[实用新型]一种程控微腔孤子晶体光频梳产生系统

说明书

本实用新型涉及光学频率梳技术领域，针对采用现有微腔光频梳产生系统产生微腔孤子光频梳时，无法实现自动化产生微腔孤子光频梳的问题，提供一种程控微腔孤子晶体光频梳产生系统。程控微腔孤子晶体光频梳产生系统，包括温度控制器、计算机控制系统，以及依次连接的窄线宽激光器、光学放大器、第一光隔离器、偏振控制器、光频梳发生器、光功率分束器和光功率计；所述光频梳发生器包括微环谐振腔和温度调节器；温度控制器与温度调节器相连；窄线宽激光器、光功率计和温度控制器分别与计算机控制系统电连接；光功率分束器用于将光频梳发生器产生的光频梳分为两路，其中一路接入光功率计；另一路输出。

技术领域

本实用新型涉及光学频率梳技术领域，具体涉及一种程控微腔孤子晶体光频梳产生系统。

背景技术

光学频率梳(简称光频梳)为由一系列离散的、等间隔的频率成分组成的宽带光谱，并且各频率分量具有稳定的相位关系。光频梳相当于一个光学频率综合发生器，是迄今为止最有效的进行绝对光学频率测量的工具，可将铯原子微波频标与光频标准确而简单的联系起来，为发展高分辨率、高精度、高准确性的频率标准提供了载体，也为精密光谱、天文物理、量子操控等科学研究方向提供了较为理想的研究工具，逐渐被人们运用于光学频率精密测量、原子离子跃迁能级的测量、远程信号时钟同步与卫星导航等领域。

随着光通信技术的飞速发展，光频梳在光学任意波形产生、多波长超短脉冲产生和密集波分复用等领域也受到广泛的关注。

传统的光频梳由超短脉冲锁模激光器产生，然而受限于锁模激光器腔长，其重频通常小于1GHz。而基于光电调制的光频梳受外部驱动射频源的限制，不利于集成化。

近几年来，围绕微腔孤子光频梳的产生开展了大量的研究工作，在MgF₂、SiO₂、SiN等多种材料平坦的微腔中产生了孤子光频梳，并在双梳测距、双梳光谱学及超高速并行光通信技术等领域开展了应用可行性研究。目前，基于外腔扫频激光器产生锁模孤子光频梳已经在多种微环谐振腔中产生。其符合现代小型化、集成化的趋势，在高重频和集成化方面具有先天性优势。

但是，由于微腔内的热光效应，基于外腔扫频激光器产生锁模孤子光频梳要求孤子光频梳在微秒量级的时间内产生，因此依赖于复杂的实验技术，很难做到实时控制。目前常用的技术包括主要有快速扫频法和“power-kicking”法等。此类方法对时序要求严格，计算机程序无法对微腔孤子光频梳的产生进行判断，进而无法自动化产生微腔孤子光频梳。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对采用现有微腔光频梳产生系统产生微腔孤子光频梳时，由于对时序要求严格，无法实现采用计算机程序对微腔孤子光频梳的产生进行判断，从而无法实现自动化产生微腔孤子光频梳的问题，而提供一种程控微腔孤子晶体光频梳产生系统。

为实现上述目的，本实用新型提供一种程控微腔孤子晶体光频梳产生系统，其特殊之处在于：包括温度控制器、计算机控制系统，以及依次连接的窄线宽激光器、光学放大器、第一光隔离器、偏振控制器、光频梳发生器、光功率分束器和光功率计；所述光频梳发生器包括微环谐振腔和温度调节器；温度控制器与温度调节器相连，用于控制微环谐振腔的工作温度；窄线宽激光器、光功率计和温度控制器分别与计算机控制系统电连接；窄线宽激光器用于产生微环谐振腔的激光信号；光学放大器用于放大激光信号，使激光功率达到产生微腔光频梳所需功率；第一光隔离器用于保证激光的单向传输，保证光学放大器的稳定工作；偏振控制器用于控制激光的偏振态，使之与微环谐振腔产生孤子晶体光频梳的模式相一致；光功率分束器用于将光频梳发生器产生的光频梳分为两路，其中一路接入光功率计，光功率计用于探测光频梳的能量变化并将探测信号传输至计算机控制系统，作为光频梳状态的检测；另一路输出。

进一步地，上述光频梳发生器与光功率分束器之间还连接第二光隔离器。第二光隔离器用于保证激光的单向传输，避免输出光由于反射效应对光频梳发生器产生影响，保证光频梳发生器的稳定工作。