基于微腔孤子光频梳的波长计及测量待测光束波长的方法

本公开涉及微腔孤子光频梳，尤其涉及一种基于微腔孤子光频梳的波长计及测量待测光束波长的方法。

背景技术：

1、光束的波长的测量已经被广泛应用于测量长度、速度和角度等领域，光束的波长已成为精密计量和精密机械等领域的重要测量参数。因此，对于光束波长的准确测量的研究具有重要意义。

2、然而目前用于检测光束波长的波长计结构复杂，制作成本高，且不利于集成化。

技术实现思路

1、为至少部分地克服上述提及的至少一种或者其它发明的技术缺陷，本公开的至少一种实施例提出了一种基于微腔孤子光频梳的波长计及测量待测光束波长的方法，通过设置形成单元可以形成多个重复频率不同的微腔孤子光频梳，以用于测量待测光束的波长。

2、根据本发明的一个方面，提供了一种基于微腔孤子光频梳的波长计，被配置为测量待测光束的波长，包括：形成单元，被配置为形成微腔孤子光频梳，包括：光源支路，被配置为发射第一光束；辅助支路，被配置为发射辅助光束；微腔，分别与所述光源支路和所述辅助支路连接，所述第一光束和所述辅助光束在所述微腔内形成微腔孤子光频梳，其中，所述形成单元通过调节所述辅助光束调节所述微腔孤子光频梳的重复频率；待测单元，与所述形成单元连接，被配置为将所述待测光束与所述微腔孤子光频梳合束；测量单元，与所述待测单元连接，被配置为测量所述待测光束和所述微腔孤子光频梳的拍频信号，并基于所述拍频信号和所述微腔孤子光频梳的重复频率计算所述待测光束的波长。

3、在一些实施例中，所述光源支路包括：第一光源，被配置为发射第一光束；第一环形器，设置在所述第一光源和所述微腔之间，被配置为使所述第一光束以环形方式进入所述微腔。

4、在一些实施例中，所述光源支路还包括：第一放大器，与所述第一光源连接，被配置为放大所述第一光束的功率；第一偏振控制器，设置在所述第一放大器和所述第一环形器之间，被配置为控制来自所述第一放大器的第一光束的偏振。

5、在一些实施例中，所述辅助支路包括：第二光源，被配置为发射辅助光束；第二环形器，设置在所述第二光源和所述微腔之间，被配置为使所述辅助光束以环形方式进入所述微腔，并将所述微腔孤子光频梳传输至所述待测单元。

6、在一些实施例中，所述辅助支路还包括：第二放大器，与所述第二光源连接，被配置为放大所述辅助光束的功率；第二偏振控制器，设置在所述第二放大器和所述第二环形器之间，被配置为控制来自所述第二放大器的辅助光束的偏振。

7、在一些实施例中，所述待测单元包括：调制器，所述待测光束经由所述调制器调制后射出；分束器，设置在所述调制器和所述辅助支路之间，并与所述测量单元连接，被配置为将来自所述调制器的所述待测光束和所述微腔孤子光频梳合束为合束光束。

8、在一些实施例中，所述测量单元包括：光电探测器，与所述待测单元连接，被配置为将所述合束光束的光信号转换为电信号；分析单元，与所述光电探测器连接，被配置为基于所述电信号计算所述待测光束的波长。

9、在一些实施例中，所述微腔包括回音壁模式微腔。

10、根据本发明的另一个方面，提供了一种利用上述波长计测量待测光束波长的方法，包括：分别控制所述光源支路和所述辅助支路向所述微腔发射所述第一光束和所述辅助光束；重复调节所述辅助支路发射的所述辅助光束的频率，以调节所述微腔孤子光频梳的重复频率；基于所述重复频率和所述拍频信号的变化关系，确定与所述待测光束拍频的所述微腔孤子光频梳的梳齿数的绝对值；基于经所述调制器调制后射出的所述待测光束的频率，确认所述梳齿数的正负值和所述拍频信号的正负值；基于与所述待测光束拍频的所述微腔孤子光频梳的梳齿数，确定所述待测光束波长。

11、根据本公开实施例的，通过设置辅助支路发射辅助光束可以抑制微腔内的热效应，在微腔内辅助第一光束形成微腔孤子光频梳，并且通过改变辅助光束的频率可以改变微腔孤子光频梳的重复频率，也就是说，通过设置形成单元可以形成多个重复频率不同的微腔孤子光频梳。因此，在测量待测光束波长的情况下，无需设置多个微腔孤子光频梳的形成装置即可以测量待测光束的波长。

技术特征：

1.一种基于微腔孤子光频梳的波长计，被配置为测量待测光束的波长，包括：

2.根据权利要求1所述的波长计，其特征在于，所述光源支路包括：

3.根据权利要求2所述的波长计，其特征在于，所述光源支路还包括：

4.根据权利要求1所述的波长计，其特征在于，所述辅助支路包括：

5.根据权利要求4所述的波长计，其特征在于，所述辅助支路还包括：

6.根据权利要求1所述的波长计，其特征在于，所述待测单元包括：

7.根据权利要求1所述的波长计，其特征在于，所述测量单元包括：

8.根据权利要求1所述的波长计，其特征在于，所述微腔包括回音壁模式微腔。

9.一种利用上述权利要求1-8中任一所述的波长计的测量待测光束波长的方法，包括：

技术总结
本公开提出了一种基于微腔孤子光频梳的波长计，被配置为测量待测光束的波长，包括：形成单元，被配置为形成微腔孤子光频梳，包括：光源支路，被配置为发射第一光束；辅助支路，被配置为发射辅助光束；微腔，分别与光源支路和辅助支路连接，第一光束和辅助光束在微腔内形成微腔孤子光频梳，其中，形成单元通过调节辅助光束调节微腔孤子光频梳的重复频率；待测单元，与形成单元连接，被配置为将待测光束与微腔孤子光频梳合束；测量单元，与待测单元连接，被配置为测量待测光束和微腔孤子光频梳的拍频信号，并基于拍频信号和微腔孤子光频梳的重复频率计算待测光束的波长。

技术研发人员：董春华,牛睿,万帅,邹长铃,李明,郭光灿
受保护的技术使用者：中国科学技术大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13