[发明专利]基于微腔孤子实现的多波长光源

权利要求书

1.一种基于微腔孤子实现的多波长光源，其特征在于，包括：

入射光源(10)，包括连续波激光器(11)和飞秒脉冲激光器(12)，其中连续波激光器(11)输出单波长连续波，飞秒脉冲激光器(12)输出单个飞秒脉冲；

输入光控制模块(20)，包括依次连接的第一合束器(21)、偏振控制器(22)和光放大器(23)，用于混合入射光源(10)输出的单波长连续波和单个飞秒脉冲，控制其偏振态并调节最终输出的光功率；

第二合束器(30)，用于将输入光控制模块(20)输出的光和经反馈系统(60)反馈的光汇合到一起；

微环谐振腔(40)，由一直波导(41)和一环形波导(42)构成，用于产生稳定的微腔孤子；其中直波导(41)两端为倒锥形波导耦合结构，直波导(41)与环形波导(42)之间的间距在400nm到1μm之间，环形波导(42)微环的直径在40μm到4mm之间；

波分复用器(50)，用于将微环谐振腔输出的光分为两部分，泵浦频率处的光进入反馈系统(60)中，其他频率的光进入滤波器(70)中并实现最终输出；

反馈系统(60)，用于滤波得到泵浦频率的光，通过调节其相位，最终进入第二合束器(30)中与入射光汇合；

滤波器(70)，用于对波分复用器(50)输入的光进行滤波，并输出多波长光；

控制模块(80)，用于控制连续波激光器(11)的输出功率，并控制反馈系统(60)中光开关(61)的状态。

2.根据权利要求1所述的基于微腔孤子实现的多波长光源，其特征在于，所述连续波激光器(11)作为泵浦光，为该多波长光源提供能量。

3.根据权利要求2所述的基于微腔孤子实现的多波长光源，其特征在于，所述飞秒脉冲激光器(12)是在初始时刻输出一个飞秒脉冲，脉冲宽度在100fs到1ps之间，以向连续波激光器(11)的输出光施加一个微小的扰动，改变微环谐振腔工作的状态。

4.根据权利要求1所述的基于微腔孤子实现的多波长光源，其特征在于，所述光放大器(23)是掺铒光纤放大器或半导体光放大器。

5.根据权利要求1所述的基于微腔孤子实现的多波长光源，其特征在于，在初始时刻，所述反馈系统(60)断开，只有一路光进入所述第二合束器(30)的输入端。

6.根据权利要求1所述的基于微腔孤子实现的多波长光源，其特征在于，所述直波导(41)和所述环形波导(42)均是条形结构、脊形结构或slot结构。

7.根据权利要求1所述的基于微腔孤子实现的多波长光源，其特征在于，所述直波导(41)和所述环形波导(42)的横截面尺寸为高度大于600内米，宽度介于1微米到2微米，且保证最少有一个光传播模式。

8.根据权利要求6或7所述的基于微腔孤子实现的多波长光源，其特征在于，所述直波导(41)和所述环形波导(42)采用的波导均包括硅衬底层(410)，以及硅衬底层(410)上热氧化形成的二氧化硅层(411)、波导芯层氮化硅(413)和覆盖层(412)。

9.根据权利要求8所述的基于微腔孤子实现的多波长光源，其特征在于，所述覆盖层是二氧化硅或者空气。

10.根据权利要求1所述的基于微腔孤子实现的多波长光源，其特征在于，所述反馈系统(60)包括依次连接的光开关(61)、带通滤波器(62)和移相器(63)，反馈系统(60)的输入端与波分复用器(50)的一个输出端相连接，反馈系统(60)的输出端与第二合束器(30)的一个输入端口相连接。