[实用新型]一种产生高重复频率光学频率梳的装置

说明书

【技术领域】

本实用新型涉及一种产生高重复频率光学频率梳的装置。

【背景技术】

高重复频率的光学频率梳（简称光梳）在高精度激光测距、精密光谱测量和天文光谱学方面有着极其重要的应用价值。由于高重复频率的光梳脉冲时间间隔短，在基于飞行时间的测距方案中可以提高距离的测量分辨率；同时它在频率域的纵模频率间隔大，即光谱范围内的光梳齿的个数少，有利于提高单个频率梳齿的能量，也大频率间隔的天文光谱测量提供了有力的探测光源。所以实现具有高重复频率脉冲特性的光梳具有重要的实用价值。传统产生高重复频率光梳（即重复频率在GHz量级及以上）的装置主要是利用短腔法。由于锁模谐振腔内产生脉冲的重复频率f与有效腔长L存在关系式f＝c/L，其中c为真空中光速，有效腔长L=nL’，其中n为激光腔平均折射率，L’为激光器的物理长度。所以通过减小折射率n或是缩短腔长L’可达到提高重复频率的作用。但是由于折射率n有材料的固有性质决定不宜改变，所以通常采用缩短腔长L’的方式提高激光器的脉冲重复频率。这种装置的最大缺点在于激光腔内的锁模器件或是加工技术通常会限制腔长，从而很难用短腔法实现重复频率在10GHz以上的锁模脉冲，因为此时有效腔长仅为3cm，对激光器的设计提出了巨大的难题。

另外，短腔法产生的高重复频率脉冲的缺点还包括：

1、短腔激光器对腔长的物理抖动敏感，抗噪声能力差，以至于锁模脉冲的稳定度较差；

2、由于激光腔空间小，所以腔内难以放入调节器件对脉冲的一些光学参数进行调整，如色散，脉宽、偏振态，载波包络相位等；

3、短腔法产生的锁模脉冲CEP零频线宽较宽，对反馈伺服电路系统的响应带宽要求较高；

4、激光器腔加工精度要求高，不易调整与结构优化。

总之，传统技术在实现具有载波包络相位长期稳定的光梳光源方面仍有较大难度。

【实用新型内容】

本实用新型目的是克服了现有技术的不足，提供一种摆脱了激光器腔长的束缚的产生高重复频率光学频率梳的装置。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种产生高重复频率光学频率梳的装置，其特征在于：包括顺次连接的标准频率源H、射频信号发生器G、锁模激光器A、光放大器B、压缩器C、声光频移器(AOFS)D，所述的声光频移器(AOFS)D后设置有顺次设有曲面镜M、自参考零频干涉探测仪F、声光频移器的调制驱动电路E反馈于声光频移器(AOFS)D。

如上所述的产生高重复频率光学频率梳的装置，其特征在于：所述的声光频移器的调制驱动电路E包括带通滤波器和低噪声功率放大器。

如上所述的产生高重复频率光学频率梳的装置，其特征在于：所述的零频自参考干涉探测仪F为0-f自参考干涉仪。

如上所述的产生高重复频率光学频率梳的装置，其特征在于：所述的零频自参考干涉探测仪F为共线型f-2f自参考干涉仪。

如上所述的产生高重复频率光学频率梳的装置，其特征在于：所述的为非共线型f-2f自参考干涉仪。

与现有技术相比，本实用新型有如下优点：

本实用新型采用谐波锁模的方式产生高重复频率脉冲，从而摆脱了激光器腔长的束缚，在很大程度上放宽了高重复频率脉冲的产生条件。另外，谐波锁模激光器没有腔长度的限制，便于放置色散和偏振控制元件，从而利于实现对激光脉冲特性的调节，以保证激光器输出的稳定性。

【附图说明】

图1为本实用新型示意图。

【具体实施方式】

一种产生高重复频率光学频率梳的装置，包括顺次连接的标准频率源H、射频信号发生器G、锁模激光器A、光放大器B、压缩器C、声光频移器(AOFS)D，所述的声光频移器(AOFS)D后设置有顺次设有曲面镜M、自参考零频干涉探测仪F、声光频移器的调制驱动电路E反馈于声光频移器(AOFS)D。

所述的声光频移器的调制驱动电路E包括带通滤波器和低噪声功率放大器。

所述的零频自参考干涉探测仪F为0-f自参考干涉仪或共线型f-2f自参考干涉仪或非共线型f-2f自参考干涉仪。

本实用新型具体实施过程如下：

首先，利用标准频率源H为射频信号发生器G产生标准同步时钟，调节射频信号发生器G产生频率为锁模激光器A基次锁模频率（fr）N倍的驱动频率信号，通过锁模激光器A中的调频器使锁模激光器A产生重复频率为N·fr的脉冲信号。