基于双环反馈改进单区量子点锁模激光器锁模性能的方法技术

本发明专利技术提供了一种基于双环反馈改进单区量子点锁模激光器锁模性能的方法，用于改善单区量子点锁模激光器的锁模性能，包括以下步骤：步骤1，将单区量子点锁模激光器的输出端通过棱镜光纤连接到光耦合器的a端口；步骤2，光延迟线、第一偏振控制器、基于光纤的偏振光束分束器以及第二偏振控制器构成外部反馈环路后通过c、d端口与光耦合器连接；步骤3，断开单区量子点锁模激光器与光耦合器的连接，通过光谱仪观测并通过光电探测器和电谱仪分析并计算得到RF线宽；步骤4，将单区量子点锁模激光器与光耦合器进行连接，b端口连接光电探测器和电谱仪观测RF线宽，通过调节外部反馈环路的长度以及调节第一偏振控制器与第二偏振控制器来降低RF线宽。来降低RF线宽。来降低RF线宽。

【技术实现步骤摘要】
基于双环反馈改进单区量子点锁模激光器锁模性能的方法


[0001]本专利技术涉及一种改进单区量子点锁模激光器锁模性能的方法，具体涉及一种基于双环反馈改进单区量子点锁模激光器锁模性能的方法。

技术介绍

[0002]锁模激光器是指激光器的时域输出波形是脉冲，频域上各纵模之间有固定的相位关系。锁模激光器在高速数据传输，光时分复用，光时钟恢复，超快信号处理和光梳等通信领域有着广泛的应用。基于半导体的锁模激光器具有体积小、易集成和重复频率高等诸多优点。由于量子点中电子的态密度与能量关系为δ函数，基于量子点的半导体激光器有着超低的阈值电流密度，良好的温度稳定性，接近于零的线宽增益因子和高调制带宽等特点，有着巨大的发展潜力和广阔的应用前景。
[0003]单区量子点锁模激光器的腔只有增益区，锁模是由量子点腔中很强的非线性引起的。由于锁模激光器的重复频率与激光器的腔长成反比，单区量子点锁模激光器的腔长较短，因而可以用来产生更高频率更窄的脉冲。但是由于单区激光器没有饱和吸收区，无法通过调节偏压和饱和区的长度来优化锁模。所以对于单区锁模激光器可以通过外部控制进行优化，降低RF线宽，减小时间抖动等。目前使用的光电优化方法有注入锁定，耦合光电振荡，外腔反馈等。注入锁定需要外部稳定频率的激光器，耦合光电振荡的方法需要加入光电调制器、电滤波器和光电探测器等额外的器件。相比而言，外腔反馈的方法只需要将激光器的一部分光通过光纤外腔反馈到激光腔中。这种方法不需要外部光源和光电器件，更加的简便直接，经济实惠。
[0004]外腔反馈有单腔反馈和双环反馈。相比于单腔反馈，双环反馈可以更好的降低RF线宽、减小时间抖动，获得更高的边模抑制比。双环反馈中两个环的长度和反馈的强度都对RF线宽有影响。通过调节环的长度和反馈功率参数发现，当两个环对称时，在控制反馈功率下，得到的RF线宽最窄。两个环对称要求环的长度一致，偏振相同，也需要对每一个环路的衰减进行调节，这些需要对两个环的参数进行精密的控制，增加了控制的复杂度。

技术实现思路

[0005]本专利技术是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种基于双环反馈改进单区量子点锁模激光器锁模性能的方法。
[0006]本专利技术提供了一种基于双环反馈改进单区量子点锁模激光器锁模性能的方法，用于改善单区量子点锁模激光器的锁模性能，具有这样的特征，包括以下步骤：步骤1，将单区量子点锁模激光器的输出端通过棱镜光纤连接到光耦合器，光耦合器具有a端口、b端口、c端口以及d端口，单区量子点锁模激光器的输出端与a端口连接；步骤2，将一个光延迟线、第一偏振控制器、基于光纤的偏振光束分束器以及第二偏振控制器依次连接构成外部反馈环路，并将光延迟线与c端口连接，将第二偏振控制器与d端口连接，使得单区量子点锁模激光器、光耦合器以及外部反馈环路完成连接；步骤3，断开单区量子点锁模激光器与光耦合器
的a端口的连接，通过光谱仪观察频域的光谱和模式间距，并通过光电探测器和电谱仪进行分析和计算，得到未连接外部反馈环路时的RF线宽；步骤4，将单区量子点锁模激光器与光耦合器的a端口进行连接，并将b端口连接光电探测器和电谱仪对RF线宽进行观测，通过调节外部反馈环路的长度以及调节第一偏振控制器与第二偏振控制器来调节反馈光功率来降低RF线宽，完成锁模性能的改善，其中，外部反馈环路中具有两个反馈回路，第一反馈回路为单区量子点锁模激光器的输出通过a端口后，进入c端口，经过第一偏振控制器、基于光纤的偏振光束分束器和第二偏振控制器后，再通过d端口回到a端口和单区量子点锁模激光器，第二反馈回路为单区量子点锁模激光器的输出通过a端口后，经过d端口、第二偏振控制器、基于光纤的偏振光束分束器和第一偏振控制器后，再通过c端口回到a端口和单区量子点锁模激光器，第一反馈回路与第二反馈回路经过完全相同的光路，长度一致。
[0007]在本专利技术提供的基于双环反馈改进单区量子点锁模激光器锁模性能的方法中，还可以具有这样的特征：其中，外部反馈环路的长度通过增加光纤跳线进行粗调或通过光延迟线进行细调。
[0008]在本专利技术提供的基于双环反馈改进单区量子点锁模激光器锁模性能的方法中，还可以具有这样的特征：其中，第一反馈环路的光功率大小通过调节第一偏振控制器，改变进入基于光纤的偏振光束分束器的光的偏振方向，从而改变从基于光纤的偏振光束分束器出射的光功率以及反馈到单区量子点锁模激光器的光功率，第二反馈环路的光功率大小通过调节第二偏振控制器，改变进入基于光纤的偏振光束分束器的光的偏振方向，从而改变从基于光纤的偏振光束分束器出射的光功率以及反馈到单区量子点锁模激光器的光功率。
[0009]在本专利技术提供的基于双环反馈改进单区量子点锁模激光器锁模性能的方法中，还可以具有这样的特征：其中，a端口、b端口、c端口以及d端口均为可逆端口，a端口和b端口的分光比为50％，c端口和d端口的分光比为50％。
[0010]专利技术的作用与效果
[0011]根据本专利技术所涉及的基于双环反馈改进单区量子点锁模激光器锁模性能的方法，因为单区量子点锁模激光器只有增益区，没有饱和吸收区，其锁模性能的改善无法通过增益和吸收区的参数调节进行改进，因此本专利技术通过外腔反馈的方法进行优化，并且外腔反馈回路中只包含几个无源器件，结构简单实用，本专利技术通过一种较为简便直接的技术方案来降低单区量子点锁模激光器的RF线宽，改进了单区量子点锁模激光器的锁模；因为外部反馈环路中通过偏振控制器和基于光纤的偏振光束分束器来控制反馈的功率，而不需要使用光衰减器，能够降低成本，并且偏振控制器和基于光纤的偏振光束分束器的进行结合可以连续灵活的对反馈光功率进行调节，不受光衰减器精度的影响；因为通过光耦合器将单区量子点锁模激光器与外部反馈环路连接，利用光耦合器的双向工作特点，直接连接光耦合器的两个输出端口构成了两个等长、路径相同的光反馈环路，所以，不需要额外对两个反馈环路进行长度的匹配，降低了外腔反馈的复杂性。
附图说明
[0012]图1是本专利技术的实施例中的基于双环反馈改进单区量子点锁模激光器锁模性能的方法的原理图；
[0013]图2是本专利技术的实施例中的基于双环反馈改进单区量子点锁模激光器锁模性能的
方法的具体使用结构图。
具体实施方式
[0014]为了使本专利技术实现的技术手段与功效易于明白了解，以下结合实施例及附图对本专利技术作具体阐述。
[0015]<实施例>
[0016]本实施例一种基于双环反馈改进单区量子点锁模激光器锁模性能的方法，用于改善单区量子点锁模激光器的锁模性能，包括以下步骤：
[0017]图1是本专利技术的实施例中的基于双环反馈改进单区量子点锁模激光器锁模性能的方法的原理图，图2是本专利技术的实施例中的基于双环反馈改进单区量子点锁模激光器锁模性能的方法的具体使用结构图。
[0018]如图1和图2所示，步骤1，将单区量子点锁模激光器10的输出端通过棱镜光纤20连接到光耦合器30，光耦合器30具有a端口、b端口、c端口以及d端口，单区本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于双环反馈改进单区量子点锁模激光器锁模性能的方法，用于改善单区量子点锁模激光器的锁模性能，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，将所述单区量子点锁模激光器的输出端通过棱镜光纤连接到光耦合器，所述光耦合器具有a端口、b端口、c端口以及d端口，所述单区量子点锁模激光器的所述输出端与所述a端口连接；步骤2，将一个光延迟线、第一偏振控制器、基于光纤的偏振光束分束器以及第二偏振控制器依次连接构成外部反馈环路，并将所述光延迟线与所述c端口连接，将所述第二偏振控制器与所述d端口连接，使得所述单区量子点锁模激光器、所述光耦合器以及所述外部反馈环路完成连接；步骤3，断开所述单区量子点锁模激光器与所述光耦合器的a端口的连接，通过光谱仪观察频域的光谱和模式间距，并通过光电探测器和电谱仪进行分析和计算，得到未连接所述外部反馈环路时的RF线宽；步骤4，将所述单区量子点锁模激光器与所述光耦合器的a端口进行连接，并将所述b端口连接光电探测器和电谱仪对RF线宽进行观测，通过调节所述外部反馈环路的长度以及调节所述第一偏振控制器与所述第二偏振控制器来调节反馈光功率，降低RF线宽，完成锁模性能的改善，其中，所述外部反馈环路中具有两个反馈回路，第一反馈回路为所述单区量子点锁模激光器的输出通过所述a端口后，进入所述c端口，经过所述第一偏振控制器、所述基于光纤的偏振光束分束器和所述第二偏振控制器后，再通过所述d端口回到所述a端口和所述单区...

【专利技术属性】
技术研发人员：焦哲晶，
申请(专利权)人：上海电力大学，
类型：发明
国别省市：