[發明專利]一種帶錐形硅基波導的超短脈沖序列產生裝置

在審

• 申請號: 202010165478.5
• 申請日: 2020-03-11
• 公開（公告）號: CN111399306A
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發明（設計）人: 李倩;葉峰
• 申請（專利權）人: 北京大學深圳研究生院
• 主分類號: G02F1/35
• 分類號: G02F1/35;G02F1/365
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 劉鳳玲

1.一種帶錐形硅基波導的超短脈沖序列產生裝置，其特征在于，包括：耦合器、零色散高非線性光纖以及錐形硅基波導；

所述耦合器的輸出端連接至所述零色散高非線性光纖的輸入端；所述耦合器用于接收不同的兩個連續光源，通過雙拍頻形成脈沖序列并輸出至所述調制器；

所述零色散高非線性光纖的輸出端連接至所述錐形硅基波導的輸入端；所述零色散高非線性光纖用于通過非線性效應增加初始啁啾并輸出至所述錐形硅基波導；所述錐形硅基波導用于接收、傳導來自所述零色散高非線性光纖的脈沖序列，并將所述脈沖序列壓縮后輸出。

2.根據權利要求1所述的帶錐形硅基波導的超短脈沖序列產生裝置，其特征在于，還包括：第一連續光產生器以及第二連續光產生器；

所述第一連續光產生器的輸出端與所述第二連續光產生器的輸出端分別連接至所述耦合器的輸入端；所述第一連續光產生器用于產生第一連續光源；所述第二連續光產生器用于產生第二連續光源；所述第一連續光源與所述第二連續光源具有相同或不同的頻率。

3.根據權利要求2所述的帶錐形硅基波導的超短脈沖序列產生裝置，其特征在于，所述第一連續光產生器與所述第二連續光產生器為激光二極管，所述第一連續光源與所述第二連續光源的中心波長為1550nm，脈寬值是2ps。

4.根據權利要求1所述的帶錐形硅基波導的超短脈沖序列產生裝置，其特征在于，所述零色散高非線性光纖的二階群速度色散始終為零，所述零色散高非線性光纖的非線性系數γ保持不變。

5.根據權利要求4所述的帶錐形硅基波導的超短脈沖序列產生裝置，其特征在于，所述零色散高非線性光纖中沿著光纖長度變化的二階群速度色散β₂(z)為零，非線性系數γ為20/W/km，長度為23m。

6.根據權利要求1所述的帶錐形硅基波導的超短脈沖序列產生裝置，其特征在于，所述脈沖序列滿足以下公式：T/T₀∈[(n-0.5),(n+0.5)]

其中，U(z＝0,T)為脈沖在光纖輸入端的幅值，z為脈沖在所述錐形硅基波導中的傳輸長度，P₀為初始峰值功率，T₀為初始脈寬，α₂₀為脈沖的初始啁啾，T為時間變量；N為脈沖個數；n為常數；i為虛數單位。

7.根據權利要求6所述的帶錐形硅基波導的超短脈沖序列產生裝置，其特征在于，所述錐形硅基波導的色散指數遞減；

所述錐形硅基波導的二階群速度色散滿足以下公式：

β₂(z)＝β₂₀exp(-σz)

其中，β₂(z)為沿著所述錐形硅基波導長度變化的二階群速度色散，β₂₀為所述錐形硅基波導的初始二階群速度色散，σ為色散衰減速率，z為脈沖在所述錐形硅基波導中的傳輸長度；

所述色散衰減速率σ滿足以下公式：σ＝α₂₀β₂₀。

8.根據權利要求7所述的帶錐形硅基波導的超短脈沖序列產生裝置，其特征在于，所述初始二階群速度色散β₂₀為-6.97ps²/m，色散衰減速率σ為51.395/m，長度為5cm。

9.根據權利要求7所述的帶錐形硅基波導的超短脈沖序列產生裝置，其特征在于，所述錐形硅基波導具體包括：芯層、二氧化硅層和襯底層；所述芯層的材料為硅；所述襯底層的材料為二氧化硅層；

所述二氧化硅層設于所述襯底層上，所述芯層設于所述襯底層和所述二氧化硅層上；

所述芯層的高度為280nm，所述二氧化硅層的高度120nm，所述芯層和所述二氧化硅層的寬度相同。

10.根據權利要求9所述的帶錐形硅基波導的超短脈沖序列產生裝置，其特征在于，所述傳輸長度為z＝0cm處，所述芯層和所述二氧化硅層的寬度為410nm；所述傳輸長度為z＝5cm處，所述芯層和所述二氧化硅層的寬度為755nm。