[发明专利]一种超高重复频率可调谐光频梳产生装置与方法

权利要求书

1.一种超高重复频率可调谐光频梳产生装置，其特征在于：包括泵浦单元、信号调制单元、微环谐振腔光频梳产生单元及滤波单元；

所述泵浦单元用于提供泵浦激光，为固定波长激光源；

所述信号调制单元包括依次连接的移频器(3)和带阻滤波器(4)；利用移频器(3)对泵浦激光进行边带调制，除原有泵浦频率外产生两个新的频率成分，通过带阻滤波器(4)滤除其中一个多余的频率成分，仅保留一个新生频率成分，实现单边带频率调制；通过控制移频器(3)的工作频率，调谐原有泵浦频率与新生频率成分之间的间隔，使其为微环谐振腔(5)自由光谱范围的整数倍；通过设置不同倍数的频率间隔，实现不同重复频率的光频梳产生；

所述微环谐振腔光频梳产生单元包括微环谐振腔(5)、直流电源(6)及温度控制器(7)；所述微环谐振腔(5)用于接收单边带频率调制后的泵浦激光，发生光参量振荡与级联四波混频过程，产生高重频光频梳；所述直流电源(6)用于调节微环谐振腔(5)的谐振波长；所述温度控制器(7)用于控制微环谐振腔(5)的温度；

所述滤波单元用于滤掉多余的泵浦激光，输出低噪声高重频光频梳。

2.根据权利要求1所述的超高重复频率可调谐光频梳产生装置，其特征在于：所述泵浦单元包括依次连接的窄线宽连续激光源(1)和功率放大器(2)；

所述窄线宽连续激光源(1)用于出射连续泵浦激光；所述功率放大器(2)用于放大泵浦激光的强度。

3.根据权利要求2所述的超高重复频率可调谐光频梳产生装置，其特征在于：所述滤波单元为窄带陷波滤波器(8)。

4.一种基于权利要求1所述的超高重复频率可调谐光频梳产生装置产生可调谐超高重频微环谐振腔光频梳的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、调节泵浦单元的泵浦激光功率，使得泵浦激光的偏振及强度满足微环谐振腔的谐振条件以及发生级联四波混频的强度条件；

步骤二、通过信号调制单元对泵浦激光进行单边带频率调制，将调制后的泵浦激光作为微环谐振腔的泵浦激光；

步骤2.1、控制移频器的工作信号电压与频率，产生两个新的频率成分，再通过控制带阻滤波器，滤除其中一个多余的频率成分，保留一个新生频率成分，实现泵浦激光的单边带频率调制；

步骤2.2、控制移频器的工作信号频率，使新生频率成分与原有泵浦激光频率的间隔为微环谐振腔自由光谱范围的整数倍；

步骤三、利用微环谐振腔使接收到的泵浦激光发生光参量振荡和级联四波混频，控制直流电源的电压或电流，使光频梳进入锁模状态，并调节温度控制器维持恒定的微环谐振腔工作温度，使微环谐振腔产生稳定的重频光频梳；

步骤四、利用滤波单元滤掉多余泵浦激光，输出低噪声高重频光频梳。

5.根据权利要求4所述的产生可调谐超高重复频率微环谐振腔光频梳的方法，其特征在于，步骤二中利用移频器及带阻滤波器实现泵浦激光单边带频率调制。

6.根据权利要求5所述的产生可调谐超高重复频率微环谐振腔光频梳的方法，其特征在于：步骤三中通过调节直流电源(6)的电压或电流控制微环谐振腔(5)的谐振波长，逐渐增大微环谐振腔谐振频率与泵浦激光频率之间的差值直至产生的光频梳具有双曲正割形状的光谱。