[0029](三)有益效果
[0030]从上述技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果:
[0031]1、本发明提供的基于单片集成微腔激光器的可调谐光频梳产生系统，将片上集成的半导体微腔激光器与高非线性光纤相结合，实现了小型化，低功耗，可调谐的光频梳产生系统。通过调节集成器件中主激光器的注入电流来改变频梳的频率间隔，最终实现频率间隔从几GHz到几百GHz范围的连续可调谐。
[0032]2、本发明提供的基于单片集成微腔激光器的可调谐光频梳产生系统，属于利用非线性光学中的四波混频效应产生频梳的新型系统，其中作为种子源的半导体微腔激光器具有体积小、Q值高、功耗低等优点。
[0033]3、本发明提供的基于单片集成微腔激光器的可调谐光频梳产生系统，主激光器与从激光器集成的设计则使得该系统无需额外提供大功率注入光，与现有的基于光注入无源回音壁谐振腔的频梳系统相比具有结构简单，注入稳定等优点。
[0034]4、本发明提供的基于单片集成微腔激光器的可调谐光频梳产生系统，产生的光频梳间隔较大，可以从几GHz到几百GHz，从而弥补了传统锁模激光器光频梳间隔小的缺陷，极大的拓宽了光频梳的应用范围。
[0035]5、本发明提供的基于单片集成微腔激光器的可调谐光频梳产生系统，产生的光频梳间隔可以通过注入电流大小或外界光注入位置来连续调节，产生频梳的可调谐性操作方法简单。
[0036]6、本发明提供的基于单片集成微腔激光器的可调谐光频梳产生系统，利用高非线性光纤的扩谱效应产生模式间隔均匀的光频梳，通过改变注入波长的相对位置及主激光器的电流大小，实现频梳间隔的连续可调谐，频梳间隔覆盖了特高频厘米波(3-30GHZ)和极高频毫米波(30-300GHZ)波段。
【附图说明】
[0037]图1为本发明提供的基于单片集成微腔激光器的可调谐光频梳产生系统的示意图；
[0038]图2为本发明采用的集成微腔激光器的立体示意图；
[0039]图3A和图3B为四波混频发生过程的示意图，其中图3A为简并四波混频发生过程的示意图，图3B为非简并四波混频发生过程的示意图；
[0040]图4A和图4B为采用外界光注入产生可调的谐频梳的示意图，图4A为光注入到微腔激光器后的模式图，虚线I和实线2分别对应外界光和半导体微腔激光器的激射光；图4B为经过高非线性光纤后产生频梳的模式图；
[0041]图5A和图5B为单片集成微腔激光器中产生可调的谐频梳示意图，图5A为主激光器注入到从激光器后的模式图，虚线I和实线2分别对应主激光器和从激光器的激射模式；图5B为经过放大器、滤波器及高非线性光纤处理后产生的频梳模式图；
[0042]图6A和图6B为实验得到的结果，图6A为主激光器注入到从激光器后的模式图，方形标记和圆形标记分别对应主激光器和从激光器的激射模式，图6B为经过放大器、滤波器及高非线性光纤等处理后产生频梳的光谱图；
[0043]图中，主激光器1、从激光器2、可调谐滤波器3、光纤放大器4、光隔离器5、高非线性光纤6、光分束器7、光谱仪8、光电探测器9、频谱仪10 ;虚线箭头所示为光信号，实线箭头所示为电信号。
【具体实施方式】
[0044]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
[0045]图1为本发明提供的基于单片集成微腔激光器的可调谐光频梳产生系统的示意图，该可调谐光频梳产生系统包括主激光器1、从激光器2、可调谐滤波器3、光纤放大器4、光隔离器5和高非线性光纤6，其中:主激光器I与从激光器2集成于同一个功能模块上，主激光器I用于为从激光器2提供可调谐的注入光信号；可调谐滤波器3，用于对自主激光器I及从激光器2输入的光信号进行可调谐过滤，并输出至光纤放大器4 ;光纤放大器4，用于放大光信号，达到高非线性光纤6工作需要的功率，并输出至光隔离器5 ;光隔离器5，用于保证光纤放大器4输出的光的单向输出至高非线性光纤6 ;高非线性光纤6，用于提供非线性介质，扩展级联四波混频，获得等频率间隔的，功率均匀分布的光频梳。
[0046]此外，该可调谐光频梳产生系统还可以采用一些其他光学设备来接收和监测产生频梳的特性，例如光分束器7、光谱仪8、光电探测器9和频谱仪10，如图1中虚线框所示。高非线性光纤6输出的光被光分束器7分成两路，其中一路光信号被输出至光谱仪8以供用户观测，另外一路光信号被光电探测器9收集到频谱仪10来观测微波谱，进而确定频率的间隔及其稳定度。
[0047]图1中，主激光器I和从激光器2构成集成微腔激光器，主激光器I和从激光器2均为电注入回音壁模式的半导体微腔激光器。在集成微腔激光器中，固定从激光器2电流大小，调节主激光器I电流的大小，使主激光器I的谐振波长靠近从激光器2的谐振波长，当二者波长差很小时，在集成微腔激光器的腔内发生四波混频效应，从激光器2输出的模式可以作为频梳产生的种子源，频梳间隔的调节也是在这一关键步骤实现。
[0048]集成微腔激光器的输出经过可调谐滤波器3滤掉不需要的模式，然后经过高功率的光纤放大器4放大到足够的功率再经过光隔离器5和高非线性光纤6产生频梳，其中高非线性光纤6具有较高的非线性系数和很小的群速度色散，注入功率足够大时，光纤内导光介质的材料折射率随光功率变化，从而在光纤内部发生包括四波混频在内的次级效应；紧接着高非线性光纤6输出的光被光分束器7分成两路，其中一路光信号被输出至光谱仪8以供用户观测，另外一路光信号被光电探测器9收集到频谱仪10来观测微波谱，进而确定频率的间隔及其稳定度。
[0049]主激光器I和从激光器2构成的集成微腔激光器，采用的材料为满足光通信波长的任何半导体材料。该集成微腔激光器的形状包括圆盘、圆环、三角形、正方形、多边形所有基于上述材料且可以激射的腔体。该集成微腔激光器的尺寸在I到50微米之间。该集成微腔激光器的激射模式可以是单模，也可以是双模或多模。主激光器和从激光器的激射波长均可以通过其注入电流的大小而调节，主激光器为从激光器提高可调谐的注入信号；主激光器和从激光器的集成方法可以但不仅限于同种材料的波导直接耦合或侧向耦合。
[0050]图2所示为本发明采用的集成微腔激光器的立体示意图，其包括图1中的主激光器和从激光器，使用位置对应于图1中主激光器I和从激光器2所示。在图2中，该集成微腔激光器是两个圆盘微腔激光器通过波导直接耦合，包括主激光器21、从激光器22以及波导23，均包含上限制层201、有源层202和下限制层203，各层的厚度没有限制，在实际工艺中可根据需要调节，该集成微腔激光器的微腔尺寸是指激光器有源区的边长或半径。构成主激光器21和从激光器22的每一个微盘的下限制层都长在衬底I上。其中，主激光器21和从激光器22的有源区可以是量子阱、量子线、量子点、量子级联各种结构。主激光器21和从激光器22的尺寸为激射波长的几倍到上千倍，其材料可以是公知的各种IV族半导体材料和其化合物以及II1-V、I1-VI, IV-V工族化合物等半导体材料，也可以是有机半导体材料。
[0051]图2中，主激光器21通过波导23向从激光器22实现光注入，如有源层中曲线箭头所示，从激光器22的