[發明專利]一種全固態光學頻率梳系統

在審

• 申請號: 201610011996.5
• 申請日: 2016-01-08
• 公開（公告）號: CN105514790A
• 公開（公告）日: 2016-04-20
• 發明（設計）人: 魏志義;于子蛟;韓海年;田文龍;張金偉
• 申請（專利權）人: 中國科學院物理研究所
• 主分類號: H01S3/109
• 分類號: H01S3/109
• 代理公司: 北京泛華偉業知識產權代理有限公司 11280
• 代理人: 王勇;王博

技術領域

本發明屬于光學頻率梳領域，尤其涉及一種基于光纖光源的全固態光 學頻率梳系統。

背景技術

自上世紀九十年代末自參考光學頻率梳誕生以來，時頻測量領域發生 了革命性的變化，現如今，高精度的光學頻率梳已廣泛應用到分子光譜學、 天文光譜學、阿秒光學等眾多領域。廣泛的應用需求反過來也促進了不同 種類的光學頻率梳的發展。其中，基于固態泵源泵浦的鈦寶石光學頻率梳 的發展時間最早，性能最為優良，技術也最為成熟。然而其固態泵源成本 較高，體積較大，這極大限制了鈦寶石光學頻率梳的廣泛應用。最近十年， 光纖光學頻率梳憑借長期穩定性好、可靠性高等優勢也受到了廣泛關注， 然而其自身較大的相位噪聲制約了它們在低噪聲測量領域的應用。

發明內容

因此，本發明的目的在于克服上述現有技術的缺陷，提供一種全固態 光學頻率梳系統，包括：

光纖光源泵浦的全固態激光器，作為整個光學頻率梳系統的光源；

超連續光譜產生部分，其接收所述全固態激光器的輸出光，并產生覆 蓋一個倍頻程的超連續光譜；

f-2f部分，其接收所述超連續光譜產生部分的輸出光，并產生載波包 絡相移頻率信號；和

電路反饋系統，用于將f-2f部分產生的所述載波包括相移頻率信號反 饋給所述全固態激光器。

根據本發明的全固態光學頻率梳系統，優選地，所述光纖光源為 976nm的光纖激光器，所述全固態激光器的激光增益介質為Yb³⁺： CaYAlO₄。

根據本發明的全固態光學頻率梳系統，優選地，所述全固態激光器的 激光增益介質為摻鈦藍寶石或者摻鉻的鎂橄欖石，所述光纖光源的輸出波長 在全固態激光器的激光增益介質的吸收光譜范圍之內。

根據本發明的全固態光學頻率梳系統，優選地，所述全固態激光器的 激光增益介質為塊狀。

根據本發明的全固態光學頻率梳系統，優選地，所述超連續光譜產生 部分包括高非線性光纖。

根據本發明的全固態光學頻率梳系統，優選地，所述高非線性光纖為 光子晶體光纖、微結構光纖或熔融拉錐的單模光纖。

根據本發明的全固態光學頻率梳系統，優選地，所述f-2f部分為雙路 干涉儀結構或單路結構。

根據本發明的全固態光學頻率梳系統，優選地，所述雙路干涉儀結構 包括：

雙色鏡，用于將輸入光束分成第一光束和第二光束；

倍頻晶體，用于將所述第一光束進行倍頻；

延時光路，用于將所述第二光束進行延時；

偏振分光鏡，所述第一光束和所述第二光束在所述偏振分光鏡處達到時 間上的重合；

半波片和半波片之后的偏振分光鏡，用于將重合的第一光束和第二光束 進行合束拍頻，從而產生載波包絡相移頻率信號。

根據本發明的全固態光學頻率梳系統，優選地，所述雙路干涉儀結構 還包括雪崩光電二極管，用于測量得到載波包絡相移頻率信號。

根據本發明的全固態光學頻率梳系統，優選地，所述單路結構沿光的 傳播方向依次包括：雙色鏡、周期極化的鈮酸鋰晶體、半波片、偏振分光鏡 以及雪崩光電二極管。

本發明的全固態光學頻率梳系統兼備了成本低和相位噪聲低的優點， 同時還具有脈沖脈寬短、超連續光譜相干性好、結構靈活等特點，是一種 極具發展潛力的新型的光學頻率梳。

附圖說明

以下參照附圖對本發明實施例作進一步說明，其中：

圖1為根據本發明的實施例1的全固態光學頻率梳系統的結構示意 圖；

圖2為根據本發明的實施例1的超連續光譜圖；

圖3為根據本發明的實施例1的載波包絡相移頻率測量信號；

圖4為根據本發明的實施例2的全固態光學頻率梳系統的f-2f部分的 結構示意圖。

具體實施方式

為了使本發明的目的，技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖 通過具體實施例對本發明進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體 實施例僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。

實施例1

本實施例提供一種基于光纖光源泵浦的全固態光學頻率梳系統，其組成 結構如圖1所示，包括：