一種寬帶光學(xué)頻率梳及其實(shí)現(xiàn)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種寬帶光學(xué)頻率梳及其實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于所述寬帶光學(xué)頻率梳包括連續(xù)激光源、脈沖產(chǎn)生模塊以及放大控制模塊，所述連續(xù)激光源連接所述脈沖產(chǎn)生模塊輸入端，所述脈沖產(chǎn)生模塊輸出端通過所述放大控制模塊與所述脈沖產(chǎn)生模塊輸入端連接形成閉環(huán)腔。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是，基于單縱模窄線寬連續(xù)激光注入，采用F-P腔腔增強(qiáng)結(jié)構(gòu)，脈沖反復(fù)調(diào)制，光譜有效展寬，可以直接拓展應(yīng)用于飛秒光學(xué)頻率梳控制技術(shù)，得到穩(wěn)定寬帶飛秒光學(xué)頻率梳。
【專利說明】一種寬帶光學(xué)頻率梳及其實(shí)現(xiàn)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于超快光學(xué)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種基于單縱模窄線寬連續(xù)激光注入鎖定的寬帶光學(xué)頻率梳及其實(shí)現(xiàn)方法。

【背景技術(shù)】
[0002]飛秒光學(xué)頻率梳通過鎖定飛秒鎖模激光的重復(fù)頻率和載波包絡(luò)位相偏置頻率，在時(shí)域上得到重復(fù)頻率穩(wěn)定的飛秒脈沖激光，在頻域上得到頻率間隔穩(wěn)定的激光頻率梳。飛秒光學(xué)頻率梳作為微波頻率與光學(xué)頻率的橋梁，可以實(shí)現(xiàn)對激光頻率的直接精密計(jì)量，同時(shí)作為一種有別于傳統(tǒng)連續(xù)波穩(wěn)頻激光的特殊激光光源，在激光頻率標(biāo)尺、絕對距離測量和精密光譜測量等光學(xué)精密測量領(lǐng)域都有著重要應(yīng)用，是當(dāng)今光學(xué)領(lǐng)域前沿方向之一。目前，德國科學(xué)家們已經(jīng)將光學(xué)頻率梳這一技術(shù)成功地應(yīng)用在天文望遠(yuǎn)鏡上，即天文光梳，這使得人類在探索諸如宇宙中是否存在和地球相似的天體、宇宙是如何膨脹等問題上又更進(jìn)了一步。
[0003]目前為了得到穩(wěn)定的飛秒光學(xué)頻率梳，通常先采取相應(yīng)鎖模技術(shù)產(chǎn)生超短脈沖，其次通過較復(fù)雜的反饋系統(tǒng)將超短脈沖鎖定在穩(wěn)定的頻率標(biāo)準(zhǔn)下，可以是微波鐘如銣鐘，也可以是光學(xué)頻率、原子躍遷線等。因此傳統(tǒng)飛秒光學(xué)頻率梳系統(tǒng)分為超短脈沖產(chǎn)生和頻率穩(wěn)定兩部分，系統(tǒng)較復(fù)雜。
[0004]作為飛秒光纖頻率梳的種子源，超短脈沖激光常通過各種鎖模技術(shù)產(chǎn)生，主要包括主動鎖模和被動鎖模技術(shù)。首先，被動鎖模技術(shù)在光纖領(lǐng)域主要有基于偏振旋轉(zhuǎn)被動鎖模和可飽和吸收鎖模。它們都存在一些缺陷:偏振旋轉(zhuǎn)鎖模的鎖模閾值高，鎖模狀態(tài)易受外界干擾，脈沖沒有長期穩(wěn)定性，不易鎖模自啟動，同時(shí)受器件光纖長度限制往往不能實(shí)現(xiàn)高重復(fù)頻率脈沖的產(chǎn)生；可飽和吸收鎖?？梢宰詥樱敲}沖易分裂、高噪聲，同時(shí)脈沖激光的峰值功率很高，而飽和吸收體損失閾值低，不適合高功率及長時(shí)間鎖模狀態(tài)。
[0005]其次，主動鎖模技術(shù)常采用空間結(jié)構(gòu)，在諧振腔中加入電光調(diào)制器或聲光調(diào)制器等器件通過幅度或相位調(diào)制的方式實(shí)現(xiàn)鎖模輸出。由于工作物質(zhì)在諧振腔內(nèi)，系統(tǒng)穩(wěn)定性較差，器件端面及擺放位置要求苛刻，泵浦方式較光纖激光器復(fù)雜，同時(shí)不易實(shí)現(xiàn)高重復(fù)頻率。
[0006]另外，飛秒光學(xué)頻率梳通過鎖定飛秒鎖模激光的重復(fù)頻率和偏置頻率實(shí)現(xiàn)，需要超短脈沖具有一定光譜范圍才能得到相關(guān)的誤差反饋信號。而以上常規(guī)主動和被動鎖模技術(shù)中，光學(xué)調(diào)制是鎖模超短脈沖光譜邊帶往往有限，常需采用后續(xù)復(fù)雜的光譜展寬系統(tǒng)才能探測到相關(guān)誤差信號，從而反饋鎖定飛秒光學(xué)頻率梳。這些不足都限制著飛秒光學(xué)頻率梳更廣泛的應(yīng)用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是根據(jù)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種寬帶光學(xué)頻率梳及其實(shí)現(xiàn)方法，該寬帶光學(xué)頻率梳利用單縱模窄線寬連續(xù)激光注入，相位調(diào)制器和F-P腔共同作用，主動鎖模，結(jié)構(gòu)簡單，脈沖功率放大后反復(fù)調(diào)制，光譜能有效展寬，實(shí)時(shí)反饋精確調(diào)節(jié)腔內(nèi)光纖長度、相位調(diào)制器調(diào)制頻率和F-P腔長等參數(shù)，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定寬帶光學(xué)頻率梳。
[0008]本發(fā)明目的實(shí)現(xiàn)由以下技術(shù)方案完成:
一種寬帶光學(xué)頻率梳，其特征在于所述寬帶光學(xué)頻率梳包括連續(xù)激光源、脈沖產(chǎn)生模塊以及放大控制模塊，所述連續(xù)激光源連接所述脈沖產(chǎn)生模塊輸入端，所述脈沖產(chǎn)生模塊輸出端通過所述放大控制模塊與所述脈沖產(chǎn)生模塊輸入端連接形成閉環(huán)腔。
[0009]所述脈沖產(chǎn)生模塊由依次設(shè)置的合束器、空間準(zhǔn)直器a、F-P腔鏡a、相位調(diào)制器、F-P腔鏡b、空間準(zhǔn)直器b以及分束器構(gòu)成，所述合束器的輸入端分別連接所述連續(xù)激光源和所述放大控制模塊的輸出端，所述分束器分束比較大一端連接所述放大控制模塊的輸入端，分束比較小一端為所述連續(xù)激光源的輸出端，其中所述F-P腔鏡a和F-P腔鏡b組成F-P 腔。
[0010]所述F-P腔鏡a和F-P腔鏡b平行設(shè)置，所述F-P腔鏡a和F-P腔鏡b的前、后端面均鍍有膜層。
[0011]所述分束器的分束比不小于50:50。
[0012]所述放大控制模塊包括依次設(shè)置的隔離器、波分復(fù)用器以及增益光纖，所述隔離器輸入端與所述脈沖產(chǎn)生模塊輸出端連接，所述增益光纖輸出端與所述脈沖產(chǎn)生模塊輸入端連接，所述波分復(fù)用器輸入端與所述泵浦源連接。
[0013]一種涉及權(quán)利要求1-5中任一所述的寬帶光學(xué)頻率梳的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于所述實(shí)現(xiàn)方法至少包括如下步驟:將所述連續(xù)激光源輸出的單縱模窄線寬連續(xù)激光引入所述脈沖產(chǎn)生模塊中；在所述脈沖產(chǎn)生模塊F-P腔內(nèi)經(jīng)過相位調(diào)制器發(fā)生頻移，頻率上產(chǎn)生寬帶光譜成份，同時(shí)在所述相位調(diào)制器主動調(diào)制下各個(gè)頻率成份間相位差固定，實(shí)現(xiàn)鎖模，在時(shí)域上以脈沖的形式從所述F-P腔輸出；輸出的所述脈沖一部分經(jīng)所述分束器分束比較小一端被向外輸出，另一部分經(jīng)所述分束器分束比較大一端被輸入至所述放大控制模塊；輸入至所述放大控制模塊的脈沖各光譜成份功率放大，再經(jīng)所述合束器反饋回所述脈沖產(chǎn)生模塊中，如此往復(fù)，得到實(shí)時(shí)鎖定在所述單縱模窄線寬連續(xù)激光上的所述寬帶光學(xué)頻率梳。
[0014]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:
①基于單縱模窄線寬連續(xù)激光注入，采用F-P腔腔增強(qiáng)結(jié)構(gòu)，脈沖反復(fù)調(diào)制，光譜有效展寬，可以直接拓展應(yīng)用于飛秒光學(xué)頻率梳控制技術(shù)，得到穩(wěn)定寬帶飛秒光學(xué)頻率梳；
②采用的F-P腔腔長小且可調(diào)，可以實(shí)現(xiàn)高重復(fù)頻率的鎖模脈沖，鎖定實(shí)現(xiàn)高重復(fù)頻率飛秒光學(xué)頻率梳，滿足光學(xué)頻率度量學(xué)、光通訊等特殊領(lǐng)域的需求；
③采用的連續(xù)激光源輸出功率和工作波長可變，因此適用于產(chǎn)生不同波段的寬帶光學(xué)頻率梳，能夠滿足不同領(lǐng)域的需求；
④采用的主動鎖模結(jié)構(gòu)基于連續(xù)激光注入，F(xiàn)-P腔內(nèi)無增益介質(zhì)，容易建立鎖模，鎖模閾值低；
⑤采用的主動鎖模結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，可調(diào)參數(shù)多，靈活性大；所采用的主動鎖模結(jié)構(gòu)其尺寸小，重量輕，可集成化，抗干擾能力強(qiáng)，具有高穩(wěn)定性；
⑥采用相位調(diào)制器主動鎖模，調(diào)制頻率可調(diào)，可實(shí)時(shí)精確鎖定調(diào)制頻率在F-P腔重復(fù)頻率諧波上，實(shí)現(xiàn)高重復(fù)諧波鎖模，得到高重復(fù)頻率寬帶光學(xué)頻率梳，可拓展應(yīng)用到天文光梳等特殊領(lǐng)域； ⑦相位調(diào)制器調(diào)制頻率、F-P腔腔長實(shí)時(shí)反饋調(diào)節(jié)，得到寬帶光學(xué)頻率梳實(shí)時(shí)鎖定在單縱模窄線寬連續(xù)激光上，將鎖模技術(shù)和光梳鎖定技術(shù)結(jié)合起來，系統(tǒng)簡單可靠；
⑧采用F-P腔增強(qiáng)結(jié)構(gòu)，可以改變腔鏡透、反射系數(shù)，從而改變腔內(nèi)Q值，實(shí)現(xiàn)縱模線寬的控制；
⑨閉環(huán)腔中，光纖部分腔長可控，同時(shí)反饋鎖定，漂移自動控制。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)框圖；
圖2為本發(fā)明閉環(huán)腔內(nèi)光場順時(shí)針傳播的寬帶光學(xué)頻率梳結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為本發(fā)明閉環(huán)腔內(nèi)光場逆時(shí)針傳播的寬帶光學(xué)頻率梳結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0016]以下結(jié)合附圖通過實(shí)施例對本發(fā)明的特征及其它相關(guān)特征作進(jìn)一步詳細(xì)說明，以便于同行業(yè)技術(shù)人員的理解:
如圖1-3，圖中標(biāo)記100-300分別為:連續(xù)激光源100 ;脈沖產(chǎn)生模塊200、合束器201、空間準(zhǔn)直器202、F-P腔鏡203、相位調(diào)制器204、F-P腔鏡205、空間準(zhǔn)直器206、分束器207 ；放大控制模塊300、隔離器301、泵浦源302、波分復(fù)用器303、增益光纖304。
[0017]實(shí)施例一:如圖1、2所示，本實(shí)施例具體涉及一種基于單縱模窄線寬連續(xù)激光注入鎖定閉環(huán)腔內(nèi)光場順時(shí)針傳播的寬帶光學(xué)頻率梳及其實(shí)現(xiàn)方法，該光學(xué)頻率梳包括連續(xù)激光源100、脈沖產(chǎn)生模塊200以及放大控制模塊300，連續(xù)激光源100輸出端連接脈沖產(chǎn)生模塊200輸入端，脈沖產(chǎn)生模塊200輸出端通過放大控制模塊300與脈沖產(chǎn)生模塊200的輸入端連接構(gòu)成閉環(huán)腔。
[0018]如圖1、2所示，連續(xù)激光源100輸出穩(wěn)定的單縱模窄線寬連續(xù)激光，工作波段任意；脈沖產(chǎn)生模塊200包括依次設(shè)置的合束器201、空間準(zhǔn)直器202、F-P腔鏡203、相位調(diào)制器204、F-P腔鏡205、空間準(zhǔn)直器206以及分束器207，其中F-P腔鏡203與205構(gòu)成F-P腔；放大控制模塊300包括為隔離器301、泵浦源302、波分復(fù)用器303以及增益光纖304。具體的連接關(guān)系是，合束器201的輸入端連接連續(xù)激光源100，空間準(zhǔn)直器202的輸出依次經(jīng)過F-P腔鏡203、相位調(diào)制器204、F-P腔鏡205，之后的空間準(zhǔn)直器206耦合進(jìn)光纖，該光纖的端部與分束器207公共端連接，分束器207分束比較小一端作為連續(xù)激光源100的輸出端，分束器207分?jǐn)?shù)比較大一端連接隔離器301的輸入端，波分復(fù)用器303輸入端分別與隔離器301的輸出端和泵浦源302輸出端連接，波分復(fù)用器303公共端連接增益光纖304一端，增益光纖304另一端連接合束器201另一輸入端,形成閉環(huán)腔。
[0019]如圖1、2所示，合束器201可以將連續(xù)激光和脈沖光合束，工作帶寬較大，能保證脈沖所有光譜成份通過；空間準(zhǔn)直器202和206工作距離稍大于前述的F-P腔的腔長，F(xiàn)-P腔鏡203和205間的間距可調(diào)，即F-P腔腔長可調(diào)，保證單縱模窄線寬連續(xù)激光的頻率鎖定在前述F-P腔的重復(fù)頻率的諧波上，F(xiàn)-P腔鏡203和205前后端面均鍍有膜層，保證F-P腔鏡203前端垂直入射光所有光譜成份完全透過，F(xiàn)-P腔鏡203后端、F-P腔鏡205前端垂直入射光全反射，相位調(diào)制器204的調(diào)制頻率可調(diào)，可實(shí)時(shí)精確鎖定調(diào)制頻率在前述F-P腔的重復(fù)頻率諧波上，分束器207的分束比可以為80:20、70:30、60:40或其它比例，本實(shí)施例中優(yōu)選80:20。放大控制模塊300控制激光器內(nèi)光場傳播為順時(shí)針方向，隔離器301對入射光偏正態(tài)不敏感，通光方向?yàn)轫槙r(shí)針，增益光纖304能提供的增益帶寬較寬，工作中心波長與連續(xù)光波長一致。
[0020]如圖1、2所示，本實(shí)施例中基于單縱模窄線寬連續(xù)激光注入鎖定閉環(huán)腔內(nèi)光場順時(shí)針傳播的寬帶光學(xué)頻率梳的實(shí)現(xiàn)方法具體包括如下步驟:
連續(xù)激光源100輸出單縱模窄線寬連續(xù)激光進(jìn)入脈沖產(chǎn)生模塊200中，連續(xù)激光在F-P腔內(nèi)反復(fù)經(jīng)過相位調(diào)制器204，頻移上產(chǎn)生寬帶光譜成份，同時(shí)由于在相位調(diào)制器204主動調(diào)制下各個(gè)頻率成份間相位差固定，實(shí)現(xiàn)鎖模，在時(shí)域上最終以脈沖的形式從F-P腔輸出，脈沖一部分(即20%)經(jīng)分束器207分束比較小一端向外輸出，另一部分(即80%)經(jīng)所述分束器分束比較大一端輸入至放大控制模塊300中，脈沖經(jīng)放大控制模塊300中的增益光纖304，脈沖各光譜成份功率得到一定的放大，再反饋回到脈沖產(chǎn)生模塊200，脈沖與連續(xù)激光經(jīng)合束器201合束，由于光纖器件總長度可微調(diào)，實(shí)時(shí)保證F-P腔重復(fù)頻率鎖定在光纖部分長度對應(yīng)重復(fù)頻率的諧波上，脈沖在相位調(diào)制器204作用下頻率成份進(jìn)一步增多，得到寬帶的脈沖激光。同時(shí)，實(shí)時(shí)反饋調(diào)節(jié)相位調(diào)制器204的調(diào)制頻率、F-P腔的腔長，保證單縱模窄線寬連續(xù)激光頻率鎖定在所述F-P腔重復(fù)頻率的諧波上，從而得到實(shí)時(shí)鎖定在單縱模窄線寬連續(xù)激光上的寬帶光學(xué)頻率梳。
[0021]相對傳統(tǒng)鎖模激光器，本實(shí)施例基于單縱模窄線寬連續(xù)激光注入，采用相位調(diào)制器主動鎖模，鎖模閾值低，電控技術(shù)更成熟，系統(tǒng)更穩(wěn)定，同時(shí)相位調(diào)制器調(diào)制頻率、F-P腔腔長以及光纖部分腔長實(shí)時(shí)反饋調(diào)節(jié)，將鎖模技術(shù)和光梳鎖定技術(shù)有機(jī)結(jié)合起來，得到實(shí)時(shí)鎖定在單縱模窄線寬連續(xù)激光上的光學(xué)頻率梳，結(jié)構(gòu)緊湊，容易實(shí)現(xiàn)高重復(fù)頻率，同時(shí)光學(xué)頻率梳帶寬只受限于激光器內(nèi)各個(gè)器件的帶寬，因此本發(fā)明在采用較寬工作帶寬的器件下，能夠直接得到穩(wěn)定寬帶光學(xué)頻率梳。通過調(diào)節(jié)連續(xù)激光源功率，工作波長、各個(gè)器件的帶寬、F-P腔間距等參數(shù)，可實(shí)現(xiàn)不同重復(fù)頻率、脈沖寬度、中心波長、功率等參數(shù)的寬帶光學(xué)頻率梳。
[0022]實(shí)施例二:如圖1、3所示，本實(shí)施例具體涉及一種基于單縱模窄線寬連續(xù)激光注入鎖定閉環(huán)腔內(nèi)光場逆時(shí)針傳播的寬帶光學(xué)頻率梳及其實(shí)現(xiàn)方法，該光學(xué)頻率梳包括連續(xù)激光源100、脈沖產(chǎn)生模塊200以及放大控制模塊300，連續(xù)激光源100輸出端與脈沖產(chǎn)生模塊200輸入端連接，脈沖產(chǎn)生模塊200輸出端通過放大控制模塊300與脈沖產(chǎn)生模塊200的輸入端連接構(gòu)成閉環(huán)腔。
[0023]如圖1、3所示，連續(xù)激光源100輸出穩(wěn)定的窄線寬連續(xù)激光，工作波段任意，同時(shí)能隔離逆向傳播的光場；脈沖產(chǎn)生模塊200包括合束器201、空間準(zhǔn)直器202、F-P腔鏡203、相位調(diào)制器204、F-P腔鏡205、空間準(zhǔn)直器206以及分束器207，其中F-P腔鏡203與205構(gòu)成F-P腔；放大控制模塊300包括為隔離器301、泵浦源302、波分復(fù)用器303以及增益光纖304。具體的連接關(guān)系是，連續(xù)激光源100輸出端連接合束器201 —輸入端，合束器201另一輸入連接隔離器301輸入端，波分復(fù)用器303輸入端分別與隔離器301的輸出端和泵浦源302輸出端連接，波分復(fù)用器303公共端連接增益光纖304 —端，增益光纖304另一端連接分束器207公共端，分束器207分束比較小一端作為連續(xù)激光源100的輸出端，分束器207分束比較大一端連接空間準(zhǔn)直器206，空間準(zhǔn)直器206的輸出依次經(jīng)過F-P腔鏡205、相位調(diào)制器204、F-P腔鏡203，然后光場通過空間準(zhǔn)直器202耦合進(jìn)光纖，空間準(zhǔn)直器202光纖端連接合束器201公共端，形成閉環(huán)腔。
[0024]如圖1、3所示，合束器201可以將連續(xù)激光和脈沖光合束，工作帶寬較大，能保證脈沖所有光譜成份通過且允許光場雙向傳播，空間準(zhǔn)直器202和206工作距離稍大于前述F-P腔的腔長，F(xiàn)-P腔鏡203和205間的間距可調(diào)，保證單縱模窄線寬連續(xù)激光頻率鎖定在前述F-P腔重復(fù)頻率的諧波上，F(xiàn)-P腔鏡203和205前后端面均鍍膜，保證F-P腔鏡203前端、保證F-P腔鏡205后端垂直入射光所有光譜成份完全透過，F(xiàn)-P腔鏡203后端垂直入射光部分透過、F-P腔鏡205前端垂直入射光全反射，相位調(diào)制器204調(diào)制頻率可調(diào)，可實(shí)時(shí)精確鎖定調(diào)制頻率在F-P腔重復(fù)頻率諧波上，分束器207分束比優(yōu)選為8:2。隔離器301對入射光偏正態(tài)不敏感，通光方向?yàn)槟鏁r(shí)針，增益光纖304能提供的增益帶寬較寬，工作中心波長與連續(xù)光波長一致。
[0025]如圖1、3所示，本實(shí)施例中基于單縱模窄線寬連續(xù)激光注入鎖定閉環(huán)腔內(nèi)光場逆時(shí)針傳播的寬帶光學(xué)頻率梳的實(shí)現(xiàn)方法具體包括如下步驟:
連續(xù)激光源100輸出單縱模窄線寬連續(xù)激光進(jìn)入脈沖產(chǎn)生模塊200中，連續(xù)激光在F-P腔內(nèi)反復(fù)經(jīng)過相位調(diào)制器，頻移產(chǎn)生寬帶光譜成份，同時(shí)由于在相位調(diào)制器204主動調(diào)制下各個(gè)頻率成份間相位差固定，實(shí)現(xiàn)鎖模，脈沖經(jīng)放大控制模塊300，脈沖各光譜成份功率得到一定的放大，再反饋回到脈沖產(chǎn)生模塊200，由于光纖器件總長度可微調(diào)，實(shí)時(shí)保證F-P腔重復(fù)頻率鎖定在光纖部分長度對應(yīng)重復(fù)頻率的諧波上，脈沖在相位調(diào)制器204作用下頻率成份進(jìn)一步增多，得到寬帶的脈沖激光。同時(shí)，相位調(diào)制器調(diào)制頻率、F-P腔的腔長實(shí)時(shí)反饋調(diào)節(jié)，保證單縱模窄線寬連續(xù)激光頻率鎖定在前述F-P腔重復(fù)頻率的諧波上，從而得到實(shí)時(shí)鎖定在單縱模窄線寬連續(xù)激光上的寬帶光學(xué)頻率梳。
[0026]本實(shí)施例中，基于單縱模窄線寬連續(xù)激光注入，采用相位調(diào)制器主動鎖模，鎖模閾值低，電控技術(shù)更成熟，系統(tǒng)更穩(wěn)定，同時(shí)相位調(diào)制器調(diào)制頻率、F-P腔的腔長以及光纖部分腔長實(shí)時(shí)反饋調(diào)節(jié)，得到實(shí)時(shí)鎖定在單縱模窄線寬連續(xù)激光上的光學(xué)頻率梳，同時(shí)光學(xué)頻率梳帶寬只受限于激光器內(nèi)各個(gè)器件的帶寬，因此在采用較寬工作帶寬的器件下，能夠直接得到穩(wěn)定寬帶光學(xué)頻率梳。
【權(quán)利要求】
1.一種寬帶光學(xué)頻率梳，其特征在于所述寬帶光學(xué)頻率梳包括連續(xù)激光源、脈沖產(chǎn)生模塊以及放大控制模塊，所述連續(xù)激光源連接所述脈沖產(chǎn)生模塊輸入端，所述脈沖產(chǎn)生模塊輸出端通過所述放大控制模塊與所述脈沖產(chǎn)生模塊輸入端連接形成閉環(huán)腔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種寬帶光學(xué)頻率梳，其特征在于所述脈沖產(chǎn)生模塊由依次設(shè)置的合束器、空間準(zhǔn)直器a、F-P腔鏡a、相位調(diào)制器、F-P腔鏡b、空間準(zhǔn)直器b以及分束器構(gòu)成，所述合束器的輸入端分別連接所述連續(xù)激光源和所述放大控制模塊的輸出端，所述分束器分束比較大一端連接所述放大控制模塊的輸入端，分束比較小一端為所述連續(xù)激光源的輸出端，其中所述F-P腔鏡a和F-P腔鏡b組成F-P腔。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種寬帶光學(xué)頻率梳，其特征在于所述F-P腔鏡a和F-P腔鏡b平行設(shè)置，所述F-P腔鏡a和F-P腔鏡b的前、后端面均鍍有膜層。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種寬帶光學(xué)頻率梳，其特征在于所述分束器的分束比不小于 50:50。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種寬帶光學(xué)頻率梳，其特征在于所述放大控制模塊包括依次設(shè)置的隔離器、波分復(fù)用器以及增益光纖，所述隔離器輸入端與所述脈沖產(chǎn)生模塊輸出端連接，所述增益光纖輸出端與所述脈沖產(chǎn)生模塊輸入端連接，所述波分復(fù)用器輸入端與所述泵浦源連接。
6.一種涉及權(quán)利要求1-5中任一所述的寬帶光學(xué)頻率梳的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于所述實(shí)現(xiàn)方法至少包括如下步驟:將所述連續(xù)激光源輸出的單縱模窄線寬連續(xù)激光引入所述脈沖產(chǎn)生模塊中；在所述脈沖產(chǎn)生模塊F-P腔內(nèi)經(jīng)過相位調(diào)制器發(fā)生頻移，頻率上產(chǎn)生寬帶光譜成份，同時(shí)在所述相位調(diào)制器主動調(diào)制下各個(gè)頻率成份間相位差固定，實(shí)現(xiàn)鎖模，在時(shí)域上以脈沖的形式從所述F-P腔輸出；輸出的所述脈沖一部分經(jīng)所述分束器分束比較小一端被向外輸出，另一部分經(jīng)所述分束器分束比較大一端被輸入至所述放大控制模塊；輸入至所述放大控制模塊的脈沖各光譜成份功率放大，再經(jīng)所述合束器反饋回所述脈沖產(chǎn)生模塊中，如此往復(fù)，得到實(shí)時(shí)鎖定在所述單縱模窄線寬連續(xù)激光上的所述寬帶光學(xué)頻率梳。
【文檔編號】H01S3/08GK104319612SQ201410537027
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月5日
【發(fā)明者】李文雪, 王超, 曾和平 申請人:華東師范大學(xué)