专利名称：一种产生高重复频率光学频率梳的装置的制作方法
技术领域：
一种产生高重复频率光学频率梳的装置
技术领域：
本实用新型涉及一种产生高重复频率光学频率梳的装置。
背景技术：
高重复频率的光学频率梳(简称光梳)在高精度激光测距、精密光谱测量和天文光谱学方面有着极其重要的应用价值。由于高重复频率的光梳脉冲时间间隔短，在基于飞行时间的测距方案中可以提高距离的测量分辨率；同时它在频率域的纵模频率间隔大，即光谱范围内的光梳齿的个数少，有利于提高单个频率梳齿的能量，也大频率间隔的天文光谱测量提供了有力的探测光源。所以实现具有高重复频率脉冲特性的光梳具有重要的实用价值。传统产生高重复频率光梳(即重复频率在GHz量级及以上)的装置主要是利用短腔法。由于锁模谐振腔内产生脉冲的重复频率f与有效腔长L存在关系式f = c/L，其中c为真空中光速，有效腔长L=nL’，其中η为激光腔平均折射率，L’为激光器的物理长度。所以通过减小折射率η或是缩短腔长L’可达到提高重复频率的作用。但是由于折射率η有材料的固有性质决定不宜改变，所以通常采用缩短腔长L’的方式提高激光器的脉冲重复频率。这种装置的最大缺点在于激光腔内的锁模器件或是加工技术通常会限制腔长，从而很难用短腔法实现重复频率在IOGHz以上的锁模脉冲，因为此时有效腔长仅为3cm，对激光器的设计提出了巨大的难题。另外，短腔法产生的高重复频率脉冲的缺点还包括:1、短腔激光器对腔长的物理抖动敏感，抗噪声能力差，以至于锁模脉冲的稳定度
较差；2、由于激光腔空 间小，所以腔内难以放入调节器件对脉冲的一些光学参数进行调整，如色散，脉宽、偏振态，载波包络相位等；3、短腔法产生的锁模脉冲CEP零频线宽较宽，对反馈伺服电路系统的响应带宽要求较高；4、激光器腔加工精度要求高，不易调整与结构优化。总之,传统技术在实现具有载波包络相位长期稳定的光梳光源方面仍有较大难度。
实用新型内容本实用新型目的是克服了现有技术的不足，提供一种摆脱了激光器腔长的束缚的产生高重复频率光学频率梳的装置。本实用新型是通过以下技术方案实现的:一种产生高重复频率光学频率梳的装置，其特征在于:包括顺次连接的标准频率源H、射频信号发生器G、锁模激光器A、光放大器B、压缩器C、声光频移器(AOFS)D，所述的声光频移器(AOFS) D后设置有顺次设有曲面镜M、自参考零频干涉探测仪F、声光频移器的调制驱动电路E反馈于声光频移器(AOFS) D。[0012]如上所述的产生高重复频率光学频率梳的装置，其特征在于:所述的声光频移器的调制驱动电路E包括带通滤波器和低噪声功率放大器。如上所述的产生高重复频率光学频率梳的装置，其特征在于:所述的零频自参考干涉探测仪F为Ο-f自参考干涉仪。如上所述的产生高重复频率光学频率梳的装置，其特征在于:所述的零频自参考干涉探测仪F为共线型f-2f自参考干涉仪。如上所述的产生高重复频率光学频率梳的装置，其特征在于:所述的为非共线型f-2f自参考干涉仪。与现有技术相比，本实用新型有如下优点:本实用新型采用谐波锁模的方式产生高重复频率脉冲，从而摆脱了激光器腔长的束缚，在很大程度上放宽了高重复频率脉冲的产生条件。另外，谐波锁模激光器没有腔长度的限制，便于放置色散和偏振控制元件，从而利于实现对激光脉冲特性的调节，以保证激光器输出的稳定性。
图1为本实用新型示意图。
具体实施方式一种产生高重复频率光学频率梳的装置，包括顺次连接的标准频率源H、射频信号发生器G、锁模激光器A、光放大器B、压缩器C、声光频移器(AOFS) D，所述的声光频移器(AOFS)D后设置有顺次设有曲面镜M、自参考零频干涉探测仪F、声光频移器的调制驱动电路E反馈于声光频移器(AOFS)D。所述的声光频移 器的调制驱动电路E包括带通滤波器和低噪声功率放大器。所述的零频自参考干涉探测仪F为Ο-f自参考干涉仪或共线型f_2f自参考干涉仪或非共线型f_2f自参考干涉仪。本实用新型具体实施过程如下:首先，利用标准频率源H为射频信号发生器G产生标准同步时钟，调节射频信号发生器G产生频率为锁模激光器A基次锁模频率(fr) N倍的驱动频率信号，通过锁模激光器A中的调频器使锁模激光器A产生重复频率为N.fr的脉冲信号。之后，对该高重复频率脉冲信号通过光放大器B进行光脉冲放大及通过压缩器C脉宽压缩，为零频探测和高功率脉冲输出提供能量。然后，使该谐波锁模脉冲通过一个声光频移器D，其零级衍射光具有一定的发散角，需要经过曲面镜M进行光学整形，减小光束发散角；并经过自参考零频测量系统F，产生载波包络位相的拍频信号fo。最后，将该电学信号送入声光频移器的调制驱动电路E用于驱动声光频移器D，使其一级衍射光被频移-fo，或者将该拍频信号与一个标准频率信号f’混频，产生频率信号f’ +fO，然后用该混频信号经带通滤波放大后驱动声光频移器D，此时一级衍射被频移-(fO+f’ )。上述两种情况分别将谐波锁模脉冲的载波包络相位锁定在O和标准频率f’上。由于激光器的重复频率和载波零频同时被信号发生器和声光频移器AOFS精密锁定，所以实现了高重复频率的激光光梳脉冲输出。
权利要求1.一种产生高重复频率光学频率梳的装置，其特征在于:包括顺次连接的标准频率源(H)、射频信号发生器(G)、锁模激光器(A)、光放大器(B)、压缩器(C)、声光频移器(AOFS)(D)，所述的声光频移器(AOFS) (D)后设置有顺次设有曲面镜(M)、自参考零频干涉探测仪(F)、声光频移器的调制驱动电路(E)反馈于声光频移器(AOFS) (D)0
2.根据权利要求1所述的产生高重复频率光学频率梳的装置，其特征在于:所述的声光频移器的调制驱动电路(E)包括带通滤波器和低噪声功率放大器。
3.根据权利要求1所述的产生高重复频率光学频率梳的装置，其特征在于:所述的零频自参考干涉探测仪(F)为Ο-f自参考干涉仪。
4.根据权利要求1所述的产生高重复频率光学频率梳的装置，其特征在于:所述的零频自参考干涉探测仪(F)为共线型f_2f自参考干涉仪。
5.根据权利要求1所述的产生高重复频率光学频率梳的装置，其特征在于:所述的为非共线型f_2f自参考干涉仪。
专利摘要本实用新型公开了一种产生高重复频率光学频率梳的装置，其特征在于包括顺次连接的标准频率源H、射频信号发生器G、锁模激光器A、光放大器B、压缩器C、声光频移器(AOFS)D，所述的声光频移器(AOFS)D后设置有顺次设有曲面镜M、自参考零频干涉探测仪F、声光频移器的调制驱动电路E反馈于声光频移器(AOFS)D。本实用新型目的是克服了现有技术的不足，提供一种摆脱了激光器腔长的束缚的产生高重复频率光学频率梳的装置。
文档编号H01S3/13GK202975553SQ20122060974
公开日2013年6月5日 申请日期2012年11月16日 优先权日2012年11月16日
发明者梁崇智, 曾和平, 闫明 申请人:广东汉唐量子光电科技有限公司