基于光纤干涉仪的光学频率梳重复频率分频器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及分频器，具体是一种基于光纤和光纤器件的光学频率梳重复频率分频器。
【背景技术】
[0002]飞秒光学频率梳通过锁定飞秒锁模激光的重复频率和偏置频率至微波频率基准，在时域上得到重复频率稳定的飞秒脉冲激光，在频域上得到频率间隔稳定的激光频率梳。飞秒光学频率梳作为微波频率与光学频率的桥梁，飞秒脉冲在频域内可视为一把具有极高精确度且可溯源的激光频率标尺，因此可以实现对激光频率的直接精密计量，也可以与超稳激光器相结合产生超低噪声的微波频率信号。同时作为一种不同于传统连续波稳频激光的特殊激光光源，光学频率梳在激光频率标尺、天体测量、绝对距离测量和精密光谱测量等光学精密测量领域都有着重要应用。
[0003]由此可见，光学频率梳应用广泛的关键是对光学频率梳光学频率的操纵。对光学频率梳光学频率的操纵可以转化为对光学频率梳重复频率的操纵。目前，利用法布里-珀罗腔光谱滤波和光纤干涉仪的方法可以实现光学频率梳重复频率倍频，然而还没有光学频率梳重复频率分频的相关装置。本发明做为一种对光学频率梳光学频率操纵的可行手段和工具能进一步拓展光学频率梳的潜在应用。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提出一种基于光纤干涉仪的光学频率梳重复频率分频器，使用等臂Mach-Zehnder干涉仪，并结合声光调制器AOM的移频功能达到对光学频率梳重复频率分频的目的。该技术本可以实现对光学频率梳光学频率的操纵，产生新的光学频率梳，其重复频率为原来光学频率梳重复频率的1/N。
[0005]本发明的技术方案如下:
[0006]—种基于光纤干涉仪的光学频率梳重复频率分频器，其构成包括1X2定向保偏光纤耦合器、N臂移频Mach-Zehnder干涉仪系统和重复频率综合系统；所述N臂移频Mach-Zehnder干涉仪系统由I XN定向保偏光纤耦合器、N-1个尾纤为保偏光纤的声光调制器AOMp A0M2、AOM3...AOMn NX I定向保偏光纤耦合器及一定长度的保偏光纤构成。
[0007]所述N臂的移频Mach-Zehnder干涉仪的一个干涉臂由I XN定向保偏光纤親合器的一个输出端口尾纤通过一定长度的保偏光纤与光衰减器熔接，光衰减器再与NXl定向保偏光纤耦合器的一个输入端口尾纤熔接而成；其他N-1个干涉臂由IXN定向保偏光纤耦合器的剩余的N-1个输出端口尾纤通过N-1个尾纤为保偏光纤的声光调制器AOMpAOMpAOM3...AOMn:与NX I定向保偏光纤耦合器剩余的N-1个输入端口尾纤熔接而成。
[0008]所述N臂移频Mach-Zehnder干涉仪系统的N个干涉臂长度相等。
[0009]所述N臂移频Mach-Zehnder干涉仪系统的N_1个干涉臂上的声光调制器AOM1、AOM2, AOM3...AOMn i的驱动频率由重复频率综合系统，且分别为f r/N,2fr/N,3fr/N...(N-1) 为光学频率梳重复频率)。
[0010]所述重复频率综合系统由光学频率梳重复频率探测电路和光学频率梳重复频率分频电路构成。所述光学频率梳重复频率探测电路由高速光电管、第N放大器和第N放大器滤波器构成。所述光学频率梳重复频率分频电路由N-1路功分器、N分频器、2倍频器、3倍频器...N-1倍频器及第一放大器、第二放大器...第N-1放大器和第一滤波器、第一滤波器...第N-1滤波器构成。所述高速光电管的输出端与所述第N放大器的输入端相连，该第N放大器的输出端与所述第N滤波器的输入端相连，该第N滤波器的输出端与所述N-1路功分器的输入端相连，该N-1路功分器的第一个输出端与所述第一 N分频器的输入端相连，该第一 N分频器的输出端与所述第一放大器的输入端相连，该第一放大器的输出端与第一滤波器的输入端相连，该第一滤波器输出端与AOMj^射频驱动输入端相连；所述N-1路功分器的第二个输出端与所述第二 N分频器的输入端相连，该第二 N分频器的输出端与所述2倍频器的输入端相连，该2倍频器的输出端与第二放大器的输入端相连，该第二放大器的输出端与第二滤波器的输入端相连，该第二滤波器输出端与AOM2的射频驱动输入端相连；以此类推，所述N-1路功分器的第N-1个输出端与第N-1个N分频器的输入端相连，该第N-1个N分频器的输出端与所述N-1倍频器的输入端相连，该N-1倍频器的输出端与第N-1放大器的输入端相连，该第N-1放大器的输出端与第N-1滤波器的输入端相连，该第N-1滤波器输出端与AOMn i的射频驱动输入端相连。
[0011]本发明的技术效果如下:
[0012]I)通过N臂移频Mach-Zehnder干涉仪系统，利用N_1个干涉臂上的声光调制器AOMn AOM2, AOM3...AOMn工的移频功能产生移频的光学频率梳，与原光学频率梳叠加，实现分频，产生新的重复频率为原来光学频率梳重复频率的1/N的光学频率梳
[0013]2)采用重复频率综合系统直接从原光学频率梳中提取其重复频率f；，并且分频为fr/N、2fr/N, 3fr/N...(N-1) fr/N，实现驱动N-1个干涉臂上的声光调制器AOM1、AOM2'AOM3...AOMn:的射频源是同源的，进而保证了 N臂移频Mach-Zehnder干涉仪系统产生的新的光学频率梳各个梳齿的相干性。
[0014]3)在N臂移频Mach-Zehnder干涉仪系统的无AOM的那一干涉臂上熔接了光衰减器，以平衡其他N-1个干涉臂上的声光调制器AOMp AOM2, AOM3...AOMn:带来的插入损耗和熔接损耗，提高新光学频率梳的光谱平坦度。
[0015]4)光器件的的连接均使用单模保偏光纤，保证光学频率梳激光信号的偏振特性，提尚新的光学频率梳的?目噪比。
【附图说明】
[0016]图1是本发明基于光纤干涉仪的光学频率梳重复频率分频器系统框图
[0017]图2是N臂移频Mach-Zehnder干涉仪系统框图
[0018]图3是重复频率综合系统框图
[0019]图4是实施例基于光纤干涉仪的光学频率梳重复频率二分频器系统框图
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图和实施例，对本发明作进一步说明。
[0021]请先参阅图1-图3，图1是本发明基于光纤干涉仪的光学频率梳重复频率分频器系统框图，图2是N臂移频Mach-Zehnder干涉仪系统框图，图3是重复频率综合系统框图。如图所示，一种基于光纤干涉仪的光学频率梳重复频率分频器，包括I X 2定向保偏光纤耦合器1、N臂移频Mach-Zehnder干涉仪系统A和重复频率综合系统B，其中N彡2 ;所述的N臂移频Mach-Zehnder干涉仪系统A由I XN定向保偏光纤耦合器2、光衰减器3、N_1个尾纤为保偏光纤的声光调制器AOM^ AOM2, AOM3...AOMn ^NXl定向保偏光纤耦合器4及一定长度的保偏光纤构成；所述的N臂移频Mach-Zehnder干涉仪系统A的一个干涉臂由I XN定向保偏光纤親合器2的一个输出端口尾纤通过一定长度的保偏光纤与光衰减器3恪接，光衰减器3再与NX I定向保偏光纤耦合器4的一个输入端口尾纤熔接而成；所述的N臂移频Mach-Zehnder干涉仪系统A的其他N-1个干涉臂分别由I XN定向保偏光纤親合器2的剩余N-1个输出端口尾纤分别通过所述的N-1个声光调制器AOMpAOM2、AOM3...AOMn ^NXl定向保偏光纤耦合器4的剩余N-1个输入端口尾纤熔接而成；所述的重复频率综合系统B由高速光电管5、N个放大器..6N、N个滤波器m..7n、N-1路功分器8、N-1个N分频器U2...9N 2倍频器10、3倍频器11、...N-1倍频器N+7构成；所述的高速光电管5的输出端与所述的第N放大器6(^的输入端相连，该第N放大器6 (^的输出端与所述的第N滤波器\的输入端相连，该第N滤波器7 N的输出端与所述的N-1路功分器8的输入端相连，该N-1路功分器8的第一个输出端与所述第一 N分频器9:的输入端相连，该第一 N分频器9:的输出端与所述第一放大器6:的输入端相连，该第一放大器6:的输出端与所述第一滤波器输入端相连，该第一滤波器7 i的输出端与AOM i射频驱动输入端相连；所述N-1路功分器的第二个输出端与所述第二 N分频器92的输入端相连，该第二 N分频器9 2的输出端与所述2倍频器10的输入端相连，该2倍频器10的输出端与所述第二放大器62相连，该第二放大器62的输出端与所述第二滤波器7 2的输入端相连，该第二滤波器7 2输出端与AOM2射频驱动输入端相连；以此类推，所述N-1路功分器的第N-1个输出端与所述第N-1个N分频器9n 输入端相连，该第N-1个N分频器的输出端与所述N-1倍频器N+7的输入端相连，该N-1倍频器的输出端与所述第N-1放大器6n i相连，该第N-