【技术实现步骤摘要】
本公开涉及光频梳，更具体地，涉及一种高重频差的双光梳产生系统及方法。
技术介绍
1、双光梳技术在双光梳光谱学、高精度测距、光学成像、宽带微波信号信道化处理等方面有着重要应用。目前，用于产生双光梳的方法主要有以下几种：(1)基于两台飞秒锁模激光器产生双光梳。该方法通常需要较为复杂的系统，且系统体积庞大，成本高。(2)对同一连续光进行双频调制产生双光梳。虽然通过调节调制信号可以很容易地得到高重频差的双光梳，但是为避免双光梳拍频信号产生频谱混叠，通常需要利用声光调制器对载波进行移频，此外，在实际应用过程中还需要多个调制器级联来增加梳齿数目，或者通过放大和扩谱系统进行光谱扩展，这增加了系统的成本和复杂性。(3)利用连续光泵浦两个独立的高品质因子克尔微腔，通过微腔中的级联四波混频效应产生光频梳。该方法通常需要精细控制泵浦光与腔模的失谐量以便在微腔中产生稳定的光孤子，以保证双光梳的稳定性运行，这增加了操作的复杂性。(4)基于单个光纤腔内的波长复用、偏振复用以及方向复用等产生双光梳。虽然该方法可以满足在同一个光纤腔中实现双光梳之间的高相干性，但是在单个光纤腔内产生的双光梳通常重频差较小，可调谐性较差。
技术实现思路
1、有鉴于此，本公开提供了一种高重频差的双光梳产生系统及方法用于至少部分解决上述技术问题。
2、本公开的一个方面提供了一种高重频差的双光梳产生系统。
3、根据本公开的实施例，一种高重频差的双光梳产生系统，包括：微腔激光器，能够实现基横模和一阶横模同时激射，基横
4、根据本公开的实施例，移频模块包括：光纤布拉格光栅，用于将第二双波长泵浦光中的基横模和一阶横模分离；两环形腔布里渊激光器，其中第一环形腔布里渊激光器由第一光环形器、第一布里渊增益介质以及第二光分束器构成，第二环形腔布里渊激光器由第二光环形器、第二布里渊增益介质以及第三光分束器构成；其中，第一布里渊增益介质和第二布里渊增益介质的布里渊频移不同；基横模和一阶横模经由第一光环形器的传输进入光纤布拉格光栅后被分离，其中，基横模被光纤布拉格光栅反射，并经由第一光环形器的传输进入第一布里渊增益介质后产生一布里渊激光，一阶横模经由第二光环形器进入第二布里渊增益介质后产生另一布里渊激光；光耦合器，用于将两布里渊激光合成一束，生成第四双波长泵浦光。
5、根据本公开的实施例，第一高非线性光纤环路由第三光环形器、第一高非线性光纤、第四光分束器以及第一偏振控制器构成；第二高非线性光纤环路由第四光环形器、第二高非线性光纤、第五光分束器以及第一偏振控制器构成；其中，第一高非线性光纤和第二高非线性光纤用于作为布里渊增益介质和四波混频介质，第三双波长泵浦光和第四双波长泵浦光分别通过第一高非线性光纤和第二高非线性光纤中通过受激布里渊散射效应实现从双波长泵浦光到双波长布里渊光的转换，并基于双波长布里渊光的级联四波混频效应产生光频梳。
6、根据本公开的实施例，第一高非线性光纤环路还包括第一偏振控制器，第二高非线性光纤环路还包括第二偏振控制器，第一偏振控制器和第二偏振控制器用于调整第一高非线性光纤环路和第二高非线性光纤环路中光信号的偏振态，以获得最优的参数增益。
7、根据本公开的实施例，第一光环形器为四端口光环形器，第二光环形器、第三光环形器和第四光环形器均为三端口光环形器。
8、根据本公开的实施例，第二光分束器、第三光分束器、第四光分束器、第五光分束器的分束比均为1∶9，即输出环路的光信号与用于构建光纤环路的光信号的功率比为1∶9。
9、根据本公开的实施例，双光梳产生系统还包括第一光纤放大器和第二光纤放大器，第一光纤放大器用于放大第一双波长泵浦光的功率，第二光纤放大器用于放大第四双波长泵浦光的功率。
10、本公开另一方面提供一种高重频差的双光梳产生方法，包括如下步骤：
11、开启微腔激光器，使微腔激光器处于基横模和一阶横模同时激射状态，构成第一双波长泵浦光；第一双波长泵浦光被第一光分束器分为第二双波长泵浦光和第三双波长泵浦光；第二双波长泵浦光输入移频模块，基横模和一阶横模分别在两种不同介质中通过受激布里渊散射效应产生不同程度的频移，生成的两个布里渊激光作为第四双波长泵浦光，由此第三双波长泵浦光和第四双波长泵浦光的频率间隔不同，可作为高重频差的双光梳的泵浦源；第三双波长泵浦光注入到第一高非线性光纤环路中产生第一双波长布里渊激光，然后第一双波长布里渊激光通过级联四波混频效应产生第一光频梳；第四双波长泵浦光注入到第二高非线性光纤环路中产生第二双波长布里渊激光，然后第二双波长布里渊激光通过级联四波混频效应产生第二光频梳。
12、在本公开实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：
13、(1)本实施例提供的高重频差的双光梳产生系统，其第一双波长泵浦光由一个双横模激射的微腔激光器提供，从而有效简化整个双光梳产生系统。
14、(2)本实施例提供的高重频差的双光梳产生系统，通过受激布里渊散射效应使两对双波长泵浦光发生相对频移，从而避免了双光梳的拍频信号在射频域的混叠，这避免了使用移频器，降低了系统成本。
15、(3)本实施例提供的高重频差的双光梳产生系统，本实施例中的双光梳系统搭建完毕后，仅需依次开启微腔激光器、第一光纤放大器以及第二光纤放大器便可输出高重频差的双光梳，操作简单，避免了复杂的调控步骤。
16、(4)本实施例提供的高重频差的双光梳产生系统，在移频模块中采用不同的布里渊增益介质，并且采用两个高非线性光纤环路，使得输入两高非线性光纤环路的两组双波长泵浦光的频率间隔相差很大，基于此可以产生高重频差的双光梳。
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1.一种高重频差的双光梳产生系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述高重频差的双光梳产生系统，其特征在于，所述移频模块(4)包括：
3.根据权利要求1所述高重频差的双光梳产生系统，其特征在于，所述第一高非线性光纤环路(6)由第三光环形器(16)、第一高非线性光纤(17)、第四光分束器(18)以及第一偏振控制器(19)构成；所述第二高非线性光纤环路(7)由第四光环形器(20)、第二高非线性光纤(21)、第五光分束器(22)以及第一偏振控制器(19)构成；
4.根据权利要求3所述高重频差的双光梳产生系统，其特征在于，所述第一高非线性光纤环路(6)还包括第一偏振控制器(19)，所述第二高非线性光纤环路(7)还包括第二偏振控制器(23)，所述第一偏振控制器(19)和所述第二偏振控制器(23)用于调整所述第一高非线性光纤环路(6)和所述第二高非线性光纤环路(7)中光信号的偏振态，以获得最优的参数增益。
5.根据权利要求2或3中任一项所述高重频差的双光梳产生系统，其特征在于，所述第一光环形器(8)为四端口光环形器，所述第二光环形器(12
6.根据权利要求2或3中任一项所述高重频差的双光梳产生系统，其特征在于，所述第二光分束器(11)、第三光分束器(14)、第四光分束器(18)、第五光分束器(22)的分束比均为1∶9，即输出环路的光信号与用于构建光纤环路的光信号的功率比为1∶9。
7.根据权利要求1所述高重频差的双光梳产生系统，其特征在于，所述双光梳产生系统还包括第一光纤放大器(2)和第二光纤放大器(5)，所述第一光纤放大器(2)用于放大所述第一双波长泵浦光的功率，所述第二光纤放大器(5)用于放大所述第四双波长泵浦光的功率。
8.一种高重频差的双光梳产生方法，包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种高重频差的双光梳产生系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述高重频差的双光梳产生系统，其特征在于，所述移频模块(4)包括：
3.根据权利要求1所述高重频差的双光梳产生系统，其特征在于，所述第一高非线性光纤环路(6)由第三光环形器(16)、第一高非线性光纤(17)、第四光分束器(18)以及第一偏振控制器(19)构成；所述第二高非线性光纤环路(7)由第四光环形器(20)、第二高非线性光纤(21)、第五光分束器(22)以及第一偏振控制器(19)构成；
4.根据权利要求3所述高重频差的双光梳产生系统，其特征在于，所述第一高非线性光纤环路(6)还包括第一偏振控制器(19)，所述第二高非线性光纤环路(7)还包括第二偏振控制器(23)，所述第一偏振控制器(19)和所述第二偏振控制器(23)用于调整所述第一高非线性光纤环路(6)和所述第二高非线性光纤环路(7)中光信号的偏振态...
【专利技术属性】
技术研发人员：史杨，黄永箴，杨跃德，肖金龙，王婷，
申请(专利权)人：中国科学院半导体研究所，
类型：发明
国别省市：
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