專利名稱：一種產生高重復頻率光學頻率梳的裝置的制作方法
技術領域：
一種產生高重復頻率光學頻率梳的裝置
技術領域：
本實用新型涉及一種產生高重復頻率光學頻率梳的裝置。
背景技術：
高重復頻率的光學頻率梳(簡稱光梳)在高精度激光測距、精密光譜測量和天文光譜學方面有著極其重要的應用價值。由于高重復頻率的光梳脈沖時間間隔短，在基于飛行時間的測距方案中可以提高距離的測量分辨率；同時它在頻率域的縱模頻率間隔大，即光譜范圍內的光梳齒的個數少，有利于提高單個頻率梳齒的能量，也大頻率間隔的天文光譜測量提供了有力的探測光源。所以實現具有高重復頻率脈沖特性的光梳具有重要的實用價值。傳統(tǒng)產生高重復頻率光梳(即重復頻率在GHz量級及以上)的裝置主要是利用短腔法。由于鎖模諧振腔內產生脈沖的重復頻率f與有效腔長L存在關系式f = c/L，其中c為真空中光速，有效腔長L=nL’，其中η為激光腔平均折射率，L’為激光器的物理長度。所以通過減小折射率η或是縮短腔長L’可達到提高重復頻率的作用。但是由于折射率η有材料的固有性質決定不宜改變，所以通常采用縮短腔長L’的方式提高激光器的脈沖重復頻率。這種裝置的最大缺點在于激光腔內的鎖模器件或是加工技術通常會限制腔長，從而很難用短腔法實現重復頻率在IOGHz以上的鎖模脈沖，因為此時有效腔長僅為3cm，對激光器的設計提出了巨大的難題。另外，短腔法產生的高重復頻率脈沖的缺點還包括:1、短腔激光器對腔長的物理抖動敏感，抗噪聲能力差，以至于鎖模脈沖的穩(wěn)定度
較差；2、由于激光腔空 間小，所以腔內難以放入調節(jié)器件對脈沖的一些光學參數進行調整，如色散，脈寬、偏振態(tài)，載波包絡相位等；3、短腔法產生的鎖模脈沖CEP零頻線寬較寬，對反饋伺服電路系統(tǒng)的響應帶寬要求較高；4、激光器腔加工精度要求高，不易調整與結構優(yōu)化?？傊?傳統(tǒng)技術在實現具有載波包絡相位長期穩(wěn)定的光梳光源方面仍有較大難度。

實用新型內容本實用新型目的是克服了現有技術的不足，提供一種擺脫了激光器腔長的束縛的產生高重復頻率光學頻率梳的裝置。本實用新型是通過以下技術方案實現的:一種產生高重復頻率光學頻率梳的裝置，其特征在于:包括順次連接的標準頻率源H、射頻信號發(fā)生器G、鎖模激光器A、光放大器B、壓縮器C、聲光頻移器(AOFS)D，所述的聲光頻移器(AOFS) D后設置有順次設有曲面鏡M、自參考零頻干涉探測儀F、聲光頻移器的調制驅動電路E反饋于聲光頻移器(AOFS) D。[0012]如上所述的產生高重復頻率光學頻率梳的裝置，其特征在于:所述的聲光頻移器的調制驅動電路E包括帶通濾波器和低噪聲功率放大器。如上所述的產生高重復頻率光學頻率梳的裝置，其特征在于:所述的零頻自參考干涉探測儀F為Ο-f自參考干涉儀。如上所述的產生高重復頻率光學頻率梳的裝置，其特征在于:所述的零頻自參考干涉探測儀F為共線型f-2f自參考干涉儀。如上所述的產生高重復頻率光學頻率梳的裝置，其特征在于:所述的為非共線型f-2f自參考干涉儀。與現有技術相比，本實用新型有如下優(yōu)點:本實用新型采用諧波鎖模的方式產生高重復頻率脈沖，從而擺脫了激光器腔長的束縛，在很大程度上放寬了高重復頻率脈沖的產生條件。另外，諧波鎖模激光器沒有腔長度的限制，便于放置色散和偏振控制元件，從而利于實現對激光脈沖特性的調節(jié)，以保證激光器輸出的穩(wěn)定性。

圖1為本實用新型示意圖。
具體實施方式一種產生高重復頻率光學頻率梳的裝置，包括順次連接的標準頻率源H、射頻信號發(fā)生器G、鎖模激光器A、光放大器B、壓縮器C、聲光頻移器(AOFS) D，所述的聲光頻移器(AOFS)D后設置有順次設有曲面鏡M、自參考零頻干涉探測儀F、聲光頻移器的調制驅動電路E反饋于聲光頻移器(AOFS)D。所述的聲光頻移 器的調制驅動電路E包括帶通濾波器和低噪聲功率放大器。所述的零頻自參考干涉探測儀F為Ο-f自參考干涉儀或共線型f_2f自參考干涉儀或非共線型f_2f自參考干涉儀。本實用新型具體實施過程如下:首先，利用標準頻率源H為射頻信號發(fā)生器G產生標準同步時鐘，調節(jié)射頻信號發(fā)生器G產生頻率為鎖模激光器A基次鎖模頻率(fr) N倍的驅動頻率信號，通過鎖模激光器A中的調頻器使鎖模激光器A產生重復頻率為N.fr的脈沖信號。之后，對該高重復頻率脈沖信號通過光放大器B進行光脈沖放大及通過壓縮器C脈寬壓縮，為零頻探測和高功率脈沖輸出提供能量。然后，使該諧波鎖模脈沖通過一個聲光頻移器D，其零級衍射光具有一定的發(fā)散角，需要經過曲面鏡M進行光學整形，減小光束發(fā)散角；并經過自參考零頻測量系統(tǒng)F，產生載波包絡位相的拍頻信號fo。最后，將該電學信號送入聲光頻移器的調制驅動電路E用于驅動聲光頻移器D，使其一級衍射光被頻移-fo，或者將該拍頻信號與一個標準頻率信號f’混頻，產生頻率信號f’ +fO，然后用該混頻信號經帶通濾波放大后驅動聲光頻移器D，此時一級衍射被頻移-(fO+f’ )。上述兩種情況分別將諧波鎖模脈沖的載波包絡相位鎖定在O和標準頻率f’上。由于激光器的重復頻率和載波零頻同時被信號發(fā)生器和聲光頻移器AOFS精密鎖定，所以實現了高重復頻率的激光光梳脈沖輸出。
權利要求1.一種產生高重復頻率光學頻率梳的裝置，其特征在于:包括順次連接的標準頻率源(H)、射頻信號發(fā)生器(G)、鎖模激光器(A)、光放大器(B)、壓縮器(C)、聲光頻移器(AOFS)(D)，所述的聲光頻移器(AOFS) (D)后設置有順次設有曲面鏡(M)、自參考零頻干涉探測儀(F)、聲光頻移器的調制驅動電路(E)反饋于聲光頻移器(AOFS) (D)0
2.根據權利要求1所述的產生高重復頻率光學頻率梳的裝置，其特征在于:所述的聲光頻移器的調制驅動電路(E)包括帶通濾波器和低噪聲功率放大器。
3.根據權利要求1所述的產生高重復頻率光學頻率梳的裝置，其特征在于:所述的零頻自參考干涉探測儀(F)為Ο-f自參考干涉儀。
4.根據權利要求1所述的產生高重復頻率光學頻率梳的裝置，其特征在于:所述的零頻自參考干涉探測儀(F)為共線型f_2f自參考干涉儀。
5.根據權利要求1所述的產生高重復頻率光學頻率梳的裝置，其特征在于:所述的為非共線型f_2f自參考干涉儀。
專利摘要本實用新型公開了一種產生高重復頻率光學頻率梳的裝置，其特征在于包括順次連接的標準頻率源H、射頻信號發(fā)生器G、鎖模激光器A、光放大器B、壓縮器C、聲光頻移器(AOFS)D，所述的聲光頻移器(AOFS)D后設置有順次設有曲面鏡M、自參考零頻干涉探測儀F、聲光頻移器的調制驅動電路E反饋于聲光頻移器(AOFS)D。本實用新型目的是克服了現有技術的不足，提供一種擺脫了激光器腔長的束縛的產生高重復頻率光學頻率梳的裝置。
文檔編號H01S3/13GK202975553SQ20122060974
公開日2013年6月5日 申請日期2012年11月16日 優(yōu)先權日2012年11月16日
發(fā)明者梁崇智, 曾和平, 閆明 申請人:廣東漢唐量子光電科技有限公司