[实用新型]基于微环谐振腔的光孤子晶体光频梳产生系统

说明书

针对微波光子学、天文光谱测量及并行光纤通信系统对高频率间隔光频梳源的需求，特别是可实现片上集成的光频梳源的需求，本实用新型提供了一种基于微环谐振腔的光孤子晶体光频梳产生系统，包括通过单模光纤依次连接的泵浦激光器、光学放大器、偏振控制器和光频梳发生器和温度控制器；泵浦激光器输出波长与所需产生的光频梳波长一致，光学放大器工作波长与泵浦激光器输出波长一致；偏振控制器为能承受泵浦光信号功率的偏振控制器；光频梳发生器包括封装壳体、微环谐振腔和温度调节器；微环谐振腔和温度调节器被封装在封装壳体内，微环谐振腔的工作温度通过设置在封装壳体外的与所述温度调节器相连的温度控制器控制。本实用新型成本低，可靠性高，体积小。

技术领域

本实用新型涉及一种基于光学微腔的光频梳产生系统，具体涉及一种基于光学微腔的光孤子晶体光频梳产生系统。

背景技术

光时域孤子(简称光孤子)是一种光学脉冲信号，光孤子在光学介质的色散效应被非线性效应所补偿，同时光孤子的增益和传输损耗相均衡，因此光孤子在传输过程状态将保持不变，具有极为优良的光学性能，是光学研究的一个热点。其中基于微腔的光孤子产生技术是近年来随着微腔光频梳的发展而发展起来的一项技术，是微腔光频梳的一种特殊形式，是微腔光频梳的一种低噪声态，是最具有实用价值的一种微腔光频梳，因此光孤子频梳成为微腔光频梳研究的一个重点。微腔光孤子具有极高的重频，通常为数十吉赫兹到太赫兹，在频域上，各频率成分的间隔较大，易于控制光频梳的各个梳齿(波长)，因此在并行光通信系统、光任意波形产生及光子微波技术领域有着极为重要的应用前景。

微腔光孤子需要外部连续光进行泵浦，所使用的泵浦源通常为快速扫频的窄线宽激光器，此类激光器通常使用机械部件或压电陶瓷改变激光腔的长度，进而调节激光器的发射波长，因此为实现快速扫频，对激光器的控制有很高的要求。窄线宽激光器通常由两部分组成，一是光学谐振腔部分，另一个是激光器的控制部分；激光器的体积通常较大，并且成本极为昂贵，不利于微腔光孤子产生系统的小型化和规模应用。

微腔光孤子的产生通常需要将泵浦光调节到微腔谐振频率的红移处，此时的腔内光场能量远小于泵浦与微腔谐振波长相重合时的能量，由于微腔中的热光效应，需要采用复杂的实验技术使泵浦光稳定在微腔谐振频率的红移处。目前常用的实验方法包括泵浦波长快速扫描法和“功率调节”方法，前者除了需要快速频率扫描激光器，并且对微腔的性能提出苛刻的要求，而后者需要声光/电光调制器和复杂控制时序，因此不利于微腔光孤子频梳的小型化集成和成本降低，从而不利于微腔光频梳的实际规模应用。

基于微腔的光孤子晶体是微腔光孤子的一种特殊形式，在微腔中形成紧密排列的光孤子序列，在光孤子序列中可能存在各种缺陷(类比于固态晶体的晶格排列结构)。形成光孤子晶体状态时泵浦光具有极小的失谐量，此时微腔内的光场能量下降不是很明显，因此无需复杂的实验技术即可稳定实现微腔光孤子晶体的产生。而目前报道的光孤子晶体仍是采用泵浦波长扫描方法，无法实现小型化和低成本。因此，为了使微腔光频梳的应用得到推广，亟需小型化封装、低成本的微腔光频梳系统。

实用新型内容

针对微波光子学、天文光谱测量及并行光纤通信系统对高频率间隔光频梳源的需求，特别是可实现片上集成的光频梳源的需求，本实用新型提供了一种基于微环谐振腔的光孤子晶体光频梳产生系统，其产生的光频梳信号具有极低的噪声，并且该光频梳系统无需复杂的控制系统、体积小、操作容易、环境稳定性好。

本实用新型的技术方案是：

基于微环谐振腔的光孤子晶体光频梳产生系统，包括泵浦激光器、光学放大器、偏振控制器和光频梳发生器；其特殊之处在于：

还包括温度控制器；

所述泵浦激光器、光学放大器、偏振控制器、光频梳发生器和温度控制器通过单模光纤依次连接；

所述泵浦激光器的输出波长与所需产生的光频梳的波长一致，所述光学放大器的工作波长与所述泵浦激光器的输出波长一致；