[发明专利]经由光谱细分从单个激光器腔的双梳生成

说明书

本发明涉及经由光谱细分从单个激光器腔的双梳生成。一种用于生成用于激光光谱学的单腔双梳或多梳的方法，所述方法包括以下步骤：提供激光器系统，所述激光器系统包括泵浦源、增益介质和具有光谱过滤器的谐振器；利用所述光谱过滤器对所述谐振器内的光进行光谱过滤，并且利用所述光谱过滤器衰减、特别是阻挡一个或多个波长带，所述一个或多个波长带至少之一完全位于所述激光器系统的增益带宽内，使得提供两个或更多个至少部分分离的光谱区域；以及对所述两个或更多个至少部分分离的光谱区域进行锁模。

技术领域

本发明涉及激光光谱学领域以及相应的激光器系统。

背景技术

最近，双梳(DC)光谱学已成为将传统宽带光谱学的优点和可调谐激光光谱学的优点组合的通用技术，请参见：SCHILLER,Optics Letters,Vol.27,No.9,2002年5月1日；IDEGUCHI,T.,Optics and Photonics News；Vol.28；Issue 1；pp.32-39；2017年1月1日。通过使用双梳，不需要如虚拟成像相位阵列或傅里叶变换光谱仪那样的复杂且昂贵的检测器组件。然而，这种系统传统上包括彼此主动稳定的两个相同的锁模激光器，这经常得到昂贵且复杂的系统，请参见：CODDINGTON,I等人,Phys.Rev.Lett.100,013902,2008年1月；还参见CODDINGTON,I等人,Optica Vol.3,No.4,414,2016年4月。各种方法已被证明使用单个激光器腔来生成两个脉冲串，其目的是由于下转换后的射频梳中的共模噪声消除而引起的被动互相干性，请参见：LINK,S.M.等人,Opt.Express 23,5521-5531,2015年3月9日。然而，这种单腔双梳源通常是为特定类型的振荡器而设计的，并且难以在其它类型的激光器中实现。总之，双梳源的明显缺点是振荡器设计经常复杂且昂贵、或者需要两个相互相干的光学频率梳。

发明内容

有鉴于上述，本发明提供对上述限制的替代解决方案。

本发明公开了用于从单个源生成双梳或多梳的强大且易于实现的方法。应当理解，通常激光器包括泵浦源、增益介质和谐振器。有时，术语振荡器或腔也用于指代谐振器和增益介质但不包括泵浦源。通过针对增益光谱的不同光谱部操纵腔损耗，本发明公开了提供源自同一激光器的至少两个频率梳。在下文，术语光谱部分和光谱部用作同义。

根据本发明，提供：

一种用于生成用于激光光谱学的单腔双梳或多梳的方法，所述方法包括以下步骤：提供激光器系统，所述激光器系统包括泵浦源、增益介质和具有光谱过滤器的谐振器；利用所述光谱过滤器对所述谐振器内的光进行光谱过滤，并且利用所述光谱过滤器衰减、特别是阻挡一个或多个波长带，所述一个或多个波长带至少之一完全位于所述激光器系统的增益带宽内，使得提供两个或更多个至少部分分离的光谱区域；以及对所述两个或更多个至少部分分离的光谱区域进行锁模。

激光束是通常可用的相干光源。对于激光束，通常，无需对激光束进行脉冲调制，并且无需使用光学谐振器。然而，为了创建频率梳的实用目的，将必须对激光束进行脉冲调制。可以使用诸如光纤等的耦合设备。这种设备很好理解。例如，单模光纤可用于耦合激光器系统的元件。在激光器系统中，众所周知，需要：使来自泵浦源的泵浦光耦合进入到增益介质中；使来自增益介质的光耦合输出到光谱过滤器，并且使由光谱过滤器操纵后的光耦合进入到增益介质。还应当理解，光(特别是放大后的光)通常是从谐振器耦合输出的。