[实用新型]一种光学频率梳

说明书

本实用新型公开了一种光学频率梳，包括：泵浦源发出频率为ω_p的泵浦光，依次通过光隔离器、采样镜片、第一二分之一波片和聚焦透镜后，进入由第一凹面反射镜、拉曼/布里渊晶体、第二凹面反射镜组成的振荡器；第二凹面反射镜置于压电陶瓷位移平台上，后向反射的拉曼光经采样镜片反射后进入锁频控制器，锁频控制器控制压电陶瓷位移平台的位移。本产品利用频率为ω_p的泵浦光所激发的频率为ω_R的拉曼光作为中间过程激发布里渊激光和频率梳的产生，该结构克服了传统直接泵浦布里渊激光器和波导型布里渊频率梳在结构设计上的复杂性以及对输出功率的限制。

技术领域

本实用新型涉及光学领域，尤其涉及一种光学频率梳。

背景技术

光学频率梳是指在频谱上由一系列均匀间隔且具有相干稳定相位关系的频率分量组成的光谱，是超快光学与精密光谱学完美结合的产物，其已经成为继超短脉冲激光问世之后激光技术领域的又一重大突破。近年来，由于光学频率梳在包括化学探测中的高分辨率宽范围光谱、外行星探测中的精确波长校准、超快动力学研究中的相干控制等新兴领域的重要作用，吸引了越来越多学者的关注。

光学频率梳光源的实现主要有两大类：一是基于锁模激光器实现的光学频率梳；二是基于微谐振腔和半导体激光器技术等实现的小型化和芯片级光学频率梳。其中，第一种实现方法又主要分为基于晶体的固态系统光学频率梳和基于光纤的光学频率梳两类，但由于锁模激光器结构复杂、尺寸较大且不利于小型化，因此这种光学频率梳价格昂贵且应用范围受到限制。第二种实现方法中，基于半导体激光器的光学频率梳代表性的系统是通过量子级联激光器和锁模的垂直腔半导体激光器产生光学频率梳，而基于微谐振腔系统的光学频率梳则是通过非线性光学的四波混频过程将单频泵浦光展宽为光学频率梳。此外，实现光学频率梳的小型化对未来实现着陆器、分布式航天器和立方体卫星航天器等太空探索提供了可能，这同样值得在未来开展进一步的研究。

近年来，基于受激布里渊散射和四波混频技术的布里渊频率梳(Brillouinfrequency comb,BFC)，已经成为一种产生模式间距在10GHz量级的高相干频率梳的新方式，突破传统波导结构，实现自由空间布里渊频率梳的产生成为一大研究热点。

实用新型内容

本实用新型提供了一种光学频率梳，本实用新型利用金刚石晶体中受激拉曼散射、受激布里渊散射以及四波混频非线性效应，实现了自由空间级联布里渊激光运转，最终获得了一种高功率的光学频率梳，克服了传统波导型结构中材料特性和结构设计对频率梳的影响，详见下文描述：

一种光学频率梳，所述光学频率梳包括：

泵浦源发出频率为ω_p的泵浦光，依次通过光隔离器、采样镜片、第一二分之一波片和聚焦透镜后，进入由第一凹面反射镜、拉曼/布里渊晶体、第二凹面反射镜组成的振荡器；

第二凹面反射镜置于压电陶瓷位移平台上，后向反射的拉曼光经采样镜片反射后进入锁频控制器，锁频控制器控制压电陶瓷位移平台的位移。

进一步地，所述泵浦光为线偏振光。

其中，所述光隔离器由第二二分之一波片、第一偏振器、法拉第旋光器、第三二分之一波片和第二偏振器组成；

所述采样镜片由一个平面光学玻璃组成，对泵浦光和拉曼光部分反射。

进一步地，所述第一凹面反射镜为平-凹镜，表面镀对频率为ω_p的泵浦光增透的介质膜和频率为ω_R的拉曼光高反射的介质膜。

其中，所述第二凹面反射镜为平-凹镜，表面镀对频率为ω_p的泵浦光高反射的介质膜和频率为ω_R的拉曼光部分透射的介质膜。

进一步地，所述锁频控制器由衰减片、四分之一波片、偏振分光棱镜、第一光电探测器、第二光电探测器和减法器组成。