[发明专利]宽带光源

说明书

技术领域

本发明涉及在非线性光学介质中产生超连续光（supercontinuum light）的宽带光源。

背景技术

当具有高峰值功率的脉冲光进入非线性光学介质（例如，光纤）中时，出现非线性光学效应（例如，自相位调制、四波混频和拉曼散射），因而产生具有新波长分量的光。因此，脉冲光的光谱展宽，从而产生超连续光。由于具有宽光谱带以及在空间上处在单模式模态下，因此超连续光期望被应用于各个领域。

JP2009-092570A讨论了产生超连续光的宽带光源。该宽带光源将从脉冲光源输出的脉冲光分为多个支脉冲光束。这些支脉冲光束被赋予不同的强度，被彼此不同地延迟，并且使这些支脉冲光束进入非线性光学介质中。双输入双输出光耦合器被用作将从脉冲光源输出的脉冲光转换为多个脉冲光束的转换装置。将从脉冲光源输出的脉冲光输入至该光耦合器的第一输入端，并且使从第一输出端输出的脉冲光进入非线性光学介质中。此外，将从第二输出端输出的脉冲光输入至第二输入端，从而形成循环光路。

具有上述构造的宽带光源将从脉冲光源输出的各脉冲转换为在时间轴上分离的多个回波脉冲，并且使所述多个回波脉冲进入非线性光学介质中。由于各回波脉冲具有不同的功率，因此光谱在非线性光学介质中展宽的方式随着回波脉冲的不同而不同，引起光谱中的纹波的不同的周期和相位。因此，从非线性光学介质输出的超连续光可以具有纹波降低的光谱。

发明内容

技术问题

本发明的一个目的是提供能够输出峰值功率降低的宽带光的宽带光源。

解决问题的手段

根据本发明的一种宽带光源包括：（1）脉冲光源，其以实质上固定的时间间隔重复输出具有实质上固定的脉冲宽度的脉冲光；（2）非线性光学介质，其接收从所述脉冲光源输出的脉冲光，通过该非线性光学介质内的非线性光学效应来将所述脉冲光的光谱展宽以便产生超连续光，并且输出该超连续光；以及（3）回光单元，该回光单元在其输入端和输出端之间具有多个光路。所述多个光路中的至少一个光路充当循环光路。所述回光单元经由所述输入端接收从所述非线性光学介质输出的超连续光，通过所述多个光路引导所述超连续光，并且从所述输出端输出由所述多个光路引导的超连续光。

在根据本发明的宽带光源中，所述回光单元优选地包括：光耦合器，其具有第一输入端、第二输入端、第一输出端和第二输出端。所述光耦合器优选地将输入至所述第一输入端或所述第二输入端的光分为两个光束，并且分别从所述第一输出端和所述第二输出端输出所述两个光束。此外，所述回光单元优选地配备有循环光路，该循环光路将所述第二输入端和所述第二输出端进行光学连接并且给予传播延迟T。假设从所述脉冲光源输出的脉冲光的脉冲宽度定义为t并且从所述脉冲光源输出的脉冲光的时间间隔定义为p，则优选地方程式（1）的关系成立：

t<T<p/10        （1）。

在根据本发明的宽带光源中，所述回光单元中的光耦合器优选地包括M个光耦合器，M是大于或等于2的整数。此外，所述回光单元优选地配备有循环光路，该循环光路将所述M个光耦合器中的第i个光耦合器的第二输入端和第二输出端进行光学连接，并且该循环光路具有传播延迟T[i]。优选地，假设a和b是整数1或2，则由方程式（2）定义的脉冲重叠参数d为0.75或更大，所述方程式（2）为：