[发明专利]高稳定高重复频率单块光学频率梳

权利要求书

1.一种高稳定高重复频率单块光学频率梳的制造方法包括：

(1)使用周期量级飞秒钛宝石振荡器输出高重复频率、宽谱和7fs以下脉宽飞秒脉冲；

(2)使用单块非线性晶体差频测量飞秒脉冲CEO；

(3)使用电路反馈技术将重复频率和CEO频率同时锁定到稳定的外部微波参考源上。

2.根据权利要求1中所述的方法，其特征为：所述单块非线性晶体差频测量f_ceo的步骤为，将宽谱周期量级飞秒激光脉冲聚焦到一块非线性晶体中，飞秒脉冲的长波部分和短波部分在晶体中发生自差频效应，产生新的f_ceo为0的红外波谱区，与飞秒脉冲基波在该区重叠的红外波谱成分相互拍频，就可得到稳定的高信噪比的f_ceo信号。

3.根据权利要求1中所述的方法，其特征为：所述的使用电路反馈技术将重复频率和CEO频率同时锁定到稳定的外部微波参考源上的方法为：基于锁相原理制成控制f_rep及f_ceo的电路反馈系统，通过安装在振荡器一个腔镜上的压电陶瓷PZT的伸缩改变腔长来控制f_rep，使用安装在泵光路中的声光调制器AOM改变泵光功率来控制f_ceo.。

4.一种高稳定高重复频率单块光学频率梳装置，包括：周期量级钛宝石振荡器、单块非线性晶体差频测量f_ceo装置和基于锁相原理控制的反馈电路装置。

5.根据权利要求4中所述的装置，其特征为：所述周期量级飞秒钛宝石振荡器，为一种能够直接输出的飞秒脉冲的装置，其输出的飞秒脉冲的光谱宽度接近一个光学倍频程，能覆盖600nm～1000nm的范围，重复频率大于300MHz，经过腔外若干啁啾镜及一对尖劈进行色散补偿后，周期量级飞秒脉冲的脉宽在7fs以下。

6.根据权利要求4中所述的装置，其特征为：所述单块非线性晶体差频测量f_ceo具体装置包括：两块凹面银镜，一块非线性晶体，一块红外滤光片和一个红外APD；两凹面银镜的焦距相同分别以小角度放置，使激光均以小角度入射到两凹面银镜上，并且两凹面银镜的间距为第一凹面银镜的两倍焦距，非线性晶体设置在第一凹面银镜和第二凹面银镜的焦点处，红外滤光片设置在非线性晶体至第二凹面银镜输出光路的反射输出光路上，红外APD放置在红外滤光片的透射光路中。

7.根据权利要求4中所述的装置，其特征为：所述同时稳定f_rep及f_ceo的电路反馈装置是基于锁相环原理的控制装置，包括电路伺服控制器、压电陶瓷PZT和声光调制器AOM，所述的压电陶瓷PZT安装在振荡器的一个腔镜上，声光调制器AOM安装在泵光光路中。

8.根据权利要求6中所述的装置，其特征为：所述第一凹面银镜和第二凹面银镜的焦距为25mm或30mm或35mm。

9.根据权利要求6中所述的装置，其特征为：所述非线性晶体为电极化周期的准相位匹配掺氧化镁的铌酸锂PP-MgO-LN，其尺寸为：3×2×1mm，极化周期为17.84μm或者11.21μm；所述红外滤光片为1000nm或2000nm以上波长透过的长波通红外滤光片。

10.根据权利要求7中所述的装置，其特征为：所述f_rep及f_ceo的反馈电路装置包括一个稳定的外部微波参考源，这个参考源可以为铯钟、氢钟或铷钟等微波原子钟。