[實用新型]一種基于氮化硅的光學頻率梳產生器

有效

• 申請號: 201920261336.1
• 申請日: 2019-03-01
• 公開（公告）號: CN209487931U
• 公開（公告）日: 2019-10-11
• 發明（設計）人: 吳興宇
• 申請（專利權）人: 深圳市硅光半導體科技有限公司
• 主分類號: H01S3/08
• 分類號: H01S3/08
• 代理公司: 深圳市深聯知識產權代理事務所(普通合伙) 44357
• 代理人: 楊靜

本實用新型提出了一種基于氮化硅的光學頻率梳產生器，包括：依次設置的反射鏡面、增益介質、濾波器、用于產生光學頻率梳的生成器及與所述的增益介質、濾波器均相連接的控制器，所述的反射鏡面用于將來自泵浦源的激光進行反射，所述的增益介質用于將反射過來的激光進行放大，所述的濾波器將激光進行輸出至所述的生成器，所述的生成器為氮化硅器件。本實用新型的一種基于氮化硅的光學頻率梳產生器,運用氮化硅芯片，可以極大的簡化光學頻率梳的系統復雜程度并且降低成本。

技術領域

本實用新型涉及一種光學頻率梳產生器，特別涉及一種基于氮化硅的光學頻率梳產生器。

背景技術

光學頻率梳(OFC)是指在頻譜上由一系列均勻間隔且具有相干穩定相位關系的頻率分量組成的光譜。隨著光通信技術的飛速發展，OFC由于其在光學任意波形產生、多波長超短脈沖產生和密集波分復用等領域的廣泛應用吸引了越來越多學者的關注。

原理上，光學頻率梳在頻域上表現為具有相等頻率間隔的光學頻率序列，在時域上表現為具有飛秒量級時間寬度的電磁場振蕩包絡，其光學頻率序列的頻譜寬度與電磁場振蕩慢變包絡的時間寬度滿足傅里葉變換關系。超短脈沖的這種在時域和頻域上的分布特性就好似我們日常所用的梳子，形象化的稱之光學波段的頻率梳，簡稱″光梳″。光梳相當于一個光學頻率綜合發生器，是迄今為止最有效的進行絕對光學頻率測量的工具，可將銫原子微波頻標與光頻標準確而簡單的聯系起來，為發展高分辨率、高精度、高準確性的頻率標準提供了載體，也為精密光譜、天文物理、量子操控等科學研究方向提供了較為理想的研究工具，逐漸被人們運用于光學頻率精密測量、原子離子躍遷能級的測量、遠程信號時鐘同步與衛星導航等領域中。

迄今為止，絕大多數光學頻率梳的產生均基于氣體、固體以及光纖脈沖激光器，且大多數芯片的損耗較高，所以還需要放大器才可以產生光學頻率梳，激光器和放大器的體積一般都較大，且售價很貴，均超過一萬美元，所以盡管光學頻率梳可以廣泛應用于光通信、數據中心、光學檢測、光譜學、醫療、量子、原子鐘等領域，但光學頻率梳的系統的成本大大制約了其普及。

實用新型內容

為了解決現有技術中光學頻率梳生成器損耗較高，系統復雜的問題，本實用新型提供一種低功耗的、系統簡化的基于氮化硅的光學頻率梳產生器。

本實用新型公開了一種基于氮化硅的光學頻率梳產生器，包括：依次設置的反射鏡面、增益介質、濾波器、用于產生光學頻率梳的生成器及與所述的增益介質、濾波器均相連接的控制器，所述的反射鏡面用于將來自泵浦源的激光進行反射，所述的增益介質用于將反射過來的激光進行放大，所述的濾波器將激光進行輸出至所述的生成器，所述的生成器為氮化硅器件。

進一步地，所述的生成器包括光波導、環形諧振腔、諧振器及光學頻率梳輸出接口，所述的光波導用于將單模狀態的激光導入到所述的環形諧振腔進行諧振，再將諧振后的激光導出到光學頻率梳輸出接口以輸出光學頻率梳，所述的諧振器控制諧振頻率。

進一步地，所述的反射鏡面具有高反射鍍層，至少鍍在所述的增益介質的一端。

進一步地，所述的增益介質采用三五族增益介質。

進一步地，所述的反射鏡面和增益介質通過邊緣耦合在第一芯片上，所述的濾波器和生成器通過邊緣耦合在第二芯片上。

進一步地，所述的反射鏡面和增益介質通過微棱鏡耦合在第一芯片上，所述的濾波器和生成器通過微棱鏡耦合在第二芯片上。

進一步地，所述的諧振器包括以下功能模塊：

頻率接收模塊，用于接收用戶需要的諧振頻率數值；

微處理模塊，用于根據所述的諧振頻率數值向諧振電機驅動模塊發出指令；

諧振電機驅動模塊，用于根據所述的指令驅動諧振電機的運轉；

諧振電機，用于按所述的諧振頻率數值實現環形諧振腔的物理諧振運動。