[发明专利]基于双波长布里渊激光环形腔的光频率梳产生装置与方法

权利要求书

1.基于双波长布里渊激光环形腔的光频率梳产生装置，其特征在于，包括第一可调谐外腔式连续半导体激光器、第二可调谐外腔式连续半导体激光器、3dB耦合器、光放大器、偏振控制器及环形腔；

其中，环形腔由环行器、高非线性光纤、隔离器及10dB耦合器组成；环行器从端口1到端口2导通，从端口2到端口3导通，从端口2到端口1隔离，从端口3到端口2隔离；第一可调谐外腔式连续半导体激光器及第二可调谐外腔式连续半导体激光器产生的光信号进入到3dB耦合器中，3dB耦合器将两个光信号合束后输入到光放大器进行放大，放大后的双波长泵浦光通过偏振控制器，经由环行器从端口1到端口2注入腔内，泵浦环形腔中的高非线性光纤，达到光纤中受激布里渊散射效应阈值后产生双波长布里渊激光，产生的双波长布里渊激光的传播方向与双波长泵浦光传播方向相反，双波长布里渊激光均自发地与环形腔纵模存在谐振，经由环行器从端口2到端口3在环形腔内逆时针循环运转，通过级联四波混频效应产生光频率梳，产生的光频梳经由10dB耦合器输出；在环形腔内加入无源器件，并将隔离器移除环形腔中，无源器件由三明治结构组成，左端是连接环行器端口2的石英光纤接头，右端是连接高非线性光纤的石英光纤接头，两处石英接头均打磨平坦，两端中间为空气，基于该无源器件，利用左边石英接头与空气的菲涅尔反射以及空气与右边石英接头的菲涅尔反射之和的反射率，反射双波长连续泵浦激光，同时不影响双波长布里渊激光在环形腔内运转，反射后的双波长连续泵浦光与双波长布里渊激光的方向相同，并一起在环形腔内循环运转。

2.如权利要求1所述的基于双波长布里渊激光环形腔的光频率梳产生装置，其特征在于，所述的第一可调谐外腔式连续半导体激光器的中心波长可调谐范围为1480-1620nm，输出激光线宽范围为1kHz-50MHz，输出实测功率范围为1mW-15mW、第二可调谐外腔式连续半导体激光器的中心波长可调谐范围为1480-1620nm，输出激光线宽范围为1kHz-50MHz，输出实测功率范围为1mW-15mW。

3.如权利要求1所述的基于双波长布里渊激光环形腔的光频率梳产生装置，其特征在于，所述的3dB耦合器的插入损耗为3.07dB；所述的光放大器为掺杂稀土元素的光纤放大器或半导体放大器；所述偏振控制器为三环型机械式光纤偏振控制器；所述环行器为三端口环行器，端口1到端口2以及端口2到端口3的插入损耗为0.5dB，端口2到端口1以及端口3到端口2的隔离损耗为55dB；所述高非线性光纤为石英光纤、碲酸盐光纤、铅硅酸盐光纤、氟化物光纤、硫化物光纤、硒化物光纤、氟碲酸盐光纤、铋酸盐光纤、硼硅酸盐光纤或蓝宝石光纤，其非线性系数为10w^-1m^-1，光纤损耗为1.5dB/km；所述隔离器，隔离器插入损耗0.68dB，隔离损耗56dB；所述的10dB耦合器为四端口耦合器，10％输出端口插入损耗11dB，90％输出端口插入损耗为0.54dB。

4.一种基于权利要求1所述的双波长布里渊激光环形腔的光频率梳产生装置产生光频率梳的方法，其特征在于，将权利要求1所述的基于双波长布里渊激光环形腔的光频率梳产生装置连接好，打开所有设备开关，使设备处于工作状态；第一可调谐外腔式连续半导体激光器及第二可调谐外腔式连续半导体激光器分别输出中心频率f1与f2的可调谐的激光，经过光放大器、偏振控制器，再经由环行器注入环形腔中，泵浦高非线性光纤，产生中心频率为F1和F2双波长布里渊激光，F1与F2均自发地与环形腔纵模存在谐振，F1与F2频率间隔ΔF自发地是腔纵模间隔c/n/L的整数倍，其中，腔纵模间隔即为c/n/L，c为光速，腔模折射率为n，环形腔总长度为L，双波长布里渊激光在环形腔中循环运转基于级联四波混频产生频率间隔ΔF的光频率梳。