一种全数字可编程光学频率梳产生方法与装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种全数字可编程光学频率梳产生方法与装置。根据目标光学频率梳，采用智能优化算法优化得到和产生时域二元数字采样序列信号；以该二元数字采样序列信号对窄线宽激光器进行相位调制，产生平坦光学频率梳。改变二元数字采样序列信号中1和0之间的跳变点数目和位置，调整频率梳分量数目；改变二元数字采样序列信号中单个比特的时域宽度，调整频率梳分量间隔；改变窄线宽激光器的输出波长，调整频率梳的中心波长。本发明专利技术以全数字方式生成平坦光学频率梳，同时频率梳分量数目、频率梳分量间隔易于数字编程调整，并具有结构简单等优势，在精密测量与标定、光学传感、信号分析与处理中有着重要应用。

Full digital programmable optical frequency comb producing method and device

The invention discloses a full digital programmable optical frequency comb generating method and device. According to the optical frequency comb, using intelligent optimization algorithm to optimize and generate two yuan digital signal sampling time sequence; phase modulation of narrow linewidth laser with the two yuan digital sampling signal, to produce a flat optical frequency comb. Change the two yuan digital sampling sequence signal 1 and 0 between the jump points and position, adjust the frequency comb component number change two yuan; digital sampling of single bit sequence signal in time domain width, adjust the frequency comb component interval; change the output wavelength narrow linewidth laser, wavelength tuning frequency comb. The present invention in all digital mode to generate flat optical frequency comb, and frequency component number, frequency comb comb component interval programming easy digital adjustment, and has the advantages of simple structure and other advantages in precision measurement and calibration, signal analysis and processing of optical sensor, it has an important application.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及全数字可编程光学频率梳产生
，具体涉及一种全数字可编程光学频率梳产生方法与装置。
技术介绍
光学频率梳(opticalfrequencycomb，简称为光梳、光频梳、也称为频率梳)，是指在频谱上由一系列频率分量间隔(或简称间隔)均匀且具有相干稳定相位关系的频率分量(或频率梳分量)组成的光信号。当前，光学频谱梳应用十分广泛，诸如在光信号合成、微波/毫米波/太赫兹信号生成、光载无线技术(radiooverfiber)、光谱/电谱分析、光学传感和量子通信中发挥着重要作用。鉴于光学频率梳的广泛和重要应用，相关的生成技术和方案逐渐成为研发热点。光学频率梳生成的典范方案包括以下文献公开内容：1、基于稳定的锁模激光器S.A.Diddams,D.J.Jonesetal.Directlinkbetweenmicrowaveandopticalfrequencieswitha300THzfemtosecondlasercomb.PhysicalReviewLetters,84(22):5102,2000；D.Hou,B.Ningetal.Demonstrationofastableerbium-fiber-laser-basedfrequencycombbasedonasinglerubidiumatomicresonator.AppliedPhysicsLetters,102(15):151104,2013。2、基于级联电光调制结构S.Ozharar,F.Quinlanetal.Ultraflatopticalcombgenerationbyphase-onlymodulationofcontinuous-wavelight.IEEEPhotonicsTechnologyLetters,20(1/4):36,2008；T.Sakamoto,T.Kawanishietal.10GHz,2.4pspulsegenerationusingasingle-stagedual-driveMach-Zehndermodulator.Opticsletters,33(8):890–892,2008；R.Wu,V.Supradeepaetal.Generationofveryflatopticalfrequencycombsfromcontinuous-wavelasersusingcascadedintensityandphasemodulatorsdrivenbytailoredradiofrequencywaveforms.Opticsletters,35(19):3234–3236,2010；C.He,S.Panetal.Ultraflatopticalfrequencycombgeneratedbasedoncascadedpolarizationmodulators.Opticsletters,37(18):3834–3836,2012。3、基于外光注入高Q(high-Q)微谐振器或高非线性环P.DelHaye,A.Schliesseretal.Opticalfrequencycombgenerationfromamonolithicmicroresonator.Nature,450(7173):1214–1217,2007；D.Braje,L.Hollbergetal.Brillouin-enhancedhyperparametricgenerationofanopticalfrequencycombinamonolithichighlynonlinearfibercavitypumpedbyacwlaser.Physicalreviewletters,102(19):193902,2009；T.J.Kippenberg,R.Holzwarthetal.Microresonator-basedopticalfrequencycombs.Science,332(6029):555–559,2011。这些方法能够产生的光学频率梳，或者能够覆盖高达数百THz宽带、或者频率梳分量数目/频率梳分量间隔可调谐。其中，基于级联电光调制结构方案在频率梳分量数目、频率梳分量间隔数目的调谐性上具有显著优势。需要指出的是，当前级联电光调制结构方案和技术都是模拟型的，即以模拟信号去驱动电光调制器得到平坦光学频率梳。在产生光学频率梳过程中，这些模拟型方案需要精密控制功率/幅度匹配和相位同步，尤其是多级级联的时候；因而，不便于平坦光学频率梳的简易生成和快速调谐。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种全数字可编程光学频率梳产生方法与装置，以数字化驱动生成平坦光学频率梳，工作和调控过程更加简易。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种全数字可编程光学频率梳产生方法，包括以下步骤：步骤1：从所需的目标光学频率梳出发，采用智能优化算法获得二元数字采样序列；步骤2：以二元数字采样序列触发可编程二元数字信号发生器产生二元数字采样序列信号；步骤3：将二元数字采样序列信号加载到电光相位调制器上，对窄线宽激光器发出的单波长连续光进行相位调制；步骤4：在电光相位调制器输出端，得到平坦光学频率梳。进一步的，还包括步骤5：即通过改变二元数字采样序列信号中1和0之间的跳变点数目和位置，调整频率梳分量数目。进一步的，还包括步骤6：即通过改变二元数字采样序列信号中单个比特的时域宽度，调整频率梳分量间隔。进一步的，还包括步骤7：即通过改变窄线宽激光器的输出波长，调整频率梳的中心波长。进一步的，所述智能优化算法为模拟退火算法、遗传算法、粒子群优化算法或者蚁群算法。进一步的，所述模拟退火算法具体为：1)对跳变点集合{tn本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种全数字可编程光学频率梳产生方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：从所需的目标光学频率梳出发，采用智能优化算法获得二元数字采样序列；步骤2：以二元数字采样序列触发可编程二元数字信号发生器(10)产生二元数字采样序列信号；步骤3：将二元数字采样序列信号加载到电光相位调制器(30)上，对窄线宽激光器(20)发出的单波长连续光进行相位调制；步骤4：在电光相位调制器(30)输出端，得到平坦光学频率梳。

【技术特征摘要】
1.一种全数字可编程光学频率梳产生方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：从所需的目标光学频率梳出发，采用智能优化算法获得二元数字采样序列；步骤2：以二元数字采样序列触发可编程二元数字信号发生器(10)产生二元数字采样序列信号；步骤3：将二元数字采样序列信号加载到电光相位调制器(30)上，对窄线宽激光器(20)发出的单波长连续光进行相位调制；步骤4：在电光相位调制器(30)输出端，得到平坦光学频率梳。2.如权利要求1所述的一种全数字可编程光学频率梳产生方法，其特征在于，还包括步骤5：即通过改变二元数字采样序列信号中1和0之间的跳变点数目和位置，调整频率梳...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹喜华，严相雷，潘炜，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：四川;51