[发明专利]一种基于飞秒光梳的高精度光波长标准的产生方法

摘要

本发明提供一种基于飞秒光梳的高精度光波长标准的产生方法，步骤1：将飞秒光梳的脉冲重复频率f_r和系统频移f₀锁定到微波频率标准上，精确获得光梳中每一个梳齿对应的波长值；步骤2：将飞秒光梳中某一梳齿的波长信号与半导体激光器输出的光信号进行拍频并调节，而得到高精度的光波长信号输出，作为一个光波长标准源。采用上述方案，飞秒光梳可以在近红外到可见光光谱范围内输出一系列的标准光波长，配合相应波长的半导体激光器，就能够建立覆盖近红外到可见光光谱的光波长标准。

主权项

1.一种基于飞秒光梳的高精度光波长标准的产生方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：将飞秒光梳的脉冲重复频率f_r和系统频移f₀锁定到微波频率标准上，精确获得光梳中每一个梳齿对应的波长值；步骤2：将飞秒光梳中某一梳齿的波长信号与半导体激光器输出的光信号进行拍频，根据拍频误差信号对半导体激光器的驱动电流进行调节，把半导体激光器的输出波长锁定到飞秒光梳上，从而得到高精度的光波长信号输出，作为一个光波长标准源；飞秒光梳在近红外到可见光光谱范围内输出一系列的标准光波长，配合相应波长的半导体激光器，就能够建立覆盖近红外到可见光光谱的光波长标准；所述步骤1中所述脉冲重复频率f_r使用快速光电二极管直接测量，经滤波放大后送至相位锁定系统，将该信号与微波参考频率信号匹配，随后把信号反馈至PZT元件，通过调整粘结在飞秒激光振荡器光纤上的PZT元件的伸缩量来控制振荡器的腔长，实现闭环控制将脉冲重复频率f_r锁定至微波参考频率；所述步骤1中系统频移f₀的锁定采用自参考技术探测，使用单臂结构的f‑2f系统，将光梳输出光谱中的低频部分进行倍频，然后与输出光谱中的高频部分进行拍频，得到系统频移f₀；f₀信号通过鉴相器与微波频率标准信号进行比较，产生的误差信号反馈给飞秒光梳中激光器的电流驱动器，通过控制驱动电流将f₀信号锁定到微波参考频率；所述步骤1中系统频移f₀的锁定采用自参考技术探测，系统频移f₀的是通过飞秒光梳中第2n根梳齿和第n根梳齿倍频的差频来得到，即f₀＝f_2n‑2f_n；在探测过程中，飞秒脉冲激光的频谱宽度必须覆盖f_n和f_2n，即一个光学倍频程；为获得大于一个光学倍频程的光谱输出，需要采用高非线性光纤对输出光谱进行扩展，得到一倍以上光学倍频程；倍频程光谱通过掺氧化镁的周期极化铌酸锂晶体后，f_n经过倍频转换至2f_n，然后与f_2n进行拍频，拍频信号采用单臂f‑2f系统进行探测，得到系统频移f₀。