本发明专利技术公开了一种光电振荡器产生光学频率梳的装置与方法。该装置由第二功分器、放大器、移相器、第一功分器与延迟线顺序相连构成电增益环腔并产生微波信号，送入由第三功分器、直接调制DFB激光器、光衰减器、光分路器、光接收模块、第一功分器、延迟线、第二功分器顺序相连构成的光电振荡器环路中；当该两个环路互相锁定后，同时符合两个环路振荡的频率被选出，由第三功分器输出微波信号，同时光路经光分路器输出经微波信号调制的光频信号；采用MZM调制器将微波信号再次调制到该光频信号上获得等间距谱的光频信号，通过电压调节移相器改变光频信号的谱间隔，经EDFA饱和放大获得等间隔、功率一致的梳状光频信号。本发明专利技术的结构简单、造价较低、性能稳定。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光频测量的
，特别是一种光电振荡器产生光学频率梳的装置 与方法。
技术介绍
随着以锁模飞秒激光器为核心的光学频率梳技术的成熟，其已经被广泛应用于光 学频率测量、高速异步光学采样、绝对距离测量以及天文光谱的波长校准等领域.尤其在 光频测量领域中，光学频率梳已成为迄今为止最有效的绝对光学频率测量工具，它可以将 铯原子微波频标与光频标准确、可靠且相对简单地直接联系起来。在可见到近红外区域，可 实现以铯原子微波频标作为参考的任意光学频率合成。 传统钛宝石光频梳是目前光频测量领域应用最为广泛并且技术最为成熟的系统， 但由于其结构复杂、体积庞大、成本昂贵、难于维护以及对工作环境要求苛刻等问题，目前 很难适应光频测量领域对简便运行及长期连续测量的诉求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种结构简单、性能稳定的光电振荡器产生光学频率梳的 装置与方法，以获得等间隔、功率一致的梳状光频信号。 实现本专利技术目的的技术解决方案为：一种光电振荡器产生光学频率梳的装置，包 括光端设备和电端设备，所述光端设备包括直接调制DFB激光器、光衰减器、光分路器、光 接收模块和MZM调制器，其中直接调制DFB激光器、光衰减器和光分路器通过光纤顺序相 连，光分路器的一个输出端通过光纤接入光接收模块、光分路器的另一输出端通过光纤与 MZM调制器的一个输入端相连；所述电端设备包括第一功分器、放大器、移相器、延迟线、第 二功分器、第三功分器，其中光接收模块的输出端接入第一功分器的一个输入端，第一功分 器的输出端通过延迟线接入第二功分器输入端，第二功分器的一个输出端顺次通过放大 器、移相器接入第一功分器的另一个输入端，第二功分器的另一个输出端接入第三功分器， 第三功分器的一个输出端接入直接调制DFB激光器、第三功分器的另一个输出端接入MZM 调制器的另一个输入端； 所述第二功分器、放大器、移相器、第一功分器与延迟线顺序相连构成电增益环 腔，该电增益环腔产生微波信号，送入由第三功分器、直接调制DFB激光器、光衰减器、光 分路器、光接收模块、第一功分器、延迟线、第二功分器顺序相连构成的光电振荡器环路中； 当电增益环腔和光电振荡器环路互相锁定后，同时符合两个环路振荡的频率被选出，由光 电振荡器环路的电端即第三功分器的输出端输出微波信号，同时光路经光分路器输出经微 波信号调制的光频信号；采用MZM调制器将微波信号再次调制到该光频信号上，由于光电 振荡器环路输出的光频信号携带射频信号的多次谐波，调制后获得等间距谱的光频信号， 通过电压调节电增益环腔中的移相器改变光频信号的谱间隔，在MZM调制器的输出端外接 掺铒光纤放大器对光频信号进行饱和放大，获得等间隔、功率一致的梳状光频信号。 -种光电振荡器产生光学频率梳的方法，将光电振荡器产生的射频信号调制到光 电振荡器产生的光频信号上，得到更多频率间隔等距的光学频率梳，步骤如下： 步骤1，第二功分器、放大器、移相器、第一功分器与延迟线顺序相连构成电增益环 腔，该电增益环腔产生微波信号，送入由第三功分器、直接调制DFB激光器、光衰减器、光分 路器、光接收模块、第一功分器、延迟线、第二功分器顺序相连构成的光电振荡器环路中； 步骤2,当电增益环腔和光电振荡器环路互相锁定后，同时符合两个环路振荡的频 率被选出，由光电振荡器环路的电端即第三功分器的输出端输出微波信号，同时光路经光 分路器输出经微波信号调制的光频信号； 步骤3,采用MZM调制器将微波信号再次调制到该光频信号上，由于光电振荡器环 路输出的光频信号携带射频信号的多次谐波，调制后获得等间距谱的光频信号，通过电压 调节电增益环腔中的移相器改变光频信号的谱间隔，在MZM调制器的输出端外接掺铒光纤 放大器对光频信号进行饱和放大，获得等间隔、功率一致的梳状光频信号。 本专利技术与现有技术相比，其显著优点为：（1)将射频信号通过马赫-曾德尔调制器 (MZM调制器）调制到光电振荡器产生的光域信号上，在光电振荡器得到携带微波信号多次 谐波的光频信号基础上，再调制后得到了更多等频率间距、性能稳定的光学频率梳；（2)基 于相位补偿的光电振荡器可以实现频率的动态调节，通过改变移相器两端的电压就可以实 现光学频率梳频梳间隔的改变；(3)系统结构简单，造价低，性能稳定性。 【附图说明】 图1是本专利技术基于光电振荡器产生光学频率梳的装置原理框图。 【具体实施方式】 本专利技术基于，该方法依托将电自激振荡 环路和光电振荡器环路结合形成互注入锁定光电振荡器，可输出射频信号和调制的光频信 号。基于马赫-曾德尔调制器（MZM调制器）将射频信号再次调制到该光频信号上，由于光 电振荡器输出的光频信号携带微波信号的多次谐波，经再次调制，可获得更多等间距谱的 光频信号，利用EDFA(掺铒光纤放大器）进行饱和放大，获得等间隔、功率一致的梳状光频 信号，该方法采用半导体激光器，利用光电振荡器环路中的移相器实现光学频率梳的调谐。 结合图1，本专利技术光电振荡器产生光学频率梳的装置，包括光端设备和电端设备， 所述光端设备包括直接调制DFB激光器1、光衰减器2、光分路器3、光接收模块4和MZM调 制器11，其中直接调制DFB激光器1、光衰减器2和光分路器3通过光纤顺序相连，光分路 器3的一个输出端通过光纤接入光接收模块4、光分路器3的另一输出端通过光纤与MZM 调制器11的一个输入端相连；所述电端设备包括第一功分器5、放大器7、移相器6、延迟线 8、第二功分器9、第三功分器10,其中光接收模块4的输出端接入第一功分器5的一个输入 端，第一功分器5的输出端通过延迟线8接入第二功分器9,第二功分器9的一个输出端顺 次通过放大器7、移相器6接入第一功分器5的另一个输入端，第二功分器9的另一个输出 端接入第三功分器10,第三功分器10的一个输出端接入直接调制DFB激光器1、第三功分 器10的另一个输出端接入MZM调制器11的另一个输入端； 所述第二功分器9、放大器7、移相器6、第一功分器5与延迟线8顺序相连构成电 增益环腔，该电增益环腔产生微波信号，送入由第三功分器10、直接调制DFB激光器1、光衰 减器2、光分路器3、光接收模块4、第一功分器5、延迟线8、第二功分器9顺序相连构成的光 电振荡器环路中；当电增益环腔和光电振荡器环路互相锁定后，同时符合两个环路振荡的 频率被选出，由光电振荡器环路的电端即第三功分器的输出端输出微波信号，同时光路经 光分路器3输出经微波信号调制的光频信号；采用MZM调制器11将微波信号再次调制到该 光频信号上，由于光电振荡器环路输出的光频信号携带射频信号的多次谐波，调制后获得 等间距谱的光频信号，通过电压调节电增益环腔中的移相器6改变光频信号的谱间隔，在 MZM调制器11的输出端外接掺铒光纤放大器EDFA对光频信号进行饱和放大，获得等间隔、 功率一致的梳状光频信号。 本专利技术光电振荡器产生光学频率梳的方法，基于上述装置将光电振荡器产生的射 频信号调制到光电振荡器产生的光频信号上，得到更多频率间隔等距的光学频率梳，具体 步骤如下： 步骤1，第二功分器9、放大器7、移相器6、第一功分器5与本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种光电振荡器产生光学频率梳的装置，其特征在于，包括光端设备和电端设备，所述光端设备包括直接调制DFB激光器(1)、光衰减器(2)、光分路器(3)、光接收模块(4)和MZM调制器(11)，其中直接调制DFB激光器(1)、光衰减器(2)和光分路器(3)通过光纤顺序相连，光分路器(3)的一个输出端通过光纤接入光接收模块(4)、光分路器(3)的另一输出端通过光纤与MZM调制器(11)的一个输入端相连；所述电端设备包括第一功分器(5)、放大器(7)、移相器(6)、延迟线(8)、第二功分器(9)、第三功分器(10)，其中光接收模块(4)的输出端接入第一功分器(5)的一个输入端，第一功分器(5)的输出端通过延迟线(8)接入第二功分器(9)的输入端，第二功分器(9)的一个输出端顺次通过放大器(7)、移相器(6)接入第一功分器(5)的另一个输入端，第二功分器(9)的另一个输出端接入第三功分器(10)，第三功分器(10)的一个输出端接入直接调制DFB激光器(1)、第三功分器(10)的另一个输出端接入MZM调制器(11)的另一个输入端；所述第二功分器(9)、放大器(7)、移相器(6)、第一功分器(5)与延迟线(8)顺序相连构成电增益环腔，该电增益环腔产生微波信号，送入由第三功分器(10)、直接调制DFB激光器(1)、光衰减器(2)、光分路器(3)、光接收模块(4)、第一功分器(5)、延迟线(8)、第二功分器(9)顺序相连构成的光电振荡器环路中；当电增益环腔和光电振荡器环路互相锁定后，同时符合两个环路振荡的频率被选出，由光电振荡器环路的电端即第三功分器(10)的输出端输出微波信号，同时光路经光分路器(3)输出经微波信号调制的光频信号；采用MZM调制器(11)将微波信号再次调制到该光频信号上，由于光电振荡器环路输出的光频信号携带微波信号的多次谐波，调制后获得等间距谱的光频信号，通过电压调节电增益环腔中的移相器(6)可改变光频信号的谱间隔，在MZM调制器(11)的输出端外接掺铒光纤放大器对光频信号进行饱和放大，获得等间隔、功率一致的梳状光频信号。...
【技术特征摘要】
1. 一种光电振荡器产生光学频率梳的装置，其特征在于，包括光端设备和电端设备，所 述光端设备包括直接调制DFB激光器（1)、光衰减器（2)、光分路器（3)、光接收模块（4)和 MZM调制器（11)，其中直接调制DFB激光器（1)、光衰减器（2)和光分路器（3)通过光纤顺 序相连，光分路器（3)的一个输出端通过光纤接入光接收模块（4)、光分路器（3)的另一输 出端通过光纤与MZM调制器（11)的一个输入端相连；所述电端设备包括第一功分器（5)、 放大器（7)、移相器（6)、延迟线（8)、第二功分器（9)、第三功分器（10)，其中光接收模块 (4)的输出端接入第一功分器（5)的一个输入端，第一功分器（5)的输出端通过延迟线（8) 接入第二功分器（9)的输入端，第二功分器（9)的一个输出端顺次通过放大器（7)、移相器 (6)接入第一功分器（5)的另一个输入端，第二功分器（9)的另一个输出端接入第三功分器 (10)，第三功分器（10)的一个输出端接入直接调制DFB激光器（1)、第三功分器（10)的另 一个输出端接入MZM调制器（11)的另一个输入端； 所述第二功分器（9)、放大器（7)、移相器（6)、第一功分器（5)与延迟线（8)顺序相 连构成电增益环腔，该电增益环腔产生微波信号，送入由第三功分器（10)、直接调制DFB激 光器（1)、光衰减器（2)、光分路器（3)、光接收模块（4)、第一功分器（5)、延迟线（8)、第二 功分器（9)顺序相连构成的光电振荡器环路中；当电增益环腔和光电振荡器环路互相锁定 后，同时符合两个环路振荡的频率被选出，由光电振荡器环路的电端即第三功分器（10)的 输出端输出微波信号，同时光路经光分路器（3)输出经微波信号调制的光频信号；采用MZM 调制器（11)将微波信号再次调制到该光频信号上，由于光电振荡器环路输出的光频信号 携带微波信号的多次谐波，调制后获得等间距谱的光频信号，通过电压调节电增益环腔中 的移相器（6)可改变光频信号的谱间隔，在MZM调制器（11)的输出端外接掺铒光纤放大器 对...
【专利技术属性】
技术研发人员：张宝富，滕义超，陈亦望，吴传信，李建华，
申请(专利权)人：中国人民解放军理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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