[发明专利]一种光学频率梳产生系统

说明书

本发明实施例公开了一种光学频率梳产生系统。该系统包括波长可调光源、偏振控制器、光纤以及光学微腔；波长可调光源提供泵浦光，泵浦光耦合入光纤；光纤与偏振控制器的输入端连接；光纤从偏振控制器的输出端延伸至光学微腔，光纤包括锥状结构，光纤通过锥状结构与光学微腔耦合；其中，光学微腔包括衬底和位于衬底一侧的支撑柱和大倾角微盘腔；泵浦光通过锥状结构耦合入光学微腔；偏振控制器调节光纤中泵浦光的偏振方向，提高与光学微腔的耦合效率；泵浦光在光学微腔中由于三阶非线性效应，产生可见光波段的光学频率梳。本发明实施例的技术方案，产生可见光波段的光学频率梳，而且利用片上集成的光学微腔器件，有利于小型化和集成化器件的发展。

技术领域

本发明实施例涉及光学频率梳技术，尤其涉及一种光学频率梳产生系统。

背景技术

光学频率梳是激光技术领域一项具有重大意义的突破，在基础科研和工程实践中有着重要的应用前景。类似于平时使用的以单位长度作为标准间隔的刻度尺，如果将刻度尺上的标准间隔由长度替换为频率，就可以利用这把刻度尺像测量长度一样来测量频率，这即是光学频率梳。光学频率梳在频域上通常由数十、乃至数千个具有相等频率间隔的激光谱线组成，在时域上则是超短激光脉冲。通过检测和控制光学频率梳的脉冲重复频率和载波与包络间的偏移频率，可以实现对任意光学频率的测量。

传统光学频率梳一般是利用钛宝石或者光纤锁模激光器产生的飞秒光学频率梳，它具有两个不可避免的缺点。首先，由于锁模激光器的结构复杂、尺寸较大，这种传统光学频率梳通常价格昂贵，且不利于小型化，例如不能集成在芯片上；其次，由于锁模激光器谐振腔的腔长一般较长，导致传统光学频率梳的梳齿频率间隔非常小，一般小于1GHz。

现有技术中，想要获取可见光波段的光学频率梳，目前较为常用的方法是使用光学频率转换方法，即先产生红外光波段的光学频率梳，再利用倍频效应产生可见光波段的光学频率梳。由于倍频转化效率较低，导致利用光学频率转换方法产生的光学频率梳的强度较低，严重限制了光学频率梳在可见光波段的发展与应用。

发明内容

本发明实施例提供一种光学频率梳产生系统，以产生达到可见光波段的光学频率梳，而且利用片上集成的光学微腔器件，有利于小型化和集成化器件的发展。

本发明实施例提供一种光学频率梳产生系统，包括波长可调光源、偏振控制器、光纤以及光学微腔；

所述波长可调光源用于提供泵浦光，所述泵浦光耦合入所述光纤；

所述光纤与所述偏振控制器的输入端连接；

所述光纤从所述偏振控制器的输出端延伸至所述光学微腔，延伸至所述光学微腔的所述光纤包括锥状结构，所述光纤通过所述锥状结构与所述光学微腔耦合；

其中，所述光学微腔包括衬底和位于所述衬底一侧的支撑柱和大倾角微盘腔；

所述泵浦光通过所述锥状结构耦合入所述光学微腔；

所述偏振控制器用于调节所述光纤中所述泵浦光的偏振方向，以提高所述泵浦光与所述光学微腔的耦合效率；

所述泵浦光在所述光学微腔中由于三阶非线性效应，产生可见光波段的光学频率梳。

可选的，所述大倾角微盘腔的形状为圆台；

所述大倾角微盘腔是指所述圆台的母线与所述圆台的底面的夹角大于50°。

可选的，还包括第一耦合器、光电探测器、示波器以及光谱仪；

从所述光学微腔延伸出的所述光纤与所述第一耦合器的输入端连接，所述第一耦合器的第一输出端与所述光电探测器连接，所述光电探测器与所述示波器连接，所述第一耦合器的第二输出端与所述光谱仪连接；

所述示波器用于输出所述光电探测器探测的时域波形，所述光谱仪用于测量所述第一耦合器的第二输出端的输出光谱。