[發明專利]全光纖明亮壓縮態光場產生裝置

有效

• 申請號: 201911058462.8
• 申請日: 2019-11-01
• 公開（公告）號: CN110908214B
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發明（設計）人: 徐善輝;譚天弈;楊昌盛;趙齊來
• 申請（專利權）人: 華南理工大學;華南理工大學珠海現代產業創新研究院
• 主分類號: G02F1/35
• 分類號: G02F1/35;G02F1/355;G02F1/365;G02F1/39
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 黃國亮

本發明公開了一種全光纖明亮壓縮態光場產生裝置，所述裝置包括低噪聲單頻激光器、10:90耦合器、第一塊周期極化非線性晶體波導、倍頻光傳輸光纖、基頻光濾除器、第二塊周期極化非線性晶體波導、0.1:99.9耦合器、相位控制器和光學參量放大器。本發明利用反向注入種子光的方法在波導中制備了全光纖明亮壓縮態，徹底避免了光學參量振蕩器帶來的模式匹配、模式鎖定等問題；其結構緊湊，體積小；控制裝置簡單可靠，光路無需匹配調節；抗干擾能力強；全光纖的系統結構有利于后端應用系統的匹配。本發明可以廣泛應用于光場產生裝置領域。

技術領域

本發明涉及光場產生裝置，尤其是一種全光纖明亮壓縮態光場產生裝置。

背景技術

激光的噪聲分為經典噪聲和量子噪聲兩部分，其中經典噪聲可以通過相應的技術手段進行抑制。而量子噪聲是激光的內在性質，用經典手段無法抑制。壓縮態則是在不違背量子力學原理的前提下，將對稱分布的正交噪聲分量重新分配，使其中一個噪聲分量低于量子噪聲極限，另一個噪聲分量相應地高出量子噪聲極限。

基于空間光學系統的壓縮態光源具有壓縮度高、傳輸損耗低等優勢。但其結構復雜、抗干擾能力差等缺點限制了其進一步應用。在全光纖系統中，以單模光纖的基模來確保模式的完全匹配是解決該問題的途徑之一。

發明內容

為解決上述技術問題的至少之一，本發明的目的在于：提供一種在全光纖系統中利用晶體波導產生正交明亮壓縮態光場的裝置。

本發明實施例提供了：

一種全光纖明亮壓縮態光場產生裝置，包括：低噪聲單頻激光器、10:90耦合器、第一塊周期極化非線性晶體波導、倍頻光傳輸光纖、基頻光濾除器、第二塊周期極化非線性晶體波導、0.1:99.9耦合器、相位控制器和光學參量放大器；

其中，低噪聲單頻激光器的輸出端與10:90耦合器的輸入端連接；10:90耦合器的輸出端小端與相位控制器的輸入端連接，10:90耦合器的輸出端大端與第一塊周期極化非線性晶體波導的輸入端連接；第一塊周期極化非線性晶體波導的輸出端經由倍頻光傳輸光纖與基頻光濾除器的輸入端相連；基頻光濾除器的輸出端與第二塊周期極化非線性晶體波導的輸入端相連；第二塊周期極化非線性晶體波導的輸出端與0.1:99.9耦合器的輸入端相連，構成光學參量放大器；相位控制器的輸出端與0.1:99.9耦合器的輸出端小端相連以將種子光反向注入到光學參量放大器內；0.1:99.9耦合器的輸出端作為最終輸出端口。

進一步，所述低噪聲單頻激光器為連續單頻光纖激光器或單頻半導體激光器，所述低噪聲單頻激光器的輸出功率大于1W；所述低噪聲單頻激光器的輸出波長為1.0μm、1.5μm或2.0μm波段。

進一步，所述低噪聲單頻激光器的強度噪聲在大于500kHz的頻帶范圍內達到量子噪聲極限。

進一步，所述第一塊周期極化非線性晶體波導和第二塊周期極化非線性晶體波導所用晶體材料為周期極化鈮酸鋰晶體或者周期極化磷酸鈦氧鉀，波導結構為在晶體表面刻蝕的脊型波導；所述晶體材料的極化周期對應于基頻光的二次諧波過程，所述第一塊周期極化非線性晶體波導和第二塊周期極化非線性晶體波導均內帶有溫度控制模塊。

進一步，還包括若干單模光纖；所述第一塊周期極化非線性晶體波導和第二塊周期極化非線性晶體波導的模場與裝置中所用的單模光纖模場直徑均小于10μm；所述第一塊周期極化非線性晶體波導和第二塊周期極化非線性晶體波導的輸入端和輸出端均由微透鏡直接與光纖耦合，所用光纖類型分別為基頻光和倍頻光所對應的單模保偏光纖。

進一步，所述第二塊周期極化非線性晶體波導的入射端鍍有基頻光高反膜，所述基頻光高反膜的反射率R99.9％。

進一步，所述第二塊周期極化非線性晶體波導的出射端鍍有倍頻光高反膜，所述倍頻光高反膜的反射率R99.9％。