[发明专利]一种基于色散波的倍频程光梳产生系统及方法

说明书

本发明实施例公开了一种基于色散波的倍频程光梳产生系统及方法。倍频程光梳产生系统包括波长可调激光器、偏振控制器、锥形光纤以及光学微腔；波长可调激光器用于输出泵浦光，泵浦光耦合入锥形光纤；偏振控制器用于调节锥形光纤中泵浦光的偏振态；锥形光纤的锥区与光学微腔耦合；光学微腔处于反常色散区且包括至少一个色散波；调节泵浦光的波长、功率、偏振态以及锥区与光学微腔的距离，使泵浦光在光学微腔中传输时发生四波混频，产生基于色散波的倍频程光梳。本发明实施例提供的技术方案，利用四波混频效应在微盘腔中产生倍频程光梳，该系统产生的倍频程光梳具有色散波，拓宽了光谱并且提高了长波和短波处梳齿的功率。

技术领域

本发明涉及激光技术领域，尤其涉及一种基于色散波的倍频程光梳产生系统及方法。

背景技术

在片上克尔微腔光梳的领域中，具有倍频程的微腔光学频率梳的产生是实现频率自参考的前提，对于光学原子钟和光学频率合成器的实现具有十分重要的意义。目前，在氧化硅、氮化硅、氮化铝、碳化硅、铌酸锂等材料体系中已经实现了倍频程微腔光梳的产生。

但现有的倍频程光梳产生方法中，所需的泵浦功率过高，且不可设计与按需产生对应光谱，在倍频程光谱的始末端功率较低，不利于频率自参考。

发明内容

本发明实施例提供了一种基于色散波的倍频程光梳产生系统及方法，该系统利用四波混频效应在微盘腔中产生倍频程光梳，该系统产生的倍频程光梳具有色散波，拓宽了光谱并且提高了长波和短波处梳齿的功率。并且产生方法简单，重复性好、功耗低。

根据本发明的一方面，提供了一种基于色散波的倍频程光梳产生系统，包括波长可调激光器、偏振控制器、锥形光纤以及光学微腔；

所述波长可调激光器用于输出泵浦光，所述泵浦光耦合入所述锥形光纤；

所述偏振控制器与所述锥形光纤的部分区域接触，所述偏振控制器用于调节所述锥形光纤中所述泵浦光的偏振态；

所述锥形光纤的锥区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微盘腔，所述光学微腔处于反常色散区且包括至少一个色散波；

调节所述泵浦光的波长、功率、偏振态以及所述锥区与所述光学微腔的距离，使所述泵浦光在所述光学微腔中传输时发生四波混频，产生基于色散波的倍频程光梳。

可选的，所述光学微腔的色散波位置可调节。

可选的，所述微盘腔的形状为圆台；

通过调整所述圆台的直径、厚度和倾角中的至少一者，以改变所述色散波的位置；

其中，所述直径为所述圆台的下底直径，所述厚度为所述圆台的高，所述倾角为所述圆台的母线与所述圆台的下底的夹角。

可选的，还包括第一耦合器、光电探测器、示波器以及光谱仪；

所述锥形光纤远离所述偏振控制器的一端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倍频程光梳的光谱。

可选的，还包括设置于所述波长可调激光器和所述偏振控制器之间光路上的光放大器，用于将所述泵浦光的功率放大。

可选的，所述光放大器包括半导体光放大器或光纤放大器。

可选的，还包括第二耦合器和功率计；

所述第二耦合器的输入端与所述偏振控制器的输出端连接，所述第二耦合器的第一输出端与所述功率计连接，所述第二耦合器的第二输出端与所述锥形光纤连接。