[發明專利]一種基于優化級聯差頻產生光梳的裝置

有效

• 申請號: 202011597897.2
• 申請日: 2020-12-29
• 公開（公告）號: CN112670801B
• 公開（公告）日: 2023-05-02
• 發明（設計）人: 劉偉偉
• 申請（專利權）人: 華北水利水電大學
• 主分類號: H01S3/00
• 分類號: H01S3/00
• 代理公司: 鄭州中原專利事務所有限公司 41109
• 代理人: 王曉麗;王喚霞

1.一種基于優化級聯差頻產生光梳的裝置，其特征在于：包括第一泵浦源（1）與第二泵浦源（3），APPLN晶體（12），GaP波導（14），合束鏡（9），望遠鏡系統（11）以及相位延遲系統；

從第一泵浦源（1）出射的第一泵浦光（2）進入合束鏡（9）；從第二泵浦源（3）出射的第二泵浦光（4）經過相位延遲系統進入合束鏡（9）；第一泵浦光（2）與第二泵浦光（4）在合束鏡（9）中混合為混頻光（10）；混頻光（10）經望遠鏡系統（11）后入射到APPLN晶體（12）中；混頻光（10）在APPLN晶體（12）中經級聯光學差頻作用，產生級聯光（13）；級聯光（13）入射到GaP波導（14）中經優化級聯光學差頻作用產生光梳（15）；所述GaP波導（14）由上層硅、中間層GaP、下層硅組成；中間層GaP在X-Z平面內為等腰梯形；上層硅和下層硅均為長方體；改變中間層GaP的厚度可以改變太赫茲波在中間層GaP的等效折射率，滿足從1階Stokes級聯差頻到高階Stokes級聯差頻的相位失配沿波導長度逐階等于0；所述級聯光（13）和光梳（15）均是由多個級聯光混合而成的混頻光，且共線傳播；級聯光（13）中相鄰階的級聯光的頻率差均等于第一泵浦光（2）與第二泵浦光（4）之間的頻率差；光梳（15）中相鄰梳齒的頻率差均等于第一泵浦光（2）與第二泵浦光（4）之間的頻率差；

光束傳播的平面為X軸和Y軸所確定的平面，Z軸垂直于光束傳播的平面，所述第一泵浦源（1）采用脈沖激光器，第二泵浦源（3）采用脈沖激光器，兩個泵浦光的頻率分別為291.3THz和291.2?THz，功率密度均為3000?MW/cm²；從第一泵浦源（1）出射的第一泵浦光（2）的初始傳播方向為X軸正向，從第二泵浦源（3）出射的第二泵浦光（4）的初始傳播方向為Y軸負向，第一泵浦光（2）和第二泵浦光（4）的偏振方向均為Z軸；APPLN晶體（12）為長方體，在X-Y平面內為矩形，光軸沿Z軸，APPLN晶體的尺寸X×Y×Z為5mm×3mm×1.5mm；中間層GaP（16）在X-Z平面內為等腰梯形，沿X軸方向上的尺寸a₂為10?mm，沿Y軸方向上的尺寸b₂為6?mm，沿Z軸方向上的尺寸長邊c₂為1092.2μm，短邊c₃為813.1?μm，中間層GaP波導在Z軸上的厚度沿X軸正向從1092.2?μm到813.1?μm逐漸減小，上層硅（17）和下層硅（18）均為長方體，且尺寸相同，沿X軸方向上的尺寸a₁為10?mm，沿Y軸方向上的尺寸?b₁為6?mm，沿Z軸方向上的尺寸c₁為10?mm。

2.根據權利要求1所述的一種基于優化級聯差頻產生光梳的裝置，其特征在于：相位延遲系統由第一反射鏡（5）、第二反射鏡（6）、第三反射鏡（7）和第四反射鏡（8）組成；從第二泵浦源（3）出射的第二泵浦光（4）經過第一反射鏡（5）、第二反射鏡（6）、第三反射鏡（7）及第四反射鏡（8）組成的相位延遲系統進入合束鏡（9）。

3.根據權利要求2所述的一種基于優化級聯差頻產生光梳的裝置，其特征在于：所述第一反射鏡（5）、第二反射鏡（6）、第三反射鏡（7）、第四反射鏡（8）均為平面鏡，且位置、角度可調；第一反射鏡（5）、第二反射鏡（6）、第三反射鏡（7）、第四反射鏡（8）對第二泵浦光（4）全反射。