[发明专利]一种锁模脉冲激光的产生装置及方法

说明书

本发明公开了一种锁模脉冲激光的产生装置及方法，该装置包括：锁模脉冲激光器、游标谐振腔、第一光电探测器、频谱仪和锁相电路；所述锁模脉冲激光器，用于输出重复频率为f_rep的第一脉冲激光；所述游标谐振腔，用于基于所述第一脉冲激光输出第二脉冲激光和脉冲光信号；所述第一光电探测器，用于感测所述第二脉冲激光，以输出第一电信号；所述锁相电路，用于基于所述脉冲光信号以输出第二电信号；所述游标谐振腔，用于基于所述频谱仪根据所述第一电信号生成的谐波信号和所述第二电信号调节所述游标谐振腔的物理腔长，以使得所述游标谐振腔输出的第二脉冲激光为重复频率为m·f_rep的谐波脉冲激光；其中，m为正整数。

技术领域

本发明涉及锁模脉冲激光领域，具体涉及一种锁模脉冲激光的产生装置及方法。

背景技术

锁模脉冲激光器的重复频率是锁模脉冲激光的相邻两纵模的频率间隔，与锁模脉冲激光器的谐振腔物理腔长相对应，重复频率越高，谐振腔越短。常规锁模脉冲激光器的重复频率在数十MHz至数百MHz。然而，对于特定应用领域，须要锁模激光的重复频率达到数十GHz量级。例如，利用基于锁模激光技术的光频梳系统标定天文光谱频率，须要锁模激光脉冲的重复频率达到20GHz以上，达到光学色散系统的分辨率设计指标，避免频率标定混叠；利用锁模激光技术的光频梳系统产生超稳微波信号，同样需要达数十GHz的高重复频率锁模激光脉冲，以避免在低重复频率脉冲条件下提取高频微波信号引起的低载噪比问题。如果通过减小锁模脉冲激光器的谐振腔物理腔长，获得上述高重复频率锁模脉冲激光，那么技术实现将变得异常困难。目前，通过此途径获取锁模脉冲激光的最高重复频率仅为5GHz，并且激光器难以长期稳定运行。

因此，需要提供一种锁模脉冲激光的产生装置及方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种锁模脉冲激光的产生装置，以解决现有技术中存在的问题中的至少一个；

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

本发明第一方面提供一种锁模脉冲激光的产生装置，包括：

锁模脉冲激光器、游标谐振腔、第一光电探测器、频谱仪和锁相电路；

所述锁模脉冲激光器，用于输出重复频率为f_rep的第一脉冲激光；

所述游标谐振腔，用于基于所述第一脉冲激光输出第二脉冲激光和脉冲光信号；

所述第一光电探测器，用于感测所述第二脉冲激光，以输出第一电信号；

所述锁相电路，用于基于所述脉冲光信号以输出第二电信号；

所述游标谐振腔，用于基于所述频谱仪根据所述第一电信号生成的谐波信号和所述第二电信号调节所述游标谐振腔的物理腔长，以使得所述游标谐振腔输出的第二脉冲激光为重复频率为m·f_rep的谐波脉冲激光；其中，m为正整数。

可选地，所述装置还包括：

第二光电探测器，用于感测所述第一脉冲激光，以输出重复频率为m·f_rep的用于作为参考基准的第三电信号。

可选地，锁相电路还用于在所述游标谐振腔输出重复频率为m·f_rep的谐波脉冲激光时，对所述第三电信号和所述脉冲光信号进行相位锁定。

可选地，所述游标谐振腔利用光机位移模块调节所述物理腔长。

可选地，所述游标谐振腔的初始物理腔长被设置为使得所述游标谐振腔的自由光谱范围FSR靠近m·f_rep。

可选地，所述光机位移模块，进一步用于利用最小公倍数原则调节所述游标谐振腔的物理腔长。