;����� ��� !������� � ��9����� ����� � � ������ ������ ����� 1 ������� ���� ��� ����� � ��� �������� �� H== �� ���� ���� ��� ��� � ��� �� !������ � ����� � ������ ���� � ��� ���� -��� ������� <.�

� ��� ��������� ������� �� ���� ��� ���� ����� �� ��� ����� �� ��9����� ����9����� ������ ����� ��� ���� ��� ����0 ��9������ ��� ������� (��� � ������������ ��������� �� 4 ��� H�@=� '���������� � � 4��� ���� ����� �� �� �������������� ��� @A= �� ���� ������ �� �0������ � !� ����� �� ��� ����� 5���� � �����6��������� � ���� �� ����� ? Y ��;����� ��� �� ����� A �� !������� ��� ��� ��� ��� ����� � ��� ����� � !� !����� N= ��� @<? μm�

�� ��� H�@@ �������� ��� ��;�������� ��� �9������ ��� �� ��� ������ �� �� ������� ����� ���� ����� ��� � ��� �� � @<? μm�

�� ��� H�@A ��� 4 ��� H�@H �������� ��� ��;�������� ��� ��� ����� �� ���������������1 �������� � �� ��� ���1 � ����� ������!���� � ��� �����1 � ���������� ���� ��� �� -� ���� �����. ��� 4����� � 4���� ����� ��;������ � �� ��� ��� %������� ��� �� ������ � ��� ��;����� ���� ��� ���� ������!����� � ��� ����� ������� �� ��������� �� ��� ����� � ��� 4����� *�� ����� �� ����� ��� ��� 4����!������� �� ��� ����� !�� ��� !� 6���� ��� � �������� � ��� ����� � ��� �����

HI

�� ��� H�J/ �O�# ��� ����� ��� �� �� @�1 A��1 ��� H�� ���� ����� �� �� ��������� ���� Δn = 0.008 �� ��� �����1 ���� �������� ��:������� �� �� ��� ���������� ����� � ��� �� �� �� ��� ������� *�� 5�� ������ �� �� @??= ��1 ������ �� @= ����1 ��� ����0 �� ��� �� � ����0 �� �� �� H�@JJ ��� ��� ���� ����� ���������� �� ���� ����� ����� ��!������� �� �������1 ������ ������� ����� ��������� ��� � ����� ��;�������

HK

�� ��� H�@=/ �O�# ��� ����� ��� �� �� ����� ��� ����� ���� ����� �� &��"�� �9���� ��� �� � ������ ���� ������ �� �� �� ��� ������� ���� ����� � �������0������� @A= �� ��� HI= ��1 ���������� � ��� ����� ���� ������ � A?Y ��� ?= Y� *�� ������ ���� �� ��� ����1 HI= ��� Δn2 = 0.0027 -���� ����� ��@H== ��. ��� Δn3 = 0.008 -���� ����� �� @N== ��.� 5�� ������ �� �� @??= ����� ��� �� @= ����� 2�;����� ��� ����� �� ��� � !� 3���

�� ��� H�@@/ 2�;�������� ��� �9������ ��� �� ��� ������ �� �� �� ����� ����� ���� ����� ��� � ��� �� � @<? μm� 5�� ������ �� �� @??= �� ��� ��� �� @= �����2�;����� ��� ����� �� ��� � !� 3���

HN

��;����� -�� ������� ����.�

�� ��� H�@A/ 2�;�������� ��� ������ �� �� ����� ��� ��"����� ����� ���� ����� �1��� ��� � ��� �� � @<? μm� 5�� ������ �� �� @??= ��� *�� 4��� ��"�������� ��� ����� ������!���� � ��� ����� ������ *�� ����� ������!����� ��� ���������� �������� ������!������ *��� ��� ��0� ����� �������� !�� � �� ��� ��� �A= ���� ��� ��� ����� ������!���� � ��� ������ *��� � �������� � ��� ������� �� � "H= �� �� �������� ��� 4����� � 4���� ����� ��;������

HJ

�� ��� H�@H/ '���� ��� ������ �� �� ����� ��� ��"����� ����� ���� ����� �1 ������ � ��� �� � @<? μm� *�� ���� �������� �� �� 4 ��� H�@A �����

<=

������� �

��#��� �����������

*��� ������� �� �������� ��� ��� ���������� � ��� ���� ��� ������ ��� ��� ���"���� �������� �� ������ ��� ��������� ��� �����0��� ���������1 ���� ��� � ���������� �� ����� � �� ��"����� ����������� � ��� ��� ���� ���������� � ���-��� � ��� �0���� SiO�.1 ���!��� ��� ���������� � ������������� $52"����������� �� ���� (��� ������ ������ $52"������ ��� �� �������� ���� ������������ �"��� �� �"���������� ������ ��� ������"���� ���� ��������� �����!������� ������ ��� 2�� � O��� ���� -2O. ������1 �� �������� �� 4 ��� <�@� +��� ��� ����������� � ��� ������ �� ��� $52 �� ���� �� ���� !� ������!�� ������ ������ �� �� �� ������� 2O ��"������� *�� ������ 4��� ������ �� ���$52 ���"�� �� ������ �� ���� �� �������0 '�

�� ��� <�@/ $���� � 2�� � O��� ���� ������

<@

��� )����*��� ���� ��� �� �������'� ���� �

*��� ������ �������� ��� �����0��� ��������� � ��� ���� ���� �� ��!������� �##&&� ��� $52"������ -��������� ##&&(+�H.� �� ��� �������� ��� �����0"��� ��������� � ��� ���� MO"������ ���� ���� !��� �0������ -�������������.���� ��� ���� ��%��� -��������� ('++�I.� *�� ������ ��� ��� ������� ��"����1 ���� �� !��� ����������� ��� ������ ����!����� �� �� �������� !� ����� ��� �� !� ��������� ����� �������1 ��� ������� ��� �������� � RH=S� *��� �����0��� ���������� -��� �� ��!�� <�A��� 7.1 ���� ��� �������1 ��� �����"������ ����� ��� ���� � ����� �� ������ H�@1 ���� ��� !���� ���������� � RHJ1 H=S�*�� 6������ ���� �� ##&&(+�H ��� ('++�I ��� In1−xGaxAsyP1−y1 ����� ������� �1 3�� ��� ������� O���� ##&&(+�H ���� ��� �� 6������ ���1('++�I ��� ���� @1 A � H ����� *�� ��� �� ��4���� ��9������ ���� �� ��� ���� ��"�������� !������ ������ �� ��� ##&&(+�H"���� �� *�� ��"!������� ���������������� ������� � �������� �� �� � �������� �� ��� ��� ������ ��� �������������� ����"�� � ���� �� ��� �� ������� !����� �!��!���

*�� �������� ���� �� ��� ��!������� ������ ���� !��� �� !� #����"+� ����P���� ����� �����0� -#+P��1 �������� ������ #����"+� ���� '������� P����$�������1 #+'P$.� *�� ������ ��� � ��� ##&&(+�H"��������� �� ���"����� !� &������ 1 � *������� ������ ������� �� ��� <�< ��� � ���������� ��� ##&&(+�H ��������� ��� � !�"�� � ��� ��� ���� �� ���

*�!�� <�@/ �����0��� ��������� � ��� ���� �������� ���� �� ��� $52"##&&�-##&&(+�H.�

&���� #������� -0. -�. (�����-Y.

*��� ����-μm.

,-����.

�����

@< ��� =�=A? \@�@N T�@H >������ =�?H = =�@K? \@�@N T�@A >�������� =�IK =�K@ = =�@ \?�@N T�@@ ��� =�J \@�?�@N T�@= ��� =�? J�@K T�J ��� =�< ?�@K T�N ��� =�=?K >�������� =�N? =�HA =�== =�A<I ������� =�<N =�== =�=A? -���>�.����� =�@I =�?H =�== =�=@?< >�������� =�K@ =�J= =�J= =�==KH -���>�.����� =�@I =�?H =�== =�==?A >�������� =�N? =�HA =�== =�A<@ ��� @ @�?�@N (�

��� � ���� ��'�������� �� � � ������

!-�-� 4������ ���&��

$�� ������ �� ���� �� ��� ����� �������� � ��4�� ��� ��� � ��� ��� ������������� ����� � �� ������ ��� ������ �� ���� �� ������� ������� �������� �� � ���

<A

*�!�� <�A/ �����0��� ��������� � ('++�I"H1 ���� "H ������ ��� ��� � �����6������ ����� M-λ) ������ ��� 6���������� ��>���� ������ ���� ��� �!��� �� � λ μm ��� �� ������� ������� � ���� *�� ��������� ��� �� ��� �6������ ���� �� ��%����� ���� ���� ��� M-@�AJ. ������ ��� ���� ���� �� � ����������� ���� ���� ���� �����

&���� #������� $���� ����-����.

*��� ����-nm.

@I �� ��� ���� ��>���� ������ ����� AK?@? ���/T� 2 · 1018 J==@< ���/T� 9 · 1017 ?==@H ���/T� 5 · 1017 A==@A ���/T� 1 · 1017 A==@@ M-@�@./T� @=@= ��� <=J M-@�=K. =�N? A==N M-@�AJ. @NK �����>��������� 0W=�?H=1 �W=�NI H�KI �����>��������� 0W=�AIN1 �W=�NI K�A0H? �����>��������� 0W=�?H=1 �W=�NI K�H0A< �����>��������� 0W=�?H=1 �W=�NI H�KH M-@�AJ. @NA M-@�=K. A==@ ���/(� 1.5 · 1018 @===

�� ��� <�A/ 5��� ��� ��� � ##&&(+�H ���� ��� ��� ���� �� �� ��� ���MO ��� ��"�������� !������� 7"�0��/ ����� �� ��� �"�0��/ ���� � �� �P� -=1=.��������� � ����� N�

<H

�� ��� <�H/ 5��� ��� ��� � ('++�I]A�

�� ��� <�</ (�������� -�� � �����. ����"������ � ��� ��� �����0��� ���������� ##&&(+�H"�����

<<

�������� �����1 ���� �� ����!�� !������ � ��� �� � �������� � ��� ����� O�������� �� ������� ������� ��� ����� ����� !� ���� �� ����� �������� ��� ��� ����� ������� *�� ����������� ��� ���� ������L��������� ��� ����� !� ��� ����� ������ ���� �� �� ������ � 2������� �� ������ �� ���� ������� ��� ���!���� ���� ������� � ���� ������ ��������� �� ��� �������/ �� ���������������� ������ [ �������� ������ -��������� .� 5�� ��� ��� ������ ������!�� ������ ������ ��� ��� �� � !� ������ �� �������� �������� ������ 1 ���� ��� ��������!��� ��� ���� � �� ��� �������� ������� � �� �������� � ��� ������������ ������ RKN1 KJS -��� ������ <�A�H �� �������.�

�� ��� <�?/ (�����4�� ������� � �������� �� ������ � *�� �������� ����� ������ ���� �� ��� �������� *�� ��� ������ �0��� ���� � �� ��� ������� � ��������� � ��� ������� ������1 ���� ��������� ��� ���� ���� �� �������� ��� ���� !�!��������

2�� ������� ������� ������ *�� �������� ������ �� ������ ������� �� ���"���� �������� !� ���� ��������� � ���� ������� �� � ������� ��� � ������� �������� �������� ��������� *�� ;����� ���� ������� ���� �� ������ ������ ��0����� ���� �� ���� �� ��� ����� ���� �������� ������� � ��� ��� ���� ��������������!�� �� ��� *��� ����� ���� ��� ���������� ��� ���� ���� � �������� ������ �� � �� ���� � ������ ��� ���!�� �������� ���� ;����� ���� ��� !�������� �� ������� ��� ��� �� � ���� � �������� ��� !��� !��� � ��� ����� ����� *�� ���� �������� ��� ���� ����� ��� ��� �������� � !� ������ � ��� ������ ���!�� �������� *�� ��������� � ��� ������ �� ���� �������� �� ���� ���� � ����� ��� ������� ��� �0��� �� ��������� (��� �������� ������ �� ������������ ��� ��� � ���� ���� �� � � �� ����� 5� ��������� � ���� � ���!����� ��� ������ ��� ��� ���� ��������1 ������� ��� ��� !� ����������� �"��� ��� ����1 ��� 4 ��� <�?� �� ������� � ��������� 1 ���� ��� ��� ����������!��� ��� !��� � ��� �������1 ��� ���� � � ��� ��� -���� �� ���� ��� ����"�������� ������ ���� �� ��������� . ��� ������� �� � ������� ����� �� ����������� ������ 1 ���� �� ������� ��������1 ������ ������� � ������ � ����"�������� *�� ����������� ��� ��� �� � ����� ���� ��� ��� ��� ��� ��������*�� ������ �� �� ���� ���� �� ���� ������ ���� ��� ��� � ��� �������� ��� ��������������1 �� ���� ��� �� � ���� ��� �������1 ��� ��� �� �������� ����� �� � �� �� ��������� !�� ��� � ���� !����� ����������� ��� ���� ���� � � �����������

<?

�������� ������������ +�� 2�� ������ �� � �������� ����� ������ ��� �&�((�(��� �� 2�"���6����� � @H�?I #�3� *�� ��������� �������� ����� 4��� �������� ������ ��� � ���� � ��� !����� ��� ������ ��� ��� ����� #�� � ���2�"��� �� @H�?I #�3 �� ��� �� ���� � -����������� ���� � ���.� *���� ����������� �� ����� ��������� � ��� ; ��� �������� � ��� ���� RN=S�+���� 2��"������� �0��� ���� � �� � ������� ������ �� ������� !� ��������1 !����� ���� � ��� �� �������� � �������� ����� 2�"���� *��� � ��9����� ���"6������� ��� ���� � ����� ��� �� ���� � ��� ����������� ����������� *����������� ��� �������� %��� �������� � �� ����������� '����� ������ -�'�. ������ �������� �� �� ����!�� ��� ������ �� ������ !� � 6����3 ����� ��� � ��������� A= ��� >���� ���� �� ����� �� ��� �� ���� ��� ������ �� ����� *�� �� ������� ������!���� �� ��� ��� � ����� ���� �� � ��� ��� � �������� � H ��� *������!�� �� ������ !� � ��!������ � ������ ����� �����1 ���� ��� �� ���������������� �������� ;� ��� ����!�� �������� -���� ��� !� ������� ����������� ������ <�A�H.�

*��� � ��� �� ��� �� � ���� ��� ���� ���� �� ��"���� ����� ��� ��������� ����������� ��������� -�� λ = 628 ��.� *�� ��;�������� �� �������� ����� ������� ��� ��� ���� � �� ��������� � ��0��� ��� ������ �� ��� ���� ��� ������ ��� !�� ���� � ��� �������� ���� ��� �� �� �� ��� ����������� ���������� ������ ���� � ����� ��� !� � ������� ���� � �� ��;���������

*�� ���� �� ���� �� !� ��� ����!�� ��������1 ���� �� ��� ����������� � ������������ ��� ��� ��� ��� ���� � ��� !����� ��� ������ ��� ��� ��������� V�"���������� � ����� ���� � ����� ����!�� �������� ��������� O� ��� ����������� ��� ����� � ��� ���1 ��� ��������1 ��� ;1 ��� ��0���� � ��� ���� ��� ���� ������ ������������ � � ���� �������� ����� ����!�� ���������� ���!� ��������� ������������ �� ��� � ������ �������� �� ������ (�+� ��� ����

!-�-� 50��,�6

*�� ������ � (�+� �� ��� �������� ��� ��� ������!�� ����� �� �� �� � ��� ����������� ��������� �� ��� �������������� ��������� ����� ��� ���������� ��0�! � ������������� ��!������� ��� !� ���� �� � ���������1 �� � RKNS� �������!���� ������ ��� ��� ������ �� ��� ������ � ������ ��0���1 !������ � ��� �� ���������� � ��� ���� ������ (���� *��� ����� ���� ��� �� �� ����� �� ��� ����������� ��� ������� -��������.� O� �� � ��� � � ��!������ � '��� -����.��� +�1 ���� ��� ����� ����� � 0� �� �� ���� � ������� ������� � � ������������ -�� ������ ��� ��� ���!� ������ �� '���.� *�� ��� �� �������� ��������� �������� ��� !� !�� ������� !��� ������1 �� � T��?A="�1 � � VP"���������� �� ��� �T?A=I -�T?A@< ��� �0��� �������.� *�� ��� �� ��4���� ����!���������� ��� RKNS

e− + CHF3 → 3F + CH + e− -<�@.

4F + SiO2 → SiF4 + O2 -<�A.

�� ������3 ������ �� ��� �������� *�� ���� ��������� � �� ���� ������������ ��� � ��>���� !� �������� ��������� *��� ��� ������ � ��� ��� ������ ��������� � *��� ��������� ��� !� �������� !� ��� ������� !��� -��������!� ������ ��� ���.1 ���� � �� ��� ���� � ������� �� ��� ��������� � O�

<I

������ ��� ��� ��� <= � N= O1 ��� 4 ��� <�I1 ��� ���� ���� �!�� HH= P ������������ � ��� ��������� ����������� �� � ������� �� N= O ��� ���� ����� ��� ���� �� ��� � �� � � !���� ��������!�� ������ �� ������ � @=="A==���

*�� ����������� ��� ��� ������ ��� �� ����0������� ��� ���� �� !�� �������!��� ������ ��� VP"������ -� ������ ��� �� �"!��� ������.� *�� ������� ���� �������� � �� ��� !��� !�� ��� ����������� ����� � !� ������ ������� ��� ��� !��� ��� ������� ����� ������� ��� ������ ����������� �� ���� ��������� � ��� 0� �� ������/� � 0� �� ������ ����� �� � ����������� ��� � �� � ������ ������� �� ������������� �����1 ��� ���� ������ � � 0� �� ����� ��� !� ������������ ���� �������� ��� ��� ���!� ���� ��1 �������� �� �� ��� ��������� *�� �������� ������� �� ��� ���� 0� �� ������ ���� ������� �� � ������� � ��� ��������-��!�� <�H.� *�� ��������� � ��� ���� ��� ��� ���� �� � ����� ��� ���� ����������� !� ��� 6����3 ������

*�!�� <�H/ (����� � � ��� ����!�� ���������� ��� �������� !��� �� ��� ��������(�+� ����/ (�+A]I=A -��� ��!�� <�< �� ���� �����.�

�� '���L+�

-����.��������-�*��.

2�"���-O.

*-�')

P���

-P.

@N-@ILA. @== I= A= H==

�� ��� <�I/ (�+� ����� ��� !��� ��� ��� �� ����"2��� *�� ����� ���� !��� !"������ !� ��� ��"���� ��;�������� ������!�� !�� � !� ������ ��4������ !������� ����� ������ -��� � ������ ��� ������� �������.� +���� ����!�� �����"����� ���/ �������� @== �*��1 �� @ILA -'���L+�. ���� ��� ����� �����������A= �� ���� '�������

<K

*�!�� <�</ ���� ����� � ����1 ������� ��� ��� �� ��� ����� ���� ��������� (�+� ����

-��L���.T�� ����-��L���.

�T ����-��L���.

��� ����-��L���.

(�+A]I=A AK H= A? A�?

4������� ������� *�� ������ ��� ����� ����� ����� ���������� ��� ���� ����� ���� ������ *�� ���� ���� ��� !� ����!������ ������ !� $� �� ������������ ���� ��� ��"���� ����� ��;��������� (���� ��� ���� ���� �� ���� ��������!�� ������� � ���� �� ���������� ���"���� ��������� �� �� �0��� �������� ����� �� ������!�� � ������ ��� ������� � ���� ���������� ������ ��� ��� ��"���� �������;��������� (���� � !����� ��������� �9���� � �� �������1 ���� �������� ���� ������ ���� ����� ����� � ��� ����� ���� � ��� �� ��������1 ���� ����� ��1 ����� �� � ���� �� � ������� ����� � �������� *�� ������� ���� ������!������ !� ������ ��9����� ������� ��� �� �� ��� �� �� ��������� ����� �������� �� ���� �� �������

h=190 nm

EHT=3.00kVMag=63.7kX WD=7mm

�� ��� <�K/ (�# ���� ���� � (�+� ����� ��� ����� ����� ���� �����

*�� !������ ���� ��� � �����!�� ���� ���� �� ��� ������ � 4��� ��� ���� "������ �� ��� ��� � ?= � ?== �� ��� ��������!�� �������� *�� ���� � ��� �������1��� 4 ��� <�K1 �� ����� �������� !������ � ��� �� � !���1 ������ � ������ 4����� 0� �� ��� ��� ��� �����

!-�-� ����� 0���� ,�6 �� ��78��4�(�7

(����� *�� 4��� ��� � '��L�� ��������� � ���� ��� �� �������� !� ,� �"!�^ � �� ��� �� @JN? RKJS� �� ���� ���� '�� − based ��� ������ � ��� ��� ���������������� �0����� !�� ��� ��� ������ ���������� ��/ �0�� ��� ������� �����������1 � � ��������� � ��� ������ ������� ���� ������ -�� �������� ��"���� ����������� �� ���������1 @?="A== �' [email protected] �� � �������� !������ � ��� ���������� � ��� ������ ������������������ ��� ����� ����� � ���� ��� �� ��������� -�� � ������ ��0���.� *���� ��� � ����� ��� ���!�� � ��� ���

<N

������� !���� ���� �/ �� ��6����� ������� � ��� ������� ����!�� ��� ����"��� ������ � ������ ��� ��� ��� ����!�� ����� *�� ���� ���� �� �������6���� � -���� � �������� ��� ������.� '������ � �������� -���. �� ���������� -�0��.� (���� ���� ����� ��� !��� � ���!�� � ������ � ������ ��� ���'��L�� �� �������� ����� �������� O���� ��� � ��� �������� ���� � ��� ��� ���� ���� �� �� �� �������1 �� � RNAS1 � �� � ��� ������ ���� ����� � ������� ����������� ������ ��� �������� �������� �� ��� ����!�� ���� ���� �� ��� ����!������������ -���1 �������� ��� ;. �� ���� � ������� ��� ������ RNH1 N<1 N?S�

��� ������� �� ��!24 O�� ������ � ��� ��� !� �������� �� � ��0���� ��'� ��� ���+� ��� � �� � ���� ��� ��� ���� � ����������� ��� 6������������������ -��>����.� ����� �� ������ � ��� ��� ������� ������� ��9����� !��� ������� �� ��� ������� ������� *�� �0������ �� ��� R=1 1, 1S"��������������� ��� ���� ������ ��� �� �� �� � ����� ��� R=1 1, 1S"����� ��� ���������� ������������ *�� ������ �� ���� ���� � ��� ��������� ���8� ����!�� ����� ���������1 ���������� �� ���� ������ ��� �������� (��� ��������� ���� !� ������������ RN=S1 ��� ����� RNA1 NIS1 �"��������� � ������!���� ����� � R?H1 ?<S� +��� ��� ��� ������ ��� ���������� ������ ��!�������� ���� ��� ��� V���������� * �1 ��� ����� ���� ������!���� 5�� ����� � ��� H ��������� ��������� !��� ���� ��� �� ������� �������� ����� 2��"������ -(��� 2��"@=,2.������1 ��� ���� �� ���� ���� � ��� ��� ���� ��� ������ ������ *��� ����0����� � ��� ������ ��������� -��:�������. ���� �� ��"��������� ��� ���� ���"�� �9���� �� ��� ����� �� ������ ���� � ��� ��� ���� ������� �� � ���� !�����;����� ��������1 ���� ��� �� ��� �� � ������ �� ��������� 4����� *�� ������� ��� ����� � �� R?H1 ?<S �� � ���� �� �"��;�������� ����� -J? Y ��;�������� ��@? ������1 ���� ����� �� @�H< ���������.�

��� �� �� ��� ��� �������� ���� ��� !� ������ !� � �������"���� �� ������F��>����1 ��>��� ��� >��� ��� ��� !� ������ !�� ��� ��������� ���� ���� ��� �� ���� >��� RKJS� �� ��� �� � � ���������� ��� !������ �� ���� �������� NK Y ���"������ -��� ������ ������ ��� M-@�H. ��� ��>���1 AK? �� �� ����.��� ���� � ��� ��������� ��� ������ � ��� ������ ����

active

gratingridge

�� ��� <�N/ ( ���� � ��� �������� �� �"��;�������� ������� ����� � *�� ���� ���������� ���� � ��� ������ ����� � ������� �� � ����0 ��������

<J

������� �������� (������ ����� !��������� �������� ��� ���� ���� ������� !� #+2�� �� ��������� ��������� ,� �!�^ � RKJS ������� (�#"��������� ������� ������ ��� CH� ��� ��1 ��� ���� � ��!���������� ��� ���� ���� ����� ��"������ -����� � �� �� ��� ����� �� � ���� � ��������� �������.� ����� ���� ��� ������� � � ��������� ���!�"���� 4�� � SiO� ��� ������ -������� �� ���� �������� ������ .1 ��� � �������� ���� � @"I ��L���� *�� 4������ !� ������ ��� �� O�"������ -�� ����� � ���� ������.� (���� ������ ��� !� ��� �� � �� ��� ������� � �����0�1 �� �� ������� � ���� ���� �� ��� �������� ������� �� �� � ���������� ������1 ��� � �� �������� -PH�.� ����� ����� �������� ��1 PH� ��� PH� �� � ���� �������� � ��� #+2�� ������ �� @JNJRNHS ��� � ��� ��������� �� ��� RN<S� 5�� ������� �������!� �������1 C�Hy1��� 0 ��� �� �� � K1 ��� �������!� ��� ��� 0 �� � @@ ��� !��� !������!� ������ ������� ���������� � ��� ������ RN<S� *�� C�H

+5 �� ���� � !�

��� ��%� ��"������� � ��� ������� �� �� ��� �� ����� �� RN<S ���� ���������� ������� � �� �� ������� ������ ��������1 ����� ��� ����������� � ��������� �������� ������� ��� ���� ���� ��� ���� �� ��� ������� ������������ ��� ����� �� ��0���� ��� = � K? Y� *�� ���� ���� ������ � !� ������� !���� ������ � ��1 ����� ��� ���� ���� ������� ��� ����� �� � ��� ������ �������� �� �� ��� ������� *�� ����������� � ��� ������ ������� ��� !��� �������!� ����� � ������� ��������1 ���� �� 0"��� ���������� ���������� -7�(.� ���� ���� ���� ��� ������� �� �"�������� ��� ���� ��� �������� ��������� ������������ ������� ������ -��L�"���� � �������/ =�?"=�K.� ����� ��� ���� ������� �� ��� ���� ��� ������� ��� ����� !� �������� � ������� *�� �������� �������� �������� �� ��� ����!�� ���

e− + CH4 → CH3 + H + e− -<�H.

3CH3 + In → In(CH3)3 and 3C2H5 + In → In(C2H5)3 -<�<.

3H2 + 2P → 2PH3 -<�?.

*�� ����� ���� ����� ��� ����� ��� �9���� � ���� �� ��� ����!�� �����"�����/ ���1 ��������1 ������� ��������1 ; ��� ������������

#�$�� >�������� �� ��������� 2�"��� ������� �� !�� �� ��������� �����"��� � ���� �������� ��� ���1 ��� ��� ��������� ���� � � ��� ��� ������ ��������� -��� !���.� ��� ����� ���� � ���� � �������� ��� ���� ����� 5�� RNH1 N?S���� � ������ ����������� !����� ��� ���� ���� ��� ��� 2�"���1 �� � ��� �������� -��� ��� �0����� ��� �.1 4 ��� <�J� � �� ��� ���� � � ��� ��� ��������� ����������� ������ � � � �� � �������� ������ ����� � ������� ������� �� �����1����� � 4 ��� <�J ��� 4 ��� <�@=1 ���� � � � !��� ������� �� ������������� ��� -@?= P �� RKJS1 A== P �� RN?S.� �� ���� � 4�� ��� �� ���� !��� ���� ����� �������1 (�#"���� ����� ��� �� �� � H ��9����� ������� ������ ���I=1 N= ��� @== O 2�"��� -���������� � !����� � <H=1 <J= ��� ?I= P. !��������� ��� ��� ���� ����!�� ����������� 5�� ��� @== O ��� N= O ���������� ��������!�� ������� �� �����1 ��� 4 ��� <�J ��� <�@=�

?=

�� ��� <�J/ ���� ���� ��� !��� ��� 2�"���� �������� �� N= �*��1 ���� ;�� <A�@ ���� ��� '�<"������ �� A? Y� *�� ����� (�# ���� ����� ��� �� ���� I= O ��� @== O 2�"���1 ��� �� �������� � ���������� ��� ������� �� ��������������� � !����

mask

etched surface

ridge

�� ��� <�@=/ (�#"���� ���� ���� ������� �� ����� � � ������ ������ ���?K= P !����

?@

#������ ��� ����� ������� �� CH� )��� ��5��*, ��������� �������!�� �������� ����� �� �������� �� ��� ������� � ������� ��� ���� �� ����� ����!��� *��� �� ���� ����� � �� �������� �� ��� ������� � ���� �������� ������� *�� ������ �� �� ��������� ���� ���� ��� ��� �� ��������� ������ ������������� *�� ���������� � ���� �������� �� ����� �� �� ���� �� ��� ����������� ��� ������� ������� ��������� ��������� ��� ������� ������ ��������� ��������� �������� �� � ������� ��������� -∼�� � H= Y �������. ��� ���� ������������� ���� �� ��� �� ��� ������� ������1 !�� �� �� ��� ������� ��� �������� ��������� ��� ��������� ������ �������� ����� � ����� �������� ���� ����� � -�� � SiO�. RNH1 N?S� �� ���� �� ��� ������� ��������� ����� �� ���� �������������� � ��� ��������� $�������� �������� ������� �� � �������� � ��� �������� ��� ������ �������1 !�� ��� ������� �� �� �������� � ��� �������� ������ ������� � ��� ���������

& �$ >�������� !�� ��� ���� ���� ��� ������ �������� ���� ����� ��"������ �� � �� ��� ; ������� � RNHS1 ����� ��� ���!�� � ������� ��������������!�� �� ������� ��������� ��� ���� ����� �����1 ��� ���� � ���� ���� ����������� ���� �� �� ������� ��� ������ ��� ; � ������ ��� ������ ����"����� ����1 τ 1 ���� !�

τ =P · V

Q-<�I.

O���� � �� ��� ��������1 P ��� ����!�� ����� ��� M �� ��� ; -M �����!� �0������� �� *�� �����L�.�

1sccm = 1cm3/min @ 760Torr = 0.3167Torr litre/s

����� �� ��� RNHS ���� ���� ���� �� ��� ������ ��������� ���� -�� ����� ������� !� ���� �� ��� ���� ; ���� ��� ����� ��� �������� �������. ��� ���� ���� ���� � ��� ���� ���� � ��� ������ �������� ����� �� ����� ���� ���� ������������� ��� �� ��� ��������� ����� @�= � =�< ������� ����� �� ��� ������� ���� ��������� ��� �������� ��� J= �*�� � ?= �*��1 ���� ��0������ ��� ; -� ��� � ���� ��������� ����. ��� �������� ��� ���� ���� � ������������ ���� ��� AA � HK� O��� ����� �6�������1 ?= �*�� �� ��� ���� ����!���������� ���� � ������ ���� !� � ������ *�!�� <�? �������� ��� ��������� ���� ����� � ��� ������ ����� �� �� ���������� ������ &���� ��� �������� ������� �� ������� ��������� ���� ����� � ��� ��0���� ; ��� � !� ����� !������ � �������� ����� * ������� ���� ���� ����1 ��� ���� ��� ��� ���� �������� �� ��!��<�? ����� ��0����� ��� ���� � �������� ����� *��� �� �������� ����� �� 0� ������ �� ���������� ���� � ����� ��� ������� &� 0� �� ������ ��� ������� ��� ���� ��� ���� �� �� �� ������ -������ ��� �� ��� �� �������. ���������� ��������� ��� ���� ���� ����1 ���� �� ������� �����

��������� *�� ���������� � ����������� -���� ����� �����������1 ��������� ���� ����������� ��� !� �� ���. �� �1 ��� ��� ���� ���� ��������� ������ @=Y ��� �� ��� �� ����������� � @== �' RKJS� 5������ � ��� ���;�����1 ��� ����������� ��� �� !��� ������ �� ���� ������ ��� ������ ����������� ���� ������ ���� !��� �������� �� A= �' -� A? �'.�

?A

*�!�� <�?/ ,����� ��������� ���� �� ������ �� ��9����� ������ ����� ����� ������� ����������� *�� ����!�� ����� �� ∼K ������ -H= �� �� ��������.�

���� _ � -�*��. M -����. � -�.

@ @== <A @�HAA N= <A @�=?H ?= HK =�K?< A? AI�? =�?A

���� �������3 ������ �� ��� ��� ���� 2�� � ����������� ������� � ���� � �0���� � ��� ������ *�� ��� ��� ��� ������� ����� ���� �������� �� ��1���� ������� �� ���� ���� ���� � ��� ��������� #�� ����� ��� !��� ������� ����9����� ��� �� ��������� �� �� �0����� RNAS� SiO� ��� �� ���� ��� ����� ������ ��� �� ��� �� ���������1 !�� � ���� ����� �� !������ ��8� ���� � ���������� ��� ������ 1 ��8� ���� � ����� ��� ��8� ������!�� ��� ���� ���������-�� ����8� ����������.� �� ���������� �������� ����� � !� � ������ ��� �� �������� RNA1 ?HS� �� � ������ � ���� ������ ������ ����� � ��� ���� �� � 6��������� !��� ��!������� ��� *� �� �� ���� ��� R?HS -�� �������� !����.� ������ SiO�"��� � ��� !��� ������� �� RNKS1 ���� � �� ���������� �� ���� �!��� ��� ������� ������� ,� ��� ��� ������� �� �� � ��� ��� ���� ��� ���� ������ � ��� ������ *�� �������� ����� �� <=="I== �� ��������� � �� ��������� � H�? μm -���������� � A?="HN= �� �� �� ���� ����� � A�Aμm.� *���������� ��� ����� �������� �� �� ���� �� �!�� H== �� -���� ����� ���!�� �����. �� ��� ������� ���� ����� -����� �������� � ��� ���� ���� ����.�*�� ���������� �������� ����� ��� 6���� ������� ��� � ��� ���� � H ��L����*�� �������� ���� ���� � �������� ��� �������� �� �!�� @ ��L��� �� �� ������1��� �� ��� ���� �� �� ��������� � ������ ����������� *�� ��0���� ��������� �� ������ !� ��� ��� ����� �� � ���� ��� � ����!�� �����������

����� ��������6����� ������ #�������� �� ��� ���� � �� ���� ���� ������ ����� ��� ����� �� O� !����� ��������� �9���� �� ��� ����� ��������-@A= " HI= �� ���.� *�� ������ � ��� ������ ������ ��� ���� ���� ��� �� ������ � ������� ���� ������ � ���� ���� �� ��������� � ��� ������ ���� � ������������ *�� ��� ���� ��� �������� ��� ��� �� ��� ��� ��� ������ ���� !� ����� ���� ���� ����� ��� ��� ��� ������ ��� ��� ��������� !�1 ��� 4 ��� <�@A�(����� !� ���� � �������� ��� !� ����� �� �� � ����� !������ � ��� ��������� ����� ��� ���� -!�� @== �*��.� *�� ����"����"���� � ��� ����������� ��� ����!�� �� ��������� ��������� � ��� �������� ��� �� ���� !� RKN1 ��� JS1

λ =kT√

2πd2P-<�K.

���� λ �� ��� ����"����"����1 �� 5��3����8� �������1 * ��� ����������� ��������1 πd2 �� ��� ����"������ �� �������� � ��� ��������� -� �� ����0�������=�< �� �� ��� �������� � ��������. ��� � �� ��� ����!�� ��������� �� ������������� ��� ��� �� !����� �������� �� �!�� =�< �� �� � �������� � @==�*��� +�� ����!�� ����� �� � ��� ���� ���� ���� !� ��������� ������ !� ��� �������� 5�� �� ��� ������� ������ ��� ��� ��������� �� ������ 2����� �� � ������ ����� RNNS� *�� ���� ���� �� � 2�� ��� !� ������!�� ��� ���

?H

�� ��� <�@@/ (�# ���� ���� ���� ��� ����� ��� ����������� ��9��������

����� �6����� RNNS

1R

=1

kRφRSR+

1kIφIEI

-<�N.

���� � �� ��� ����� ������ ��� ���� �� !�!������� ���� �1 � �� �������� ������ ��� �������1 φR �� ��� ������� ���� �� ";�01 φI �� ��� �� ���� �";�01 (� �� ��� ���� �� ��!�!����� � ��� ������� � � !��� ������� ��� �� �� ��� ������ �� O������� ������ � ��� ;�0�� �� ����� ��� ���� ���� ���� ������������� *�������� ���� � �� �� ���� ���� ��� !� ���� ���� �� ��� �� � ��� ;�0�� �� ��������������� � ��� ��� ��� ���� �� ����������� ���� ��� ���� ������� !� ��� ���� 4��� -<=="?== P.1 ����� �� ����� � ���� ������!���� � ������� �� ���� *�� ���� �� ������!���� -��$. ��� ��� �� ���� � ������!���� -��$. �� �������� !�&�� �� ��� RNJS �� ��"������� ��� �������� ��� !���� � � �������� ��� �� � !����� ������!�� �� � ���� ������!���� � ��� ��� ���� �1 ��� ��� ������!�� ����� ��� � �� � ���� �� �� � ��� "�"��� ���� � � @H= P -��� $'"!��� �� �� ���� !�� �� ������� � !� � �� ���� ��� ���� @L< P�� . ��� � �������� � @=�*�� ��� ����� � �� �� �� @=�1 ��� �� ?= �*�� �� �� @H�� ������ RNNS �������� ��� �������� ������ ����1 �2 �� �6��� � ���� ��� �O�# � ��� ��$ ������ ������!����� -� ��������.� *��� �� �� ���� ������!�� ���� �� ������ ������ � ��� 2�� �� ���� �� �� ������� �� ������� � ��� ���1 ��� �������� ��� ���������� ���� ��� ��� �� ���� (���� � ���� � ��� � ����"����"����1 ��� ��������;�0 � ��� ���� �� ��� ����� ��� !� ���� !� ��� ����� �� �� �� ����1 ���� ����������� � ��� ������ ���� � ��� ������ -4 ��� <�@A.1 !�� ��� � ��� �������� ��� ����� � � ������� ����� �� �� ����� � ��� �������� ;�0 ��� ���� � ������� ����� *�� ���� ���� ����� �� �� ��������� 2�� �� �9��� ���� � ��� ��������� ��� !��� � ��� ������� �� 4 ��� <�@A ������� ��� ����� � � �� ������ !��� ;�0 ������ � �� ��� ���� !��� �� � � �� � ����� �� � �� �9��� ���� ����� �� � � ��� ����� ���� � ��� �������� *�� ������� ;�0 �� ��� ���� ���� �

?<

��� ������� �� �� ��� ������ -���� ��� ��� ��� � ��������.1 ����� ��� �������;�0 �� ������ ������!����� *�� �� ������ �� ��9�����/ ����� � ��� ��� @=��� �� ��� ����� ����� ��� !��� � ��� �������1 ���� ��� �� !������ � ��� ����������!���� ��� ���� ���� � ��� ���� ��

*�� ����6������ � ��� ����� �9��� ��� ���� ��� ����0 ��9������ ��� !�������� ���� �� � ���������� ����� ����� ����� �9���� ��� ���� ��� ���"������ � ��� ��� ��� ����0 ��6����� � ������ ��� �����0 ������� � ��� ������ � ��� D�0���E ������� $������� � � !� ��� �9��� �� �� ��� �� ���� ����0 ��9������ � ����� �� � ������!�� ��;��������1 ����� ��� ������ � ������ ��� ��� ����� �� �� ���� �� ��� ������� *���� �� �������� �� ������� ������� ��� ���� ����� �9��� ���� �� ��� ����� ���8� ���� !� 1 ��� @=="A== ��1 ������� ����� D!���E �� ��� ������ ����� � ��� � ��� ����� ��� ��� �� ������������ ( � ������� ���� � ����� ����� �9��� ���� !� �������!�� !�� � ���� � ��� ��� ��� ����� �

��

trenchpillar

��

�� ��� <�@A/ $���� � ����� �������� � ���������� ��� ��;����� � ��� ����������� *�� �� ��� � ��� ����� ������ 3�� ��� 2�� ���� �������� ��� ���� !�/tanα3

2 = 180/2100, α3 = 9.8�1 ��� tanα22 = 60/2100, α2 = 3.2�

* ������3� ��� ���� ����� �9��� � ���� � 3rd ���� ����� ��� ��������� HI= �� ��� ?=Y ���� ������ � 2nd ���� ����� ���� !� ���� ��� ��� ���������� ��� �� !�� ���� ��� ���� � ������ ��� �� � @A= �� ��� ��� ��� �������� ������ ��� ��������

�� ����� ��' ����� �� (�) � ��� *���� ��' ����� �� �+) ��

�� ��� <�@H/ (�# ���� ����� � ���� ����� �9���� �� ���� ����� ��

O��� � ������� ��� !��� !� ���� �� ��� ������ ���������� �� ��� ���"

??

������ 5� ������� ��� �������� ��� �� ���� � ;�0 ����� !���� ��� �����O��� ��������� ��� �������� �� �� ��� ��������� � �������� ��� ���� ; !�"����� � ��� ���������� � ��� �����

����� �������� #��� ��������� ��� ��� ��� ���� ���� �� ��������1 ������ � ������� ��� ���� ������ ���������� ��� ��� ���� ��� � !� ���� �� ����� ��� ��� ����� ���� ����� ������� ������ � �� ��� ����� ��!������� � �������"��������� ����� ���� ��� ��;�������� ��� !������� ��� ���� � ��������� ��� ���� -���� ���� � ����� !� � ������� ������� ��� �� ��� �� ��� �����������1 ����� ��� �� ��� ���� � �����!�� ������ ��� ������ ���� �1 ������������ ��� ��� ������ ����������.� � ����� ��9������ � @== �� ���������� � ���� � �� ����0 ������� � �!�� =�==< -��� �������0 �.�

�� RJ=S ����� ��� ,� �!�^ � ���� ���� ��� ���� ���� ������� � ��� ������������� � ��� ���� �� ����� ��� � � �� ��� � ��� �� -� �� �������.1 !����� ���� ���� �� ������ ������ ��� ��� ��� ���� �� � ����� ������ ����� ����������� ���� ���� �� ���� �� ��� ��� ������ � ��� ���� � ��� �� �� �������!�� ����� �� ��� ��������� ���� ���� �� �� �����/ ��� �� ��� ��������"��� � ������� ������ ��� ���� -!������ ����� �� � ��� ���������. �������� ������� ��� ;�0 ���� ��� ������ � ��� ����� *��� ������� ; ������ ����������� ���� ���� �� ��� �� ��� � �����!��� ����� ������� �� ������� �����"���������� ������� ��� ���� !� 4���� � ��� � ����� ����1 �6����� <�J

r(x) = rv + rl(x) ∝ Cv + Cl(x) = Cv + Kcosh(x/L) -<�J.

���� � �� ��� ���� ���� ����1 0 �� ��� ������� ������������ ��� ��� ������ � �������1 �� �� ��� �������� ���� ���� ��������� � '� ���� �� ����������� � 01 ���� ��� ������� ���� ����1 � �� � ������� ��� & �� ��� ������� ��9���� ��� �� � ����������� �������� �� �� ��� ���� ���� ��� ��� ����!�� ��������� �9����� �����"��������� �� ��� ��������� � ��� �������� ��� ��� ��� ��"������������ ��� ������ ���� ���� ��� ��������� ��� ��������1 ���� ����� ��� ��8� ��������������� �� ������� � D ���� ��� E �� �� ������ (������ ��� � ����� ������� ��� ��9����� ��� ��� ��� ������ ��� ��� ��"��������� ���� !� ���� ����� �� � � 3�� ��� ���� �� ������ (��� � ��� ��� �9�������� ��� ��� ���������9���� � �����

����� ��� ,� �!�^ � ���� ���� ��� 3��"��9���� ��� ��� �� �� �������"���� � ��������� *�� ��������� �� ��� ������� ��� � �"������ D ����� �����E-�� ��������� ���"���� ��� ������ ������1 �� ���� ���������� ���� � HE ����.� �������� � �� � � � ��"��������� ������ �� ��������� �� ��!�� <�I� (������ ����� ��� �������� � ����� � ����� ����� �� � �������� ��������1 ������� ��� �������� � !�� ��� ��:����� �����1 ��������� ������ ��� ������������� ��� ��0���� ���� ����� -�� ��� �� �. ������� !� ��� ������� -������. ���������� O� ��� ���� � ���� ������!���� ��� �� ����0����� �����!��� ����������������� *�� ������ ���� ��� � ��� ��� � �������� ����� ��� � �������� � I=�� -��� ���� ��� �� ���� � AE ����.� O� ���� � ����� �������� �� ��������� ���� ���� ��� � ��� �� �� ��� ��1 !�� ��� �� ���0������ ����� �������� � ��� ��������� � 6������"���� ������ ���� ��� �� ��� ���� !�� ����� �� � ���� ����� ���

�� ��� ������ ������ ��� ���������� *���� ��9����� ����� � ���"� � ��� ��� '����� � ��� ������� ����� �� � ������ ��������1 A"H �� ����1

?I

*�!�� <�I/ �0���������� ��"��������� � ���� ����� � ��� �� �� ��� ���� ����&�((�( #>H==� ,�"��������� �� ���������� ��� ��0 ��� ��� �����

(����� ��������-�*��.

>������� ��� ��-��.

>����������

,�"V��������

-Y.

2���-��L���.

@ N= � AE N ANA A? � AE I @NH A? � " I AI< A? ? AE "A? @<? A? < AE @�A @?I A? < " H�? A=

!������ � ��� ��� !����� ���� � ��� �� ��� ���������� � ������ RJ@S� *������ � � ��� �� ���� �� ��� ������� ����� �� �9����� !� ��� ����� � ������ ����������1 ��� �9�������� !� ��� ������� �������� � '��� � �� ��� ����������� ��� �������� ��� �"��������� 5�� ��� �"�������� ����� ����� �� �� ��������� ������� �������� *�� ����� � ���� � ������� � ��� !���� *�� ����� ��� � ���� � �� �������� ��"��9���� -���� ��. � � ����� � @=="A== ��� ������ � ����� ��� ���� �� �������� ��� ���� ��� !� ������� ��� � �� ������� � ��:������� � ���� ����� (��� � �� ���� �� ����������� ��(+� -������������. RJAS� O� ���� �� ���� ���� � @I ��L��� �� ��� ���� � ��� 2��"������������� ��� � ���� � ����� @A ��L��� �� ��� �������� ������� ��� , ���� ��6���������� �������� ���� !� �������� ��� �� �0���������� O� ���� ����������� ��������������� -�&. ��������� ����� ��� ��� ���� ��� ����� � ��������� ������ ��� ��(+�� � ��������1 4 ��� <�@<1 ��� ���� ��� �&"��������� �� ����������� �� �� ��� ��9����� ���������� �� � ��� � ���� � ��� ����� '������ ����&"��������� ��� ��� � ��� � ��� ��� � ��� �� ��� � ���� � � �������� *������� � ��� ���� ���� ��� ���� ��� �� ��� ��� 6���������� ��� ���� ���� ���!���������� ��� �&"���������� (���� ��� �� ���� ��� �� ����� 6������������������ -� �� ����� ��� � ���� ��� ���� � ���� �������.1 ��� ���� � �� ���6���������� ��� ���� ��� �� !� �������

��� +������

!-�-� �0,�6

*�� 4��� ������ #+2�� ���� ������ ��� ��������!�� �������� ������� �� ������� ����� � ��� !��� -���� � � ��� 2�"���1 @==O � I= O. ��� ?I= P� <H= P ��� � ���� �������� 5� ����� ��� ���1 ��� ���� ���� �� ����9����� �� � �� ����� ������1 ������ HN Y� *������� ��� ������� �������� ��������� ��� A= Y � A? Y � ��� ���� �� ������� O��� ���� ���� �� ������!�� � ��� ���� @�J μm ���� ��� �� ��� ������ ���������� � ��� ��� � ����������� ���� �������� ������� ��� ��� � @@= �� ���� ���� ��� �

����� ��� ����� �� �� �� �� *�� @A= �� ����� � � ��� ����� ���� ����� ��� ������ ��������� �9���� -��� ���� I== �� ��� ��� ��� � �����. ����� ��������� �� � ����!�� ������� (���� ���� ����� � ��� HI= �� ����� �

?K

�� ������ ��� ���� ��� ���� ����

�� ��� <�@</ ��������������� ��������� ���� � ��� ����� ���� !���� ��� ������� ���� �� �������� �����

?N

��� @A= �� ������� ��� ��� ������ !� �"!��� ���� ����� !�� ��� ��� ���� ����� ���� ����� � -��� HI= �� ������ !����� �����. �� � �� � ��� ������� � ���� �� ������ ��� ����������� *�� ����� ���� ����� � ��� HI= ������� � ��� ?= Y ���� ����� ��� ��9���� ��� ��������� �9����� *�� ��������� ������ ��� ����� �� �!�� H== �� ���� ���� ������ ��� ��� � �� � A μm�� � ��� � �� ���1 ��� 4 ��� <�@H� *�� ���� ����� ��������� �� ������ �������� � �������� � N= �* ��� ��"��������� �� N Y -��0 � ���.1 ��� ��!�� <�I1���������� � @K= �� �� �� ����� � ���� ����� � A@A? ��� * �������� !������� �9���� ��� ���� �������� �� ����� � 4��� ?= �* ��� ����� A? �*� O������������ �������� ����� � �� ��� !��� ��� ��� ���� ����� �� �������1 ��� ����; ��� ��� � !� ���� �� !������ ��� ���! ���� �� � ����� � �������� ������ �������� ��� ��� ���� ;� * ��� ��� !��� ������� ��� 2�"��� �������� 5�� ����� ���� �� ��� ��� �9��� � �������� ��� ���� ����� *������� ������� ���� � ��� ���� ��� ��� � !� ��������� � A== �� � �������� ��� �� ������ ����� *�� ����!�� ���������� ��� ��� ���� ���� �� ��� 4��� ���� ��� ������ ��!�� <�K1 ���� � (�# ���� ���� � � ��� � ������ �� A? �*�� �� ��� ��4 ��� <�@?�

2073 nm

�� ��� <�@?/ $�� ������ ��� ��� �� *�� ����� � ��� ���� ��� �� �������!���� ��� ����� �� �� � ��� ��� � ���1 ���� ��� �������� �� ��� � ����� �9���� ����������� ��������

*�!�� <�K/ '���!�� ���������� -������ �.1 ��� !��� ��� ��� ���� ���� �� ��� 4���#+2���

2�"���-O.

����������-OL���.

�-�*��.

�-����.

'��L��

-Y.5���-P.

2��!

-��L���.

<H =�@< A? AI�? A? <H= AA

!-�-� ����� &�������

*��� ������ ���� ��������� � ��� � ��� ���������� ������ ������� ���� � 4������ !� ���������� � ��� ������1 �� ���� � ���������� ��� 4��� ������ � ������� ���� �� �������� �� ����� ��!�������� � ������ ���������� � ��� ������������� �� ���� �� �������0 '�

?J

� 6������ � � ���� ��� ��� ##&&(+�H"�����0� �� ������ ��� AA= �� ����1 ��������� �� ��� ��� �� ��� ��� � ��� ����� � ?H= �� ������� !��������� -T��. �� ���� ���� �1 ��� ����� ���� ����� � ��� ?= Y ���� ����� ������� ��� �"!��� ���� ������ *�� ���� ��� ����� �� H== �� ������� � ������������� HI< ��1 !������ ���� ����� ���� � ��� �� ����� ���� ���� ��� ���>����"2�� �� ��� ��4����� � ��� ����� � �� �������� �� @@�? ��� -������ ��� ���� �� ��� ��;�������� � !���� ������� ���� < ���1 ��� @== �� �������.� *�� T��"���� ���� �� �������� � ?="A== �� -�� �"������. ��� � ��������4������� *�� T�� �� ������ ��� VP"������ �� ���� � � � ���� ���� �I== ��� *��� ������ ���� 9 ����� ���� ���������� ���������� ��� ��� ������ ������ ��� ����� ������� ����� �� ��� �� �������� ��������� ��� ��� ���� ����������� ��� ��:������� ��� ��� VP"������ ��� � ������ �������� �� ��� ���� � ��� ����� � ������ ��� ��� �1 ��� �� �� !� � ����� �� �0��� ���� �� ��� ��0� ���� ������ �� ��� ��4��� ���� � � ���� 2�� -@@ ���.� *�� ������ ��� �� �� ��������� @K="A== �� ����� ��� ����� *�� ������ � ��� �����0��� ������ �� ���������� ����� ����� ��� � ��9����� ������� ����� � D�� �E �������� ���� �������� �@A ������ -H= ���. �� ���� � ���� ���� � ��� ������ ������1 ��!�� <�N� *���� ����� ���� � A= ������1 ��� ��� ���������� ���� �� ��!�� <�K1 �� ��������� ��������� � �����!�� ���� ���� -���� �� �������� ����� ���� ���� ���� ��� ����!���������.� *�� ����� ��� 4��� #+2�� �� ����� ��� ��� ���������� ���� ������� �� @A ������ �� � *�� ���� ����� �������� ��� � ������ ��4������ ��2250 ± 80 ��1 !�� ��� ��4������ �������� ������� ���������� ��� ��� ������ � ���� ��� ���� ����� �� ����� @== �� ���� ���� �� ��� ��� �� � ������������� ��� ������ ����� ���� �� ��� �� 4 ��� <�@I

*�!�� <�N/ '���!�� ���������� ��� �������� !��� �� ��� ������ ����� �����2�"���-O.

����������-OL���.

�-�*��.

�-����.

'��L��

-Y.5���-P.

I= =�@J N= <A�@ A? <H=

�� ��� <�@I/ ����� �������� ��� ������ ����� �����

I=

!-�-� ��&���������

(������ ����������� ��� !� ���� ��� ������� � ��� ������� #+2�� ����� *����� ����� ������� ��� ������� ��� �����0��� ���� � � ��� ���� ��������� >�"�� � ���� ��"�������� ���� ��� ����� �!�� ��� ��� ���� ��� �������� ������� -!���� �� ����� . ��� ���� -��"��������� ��� ����. ����� �9���������� ��� #+2��1 ��� ��"�������� �������� ��� !� ����������� �� ������ �������� ���� � !���� � ������ ���� ������ *��� ��� ��� ������ ��� �������6������ !� ������ ��"������� ���� � �� ��� �������� *�� ������� ����� ���� ���� � ������ �� � ��� � � ������ ����� ��� ��� �� ��� ���� ������ ������ ������ ���������� � ������ ��� ��� ������������ �����1 ��� ������� ��� �� ��!���� � ��� ���� ('++�"�����0�1 ���� ��� ��� � ��� ������ ����� �� ������� ������� � ��� ��� ���� ���� *��� ������� ��� ��� �� � ��� ##&&(+�H"���� � ��� H== �� ���� ������ ��� ����� ����� �9����� ��� ��� �������*�� �� ��� ����������� �� @=">�3 ������ ��� ��� !� �������!���

*�� $52"���� � ��� ��� !� ���� �� � ������ ��� �� ����� �/ ����� ���� ����� � ��� I== �� ����� � ��� HI= �� ������� ��� �������� ��� ��������� 1��� ��� N Y �������� �� ��� �������� ����� � ��� ����� � ������� � ��� ��������� ����� ��

��� ������ �������

!-!-� �������

*�� ������ ��� ������� ��� !��� ��� I ����� � ������ � ����� *�� ���� ������� ���1 ��� �!��!�� ��� ��� ��� ��� ����� ��� ��� ��� ���� �� ��!�� <�J ����� ������� ������� ��� ������ ��� ������� �"���� �� � ��, �� �"����� ����������� (�� � ��� �!��!�� ������� ��� !���� � � ������� ?="�� ������������������ ���� � ��� ����� ���� �� ������ ���������

*�!�� <�J/ &���� ��� ��� �� ��!������� $52 ��� �� �������&���� &�"�

-μm.&DBR

-μm.L��

-μm.

$52 @'#<@"<I

<HJ= N="@A= J="@@=

$52 A5*<@"<?

<<@A @<? N="@==

�� <<@A = N=

!-!-� "������

* ����� � ��� ����/ � �� � ��;������ -�2. ����� � ��� �!��!�� ����� ��� ������"��;����� -�2. ����� � ��� ����� ������ *�� �2 ����� �� ������ � ��������� � (�+�L� L(�+� -@?==L@===L@=== `. ��� ������ � ��;�������� � �!�� JNY ��� ��� ������ ��� !������� � ��� ��� ��������� *�� �2 ����� �� ������� � !������ � (�+� ��� *�+�� � ��;�������� � ��� ���� � @=�� �� ������� ���������*�� ����� ��������� ��� �������� �� �� �"!��� ������ ����!�� -�������� �������������.�

I@

������� �

���������� �����

*��� ������� ��� ������� ������������ � ������� ��9����� ����� � �����������"�� �� ������� @=">�3 ������ ��� $52" ����� � ��� !� ������� ��� ��"������ � ��� ���� �����0�� @=">�3 MO"������ ��� ��9����� ���!�� � ���� ��� !��������1 ��� 4����� <=">�3 ������ ��� ��9����� ������ �������� ��� !� �������/MO"������ ��� @1 A ��� H ���� ��� M$"������� 5�� 4��� � ��� �� � � � �� ������������������ � ��� ��!������� ����� � �����������

��� "�� ��� ������� �� � ������

�-�-� 6������ ������������

27 *�� ������ �����������1 21 � �����4�� ������� ��� ��� ����� ����� � ������������� ��� �P"������������ �� ��� ���������� dV/dI �!�� ��� ���� ������� �� ����� ������� ��� ���������� �� ���� !�

Rs = ρd

A= ρ

d

wl-?�@.

���� ρ �� ��� ����������� -���� �� ���������� �� ����� � ����������� � ����������������.1 d �� ��� ���� ���� ��� A �� ��� ���� � ��� �������� ��������� (������� ����� ������� ��� �9������ ���� � ��� �����L����������� ��������� -������� � ��� ���������� ������.1 � ����� �0���� �� �������� � ��� ������ ������������������� � ��� ���� ��������� 5� ���� � ���� ��� ���� ����� !� ���� ����������� � (���� ��� �������� ������� ��� ��9����� ��� ��� � ������� ������������ ��� ��� ��1 Rsl1 �� ����������� $�� �1 ��� Rs · l �� � ������ ����� � ����� �� ���� � !� H?== a"H== Ω μm1 ���� ��� ����� ��� � ����� � @A"A=kΩ μm� *�� �����������1 ��� ���� ���� ��� ��� ���� �� ��� ���� �� ��� � ������ �������1 ���� ������� ���� ��� �9������ ��� �� � ��� �����0��� ������ �������� <"I ����� ������� ���� �� ��� ��������� ����� ��� ����� � '������ ���������� � ��� ������ �������� ���� ����� �� ��� ������ ������1 �!�� @==LKA= ��-��� 4 ��� <�@A!.1 � 4�� ���� ��� �������� ���������� �� ��� ����� � ������������

2��������� ��������� *�� ���������� !����� ��� �!���� ������� ��� ���"����� ��� � ���������� � �!�� H kΩ1 ���� ����� !� ��� � �� ��������

IA

������� � ����� ������ *�� �������� ������� ������� �� � � ������� ���� ���� ��� -�������� ����� �����. �� ��� ����� ������1 ��� �������� � ��������� ��� �����!� � ��������� ������� �� ������� ��������� �� �� � ������ �������� ���� � � ������� � ����� *�� ��������� ������� � $52"��������� ������ ��� ��� -@ ��� < ��. ��� �������� !���� ����� � ��� ������ ���������� � ������ ����� ��� ����� ��� ��� ���� ����� !���1 4 ��� ?�@� *����������� ��� ���� ������� �� ������ ��� ��� ����� $52 -�������� ������� �� ��� $52.� (���� ��� ��� �� � ��� $52 �� ��� !����� A�? ��� @= Y ���� ���� ��� ��1 � ������� �0��� ��� �� ��� ����� ����8� ��;����� ��� ������� ���� ����� *�� ��������� �� �������� �� ��!�!�� ��� � �0��� ��� !������� ��� ��!���� ��� ������ ������1 �� ��������� �� ������ <�H�A� *�� ��������������� ������� �� @�=<? �L��� �� @ �� ������� ��� =�H< �L��� �� ��� < ���

�� ��� ?�@/ &�"������ �� ������� ������1 @ ��� < �� �� � ��� �������� ���&�� � ���� $�������

�-�-� 0&��� ������������

!�0������ ��� ����$��� (+�� ��� K �� ���� �� �� -����� ��;�������� �� ��� �������. ��� ������� ��� �2"�����1 -2∼@=��. �� ���� � ������� ��� ����� ��;�������� ��� �(�"�������1 !�� � ��� ���� !� ���� �� ��� � ��� �������� *������� �������� ���� ��� ��;�������� �� ���� �� �� ���� � �������� ��� ����� �������� � ��� �������� ��;����� ����������� ������ �� ���������� (���� ��0���� ��� ��;����� ��� ��� ����� � !� ����� ��8� ����!�� � ��� �������������� �� ��������� �2"����� �� +�� ���� ����� ������ � ��� ������������ ��!"�������� �(� ������� ��� !�� ��� ����� ��� ������� ������� +������� �� !���� � RJHS1 ��� �� ���� �� �������� ��� �������� ����� � �����"���� ��� ������ �� ��� !�� ������� *�� ��;�������� � ��� ��"������� �����

IH

�� �� ��� �� HAY� *�� ������ ���� �� �� �� !�� ��� !� ��������� ������ ����� �� ������/ @. ��� ���� �� ������ ����������� � ������ �� ��� A. ���6��� � ��� ���� � ��������� ������� �� ������ ��� ��� !�� ��� !��� ��-�� ������ �� ����. RH=S�

* ����� !��� ��� ��9����� ��� ���1 A ��� < ��1 ��� �2"����� �� �������������� � ��� ��;��������� +�� ����� ��� ���� !�� ��� �������� ��� ���������!�� ������ *�� ������� �������� �� <A"<? �� �� ��� ����� < �� �� ����� -'(?I!.1 ���� �� �� �!�� J= �� �� ��� A �� �� ����� -'7?H!.� *����� �� � ��� ����� �� N= μm �� ��� < �� ������ ��� @<? μm �� ��� A�A ���� ������ (�!"�������� ������� ��� ��� <�� ����� ��� !� ���� �� 4 ��� ?�H1���� ��� ���������� ����� ��;�������� �� ��� A�A �� ����� �� ������ � �������� ��� ��� ��"���� ��� �� 4 ��� ?�A� *�� ���� ��;��������1 @Y1 �� ��������� ������ ����� ��!"�������� ������������ -?=1 K= ��� J= ��. � ��� A�A �� �����1���� ��� ��� ��������� ��� J � @A �5� �� ��� �� �� ������ ��� ��� ������ ����� ��� ��� ��;�������� �� ��� @Y !�� ��� ���� ��� � ��� �� ��� �� ���� �����*�� �O�# !������� ������ !����� @�? ��� A�= �� �� ��������� ������� ���J= � ?= ���

�� ��� ?�A/ 2�������� ��;�������� ��� ��� ��"���� ��� ��� ����� '7?H! ��� ?=�� ������� -&�� �� �� A�A �� ��� ��� ����� ��� �� �� @<? μm.�

��4 ��� ���� ������ *�� ��� ��� � ��� ������ ������ ������ ��� ���� ����� � ����� �������1 ��� ��� ������ ��� ��� 6������ AE"����� �� ��������� ��� ��� ��� �� � ��� ������ *�� ������ �� � ��� ��� ��� -��!�� ?�@.�������� ��� ��� ��� �&"������ �� ��� � ��� ���� -4 ��� <�@<.1 ��� ������������ � ���� ���� ��������� � ��� 6������ ���� *�� �������� � ��� $52"��� �� ���� ������� ���� ��� ��� ��� �������� -< �� ������� � @? ��.1��� �� �����!���� � ��� �������� �� �9������ ����01 ���� �� ���� �� ��������� ���� �������� �� ���� ����� ��� ��� ���� ���� �������� -���� ����� !� �����

I<

!������ � � ������ ��������.� < �� ��������� � � �������� � ���� ���� =�H�������1 ���� �� @= ����� ���� ���� ��� �������� ����� �������� �� ������� <������ ���� ��� �� ����� �� ���� !� �0������� !� ��� ���� ���� ��� �������� ��������� �� ������ �� ��� ��� ������ �����

*�!�� ?�@/ O������ ��� �� $52"��� ��� ��� ��� -� ������� �����. �����9����� ��������� � ��� ����� *�� ����� ��� ������ �� � ��� ���� �� �1 ��� ������ �� ��� ���� ����� ��� ��� ������� �� ��� ���������� ����0 ���� ����� ���$52"��� -Λm = λBm/nave.�

�� ������ ��� ��R��S

$52"��� R��S

��� ��� R��S

@ <�H @??@ @?K?"@?N=A <�H @??H @?I?"@?K=H @ @??@ @???< < @??H @?I?"@?K=? A�A @??? @?I?

�� ��� ?�H/ �(� ������� �� � ��9����� !����� !�� �������� �� � < �� �� �2"����� $52"����� -'(?I!.� >����� ��� �� �� N= μm� ����� �� � 3�"�� ���� ��� ��� � �� ��� ���������

�� ������ �� �� �� ������� ��1 ��� ���� ��� �� ��� � � �� � ��� $52"������ ���� � ��� ��� � ���� ��� ������� �� �� �2"����� -���������� ����� ����� ����� ��� ��� ��� ����8� ������ ��� ��� $52"��� .� �� ��� ?�< ����������� ����� ��� � A �� �� ����� !���� ��� ����� �2"����� � ��� ����� ������

I?

�� ,����� ��� ��� &$������ ���

�� ��� ?�</ &���� ������� ��� A �� �� $52"����� -'7?H!. !���� ��� ������2"����� � *�� ����� ��� �� �� @<? μm� 5��� �� J=���

�� ��� ?�?/ '������� � 'O �������� ��� ���"�� �� �������� �� �� � ���$52"##&&1 ������ 5*<A� -@= >�3.�

II

��� "�� ��� ������� �� ���������� �� �� ����

*��� ������ �������� ��������� � ��� ���"�� �� ���������� ��� ���������9����� �������� #&&�� ,��� ������������ � ��� ���� ������ ��� �������� � �������� ������� � ��� ����� ��� ��� ���"�� �� ���������� � ��� ��!��"����� $52"������ ��� ��� ��� ���������� ��� ��� ��������� ��"����� ����� ����� 1 !�� ��� ��� ���� �����

������� ���"�� �� ���� !� �������� � ��� � �� ������ ��� ��� $52����� '������ ���� � ��� ���"�� �� ���� - ��� �������1 �!��!�� ���� �.��� �� ������� !������ � ��� � ����� ����� ������� ��� ������ �� ��"��0������� ���� ��� �������� ������� ������ � ������ ��������!�� ��� ��������� O��� ���� ��� ������� ��� ������ ������� ���"�� �� ��� ��� �!��!��!��� �0������ ����0������� "A�A P� �� ��� ?�? ��� ��� ������� �� ��� ����$52"����� !�� ��� �!�� ��� ���"�� �� �!��!�� !���� *�� ������� ���"�� �� ���������� � ������� $52"������ -��� � ��9����� !���. ���� !����������� ��� ���� ������� �������� ��!��� ���"�� �� ��� !��� �������� ���� � � ��� $52"������ !������ � ��� � �����

�2 ��� �� �������� /! ��� &# ����� ����� ����� *�� &�"������ ����� ����� $52 ����� ��� ��������� ����� ��� ��� �� 4 ��� ?�I� *�� ��"�������� � ? Y �2"����� 1 ���� �0������ ���� � ��� ��� �������� -��� ��������������� ������ ��� H@ �� �� ��� ��"����� ��� HA"H? �� �� ��� $52 �����1�� A= �� ���� '������.� *�� ��������� � !�� ������ �������� ����� ����� ������ ���� ��� ������ ���� �� 4 ��� ?�I1 <= ��� ?K �� ������������1 !�� �� ���������� �������� *�� �������� �� ������� �� ������ �������� !� ������ ��������� � ?= �� ���� '������ �� ������� ����� *�� �2"����� � ���� !��� ��� �!��! ���� ����� ��� ���� ��� ����� � !�� �� ����������� -A?�� ���� '������.� +����� ���� ��� ��� ������ ��� ��������

�-�-� 5&���� ��� &���� ����

.8�(�9 /! ����� ������� ���"�� �� ��� �� � 4!�� ������ ��� ������� ������ ��� ���� ��� ��� ������ $52"������� *�� 4!�� ������ ��� ������ ������ ��� ��� ������ 1 !�� �� �������� ��� H �5 ��� ���� ��� 'O"����� ��� �� ��� ���� ��� �������� *��� ����� � 4!�� ������ ��� � �!�� ?�O ���� �� ����� H= ����� �� ��� ���� �� ��� @=">�3 $52"##&& �� R@NS� �� ������� � H �5 ��� ��� ��� 4!�� ��� ����� ��� �� @= ����� ��� ��� ��������� ��� @=">�3 ����� �� R?NS� *�� ������� �������� � ��� $52"������ �� 6���� ����� � >������� !�� �� ��� ������� �������� ��� � ����� � �����1 ���� ������� �� �"���� � ���� �� ������ !����� ���� ��� �"���� � ����� *�� ����"��� �� ��� 4���� ��� ����� <= �5 �� -4 ��� ?�?.� ������� �������� ����� -�O�#.��� �� !����� =�? ��� @�= �� �������� � ������� ��������� *�� ��������������� ����� ���� �� ���� � ���� �������� �� H"I ��1 ���� ������� ��� ������ ���� ������ ��8� ����!�� � ������ ��� ����� ������� *�� ������ ����� ������������ ��� ��� $52"������ �� �� �������� �������� �����1 �� ��������� ����0���� !������� ���� !� �������� ��������� �� ∼<== � �������� (#� -������������� � I�N ��L��.� *�� �������� ��� ������������ �� ���� � ����� ������� ��� �� 4 ��� ?�K ��� ?�N� *�� ����� ���� !������ ��� ��� �������������� ���� ���������� ����� ��� ������� ������� �� ? �� �� 4���� ��� � >��������

IK

�� ��� ?�I/ &�"������ � ��� ������� @=">�3 $52 ��� �� ������ ��� ���##&&(+�H"���� �� *���������� �� A= �� ���� '������ ��� ��� ������� ��� !�"���� � ����� �� ������

*�� �������� ��� ��� ��������� ��"����� �� � ��� ���� ���� ��� ��� ���������������1 4 ��� ?�J� �� �0������ ��� ������� ��������� � �� ���"�� �� ��������� �������� ��� ���� �0���� ��� � ��� �� �"���� � �����

������ �������� � ��� �!��!�� � ��� $52 ����� �� �������� !� ������� � ��������� 2�"�� ��� ��� � ��������3�� -2( (#2<=.1 ���� �� �����4�� ���� <"@= >�3 ���������� ��� �����4�� -'����0 '5#=<@==H=H=1 ��� H= �51 �@�5/H= �5�1 ,� I�5.� � @ �5 ��������� �� ������ ����� ��� �����4�� �� ��������� ����� ��;������ ��� ��� ������ , ���� � �� 2�"�������� ���� !� ���� ����� "N�5� ������ *�� �������� ����� !� ���� ��� ��� �� ������ �� ��� ���� ��������4�� ����� ��� ���� � ��� ������� �� H= �5� ����� ��� �� "N �5� ������O��� ��� ��� �� ��� ��!�� �� �� ��� ������ ��� ��0���� ��� ��������� � ����!��!�� �� AN �5�� �����1 � ��� � ���� ��� !� ��;����� -(@@ ������������� ���� ������ �� @= >�3 ��� <= Y ��;�����.�

* !���� ���� ��!��� ������ ��� � ���� ��� �!��!�� ���� � ������ �!� ��������� � "?"-"I. P -�� AN�5� ��� ��� "�"��� ���� � ��� �� @?�J P� ��?= Y � ���� ��� �� ���������� ��� ��� �!��!�� ���� ��� ���� � ��� � ����!��!�� ��� !� �!�� a"< P.� O��� ��� ������ �������� ��� ������ ��������������1 !�� ����� ��� ��� �������� !������� �� ������� !� ��� ����� ������� ������� ����� �� ����� H�? �� -����� <== � (#�.� *�� �������� !����� ������� ��� � � ���� �� ������� ���"�� �� !�� ��� ��9������ �� �� ��� � �������� 4���� 6���� ��� � � >����� � �2+> ����������� �� �� �� �� ��� ����������� ��� !��� ������� ������� ��� ��� ��������� �������� ��� ��������4��� �� ��� �� 4 ��� ?�@= ��� ?�@@� *�� �O�# *5� �� ���� ����� �� =�H<1��� ��� ������ � ��� ����� ��� �������� ��� ���� � ������

*�� ��������� ����� �� ��� ��!��� ���"�� �� ��� ���� ������ ��� �� �

IN

�� ��� ?�K/ (������� �� ������� ���"�� �� � � $52"##&&� >��� ������� ��@<= �� ��� �!��!�� !��� �� "H�= P�

�� ��� ?�N/ ������������ �� ������� ���"�� �� � � $52"##&&� >��� ���"���� �� @<= �� ��� �!��!�� !��� �� "H�= P�

IJ

�� ��� ?�J/ (������� �� ������� ���"�� �� �� � ��"##&& ��� ��� ���� ����!�� �� ��� $52"##&&� ,���� ��� ��9����� ������ �� ����� �� ���� ���������>��� ������� �� N= �� ��� �!��!�� ���� � �� "A�K P�

1542 1544 1546 1548 1550 1552 1554 1556 1558 1560 156210

−4

10−3

10−2

10−1

100

Retrived spectrum

Wavelength / nm

Opt

ical

spe

ctru

m

1542 1544 1546 1548 1550 1552 1554 1556 1558 1560 1562−10

−8

−6

−4

−2

0

2

4

6

8

10T

imes

hift

/ ps

�� ��� ?�@=/ (������� � � ��!��� ���"�� �� $52"#&&&1 ��������� ��� �2+>"������������

K=

−15 −10 −5 0 5 10 1510

−4

10−3

10−2

10−1

100

Retrived field

time / ps

Inte

nsity

−15 −10 −5 0 5 10 15−10

−8

−6

−4

−2

0

2

4

6

8

10

Wav

elen

gth

diffe

renc

e / n

m

�� ��� ?�@@/ ����� ��������� � � ��!��� ���"�� �� $52"#&&&1 ��������� ����2+>"������������

����� ���� , �2+> ���� !� ������� ��� ��� ��������� ����� ����� ��������� �� �� � ��� ��� ��� �$��"��� -���� ��� ��� ��������� ��������� ��� ������ �� � ��� �����1 �� � ��� � $52.� �� ������������ ����!� ��������1 ��� ��� ������ �� ��� �� 4 ��� ?�@A1 � ����� ��� ��� ���������� ��� ��� �������� ����� 9 ���� � ��� � ������ �� ����1 ���� ��� �������� ���������� ��� ��� ������������ *�� -�����������. ����� ����1 A�@ �� ��4���� ��� � �����!��� ������1 �� ������!�� � ������� !������ � ������� �����-('++�I. ��� ��"������ ��� �� R<JS�

*�� ��� �������� ���� � �� ��� $52"������ ��� �������� �� ��� 2�"��������1 ��� ������������ � ����� %����� ��� 2�, ��� !� ��������� �� ������?�A�A�

18�(�9 : ��� :% ����� *�� ������� � ��� �������� M$ ��� MO -('++�I]@.������ ��� ��������!�� ��9����� �� ��� ������� ��������� O���� ��� ��������� ��� <=">�3 MO"������ -4 ��� ?�@H. ���� ��� ���� �������������� !��� ���������� ��� @=">�3 ��"����� ������� -���������� �� ��� �"���� ������� ��������.1��� M$"����� �������� -4 ��� ?�@<. ����� 9 �� ������� �� !����� � >���������� �����!��� ������ �� ��� ���� H �������� *�� ����� �� ���� ��� �� !��� ��"����� ����1 !�� ��� ������ �� ���� ��� MO"������ ��� ��6���� �0������ ������ 4������ �� � !� ���� �� ����� ������ �� 4!�� ����������� ��������

�-�-� ���� ������������

;,-,-,. ��������� �����'�� ��� ������� �����

����������� )���� ��� �����* ��������� ���� ��� !� ���������� ��� ���"����� �� ��� ����"����� ��� � ���� ��������� -������� ����.� *�� ������� ��

K@

�� ��� ?�@A/ (������� ��� ������������ ��� ��!��� ���"�� �� � � @=>�3��"##&&�

�� ��� ?�@H/ #��"�� �� �������� ��� ������������ ��� � @ MO ����� ���"���� �� ∼<=>�3�

KA

�� ��� ?�@</ ������� ���"�� �� �������� ��� � M$ ����� ������� �� ∼<=>�3�>��� ������� �� K? �� ��� �!��!�� !��� �� "?�I P�

��� ���� ��8� ���� ��� ���� � ������ ��� ����������� ��� ���� ��� ����"������� ���� � ����������� ����� ��� ����������� �� ������� �� ��������1 ��������� ���� ����� ���� ������ ����� !� ���������� ��������� ������� � �����8�� ��������� � ��� �� �� � ��� ����1 ���� ����� ���� ��8� ��:���� � ������� ���� ��!��� �� ����� �� ���

&��'���� ������ )!& ������ ��� �9��* �� ������!�� !� �6����� A�K��� ���� � ���� ����� ��� ����� �������� ��� � ������� -�������� �������. �����"����� ��� ���� �� � � ��� � ��������� ��� ����� ����� ����� �� μ = 01 ������ !���!���1 ��� ���� ������� � ���� ��������� ����� *��� !���!��� ���� ��������� �������� �� 2������� ��������� ,��� -2�,. R<HS ��� �� ���������� ���� ��������� *���� ��� ������� ������� �� �������� 2�, �� � AA >�31 ���� ����� �� K==== &� ����� �����3��� *��� �� �� ��������� ������

;,-,-,- ��������� �����'�� ��� ����� ����� )����� <���*

*���� � ��� ��� ���� ������ �� ��� ���������� �� ���������� ����� ������� ��� ������� ���� �����1 ��� �����"���� ����� ��� ��� ������ ����"��������� ������ *��� ������ ��� ������� ��� ������� �� ��� ���!�� � � ������ ������ �� ����1 !�� ��� � ������ �������� � ��� �����"���� ������6��1 ��� ��� �0���������� ���� !������ ��� ���� ������

���� ��� ����� � ���� ������ *��� ����� ������������ ��� � ������� ���� -���� ���������. 9�� ���� ��� ������ ������ � ����� %����� � � ������� ��� ���� ������ *�� �������� ����� %����� �� �������� -��9������ !���������� ��� ��������. ����� ��� ��� �� ���� � ��� �� ��� ���������� *�� 4������!�� � ���� ����� �� ��� �� � %����� � ��� ������� ���� ������ -������ ������ ��� �� ������.1 ���� �� �� �� ��:���� � ������� ����� ���� !�� A==��1 ���� �� ��� ��� �� %����� � ��� �����"�"���"��� ������� ����� *�� ��������!�� �� ��� ��� � ���6����� ��������� �!�� ��� ����� *��� � ��������

KH

�!�� ��� �� �� � ���� ��� !� ����� � ������� ���� ����������� ��� ����� �� � �� ��� ���� �� ��� � ��� ���� ��� ��� 2�"������� � ��� �������������� ��������

# �� ����� ����� ����� � ���� ������ �� ������ ����"��������� �� ������������ � � ����� ��� ������ ����� ��������� !� � ������� �����1 ��� ,1� ���� �����1 T = N · TR1 ���� ��� ������������ ��������� �� ������� A ����� ��������� � ��� ����� ��� ������� *�� ��������� ���� � � ����"���������������� ��� ��� ������������ �� � ������ ������� � ��� ����� %����� !�������� � ������ �� � ���6����� ��� � � ����0������� @L<* � ∞ �3 ��� �� ����!� RJ<S

σpp =√

σ2XC − σ2

AC -?�A.

���� σ2XC �� ��� �������� � ��� ����"��������� ��� σ2

AC �� ��� �������� ���� ������������� *�� ������6�� �� ��� ������ � ������� %����� !����� ���������� � ���� ���� -����� ����� � �� � ���6�����. ��� �� �"��������� ���� ������1����� ��� ����� ��� �� ������ �� �� ��� �� L(T ) = c/ngN · TR� �� � @=">�3����� ��� @=== ���� ����� !����� ��� ������ ��� ����� ��� �� �� ��� �� H= �1���� ��� !� � ��������� ��!���� *��� �� ������� ����� !� �������� � ��� �4!�� �� �� ��� � ��� ������������ * ��������� �� ��� !������� ��� ���������� �� �� ��������� � ������ �� �0��� ������������ ����������� ������ 4!�� ��� �������� !���� ��� ������������ �� ������ A�H �� �� �� ������� �� ������ ����������� ������� ��� ����� %����� ����� !� ���� ������� � � !������� ���� !� ��� ��� "������� �"���� 4����� *�� %����� ���� ����"��������� �� ���� ����� �� � � !������� ���� !� ��� ����� flow =1/4NTR -�� �� ��� �0����� � ��� @=">�3 ����� ��� ����� ��� �� � H= � ������������� � flow = 2.5MHz� (��� ������������1 ��� �� � @=== � ����� ��4!��1 ���� !��� �������� !� ���� �� ��� RJ<S � !�� ��!��� ��� ������� ���"�� �� ����������� ������� ��� ��� ������������ �� ���� !� ���� ���� ���������� %����� ���� � ����� �� -������ �������� ��� ����. ��� ���� ����������� ��������� �����1 ���� ��� ����� %����� � ��� ��!��� ���"�� �� ����� ��!����� !� ��� ������� ���� � ��� ���������� ��������1 ��� �� � ������� ������ ����� RAK1 <@S� ���� ��� ������� ��� ������������ � ���6����� ����������������� -��� ��0� ���� ����. ��� ���� � � � ��������

&��'���� ������ )�����������* *�� �"������ �����"���� ����� ��4��� ��������� !� �� ��� &���� �� @JNI R<=S� ������� � �������� ;��������� ����� ���� ����� �� �������� ��� ��� �������� � ��� �� �� ��������� -��� ������A�A �� � ���������� ��������� � ��� �����.� *��� ���6����� ����� ������6����� ���� ������� ��1 ���� �� ��������� �!�� ��� �� �� � ��� ����1 ��� � ����� ���� ;� -�� � ������� ��� �.� *���� %����� �� ��� ���� � ������������ � ��� !� !������ !� ���� ������6�� RHJS�

*�� ����� ����� �� �������� ��� � ���� ������� ��� ��� ������� ����"���� �� �������� ��� �� ���������� (������� �����3�� -�(�.� � ��������� � �������������� ���"�� �� ���� �� 4 � ?�@?� *�� ���� ����� ���� � ���� ����� ������������ ���� ��� � ��� �������� ��������� � ��� ���� ���� ��� � ������������ ����� ;��������� -%�����. �� ������� �� ������� A1 ������ A�A� * ����������� � �����!�����1 �� ����� ������� ���� ���� ��� ���� ����� ������� ��� �1

K<

����� ��� ����� ���� ��������� ��� ��� ������� ���!�� �6�����1 �6����� A�K�*��� ��� !� � �� � ��������� ��� �� �� �"��������� ���� ������ �� @= >�3 ������������� �� <= >�3� �����1 ������� ���� ��� ��������� ���� �� � ���������� ��� ����� ����1 � ��� �� � �� ����� ����� ����������� � ��� ����� %�����!� ������ ���� ����� ��� ���� � ���� ����� ��� ����������� ���6������ *��� ����� � ��

22/50 GHz

Spectrum Analyzer

Laser

10/40 GHz

synthesizer

�� ��� ?�@?/ �!����� -������. �����"���� ���"���

� ��� � ���������� (������� �����3���/ *�� �������� �(� �������� ���� �6�������� � ��� ��� �������� � �� ������ *��� �� !������ ��� �������������3�� �� ����!����� � ������� ����!��� ��� �� ����� O��� !���!��� ������ ��� �� ���1 � �������� � aA �5 ����� � !� ����� RJ?S� ��� �1 ���� �� �������������� ��� �������� � ��� ��������� ���� ��� ������� ��� � ��� 2�"��� "��� ����� �� !� ��������� �0���� �� ���� �������� ��� �������� ���� � ������� �������� ������� � ��� ������� ��� ��������1 SF 1 ��� ���� � ��� ����� ������������1 SJ � (���� ��� ����������� ������6�� �� ������ ��� ������� ����������������1 � ��� ��� � ��� ������ ��� �� ���1 ���� �� ��� (�� ��"����!���-((5. �����"���� �������� ������� L(f)1 ��4��� �� ��� ���� � ��� �������� �����"���� -����� ���� �� ������ �����"���� �� ������� ���������� ����� ��� ����� ��������� � ��� ���� !� φ = ωt1 ��� Δφ = ωΔt. �� @ �31 Pn(f)(1Hz) � ��� ����������� ���1 Pc �� �� 9��� ���6����� f �

L(f) =Pn(f)(1Hz)

Pc-?�H.

*�� ����� �������� ������� ��� ����� ���� �������� ��������� ��� ������� ���� �

SJ =(

12πfR

)2

L(f) ��� fr !��� ��� ��������� ���6������ *�� 2#( ����� %�����

�� ���� !� -��� �6����� A�J ���.

σrms(flow, fhigh) =1

2πfR

√∫ fhigh

flow

(L(f)l + L(f)u)df -?�<.

K?

���� ����� !�� ��� �����1 Lu1 ��� ���1 Ll1 ����!���� ��� ������ ��� ������������ ��� ��������� ����1 ����� �� ���� � �� ���� ��� ��!������ � ��� ���� R<@1 <HS�

2�������� ������ *�� �������� �����"���� ����� -��� ��������. ���!� �������� � 2#( ����� %����� !� �6����� ?�<� *�� ���� ����� %����� �� !������!� ���� ����� � ��4���� -��� ��� �����Z. !�� �� �� ���� ��������� ��� �� �� ������������� P� ��� &���� �������� ��� ���� �������� ��� � � ���6��������� ��� � �� � ���6����� ���� ��� ���� ����� !� �� �� ��� ��0���� ���� ���������� ��� H �5 !������� � ��� � ��� �� � ���6����� ������ ����������� ����� ���� ���� ����� ��� � �� @== �3 � @= #�3� �����1 ��8� �0������������� ���� ������ ������ � �� ���� ���� ����� � ������� ���� �������� �� '���� �� ���� ����� ��� � ��� ����� ����� ��� ���� �� � ��������� ��� ������������ +� ����� ��� ����� ��� � �� �� !� ������� !� ��� �6��������� ��� -��� ���� ���� ����� !� ������.1 ������� � � �� � ����� ��� ��� !� ��� ����������� � �� ���� ����� ���� ����� ���� � ���6����� %����� ���������� ��� ���� ������ �� ��� ������ ������!�� �� ���� ������ ��� �������� �������� ����������� � ���� ������� ��� ����� / @. ��� ���� �� � �������������� �����8� � ���� ��� ����� !� ��� ���� ���� � ��� ��������� ������� ��� ���6�������1 A. ��� ���� �� ��� "������� ��� �����L'2"������� ��� ��� ��%����� ��� ������ ��� �� !�� ����� �������� ����������� �� ���"�� �� ������ ����� � ���6����� %����� �� ��������� �� ������� ����������� ��������� �� � ���,�6���� ���6����� ��� ���� RA?S� #������� ����� %����� �� ���� ������ �� ���������������� � ��� ���������� ���� ����� ��� �� �� ���������� ��� "������� ����!� ��� ������������ *�������������� V��� �� >�NA?@�

*�!�� ?�A/ �*V"* %����� ����������� 4���� ��� �� �� ���������� '2 RHNS� 2�� �� ���3� #�������0�� � @=">�3 ����� ��� ����� � <= >�31 ������� �� � �������������� ��� %����� ��� � ��� !� <�

&��� ���� 2�� � = 2�� � @ 2�� � A 2�� � H

@= >�3 XA= A= "N=# <#"N=# N=#"?><= >�3 XA= A= "HA=# @I#"HA=# HA=#"A=>

;,-,-,+ ���������� �� ����� �� ����� ����� �����

.8�(�9 :%� ����� $�� ��=���� ����� �� $� � &� �������� ���"�� �� ������ ���� �� !��� ��� �� � ���� �� ��� ��������� %����� ���� ����� �0���"��� ������ ����������1 !������ � ����� �� ��� ������ ��� R<KS� ����� ���� �� ��� �������� ���������1 !�� ������ � ��������� � ��� ���� �� O���� ��� ���� ������� R<KS ��� ����� K�? ����1 ��� ���� ����� � A"H ���� RH=S ��� !� �������� !������ ��� ���!�� � 6������ ����� *���� ������������ ����� � ���!������� �"���� ���� � � ��� ������ �������� �� ������ ��������� !� ����� RJIS ������������� �� ������� H �� ���� ������� *�� � �������� ������ ���� �� ����0�"���� ��������� ���� � @= >�3 ��� ��� <�A? �� �� � *��� ���� ��� ���� �����0�-('++�I1 ��� ������� H. �0���� ���� ���� ���� �� � � MO�� *�� ������ �����!��� ���"�� �� !� �������� ��� �������� !����� �!��!��1 �� ���� ���� ������ �����4�� �� ��� ��� �� ��NIKH' ��������3��� *�� ����� ����� �� �������� ���� AA >�3 �� &� ����� ������ ���� ����� �� ��� ��K==== &� ����� �����3��1��� �������� ��� �(� -�� ��� ?�@?.�

KI

*���� ������������ � �����"���� � ���"�� �� ������ ��� ��������� �� 4 ���?�@I� +�� � �� �2"����� A"MO ����� ��� � � � @"MO ����� ��� ��� ������2"����� -�2"����� �� ? Y �� ���� ����.� � ����������� � ��� ��������3������ �� ��� ��������� �� ���6������� ��� ���� @ #�3 ��� �������� ���� ���������� ���� !� ��� ����������� ��������3�� ����1 ���� ��� ���� ;� �� ��� ������ �� ������� #�3� ��� ��� ���� !����� ����� ���6������� �� �� ����� ���� ���0������ ��� ��� ���� � ������������ -��� H. ��� @"MO ������� �0��!�� ���� �������� ��� A"MO ������

���� ����� ��� %����� ������� � �� ������� �����4�� ������ ��� �� �� @= >�3-A= "N=#.1 ��� %����� �� N@ �� �� ��� �2"����� @"MO ����� ��� @@= �� �� ��� A"MO������ ,1 �� ������ �������1 ������� %����� ������ �� �� !� ��:���� !������ ����� �� ��� ��� ����� ������� ��� ���� ���� ������� ��� ������� �������� ����������� ���"�� �� ������ � 4�� ���� ��� ������ �� ��� ����� ������ �������� � -A"MO/ "@A? �5�L�31 @MO�/ "@H=�5�L�3. ���� ��� ������� ����0������"������ ������1 ���� ��� ������� � ���� ��� ���� ���� �������������� ��� � � ��� �� ��� �0������ ������� *�� ���� ����� ���� ������� ������� �� �0������"������ ����� � ���� ��� � �� ���� � �� �� "@AH �5�L�3 ��������� RJKS�

���������� �� /!� ���� ��� &#� ���� � .8 (�9 *�� ���� ���"�� ������ �� ������!�� �� ��� �������� ���� ����1 �0���� ��� ��������3�� �� � �2���[(�����3 (#2<=1 ����� ��� ��NIKH' �� �� ������!�� �� ��� ���� ���� ������������ *��� ��������3�� ��� � ������ ��� ���� �����1 ������ ���� ��� ���� ����� ����� %����� ��� !� ���1 !�� �������� ��� �� �"���6��������� �������� ��� ����� ������ ��� ��������� �!�� ��� ��������� ����� ������� ��� !� ���� �� 4 ��� ?�@K ��� ��������3�� �����!���� � � �� � �"���6�����%������ *�� �!����� %����� �� ��� $52"����� �� A?= �� ���� ��� %����� �� @NK ���� ��� ��������� ��"������ �� � ��� ��� ��� ���� � ��� ������ ��� ��������� �"���6����� �������� � ��� ������ !� � �������� ����������� -��� ���� ���� . ����� "@A= �5�L�3 �������1 �� �� ��� ���� ��� ��� $52"�����1 ��������� � @<A ���*�� $52"������� �� �� ��� ��� ���� 9 ����� ���� �� ��� ��"�����1 ���� ���!� ����������� � ��� ���� � ����� ��������� �� ������� H� *�� �0�������� ������ ��� ����� �� -� ������ �� ����. � ��� ����� �

*�� ����� ��;�������� ���� �� ���������� � !� ��� @= Y �� ������� H1 ���������� �� ������ ?�@ � !� @Y� '������ ��� ��� ?Y ��;�������� � ��� ��"����� ���� ��� ����������� �� ��� ����/ ��� ����� �������� ��� ���� ��� �����������������1 ���� �� ���� ��������� ��� ��������� ������� �����1 ����� *�� ���"�� ��� ��������� �0��� ��� !������ � �������� ���� ��� �0��� ��� ���� ������������ !� ��� ��������� ������ � ��� VP"������ �� ��� ����� !����� ������ � ����� ��� �������� � *�� �������� � ��� $52"����� �� ?K �� -����� 4 ��� ?�I. !�� ��� ��� ����������1 ���� ��� �������� � ��� ��"����� �� <=�� -4 ��� ?�I.� (����� ��� �����"���� ������� -∼"@A?�5�L�3. ���� !��������� ��� ��� $52"���� ������ !�� �� ��� ��� � �� �� ������1 ��� ��� ������ ��������� ����� � �������� � ��� ������� ��� ��!��� 2�, � ��� $52"��������� ��"����� ��� !� ���� �� 4 ��� ?�@N ��� ?�@J�

�� �������1 � �������� � ��� ������� � ��� $52"������ ��� ������� �������@=">�3 $52 ##&&� ��� � ������ �� ���� � @??= �� �� 6���� ������!��� *��4��� ������� �� �������� ������ ���"�� �� ����� ��� �� ���� ����� $52�� !� ������ �� ��� RI?S� *�� ��������� ���6����� �� N�@ >�3 ��� ��������"

KK

�� ��� ?�@I/ (�� ��"����!��� �!����� ����� ���� �������� ��� ���� ����� ����� %����� �� @= >�3 ���"������ ������� *�� ((5 � ��� ��������3�� �� ��� ������

KN

�� ��� ?�@K/ �!����� ����� ���� ������� ��� ���� ����� 2#( ����� %����� ��$52"�����1 ��"����� ��� ��� ������ ��������3�� -2[( (#2<=.�

KJ

������� ������ � A= �� ������� �� �������� ,������ ��� ����� ���1 ����� ���� ����� ��� �������� *�� ����� � O�!�� �� ��� R?NS ��� � ������������� � J�J? >�3 ��� � *5� ���� ���� =�< -�����"������ ������ ��� �������.�*�� ������ ��� �!�� N �� ��� ��� ����� � ����� ��� �� @ �O� �������1+ ��� �� ��� R@NS !������ I�@ �� �����"������ ������ ��� � *5� � =�HN ��� �4!��"������ ����� ��� � =�@N �O� *�� ����� %����� �� ������ � !� =�H ��!�� ����� ������ ����������� ����� � ���� ����� ��������� *�� ������������ ����� � ��� ��!������� ������ �� ���� ��%��� �� ��� ���� �� R@NS1 ���� ���-�������� ���������. ������ ��� ������ ���� �� ��� ��� ����������1 ��� ��� �������� �!�� ��� � ������ ����� �� ��� ���� �� R?NS ��� R@NS� ��� ��� ���������� ����� � ��� ������6��� ������!�� �� ������ H�A�A � �� � ������� $52 ��� ������'�������� ��� ��� ������� �� � �� ����� ��8� ���� ��� ������!���

�� ��� ?�@N/ '������� � 2�, ��� ��������� ���"�� �� $52"##&& �����"##&&� 5�� ��� !����� �� ����0������� ���� ����� ��� ���������

���������� �� : ��� :% ����� � 18 (�9 M������ �� ������ ������������ ��������� �������� ����� ��� ���� ����� � ������ (������ � ��� ���������������� �� ���� ������ 4� ��� ��� ��� ���� � ����� �� �"���� ���"�� �������� ��������� �� ������� H� (�� � ���� ��� � ��9�������� ��� ��� �������� �� !����� �� � �!�� ��������1 �������� �� �� � ��������� ���� � ��� ����������� ������ �� ��� ��� ������� & ��� ��������� ��� ��������� ����������� ��� � � ����� ����� ��������� ��� ����� �� ��� �� ���"������� +���� �� ����� ���� �� � ��� �!������ ��� ��� �� �� ��� �!��!��1 !������ �� ��� ��4������ ����� ��� ������� 6������ ��4��� (��� �9��� -M'(�.1���� ������� �� �� �!��!���� *��� ��������� ��� �9���������� � � ����"������� ����� �9��� -�2"����� . ��� ��������� ��� ����������� � ��� ������ �������� ��

N=

�� ��� ?�@J/ 2�, ������� ��� ��!��� ���"�� �� @=">�3 $52 ��� �� �������

��� !������� ��� ����� ��� �������� ��� ��!��� ���"�� ��� *�� ���M'(� ��� ��������� ��� �������� ����!������ ���� � ������ � <= >�3 M$"����� ��� � <= >�3 MO"������ 5�� ������ ��� �!�� @ �� �� ��� ��� ���"��������� ��� ���� �������� �� ��� ��� ��� �!��!�� �������� *�� MO"����� ��� ���('++�I �����0� -������� H.� *�� M$"�������� �� �� � �� >���"��!���������� #������� 5��� �����0�� *�� ������ �� �� ������� � � ���"��� ���� ���������� ���>�1−x�� M$ ������ �� � >��� ��� ���� ��� ���#�$>��#%$�� ������� ������� *�� ����� ��� �� ������� ������ �� � ∼@AN= ��� 5��� ���� � �����9������� ���� ���� ��� �������� � ��� �� ��������1 � ��� ����� �� � �� � �������� � ��� � ������� 5�� ������ ���� �2"����� ������ �� � ����"������� ����� �9���1 ���� ��� ����� ������ ��� ��"�������� *�� ��� �� � ����!��!�� �� @== μm �� !�� ������ *��� ��� ������ ��� !���� �� ��� �����������

*�� �������� ������� � ��� M$"����� �� H= �� ��� ��� ��� ��� �������� !�����1 ���� ��� �������� � ��� ���"����� MO"����� �� K ��� 5�� ����� ������ � � ��� M$"����� �� H ����� ���� -I μm. ��� �������� ������� ��������� ���6���� ������� -H?= ��� ?== �L���. ���������� �� � �� � ��� ������ ��� �0������ ��������� !� ��� ��!����� �!��!��� , ���� � ���� ��� !�� ���� ������ ��� ����� � ���� � � �� ��� ���� ������������� +������� ����������� 6����"�������� �� � �����"���� ��� � �� �� ��� 2�"�������� �������� �� ��� ���������� -����� � ������� ���������� � � ���� ��� ������� �������� �� ����.�

�� ��� ?�A= ��� ��� ������� ���"�� �� 2�"������� � ��� M$ ��� @"MO������1 ���� ��� ������� �������� ��� ���� �� ��!�� ?�H� ��8� ����� ���� ��� ����� ���� ����� ��� M$"����� ��� ���� ��� ���� �� ��� @"MO �����

& �� �� ��� ������� ((5"�������1 ?�A@1 � 4�� ���� !�� ������ ��� 9��� � A= �5L������1 �� ������� � ������� ��� ����� R<@S1 ����� ��� � A= �5��9������ �� ��� �� ������ ����� ��� M$ ����� ����� ��� ���� ;� -���� �� �� ����� ��� M$ ����� !������ � ��� ��� ����� � ���.� ���� ����� ��� ��������

N@

�� ��� ?�A=/ �(�"����� ��� ����������� ��� ��� ���� � ���� �� ������� ���"�� �� <=">�3 M$"����� ��� @"MO ������ * ��� ��� �������� � �������� ��� �"���� � ��� ��� ������ ���� !��� �������� !� ������� ��� M$"��� 7 �5�

������ �� ��� �*V"*"�����4�� !��� @I"HA= #�3 -��� ��!�� ?�A. ������� �� � ����� %����� � A@J �� �� ��� M$ �����1 �!�� I ����� ���� ���� ��� @�H �� � ��� MO"������*�� %����� ����� �� ��� M$ ����� �� �������� ������������ ����� ��� ���� ;� ����� ������� �� @== #�3�

�� ���� � ���������� �� ��� M$ ����� �� � ����� �!�� !����� �������� ��������"���� � ��� ���� � ��� ���� � �� � ���� � ���� �������� � ��� ������ ��� �� ��� ���� ���� �� � � ��������� ������� ��� �������� ��� �����*�� ������ ������ ��� �� ����0������� ��� ���� �� ��� � ������ -���� ���������������.1 ��������� ���� ��� ��������� ������� ������ ��� �������� ����� M$"������ ���� � ���� �� ��� �������� ���� ������� ��� ��������� ������� ���������� ��� ��� MO"������ *�� ����� ���� � �� �� ����� � ��� MO"���������� �� �� ���� �� ��� �� ��� ���������� ����������� ������� ���� -���������!� ��� �������� ����� � ����� ��� � A= �O �� ��� MO"����� ������� � K�O �� ��� M$"�����.1 ���������� �� �� ���� � �!�� ��� ����� ���� � ��� ��������� ��� M$"����� �� H ����� �� !��� �� ��� MO"������ *�� ����� ������������� � ���� �� ��������� ��������� � ��� ��9�������� ��� ��� ��� ��4����������� ��� ��!�!�� !� ��� ���� �� ���� � ��� M$"������ *��� ��� ��� ���������� ��� �� ��� �!��!�� ����� ���� ����� !������� �� ������� �� ��� ���������� ������� ��� �������� 6������ �:������ ��� ����� � ��� �� ���� ��� !� ������ ��� ������� ��� ����� >�������� �� �� ������ �� ����� ��� ��"��������� �������� ��� ��� �:������� *�� �������� �:�������� ���� �� !������������ ���������� ��� ����� ����� ���� !� ��� �� ��� M$"(+� ������!�� ����� ������������ � ���� �� � ����� !� ���� �!�� ��� V�������������� �!�� ��������� ����8� ���� � ��� ���� �������� �!�� ��� ����� ���� 6������� $������� ������������ � ��� �!�� �������� 6��������� ����� !�������� �� �� ���� � �� �����

NA

�� ��� ?�A@/ �!����� ����� ���� �������� ��� ���� ����� ����� %����� �� ����������"�� �� <=">�3 M$"����� ��� @"MO ������

*�!�� ?�H/ +������� �������� �� ��� ������� ���"�� �� M$"����� ��� ���������� @"MO"������&���� �� -��. P� -P. λ -��. Δλ -��. �&��� -�O.

M$ K? "?�I @AKN @�A ∼ 1@"MO @K? "A�K @?H@ A�A J

NH

��!��� ���"�� �� �� ��� �������� !� �������� ��� �!��!�� ������ ���� ������� *�� �����"���� ��� �������� �!����� 2#( ����� %����� �� ����������� 4 ��� ?�AA� ����� � ��� ����� � ��� %����� �� ��� �*V"* �����4�� ��� � A-A= �3"HA=#�3. �� � " @A< �� " ��8� ����� ���� ��� �����"���� �������� ���������� ��� ��������3�� ���� ���� �� ��� MO ����� �����1 ���� �� ��!�!�� ����� ��;����� ��� ����� � ������ �������� !�� ��� � ��� ���������� ������������������ � ��� ����� ���������� �� ��� M$"����� ��� �!��!�� �� �� ���� ����� �� �"����� ��������� � ���� ���� ����� �� ���� �� ���������� ��� ������� ��� ����������� �!�� ��� ����� �� ��� ���� ��� ����������� �� ��� MO"������ *����� � ����������� ���� ��� �������� !������� ��������!��� *� �� ���� ��������� ��� ��!��� ����� %����� ��� ��� M$"����� �� �0������� ��� ��� !� �0������� !� ���� ��� ��� � �� �"����� ���� � � ��� �!��!���

!����� ������������ ����� ����������� ���������� )� 18 (�9*

�������� ��� ��������� #��� � ��� ������ �� ���� ������ �� ��������� ��� ������ ��� �������� ����� �� ��� �������� ������������ ����� ��������4� ���"�� ���� ���� �� �� <= >�3 ������� ��� ��� ��� ��� ������ ���� ����!��� �������� ������� �� � ���6����� !����� HJ ��� <= >�3�

2������� ����� %����� � � ��!��� ���"�� �� ����� �� ��� %����� �������� � �����������3�� ��� �� �������� � � ������� ����� ����� �� �� ��� ���� � ��� ������������������ �� �������� ��� ��� ������ ����� ���� �����1 ����� ��� ������������� ������� �� � ��� �������� ������ *�� 4��� �� ��� �� � ��� ���� ��������8� ���"�� �� ������ ��� ���� �������� ����� ���� -����� %�����. ���������� ��� ��������!�� ��� ���� ���� �� ���6����� �����!�� ��������3��� ������� ������� � ���6������ �� � ������ �����"���� ���� ����������� ��� �������� �� ��������1 �������� ��� ����������� ���� � ��� ��"����� ��� ��� 2�"��������� *�� �9��� � ���� �� ���� ���� �� ������ ��� ��� ����� ������ �� �� ��!� �������!��� , ����� ����������� ��� !� ��� !���� � ���� ������������� ����� ��� !� ��:���� � ������ ��9����� ������ -���������� �� ��9����� ��������3������� !��� ����.� *��� �� ������������ ���� �� � 9��� ���6�������1 ��� !�� @#�3 -��� 4 ��� ?�AA.� � �� � �� ����� ���� ��!��� �� � ��� ���������� �� �"���!����� ��� �� ���6����� ��������� �� 2�"������ �� � R<H1 JKS �� *��� �� ����!���� �� ���� � ��� � ����� ��� � � ��� ����� ��������� ���6����� ��!���� ��� ���0��� ������ ��� ��� �� �� �� �������� ����� �� � �������

*�� ����� ������� � �� �������� � ��� ���� ;� � ��� �������� �����3���5������ � � 4���� ���� ;� � �������� �����3��� ����� �� � ������� ���������� � �� �� �!����� ����������� � ��� ����� ����� *��� ������� ��� � ����������� !�� � �� � ��� �� ��� -������� �������� �� ��� ���� � ���� ������. ������ � ��� ����� *�� �������� ����������� ������ ��� �� ��� � !���!���1�� �� �� ���� � 4���� ��� ������� � �� $' -�� � ��� � !���"*.� +��� � ������� ��� ��� ��� -�����. ���� �� !���!��� � ��� ���������� ��1 ��� ��� ���������� � �� � ���� !� ��� ����!�� ���� ��� ����� ��� ��� ��!������ � ����������� � ��� ���������� ��� ��� ������� ��� ���� -��� �������0 5 �� �������������� �!�� ��� ���������� � ������� ��� ��� ����.� *�� ������� ��� � �������!����� �� ����� �� �� � ���6����� 9����1 ���� ��� ���� � ��� ���"�� �� ������������ ���� � �� f� -4 ��� ?�AH.� *�� ����� ������� � �� ���� �� ��� ������������������ � ��� �����1 ������ ����������� �������1 ��� �� ���� ��������

N<

�� ��� ?�AA/ �!����� ����� ���� �������� ��� ���� ����� ����� %����� �� ��!������"�� �� <=">�3 M$"����� ��� @"MO ������ *�� ������� �������� ��� ������ ��!�� ?�H�

N?

�� ��� ?�AH/ '������� � ������ ��� �������� ����� ���� ������������ ��� ������� @"MO ����� ���� -��� ����0������� ��� ���� ������� ��������.� ��� ���6������� -X@#�3.1 ��� �!����� ����� �������� �� �������� !� ��� ����� ��� ��������3��1 ���� �� ���� � ���������� �� �� � 9��� ���6������� -\@== #�3�� ��� ���� � ���� �����.1 ��� �������� �����3�� ���� ��� ��� ����������� �����1�� ���� ���� "@A? �5�-@�3. �� !���� *�� �!����� ����������� �� �������� ����� � ����� �I?N? (��

NI

!� ��� 2�"�������� ��� !� ���� �� !� ��� '2"�������1 �� ��������� �� ������� A1��� ���� ��� �������� ���� �� �������� � !����� ������� � ��� ���� %����� ����� '2�

(��� �������� ������������1 �� ������!�� �!��1 ���� !��� �������� !� ���"���� ���"�� �� ���� �� ��� ���� RJK1 JN1 <AS �� � ��������� ���6����� � @= >�3� ���� � ��� ���� � ��������� � � � �� � � �������� �����"���������������� �� ���� �� ��� %����� ����� � (��� �� ��� R<HS� (��� �� ��� �� ���������� �!�� ��� ������� ��� � ��6���������1 ��� ����������� ���� � �� �� �!������� ��� � ���� ��� 4����� ��� ����!����� � ��� ����������� ��������������0 5 �� ���� ������ �� ���� � ��� � ��� ������� � � � ���� ����"������ �������� � ��� ������1 � � ����!���� ��� ������ ��� � � ������������ ������� ��� ����";�� �� <= >�3 ��������� ���� ��� ��:����� � �� �� ��� ����������� ��� ������ ��� ��� ���6����� -�� ����� �� �� ��� ���������� ����� �� �"���6����� ����.� *�� ���������� � ��� ����� ���� -� ��� ��0��. ��� �����0�� ����� ���� � !������� � <= >�3 ����� ��� ������ ���6����� <= >�3� ��� �� ���� ����� � ��� ���� ��������� ����� *�� ����� ���������� ��������� � !������� � A= >�3 ��� $'� ���������� ��� ��� ���������� ����� ����� ���� ��� �� ��� ���� ���� � �� � ��� � � ���� O� ���� ����� ��� �������������� � ������� � ��� � !������� ����� ��� <= >�3 ��������� ����� *���"������ M"!��� �0����� ��� HH � ?= >�3 -@K >�3 !�������.1 ��� ���� �� ���!��� � ����

Bias-T

50-GHz

photodiode

microwave

delay

Q-band

LNA

RF Q-band

mixer IF

LO

40-GHz

synthesizer

High power

RF amp

RF

Spectrum

Analyzer

V LNA

laser

Igain

Vabs

�� ��� ?�A</ 2������� ����� ���� ����������� ���"��� *�� ����� ���� �� ��� ����"��� �� ��� ����� ���� � ��� 2� ���1 ���� ��� ��������3�� ��������� �� ��� ��������� ��� ��� ���� � ��� &+ ���� P��1 �!��!�� $' ���� �F �����1 ��� �������F2�1 ���� ���6����� -�� ���.F &+1 ���� ��������F ��1 ������������ ���6�����F P1���� � ������ +��� ��� ��0��1 4��� &,� -M"!���. ��� ��� ������� ����� ������ ���� �������� -X@= �� �� ���� ���.�

��� ���� *�� ����� � ��� ���"��1 4 ?�A<1 �� ��� ��!�� !������� ��� ������0��� 5���� ������� ��� ��0�� ��� ����� �� ��� �� �������� !� �� ��"������

NK

��� ?=��"���������� �� � ����� ���������� ��� �� ����� ;�� ������� -=�=N�5L>�3 ��� 5O��' \?= >�3. �� ��� ���6����� ��� � � ��� ��������� ��� ����������� �������� � ���������� �� ���1 ��� �� ��� �� �� ��������� � �������� 5����������� ��� 2�"��� � ��� ��0�� ��� �� ��� �� �����4�� A< �5� *�� ��������� &+"�� ��� � ��� ��0�� ��� !� ������� �� ����� !� � �����!�� ����� �������1 �� �� ������!�� � ��� ��� � �� ���� �� 6��������� -�� � �����.� *�� ����� � �����0�� -$'"@K >�3. �� 4������ �� � !���!��� !���"*1 ��� ��� ��"����� �� �������� � ���� � ����� �� ���� � ��%��� ��� ����� ������� � !���� 6���������� *���� � ���6����� ���� -A= �3"@? >�3. ������ � � � !���!��� ��������4�� -���'/ H= �3L@A >�3. !���� �� ������� ��� (������� �����3���

*�� ��0�� ������� �� ����� ��������� � ��� ������ � ��� � ��"����� *�� ����������� ���� � ��� ����� ��� ������� ��� ��� ���� !��� �������� ���6����� ��� ��� ���6����� � ��� &+1 ±ωLO -�� ��� �� ��������.��� ��� &+"���6����� �� ��� ���� �� ��� ����������� ���� ��� �������� ������� !���!���1 ���� �� �� �� ���� � 4���� �� � ���6����� �������� �� ����� ��� $'"�������� *�� 2�"��� �� ������ !� �� ���� �� ���1 vRF (t) =VRF cos(ω0t + φ(t))1 ���� ω0 �� ��� ����������� ��������� ���6����� � ��� �������� φ(t) = (ω(t) − ω0)t ������� ��� ��� ����� -��������� � ��������� ���6������ �6���������� ����� . ������������ *�� ���� �������� ��� �� ������ !� � ����������� ��� �� ��%����!�� �����1 vLO(t) = VLO cos(ω0t + θ)� O��� θ = π/21 ������� � �� ���� ��� �� � �����1 ��� ����� �� -����� �"���� 4������ .

vif (t) = vRF (t) · vLO(t) =α

2VLOV RF sin φ(t) ≈ α

2VLOVRF φ(t) -?�?.

���� α �� ��� ��� � ��� �� ��� ��0��1 ��� �"������ ��0�� �������� ��������O� ��� ���� �� ����� ����� ��������� ��� ����� ���� � �� �������� ���������� ����� ��� ����� ��������� �� � ������� ��� 2#( ���� � �������� ������� � vif

��� �� �(�1 ��� ��� ��������� ��� ������������ �������1 �� ���� ���� α2 VLOVRF

-� � ��������� ��� �������� ������� � ��� ������ ������ ��� !� ��� �� ��"�����0 5.1 ���� � ��� ������ ��� �������� �������� ��� Sφ� *�� ������� Sφ

�� ��� ��!�� ����!��� �����"���� �������� -����� !�� ��� ����!��� ��� ���������!��� �������� ��� �������� � ��� ���� ���6�����. ��� � �� ��� ((5 ������� !� �1 L(f) = Sφ(f)/2 R<HS�

"���� 0��� �� �� ���������� � �� � � ���������� � ��� ���� ;� � ��� ������1����� �� ������ ��� ������� �������!�� �� ���� *�� ���������� ��� !� ���� ���������0 5� *�� ���� 4 ��� � ��� ���� ������ �� �������� !� ��� 4��� �����4��1���� ��� � ,� � ? �5 ��� � ��� � A< �51 ���� � ���������� ������� ���� ;�� "@IJ �5�L�3� *�� �����"���� �����!���� ��� ���"���� �� ��� ��������� "@IN �5�L�3 �� �� ������ ����� � ����� ��� � <�? �5� -A �� $'"�������.1���� �� ��� ��0���� ����� ���� ����8� �������� ��� ��0��� *�� ���� ;��� ����� ��� ��;������ !� ��� ��%����� � ��� ��������3�� ����� *�� ������ ������ ��� ��� ��������3�� �� ��������� ��� ������ �� ��� � ���� ��� �6���1!�� ��� ��%����� ����� ��� ��� 9��� ���6����� ��� �� 3�� �� f = 1/4Δt1 ����Δt �� ��� ��9������ �� ���� ��� �� � ��� ����� ��� ��������� ����� RAKS� �� ����� ������ ��� ��������3�� �����!���� �� �� � � ���� � ��� @. �� �6��� ������� ��� �� ����!�� -�� ��������� �� ���� 4!�� ��� �� �� ����!��. ��� A. � �"���� ��������3��� +�� ������� ����!�� 4!�� ��� �� �� A � ��� � �� � ��� ��� � ����� �NA<K' ��������3�� ��� �����"� �����"���� ����� *�� ���� ;�

NN

�������� ��� ��������3�� �����!���� ��� !� �������� !� �������� ��� ����� !��� �6�������� ��������� -HN �5 �� ���� ����.1 ��� �� �������� �� 4 ��� ?�AN� *����� �� �0���������� ���� ;�� ���� ����� ��� ���� ;� ������� �� � ����� %�����;� � ? ���

�� ������� *�� ����!����� � ��� ������ �� ��� ��� ��� �"������ 5���",��#���� R<HS� � ����� ?=">�3 �����!�� ��������3�� -�� NHI?=�. �� ���� �����6����� !����� HH ��� ?= >�31 ��������� ��� ���6����� �������� � �������� (���� � � ��� ����� �� ��� ��� ������� ��� �����1 � ��� ���������� �������� ������ *��� �������� ����� �� ����� ��� � ��� � ��� � � ����� �����5���� ������ ��� ����� � ����� � � ������� ������ � ���� �������� �������������� � ��� �������1 ��� 4��� &,� ��� ��� ��0�� �� ���� � ��4�� � ��������� ������� �� ���� 5� ������� ��� $'"������� � ��� ������� � ���!� ���� �� � �������� ��� ���� � ��� ������� ����� ������ ��� ��0��1 ����������� � ���� ��������� ����� ��� $'"�� ��� �� 4������ ��� �� ��� !���"* ��� ��� ���-�����. ���� ������ � � ��� ��0� &,�� #�� ������� � ����!����� ��� !� ������ �������0 5�A�

���������� �� 18�(�9 :% ����� $�� ��=���� ����� �� $� �*�� �������� ������ ��� ��!��"���� ���� �������� ���"�� �� ������ ��� @1A � H MO�1 ��� ��� �����0��� ��������� ('++�I ������!�� �� ������� H� ��������� ���� �� �2"����� �!��!�� ����� -������ <�<�A.� *�� ����������� �� A=�' �0���� �� ��� H"MO ����� ���� �� ��� �� @N �' � ��� ��� ����� ������ ����$��"���� *�� ���� ������� �������� ��� ����� �� ���� ���� ����� �������� ������/ @. ������� ���"�� �� ���� ��� ����1 A. ��� ����� � ���������� � � ��� ��� �!��!�� !����� ��� �0����� � ��� ��� 2� �������� ���������� � ��� �!��!��� H. O��� � � ���� � ��� ��� �!��!�� !����� �� ��������� ��!��� ���"�� �� 1 ��������� �� 40�� �0���� ��� 2�"���6������ <. O������� ���6����� �� ������ ��� 2�, �� � �� ��� ���� �� ������������ ����"!�� ���� ����� � ��� ����� �� ��� ?�A? ��� ��� ���������� � 2�, � 2�"���6�����-A"MO �����. ��� ��� ���� ������� �������� 40��� �� ��� ?�AI ��� ������������� � ��� ���� ����� ����� %����� �� ��� ���� ������

�� -�� $./ ��� ��' $./

�� ��� ?�A?/ *��� 2�, ��� ��� 2�, �� ������� � ��� ��������3�� ���6����������� ��� P�� �� ��� ��������

NJ

�� ��� ?�AI/ ���� ����� �������� 2#( %����� �� ������� � ��� ��������3�� ���6����������� ��� P�� �� ��� ��������

�� ��� ?�AK �������� ��� �������� ��� �� ����"!��� -((5. �����"���� �� �������� ��"������� *���� ������� ���� ������� �������� ���� ��� ��� �������� ����� ������� �� � ������ ���� � ��� ���������� ������� � ���� -��� ������A�A.1 ���� �6����� ?�I1 � ������� ���� ��� ��� �������� �������� ��� ��� �������� ������� ��� ��� ����� ���"9�

Lfgs(f) =(

TM

)2 2τ2

A20

1(2πf) + (2γ�

0 )2

[PASE

4π+ 0.16ω2

reloscτ2T 2

R

1A2

0

SA(ω)]-?�I.

������� � RAKS ��� 4��� ������� �� ��������� ��� ��� ����� �� � ��� ���"������ ������� �����1 P���1 �������� � ��� ����� ������"����� ���1 A2

0� � ��������� ���� ��� ������� ����� ��� �� ������!�� �� ������� A ��� H� �� ������� ��������� ������� ����� �� ��� !� ��� ��� �� ��� ����� ������ ��� ��� �����"��� �������� �����1 ���� ��� ����� ��� �� ���������� !� ��� ����� ������������� � -���.1 ���1 ��4��� �� ������� H� � � ��� ��� �� � ��� ����� ������� � � ���� ���� �����Z *�� &����3��� ���"9 �� ������ ��� ��� �"����4������ � ��� ������1 ��� � ����� ���6�����1 γ�

0 = MAMω2Mτ2/4TR1 ���� !� ���

����� �� � ��� ��������1 M��1 ��� ����� ����1 τ 1 ��� �������� ���6�����1ωM 1 ��� ��� ����"���� ���� � ��� ������1 TR� �����3 �� ��� ���� �0���������������� ����� �� �� ������� ����������� !����� ��� �������� ���� ��� ��� ��������6����� R<AS� *��� ��� ���� ���� ��� ����� ���6����� ��� ��� �� ����������� �������� � ��� ����� ������� ������ ��� ���� �� ��� ������ ���6����� ������� �0������ ������ ����� RJJS�

*�� ���"9 �� ������������� !� � A? �5L��� ���� ��� ��� � -���������� �� ������� � A ��� H MO�. � � �� ������� #�3 ���� �� ��� ��� � !����� ?==#�3 ��� A >�3� ��� �6����� ?�I � ��� ���� ��� ���"9 ����� !� A= �5� ��� ��� ���� ��� !� � �� � � ��� �� ������� 1 ������� � ��� ����� � �%����

J=

�� ��� ?�AK/ 2������� ��� �� ����!��� ������ -!������ ��� $�!�� ����!��� ������!� ��!������� H �5. � ������ ��� @1 A ��� H MO�� *�� �0���������� ���� ;��� ��� ������

J@

��� #�� ����� RHIS -��� ������ A�A ���.� (������ ��� � �� ��� ���� ���6������� ������� �� ��� 2�,"�������1 4 ��� ?�AK� *��� ��������� � ������ !����� ������������� ��� �����"���� ��� � � 4���� ����� ����� ��� 4���� ������� ����� � ��� ��� ������� *�� ��������� ���� ��� ��������1 S� �� �6����� ?�I1 �� ��� �&����3��� ��� � ��� �� ��� ����0���� ��������� ���6����� RAK1 �������0 5S� ������ ������ ��� ��������� ���� �����!���� � ��� ����� ���� ��� !� �� ��4��������� ��� ������� ���6����� � ��� ������ ����� ��� ����0���� ��������� ���6�������� ��������� �����!���� ���� 9 �� f4 ��� ����� !� � ���� ���������� *�� ����6����� ���� -XH= �3. �� ��� �� � !� ��� � ���� ��� ��� ������� �������� ���6������� �� ��� ���� H >�3 ��� ������ ���� ��� ��� ���� ;��

�� ��� ?�AN �������� ��� 2#( ����� %����� !������ ��� ���� ����� ��� ��������� �������� ��� A= >�3 � � ��� �����!�� ���� ����� ������ *��� �� �6��������� ���� ����� �� � � ��� !������� � � ��� "������� �������� *�� 4 ����������� �� ����� ����� � ��� %����� ����� ��� ���� ����� �� �������� ��� ������� ;� ����� �� ���6������� !����� A= >�3 ��� @= >�3� �� � ������ ������� ���"9 �������� �� ��������� !� ����� RHI1 AKS1 ���� ��� ���� ����� %�����-@= �3"A= >�3. �� ��� @"MO ����� �� << ��� *��� ��� !� ��� !������ ��� ������� ���"�� �� �� ��� ����������� ������ ���6����� ��� � �������� ���� ����������

JA

�� ��� ?�AN/ �. (��� �� ����� 4 ���� !. ���� ����� ����� %����� ��� A= >�3� ��� ���� ����� ������ 5����� A= ��� @= >�3 �� ����� ����� � ��� %����� ������������ ��� ��� @= >�3 ���� ;��

*�� 2�,"������� �� ��� ����� ������ ��� ���� �� 4 ��� ?�AJ �� ��� ���� ���"���� �������� �� ��� �������� �����"���� �������� *�� ��� ������ �������� �����0���� ����������1 ���� ��� ��� �������� �� ��� ������ ��� �������� 6���"��� ����� ����� ��� ����0���� ��������� ���6����� ��� ��������� ���� ����9 ��� ��� ��� ���� ;� 6��� �� -����� "@?A �5L�3.� *�� @"MO ����� �� ���!�� ��� ����� ���� �� ��6����� �� @ �5 ��� ������� -��� �6����� A�@K ��� ��!��A�@.� *�� ��0���� 2�, � ��� ���� ������ �� ���� ���� � ��� ��0���� ����!�������1 !�� ����� � ����� ���� ���� � A= >�3 ��� 2#( ����� �� ���� !�� �����6���������

JH

*�!�� ?�</ +������� �������� �� 4 ��� ?�AN� ��(1 �������� ��� -, ?=+�� ������� 1 ∼ANY �� �!��!��.� 5�� ������� ��� �������� ����� ��� ����!� 4�� � � �����!��� ������� *�� @"MO �������� �0��!��� �� �0������ ���� ���� ����"������ �� ���� � ��� ��� 1 ������ ���� ��� �O�# �������� �������8� � � 4 ��� � ����� �� ���� �����

_MO ��-��.

P�

-P.��(

-�5�.��(

->�3.λ

-��.Δt-��.

Δλ-��.

*5� �&���

-�O.

@ @J@ "A�K AI HJ�KN @?H@ @�@ A�AA =�HN J�AA @J= "H�N AI HJ�?N @?<K @�A H�IA =�?@ N�KH A<= "<�= AI HJ�?H @?IA @�< H�?? =�I@ J�=

�� ��� ?�AJ/ 2�, � <= >�3 @1A ��� H"MO ������� ��� ������ �0��!�� ����0������������� ��� � �� ��� ��� � ��� � �� @== #�3 � � �� >�3� *�� ��� 2�, ���!�� @= �5 ��� �� ��� @"MO ������ *�� ���� 2#( ��������� ���� -2�,�"�.�� ���� ����� ��� = �3 � A= >�3 ��� �� �� ������� � ��� ���� ������ ��������� ��� �������� *�� ����� ��� ��� ������������ ����� �� � ��������������� ����� � ��� A"MO ����� ��� =�IH ��L�� ����������

J<

��� +������

�� ���� ������� ��� ���������� � ��!������� ������ ������ ������� ����� � ����!��� �������������� *�� ����� � ���� � ������ ������ �� ���� ���� � ��� ��"�� ��� �� ��� � ������ >������� ������ *�� ��� �� ��� ����� � ���� ���� ��!��� �������� ���1 !�� ��� ���� ��� �� ������ ��� ����� � ����� �� � !� ��� ������ �� �6�������� ��"������1 �� �� ���� ���� ���� ����0������� ��� ���� ���"���� ��������� *�� ��;����� � ��� ����� � ��� ��������� ��� � ����� ���������� �2"����� � ��� ���� � !� @Y1 ���� !�� ��� ���������� @KY� *��!������� �� ��� !������ ��� ��� ���� ����� ��� �� �!�� A ��� *����������� � ���� ������� �9������ ����0 ��9������ ���� ��� ���������� =�==N1 �!��=�==A -��� �0��� ����� ������� � ��� ��� �� ��� ����� .� *��� �� ��� ��%� ���"!�� � ��� ��!������� ����� �� �����1 �� �0������� �� ������� < ��� ��������!������� !���� �� ��� ��� ������� ��� ��� �6���� ����� � ����� ��� �� �����;�������� -��� ��� ���� ��������� !�������.� &� �� ����� � ��� ��� ������� �� ��� ��;������ ��������� ��� ��� �� ��� ?= μm ����� �������� ��� ��;�������� K? Y1 ���� ��� !������� ��������� ��� A< Y ���� ����� ���� ����� ��� ������ ���� � �������� !����� ����� ������

*�� ���"�� �� ���������� � � ���!�� � �� �"����� �������� ���"�� �� ������ ���� !��� ������� ����� *���� �������� ������� ��� ��� ������ ������������� �� �� �"����� ������ ����������� ������� ��� �� �"����� ������������� 1 ���� ����� %����� ���� ��� ������� ��6���������� *���8� �� � ��%����� � ���� ������� �� ����� � ������������ � ����� %������

*�� ������������ � @=">�3 ��"������ ���� ��� ���� �� ���"������ ��������� ���� ��� ����� %����� ���� �0������ ������ ������1 �� ��� ���� ���� �� �������� ���� ������ ��� �� � ����� ���� *���� ������������ ���� ���!��������� � ����� �!�� ��� ��� �������� ��������� �� RH=S� *�� ���"�� �� �����"����� � ��� 4��� ���"�� �� ����� ��� �� ���� ����� ������ ������ ������� 5�� ����� ��� !��� ��������� ��� ������� ������!�� � ��������� ������� @=">�3������ ��� �������� 5�� ����� �� *�� ���������� �� ��� ������� � ������������� � ��"������ ��� ��� ���� ����� *�� ������ ��� � ������ �� �� ����� $521 �� ���� ��� !������� � ��� ����� ������ �������� � ��� �����1!�� ��� � ���� !����� �������� � ��� ���� ����� +����� ��� �� ������"!��1 ���� ��� ���� �� � ������ ��� �� ��� $521 ���� �� �0������� !� ��� ���;�������� � ��� $52�

&�����1 ��� �����"�"���� ���������� � <=">�3 ������ ��� ��9����� ������������ ���� !��� ���������� � �����"�"���"��� ����������� ������ ��� !������� ��� �� ���������� *�� 4��� �������� �����"���� ������������ � <=">�3������ ���� !��� ���������� O��� ��� ����������� �� �� ����!�� � ������ ����!����� ����� ���� �� �� ��� ��� �������� ��� � ����� � %����� �� ���� �� �@"MO ������ *�� 4��� ������� � ��!��� ���"�� �� � M$"����� �� <= >�3 ��� ���!��� ���������� *�� ������� ��� ������� � � ����� ��� @"MO ��� ��������� ���� ���� ���� ��� M$"����� ��� �� �0���������� ��� ����� ���� ����� ����������"�� �� 1 ��� ��� ������!�� ������ �� �� ��� ����������

J?

�������

������ ��� �� �������

�� "���������

*��� ������ ��� ��������� ��� ���������� � � �������� ���"�� �� ����� ����" ����� ��� � ������ ������� ������ 5�� ����� � *�� ������ ��� ��� �� ��������� ��� ���"!������ ���� ��� ������ ��� ��!��"�Q�� ������ ���� ��� ������� �������� ��� ���� ��� ��� �����!�� �� ��� �������� �����������/ �������� �"����� ����������� �������1 ������� ������ ����������� ��� ���"��� ������� � $��� � �������� �� ��� ����� ��� ������� ��� ��� ��6���������� � 4���� �� ���"�� �� � * ������� ��� ����� 1 ������� ������ ������������� !��� � ������� ���� � ��� � 1 ���������� ��� ���������� � � ������ ���������� ���� �� ��� ���� � ��� ��� ���� �� � ��� �� ��������� * ������ ������� ���������� ���� ����� �9���� �� ��� ���� �� ���� � !� �������� �� ������������� � ���� ����� � ��� � ��� � ����0 �������� #��� ����� �9���� ���!� ������� !� � �� �� � �������� ��� !� ���� ��� � ��������� ������� ;� ���� �������� *�� ���� ����� �9���� ��� !������� � !� ��!������ � �"�������� ������ � !�� ��� ��� �������� ���� �������� � � �������� �� ���������� ��� �� ������� ���� ����� �

*�� ���������� � ��� @=">�3 $52 ������ �� ������� � ��� ����������� ��� @=">�3 �� ������ ��� ��� ���� ���� ��� �� �� ��� ��6��������� ��������������/ ���� ������ ��� ��������"������� ������� ��� � � !�� ����1� ���"��4��� ������ ������ �� ���� � �� ���� � ��� !��� ��������1 � �� ���� ��� � � ���� ������ *�������"������� ������ ��� ��� ��!��� ���"�� ��$52 ����� ��� !������ ����� ������ ��������� ��� � ��������� � H�I ��1 ������� � 4!��"������ ��� � ? �O ��� � %����� � A?= �� -A= �3"N=#�3.� *����;�������� � ��� ����� � �� � � � �� � � <=">�3 ������� ����� �2"����� ��� �������� �� @== �� � ����

#����������� � ����� ���� � ������ ���� ��� � ���� ���� � 6������ �������� !��� ���������� �� ����������1 � ����������� ������ �� 6������ ����������� ���������� �� ���� �� � ��������� �����1 <= >�31 ��� !��� �������������� ��� !��� ���� � ������������ ������ ��� ���� � ����� �� �"���� ���"�� ��������� $�9����� ���� ������ ��� !� ������ ������ ��� ��� ������������ !� ��������� � �0����� �����/ �����4�� ��������� �������1 ������ ������� ��� ��������� ���� ������ � ����� ���� �� ��� ����0���� �������� � ����������"���� ������� �� �� ��� �!�� � ������ ���� ��� ���� ������ ��� �����

JI

��9����� 6������ ��� ������ ��� ��� ���� ��9����� ���� �� *�� ���� ����� %������ << �� ���� ����� ��� A= >�3 � @= �3 �� �������� �� � @"MO ���"������ ������

�� ������

*���� ��� ������� ����� ������� ����!������� �� �� �� ������� ������� ����� ��� ���"�� �� ������ ���� ����� ���� �� ��� ������� ����� �� ��� ���� ������������ �� � !� ���� �� ����� �� ��$"��%���1 ���� ��� ��� ����� ������� ��� �� � ����� ���� ����� �� *��� ���� �� �� ����� ��� !������ �� �� !����������� � ����� ���� ����� ��� ��� ��� ������� ������� �� � �� �������� ����������� ��1 ���� �� ����� ������� ��� ����� �� !����� ����� �������� / @.� ��� ��� �� *��� �� ���������� ���� �� @= >�3 ������ ��� ��� �!��!�� ��� ������ � ���� ���� � �� � !�������� A. �� ���� ��"�������� ���� ��� ����� ����!�� �������� H. �� ������� ������ �� ��� ���� ������ ���� ��� 5�� ��� �

+��� ��� ��!������� ������ ��� ����� �� ��� � ����� !� ���������� � �� ����� 4����� ���� ��� �� ����!�� �� ���� ��%���� '������ ����� � ��� ������������� �� ���������� � ����� ��� ��� ������!�� �!��!�� ��� ��� ��������� ��� ������� !��� ��������� �� R?AS� O��� � �� ��� ��;�����1 <=">�3 $52 �������� !� ���� ��� �� ���� ��� ��� �� �"������� ��� � ����������� ���"�� ��������� ��� 6������ ���� � $52 ������ ��� �� �������

*�� ������ ��� ���� �������� �� ��� ��� � ��� ����� ��4����� ���� ���� �"������� �� �� �� ���� ����� ������� ��� ��� � ��� �����/ �"���������1 ������1!����� ��� ����� ��� ����� � �� ��� ������� ������� �� �������� ���� ������������4��� �������� ���"�� �� ����� ��� !� �� ���������� ��%���� � ������ �"��;�������� ����� ��0� � ��� �!��!�� ��� �� � ��� ����� ����"������� ����� ������� �� �2"����� � *�� ���� ����� ��� ��� �� ��� !������� 4������� ��� �� �� ����� ������ � ���� ���� ����� �������� � ��� ���� ����1 ������ ��������� ��� �������� ��� �����4���� *�� ���� ���������� ��4��� ��� ����� �� � �� ����� �� ����������� ���� � 40�� ��� �0��� ��������� ���6������� �������

*�� �0������� � ���� � ��� ������� ���"�� �� 6������ �� ������ �� ��� ���������� � �� � �� �"������� ��� � ������������ � <=">�3 ������� ��������� ��������� ��� ���� ���"�� ��� !� ���� !�� ��� ��� ��������3�� �0���� �� �� ����� � �������� ��������� >��� ��������� ���� �� � ��������� ���6�������1 ����� ��� ��� !� �����!�� �� ��:��� ��� ��� *�� $'"�� ��� ��� ��� ����� ���� ��0�� �� ���� �� �� ���� �� ��� � ��� �������� � ���� ��� �������� ������� �� ��������� �� ��� ����� ��������� ���� ��� �� � � ��� � ��� ���� ��������� � ��� ���� �� M$ ��� MO �� ���� ���������� 1 ��� M$� ���� ����������� �� � ��� ���� �� � ��� �������� � ������ �������

JK

%����������

R@S �� >^��1 D5���� ��� �������� �� ������ ��!� ������1E �� M������ ����"������ ���1 �� >����� ��� ,� 5���!�� ��1 ���� ,� �� / '���!�� V���������1 @JI<1 ��� @@@H"@@@J�

RAS �� ����1 D#��"&� �� � ������1E ����1 �� (��� *�� M����� �����1 P�� I1,� I1 ,���!��L$����!�� A===�

RHS �� �� 5���1 �� �� #���1 �� #��1 (� O� '�3���1 D�������� #��"&� ��(���������� &�����1E ���� �� M����� �����1 P�� A?1 ,� I1 ���� @JNJ�

R<S �� ���� ��� �� $�� ���1 D*���� � ����� ������ ������� !� ��!����������� ��� ������ ���"�� �� 1E ���� �� ����������1 P�� <<1 ,� H1 @JKN�

R?S *� ,����1 ���� �� M����� ��������1 P�� N1 ,� AJ1 @JKA

RIS �� �� '���1 #� '� O�1 *� *��!��"� 1 2� �� & ��1 ��� #� �� '���1 D(�!"�������� �������� ������� "����� ���"�� �� �������� 6������ ���������1E ����� ����� &���� ?N [email protected] A? #���� @JJ@�

RKS >� � ����1 D��!��"+���� '���������� (������1E O���� (����� �� #�"����� ��� +������ �� ������� 1 ������ !� �� '��� 1 �((5, ="<K@"@K?<="<1@JJK�

RNS �� T�� �����1 ��(��1 �� + ���1 �� �����1 �� ��� �1 #� ������1 ����1 �� ���� �1 �� ���� ���1 ��� �� +�1 D#������� ���� ����� � #MO�������� � �� ������ ��������0�� � ��� �� @== >!L� �����������1E������ � &� ����� *����� �1 @<-@=./AH<<"AH?A1 +��!�� @JJI�

RJS (� ��������1 �� *� ���1 �� V�������1 �� (�� �1 ��� �� #��1 DH *!��L�-@I=>!��L�U@J��. +*$#LO$# ����������� �0��������1 �� +�' *���������� ���1 �� �$@"@1 +(�1 (�� $�� 1 V(�1 @JJJ�

R@=S $� 5�����1 ��� �� ���������1 D'������� � ,2T" ��� 2T"������������� �� <=">!L� *$# ��������"4!�� �������1E ���� ���� *���� &����1P�� J1 ,� H1 #���� @JJK�

R@@S �� '������1 �� ������1 &� +0����1 �� (����1 �� (����1 �� ��������1D����� ����� ��6��������� �� +*$# �������1E �� A==H ���� &�+( ������#����� '�������� �������� ��

R@AS #� ����1 D�9��� � '������ ��� *���� ������ � ���"+������ *���"$������$���������0�� V��� � ,������� ��!�� (� ��� ������������� (����1E���� �� M����� �����1 P�� H=1 ,� @A $��� @JJ<�

JN

R@HS &� +0����1 '+#"$*V1 ������� ��������� ����1 ������� ��������"����

R@<S &� +0���� �� ��1 D���"������ ��� ������� ��� ������ ������������������ �� ����� �� �"����� +*$# �������1E �'+' A==<�

R@?S *� +�1 *� (����3�1 �� ���1 ��� �� � ����1 D+������ ��� �0���������� @=>!��L� ���� !� ���� �������� ���"�� �� �����1E +�' 8J?1 *���"����� $� ���1 ������������ ������1 �� ANN"J1 @JJ?�

R@IS #� (������1 �� �������1 �� ������1 �� ������1 ��� �� � ����1 D+���"��� ������� ����������� ��� ���"������ ��� ������� ���� ���"�� ������ ������1E +�' A==@�

R@KS *� +��1 �� (��1 *� (����3�1 *� ������1 ��� �� ��1 D<=">�3 ������ ��� ������� ��� � @I= >!��L� ������ ���� ������ ���� � �� ����������� ���"�� �� ����������� �����1E +�' A==A�

R@NS �� + ���1 �� ������1 *� (��� ����1 ��� �� � ����1 D������� �������"���6����� ����� � �������� ���"�� �� ����� ����� �� �� �"����� ���"��� ����������� ��� ���"������ �� ��� �������� 1E +������ ��� M���������������� HH1 K=J"KA?1 A==@�

R@JS (� �������1 (� (��� �1 �� *����!���1 �� + ��1 D���"+������ @I= >!L� '�� �0������� O��� � #��"&� �� &���� $��� #����1E ���� ���� *����&����1 P�� @I1 ,� I1 ���� A==<�

RA=S *� +��1 �� (��1 2� � �1 �� ���1 �������1 ��� �� ��1 D� @I=">�3 (���"������� #��"&� �� &���� $��� ��� ��� ���������� � +������ '�� 2������1E A==?�

RA@S �� + ���1 �� �������1 �� ������1 *� (����3�1 ��� �� � ����1 D��"������ ���"+������ >��� V��� � (�����!�� �!��!�� �� #��"&� �� &����$����1E ���� *���� &����1 P�� @=1 ,� <1 ����� @JJN�

RAAS �� ������1 �� �������1 �� + ���1 �� ������ ��� �� � ����1 ���"+������H2 2� �������� !���� � +������ '�� 2������ ��� #��"&� �� &$�1E�� �'+' �������� �1 @JJJ�

RAHS �� �� �������1 �� �� #���� ��� �� &� �����1 D#������� ��� �����">� �����3 ���"�� �� ����������� ������/ '����������1 �0���������1����� ��� �����������1E ��� ����"+����������1 P�� @<K1 ,� <1 �� ���A===�

RA<S *� +��1 �� (��1 (� �� ������1 �� $�1 ��� �� #���� �1 D����������� $52 #��"&� �� &����� �� #���������"O��� ��!��"2��� (������1E ��&� ���� *�����1 P�� @N1 ,� @1 ������� A===�

RA?S �� O� ����� ��1 �� '� *�������1 >� �� 5����1 �� �� ��� ������1 2� $���� ��1 �� &� O��������1 �� �� +8$�����1 �� >� 2��1 ��� 2� '� O��������1D+�������� (������ ���� "�"$� ���� '��������1E ���� *����� #������*���� ��� *�����6���1 P�� <J1 ,� @=1 +��!�� A==@�

JJ

RAIS �� �� ������1 2� �� &�����1 (� >��������1 �� 2� 5���1 2� ������1 �� #�1�� �� '��������1 �� (� ������1 2� �� O� �����1 D������������ ���� "�"$� ���� '�������/ (������ ��� M�����3�� �� @== >�L�1E ���� *�����#������ ��� *�����6���1 P�� ?H1 ,� @1 ������� A==?�

RAKS &� ���� 1 DV�����",��� #���� �� &�����1E ��$"������1 #�*1 #�� A==A�

RANS ���� O� ����� ��1 ������� '� *������1 ��9��� &� O��������1 >��� ��5����1 ��� 2������ '� O��������1 D#���������� � ���"�� �� ����� ����� %����� !� ��� � �����"������ ������ ������� 1E +����� &������1 P�� AI1 ,�?1 #���� @1 A==@�

RAJS *� 5��!��1 (� ����� ��� �� �����31 D'����� ������ � V�������� ������E������ !� ��� , $���� 1 '��!��� � V��������� ����� @JJ?� �(5, = ?A@ <I@JAN�

RH=S �� �����1 D(���������� #��"&� �� &����� �� +������ '����������(������1E ��$"������1 *�������� V��������� � $����� 1 A==H1 �(5, NK"J=JK<"<I"N�

RH@S $� �� ���� ��� 2� *��!��1 D'���������3���� � ��!������ ��������������� V��� ���6�����"2������ +������ >���� 1E ���� �� M����� �����1P�� AJ1 ,� A1 ��!����� @JJH�

RHAS �� O� $�&� 1 2� *��!��1 �� ������ [ O� �� O����1 D���6�����"������������� ���� ��� ��� ��� � �����"������� ��������1E �+(� 5 P�� @@-@@. @JJ<�

RHHS 2� *��!��1 D�2+>� *�� #���������� � V�������� ����� ������1E ������������� ��!�������1 �(5, @"<=A="K=II"K1 A===�

RH<S �� $�������1 D'����� ������ � V�������� ������E ������ !� ��� , $���� 1'��!��� � V��������� ����� @JJ?� �(5, = ?A@ <I@JA N�

RH?S &� �� ���� 1 #� �� >����1 �� �� ����1 ��� �� �� �����1 D,��� � ���"�� �� ����������� �����1E ���� ������ � (������� *���� �� M����������������1 K-A./@?J@IK1 #����L����� A==@�

RHIS $�>� �%���� ��� �� 2� #�� ����1 *���� � *���� ������ �� �������� #��"&� �� &�����1 ���� ������ � M������ ���������� AN1 �� I1 @?J< -@JJA.�

RHKS &� �� ���� 1 �� �� �����1 ��� �� � ����1 D(���������� ���"�� �������� �� ����� ������ �� �� � !�� ���� ���� �����������1E �� +��� ��!��'����� 2��� A1 @"H@ -A==?.�

RHNS >�NA?@ D*�� ����� � %����� ��� ����� ����� ��� ������ �������� ���� -��.1E 2����������� >�NA?@1 �*V"*1 ,���!�� A==@�

RHJS �� �����1 $� &�����1 &� '�����������1 '� �� ��1 &� +0����1 �� #� 1$� 5�� ����1 �� ���� ��� �� ���!�� 1 D&"%����� ��� �� �"��� <=">�3���"������ #��"&� �� &�����1E ���� ���� *����� &���� 1 P�� @I1 ,� @@1,� A==<�

R<=S $� P� ��� &����1 D'�������������� � ��� ���� �� ���������� ������� ���"�� �� ������1E ������� ������� 5 HJ1 �� A=@1 @JNI�

@==

R<@S �� ���� ��� �� #��33�1 D,��� � #��"&� �� &�����1E ���� �� M����������1 P�� AJ1 ,� H1 #���� @JJH�

R<AS *� �����31 '� #� $�������1 ��� �� �� $�������1 ���1 D'������ ���� ������"��������� � �0������ ������ ����������� ����� ��!����� ����� �� �� @=>�31E �������� &����1 P�� HK1 ,� AA1 ��� @HHN"@HHJ1 A==@�

R<HS 2��� (���1 '� &�� �� 1 ��� 5� �� �����1 D�� �"$������"2�� � &���� ��"������� ��� ����� ,��� #���������� *�����6���1E ���� ������ � (�������*���� �� M������ ����������1 P�� K1 ,� <1 ����L�� ��� A==@�

R<<S $� T�!��1 �� #� 1 &� �� +0����1 #� >����� ��� �� *� '������1 D*��"�� ������ �������� �� '�� "2������ '������� !���� � �� +����������������"&� �� &� -+�&&.1E '�������� � &����� ��� ������ +����� A==?1��� <?N"<I=�

R<?S �� T��� 1 #� ��1 7� '���1 &� 7�1 #� '���1 �� >�1 D5�� ���� 2��� ����"���� � +*$# (����� 5���� � #���� >�������� �������1E ���� ��&� ����� *����� 1 P�� @N1 ,� @@1 ,���!�� A===�

R<IS >� � ����1 ��� �� +����1 D(���"����� �������� ��� �������� !������� � ������ ������ �� ����������� ����� �����4���1E ���� �� M����� �����1P�� A?1 ,� @@1 �� AAJK"AH=I1 @JNJ�

R<KS $� �� $���� ��1 �� �� #���1 �� �� 5���1 ��� 2� &� *�����1 D'����"��� � ����� %����� �� �0������ ��� �������� ������ ���"�� �� ������"����� ������1E ����� ����� &����1 P�� ?J1 ,� AI1 $����!�� @JJ@�

R<NS �� '�����1 �� �������1 �� '������1 �� �����1 �� 5����1 ��� �� #����1D����������� �� #��"&� �� (���������� $��� &����� V��� #�����"������ ���� ����� ������� O��� ����� #��� !� M������"O��� �������0�� 1E���� ���� *����� &����1 P�� J1 ,� J1 (�����!�� @JJK�

R<JS �� �����1 $� &�����1 &� �� '�����������1 �� #� 1 �� #� ���� ��� �� ���"!�� 1 D�� �"���������� @= >�3 ���"������ �������� ����� �� ������"����� ������1E P�� <=1 ,� @A1 @=�� ���� A==<�

R?=S $� &�����1 �� �����1 �� #� ����1 DO���"5��� 2������� �����",��� #��"��������� � <=">�3 #������� #��"&� �� &�����1E ���� �*& P�� @K1,� @@1 ,� A==?�

R?@S 5� ������1 2� ������1 #� ���1 '� (���!���1 ��� >� ��������1 ��� �� ���"�����1 D+������ <= >�3 ����� ����� ����� !���� � � ������������ ��"�� ����� ��� �� �� $52 �����1E +����������� #�������� ��� $������ ��+������ '�����������1 �������� � � (���1 P�� I=A=1 A==?�

R?AS �� (��1 �� �����1 �� ��� �1 �� ���1 #� ������1 D���6����� 2�� ��0������ � �������� #��"&� �� &����� ���� ����� ��� �������!������#������� V��� '������ >����� �1E ���� �� (��� *�� M����� �����1 P��H1 ,� A1 ����� @JJK�

R?HS #� #� 2�%1 �� O�������1 (� *������1 �� (� �1 �� �!����� ��� (� ����1D�� �"2�;�������� �����������L5��3����!����� 5�� 2�;���� #������� >������L��� &�����1E ���� �� ����� ����� P�� <=1 ��� AAIJ"AAKK1 -A==@.�

@=@

R?<S �� O�������1 #� #� 2�%1 �� �!�����1 �� #�����1 (� *����� ��� (� ����1D$����� ������ �����������L5��3����!����� $�����!���� 5�� 2�;��"�� &���� '�!���� ��� #������� '������� �� @�?"��"������ �� (�� ��"#�� +�������1E ���� �� ����� ����� P�� <=1 ��� <=H@"<=HK1 -A==@.�

R??S ��"�� &��1 (� �������1 *� �����1 ��� �� + ��1 D*���� '�������������� �#������� ��������� #��"&� �� $�����!���� 5�� 2�;���� (��������"�� &�����1E ���� �� M����� �����1 P�� HA1 ,� @@1 ,���!�� @JJI�

R?IS �� ����1 (� �������1 ��� �� + ��1 D<= >�3 �������� #��"&� �� $52&���� $���� ��� � O��� -N== #�3. &� �� 2�� �1E +�' A==@1 O'?"@�

R?KS �� (��1 �� �����1 ��� �1 �����1 D'����"'��������� <=">�3 #��"&� ��&����� ���� ����� ��� �������!������ #������� ��� '������ >����� �1E���� �� (��� *�� M����� �����1 P�� ?1 ,� H1 #��L���� @JJJ�

R?NS �� T������ �1 �� &���1 �� 5�����"�����1 �1 ������1 �� �^��1 #� (������ 1��� �� O�!��1 D#������� #������ ���� #��"&� �� $52 &���� �� O���"��� �� *���!�� �������� ����� >��������1E ���� �� (��� *�� M����������1 P�� H1 ,� A1 ����� @JJK�

R?JS >� 2��!��1 �� 5� ������1 2� '� ���������1 &� &� 5���1 V� ����1 5� �� #�����1#� >� ��� 1 *� &� ���1 ��"#� P�������1 ��� '� �� 5�����1 DO������ ��"����!�� ���"�� �� �������� ���"�� �� �������� ����� ��� �� ���� ������������� ������ 4����1E +����� &������1 P�� @N1 ,� @I1 �� ��� @? @JJH�

RI=S &� �� �������1 T� ��1 $� �� 5���������1 &� �� '�����1 �� �� � ����1 >��� ����1 D<=">�3 $���"#��"&� �� O����� *���!�� (����� >����� $52&����1E ���� �*& P�� @K1 ,� A1 ��!����� A==?�

RI@S ��"�� ���1 #� �� ����!���1 &� �� '����� ��� (� �� $��5����1D���L��>���� ����� �������� ����������� ������ ����!�� �������� ���� H= �� ������ �� ����� ��� �1E ��� &������ P�� HA1 ,� @N1 AJ �� ���@JJI�

RIAS 2� '� ���������1 V� ����1 &� &� 5���1 5� �� #�����1 #� >� ��� 1 *� &� ���1>� 2��!��1 ��� '� �� 5�����1 5����� ����!�� ��>����L��� ����� !����� � �������� ������ 4���� ��� ?K"�� ����� ��� �1 ����� ����� &���� I=-AI.1 AJ ���� @JJA�

RIHS ��"�� 2� ��1 (� ,�����1 �� 5�� !�1 *� ���� �1 �� O�����1 5� (������ �1 ��5�� ����1 ��� 5� (���31 @@<"�� ������ �� ����� ��� � � � �������� ����� �������� �"���������� ������ ����� ��� � ����� ��������� ����� ������!����5�� ��;����1 ���� ����� *������ &����1 ��� K1 ��� IJK"IJJ1 ���� @JJ?�

RI<S �� �� �����1 $� �� �����!�� �� ��� 2� O� $�0�1 D�������� ����� ��������!� ������� ��� �� �� � ���� ������1E ����� ����� &���� P�� HK1 ,� H1�� ��� @JN=�

RI?S �� ������1 >� 2��!�1 V� ����1 5� #�����1 #� ��� 1 #� '����1 '� 5�����1��� 2� ���������1 D?�?"�� &� ��>���� #������� �0������"'����� &������� �� ���� ����� 5�� "2�;���� �� ������ #��"&� �� 1E ���� ����*����� &���� P�� <1 ,� H1 #���� @JJA�

@=A

RIIS �� (��1 �� ��� �1 �� ���1 #� ������1 D�������� #��"&� ��(�������"��>���� #����6������"O��� &���� ���� ����� ��� �������!���"��� #������� ��� $�����!���� 5�� 2�;�����1E ���� �� (��� *�� M����������1 P�� A1 ,� H1 (�����!�� @JJI�

RIKS �� $�����1 (� (���� ��1 >� ���!���1 5� 2��1 ��� �� 5�����1 D5���"%�����$52 ����� ��� @? �� ����!����� �� �� ����� #+P�� �����1E ����� &��"����1 P�� H@1 ,� @?1 A= ���� @JJ?�

RINS ��"�� ���1 >� �� ����1 &� �� '�����1 ��� (� �� $��5���1 D$����������� �����>���� P������� >����� "�������� '���������� '����� ������� ���2�������� ��� *������ '����� '�:����� $�����!����1E ���� �*& P+&�J1 ,+� K1 �V&� @JJK�

RIJS '� '����� ��� '�3���1 D$��� &����� ��� ������ ���� ����� '�������1EO����1 @JJ?� �(5, ="<K@"@@NK?"H�

RK=S 5� 5�!�� ��� (� ,�����1 DO����� ����!�� ������ 5�� ��;���� ���� ����������� �� ��>����"���1E ��& [email protected] @N ����� @JNN�

RK@S $� $������1 �� 2������1 �� +� �33���� ��� #� '����1 DP��� ������ ��"����� �� �� � ���������� ����!�� ����� ����������1E ��������� &������P�� HA1 ,� A1 A<�� +��!�� @JJI�

RKAS 2� ������1 5� �^���1 �� ��������1 (� ������1 O� 2��!���1 �� (����1 2�(���3��1 O� �!���1 ��� >� (����1 D*���!�� #������� #��"&� �� &������ ��� ��� & *���� ������1E ���� ������� *����� � &������1 P��@?1 ,� ?1 #�� A==H�

RKHS *� +��1 �� (��1 2� � �1 �� ���1 �� �����1 ��� �� ��1 D@I=">�3�������� #��"&� �� (���������� &���� ��� ��� ���������� � +������'�� 2������1E &���� (�� ����� 2���� � &���� �� ������� 1 P�� HH1����� A1 A==?�

RK<S �� �� ( ��1 �� (� 5����1 (����� �� $��!����1 ��� &���� �� '�"����1 D� M������"O���"�������0�� ������ �� O������ ��"� ��� ��"���� ���� ����� '�������1E ���� �� (��� *�� M����� �����1 P�� N1 ,� <1�V&�L�V>V(* A==A�

RK?S �� #����1 '� �� #�&���1 >� &���1 �� '� 5����1 2� #� $� &� 2��1 ���� #����1 ��� '� '� 5����1 D#������� ���� ����� �� ��>���"��>����#�������"M������"O��� (��������� V��� &���� �������0�� 1E ���� ��M����� �����1 P�� HH1 ,�@1 ������� @JJK�

RKIS 2� #� &������1 �� #� ����1 '� *� �����1 �� (� �� ���1 (� $� 2�1 ���������1 ��� �� �� '�����1 D��>����"��� 2�� �"O��� ���� $52 &�������� �����"+���� (������ >����� � ��!������� V��� '��5�1E ���� ����"��� *����� � &������1 P�� J1 ,� @@1 ,!��!�� @JJK�

RKKS #� ��1 5� $� �����1 7� �� &��1 �� 5��1 5� '� M��1 �� �� M���1 '� ���������1 (� $� #�$� ���1 +��� ���� �1 �� '� 5����1 2� #� $� &� 2��1�� �� #����1 D#����������� ���� ����� ������!���� 5�� ��;���� ������ ��@�? μm ������� ��� !��� �� ������� ����� ������1E +������ #��������@< -A===. @JH"@JI�

@=H

RKNS �� $� �������1 #� $� $��� ��� �� 5� >��:�1 D(����� P&(� *����� �1E�������� ���� A===1 �(5, ="@H"=N?=HK"H�

RKJS V� ,� �!�^ �1 #� ��� 1 >� >����1 D� ���� ������ �� �������� �� ����"�� � ���1 ���� '�<L�A1E ���� (���� >��� ��� 2������ '������1�����3��1 �����1 @JN?�

RN=S �� >���1 D������ ������ +������ '���� #����� ��� >����� $���������0����� ��>����L���1E ��$"������ �*� ,� @A=JH1 @JJK�

RN@S (� '� #�,����1 D'������� ������ � >��� ��� ��� !� �������/ ��� ����"������������ ��������� ���������� � '�� �������� ��� �����������1E ��P��� (��� *������ 51 P�� <1 ,� ?1 @A@I"@AAI1 @JNI�

RNAS 2� >����1 �� P� ��������31 +� (� ��� 1 ��� P� P�1 D������ ���������� ������������ ���� �"!���� ���� ��� ������ � ��� �� �� � ������"�������������� ��� �������� �����"6������ ��������1E �� P��� (��� *������ 5 @J-?.1(��L+�� A==@�

RNHS *�2� �����1 #� �� $����!���1 �� #� *����1 O� '� ���������"(����1��� &� �� ����!� 1 D2������� �� ������ � ��� ���� '�<L�A ��0�����/#��������� � ������ ��� ��������1E �� P��� (��� *������ 5 P�� K1 ,�?1 (��L+�� @JNJ�

RN<S �� ���������1 '�� '��������1 ��� >� *��!��1 D��;����� � ��� �� ��0����� ��� �������� �� ������ � ��� �� '�<"�A �������E1 �� P��� (��� *������5 @?-?.1 (���L+�� @JJK�

RN?S �� ���������1 '�� '��������1 5� >������1 ��� >� *��!��1 D������ �� �������� ��������� � ��� �� '�<"�A ��0����� !���� � ������ ��� ��������� ������� ��������1E �� P��� (��� *������ � @I-H.1 #��L���� @JJN� ������',2(1 ���� ���� ��� ���� �������� [ �������� �������� [ �����

RNIS �� �� ��� 5�����1 D���� ����� � #���������� �� &����� ��� ���� ������"+������ #�������1E ��$"������1*�������� V��������� � ��������1 A==<�

RNKS 5�"*� &��1 *� 2� �����1 �� #� *����1 2� ����� 1 ��� �� �� (������1 ��1D(�+� ��� ����� ��� ������� �������� ����� '�<L�A �������� �������� � ��>����L���1E ����� ����� &���� P�� IH1 ,� I1 $����!�� @JJH�

RNNS �� ������1 #� �� 5��1 2� O�� ���� 1 ,� *��1 �� (�������1 '� ,�� �1 ���#� ������� 1 D2�� &�> �, ��>� �(��'* 2�*�+ *2�,'� �*'��,>+� (�&�'+,1E �������� #������������ �� ������� H?1 ��� <?"?=1 @JJK�

RNJS �� &��1 >� �������1 ��� �� (���1 D�� !�!������� �� �� �������1E �� ���������� P�� IN1 ,� N1 +��!�� @JJ=�

RJ=S �� ����� ��� V� ,� �!�^ �1 D������� ���� � ��������� ��������� ���"�� '�<L�A �������� �� ������ � ��� ��� ���������� ���� � ���� ��� 1E��2# @JJI1 �� �� @@@"@@<�

RJ@S V� ,� �!�^ �1 D2����� �������� �� $�� ������ �������� �� ���"5����#��������1E ��2# @JJ@�

@=<

RJAS �� (� +��1 D,��� 2��"������ �� �� � M������ ���"!���� ��� ���� ����"�����1E �'�+ @JJ? �������� ��

RJHS 2� &��� D�0������������ V���������� �� �� ���!����������������G� ����^� ��� ������� ,���������������� 1E ��$"������1 *���������� V��������G�5�����1 @JJH�

RJ<S &� ���� 1 (� O� 1 #� >����1 �� ����� ��� �� ����1 D#������� *���� ������ O��� +������ '��� '���������1E ���� ������ � M����� ����� P��HN� ,� N1 �� ��� A==A�

RJ?S 5� �������1 (������� ��������� ���������� ��� �,@?=1 � ����� ������" ��� @JNJ�

RJIS ������� �����1 $���� &�����1 &��� �� '�����������1 &��� �� +0�����1 ���"��� #�� 1 ���� #� ����1 ��� ������ ���!�� 1 D$��� � ��� ��������� ����"�� �� ����������� ������ �� � ���� ��� �� � ���!�����1E ������"�� � � (��� -�(5,/ =N @J"<?N@="<. �� ��/ HK"<N1 A==?1 (����

RJKS &� �� ���� 1 #� >����1 �� �����1 '� #�,���� �1 (� �����1 ��� �� � ����1DM������"������� ���� ���������� � � ���"�� �� ����� ����1E +�����&������ P�� AK1 ,� @1 ��� <J"?@1 A==A�

RJNS $� �� $���� ��1 �� #��1 �� �� 5���1 D2������� ��� �!����� ����� %����� ���������� ���"�� �� ����������� ������1E ��������� &������ P�� AI1 ,�A<1 @JJ=�

RJJS *� �����31 '� #� $�������1 �� �� $�������1 ���1 �� 5���� ��� �� �!����1D#���������� � �������� ����� ���� ��� �� ��������"��� �������� �� ���!����� ���"�� �� �0������ ������ ����������� �����1E +��� &����1 P��AK1 ,� @=1 #�� A==A�

R@==S #�"'� ����� ��� �� 5���1 D*���!�� $��� &�����1E ������ ����1 ,��1#�1 @JJN1 �(5, ="NJ==I"JIH"N�

R@=@S T�"#� '���� ��� &� �� '�����1 D$��� � � O����� *���!�� (��������"�� &����� V��� >����� "�������� '����������"'����� �������1E ���� ��M����� �����1 P�� AJ1 ,� <1 ����� @JJH�

R@=AS �����1 �� 5�1 D*������ � ������ � ����������� �� ��������1E ����� 2���HA/JK1 @JAN�

R@=HS ,�6����1 ��1 D*������ � ������ � �������� ���� � �� ��������1 D����� 2���HA/@@=1 @JAN�

R@=<S �����1 ��1 D+������ ���������� �� ����� ������������1E +0��� V�����"���� �����1 @JJK1 �(5, ="@J"?@=IAI"@ -��.�

R@=?S T�+,2�7 *�������� 2���� T��?A= P���@�=A #���A==@1����/LL�3�����%��

@=?

�������� �

&����� � �� �����������

&�� , �������������� ��� ������� ����� �

*�� ������ ����������� �� ���� �������0 ��� �� ���!����� ��� ���� ���� �!�� ��� ��� ��� ��� ���� �� ������� <� #�� � ��� ������� ��� !� ���� ����� � ��0�! � R@==1 IJS� '����������� ������ �!�� ��� ���� � � ���� ����������� 4����� ��� !� ���� �� R@=@S� � ������ �� !������ ��� ��� ��� 4���� �� �������� ��� ����� ��� ���� ��� � � ��� �������� � ���� � !����� ���� ��� ������ �� ����� �� � ��9������ �� ��������� !����� ��� � ��� �����1����� ��� ��� !� �������� � ���� � �� � ������� ������ �� ��� � ���� �����9������ �� ���� ���� �������1 Δβ �� ���� � 3��� *��� �� ��� ��������� �� ��������� �� ����������� � ��� ������� *�� ���� ���� ������� ��9������ �� ����!�

Δβ(λ) = β1(λ) − β2(λ) -��@.

�� ���� � ���� � ���� 4���� ��� ��9������ �� ��������� � ��� ���� ������������ ����� !� ��� �� �� ���� � ����� ��� ������ �� �� ��� ������ ���� � ��������� �������� ��� ����� ���� � ��� � ��9������ �� ��������� �� ������ � ������� ������!���� ������ � ��� ����� ����� ������� �������

Δβ = β1 − β2 − 2π

κ-��A.

*�� ������ ������ �� � ��� 4����1 λc -Δβ = 0. �� ���������� !� ��� ����� ���� ����� 1 Λ1 ��� ��� ��9������ �� �9������ ����0 !����� ��� � ��� �����/

λc = Λ · (n1 − n2) -��H.

�� � ������� ������ ������ �� �� �������1 ��� ����� ��� !� ���������� !� ���������� ������ �� ��� ��� ����0 ��9������� (����� λc = 1.55 μm ����

Δn = 0.05 → Λ = 31.90μm

Δn = 0.10 → Λ = 15.95μm

*�� !������� � ��� 4���� �� ���������� !� ��� ���� ��� �� &�"�1 ��� �����9������ �� ��� ����0 (ng1 − ng2) R@==1 @=@S

@=I

Δλ1/2 = 0.8λ2

C

Ltot(ng1 − ng2)-��<.

*������� &�"� ����� !� �� �� �� ����!�� �� �� ����� � ������3� ��� !���"���� ��� �� �� �������� ��� ��� ������ -�����!�� ���� � ��� � !�������?"@= �� -������� <..� *�� ����� ������� ���� !����� ��� ���� ��� ��1 ��������� ��� ��1 & 1 ��� ��� ������ ����� ��1 κ�

Ltot = xLc = xπ

2κ= NΛ -��?.

0 �� �� ���� �� ��� �� ��������� � ��� ������ ��� �� ��� ������ �� ���� ��"���� � �� ���� � ���� � ���� ��� � � ��� 4���� ������� 0 ����� !� ����� �!� �� ����� �� ����!��1 �������!�� @� *��� ��� ������� κ ��� !� �������� ���� !���� ��0���� &�"� -&�"� ����� !� ��� ���� ��%����� � 4� ��� �� ���� �� ���!�� � ����� ������.� �� ��� !� ���� � � κ �� ������� �� � ���� !�������� *�������� ������ ��:����� �� � ����� ���� !� ��� ����0 ��9������ �� ��� ����� ��� ��� ��������� ���� � ��� ��4������ � ��� � ���� �� ��� ����� � κ�� �������� ��������� � ����� ��� ����0 ��9������ -�� � �6���� ����� . ��� ���� ����� ����� �� ����� ������ RIJ1 �� AKNS�

(-�-� ������� ���������

*�� ��������� ��������� �� ������ � � 2�� � O��� ����� ��������� ����������(���� ��� ��������� ���� !� ���� ����� �� ���1 ��� ����� � ����0 ��9������!����� ��� ��� ����� �� �������� !� ������� ��� ����� � ���� ��� ��� �� �� ��� ��� ��� ����� !� ������ � � ����� �� �� � ��� ��� ����� �� �������� !��������� !�� ��� ��� �� ��� ��� ���� � ���� ��� ����1 ��� !� �����

� ��������� ���"����� -(����� ��� +�����+�. �� ���� � ��������� ������� � ��� ������ ��� ����� �������� � �� ����� ��������� ��������� ��������� < -##&&(+�H.� *�� ����0 ��9������ !������ !� ���� ����� �� �� ������� � ����� ��� �������� � ��� ��� ����� �� ��� ����� ��8� ���� ��� �� ��� �������0 ����� ��� ��������� ��9������ ���� ��� ��� ���� ��9������� ����� *���� �0���� ���� ��� �������� � � 4���� !������� � <"@= �� ��� !� ���� � �����'��������� ��� !��� ���� ��� � ���� �� ������ � A �� -������ ���� � ����� �� �!�� �� �� <= >�3 ������1 ���� ��� �!�� @ ��. ��� � 4���� !�������� @= �� -���� �� ��!�!�� ���� �� ��� �� � ���. � �� ��� �6����� ��<���� Δng > 0.096� �� � ��� � 4���� ���� �� ���� ���� � ���� � ��� ����0��9������ � =�@J� *�� ��0���� ��� ����0 ��9������ !������ ��� ��� ���"����� �� ���� ���� =�=@� *��� �0������ �� >�'"4����� �� ��� ������� ���� !���� � �������� �����

*�!�� ��@/ ,�������� ����0 ����������� ��� �������� ������"��� ����� �����"������ �� ����� "�������� �"���������� ������ ��� ��� ��������� �� �� � ��@�

2�� � @-μm2)

2�� � A-μm2)

Δnmax Λ-��.

Δng �-����.

5O-��.

&

-��.

@�I0=�@ A�A0A�@ =�=@I @== "=�=@ K�N? JI A===

@=K

1.62.2

BCBInPBCB

�� ��� ��@/ *�� ��������� �� � ������� >�'"4���� ���� ��� ��� ��� � ��� ��������� ���������

&�� -��� �%���� � ��� +�.��� �

(-�-� 69���� ���2 ���������

*�� �9������ ����0 ��9������ !����� � ��� �� � ����0 �� ��� �� ��� �� ���� ���������� �� ���������� ��� ��� ��;�������� ��� 4���� ���� � � $52 ����� 1�6������ ��I"��K� +�� ���� �� � �������� ���� ����0 ��9������ �� � �� ���� ����� ����� -?="@== ��. � �� � ��� ��� ����1 ��� ���� �������� �� ��R@==S� *�� ������ ��� �������� ��� ��� �� ��� ����0 ��9������� �� �� ���� ������� � ����� �����1 ������� �������� ��� ������ ��� ��� ��� � ��� ��� �� ���� ������� ������ ����� ������� ��� ����0 ��9������� �� 4 ��� ��H ��������� ����� �� ����������0 ���� � ��� ��� ���� �� ��� ��� ��� ��� -���� ����� ������.1 !������ ���� ����� ������ � ��� ��� ��� ��� ����0 ���� �� �����1 ����� ��� ����������� 4���� ��� � �"����0 �������� -5'5. ����� ��� !� � ��� � ����0 ������� ������ ���� �� � ��� � ���"������ �� ����0�� �� �������� ��� ��� ����� ������������1 ���� � ����������� ����� ��� ��� ��� � ����0 �������� �� ��� ������� ��;�������� � ��� ����� �� ����� -X=�<.1 ���� ��� ���� ��� ��;����������� ��� ����� ��� !� ����0������ !� RIJS

|R| = 2mrsin(δLg)

δLg, (mr < 0.2) -��I.

O���� � �� ��� ���!�� � ������ ��� � �� ��� ��;�������� ��� �� ��������� -A��� �����.� δ �� ��� �������� ��� ��� ��������� 5�� ���6����� ��� &� �� ������ �� � ��� ����� � *�� ��;�������� � ���� ��������� �� �������� ��������� ���� ����0 ��9������ � ��� ���������

2mr =Lg

Λk

(Δn

n

)-��K.

O���� Λk �� ��� ����� ����� � ���� 1 Δn �� ��� �9������ ����0 ��9��������� n �� ��� ����� � �9������ ����0� *�� ����� �� ��������� � ��� 5�� ������ ��1 λDBR

@=N

Λk = kλDBR

2n-��N.

* ��������� ��� �9������ ����0 ��9������ � �� � ��� � � ����������� �����"�!�� A$ ��� ����� ������1 +�����+� (������ *�� ����0 ��� ��� ��4�� ������������ ���� � ���� #�� #������ ������

�� ,������ ��� ������

�� ��� ��A/ #�� 4���� ��� �������� ��� ������ ����� ���������� ���������� ���(������*�� �������� ��� � ��� � ���� � A�A μm ���� ��� ���� � ��� ��������� � �� @�N μm�

(���� � � �� � ��� ������� ���� ����� ���1 � ��� � � ����0 ��9����������������� ��� +�����+� ��� ��� �� ����� ���������� ��� ��� #����! �� ������� ������� ��� ����� ������������ �� ����0����� ������ � ��� ��;����������� !� ���������� ��� ��� ����0 ��9������ �� ���������� ��� ��� !� ���� �� 4 �����<�

*�� ��� ����0 � ��� ��� ���� �� ��� ������ �� ��� ���� �����0 �����"������ ��8� ���� �� ���������� ��� �9������ ����0 �� ������ ��� ��9����� ������� 5�� ������ ��� � ���� ���� ��� �0������������ �������� ��� ����01 ��W H�<IA ��� ������� � ������ ���������� *�� ��0� ��!������ ��� ���� ��� ������� ���� � �������� ����� -�� ��. ���� �� ������� ���������� ����������1 ������ $�����!���� 5�� 2�;����� -$52.�

(-�-� 1��������� ����2 ���������

2�;����� ��� ����������� � �� ������ ��� !� ��������� ��� ��������� -(. �������������� -*. �������� RIJS� *�� ("�����0 �� ��������� ��� ���� �������� ������ � ��� �����0 ��:������1 ���� ��� *"�����0 ������� � ������ ���������� ���*�� 4��� ���� �� � ��������� ��� ����������� �����0 �� � ��� �� ������ �� ������ ��� ��� �� ����� ����������� �����0 �� � ������������� � � ��� !������������1 *(! ��� *���� *(! �� ��� ����������� �����0 �� � ��!��"�Q�� �������� � ����0 ��������1 ���� *��� �� ��� �����0 �� � ����������� ���� ��� �� �����0 ��������� +��� ����������1 ��� ����� �����0 �� ���������� ��� ������ �� ��������� �� ����� ��� ������� *�� ����� ������� ��4���� ������ � �� � ��� �����0 �������� ��� ��� ����� �� �� �����

������� ������� ����������1 t2 = 1 − r2 ��� �6��� ��;����� ��� !�� �����"�����1 r1 = r2 = r1 ��� ��"����� �����0 �� ���� !� RIJS

@=J

�� ��� ��H/ �9������ ����0 ��9������ ��� ��� � ��� ��1 ������� � �� ����������� � �� ��� ���� ����� ��������� -##&&"(+�H.� *�� �9������ ����0 ����� ������ �� ��� ������������

1544 1546 1548 1550 1552 1554 1556

0

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.12

wavelength [nm]

refle

ctiv

ity [a

.u.]

�� ��� ��</ (������� ������� ���� !� �6����� ��I� � W @==1 r = 4.2 · 10−3 -Δ�W =�==N.1 n W H�@J1 WH ��� ������ ������ �� @??= ���

@@=

TFP =1

1 − r

[ejφ1 − r2e−jφ1 −(re−jφ1 − rejφ1 )

−(rejφ1 − re−jφ1 ) e−jφ1 − r2ejφ1

]-��J.

O���� ��� �����0 �� ��� ����������� ���� �� ���� !�

Ttrl =[

ejφ2 00 e−jφ2

]-��@=.

*�� ����� �� ���� !�

φk = bkl = (2πf/c0 · nk − iα/2) · lk , k = 1, 2 -��@@.

O���� �) �� ��� �9������ ����0 ��� � ��� ����� � ���� *�� �������� �����"������ �����0 �� ��� ������ ����� �� ���� !�

M = M1 · M2 · ... · Mn -��@A.

5�� ����� ��� ��� ������ ��� ��� ����

M1 = M2 = Mn = TFP · Ttrl -��@H.

���� ��� !� ������4�� �

Mtot = Mn -��@<.

*�� ������������� � ��� ������������� �� ��� ��� #����! ��� ��� ����� ������/ ��� �9������ ����0�� �)1 ��� ��� ����0�� �g,k1 ��� ���� � ��� ����� �1��� ��� ���� ������

*�� ������ ����� � ��� ����� -��� ����� ��. ������ ��� ��� ���� ����� ������ ���� � ��� ����� ������� � �6����� ��@?1 R@==S� *�� ������� �� �������� ��� 4��� < ����� �� 4 ��� ��?1 ��� ��!�� ��A ��� ��� ������ � ��� ���� ��������� �������� ��� ����� �� �� ���� �����

y =1k

∣∣∣∣sin(πkΛhigh

Λ)∣∣∣∣ -��@?.

O���� Λhigh �� ��� ��� �� � ��� �� � ����0 �� �� ��� Λhigh/Λ �� ��� ����������

*�!�� ��A/ +������ ���� ����� ��� ���� ���� �� ������� � ���� � ����� �5�� ������ �� �� @??= �� ��� �9������ ����0 �� H�@J

���� ����� -��. ���� ����� -Y. ���� ���� -��.

@ A<H ?= @A@�?A <NI A?LK? @A@�?LHI<�?H KAJ @KL?=LNH @A@�?LHI<�?LI=K�?< JKA @A�?LHK�?LIA�?LNK�? @A@�?LHI<�?LI=K�?LN?=�?

�� ��� ��I �������� �� �0����� � ��� �������� ��;����� � ������� �����������!���� � 4���1 ����� ��� ����� ���� ���� ��� *�� ��� ����������� ��� ��� ��;��"��� ��� ��� �O�# ���� � ��� 4����� ��� ��� ����� ��� ��� *�� ���� �9������

@@@

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 10

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

Duty cycle

Nor

mal

ised

gra

ting

stre

ngth

�� ��� ��?/ ,�������� ����� ����� �� ��� �������� ��� ��� �� -���� �����. ����� 4��� ��� ����� � � $52" ����� � (��� ����/ 1� ����� $����� ����/ A ��

����� $���� ����/ H�� ����� $����� ����� ����/ <th �����

����0 ��9������ �� ���� �� ��� �����1 ��� ��������� � �� ���� ����� � @N== �������� ��� ����� ��� A@== �� �� ��� ��� �� * ������� ��� ���� ���� ����� ����� ����� �� ����� �� ����!�� ��� ��� ������� ���� !������ � ��� ��������� ������ ���� �� ��� ����� ��� ���� ������

2���� *�� �!�� ����������� ������� � �6���� ����� � *�� ��!������� ����� �� �� � ������� �6���� ����� � �� ���� ��� ���1 ��� �������� ����1 �� ����� � � �������� *��� ��� !� �������� �� !� � ��� ������ ����� �� ��� ��������� �� � ��� ��;������ *��� ��� �� !��� ������������ ������ ����� �� ������ � ��� ����� 1 ���� �� �� ��� �� �� ��� ���� ����� � ���� � ��� !������� ��� �������� ���� �9����� ��� ���� �������� ���� � ��� ��� �������� � �� ��� ���� ������ ��"�������� ���� ��� �� !��� ��������� �� ��0������9���� ����� ��� �"!��� ����� � *�� ����� ��� !� �������� ������� �� ��� ����@= ���������� ���� ��� � ���� � ��� ����� � *�� ��9������ �� ���� ��� ����� ��� ���� A= ���������� *��� �� �� � �������� ��� �� �� �� ����� � �������� ������� ����������1 !�� ��� �� �� ����1 ��� !������� ����� � �����0����� �9��� ��� ���� � !� ��� ��������� ������� ��� �9������ ��;�������� ��� ����� ��� !� �9����� !� ��;������ ��� ��� ������ *�� �9��� � �������;������ ��� �� !��� ������� �� ������ ����� ���� ������ ��� ��� !��� �������� !� 3�� !������ � ��� �2"����� ������� � ��� ����� ������

@@A

�� ��� ��I/ ��� ��;����� ��� �O�# ��� ����� ��� ��� @��1 A�� [ H�� �����*�� �9������ ����0 ��9������ �� =�==N ��� ��� ���� ����� � ��� ����� �� ���������� ���� �����

@@H

�������� �

'�� �� ���� ��� �!��� �

��!�� �����

�������0 5 ������!�� � � ���� ���������� �� � ���"!��� �� �"���������� � �����"���� ����������� ������1 ��� � � ����!���� �� �� �������� ���"���������� '��������� ��� ����������� � ��� ���� ;� �� ��� ������!�� ���������

��� �� �/�'� �#�������

�� ��� 5�@ �� � ��������� ��� ��� ������ ���"�� �� �������� ��� �����"����-����� %�����. ��� �� � ������� ��� � � � ∼<=">�3 ��������3��"������ -���"�� ��. ������ *�� ����� !����� ���������� ��� ������ ����1 ���� ��� ��� !��������������� ��� ���������� ��������� ����� *�� ���������� �� ��� ����� !����� �����!� �� ���"!��� �� ����!�� ����� ��� ���"�� �� ���6����� -<= >�3 �� ��������. � ������� ��� ��� �����"���� �������� � ��� ������ *�� ��0�� ���� !�!���!��� � !�� ����� ��� ����� ��� ��� ����� ���������� ���� ��� !�!���!��� -$' ��� �����.�

*�!�� 5�@/ ���������� �����4������ � ��� ���� ���������� �������� �� ��� ���"����$ �� ���$��� ��� &,� �� & ,��� �����4��� ,�1 ���� 4 ���1 ��� >1 ����

$����� �"��� �1 H�5->�3.

,�-�5.

>-�5.

(��� ���-�5�.

VA� �$ $'"?= " " "? -�����.&,�@ HH"?= ? A< @N -�����.#�0�� HH"?=1 ="@K K "K"-"N. @H -�����.1 ?

-�����.5���"* =�=====?"@? =�? "=�? HH&,�A =�====H"@? I AI�I AH�? -�����.

&"���� �����4��� ����� � ����� ���� � � ���� 4 ��� -,�. ��� � ��� � ��� � ������� �� ���� ����!�� ������� ��� � -��� ���� �������.� �� � ��� �������� -�6����� 5�@@. ��� ,� ��� ��� � ��� 4��� �����4�� ��� ��� ��� ��������

@@<

� ������� � � ,� �� ��� ������ ������� *�� ��0�� ��� ��� �������� �������� �� ����� ���� �� � ��������� ����1 ����� ��� ��� ���� ������� ������� ��� ���������� ��� @=�5L��� ����� � �����������

Q - waveguide Coax Opt fibre

50 - GHz photodiode

microwave delay

Q - band LNA

RF Q - band mixer

IF LO

40 - GHz synthesizer

High power RF amp

RF Spectrum Analyzer

V LNA

laser

I gain

V abs

�� ��� 5�@/ (�������� � �������� ����������� ���"��� P��1 �!��!�� $' ���� �F�����1 ��� �������F 2�1 ���� ���6����� -�� ���.F &+1 ���� ��������F ��1 �������"����� ���6�����F P1 ���� � ������

��� "���% �����

*�� ����!����� � � ����������� ������1 ������� �� �� �� !�1 �� ��!�!�� ��"��� ��� ��� �������� ���� ���� �����!�� ����� �� ���� ���� ��� ����!����� ������������ �������� ����� � ��� �������� � �� ��� ���� ��� !��� �������� ������ ������ ����� � ��� ����������1 �����4��1 ���6����� ������� ��� ������������� �����4�� � ���� ����� � �����4�� � � ��� ��� � !�������1 ��� � ������������� ��� ���6����� ���������1 ��� ���� � !� ����!����� ��� ������������� ��0�� ����� ������� � ��� &��� +�������� ���1 ��� 4����� ��������"��1 �����4��� ��� ��0�� ��� ��� !� ��������� ��� � �� � ����� �� ����� *����������������� ��� !� ������ !� ��%����� � �� ����!��� �� ���1 E ��1 ������ ������ ���� �������� ��� ����� ��� �� � ���� ����� ���1 �� � �������&+"���� *�� &+"���6����� �� 40��1 f*+1 ���� ��� 9��� � ��� �� ��� ��� ���&+"���6����� �� ������1 f*+±f � *�� � �� ���� ��� !��� ��� ��� !���!��� �� ������ ��� ����� � ��� ��0��1 vIF ��� !� � �� ��� ��� 9��� ���6�����1 f /

vIF (t) =α

2VLOVRF sin(2πft) -5�@.

*�� ��� ����� �������� �� � ������ ������� � ��� �"������ ����� ��������������1 Kφ[BEAT ] = αVLOVRF �

@@?

Variable phase shifter

Noise synthesizer-60 - (-90) dBm

12-13 dBm

28-30 dBmLO

RFESA

30-50GHz

40GHz

Att.

Reference oscillator

Pick-offTee

�� ��� 5�A/ '���!����� ���"��� ����/ ���������1 2�/ ���� ���6�����1 &+/ ������������1 �(�/ ���������� (������� �����3��� *�� ��� "9 ��� �� �������� �� �������!����� ���"�� � �� � ��� ����!����� �������� ������� � ��� ��������������"�� �� ��� ����� ���� -4 ��� 5�@.�

(���� �� ������ ������� � ������� ��� � ����� � �����4��� �1 � ������� ���� � ��� ���� ������ �������� �������1 ����,1 �������� ��� ������� ���� �������� �����3��1 2��� -��� �������� �����3�� ����� ����� ���� ������ ���� ��!����� ��� �������� �������.1 �6����� 5�A� *��� ����� �� ������!�� �� R<HS�� ��� 5��� ,�� #����� *�� ������� !����� ��� ����� �� ���1 Sin ��� ����������� ��������1 Sout ��� ���� !�

Sout(ω) = Sin(ω)(Hphasedetector(ω) · RESA(ω)) = Sin(ω) · Hsystem(ω) -5�A.

5���� ��� ����!����� � ��� ����������� ������ ������1 ��� ���6����� �����"����� � ��� ����� ��� ��� ��� ���� �� ��� ����� -� ����� NHI?=�1 @=#�3"?=>�3. �� �������� ��� � ����!����� �� ������� ��� �����1 -4 ��� 5�H.1���� ���� �� ��� !� ����!����� ���

�� ��� ��0� ���� ��� ��� � ��� &+"��� � ��� ��0�� �� � �� ��� ��� ��������� � ��� &+"��������3��1 4 ��� 5�< -*�� � �� ������ ��� � � ��� ��0�� ��@="@H �5� � &+"����.� �� �� �������� ���� � ��!��6���� ���� ����������� ��������� ��� � ����!����� ��� ��� ��� ���� &+"���1 ����� VLO �� ���������� ��� ������ ��������

*�� �� ��� ����� �� ���� ��� ��� ��� �����4�� �������� ��� ��0�� ��� ��������� ������� ��� ��� ������ �� ���� � �� ��� ��� �(�� *��� �� �������� ��9��� ���6������� ��� �� ��� @= �3 � @= >�3�

��� "��������� ��� ����� ��� ��� ������.��

�� � ������ ���� ��� ���� ��9������ !����� ��� � ���� �� �0����� 3��1 ���� ������������� ���������� ���� ;� �� ���� !� ��� ��� � ���"���� �� ��� ���������� ������� ���� ��� ��� ����������� *�� ����� ������ ��� !� � ���� �0�������� ���������� ���� ���� ;�� *�� ��� ���� �������1 �6����� 5�H1 �� ���������� ��� �6���� �� � ��� ����� � ��� �������1 ���� �� ���� �� ��������� ���� ����� � ������ ���1 i0 = R · P0 R<HS� '��������� ��� ������� ��� � -$2.1�6����� 5�?1 ��������� �� �������� �� $2 ��� @=�5L��� ����� � �����������

@@I

�� ��� 5�H/ ��� ��� D����E ��������3��1 � ����� NHI?=�1 �� � ������� � ���"6����� ������ �� � ������� ��� ������ �

�� ��� 5�</ &+"��� ��� ��������3�� ��� ����� @ � V��;�0 ��!���

@@K

�� ��� 5�?/ *��� ������ �������� ��������

*�� ������� ���� � ��� ���� ���� �� ��������� � ��� �����������1 �6�����5�K� ��� ��������� �������� �� �� �������� ������� ������� ������� ����� *����������� �� 4��� ������!�� !� ����� R@=AS ��� ,�6���� R@=HS �� @JAN1 !����� ��������� � ��� ������� ���� ��� ��� !� ���� �� ����� ��0� ! �� ����������1 ���� �� R@=<S� �� ��"����������� ���� ������� ���� ��� ���!������� �� "@K<�5�L�3� * ������ ������ ���������� �������1 �� ������ ��� ������� ���� 4 ��� -,�.1 ���� ����� �� � ���� �5 �!�� ��� ������� ���� �������� ������ ��1 �6����� 5�@=�

*�� ��� ����1 δishot ��� ��� ��� ���� ���1 (dishot)2R ��� ���� !�

δishot =√

2qioB -5�H.

(dishot)2R = 2qi0BR -5�<.

��� ��� ������� ��� � -$2. � �� ��� � ���"���� ��� ��

DR = (i0√

2qi0B)2 =

i02qB

-5�?.

,�������� � @ �3 ��� �� �5 ��� $2 ��

DR(dB) = 155 + 10log[i0(mA)] -5�I.

*������ ������ �� �� �A�"���������� �� � ���������� � i0 = 2mA ��� ������������ ������� ���1 Pc = −12dBm ��� � ��� ���� Pshot = −12dBm−DR =−12dBm− (155 + 3)dB = −170dBm/Hz

*�� ���� ������� ���� �6���� ���� �������1 i2N,th(v) ��� ���� ���1 �- ��� ���� !�

i2N,th(v) =4hvΔv

R(ehv/kT − 1)∼= 4kTΔv

R-5�K.

@@N

PN = kTB -5�N.

*�� ������� ���� ��� !������� ��� ��� ,��� �� ��� ��

kT = −174dBm/Hz , T = 300K -5�J.

NF = 10log[PN,actual/kTB] -5�@=.

*�!�� 5�A/ ,��� 4 ��� ��� ���������� ��� �� ��� �������� �� ��� �������������"���� ���"��

'������ ,� -�5. >��� -�5.

&,�@ ? A<#�0�� K "K&,�A ?�K?"I�? A?

*�� ������ ���� 4 ��� �� ���� !�

Fsyst = F1 +F1F2

G1+ ... +

F1F2...Fn

G1G2...Gn−1-5�@@.

���� �� �� ��� ���� 4 ��� � ��� 4��� ������� �� ��� ���������� ������ ���>� �� ��8� ���� ���� ��� ���� 4 ��� � ��� ���� ������� -��� �(� �� ���� ����.�*�� ���� 4 ��� � ���� ���������� ������1 ���������� ��� ��� ������ �� ��!�� 5�A1�� �������� !� ��� 4��� �����4��8� ,� -!������ � ��� ��� � ���. ��� �� ������������� �6����� 5�@@ � !� ?�@ �5 �� ��� �������� �� �� ���"���

*�� ���� ���� ;� ��� �� !������ !� ����� ��� ��� ���� ����

PN, tot = Pshot + Pthermal -5�@A.

�� ���!��� � �� "@K= �5�L�3a -"@K<�5�L�3a?�@�5. �5�L�3 W " @II�<�5�L�3� +� �������� � ��� ������� ��� ��� ��"�����/ "@II�<�5�L�3" -"@A�5�."H�5 W "@?K�< �5�L�3�

#������� ��� ���� ;� �� ��� !� �������� ��� ����� ��!�1 ��� ����� ���"���� ��� ����1 ��� ����� ������1 ��� 4!�� ��� ��� ���������� !� �� �6��������������� ��������� -�� ���� ���� (�� I= >�31 <= �5.� �� � 5�I �������� ����������� ���� ;� ��� �� !��� ��������3�� -� ����� �(> NA<K�.� (���� �����������3�� ���� �� �� ��������� ��������� ��� ���� ;� �� ���� �!�� ��� ���"������� ;� �� ���6������� ���� ���� A >�3� �!�� ���� ���6����� ��� ����;� �� ��� !� ��� ��� ���� ��� ������� ����� �� �� ��� ��� � �������� ���������� ��� � � ��� �����������1 �� ��� �������� ��� ���� ��� � ��� ���"���� �� �� �� ��� ������� ��� ��� ����� ���������� � �� ��������� O������ ������� ���������� � ��� ������� !� ��� ��������� � ��� ��0�� -a@H�5� ��"��� ���.� *�� ������� ���� ���� ��� !� ����� !� ���� � ��� ����������1!�� ����� H �5 ��������� � � �� �� @?= �1 ���� �� �� ��������� ���� ���� ����������� ���� !� � !�� ���������� ��� ��� ���� 4 �����

@@J

�� ��� 5�I/ #������� ���� ;� ��� � ����� �(> NA<K� ��������3�� �� !�� 2�"��� &+"�����

@A=

�������� �

&���������� �����

*�� ����� �� � ����"!�"���� �������� ; �� ��� ��!������� � ��� �"��� ������������ ���"�� �� ������ ��� ���� ����� ������ ������ ������� ����� ��

"�� !��-����������� %� �)"0- �� ���� ��� � ������ ���

(�+� �� ���� �� � ��� �� �������� �� ��� #+2�� -��� ��� ����. !������ �� ���� � ���� ���� �� ��� ���"���� -≤@ ��L��� �� �� ����.1 !������ �� �� ���� �������� ��� � '���"������ ��� �� �� ���� � ����� ��� ��� ��������� �� 5������� �9����� ��� ������������ +���� ��� �� ��������� �����!�� �� #+2���� (�,� RNIS1 ������ �� � *�1 ,� ��� '� R?HS ��� ��9����� ��!������� � (�+� ��������� RNAS�

*�� (�+� �� �������� ��� �� (*( -(���������� *����� � (������. �������������� '������� P���� $������� -��'P$. ������ �� � ���� � ?N ��L����*�� ����� � ���� ���� �� ��� �������� (�+� �� � �����"9 !����� ������ ��������� �� ��� ��� ��� ��������� ���� ���� � ��� ������ ���� �� � ��� �� ��� ����"�� � (�+�� V��� � ���� �� VP"������ ���� ��� I== �� ���� �� ��� A μm ��� ����� ����� �� �����!�� ����� ���� �����1 !�� ����� ��4����� ��� @A="HI= ���������� ��� �� ������� � �� � ������ �����1 ��� ��!���� ��� ���� �� ������� ����� �"!��� ����� � *�� ������� !��� ������ ��� !� ������� �� ��������� �� ��� ��0� ������ ��� � ��� %��� ������� ���� ���� ����� �� � ����� ����� ��0���� ���� ���� � ��� �"!��� ������1 ��� ���� ���� ����� ���� �� ��������� ��0���� ���� ���� � ��� (�+��

"�� )�%��� ����� ��� ��� �*���� �

O� ��� T��"?A=� -T�+,2�7 ��������� '��������.1 � ������� ��� �"!��� ��"����� �� �� �� �� ��� �� � ��������1 �� � ���!����� ��� ���������� � ��� ��������������� *�������� ��������� ��� !� ���� �� R@=?S� 2����� ���� ���� ��� !������� !� ������ ��� ������� � ��� ������ �� � ������ ��� !� ���� �� ��� ��������� ���L� ������������ �� � ��� T�� ������� � @@Y �� ������1 �� ��������"��� � @=== ���L� ��� � ������ ����� ���� ����� � A=== ��� ��� ������ � ����������� ?A="??= �� ���� 1 ���� �� ����������� � <=== ���L� ��� � ������ �����

@A@

���� ����� � I=== ��� ��� ������ � ������ ����� H@= �� ���� � ����� ������� ��������� �� ���"!� �� �� @I= �' �� A ����

*�� �"!��� ������� �� ���� ��� �� &"����1 � �������� ����� ������ *�� ����� ��� ����� �� ���� ���� ���� ��� ��� � -<= ��. �� ���� � ������� ������������

*�� ����� ��� �"!��� ������ ��� �0���� �� � ��+&"�57JH==�( ��� @== P�������� -�������� !����� ���� @= ��.� *�� ��� ��������� � ������ ��� ����������� ������� � ��� ��!������ ��� � ������� �������� ����� ��� ������ -��������� �������.� � ���� ���� � ��� � AA= μC� ����� �0����� ��� ������ �� ���������� T�$",?= �� @ ��� @= ���1 ������ ��� ������ �� ���1 ����� !� � !� ����� ���� ��� *�� ������� ��� ���"!� �� �� @@= �' �� A ��� � � ��������

"�� !��-������� �1 "�2+3�- +()

*��� ���� ��������� ��� ����� ��� ��� �"!��� ������ � ��� ���� ��� � *�������� ���������� �� ������!�� �� ������ <�A�A� *�� ���� ��� �� ������ ��� �������� � @== �*1 � ; � @I ���� '��� ��� A ���� +�1 ��� � ��� � I=O -��� � ����������� � A= �'.� *��� ������� �� � !��� � HA= P ��� �� ���� ����� ����0������� AK ��L��� �� ����� *�� ���� ���� �� ��� ������ �� � ������ �� ���!�� ����� ��� ����1 ���� ��� ���� ���� � ��� ��������� ����������� �� �������� ������� -A�? ��L��� �� ���.� *�� ���� ���� � ��� ����������� �� ������������� � ������� ����� � ��� ���� �� ��������� !������ � ��������� � *�� ������� �� H"< ���� ����� ��� ����� ����1 ��� ������� !��� ������ �� ������ ���� ��6��� ������ �������� -(������ #������� 2����� @@I?. �� I= �' ����� !� �4��� ������ �� � ������ ����� -+0� �� ������. �� =�A �!�� ��� @== O �� ? ����

"�� 40� �����

5���� ������� ��� VP"������ ��� ������� �� �������� �� !����� �������� *��� ����� !� !� �� ��� ���� �� @?= �' ��� �������� �� �� �#$( ����� �����������T?A=I -�T?A@< ��� �������. �� ���� � � ���� ���� � �!�� I== �� ��� �� ���!� �� �� J= �' �� J= �� *�� ������ �� �0���� ���� � � 6����3 ��� �������� ��� ��� � ������� �� ?� ��� �������� �� @ ��� �� �TH?@5/��+ -@/?.1� ��������������� ��� ������ �� ��� !� �� �� J= �' � ���� ��� ������� ��� ���� ������� !� � ���� ��� � ����� ��� �������� � ������ �� ��� �������� ������ *������ � ��� ��� � �� �!�� A�A μm ����� ��� ����� �

"�� !��-������� �1 "�2+3�- +()

*�� ��� � ������� �� ����������� ��� ��� VP"������ � ��� ���� ��� ���� � ������ ���� 2��� *�� ����� �� �������� ��� ����� ��� ��� � ��� ��� ���� � ������������ �� ���� ����� �����1 ����� ��� ��� ����� �� ��� ����� ��� ���������� ������ !������ � ���� ����� ����1 ����� ��� !� � ����� ��� ������� ��������������� ��� ��� ����� ��� � ��� ��������� ������������ ����� ��� ����1��� ������ �� ������ ��� ��� ���� �� ������� �� ��� ���� ���� �� ������1 ��������� $�"�����

@AA

"� (���������1 ��� "�13�- ��� �-

5���� ��� #+2��1 ��� ����!�� �� ������ ��� � ���������� �� ��� ������ �� @A ���� *�� ��� � ��� ��� � ����� ��� ������ ������������� ��� ��� #+2��������!�� �� ��!������ <�A�H� ����� ��� ������ ������ ��� ������ ��� ��� ������� �������� ��� � ������ ��4������ -$� �� .� *�� �������� ���� ���� �� ������ �� ��������� ��� ����!����� ���� � ���� ���"������ *�� ���� �� �������� �� �� ��� ��������� !����� ��� ��� ��� ��� M"�������� ��� ����� 5������ ������ �9���� ��� ���� ����� ��� !� ����0������� @== �� ���� �� ��� ��� � ������� �������� ����� ��� ��� �� �� 1 ���� �������� ������� ������ ���� (������� ������ ��� �� ����� ������ ����� ��� ��� �1 ��� ����� �� ��� ��� � �� ����������� ���� � �� ������ ���� ����� ��� ��� ����1 ��� ������� �� ���� � ���������� ��������� �� ���� � ����� ���� �� ��������� *�� ���� �� ������ ������������� ��(+� �� @ ��� � ����� ����0������� @? �� � ����!�� ���� ��������� ���������

"�5 "����� ���� �����

����� ��� ��� � ��� ����� ����1 ��� ����� ��� �������� �� ��� ������ ������������� ����� !� ������� ��� ������� ������ -!� �� ��� �#$(.� VP"�������T?A@< �� ���� � � ���� ���� � A μm� *�� ������ �� �0���� ��� �������� ���� ? μm ����� � � ��� ��� �1 �������� ��� ����� *�� ���� -∼@== ��. �� ��������� ����� ��8� ��� ��� ����� ��� ���� ����1 ��� ������ ������ ��� �� �������� � ��0���� � @=Y ��(+� ��� ��+� -@/@.� ����� I= � ��� ���� ����� �� \A==�� ���� �� ��� � �� � ����� � ��� ����������� ����� ��� ���� ��� ������ ���������� ��� ��� ����� ��� ��������

"�6 �"�

5��3����!����� -5'51 '������� H= AA"HA �� ��� �������� . �� � ������ ������ ���� �����!�� �� ������������ � ��� ��� �� -�� ��� ���������� ��� ���� ��������������.� �����1 A? �� � ���� �� �������� � �������� ��� ������� � ���5'5� �� ������� ������ -��H===. �� ���� � ��� ���� !���� ��� 5'5 �� ����� � ���� ���� � ∼A μm1 ������ ��� ���� �� � ��� ����� � ��� ��� � ��� *��5'5 �� ����� �� A?= �' �� ? ���� ��� ��� ��� �� ��� �������� ����� � ��� ������� ���� � ��� 5'5� *�� ��� ���� ������� 0� �� ��� ��� � ����� ����� ����� � ���� ��� ������ �� ��� 5'5�

"�7 ����� ������8 �� ��� ������

�� ������� ������1 ��H===1 �� ��� ������ �� 4��� ���� � ��� ����� *��� ������� �� ���� ����� ��� � !������ � ����������/ J== �� � &+2K5 -���!� �� ��? ��� �� @K= �'. ��� I== �� �T?A=I� -���!� �� �� J= � �� J= �'.� �0����� � ��������� �� ��� �� @= � �� ? �OL���� *�� �� ������ �� �������� �� �TH?@5/��+-@/?. �� I=� ��� ���"!� �� �� A ��� �� @A= �'� *��� ��� ��� ����� -&+2K5.������� ����������� �� ��� ������ �������� -�TH?@5. �� ? ���1 �����!� ���� �������� ��4���1 ���"������ �� ����"9�

@AH

*�� ���� � ��� ��� � �� ������ �� � �� ���� !���� ��� ��������� � ����"������ ������/ *�/?==`L��K?=`L��/?===`� *�� ������� �� ���������� !� ����"9�

"��9 :�������

*�� ����� ��� !���� � � ���� ���� ��!������ ��� �0� *�� ���� ��!������ ������ ���� �� ���� ��� ��� � ������� ������� ��� ���+�"��������� ��� ��������� � � ���� ���� � ∼@@= ���

"��� �� �����

,"������ ����� -,� N=��1 >� @==��1 �� A?=��. �� ��������� ��� �������� ��<A= �' �� ? �� $�� ������� ����� -*� ?=��1 �� K?��1 �� ?==��. �� ��� ���������� ���� ���� �� �������� �� ��� ������� �����������

@A<