[发明专利]光学频率梳锁定系统、用于锁定光学频率梳的方法以及至少一个机器可读介质

说明书

本文一般而言讨论了用于锁定光学频率梳的系统、设备和方法。一种设备可以包括梳误差测量和控制电路系统，以接收光学频率梳的差拍音调和载波包络偏移，并提供快速和慢速重复率控制以及快速和慢速载波包络偏移控制。重复率控制和载波包络偏移控制用于控制光学频率梳生成器的致动器。

相关申请的交叉引用

本专利申请要求于2017年6月13日提交的序列号为No. 15/621,569的美国申请的优先权权益，该美国申请要求于2017年6月 7日提交的标题为“OPTICAL FREQUENCY COMBLOCKING SYSTEM”的美国临时专利申请No.62/516,188的优先权，所述申请通过引用整体并入本文。

技术领域

本文讨论的实施例涉及用于控制光学频率梳的设备、系统和方法。

背景技术

光学频率梳已经至少部分地用作精密测量工具，因为光学频率梳可以用于准确地测量高频光波的漂移和/或频率。光学频率梳已经用于生成超低相位噪声微波，其需要将光学频率梳锁定到光学频率参考。通常，这是使用大型实验室系统完成的。

附图说明

在不一定按比例绘制的附图中，相同的标号可以在不同的视图中描述相似的部件。具有不同字母后缀的相同标号可以表示相似部件的不同实例。附图通过示例而非限制的方式大体上示出了本文档中讨论的各种实施例或示例。

图1通过示例的方式图示了用于光学频率梳生成和控制的系统的实施例的框图。

图2通过示例的方式图示了梳误差测量电路系统的实施例的图。

图3通过示例的方式图示了控制电路系统的实施例的逻辑框图。

图4通过示例的方式图示了差拍(beat)生成电路系统的实施例的图。

图5通过示例的方式图示了用于控制光学频率梳生成器的方法的实施例的流程图。

图6通过示例的方式图示了可以在其上实现如本文所讨论的方法中的一个或多个方法的机器的实施例的框图。

具体实施方式

本公开中的实施例一般而言涉及光学频率梳的生成。

光学频率梳可以用于生成超低相位噪声微波信号，但是，为了这样做，光学频率梳需要被精细控制或锁定。光学频率梳可以具有两个自由度。第一自由度可以是重复频率或重复率。重复率控制梳齿之间的间距以及梳的宽度。第二自由度可以是载波包络偏移。载波包络偏移使光学频率梳齿的频率移位。为了保持光学频率梳锁定到连续波稳定光学参考，控制系统可以通过调节从光学频率梳生成的两个信号，差拍音调和载波包络偏移频率，来控制两个自由度。差拍音调与重复率对应，载波包络偏移频率与相对于标称频率(例如，零)的偏移对应。

通常使用占用大量空间并使用大量功率的大型实验室系统来完成这种控制。一个或多个实施例允许以比这些大型实验室系统小得多的方式并且使用更少的功率实现该控制。在一些实施例中，本文讨论的控制系统可以在单个现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路 (ASIC)芯片、片上系统(SoC)等上实现，诸如可以安装在印刷电路板(PCB)上。

图1通过示例的方式图示了系统100的实施例的框图。在一个或多个实施例中，系统100可以用于生成和控制光学频率梳。如图所示，系统100包括光学频率梳生成器110，该光学频率梳生成器110 通信地耦合到差拍生成器电路系统120以及误差测量和控制电路系统 130。