使用细和粗光频梳的光学合成器调谐的制作方法_3

文档序号:9921525阅读:来源:国知局
>[0037]扫描谐振器30的FSR引起CCS 108变化。随着CC 104的齿则(例如,第二齿112)被锁 定至FC 102的齿nQ(例如,第一齿110),CC 104的齿血(例如,第三齿116)跨FC 102的m,n2,n3 等齿移动。随着CCS 108相对于FC 102变化,然后可以基于FC 102和CC 104之间的拍音的频 率变化的速率来将nu齿116锁定至FC 102的任何齿(m,n2,n3等)。特别地,随着nu齿116跨 FC102的齿扫描,监测拍音的竞争率(RR):
[0038] 在示例中,竞争率可以通过向FCS 106施加小的抖动来监测。FCS 106的抖动在FC 102和CC 104之间的拍音上生成锯齿形状。竞争率是拍音中锯齿形状的向下边缘的斜率。竞 争率具有成比例地取决于no齿110和CC 104的m齿116正在其上干涉以创建拍音的FC 102的 齿(m,n2,m等)之间的齿数的值。特别地,竞争率移动得越接近无穷大(垂直斜率),则与CC 104的m齿116进行干涉的FC 102的齿(m,n2,n3等)越远离no齿110。基于此现象,可以确定CC 104的m齿116何时与其中其希望将nu齿锁定到的FC 102的齿(第四齿)118重叠。特别地,对 于取决于抖动FCS 106的方法的某个常数b,RR = b · q。当nu齿116与所期望的(第四)齿118 重叠时,竞争率等于用于第四齿118的预定值。在那时,可雇佣(engage)伺服环路,其保持CC 104的谐振器30的FSR将第三齿116锁定至第四齿118。一旦发生这个,CC 104的所有的齿被 FCS106的整数倍隔开。特别地,这可以在不必检测具有CCS 108的频率的拍音的情况下完 成。
[0039] 第一齿110和第二齿112之间的锁定,FCS 106和RF参考之间的锁定,第三齿116和 第四齿118之间的锁定,以及CC 104的自参考锁定都被同时地保持以提供相互参考的梳。通 过将第一齿110锁定至第二齿112并且通过将FCS106锁定至CCS 108,可以设置FC 102的频 率偏移,即使FC 102并未通过设置CC 104的频率偏移而跨越光学倍频程,其借助于FC 102 被锁定至CC 104而自动地设置FC 102的频率偏移。特别地,FC 102和CC 14输出与栗浦激光 器22,24-致的滑动(向上和/或向下),其被锁定在一起。CCS 108并未在这个发生时改变, 因为其被锁定至FCS 106的整数倍。这样,可设置(例如,调整)FC 102的频率偏移,即使FC 102可能并未跨越光学倍频程。
[0040]当使用相互参考的光频梳时,可以以与前文所讨论的相同的方式来完成在FC 102 的范围内对输出激光器20的调谐。也就是说,输出激光器20的频率可以通过连同由处理设 备12产生的增量频率来选择FC 104的期望的齿16而被选择,以便生成所期望的00FL。
[0041] 可以通过引导(bootstrap)锁定用于FC 102的第一栗22到CC 104的任何所期望的 齿,然后使用FC 102的任何期望的齿以产生00FL来完成在宽范围内对输出激光器210的调 谐。这类似于上文所讨论的方法200。
[0042]图3是当使用相互参考的光频梳时,用于调谐光频合成器10的示例方法300的流程 图。与方法200类似,首先,第一栗22可被锁定至CC 104的第二栗24,其将第一栗22锁定至CC 104的中心齿。
[0043]为了移动FC 102的齿的频率范围,如上文关于使用非相互参考的光学梳的合成器 10所讨论的,FC 102的第一栗22被锁定至CC 104的不同的齿。在使用相互参考的光学梳的 合成器10中,用于锁定FC 102的第一栗22至CC 104的不同的齿的过程与针对非相互参考的 光学梳所描述的过程略有不同。特别地,因为在相互参考的光学梳中,CC 104的频率间距 (CCS) 108被锁定至FC 102的频率间距(FCS)106的倍数,所以FC 102不能以上面所讨论的方 式被扫描到不同的齿。
[0044] 因此,为了移动与CC 104相互参考的FC 102的齿的频率范围,对将CCS108锁定至 FCS 106的倍数的伺服环路的控制参数进行采样并保持(块302),其从FCS 106解锁(de-locks)。在其中通过锁定CC 104的第三齿116至FC 102的第四齿118而使CCS 108被锁定至 FCS 106的上面所描述的示例中,对锁定第三齿116至第四齿118的伺服环路进行采样并保 持,其从第四齿118解锁第三齿116。
[0045]虽然用于CCS 108的伺服环路被采样并保持,第一栗22被扫描至CC 104的期望的 齿(块304)并以关于非相互参考的光学梳的上文所讨论的任何方式被锁定至所期望的齿 (块306)。例如,通过递增扫描和锁定第一栗22至每个相邻的齿,或通过将第一栗22直接地 扫描至所期望的齿,第一栗22可以从CC 104的中心齿被移动到所期望的齿。一旦第一栗22 被锁定至CC 104的期望的齿,则CCS 108可以以下文所讨论的方式被重新锁定至FCS 106 (块308),其重新建立了CC 104和FC 102之间的相互参考。
[0046]在其中第一栗22通过递增锁定至每个相邻齿而被移动的示例中,在第一栗22被锁 定至那个相应的齿之后,用于CC 104的CCS 108的伺服环路可以被重新锁定至每个相邻齿。 在其中将CCS 108锁定至FCS 106包括将第三齿116锁定至第四齿118的示例中,重新锁定 CCS 108至FCS 106包括将对第三齿116相邻的齿锁定至第四齿118。也就是说,因为FC 102 已经被移动成CC 104向上或向下一个齿,所以对第三齿116相邻的齿应该被用第四齿118锁 定以保持与在FC 102的移动之前相同的CCS 108的关系。例如,如果FC 102的中心齿被最初 锁定至CC 104的中心齿并且CC 104的1^齿被最初锁定至FC 102的11^齿,在扫描第一栗22 使得FC 102的中心齿被锁定至CC 104的n-i齿之后,通过锁定CC 104的n-2齿(对n-2齿的相邻 的齿)至FC 102的n-m齿来重新锁定CCS 108。特别地,用于重新锁定的对第三齿116的相邻的 齿是在与第一栗22的扫描的方向相同的方向上的相邻的齿。
[0047] 一旦CCS 108被重新锁定至FCS 106,则用于CCS 108的伺服环路可以再次被采样 和保持,这再次将CCS 108从FCS 106解锁。虽然伺服环路被采样和保持,但是第一栗22可以 再次从当前齿被扫描至下一个相邻的齿。一旦第一栗22被锁定至下一个相邻的齿,则如上 面讨论的,CCS 108可以再次被重新锁定至FCS 106。重复此过程,直到FC 102已逐渐增加到 CC 104所期望的齿,使得第一栗22被锁定至所期望的齿。一旦第一栗22被锁定至CC 104所 期望的齿,则CCS 108可以以上文所讨论的方式被重新锁定至FCS 106,其再次相互参考CC 104与FC 102。
[0048]在其中第一栗22被直接地扫描至CC 104所期望的齿的示例中,第一栗22可以以关 于非相互参考的光学梳的上文所讨论的任何方式被扫描。一旦第一栗22被锁定至CC 104所 期望的齿,则CC 104的CCS 108可以以上文所讨论的方式被重新锁定至FCS 106,除了被锁 定到FC 102的第四齿118的CC 104的齿是远离第三齿116M齿的齿,其中Μ是在扫描之前所期 望的齿(第一栗22被锁定到的齿)远离第一栗22被锁定到的齿的齿数。这样,在扫描之后保 持了与在扫描之前相同的CCS 108至FCS 106的关系。
[0049] 一旦FC 102和CC 104相互参考并且第一栗22被锁定至CC 104的所期望的齿,则可 以选择FC 102的所期望的齿16并连同由处理设备12产生的增量频率来被使用(块310 ),以 便生成如上文所讨论的所期望的00FL(块312)。 示例实施例
[0050] 示例1包括光频合成器,其包括:用第一栗浦激光器栗浦的粗光频梳,其中设置了 粗光频梳的至少一个齿的绝对频率;具有齿之间的频率间距的细光频梳,其被锁定到射频 参考的分数或整数倍,所述细光频梳用第二栗浦激光器栗浦,其中第二栗浦激光器被最初 锁定至粗光频梳的第一齿;和输出激光器;其中光频合成器被配置成:扫描第二栗浦激光器 至接近粗光频梳的所期望的齿;锁定第二栗浦激光器至所期望的齿;并在第二栗被锁定至 所期望的齿之后基于细光频梳的齿用输出激光器生成输出信号。
[0051] 示例2包括示例1的光频合成器,其中,光频合成器被配置成针对第一齿和期望的 齿之间的每个齿来重复第二栗浦激光器的扫描和锁定,以使第二栗浦激光器从第一齿递增 步进到所期望的
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