[发明专利]一种带锥形硅基波导的超短脉冲序列产生装置

说明书

本发明涉及一种带锥形硅基波导的超短脉冲序列产生装置。所述超短脉冲序列产生装置包括：耦合器，零色散高非线性光纤以及锥形硅基波导；耦合器用于接收两个不同的连续光源，通过拍频形成脉冲序列并输出至零色散高非线性光纤；零色散高非线性光纤用于增加其初始啁啾并输出至锥形硅基波导；锥形硅基波导用于接收、传导来自调制器的脉冲序列，将其压缩成超短脉冲序列并输出。本发明的带锥形硅基波导的超短脉冲序列产生装置利用两个激光二极管作为连续光产生器，通过双拍频形成脉冲序列，并在小尺寸的锥形硅基波导上进行压缩；一方面结合自相似脉冲压缩的优势，获得了高质量高能量的超短脉冲序列；另一方面有效减小了器件长度，有利于器件的小型化。

技术领域

本发明涉及光学领域，特别是涉及一种带锥形硅基波导的超短脉冲序列产生装置。

背景技术

高重复率的超短光脉冲序列被广泛用于光时分多路复用通信，现代仪器和光学成像；超短高功率光脉冲在眼科医学、微加工、高带宽通信系统等领域都有广泛的应用。产生超短光脉冲的方法有许多种，其中可用于产生飞秒脉冲序列的无源锁模激光器的重复率通常小于1GHz，另外有源锁模激光器很难产生重复频率高于40GHz的脉冲序列，由于受到了腔内的调制器的限制，以上方法成本高昂，系统结构十分复杂，且输出脉冲的峰值功率偏低。

与激光光源相比，自相似脉冲压缩技术同样可以产生超短高功率脉冲，该压缩方案的重复率由两个初始连续光信号的频率间隔确定，通过耦合来自两个激光二极管的两个连续光信号可以实现非常大的拍频，甚至1THz。脉冲几乎不受变换的限制，并且具有双曲线割线形状，基座可以忽略不计，所提出的方案实现简单，并且可以在小尺寸波导上实现有效的快速脉冲压缩，这是相对于现有技术的巨大优势，该技术不仅可以实现高的压缩倍数，而且压缩脉冲几乎无啁啾无基座，尽管自相似脉冲压缩技术可以获得高质量的脉冲，但是在以往的方案中，多是采用光纤完成，尚未通过小尺寸器件波导来实现。

现有技术中利用色散递减光纤内的双频信号的绝热压缩，可以生成稳定的无基座孤子无干扰列，但因为要求色散递减光纤的色散必须足够缓慢地降低，所以此过程需要相对较长的光纤，不利于器件的小型化。

发明内容

本发明的目的是提供一种带锥形硅基波导的超短脉冲序列产生装置，以解决现有技术制备的超短脉冲序列产生装置大，无法在极小的光波导上即可获得高质量的光脉冲的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种带锥形硅基波导的超短脉冲序列产生装置，包括：耦合器、零色散高非线性光纤以及锥形硅基波导；

所述耦合器的输出端连接至所述零色散高非线性光纤的输入端；所述耦合器用于接收不同的两个连续光源，通过双拍频形成脉冲序列并输出至所述调制器；

所述零色散高非线性光纤的输出端连接至所述锥形硅基波导的输入端；所述零色散高非线性光纤用于通过非线性效应增加初始啁啾并输出至所述锥形硅基波导；所述锥形硅基波导用于接收、传导来自所述零色散高非线性光纤的脉冲序列，并将所述脉冲序列压缩后输出。

可选的，还包括：第一连续光产生器以及第二连续光产生器；

所述第一连续光产生器的输出端与所述第二连续光产生器的输出端分别连接至所述耦合器的输入端；所述第一连续光产生器用于产生第一连续光源；所述第二连续光产生器用于产生第二连续光源；所述第一连续光源与所述第二连续光源具有相同或不同的频率。

可选的，所述第一连续光产生器与所述第二连续光产生器为激光二极管，所述第一连续光源与所述第二连续光源的中心波长为1550nm，脉宽值是2ps。

可选的，所述零色散高非线性光纤的二阶群速度色散始终为零，所述零色散高非线性光纤的非线性系数γ保持不变。