[实用新型]一种光孤子产生系统

说明书

本实用新型实施例公开了一种光孤子产生系统。该系统包括波长可调光源、偏振控制器、第一环行器、光纤、第一滤波器以及光学微腔；其中，光学微腔包括衬底和位于衬底一侧的支撑柱和腔体；波长可调光源用于提供泵浦光；偏振控制器用于调节泵浦光的偏振方向，以调整泵浦光与光学微腔的耦合效率；泵浦光在光学微腔中激发背向布里渊激光，背向布里渊激光在光学微腔内发生四波混频效应，产生耗散克尔孤子；第一滤波器用于滤除泵浦光和背向布里渊激光，以输出耗散克尔孤子。本实用新型的技术方案，利用背向布里渊激光产生耗散克尔孤子，可避免在孤子形成过程中泵浦光红失谐的热不稳定性引起复杂的调节技术，有利于实现光孤子产生系统的小型化和集成化。

技术领域

本实用新型实施例涉及激光技术，尤其涉及一种光孤子产生系统。

背景技术

光孤子是一种在传输过程中可以保持时域波形和光谱形状不变的脉冲。基于微腔的耗散时域克尔孤子利用参量增益补偿微腔的损耗以及色散与克尔非线性的平衡，可以产生脉冲宽度为飞秒级别、重复频率在GHz到THz范围的脉冲，在频域上表现为相位锁定的等间距的光学频率梳。微腔孤子频率梳具有较宽的光谱、高重复频率并且可以芯片集成，已经在相干光通讯、低噪声微波源、双光梳光谱、光学测距、光学频率合成、光钟等方面具有广泛的应用。

为了实现微腔孤子频率梳，需要将泵浦激光调至泵浦腔模的红失谐，孤子形成时，光梳功率的透射谱随着泵浦激光频率的扫描会出现台阶状，显示出孤子存在时泵浦激光的频率范围。由于光学微腔的热光非线性会导致腔模频率红移，泵浦激光在红失谐机制是热不稳定的，需要利用泵浦功率调制(power kicking)、快速调节激光频率或者是补偿热效应的方法来实现孤子态。这些方法技术复杂，孤子存在区域的泵浦激光频率范围较小，需要引入额外的电学和光学组件对腔内激光的功率或频率进行调节，不利于系统小型化、集成化的发展。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种光孤子产生系统，该系统利用蓝失谐的单模连续泵浦激光先在光学微腔中产生红失谐的背向布里渊激光，然后利用背向布里渊激光产生耗散克尔孤子。由于泵浦激光处于蓝失谐的热稳定状态，可以直接通过手动调节激光器的压电来实现孤子态，避免了在孤子形成过程中由于泵浦激光红失谐的热不稳定性引起的复杂的调节技术，有利于实现光孤子产生系统的小型化和集成化。

本实用新型实施例提供一种光孤子产生系统，包括波长可调光源、偏振控制器、第一环行器、光纤、第一滤波器以及光学微腔；

所述波长可调光源的输出端与所述偏振控制器的输入端连接，所述偏振控制器的输出端与所述第一环行器的第一端连接，所述第一环行器的第二端与所述光纤连接，所述第一环行器的第三端与所述第一滤波器的输入端连接；

所述光纤从所述第一环行器的第二端延伸至所述光学微腔，延伸至所述光学微腔的所述光纤包括锥状结构，所述光纤通过所述锥状结构与所述光学微腔耦合；

其中，所述光学微腔包括衬底和位于所述衬底一侧的支撑柱和腔体；

所述波长可调光源用于提供泵浦光，所述泵浦光经过所述偏振控制器和所述第一环行器后耦合入所述光纤；

所述偏振控制器用于调节所述泵浦光的偏振方向，以调整所述泵浦光与所述光学微腔的耦合效率；

所述泵浦光通过所述锥状结构耦合入所述光学微腔，所述泵浦光在所述光学微腔中激发背向布里渊激光，所述背向布里渊激光在所述光学微腔内发生四波混频效应，产生耗散克尔孤子；

所述耗散克尔孤子耦合入所述光纤，并从所述第一环行器的第二端输入，从所述第一环行器的第三端输出；

所述第一滤波器用于滤除所述泵浦光和所述背向布里渊激光，以输出所述耗散克尔孤子。

可选的，还包括设置于所述波长可调光源和所述偏振控制器之间的光放大器，所述光放大器用于将所述泵浦光放大。