[发明专利]一种重频可调谐的集成完美孤子晶体频梳源及产生方法

权利要求书

1.一种重频可调谐的集成完美孤子晶体频梳源，其特征在于：

包括孤子频梳光学模块(1)、输出端口(2)和控制系统(3)；

所述孤子频梳光学模块(1)包括泵浦激光器(11)、控制激光器(12)和片上光学微腔(13)；

其中：泵浦激光器(11)的工作波长可以通过驱动电流进行调节，其与片上光学微腔(13)的输入端口通过低传输损耗波导相连；控制激光器(12)的波长可通过腔结构进行调节，其与片上光学微腔(13)的上传端口通过低传输损耗波导相连，且控制激光器(12)的波长最大调节范围大于片上光学微腔(13)的一个自由光谱范围；

所述输出端口(2)为空间准直激光输出端口或者光纤输出端口；所述孤子频梳光学模块(1)与输出端口(2)耦合；

所述控制系统(3)用于泵浦激光器(11)的驱动和波长微调、控制激光器(12)驱动和波长调节、频梳源工作温度的控制及调谐片上光学微腔(13)的谐振峰位置。

2.根据权利要求1所述一种重频可调谐的集成完美孤子晶体频梳源，其特征在于：

所述泵浦激光器(11)、控制激光器(12)和片上光学微腔(13)为混合集成结构；

或者，

所述孤子频梳光学模块(1)为异质单片集成的孤子频梳芯片。

3.根据权利要求1所述一种重频可调谐的集成完美孤子晶体频梳源，其特征在于：

所述孤子频梳光学模块(1)和输出端口(2)通过片上模场转换和外部透镜结构进行低插损耦合。

4.根据权利要求1所述一种重频可调谐的集成完美孤子晶体频梳源，其特征在于：

所述片上光学微腔(13)具有负色散系数和超高品质因子，其因光激励产生光参量振荡效应的阈值功率小于泵浦激光器(11)的发射功率。

5.根据权利要求1所述一种重频可调谐的集成完美孤子晶体频梳源，其特征在于：

所述泵浦激光器(11)为高功率单频窄线宽半导体激光器，具有足够的发射功率激励片上光学微腔(13)产生孤子频梳；

所述控制激光器(12)为波长可调谐的窄线宽激光器，其波长调节精度优于片上光学微腔(13)谐振峰带宽的四分之一。

6.根据权利要求5所述一种重频可调谐的集成完美孤子晶体频梳源，其特征在于：

所述泵浦激光器(11)工作波长的调节精度优于1MHz；所述控制激光器(12)工作波长的调节精度优于1MHz。

7.根据权利要求1至6之任一所述一种重频可调谐的集成完美孤子晶体频梳源，其特征在于：

所述控制系统(3)包括高精度温度控制模块、泵浦激光器(11)驱动控制模块和控制激光器(12)驱动控制模块；

所述泵浦激光器(11)的线宽小于100kHz，输出波长为1560nm波段范围；

所述控制激光器为波长在C波段可调谐的半导体激光器；

所述片上光学微腔为基于高折射率玻璃光子集成平台制备的光学微腔，其自由光谱范围为49GHz,品质因子为6.0×10⁶。

8.一种重频可调谐的集成完美孤子晶体频梳源产生方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)控制系统(3)初始化，包括工作温度的稳定、泵浦激光器(12)和控制激光器(12)初始状态设定；

2)调节系统工作温度，移动片上光学微腔(13)的谐振峰位置，使泵浦激光器(11)耦合进入光学微腔(13)；

3)根据设定的孤子数N，调节控制激光器(12)的输出波长，使其与泵浦激光器(11)波长间隔N个光学微腔自由光谱范围，并精细调节其输出波长；

4)精确调节系统的工作温度或同步调谐两个激光器的输出波长，直到孤子光频梳产生；

5)锁定系统的工作温度和两个激光器输出波长，实现孤子光频梳的稳定输出。