[发明专利]一种基于双边循环移频的光频梳产生装置及方法

说明书

本发明涉及一种基于双边循环移频的光频梳产生装置，包括射频信号源、电光强度调制器、光放大器、光带通滤波器、可调光延时线、光耦合器、偏振控制器和激光器；所述射频信号源与电光强度调制器电连接；所述电光强度调制器、光放大器、光带通滤波器、可调光延时线、光耦合器、偏振控制器之间依次光连接，形成一个环路结构；所述光耦合器还包括一组输入端和输出端，所述输入端与激光器光连接，所述输出端为光频梳的输出端口。本发明提供了一种基于双边循环移频的光频梳产生装置及方法，实现低射频驱动功率、大带宽、重复频率可调谐和低噪声的光频梳。

技术领域

本发明涉及光电技术领域，具体涉及一种基于双边循环移频的光频梳产生装置及方法。

背景技术

拥有大量等间隔波长并且具有梳状频谱的激光光源又被称为光学频率梳(OFC)。光学频率梳作为连接微波与光波的枢纽，在超快光信号探测和测量以及光子信号处理等微波光子研究方向中都是必不可少的组成部分。OFC在精确频标、精密测距等其他领域也有重要的应用，在对测量精度不断追求的背景下，作为连接微波频率标准与光学频率标准核心技术的光频梳技术迅速发展起来。

对于光频梳发生器的研究从上个世纪九十年代开始，但是进展缓慢，少有适合实际应用的方案。目前有以下几种产生平坦光频梳的方法：

1)锁模方式：该方法采用锁模激光器，对调制产生的各个光波边模进行处理。但是基本以实验室理想环境下的可实现为主，从系统结构的角度来看，系统复杂并且器件价格昂贵，很难实现商业化的应用(B.Li,L.Shang,G.Lin.Simulation of a flat opticalfrequency comb using a single-drive multi-RF Mach-Zehnder modulator in acascaded intensity modulator chain[J].Optik-International Journal for Lightand Electron Optics,2014,125(19):5768-5770.)。

2)直接调制方式：在国际上能产生16根及其以上数目的平坦梳状谱的方案较少，而且该方案需要极大功率的射频信号驱动，工作效率不高，也很难得到实际的应用(S.Ozharar,F.Quinlan,I.Ozdur,et al.Ultraflat optical comb generation byphase-only modulation of continuous-wave light[J].IEEE of PhotonicsTechnology Letters,2008,20(1):36-38.)。

3)单边带循环移频方式：该方案主要利用双平行马赫曾德尔调制器的抑制载波单边带调制方式，但是该方案只能一个方向展宽光谱，并且光放大器会引入大量的自发辐射噪声，梳状谱的数目也受限制，自发辐射也会累积，很难得到实际的应用和普及(J.P.Li,Z.H.Li.Frequency-locked multicarrier generator based on a complementaryfrequency shifter with double recirculating frequency-shifting loops[J].Optics Letters,2013,38(3):359-361.)。

因此，为解决现有技术中存在的问题，需研发一种基于双边循环移频的光频梳产生装置及方法，实现低射频驱动功率、大带宽、重复频率可调谐和低噪声的光频梳。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供一种基于双边循环移频的光频梳产生装置及方法，实现低射频驱动功率、大带宽、重复频率可调谐和低噪声的光频梳。