梳齒頻率間隔可掃頻的光頻梳產(chǎn)生裝置及產(chǎn)生方法【專利摘要】本發(fā)明提供了一種梳齒頻率間隔可掃頻的光頻梳產(chǎn)生裝置，信號發(fā)生器經(jīng)過微波功率分配器后形成兩路輸出端，其中，第一路輸出端經(jīng)過第一寬帶微波功率放大器后與光電相位調(diào)制器相連接，第二路輸出端依次經(jīng)過可調(diào)微波延遲線和第二寬帶微波功率放大器后與光電強(qiáng)度調(diào)制器相連接，連續(xù)波激光器依次經(jīng)過級聯(lián)的光電相位調(diào)制器和光電強(qiáng)度調(diào)制器輸出，光電強(qiáng)度調(diào)制器設(shè)有直流偏置。同時還提供了產(chǎn)生方法。本發(fā)明實現(xiàn)梳齒頻率間隔的寬帶連續(xù)掃頻和精確任意調(diào)節(jié)；所產(chǎn)生的光頻梳相位、頻率穩(wěn)定；產(chǎn)生光頻梳中心波長穩(wěn)定，且可調(diào)諧；設(shè)備方案簡單，成本較低；符合光學(xué)測量、光學(xué)成像、激光雷達(dá)、激光光譜學(xué)、光纖傳感、光通信以及微波光子學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用需求?！緦＠f明】梳齒頻率間隔可掃頻的光頻梳產(chǎn)生裝置及產(chǎn)生方法【
技術(shù)領(lǐng)域：
】[0001]本發(fā)明涉及光通信和光學(xué)測量【
技術(shù)領(lǐng)域：
】的一種梳齒間隔頻率可寬帶相位連續(xù)掃頻的光學(xué)頻率梳的產(chǎn)生方法，具體地說，是一種采用級聯(lián)光電相位調(diào)制器和光電強(qiáng)度調(diào)制器，實現(xiàn)梳齒間隔頻率可寬帶相位連續(xù)頻率掃描的梳齒頻率間隔可掃頻的光頻梳產(chǎn)生裝置及產(chǎn)生方法，在整個掃頻過程中光頻梳的梳齒平坦度保持不變?！?br>背景技術(shù)：
】[0002]頻率間隔精確穩(wěn)定、梳齒相干的光學(xué)頻率梳被廣泛應(yīng)用于激光測量、光學(xué)成像、激光雷達(dá)、激光光譜學(xué)、光纖傳感、光通信以及微波光子學(xué)等領(lǐng)域。梳齒功率平坦、頻譜范圍寬、相位相干且梳齒頻率間隔可連續(xù)任意控制的光學(xué)頻率梳，在任意波形發(fā)生器、寬帶可調(diào)頻的微波光子濾波器、寬帶可調(diào)諧微波/毫米波/太赫茲信號產(chǎn)生、多個光學(xué)頻率梳間的同步和鎖相、光學(xué)測量以及超寬帶連續(xù)譜光學(xué)頻率梳的產(chǎn)生中均有迫切的需求。[0003]目前，主要的梳齒間隔頻率可調(diào)諧光學(xué)頻率梳產(chǎn)生方式有基于光放大器的光纖環(huán)路、鎖模激光器以及射頻信號驅(qū)動的級聯(lián)光電相位調(diào)制三種。[0004]第一種，基于光放大器的光纖環(huán)路，將光電調(diào)制器放置于環(huán)路內(nèi)部，通過循環(huán)頻率偏移的方式產(chǎn)生多條梳齒，并通過光纖環(huán)路內(nèi)部的光纖放大器和光帶通濾波器分別補(bǔ)償環(huán)路損耗和控制頻梳帶寬。其梳齒間隔與調(diào)制器驅(qū)動信號頻率以及光纖環(huán)路的振蕩頻率相關(guān)，調(diào)節(jié)梳齒頻率間隔時需要匹配的進(jìn)行光放大器和光濾波器的調(diào)節(jié)，因此不能對梳齒間隔頻率進(jìn)行相位相干的連續(xù)調(diào)節(jié)；且通過光纖環(huán)路中的光放大器進(jìn)行循環(huán)放大，多次累積后產(chǎn)生的頻率梳齒噪聲系數(shù)逐步增大。[0005]第二種，采用非線性介質(zhì)對鎖模激光器進(jìn)行光譜展寬，產(chǎn)生相位相干的寬帶超連續(xù)光譜，其梳齒頻率間隔可以通過調(diào)節(jié)振蕩腔的長度進(jìn)行調(diào)諧。經(jīng)過對現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)的檢索發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的對鎖模激光器梳齒間隔頻率(即重復(fù)頻率)進(jìn)行連續(xù)掃頻調(diào)節(jié)的實現(xiàn)方式主要有兩種。BrianR.Washburn等人發(fā)表在學(xué)術(shù)雜志《OpticsExpress》(《光學(xué)快訊》)中的學(xué)術(shù)論文“Fiber-laser-basedfrequencycombwithatunablerepetitionrate”(基于光纖激光器的重復(fù)頻率可調(diào)諧頻率梳)中，提出利用電機(jī)控制的腔內(nèi)光纖延時線，改變鎖模激光器的腔長從而達(dá)到頻率調(diào)諧的目的。其梳齒頻率間隔的調(diào)節(jié)范圍為49.34-50.12MHz，激光器在整個調(diào)諧過程中可以保持鎖模，即是相位相干。HolgerHundermark等人發(fā)表在學(xué)術(shù)雜志《OpticsExpress))(《光學(xué)快訊》)中的學(xué)術(shù)論文“Stablesub_85fspassivelymode-lockedErbiumfiberoscillatorwithtunablerepetitionrate”(重復(fù)頻率可調(diào)諧的亞85飛秒被動鎖模摻鉺光纖振蕩器)中，提出通過改變鎖模激光器腔內(nèi)的可調(diào)節(jié)透鏡的位置，從而改變腔長，達(dá)到頻率調(diào)諧的目的。其對頻率間隔的調(diào)節(jié)范圍為1.1MHz，在整個調(diào)諧過程中可以保持梳齒間穩(wěn)定的相干性。上述方案均可對光頻梳的梳齒頻率間隔進(jìn)行連續(xù)的相干調(diào)諧，但是由于鎖模激光器需要對腔進(jìn)行復(fù)雜的穩(wěn)定控制，限制了腔長的可調(diào)諧范圍，從而限制了梳齒頻率間隔的調(diào)諧范圍在數(shù)個MHz級別，且需要復(fù)雜的腔體穩(wěn)定性控制機(jī)制。[0006]第三種，射頻信號驅(qū)動的級聯(lián)光電相位調(diào)制可產(chǎn)生相位相干、梳齒功率平坦的光學(xué)頻率梳，其產(chǎn)生的梳齒數(shù)量略少與前兩種方式，但其結(jié)構(gòu)簡單，穩(wěn)定性高，且梳齒頻率間隔可直接由驅(qū)動的射頻信號精確調(diào)節(jié)。然而，為了使產(chǎn)生的頻率梳齒保持平坦，需要控制級聯(lián)光電相位和強(qiáng)度調(diào)制器的驅(qū)動信號使其相位匹配，且不同驅(qū)動頻率下需要重新校準(zhǔn)驅(qū)動信號的相位關(guān)系。因此不能在保持光梳平坦性的同時實現(xiàn)梳齒間隔頻率的寬帶連續(xù)掃頻。【
發(fā)明內(nèi)容】[0007]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提出了一種基于射頻信號驅(qū)動級聯(lián)光電相位調(diào)制器和光電強(qiáng)度調(diào)制器的梳齒頻率間隔可掃頻的光頻梳產(chǎn)生裝置及產(chǎn)生方法，通過產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的光學(xué)頻率梳相位相干，梳齒頻率間隔可在寬帶范圍內(nèi)保持相位連續(xù)地掃頻，其產(chǎn)生的光頻率梳相位、頻率穩(wěn)定，實現(xiàn)方式較簡單，可滿足光學(xué)測量、光學(xué)成像、激光雷達(dá)、激光光譜學(xué)、光纖傳感、光通信以及微波光子學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用需求。[0008]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的。[0009]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種梳齒頻率間隔可掃頻的光頻梳產(chǎn)生裝置，包括信號發(fā)生器、連續(xù)波激光器、光電相位調(diào)制器、光電強(qiáng)度調(diào)制器、微波功率分配器、第一寬帶微波功率放大器、第二寬帶微波功率放大器以及可調(diào)微波延遲線，其中，所述信號發(fā)生器經(jīng)過微波功率分配器后形成兩路輸出端，其中，第一路輸出端經(jīng)過第一寬帶微波功率放大器后與光電相位調(diào)制器相連接，第二路輸出端依次經(jīng)過可調(diào)微波延遲線和第二寬帶微波功率放大器后與光電強(qiáng)度調(diào)制器相連接，所述連續(xù)波激光器依次經(jīng)過級聯(lián)的光電相位調(diào)制器和光電強(qiáng)度調(diào)制器輸出，所述光電強(qiáng)度調(diào)制器設(shè)有直流偏置。[0010]優(yōu)選地，還包括延時相干儀、光電接收機(jī)以及采樣示波器，所述光電強(qiáng)度調(diào)制器的輸出端與延時相干儀相連接，所述延時相干儀與光電接收機(jī)相連接，所述光電接收機(jī)與采樣示波器相連接。[0011]優(yōu)選地，所述信號發(fā)生器采用微波信號發(fā)生器或高速脈沖信號發(fā)生器。[0012]根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種梳齒頻率間隔可掃頻的光頻梳產(chǎn)生方法，包括以下步驟:[0013]步驟I，信號發(fā)生器產(chǎn)生寬帶頻率可調(diào)諧信號通過微波功率分配器后分為兩路，第一路經(jīng)第一寬帶微波功率放大器放大后驅(qū)動光電相位調(diào)制器；第二路經(jīng)過可調(diào)微波延遲線后，再經(jīng)過第二寬帶微波功率放大器放大，驅(qū)動光電強(qiáng)度調(diào)制器；[0014]步驟2，連續(xù)波激光器輸出的光載波信號經(jīng)過級聯(lián)的光電相位調(diào)制器和光電強(qiáng)度調(diào)制器，調(diào)節(jié)光電強(qiáng)度調(diào)制器的偏置點使輸出形成平坦的光頻梳；[0015]步驟3，調(diào)節(jié)可調(diào)延遲線，使得光電延遲差為零，實現(xiàn)寬帶相位匹配；此時，信號發(fā)生器輸出寬帶掃頻的信號，相應(yīng)地，光電強(qiáng)度調(diào)制器輸出的光頻梳的梳齒間隔頻率也隨之掃頻變化，產(chǎn)生梳齒頻率間隔可寬帶掃頻的光頻梳。[0016]優(yōu)選地，所述步驟2中，光頻梳的梳齒間隔頻率與信號發(fā)生器所產(chǎn)生的信號的頻率相同。[0017]優(yōu)選地，還包括步驟4，所述步驟4具體為:[0018]步驟3產(chǎn)生的梳齒頻率間隔可寬帶掃頻的光頻梳，經(jīng)過延時相干儀和光電接收機(jī)后，通過采樣示波器顯示。[0019]本發(fā)明提供的梳齒頻率間隔可掃頻的光頻梳產(chǎn)生裝置及產(chǎn)生方法，其輸出光頻梳的梳齒平坦度不隨著信號發(fā)生器輸出信號的頻率變化而改變，即不隨著光頻梳的梳齒間隔頻率變化而改變，在整個寬帶掃頻過程中能夠保持穩(wěn)定的光譜平坦度；使得級聯(lián)光電相位調(diào)制器和光電強(qiáng)度調(diào)制之間光信號延時和微波驅(qū)動信號延時精確匹配。采用級聯(lián)的光電相位調(diào)制器和光電強(qiáng)度調(diào)制器，并精確調(diào)節(jié)兩個調(diào)制器之間光信號和微波驅(qū)動信號之間的延時，實現(xiàn)光電延時差的寬帶相位匹配，通過微波驅(qū)動信號的寬帶相位連續(xù)頻率掃描，實現(xiàn)梳齒間隔頻率隨之寬帶相位連續(xù)頻率掃描光頻率梳的方法，在整個掃頻過程中光頻率梳梳齒平坦度保持不變。[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:[0021]1、突破了傳統(tǒng)光頻梳產(chǎn)生方式的限制，由于微波信號發(fā)生器的頻率穩(wěn)定、精確、可任意控制調(diào)節(jié)，實現(xiàn)了梳齒頻率間隔的寬帶連續(xù)掃頻和精確任意調(diào)節(jié)；[0022]2、由微波信號驅(qū)動調(diào)制器產(chǎn)生的光頻梳穩(wěn)定性高，所產(chǎn)生的光頻梳相位、頻率穩(wěn)定;[0023]3、可使用高穩(wěn)定性或可調(diào)諧連續(xù)光激光器作為光載波，因此所產(chǎn)生光頻梳中心波長穩(wěn)定，且可調(diào)諧；[0024]4、設(shè)備方案簡單，成本較低；[0025]5、突破了傳統(tǒng)光頻率梳的限制，符合光學(xué)測量、光學(xué)成像、激光雷達(dá)、激光光譜學(xué)、光纖傳感、光通信以及微波光子學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用需求。【專利附圖】【附圖說明】[0026]通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯:[0027]圖1為本發(fā)明梳齒頻率間隔可掃頻的光頻梳產(chǎn)生裝置結(jié)構(gòu)原理圖；[0028]圖2為光電延時差寬帶相位匹配的方法原理圖；[0029]圖3為光電延時差寬帶相位匹配示意圖，其中，(a)為光電延時差Ts古O時示意圖，(b)為光電延時差τs=0時示意圖；[0030]圖4為微波驅(qū)動信號寬帶相位匹配的方法流程圖；[0031]圖5為本發(fā)明實施例中所產(chǎn)生光頻梳梳齒頻率間隔寬帶掃頻效果圖；[0032]圖6為本發(fā)明實施例中所產(chǎn)生光頻梳的光譜，其中，(a)為梳齒間隔頻率為最低8.5GHz時的光譜圖，(b)為梳齒間隔頻率為最高19.0GHz時的光譜圖；[0033]圖中:101為連續(xù)波半導(dǎo)體激光器，102為馬赫曾德光電相位調(diào)制器，103為馬赫曾德光電強(qiáng)度調(diào)制器，104為3-dB微波功率分配器，105為第一增益可調(diào)寬帶微波功率放大器，106為第二增益可調(diào)寬帶微波功率放大器，107為可調(diào)微波延遲線，108為微波信號發(fā)生器，109為高速脈沖信號發(fā)生器，110為馬赫曾德延時相干儀，111為高速平衡光電接收機(jī)，112為高速采樣示波器，113為直流偏置?！揪唧w實施方式】[0034]下面對本發(fā)明的實施例作詳細(xì)說明:本實施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實施，給出了詳細(xì)的實施方式和具體的操作過程。應(yīng)當(dāng)指出的是，對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。[0035]請同時參閱圖1至圖6。[0036]本實施例提供了一種梳齒頻率間隔可掃頻的光頻梳產(chǎn)生裝置，包括信號發(fā)生器、連續(xù)波激光器、光電相位調(diào)制器、光電強(qiáng)度調(diào)制器、微波功率分配器、第一寬帶微波功率放大器、第二寬帶微波功率放大器以及可調(diào)微波延遲線，其中，所述信號發(fā)生器經(jīng)過微波功率分配器后形成兩路輸出端，其中，第一路輸出端經(jīng)過第一寬帶微波功率放大器后與光電相位調(diào)制器相連接，第二路輸出端依次經(jīng)過可調(diào)微波延遲線和第二寬帶微波功率放大器后與光電強(qiáng)度調(diào)制器相連接，所述連續(xù)波激光器依次經(jīng)過級聯(lián)的光電相位調(diào)制器和光電強(qiáng)度調(diào)制器輸出，所述光電強(qiáng)度調(diào)制器設(shè)有直流偏置。[0037]進(jìn)一步地，還包括延時相干儀、光電接收機(jī)以及采樣示波器，所述光電強(qiáng)度調(diào)制器的輸出端與延時相干儀相連接，所述延時相干儀與光電接收機(jī)相連接，所述光電接收機(jī)與采樣示波器相連接。[0038]進(jìn)一步地，所述信號發(fā)生器采用微波信號發(fā)生器或高速脈沖信號發(fā)生器。[0039]本實施例提供的一種上述梳齒頻率間隔可掃頻的光頻梳產(chǎn)生裝置，其光頻梳產(chǎn)生方法，包括以下步驟:[0040]步驟1，信號發(fā)生器產(chǎn)生寬帶頻率可調(diào)諧微波信號通過微波功率分配器后分為兩路，第一路經(jīng)第一寬帶微波功率放大器放大后驅(qū)動光電相位調(diào)制器；第二路經(jīng)過可調(diào)微波延遲線后，再經(jīng)過第二寬帶微波功率放大器放大，驅(qū)動光電強(qiáng)度調(diào)制器；[0041]步驟2，連續(xù)波激光器輸出的光載波信號經(jīng)過級聯(lián)的光電相位調(diào)制器和光電強(qiáng)度調(diào)制器，調(diào)節(jié)光電強(qiáng)度調(diào)制器的偏置點使輸出形成平坦的光頻梳；[0042]步驟3，調(diào)節(jié)可調(diào)延遲線，使得光電延遲差為零，實現(xiàn)寬帶相位匹配；此時，信號發(fā)生器輸出寬帶掃頻的信號，相應(yīng)地，光電強(qiáng)度調(diào)制器輸出的光頻梳的梳齒間隔頻率也隨之掃頻變化，產(chǎn)生梳齒頻率間隔可寬帶掃頻的光頻梳。[0043]進(jìn)一步地，所述步驟2中，光頻梳的梳齒間隔頻率與信號發(fā)生器所產(chǎn)生的微波信號的頻率相同。[0044]進(jìn)一步地，還包括步驟4，所述步驟4具體為:[0045]步驟3產(chǎn)生的梳齒頻率間隔可寬帶掃頻的光頻梳，經(jīng)過延時相干儀和光電接收機(jī)后，通過采樣示波器顯示。[0046]下面結(jié)合附圖對本實施例作詳細(xì)說明。[0047]在本實施例中，[0048]連續(xù)波激光器可以采用連續(xù)波半導(dǎo)體激光器；[0049]光電相位調(diào)制器可以采用馬赫曾德光電相位調(diào)制器；[0050]光電強(qiáng)度調(diào)制器可以采用馬赫曾德光電強(qiáng)度調(diào)制器；[0051]微波功率分配器可以采用3-dB微波功率分配器；[0052]第一寬帶微波功率放大器和第二寬帶微波功率放大器均可以采用增益可調(diào)寬帶微波功率放大器；[0053]延時相干儀可以采用馬赫曾德延時相干儀；[0054]光電接收機(jī)可以采用高速平衡光電接收機(jī)；[0055]采樣示波器可以采用高速采樣示波器；[0056]圖1為本發(fā)明的原理框圖。本實施例提供的梳齒頻率間隔可掃頻的光頻梳產(chǎn)生裝置，主要包括:連續(xù)波半導(dǎo)體激光器、馬赫曾德光電相位調(diào)制器、馬赫曾德光電強(qiáng)度調(diào)制器、3-dB微波功率分配器、寬帶微波功率放大器、可調(diào)微波延遲線、高速脈沖信號發(fā)生器或微波信號發(fā)生器、馬赫曾德延時相干儀、高速光電接收機(jī)、高速采樣示波器。首先利用高速脈沖信號發(fā)生器或微波信號發(fā)生器、馬赫曾德延時相干儀、高速光電接收機(jī)、高速采樣示波器使得級聯(lián)調(diào)制器之間的光電延時差的寬帶相位匹配，即使得所述τs=0,再使用微波信號發(fā)生器產(chǎn)生所述梳齒間隔頻率寬帶可掃頻光學(xué)頻率梳。[0057]具體為:[0058]一、圖2為光電延時差寬帶相位匹配方法原理圖:高速脈沖信號發(fā)生器109產(chǎn)生上升時間為30ps的IOMHz方波信號，通過3-dB微波功率分配器104后分為兩路，一路直接輸入到增益可調(diào)寬帶微波功率放大器105經(jīng)放大后驅(qū)動馬赫曾德光電相位調(diào)制器102，另一路先經(jīng)過可調(diào)微波延遲線107后在輸入到增益可調(diào)寬帶微波功率放大器106經(jīng)放大后驅(qū)動馬赫曾德光電強(qiáng)度調(diào)制器103。窄線寬連續(xù)波半導(dǎo)體激光器101輸出的光載波，經(jīng)過級聯(lián)的馬赫曾德光電相位調(diào)制器102和馬赫曾德光電強(qiáng)度調(diào)制器103調(diào)制后，經(jīng)過延時為Δt=100ps的馬赫曾德延時相干儀110后輸入到高速光電接收機(jī)111，通過高速采樣示波器112觀察其輸出。[0059]二、如圖3(a)所示,調(diào)節(jié)可調(diào)微波延遲線，當(dāng)光電延時差O時,馬赫曾德延時相干儀的兩臂信號在一個周期內(nèi)存在η相移，因此在輸出端產(chǎn)生了和方波信號周期相同的IOOps的窄脈沖。如圖3(b)所示，當(dāng)光電延時差完全寬帶相位匹配，即Ts=O時，馬赫曾德延時相干儀的兩臂信號不存在η相移，因此在輸出端沒有窄脈沖信號。然而，由于有限的方波上升時間和接收機(jī)帶寬，輸出脈沖功率隨著^的減小而減小。脈沖功率和^相對于寬帶相位匹配點的變化趨勢如圖4所示，當(dāng)脈沖功率最小時，再進(jìn)行進(jìn)一步精細(xì)調(diào)節(jié)，即可實現(xiàn)光電延時差的寬帶相位匹配。[0060]三、如圖1所示，本實施例中，產(chǎn)生梳齒間隔頻率寬帶可掃頻光學(xué)頻率梳的驅(qū)動信號為微波信號發(fā)生器108，替代第一部分(圖2)中的的高速脈沖信號發(fā)生器109，其產(chǎn)生的寬帶頻率可調(diào)諧微波信號通過3-dB功分器后分為兩路，一路經(jīng)增益可調(diào)寬帶微波功率放大器105放大至峰-峰值為四倍相位調(diào)制器νπ_ΡΜ電壓后驅(qū)動相位調(diào)制器102;另一路經(jīng)過可調(diào)諧微波延時器后，由增益可調(diào)微波功率放大器106放大至峰-峰值為兩倍強(qiáng)度調(diào)制器^_?電壓后驅(qū)動強(qiáng)度調(diào)制器103。調(diào)節(jié)可調(diào)微波延時器至步驟(2)中所述的光電延遲寬帶相位匹配點，同時調(diào)節(jié)強(qiáng)度調(diào)制器的直流偏置113，形成平坦的光頻梳輸出信號。[0061]四、調(diào)節(jié)微波信號發(fā)生器，使得輸出的微波信號在超過一個倍頻程的8.5GHz至19.0GHz范圍內(nèi)掃頻，輸出梳齒間隔頻率寬帶可掃頻光頻率梳如圖5所示。其梳齒平坦度在整個掃頻范圍內(nèi)保持在4dB內(nèi)。[0062]五、圖6(a)和(b)為光頻率梳在梳齒間隔頻率分別為最低8.5GHz和最高19.0GHz時的光譜圖。[0063]六、本實施例中光電延時差偏離寬帶相位匹配點時，輸出光頻梳在整個梳齒間隔頻率掃頻范圍內(nèi)的平坦度變化。當(dāng)不在最佳寬帶相位匹配點時，輸出光頻梳的平坦度在梳齒間隔頻率掃頻范圍內(nèi)變化劇烈。實際情況下，由于步驟(2)中所述有限上升時間和接收機(jī)帶寬使得寬帶相位匹配點的精度受限，同時寬帶功率放大器的非線性會引入額外的頻率諧波，以及調(diào)制器半波電壓的隨著驅(qū)動頻率變化而變化，導(dǎo)致輸出光頻梳在整個梳齒間隔頻率掃頻范圍內(nèi)有4dB的平坦度變化。[0064]七、以微波信號發(fā)生器為例，本實施例提供的梳齒頻率間隔可掃頻的光頻梳產(chǎn)生方法，具體為:[0065]步驟1，使用連續(xù)光激光器輸出的激光作為光載波，先后經(jīng)過級聯(lián)的光電相位調(diào)制器和光電強(qiáng)度調(diào)制器，輸出光頻梳信號；其中，所述級聯(lián)的光電相位調(diào)制器和光電強(qiáng)度調(diào)制器由同一個微波信號發(fā)生器驅(qū)動，驅(qū)動頻率完全相同；所述微波信號發(fā)生器產(chǎn)生的微波信號通過微波功率放大器放大后，分別驅(qū)動光電相位調(diào)制器和光電強(qiáng)度調(diào)制器；[0066]輸出光頻梳信號可表不為:[0067]Eoiil(?=Yexp(jmct)exp[]πβΡΜcos(o/)]|l+exp[>(凡c+βΙΜ―叫(f+rs)))]j[0068]其中，Ec為光載波信號的強(qiáng)度，j為虛數(shù)單位，t為時間，π為圓周率，ω。為光載波信號的角頻率，《s=2^!仁為驅(qū)動信號的角頻率，fs為驅(qū)動信號的頻率，βΡΜ、βΙΜ和分別為相位調(diào)制器、強(qiáng)度調(diào)制器和強(qiáng)度調(diào)制器直流偏置相對于其半波電壓的歸一化調(diào)制深度，Ts=τ<、為兩個級聯(lián)的調(diào)制器之間光信號延遲τ^和微波驅(qū)動信號延遲τΕ的延時差。所述光頻梳信號的梳齒頻率間隔為驅(qū)動微波信號的頻率fs，所述光頻梳信號的梳齒平坦度與驅(qū)動信號頻率與光電延時差的乘積τs相關(guān)。[0069]步驟2，當(dāng)所述級聯(lián)的光電相位調(diào)制器和光電強(qiáng)度調(diào)制器之間光電延時差τs=0，即對所述光電延時差實現(xiàn)了寬帶相位匹配時，所述光頻梳信號為:[0070]Eoul(t)exp[j.(ioc+nms)t][jn(πβΡΜ)+εχρ(]πβ?€.)Jn\π{βΡΜ十~)]}[0071]其中，η為梳齒編號，Jn(X)表示η階一類貝塞爾函數(shù)。此時，所述光頻梳的梳齒平坦度僅與調(diào)制器調(diào)制深度以及強(qiáng)度調(diào)制器的直流偏置相關(guān)，且與驅(qū)動信號的頻率無關(guān)。調(diào)節(jié)調(diào)制深度和直流偏置，可以獲得梳齒平坦的光頻率梳。[0072]步驟3，在步驟I和步驟2的基礎(chǔ)上，對微波信號發(fā)生器產(chǎn)生的微波信號的頻率進(jìn)行連續(xù)掃頻，即可產(chǎn)生梳齒頻率間隔連續(xù)掃頻的光頻梳，同時保持所述光頻梳的梳齒平坦度。[0073]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述的微波信號發(fā)生器可產(chǎn)生寬帶掃頻微波信號。所述級聯(lián)調(diào)制器之間光電延時差的調(diào)節(jié)，通過微波延時線實現(xiàn)。[0074]以上對本發(fā)明的具體實施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實質(zhì)內(nèi)容?！緳?quán)利要求】1.一種梳齒頻率間隔可掃頻的光頻梳產(chǎn)生裝置，其特征在于，包括信號發(fā)生器、連續(xù)波激光器、光電相位調(diào)制器、光電強(qiáng)度調(diào)制器、微波功率分配器、第一寬帶微波功率放大器、第二寬帶微波功率放大器以及可調(diào)微波延遲線，其中，所述信號發(fā)生器經(jīng)過微波功率分配器后形成兩路輸出端，其中，第一路輸出端經(jīng)過第一寬帶微波功率放大器后與光電相位調(diào)制器相連接，第二路輸出端依次經(jīng)過可調(diào)微波延遲線和第二寬帶微波功率放大器后與光電強(qiáng)度調(diào)制器相連接，所述連續(xù)波激光器依次經(jīng)過級聯(lián)的光電相位調(diào)制器和光電強(qiáng)度調(diào)制器輸出，所述光電強(qiáng)度調(diào)制器設(shè)有直流偏置。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的梳齒頻率間隔可掃頻的光頻梳產(chǎn)生裝置，其特征在于，還包括延時相干儀、光電接收機(jī)以及采樣示波器，所述光電強(qiáng)度調(diào)制器的輸出端與延時相干儀相連接，所述延時相干儀與光電接收機(jī)相連接，所述光電接收機(jī)與采樣示波器相連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的梳齒頻率間隔可掃頻的光頻梳產(chǎn)生裝置，其特征在于，所述信號發(fā)生器采用微波信號發(fā)生器或高速脈沖信號發(fā)生器。4.一種梳齒頻率間隔可掃頻的光頻梳產(chǎn)生方法，其特征在于，包括以下步驟:步驟I，信號發(fā)生器產(chǎn)生寬帶頻率可調(diào)諧信號通過微波功率分配器后分為兩路，第一路經(jīng)第一寬帶微波功率放大器放大后驅(qū)動光電相位調(diào)制器；第二路經(jīng)過可調(diào)微波延遲線后，再經(jīng)過第二寬帶微波功率放大器放大，驅(qū)動光電強(qiáng)度調(diào)制器；步驟2，連續(xù)波激光器輸出的光載波信號經(jīng)過級聯(lián)的光電相位調(diào)制器和光電強(qiáng)度調(diào)制器，調(diào)節(jié)光電強(qiáng)度調(diào)制器的偏置點使輸出形成平坦的光頻梳；步驟3，調(diào)節(jié)可調(diào)延遲線，使得光電延遲差為零，實現(xiàn)寬帶相位匹配；此時，信號發(fā)生器輸出寬帶掃頻的信號，相應(yīng)地，光電強(qiáng)度調(diào)制器輸出的光頻梳的梳齒間隔頻率也隨之掃頻變化，產(chǎn)生梳齒頻率間隔可寬帶掃頻的光頻梳。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的梳齒頻率間隔可掃頻的光頻梳產(chǎn)生方法，其特征在于，所述步驟2中，光頻梳的梳齒間隔頻率與信號發(fā)生器所產(chǎn)生的信號的頻率相同。6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的梳齒頻率間隔可掃頻的光頻梳產(chǎn)生方法，其特征在于，還包括步驟4，所述步驟4具體為:步驟3產(chǎn)生的梳齒頻率間隔可寬帶掃頻的光頻梳，經(jīng)過延時相干儀和光電接收機(jī)后，通過采樣示波器顯示?！疚臋n編號】G02F1/35GK103941515SQ201410141103【公開日】2014年7月23日申請日期:2014年4月9日優(yōu)先權(quán)日:2014年4月9日【發(fā)明者】謝瑋霖,董毅,周潛申請人:上海交通大學(xué)