一种基于双边循环移频的光频梳产生装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种基于双边循环移频的光频梳产生装置，包括射频信号源、电光强度调制器、光放大器、光带通滤波器、可调光延时线、光耦合器、偏振控制器和激光器；所述射频信号源与电光强度调制器电连接；所述电光强度调制器、光放大器、光带通滤波器、可调光延时线、光耦合器、偏振控制器之间依次光连接，形成一个环路结构；所述光耦合器还包括一组输入端和输出端，所述输入端与激光器光连接，所述输出端为光频梳的输出端口。本发明专利技术提供了一种基于双边循环移频的光频梳产生装置及方法，实现低射频驱动功率、大带宽、重复频率可调谐和低噪声的光频梳。

An optical comb generation device and method based on bilateral cyclic frequency shift

【技术实现步骤摘要】
一种基于双边循环移频的光频梳产生装置及方法
本专利技术涉及光电
，具体涉及一种基于双边循环移频的光频梳产生装置及方法。
技术介绍
拥有大量等间隔波长并且具有梳状频谱的激光光源又被称为光学频率梳(OFC)。光学频率梳作为连接微波与光波的枢纽，在超快光信号探测和测量以及光子信号处理等微波光子研究方向中都是必不可少的组成部分。OFC在精确频标、精密测距等其他领域也有重要的应用，在对测量精度不断追求的背景下，作为连接微波频率标准与光学频率标准核心技术的光频梳技术迅速发展起来。对于光频梳发生器的研究从上个世纪九十年代开始，但是进展缓慢，少有适合实际应用的方案。目前有以下几种产生平坦光频梳的方法：1)锁模方式：该方法采用锁模激光器，对调制产生的各个光波边模进行处理。但是基本以实验室理想环境下的可实现为主，从系统结构的角度来看，系统复杂并且器件价格昂贵，很难实现商业化的应用(B.Li,L.Shang,G.Lin.Simulationofaflatopticalfrequencycombusingasingle-drivemulti-RFMach-Zehndermodulatorinacascadedintensitymodulatorchain[J].Optik-InternationalJournalforLightandElectronOptics,2014,125(19):5768-5770.)。2)直接调制方式：在国际上能产生16根及其以上数目的平坦梳状谱的方案较少，而且该方案需要极大功率的射频信号驱动，工作效率不高，也很难得到实际的应用(S.Ozharar,F.Quinlan,I.Ozdur,etal.Ultraflatopticalcombgenerationbyphase-onlymodulationofcontinuous-wavelight[J].IEEEofPhotonicsTechnologyLetters,2008,20(1):36-38.)。3)单边带循环移频方式：该方案主要利用双平行马赫曾德尔调制器的抑制载波单边带调制方式，但是该方案只能一个方向展宽光谱，并且光放大器会引入大量的自发辐射噪声，梳状谱的数目也受限制，自发辐射也会累积，很难得到实际的应用和普及(J.P.Li,Z.H.Li.Frequency-lockedmulticarriergeneratorbasedonacomplementaryfrequencyshifterwithdoublerecirculatingfrequency-shiftingloops[J].OpticsLetters,2013,38(3):359-361.)。因此，为解决现有技术中存在的问题，需研发一种基于双边循环移频的光频梳产生装置及方法，实现低射频驱动功率、大带宽、重复频率可调谐和低噪声的光频梳。
技术实现思路
本专利技术克服了现有技术的不足，提供一种基于双边循环移频的光频梳产生装置及方法，实现低射频驱动功率、大带宽、重复频率可调谐和低噪声的光频梳。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种基于双边循环移频的光频梳产生装置，包括射频信号源、电光强度调制器、光放大器、光带通滤波器、可调光延时线、光耦合器、偏振控制器和激光器；所述射频信号源与电光强度调制器电连接；所述电光强度调制器、光放大器、光带通滤波器、可调光延时线、光耦合器、偏振控制器之间依次光连接，形成一个环路结构；所述光耦合器还包括一组输入端和输出端，所述输入端与激光器光连接，所述输出端为光频梳的输出端口。本专利技术一个较佳实施例中，激光器和可调光延时线的输出端分别与光耦合器的端口一和端口二光连接，光耦合器的端口三与偏振控制器光连接，光耦合器的端口四为光频梳的输出端口。本专利技术一个较佳实施例中，电光强度调制器的直流偏置设置在最小工作点处，实现抑制载波双边带调制。本专利技术一个较佳实施例中，电光强度调制器采用马赫曾德尔电光强度调制器或双平行马赫曾德尔调制器。本专利技术一个较佳实施例中，光放大器的增益G满足补偿条件：G＝2/(L·J1(m)2)；其中m是电光强度调制器的调制系数，L是环路的插入损耗。本专利技术一个较佳实施例中，光带通滤波器带宽B和循环次数n之间的关系满足：B＝2n·f。其中f是射频信号源的频率。本专利技术一个较佳实施例中，可调光延时线产生的延时τ满足条件：ω0τ＝2pπ，ωτ＝2qπ，其中p和q均为正整数，ω0是激光器输出的光载波的角频率，ω是射频信号源输出的射频信号的角频率。本专利技术一个较佳实施例中，光频梳产生装置的双边循环移频的方法：步骤一，实现双边电光移频，激光器产生的频率为f0的光载波经过光耦合器进入环路，射频信号源产生频率为f的正弦信号加载到电光强度调制器上，在经过电光强度调制器后实现双边电光移频，输出的光调制信号的频率为f0±f。步骤二，光损耗补偿，光调制信号经过光放大器补偿环路的光损耗，光带通滤波器控制循环次数，可调光延时线控制环路延时，与激光器产生的频率为f0的光载波同时进入光耦合器，其中一部分输出，另一部分传送入偏振控制器，再次进入环路。步骤三，稳定的双边电光移频输出，经过n次循环后，光耦合器的输出光信号的频率为实现了双边大带宽、重复频率锁定、稳定的光频梳。本专利技术解决了
技术介绍
中存在的缺陷，本专利技术的有益效果：本专利技术提供一种基于双边循环移频的光频梳产生装置及方法，实现低射频驱动功率、大带宽、重复频率可调谐和低噪声的光频梳。本专利技术采用循环移频的原理，较直接调制方法极大地降低了射频驱动功率，产生的光频梳带宽也大为提高；通过电光强度调制器实现双边移频，较传统单边移频的方法产生的光频梳带宽提高了2倍，并且在产生同样带宽的前提下，光频梳循环次数减少一半，累积的自发辐射噪声也大为降低；最后产生了低射频驱动功率、大带宽、重复频率可调谐、低噪声的光频梳。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1为本专利技术的一种基于双边循环移频的光频梳产生装置图；图2为实例仿真数据图；其中，1-电光强度调制器，2-电光强度调制器，3-光放大器，4-光带通滤波器，5-可调光延时线，6-光耦合器，61-端口一，62-端口二，63-端口三，64-端口四，7-偏振控制器，8-激光器，9-输出，11-电路，12-光路。具体实施方式为了本
的人员更好的理解本专利技术专利，下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步详细描述。以下所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，并不是全部的实施例；基于本专利技术中的实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他所用实施例，都属于本专利技术的保护范围。如图1所示，本实施例公开了一种基于双边循环移频的光频梳产生装置，包括由电光强度调制器2、光放大器3、光带通滤波器4、可调光延时线5、光耦合器6、偏振控制器7之间依次光连接，形成一个环路结构；射频信号源1与电光强本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于双边循环移频的光频梳产生装置，其特征在于：包括射频信号源（1）、电光强度调制器（2）、光放大器（3）、光带通滤波器（4）、可调光延时线（5）、光耦合器（6）、偏振控制器（7）和激光器（8）；/n所述射频信号源（1）与电光强度调制器（2）电连接；/n所述电光强度调制器（2）、光放大器（3）、光带通滤波器（4）、可调光延时线（5）、光耦合器（6）、偏振控制器（7）之间依次光连接，形成一个环路结构；/n所述光耦合器（6）还包括一组输入端和输出端，所述输入端与激光器（8）光连接，所述输出端为光频梳的输出端口。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于双边循环移频的光频梳产生装置，其特征在于：包括射频信号源（1）、电光强度调制器（2）、光放大器（3）、光带通滤波器（4）、可调光延时线（5）、光耦合器（6）、偏振控制器（7）和激光器（8）；
所述射频信号源（1）与电光强度调制器（2）电连接；
所述电光强度调制器（2）、光放大器（3）、光带通滤波器（4）、可调光延时线（5）、光耦合器（6）、偏振控制器（7）之间依次光连接，形成一个环路结构；
所述光耦合器（6）还包括一组输入端和输出端，所述输入端与激光器（8）光连接，所述输出端为光频梳的输出端口。


2.根据权利要求1所述的基于双边循环移频的光频梳产生装置，其特征在于：所述激光器（8）和可调光延时线（5）的输出端分别与光耦合器（6）的端口一（61）和端口二（62）光连接，光耦合器（6）的端口三（3）与偏振控制器（7）光连接，光耦合器（6）的端口四（4）为光频梳的输出端口。


3.根据权利要求1所述的基于双边循环移频的光频梳产生装置，其特征在于：电光强度调制器（2）的直流偏置设置在最小工作点处，实现抑制载波双边带调制。


4.根据权利要求1所述的基于双边循环移频的光频梳产生装置，其特征在于：电光强度调制器（2）采用马赫曾德尔电光强度调制器或双平行马赫曾德尔调制器。


5.根据权利要求1所述的基于双边循环移频的光频梳产生装置，其特征在于：所...

【专利技术属性】
技术研发人员：慕飒米，张少先，刘永，杜明，
申请(专利权)人：苏州枫桥光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32