[发明专利]一种超宽光学频率梳的产生方法

说明书

技术领域

本发明涉及光学频率梳的产生技术领域，特别是涉及一种超宽的光学频率梳的产生技术。

背景技术

光学频率梳(OFC)是继激光之后的一种新型的稳定光源，其光谱由梳齿状等间距分布的离散谱线构成。OFC技术作为超快光学和精密光谱学的完美结合，在超高精度检测、化学成分快速探测、超级激光器构造以及长距离通信等方面有重要应用。

目前，OFC的产生技术已经引起了部分学者的关注，并取得了显著地成就。已有的OFC产生方法主要分为以下几种：基于微环谐振腔的、基于高阶非线性光纤的、基于F-P谐振器的、基于光电振荡器的和基于调制器的。其中，基于调制器的OFC产生方法，以其结构简单，易于调谐，性能稳定等优点成为广大学者的首选。

但是，到目前为止的基于调制器的OFC产生技术，在带宽和平坦度上的优势不能兼具，不能得到宽且平坦的理想光学频率梳。因此，在增加调制深度的同时，也要提高OFC的平坦度。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种基于电吸收调制器与频率调制器的超宽光学频率梳的产生方法。频率调制器的调制深度高，可以减少调制器的使用个数，并产生带宽固定的OFC。因此，将多个波长光源同时注入到光路中，每个波长处复制产生相同的光梳，只需简单地设置波长间距，就可以拓展OFC的带宽。另外，电吸收调制器的使用，使得超宽光学频率梳的平坦度降低到2dB范围内。最终，产生了平坦度很好的超宽光学频率梳，克服了现有OFC产生技术中带宽和平坦度不能兼具的问题。

技术方案：本发明的一种超宽光学频率梳的产生方法包括如下步骤：

将多个不同波长的可调谐激光源耦合，注入到第一电吸收调制器和频率调制器中，每个激光源波长的两边均得到相同间距和相同数量的新谱线；

然后，经过第二电吸收调制器平坦各个谱线；

最后，设置相邻光源波长间距恰为每个波长处新谱线的带宽，使得每根谱线的间距相等。

所述的不同波长的可调谐激光源由可调谐激光器发出，各个波长的间距为每个波长处新谱线的带宽。

所述的第一电吸收调制器和第二电吸收调制器均为多量子阱电吸收调制器，二者均反向偏置。

频率调制器频偏量为600GHz。

所述的驱动射频电信号的频率可调谐，为两个电吸收调制器和频率调制器提供驱动电压，并决定了光学频率梳的谱线间距。

有益效果：本发明提出的超宽光学频率梳的产生方法，产生的光学频率梳具有良好的光学特性，在平坦度和光谱带宽上兼具优势，可以在光学任意波形以及超短光脉冲的产生中具有重要的应用。

创新之处在于：

(1)利用电吸收调制器与频率调制器级联的基础结构，使得每个光源波长处产生相同的可调谐子光梳。此子光梳具有带宽固定，全部谱线功率水平相近的特点，成功地解决了所有子光梳构成超宽光学频率梳时，子光梳与子光梳相邻部分谱线功率骤降所造成的平坦度劣化问题。

(2)采用的电吸收调制器具有输出噪声低，易于集成等优点，同时可以进一步优化超宽OFC的平坦度。

(3)不需要复杂的参数控制，只需要保持光源波长间距等于子光梳带宽。

(4)产生光学频率梳在平坦度和光谱带宽上均有优势，改变射频信号频率，控制光源数目并调整光源波长间距，可以得到所需谱线间距和带宽的光学频率梳。

附图说明

图1为本发明超宽光学频率梳的产生装置的结构图。

其中有：可调谐激光器TLD，第一电吸收调制器EAM1，第二电吸收调制器EAM2，频率调制器FM，射频驱动信号RF，相移器PS，光谱分析仪OSA。

图2为四个不同光源经过第一电吸收调制器得到的四个展宽光源的光谱图。

图3为四个展宽光源经过频率调制器得到的四个子光梳的光谱图。

图4为四个子光梳经过第二电吸收调制器得到的四个子光梳的光谱图。

图5为四个不同光源情况下，得到的超宽光学频率梳的光谱图。

图6为28个不同光源情况下，得到的超宽光学频率梳的光谱图。

具体实施方式

本发明的OFC产生方法是基于电吸收调制器与频率调制器的，并利用了多个可调谐光源的超宽OFC的产生方法。该光路包括多个可调谐光源，两个电吸收调制器，一个频率调制器以及为调制器提供电压的驱动射频电信号源。在第二电吸收调制器输出端得到平坦度好的超宽OFC。

所述的不同波长的激光源由可调谐激光器发出，各个光源波长的间距恰为每个波长处新谱线的带宽。