[发明专利]一种基于蓝失谐连续光泵浦的微腔光频梳产生装置及方法

说明书

本发明公开了一种基于蓝失谐连续光泵浦的微腔光频梳产生装置及方法，包括：光源、主微腔、辅助微腔以及光波导；其中，主微腔与辅助微腔和光波导存在线性耦合，主微腔具有克尔非线性，辅助微腔的克尔非线性系数小于主微腔的克尔非线性系数的万分之一，主微腔和辅助微腔的模式失谐量以及耦合系数满足预设条件；光源用于产生频率处于泵浦模式的蓝失谐端的泵浦光；光波导用于将光源产生的泵浦光偶合入主微腔，以及输出光频率梳；主微腔用于接收光波导耦合入的泵浦光，并产生光频率梳。本发明的装置利用蓝失谐端泵浦形成光频率梳，提升了整个装置的热稳定性，微腔不受反常色散的限制，提升了材料选择和微腔结构设计的灵活性。

技术领域

本发明涉及光学技术领域，尤其涉及的是一种基于蓝失谐连续光泵浦的微腔光频梳产生装置及方法。

背景技术

光学频率梳是指在频谱上由一系列均匀间隔且具有相干稳定相位关系的频率分量组成的光谱，光学频率梳在光学任意波形产生、多波长超短脉冲产生、密集波分复用和精密测量等领域有着广泛的应用。

连续泵浦高品质因子光学微腔是一种产生光频梳的有效手段，目前常见的基于微腔的光频率梳产生装置中要求泵浦连续光处于泵浦模式的红失谐端，并且微腔的群速度色散在泵浦频率附近为反常色散。红失谐端泵浦在热效应出现扰动时具有不稳定性，通常需要额外的温控装置维持环境温度的稳定。且常见材料在通讯波段附近的微腔色散一般为正常色散，为实现反常色散需要对微腔的几何结构进行特殊的设计和加工，增加了微腔加工的难度，减少了微腔结构设计的灵活性。

因此，现有技术还有待改进和发展。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种基于蓝失谐连续光泵浦的微腔光频梳产生装置及方法，旨在解决现有基于微腔的光频率梳产生装置需要额外的温控装置，且微腔的群速度色散在泵浦频率附近必须为反常色散的问题。

本发明解决问题所采用的技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供一种基于蓝失谐连续光泵浦的微腔光频梳产生装置，其中，包括：光源、主微腔、辅助微腔以及光波导；其中，所述主微腔同时与所述辅助微腔和所述光波导存在线性耦合，所述主微腔具有克尔非线性，所述辅助微腔的克尔非线性系数小于所述主微腔的克尔非线性系数的万分之一，所述主微腔的模式失谐量、所述辅助微腔的模式失谐量以及所述主微腔和所述辅助微腔之间的耦合系数满足预设条件，在所述预设条件下所述主微腔在泵浦模式的蓝失谐端存在调制不稳定的区域；

所述光源用于产生频率处于泵浦模式的蓝失谐端的泵浦光；

所述光波导用于接收所述光源产生的泵浦光，并将所述泵浦光偶合入所述主微腔，以及输出所述主微腔产生的光频率梳；

所述主微腔用于接收所述光波导耦合入的泵浦光，并产生所述光频率梳。

所述的基于蓝失谐连续光泵浦的微腔光频梳产生装置，其中，所述预设条件为：

B′²-3A′²＞0

其中，δω₀代表主微腔的模式失谐量，0代表泵浦模式，δω₀'代表辅助微腔的模式失谐量，D₂代表主微腔的群速度色散，D₂'代表辅助微腔的群速度色散，κ代表主微腔的光强度损耗，κ'代表辅助微腔的光强度损耗，β代表主微腔和辅助微腔之间的耦合系数，l代表与泵浦模式对应的初模式的模式序号。

所述的基于蓝失谐连续光泵浦的微腔光频梳产生装置，其中，所述装置还包括：调节模块；

所述调节模块用于调节所述主微腔的模式失谐量、所述辅助微腔的模式失谐量以及所述主微腔和所述辅助微腔之间的耦合系数，以使得所述主微腔的模式失谐量、所述辅助微腔的模式失谐量以及所述主微腔和所述辅助微腔之间的耦合系数满足预设条件。