[發明專利]基于相位調制和光纖腔孤子的間隔可調光頻梳及產生方法

有效

• 申請號: 201710876052.9
• 申請日: 2017-09-25
• 公開（公告）號: CN108508676B
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發明（設計）人: 陳偉;孟洲;張學亮;熊水東;胡曉陽;姚瓊;路陽;彭承彥
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: G02F1/35
• 分類號: G02F1/35;H01S3/00;H01S3/13
• 代理公司: 北京知舟專利事務所(普通合伙) 11550
• 代理人: 潘聰聰

本發明涉及非線性光纖光學技術領域，特別涉及一種基于相位調制和光纖腔孤子的間隔可調光頻梳及產生方法。所述光頻梳由窄線寬可調諧激光器、相位調制器、增益可調摻鉺光纖放大器、窄帶光纖濾波器、偏振控制器、第一光纖耦合器、光隔離器、第二光纖耦合器、主光纖、可調光衰減器、第一光電探測器、激光頻率鎖定系統、第二光電探測器、高速示波器、數據存儲及處理系統、脈沖波形發生器和電學放大器組成。本發明提供的基于相位調制和光纖腔孤子的間隔可調光頻梳及產生方法，只需要普通單模光纖構成環形腔，并且產生的光頻梳具有低噪聲和高相干的優點，尤其適合用作大規模干涉型光纖傳感系統這類對相位噪聲極為敏感的系統的光源。

技術領域

本發明涉及非線性光纖光學技術領域，特別涉及一種基于相位調制和光纖腔孤子的間隔可調光頻梳及產生方法。

背景技術

光頻梳即由若干頻率間隔相同的單頻光構成的梳齒狀結構，已廣泛應用于光通信、任意波形產生、微波光子學等領域，而頻率間隔可調光頻梳以其頻率間隔可根據實際需要靈活設置這一突出優點，可用作大規模光纖通信系統或光纖傳感系統的光源，引起了人們的廣泛關注。

近年來，人們采用多種方法產生了頻率間隔可調的光頻梳。中國發明專利申請《一種基于單片集成微腔激光器的可調諧光頻梳產生系統》(申請號：201510169696.5，公開日：2015.07.08)利用光纖級聯四波混頻效應產生光頻梳，需要使用較為昂貴的高非線性光纖；中國發明專利申請《基于雙模正方形微腔激光器的可調諧光頻梳》(申請號：201510166090.6，公開日：2015.07.08)同樣需要高非線性光纖的級聯四波混頻效應產生光頻梳，而且其僅實現了雙模激光，效率較低；中國發明專利申請《一種重復頻率可寬帶調諧的光頻參考光纖飛秒光頻梳》(申請號：201610366387.1，公開日：2016.08.03)中光頻梳的產生需要使用基于混合鎖模的重復頻率可寬帶調諧摻餌光纖飛秒激光器，并且需要采用快速、慢速壓電陶瓷、泵浦電流調制協同控制飛秒激光與兩臺參考激光的拍頻，實現起來較為復雜；中國發明專利申請《一種寬且平坦的可調諧光學頻率梳產生方法》(申請號：201610031924.7，公開日：2016.06.01)中光頻梳的產生需要使用兩臺可調諧光源以及雙驅動馬赫曾德爾調制器，實現起來同樣較為復雜；中國發明專利申請《一種基于光學反饋產生的重復頻率可調光頻梳》(申請號：201611103512.6，公開日：2017.03.15)和實用新型專利《一種基于光學反饋產生的重復頻率可調光頻梳》(ZL201621323117.4)產生光頻梳時需要利用可調激光延遲模塊對單頻激光進行延時處理，同時結合高穩定信號源、誤差信號處理系統和激光頻率調制裝置實現激光頻率鎖定；中國發明專利《高穩定、大頻率間隔、頻率間隔可調光學頻率梳》(ZL201310128950.8)雖在較大頻率間隔范圍內產生了可調光頻梳，但需要基于信噪比分析選擇合適的調制深度；中國發明專利《一種可調光學頻率梳的產生方法》(ZL201310567253.2)通過級聯光強度調制器的方法實現光頻梳，但其需要同時調節多個射頻幅值及直流偏置電壓參數，而且其頻率間隔調節受限。

總之，雖然目前產生頻率間隔可調光頻梳的方法有很多種，但多是基于傳統的調制器級聯或非線性四波混頻效應，光頻梳調節方法以及裝置結構往往較為復雜，有時還需要用到較為昂貴的高非線性光纖來增強四波混頻效應。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明提出一種基于相位調制和光纖腔孤子的間隔可調光頻梳及產生方法，旨在實現頻率間隔可簡易調節的高性能光頻梳。