專利名稱：光學頻率梳發(fā)生器中一種功率有效的微波信號配置方法
光學頻率梳發(fā)生器中一種功率有效的微波信號配置方法技術領域
在基于級聯(lián)的單臂馬赫曾德爾型強度調制器和LiNbO3相位調制器的光學頻率梳發(fā)生器中，其調制信號為具有倍頻關系的兩個正弦射頻信號時可產(chǎn)生更多的光頻率譜線。 本發(fā)明涉及一種針對于這種光學頻率梳信號發(fā)生器的微波調制信號配置方法。通過合理配置微波射頻信號，可在系統(tǒng)輸出譜線平坦度一定的條件下，有效降低相位調制器所需的微波信號驅動功率。本發(fā)明屬于微波光子技術領域，尤其涉及基于光調制的光學頻率梳產(chǎn)生方法的技術領域。
背景技術：
近年來，光學頻率梳發(fā)生器吸引了越來越多的關注。光學頻率梳可被用于光任意波形產(chǎn)生(0-AWG)，波分復用(WDM)網(wǎng)絡，光頻率測量及其它基本物理量測量等方面。
到目前為止，產(chǎn)生光學頻率梳的方法主要包括兩種一種是采用鎖模激光器的方法，另一種是基于光學調制的方法。后一種方法由于其更易調節(jié)，具有高穩(wěn)定和大帶寬等突出優(yōu)點，是目前的研究熱點。在采用級聯(lián)強度和相位調制器產(chǎn)生光頻梳的系統(tǒng)中， 通過增大相位調制器的調制指數(shù)可以增加輸出的光頻率譜線的條數(shù)，然而，大功率微波信號源價格昂貴且輸出功率有限。另一種增加輸出光頻率譜線條數(shù)的方法是對多個正弦微波信號進行光調制。如，通過在相位調制器上加載3GHz的正弦型及其三次諧波微波信號，可得到間隔為3GHz的9條平坦度為O. 8dB的光頻梳(參考文獻S. Ozharar, F. Quinlan， I.Ozdurjet al.Ultraflat Optical Comb Generation by Phase-Only Modulation of Continuous-Wave Light [J]. IEEE Photonics Technology Letters. Vol. 20, No. 1，2008，pp: 36-38.)。再如，利用兩個強度和兩個相位調制器級聯(lián)，將頻率為IOGHz的微波信號和其二次諧波信號分別施加于兩個相位調制器，可得到38條頻率間隔為10GHz，平坦度為IdB的譜線(參考文獻R. Wu, V. R. Supradeepa, C. M. Long, et al. Generation of very flat optical frequency combs from continuous-wave lasers using cascaded intensity and phase modulators driven by tailored radio frequency waveforms [J]. Optics Letters. Vol. 35，No. 19，2010，pp:3234-3236. X
因此，在目前已有的基于雙射頻信號光調制產(chǎn)生光學頻率梳的研究中，都將基頻信號加載在強度調制器上，而其高次諧波信號施加在相位調制器上，這樣雖然能夠在一定程度上增加輸出的光學頻率梳平坦譜線數(shù)量，但需要較高的微波信號功率，一般需要大于 27dBm，有的甚至達到30dBm，購買此類高頻大功率信號源需要較高成本。本發(fā)明針對這種基于雙正弦射頻信號光調制的光學頻率梳發(fā)生器，提供一種功率有效的微波調制信號配置方法。發(fā)明內容
本發(fā)明公開了一種在基于雙正弦射頻信號光調制的光學頻率梳發(fā)生器中有效配置微波調制信號的方法。具體方法為，將基頻正弦射頻信號加載于相位調制器，高次諧波信號加載于強度調制器。這種配置方法與傳統(tǒng)方法，即將基頻信號加載于強度調制器，高次諧波信號加載于相位調制器的方法相比，本發(fā)明提供的方法可以較低的微波信號功率產(chǎn)生相同譜線條數(shù)且具相同平坦度的光學頻率梳，并且輸出的光學頻率梳具有更高的功率效率。
具體而言，本發(fā)明涉及的光學頻率梳發(fā)生器結構如圖I所示。圖I中，激光器(I) 發(fā)出的連續(xù)激光進入強度調制器(2)，微波信號源(3)和直流電壓源(4)加載到強度調制器(2)上。強度調制器(2)的輸出送入相位調制器(5)，微波信號源(6)施加于相位調制器(5)，最后從相位調制器(5)輸出光學頻率梳(7)。通過調節(jié)微波信號源(3)和(6)及強度調制器(2)的直流電壓源(4)可以使得輸出的光學頻率梳(7)實現(xiàn)平坦化。具體的理論公式為
權利要求
1.基于雙正弦射頻信號光調制的光學頻率梳發(fā)生器中一種功率有效的微波信號配置方法，其特征在于，光學頻率梳發(fā)生器包括以下器件激光器(1)，一個單臂馬赫曾德爾強度調制器(2)，一個LiNbO3相位調制器(5)，兩個微波信號源(3，6)，一個直流電壓源(4)。強度調制器(2)和相位調制器(5)采用級聯(lián)形式，激光器(I)產(chǎn)生的連續(xù)激光光波依次由微波信號(3)和(6)分別進行強度調制和相位調制。
2.如權利要求I所述的光學頻率梳發(fā)生器裝置，其特征在于，兩射頻驅動信號頻率具有整數(shù)倍關系，且基頻信號加載于相位調制器，高次諧波信號加載于強度調制器。
3.如權利要求2所述的微波信號配置方法，其特征在于，有效地應用了相位調制器輸出頻譜的疊加效應，這種配置方法與傳統(tǒng)方法，即將基頻信號加載于強度調制器，高次諧波信號加載于相位調制器的方法相比，可在平坦度一定的情況下，有效降低用于驅動相位調制器的微波信號功率。
4.如權利要求2所述的微波信號配置方法，其特征在于，有效地應用了相位調制器輸出頻譜的疊加效應，輸出的光學頻率梳具有更高的功率效率，即功率更集中于可用的平坦的光頻率譜線上。
5.如權利要求2所述的微波信號配置方法，其特征在于，由于可有效降低相位調制器的微波驅動信號功率，因此，當相位調制器驅動信號功率與傳統(tǒng)方法配置之下的功率相等時，可以增加輸出的平坦譜線的數(shù)量，實現(xiàn)更大帶寬的平坦光學頻率梳。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種在基于雙正弦射頻信號光調制的光學頻率梳發(fā)生器中有效配置微波調制信號的方法，光頻梳發(fā)生器結構如附圖
所示，其中的兩個射頻信號頻率具有整數(shù)倍關系。本發(fā)明提供的調制信號配置方法為，將基頻正弦射頻信號加載于相位調制器，高次諧波信號加載于強度調制器。這種配置方法與傳統(tǒng)方法，即將基頻信號加載于強度調制器，高次諧波信號加載于相位調制器的方法相比，本發(fā)明提供的方法可以較低的微波信號功率產(chǎn)生相同譜線條數(shù)且具相同平坦度的光學頻率梳，并且輸出的光學頻率梳具有更高的功率效率。
文檔編號G02F1/37GK102929069SQ20121034197
公開日2013年2月13日 申請日期2012年9月14日 優(yōu)先權日2012年9月14日
發(fā)明者閆娟娟, 魏人杰, 彭亦超 申請人:北京航空航天大學