[實用新型]基于微環諧振腔的光孤子晶體光頻梳產生系統

有效

• 申請號: 201721578793.0
• 申請日: 2017-11-22
• 公開（公告）號: CN207542558U
• 公開（公告）日: 2018-06-26
• 發明（設計）人: 王偉強;盧志舟;張文富;趙衛
• 申請（專利權）人: 中國科學院西安光學精密機械研究所
• 主分類號: H01S3/091
• 分類號: H01S3/091;H01S3/063;H01S3/067;H01S3/04;H01S3/30
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 楊引雪

針對微波光子學、天文光譜測量及并行光纖通信系統對高頻率間隔光頻梳源的需求，特別是可實現片上集成的光頻梳源的需求，本實用新型提供了一種基于微環諧振腔的光孤子晶體光頻梳產生系統，包括通過單模光纖依次連接的泵浦激光器、光學放大器、偏振控制器和光頻梳發生器和溫度控制器；泵浦激光器輸出波長與所需產生的光頻梳波長一致，光學放大器工作波長與泵浦激光器輸出波長一致；偏振控制器為能承受泵浦光信號功率的偏振控制器；光頻梳發生器包括封裝殼體、微環諧振腔和溫度調節器；微環諧振腔和溫度調節器被封裝在封裝殼體內，微環諧振腔的工作溫度通過設置在封裝殼體外的與所述溫度調節器相連的溫度控制器控制。本實用新型成本低，可靠性高，體積小。

技術領域

本實用新型涉及一種基于光學微腔的光頻梳產生系統，具體涉及一種基于光學微腔的光孤子晶體光頻梳產生系統。

背景技術

光時域孤子(簡稱光孤子)是一種光學脈沖信號，光孤子在光學介質的色散效應被非線性效應所補償，同時光孤子的增益和傳輸損耗相均衡，因此光孤子在傳輸過程狀態將保持不變，具有極為優良的光學性能，是光學研究的一個熱點。其中基于微腔的光孤子產生技術是近年來隨著微腔光頻梳的發展而發展起來的一項技術，是微腔光頻梳的一種特殊形式，是微腔光頻梳的一種低噪聲態，是最具有實用價值的一種微腔光頻梳，因此光孤子頻梳成為微腔光頻梳研究的一個重點。微腔光孤子具有極高的重頻，通常為數十吉赫茲到太赫茲，在頻域上，各頻率成分的間隔較大，易于控制光頻梳的各個梳齒(波長)，因此在并行光通信系統、光任意波形產生及光子微波技術領域有著極為重要的應用前景。

微腔光孤子需要外部連續光進行泵浦，所使用的泵浦源通常為快速掃頻的窄線寬激光器，此類激光器通常使用機械部件或壓電陶瓷改變激光腔的長度，進而調節激光器的發射波長，因此為實現快速掃頻，對激光器的控制有很高的要求。窄線寬激光器通常由兩部分組成，一是光學諧振腔部分，另一個是激光器的控制部分；激光器的體積通常較大，并且成本極為昂貴，不利于微腔光孤子產生系統的小型化和規模應用。

微腔光孤子的產生通常需要將泵浦光調節到微腔諧振頻率的紅移處，此時的腔內光場能量遠小于泵浦與微腔諧振波長相重合時的能量，由于微腔中的熱光效應，需要采用復雜的實驗技術使泵浦光穩定在微腔諧振頻率的紅移處。目前常用的實驗方法包括泵浦波長快速掃描法和“功率調節”方法，前者除了需要快速頻率掃描激光器，并且對微腔的性能提出苛刻的要求，而后者需要聲光/電光調制器和復雜控制時序，因此不利于微腔光孤子頻梳的小型化集成和成本降低，從而不利于微腔光頻梳的實際規模應用。

基于微腔的光孤子晶體是微腔光孤子的一種特殊形式，在微腔中形成緊密排列的光孤子序列，在光孤子序列中可能存在各種缺陷(類比于固態晶體的晶格排列結構)。形成光孤子晶體狀態時泵浦光具有極小的失諧量，此時微腔內的光場能量下降不是很明顯，因此無需復雜的實驗技術即可穩定實現微腔光孤子晶體的產生。而目前報道的光孤子晶體仍是采用泵浦波長掃描方法，無法實現小型化和低成本。因此，為了使微腔光頻梳的應用得到推廣，亟需小型化封裝、低成本的微腔光頻梳系統。

實用新型內容

針對微波光子學、天文光譜測量及并行光纖通信系統對高頻率間隔光頻梳源的需求，特別是可實現片上集成的光頻梳源的需求，本實用新型提供了一種基于微環諧振腔的光孤子晶體光頻梳產生系統，其產生的光頻梳信號具有極低的噪聲，并且該光頻梳系統無需復雜的控制系統、體積小、操作容易、環境穩定性好。

本實用新型的技術方案是：

基于微環諧振腔的光孤子晶體光頻梳產生系統，包括泵浦激光器、光學放大器、偏振控制器和光頻梳發生器；其特殊之處在于：

還包括溫度控制器；

所述泵浦激光器、光學放大器、偏振控制器、光頻梳發生器和溫度控制器通過單模光纖依次連接；

所述泵浦激光器的輸出波長與所需產生的光頻梳的波長一致，所述光學放大器的工作波長與所述泵浦激光器的輸出波長一致；