一种光学频率梳产生装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了一种光学频率梳产生装置。该光学频率梳产生装置包括泵浦源、增益介质、耦合输入镜、耦合输出镜、至少一个第一反射腔镜、第二反射腔镜、分束镜、光电探测器、自参考干涉仪以及锁相环；耦合输入镜、第一反射腔镜、第二反射腔镜和耦合输出镜形成谐振腔，增益介质位于谐振腔内；分束镜位于谐振腔的输出端，光电探测器位于分束镜的第一输出端，自参考干涉仪位于分束镜的第二输出端；第二反射腔镜包括铌镁酸铅钛酸铅基底以及位于铌镁酸铅钛酸铅基底一侧的反射层。本发明专利技术实施例产生的高锁定带宽光学频率梳具有梳齿线宽窄、稳定性好、集成性好等优点，可用于激光频率测量、时间频率传递、超稳微波源产生、天文观测等方面。天文观测等方面。天文观测等方面。

【技术实现步骤摘要】
一种光学频率梳产生装置


[0001]本专利技术涉及光学
，尤其涉及一种光学频率梳产生装置。

技术介绍

[0002]光学频率梳是一种特殊的飞秒脉冲光，它在时域上是一系列脉冲宽度在飞秒量级的超短脉冲，在频域上是一系列等间隔且具有宽光谱范围的单色谱线。由于其兼备了窄线宽和宽光谱的特性，因此其在激光频率测量、时间频率传递、超稳微波源产生、天文观测、高精密光谱学和绝对距离测量等诸多领域具有广阔的应用前景。
[0003]为了得到一系列频率稳定的频率梳齿，需要对光学频率梳的重复频率和载波包络偏置频率进行精确锁定。重复频率通常由高速光电探测器探测并由腔内压电陶瓷控制，而载波包络偏置频率通常由f
‑
2f自参考干涉仪探测并由泵浦激光器的驱动电流源控制。但是受到压电陶瓷的共振频率的限制，光学频率梳单根梳齿的线宽通常在百kHz量级，且光学频率梳的带宽难以提高。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例提供了一种光学频率梳产生装置，该装置引入一种新型压电陶瓷以产生高锁定带宽光学频率梳。该新型压电陶瓷基于铌镁酸铅钛酸铅形成，它具有高透明度、高压电效应以及高电光效应特性。以铌镁酸铅钛酸铅为基底直接镀高反膜作为谐振腔的腔镜之一，可实现压电陶瓷无负载，有效提升了压电陶瓷的共振频率，进而提高飞秒频率梳的锁定带宽。
[0005]根据本专利技术的一方面，提供了一种光学频率梳产生装置，包括泵浦源、增益介质、耦合输入镜、耦合输出镜、至少一个第一反射腔镜、第二反射腔镜、分束镜、光电探测器、自参考干涉仪以及锁相环；
[0006]所述耦合输入镜、所述第一反射腔镜、所述第二反射腔镜和所述耦合输出镜形成谐振腔，所述增益介质位于所述谐振腔内；
[0007]所述分束镜位于所述谐振腔的输出端，所述光电探测器位于所述分束镜的第一输出端，所述自参考干涉仪位于所述分束镜的第二输出端；
[0008]所述光电探测器和所述第二反射腔镜通过所述锁相环连接，所述自参考干涉仪和所述泵浦源通过所述锁相环连接；
[0009]所述第二反射腔镜包括铌镁酸铅钛酸铅基底以及位于所述铌镁酸铅钛酸铅基底一侧的反射层。
[0010]可选的，所述泵浦源输出的泵浦光经过所述耦合输入镜透射后传输至所述增益介质；
[0011]所述增益介质产生的脉冲光束从所述耦合输出镜输出后入射至所述分束镜，分为第一光束和第二光束，所述第一光束入射至所述光电探测器，所述第二光束入射至所述自参考干涉仪；
[0012]所述光电探测器测量所述第一光束的重复频率，并通过所述锁相环反馈至所述第二反射腔镜以调节所述谐振腔的腔长；
[0013]所述自参考干涉仪测量所述第二光束的载波包络偏置频率，并通过所述锁相环反馈至所述泵浦源以调节泵浦电流，使所述谐振腔输出光学频率梳。
[0014]可选的，所述锁相环包括光学频率梳的重复频率锁定电路以及载波包络偏置频率锁定电路；
[0015]所述光电探测器和所述第二反射腔镜通过所述重复频率锁定电路连接，所述重复频率锁定电路根据所述光电探测器采集的信号生成第一反馈信号，所述第一反馈信号以直流偏置电压的方式加在所述铌镁酸铅钛酸铅基底的电极上从而调节所述谐振腔的腔长；
[0016]所述自参考干涉仪和所述泵浦源通过所述载波包络偏置频率锁定电路连接，所述载波包络偏置频率锁定电路根据所述自参考干涉仪采集的信号生成第二反馈信号，所述第二反馈信号用于调节所述泵浦源的泵浦电流。
[0017]可选的，还包括灌铅铜块，所述灌铅铜块位于所述第二反射腔镜远离所述谐振腔的一侧，所述第二反射腔镜贴附于所述灌铅铜块表面。
[0018]可选的，还包括耦合透镜组，所述耦合透镜组包括位于所述泵浦源和所述耦合输入镜之间的至少一片透镜。
[0019]可选的，所述铌镁酸铅钛酸铅基底的厚度为0.5mm～5mm。
[0020]可选的，所述反射层包括增反膜，所述增反膜的色散小于20fs2。
[0021]可选的，所述增益介质包括激光晶体，所述激光晶体的厚度大于或等于1mm，小于或等于1cm。
[0022]可选的，所述泵浦源包括单模半导体激光器或光纤激光器。
[0023]可选的，所述自参考干涉仪包括基于光子晶体光纤的f
‑
2f自参考干涉仪。
[0024]本专利技术实施例提供的光学频率梳产生装置，包括泵浦源、增益介质、耦合输入镜、耦合输出镜、至少一个第一反射腔镜、第二反射腔镜、分束镜、光电探测器、自参考干涉仪以及锁相环；通过泵浦源提供泵浦光，通过耦合输入镜、第一反射腔镜、第二反射腔镜和耦合输出镜形成谐振腔，通过锁相环的反馈输出稳定的光学频率梳。该装置以铌镁酸铅钛酸铅为基底直接镀高反膜作为谐振器的腔镜之一，可实现压电陶瓷无负载，有效提升了压电陶瓷的共振频率，进而提高飞秒频率梳的锁定带宽。
[0025]应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本专利技术的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本专利技术的范围。本专利技术的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0027]图1为本专利技术实施例提供的一种光学频率梳产生装置的结构示意图；
[0028]图2为本专利技术实施例提供的另一种光学频率梳产生装置的结构示意图。
具体实施方式
[0029]为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。
[0030]需要说明的是，本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本专利技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0031]压电陶瓷的共振频率公式为：其中，k
T
为压电陶瓷硬度，m
eff
为压电陶瓷有效载荷。无负载时，压电陶瓷的有效载荷为其自身重量的三分之一。有负载时，压电陶瓷的有效载荷为其自身重量的三分之一加上负载的重量。显然，降低压电陶瓷的载荷能够提升其共振频率。目前提高压电陶瓷的共振频率的主要方法有：减小压电陶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光学频率梳产生装置，其特征在于，包括泵浦源、增益介质、耦合输入镜、耦合输出镜、至少一个第一反射腔镜、第二反射腔镜、分束镜、光电探测器、自参考干涉仪以及锁相环；所述耦合输入镜、所述第一反射腔镜、所述第二反射腔镜和所述耦合输出镜形成谐振腔，所述增益介质位于所述谐振腔内；所述分束镜位于所述谐振腔的输出端，所述光电探测器位于所述分束镜的第一输出端，所述自参考干涉仪位于所述分束镜的第二输出端；所述光电探测器和所述第二反射腔镜通过所述锁相环连接，所述自参考干涉仪和所述泵浦源通过所述锁相环连接；所述第二反射腔镜包括铌镁酸铅钛酸铅基底以及位于所述铌镁酸铅钛酸铅基底一侧的反射层。2.根据权利要求1所述的光学频率梳产生装置，其特征在于，所述泵浦源输出的泵浦光经过所述耦合输入镜透射后传输至所述增益介质；所述增益介质产生的脉冲光束从所述耦合输出镜输出后入射至所述分束镜，分为第一光束和第二光束，所述第一光束入射至所述光电探测器，所述第二光束入射至所述自参考干涉仪；所述光电探测器测量所述第一光束的重复频率，并通过所述锁相环反馈至所述第二反射腔镜以调节所述谐振腔的腔长；所述自参考干涉仪测量所述第二光束的载波包络偏置频率，并通过所述锁相环反馈至所述泵浦源以调节泵浦电流，使所述谐振腔输出光学频率梳。3.根据权利要求2所述的光学频率梳产生装置，其特征在于，所述锁相环包括光学频率梳的重复频率锁定电路以及载波包络偏置频率锁定电路；所述光电探测器和所述第二反射腔镜通过所述重复频率锁定电路连接，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：玄洪文，张津，张志韬，衡小波，刘前霞，
申请(专利权)人：广东大湾区空天信息研究院，
类型：发明
国别省市：