[发明专利]经由与基于芯片的半导体激光器耦合的光微谐振器的孤子态生成光脉冲

说明书

适于产生重复的光脉冲1的光脉冲源100包括被布置用于提供CW激光2的连续波CW激光装置10、与CW激光装置10光学耦合的光波导20、由具有三阶克尔非线性和异常谐振器色散的谐振器材料制成的光微谐振器30，其中CW激光装置10和光微谐振器30被布置在公共芯片基板装置40上，用于将CW激光2经由光波导20耦合到光微谐振器30中，光微谐振器30在CW激光装置10的预定输出频率处能够包括处于孤子状态的光场，使得可以将孤子形脉冲耦合到光微谐振器30之外，以用于提供重复光学脉冲1，以及布置用于调整CW激光装置10的输出频率的调谐装置50，其中，CW激光装置10包括基于芯片的半导体激光器11，光微谐振器30和光波导20中的至少一个适于通过光的光反馈部分3的效应来提供相对于光微谐振器30的谐振频率的自注入锁定，并且调谐装置50被布置用于调谐半导体激光器11的驱动电流和温度中的至少一个，使得光微谐振器30能够提供孤子状态。此外，描述了光脉冲生成方法。

技术领域

本发明涉及一种光脉冲源，其适于使用由具有三阶(克尔)非线性和异常谐振器色散的谐振器材料制成的光微谐振器产生重复的光脉冲。此外，本发明涉及利用光微谐振器产生重复光脉冲的方法。本发明的应用可用于例如测量，特别是紧凑型光学时钟、电信、光学信息处理、信息传输、天文学、医疗诊断和治疗和频谱学。

背景技术

在本说明书中，参考以下示出了本发明的技术背景和相关技术的现有技术。

[1]Udem,T.等人，《光学频率测量》-《自然》416，233(2002)；

[2]Cundiff，S.T.和Ye，J.Colloquium，《飞秒光频梳》-《现代物理评论》75,325-342(2003)；

[3]Del’Haye,P.等人，《光学频率梳从单片微谐振器产生》-《自然》450，1214(2007)；

[4]Kippenberg，T.J.，Holzwarth，R.以及Diddams,S.A.，《基于微谐振器的光学频率梳》-《科学》332，555-559(2011)；

[5]Leo，F.等人，《一维克尔介质中的时间腔孤子作为全光缓冲器中的位元(Temporal cavity solitons in one-dimensional Kerr media as bits inanall-optical buffer)》-《自然光子学》4，471-476(2010)；

[6]Herr,T.等人，《光微谐振器中的时间孤子》-《自然光子学》8，145-152(2014)；

[7]Brasch，V.等人，《使用孤子切伦科夫辐射的光子芯片光学频率梳》-《科学》351，357-360(2016)；

[8]Jost,J.D.等人，《使用自参考光微谐振器计数光的周期》-《光学设计》2，706-711(2015)；

[9]Marin-Palomo，P.等人，《用于大规模并行相干光通信的基于微谐振器的孤子》-《自然》546，274(2017)；

[10]Troha，P.等人，《超快光学测距使用微谐振器孤子频率梳》-《科学》359，887-891(2018)；

[11]SUH，M.-G.和Avahala，K.J.，《孤子微梳范围测量》-《科学》359，884-887(2018)；

[12]Suh，M.-G.，Yang，Q.-F.，Yang，K.Y.，Yi，X.和A.Avahala，K.J.，《微谐振器孤子双梳频谱》-《科学》354，600-603(2016)；

[13]Liang，W.等人，《高频谱纯克尔频率梳射频光子振荡器》-《自然通讯》6，7957(2015)；