[发明专利]一种宽带光学频率梳的产生装置及其方法

摘要

本发明公开了一种宽带光学频率梳的产生方法，采用双平行马赫曾德尔调制器和两个马赫曾德尔强度调制器级联结构，通过调节各调制器的射频幅值和直流偏置电压，产生了50线宽带光学频率梳，且功率平坦、谱线间隔可调。该方案产生的光梳性能较好，对其在光通信领域的应用和发展具有重要意义。本发明的系统结构相对简单，容易实现，有利于降低系统成本。

主权项

1.一种宽带光学频率梳的产生方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤： 步骤一，所述激光器发出波长为λ，角频率为ω_c，幅值为E_in的光波输入到双平行马赫曾德尔调制器中；其中，注入光波的偏振方向经所述偏振控制器调整，使之与双平行马赫曾德尔调制器的偏振方向一致； 步骤二，以频率为f₁，角频率为ω₁，幅值为V_RF1的射频信号驱动双平行马赫曾德尔调制器的上臂子调制器MZ-a，其工作的直流偏置电压为V_DC1=0，即工作在最大点，所产生的载波和±2阶边带分别为： E₀(t)=E_inexp(jω_ct)J₀(m₁)， E_±2(t)=E_inexp[j(ω_ct±2ω₁t)]J₂(m₁)； 步骤三，双平行马赫曾德尔调制器的下臂子调制器MZ-b不调制射频信号，只设置其直流电压V_DC2；并设置主调制器MZ-c直流电压为V_DC3=V_π，则上下臂子调制器输出信号产生180°相移；其中，子调制器MZ-b输出的光载波信号为： 步骤四，调节直流电压V_DC2，使得上下臂子调制器输出的光载波等幅反相，从而相互抵消，此时cosφ_DC2=J₀(m₁)，满足此表达式的参数m₁=πV_RF1/V_π和φ_DC2=πV_DC2/V_π有无数组值，如m₁=1.66,φ_DC2=1.14或m₁=1.44,φ_DC2=0.996等；忽略高次项，最终所述双平行马赫曾德尔调制器只输出±2阶光边带，边带间隔为4f₁； 步骤五，以频率为f₂=0.8f₁，角频率为ω₂=0.8ω₁，幅值为V_RF2的射频信号驱动第一光强度调制器，其工作的直流电压为V_DC4，并假设所述双平行马赫曾德尔调制器输出光信号为E_DPMZ(t)，则第一光强度调制器输出为： 此时产生的载波、±1阶和±2阶光边带分别为： 通过设置射频信号幅度V_RF2和直流电压V_DC4，使得： |E₀(t)|=|E_±1(t)|=|E_±2(t)|， 此时调制指数为m₂=πV_RF2/V_π=1.84，直流引起的相位φ_DC4=πV_DC4/V_π≈0.5，则产生了5线平坦光梳，且是将所述双平行马赫曾德尔调制器输出的2线分别当作光源进行调制，从而产生了10线平坦光梳； 步骤六，驱动第二光强度调制器的射频信号频率为f₃=0.16f₁，按照步骤五对射频幅值V_RF3和直流电压V_DC5进行相同设置，也会产生5线平坦光梳，且是将第一光强度调制器输出的10线分别当作光源进行调制，从而产生了50线平坦光梳。