[发明专利]一种基于垂直腔面发射激光器的微波频率梳的产生方法

权利要求书

1.一种基于垂直腔面发射激光器的微波频率梳的产生方法，其特征在于，该方法是利用在光电反馈作用下垂直腔面发射激光器呈现出的非线性动力学特性，通过调节光电反馈系统中的光电反馈强度和光电反馈时间，同时产生两路功率均衡、梳线纯净、超宽带、光信号和电信号两种形式、偏振方向正交的线性偏振微波频率梳；

所述的光电反馈系统，由依次连接的垂直腔面发射激光器（VCSEL）、光隔离器（OI）、可变光衰减器（VOA）、光分束器（FC）、单模光纤（SMF）、光电探测器（PD）、电放大器（EA）和电耦合器（EC）组成。

2. 根据权利要求1所述的一种基于垂直腔面发射激光器的微波频率梳的产生方法，其特征在于，所述的光电反馈系统，是由VCSEL发出的激光依次经过OI、VOA 、FC后， 10%的光信号作为输出探测信号，输出90%的光信号经过 SMF 和 PD后转换为电信号；电信号经过EA放大后通过 EC后，20%的电信号作为输出探测信号，80%的电信号以非规则的电流扰动信号形式施加于VCSEL的偏置电流，使VCSEL的增益系数出现非规则变化，促使VCSEL呈现出非线性动力学行为，从而产生MFC。

3.根据权利要求1所述的一种基于垂直腔面发射激光器的微波频率梳的产生方法，其特征在于，所述的光电反馈作用，是利用将光信号转换为非规则的电流扰动信号后施加于VCSEL的偏置电流，促使VCSEL的增益系数出现非规则变化，导致VCSEL呈现出非线性动力学行为。

4. 根据权利要求1所述的一种基于垂直腔面发射激光器的微波频率梳的产生方法，其特征在于，所述的超宽带，指的是功率在10 dB幅度范围内带宽可达180 GHz以上。

5.根据权利要求1所述的一种基于垂直腔面发射激光器的微波频率梳的产生方法，其特征在于，所述的光信号和电信号两种形式，是在光电反馈系统中分束器（FC）输出的10%的光信号为微波频率梳光信号形式；电耦合器（EC）输出的20%的电信号为微波频率梳电信号形式。

6. 根据权利要求1、2、3任一所述的一种基于垂直腔面发射激光器的微波频率梳的产生方法，其特征在于，所述的VCSEL，中心波长为1550 nm，通过调节1550 nm VCSEL的温度及偏置电流可控制1550 nm VCSEL输出偏振方向正交的两个线性x LP偏振模式和 y LP偏振模式。

7.根据权利要求1、2、4任一所述的一种基于垂直腔面发射激光器的微波频率梳的产生方法，其特征在于，所述的光电反馈系统，通过调节OI来确保光路的单向传输；通过调节VOA来调控光电反馈系统的光电反馈强度；通过FC使光信号分为两部分；通过调节SMF来调控光电反馈时间；通过利用PD将光信号转换成电信号；通过采用EA来调控光电反馈中电信号的强度；通过使用EC将电信号分为两部分，其中20%的电信号作为输出探测光信号，80%的电信号电流扰动信号形式施加于垂直腔面发射激光器的偏置电流。

8. 根据权利要求1、2、5、7任一所述的一种基于垂直腔面发射激光器的微波频率梳的产生方法，其特征在于，所述的FC，输出的10% 的光信号作为输出探测光信号，90%的光信号用于光电反馈。

9.根据权利要求1、2、5、7任一所述的一种基于垂直腔面发射激光器的微波频率梳的产生方法，其特征在于，所述的EC，输出的20%的电信号作为输出探测光信号，80%的电信号电流扰动信号形式施加于垂直腔面发射激光器的偏置电流。