The invention discloses a dual femtosecond laser optical frequency comb locking device based on an optical fiber delay line, which includes a femtosecond laser, a carrier envelope offset frequency locking system, an optical fiber Bragg grating, a wavelength division multiplexer, a 2*2 optical fiber splitter, a Faraday optical rotator, an optical fiber delay link, a tunable dispersion compensation system, an acoustooptic modulator, a Faraday optical rotator, a photodetector and a mixer. Frequency converter, phase-locked controller, RF reference and electrical frequency multiplier; 2*2 fiber splitter includes a, b, C and D ports; the device is suitable for two communication band femtosecond lasers with a certain difference in repetition frequency. The repetition frequency of two lasers is locked by a kilometer-scale fiber delay link to produce a fixed frequency difference. Finally, self-reference interferometer is used to realize carrier wave. By locking the envelope offset frequency, the dual-pulse femtosecond laser device can be operated eventually. The device has the advantages of simple structure, low cost and adjustable repetition frequency difference.
【技术实现步骤摘要】
一种基于光纤延迟线的双飞秒激光光学频率梳锁定装置
本专利技术涉及基于脉冲飞行时间的飞秒激光测距、超快光谱学领域,具体涉及一种基于光纤延迟线的双飞秒激光光学频率梳锁定装置。该装置中的两激光器输出脉冲序列的重复频率差可锁定至任意频率值,可适用于通信波段的飞秒激光器的双飞秒激光光学频率梳锁定。
技术介绍
光学频率梳自上世纪九十年代被专利技术,已经被广泛应用于测量领域,如时间频率基准,距离测量,光谱学等。两台重复频率差恒定,载波包络偏移频率稳定的飞秒激光光学频率梳被称为双飞秒激光光学频率梳系统。双飞秒激光光学频率梳系统中,由于两脉冲序列重复频率差的存在,一脉冲序列在对另一脉冲序列采样,经过光电探测器探测,便可以把振荡频率为百太赫兹波段的光学振荡频率信号降采样为吉赫兹量级的电学信号。从该电学信号可以精确地反算出飞秒脉冲光学信号的时间域、频率域信息,实现基于双飞秒激光光学频率梳系统的精密测量。2009年,美国国家标准与技术研究院的I.Coddington等人使用双飞秒激光光学频率梳系统实现了大尺度绝对距离精密测量,在测量目标距离为30km时,测量精度<5nm,测量不确定度为10-13。美国国家标准与技术研究院在使用双飞秒激光光学频率梳系统进行分子特征吸收谱的测量的技术也同样在世界领先,该研究组使用不同波段的双飞秒激光光学频率梳系统,结合光学异步降采样和时域傅里叶变换的方法,对HCN分子、水分子等的特征吸收谱进行了测量,与HITRAN数据库中的结果有很高的一致性。性能优良的双飞秒激光光学频率梳锁定装置是实现双飞秒激光光学频率梳运转的关键。覆盖各个光学波段( ...
【技术保护点】
1.一种基于光纤延迟线的双飞秒激光光学频率梳锁定装置,其特征在于,包括第一飞秒激光器(1)、第二飞秒激光器(2)、第一飞秒激光器载波包络偏移频率锁定系统(3)、第二飞秒激光器载波包络偏移频率锁定系统(4)、第一光纤布拉格光栅(5)、第二光纤布拉格光栅(6)、第一波分复用器(7)、2×2光纤分束器(8)、法拉第旋光镜(9)、光纤延迟链路(10)、可调色散补偿系统(11)、声光调制器(12)、法拉第旋光镜(13)、第二波分复用器(14)、第一光电探测器(15)、第二光电探测器(16)、第一混频器(17)、第二混频器(18)、第一锁相控制器(19)、第二锁相控制器(20)、射频基准(21)和电学倍频器(22);所述2×2光纤分束器(8)包括a、b、c、d四个端口;第一飞秒激光器(1)和第二飞秒激光器(2)输出的脉冲序列通过第一飞秒激光器载波包络偏移频率锁定系统(3)和第二飞秒激光器载波包络偏移频率锁定系统(4)分别实现载波包络偏移频率的锁定,射频基准(21)经由电学倍频器(22)倍频;第一飞秒激光器(1)输出的脉冲序列依次经过第一光纤布拉格光栅(5)、第一波分复用器(7)后进入2×2光纤分束 ...
【技术特征摘要】
1.一种基于光纤延迟线的双飞秒激光光学频率梳锁定装置,其特征在于,包括第一飞秒激光器(1)、第二飞秒激光器(2)、第一飞秒激光器载波包络偏移频率锁定系统(3)、第二飞秒激光器载波包络偏移频率锁定系统(4)、第一光纤布拉格光栅(5)、第二光纤布拉格光栅(6)、第一波分复用器(7)、2×2光纤分束器(8)、法拉第旋光镜(9)、光纤延迟链路(10)、可调色散补偿系统(11)、声光调制器(12)、法拉第旋光镜(13)、第二波分复用器(14)、第一光电探测器(15)、第二光电探测器(16)、第一混频器(17)、第二混频器(18)、第一锁相控制器(19)、第二锁相控制器(20)、射频基准(21)和电学倍频器(22);所述2×2光纤分束器(8)包括a、b、c、d四个端口;第一飞秒激光器(1)和第二飞秒激光器(2)输出的脉冲序列通过第一飞秒激光器载波包络偏移频率锁定系统(3)和第二飞秒激光器载波包络偏移频率锁定系统(4)分别实现载波包络偏移频率的锁定,射频基准(21)经由电学倍频器(22)倍频;第一飞秒激光器(1)输出的脉冲序列依次经过第一光纤布拉格光栅(5)、第一波分复用器(7)后进入2×2光纤分束器(8)的a端,2×2光纤分束器(8)的c端输出的脉冲序列经过法拉第旋光镜(9)后返回至b端,2×2光纤分束器(8)的d端输出的脉冲序列依次经过光纤延迟链路(10)、可调色散补偿系统(11)、声光调制器(12)和法拉第旋光镜(13)后返回至b端,b端输出的脉冲序列经过第...
【专利技术属性】
技术研发人员:宋有建,田昊晨,杨文凯,赵雨薇,胡明列,
申请(专利权)人:天津大学,
类型:发明
国别省市:天津,12
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