载波-包络偏移频率测量系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种载波‑包络偏移频率测量系统，包括LiNbO3波导、第一泵浦二极管、放大器、光纤布拉格光栅、可饱和吸收镜；其中，LiNbO3波导依次通过色散补偿光纤、高非线性光纤与放大器连接，放大器还通过掺铒光纤依次与光纤布拉格光栅、可饱和吸收镜连接；第一泵浦二极管布置在高非线性光纤和放大器之间；在放大器靠近光纤布拉格光栅的一侧还布置有闭环连接点，在闭环连接点和LiNbO3波导之间还设置有另一通路，在该通路上从LiNbO3波导至闭环连接点的方向依次串联有第二泵浦二极管、相位锁定模块和干涉滤波器。本实用新型专利技术能够产生测量载波‑包络偏移频率所需的二次谐波，可操作性强，具有优良的技术效果和潜在的较为巨大的经济价值。

Carrier envelope offset frequency measurement system

【技术实现步骤摘要】
载波-包络偏移频率测量系统
本技术涉及高非线性光纤应用
，更为具体地，涉及一种能够集成在实用系统(例如全光纤交钥匙系统)中且能稳定产生载波-包络偏移频率所需的二次谐波的系统。
技术介绍
在现有技术中，超连续谱在频率计量学领域已经开始得到应用，尤其是在等间隔谱线，且谱线间隔等于脉冲重复频率的场合，我们可以实现“频率梳”的应用。光脉冲中电场随时间的变化可以被描述为一个快速的正弦振荡(称为载波)乘上一个缓慢变化的包络函数。当脉冲在介质中传播时，由于色散的作用，导致相速度和群速度不一样，因此载波和包络之间的相对位置将会发生变化，当然传播过程中的非线性也有可能导致这种变化。脉冲的载波包络偏移相位(或称为绝对相位)被定义为载波相位和包络位置之间的相位差。图3给出了具有不同载波包络偏移相位时的脉冲。在锁模激光器中，脉冲串通常是由一个单一脉冲在激光谐振器中循环产生的。当脉冲每经过输出耦合器一次，它的一部分就被作为激光输出发射出腔外。通常情况下，每个循环的载波包络偏移相位会有一定的变化，该相位可达数百或数千弧度。因此，每个发射的脉冲将具有不同的载波包络相位。对于输出脉冲序列，载波包络相位变化值对2π取余数后的值才是真正关键的值。这个值会非常灵敏地取决于各种因素，如激光功率，谐振器对准程度等。锁模激光器的载波包络偏移频率(CEO频率)为：其中：是在每谐振循环中的载波包络偏移相位(也称为载波包络相位，CEP)的变化，frep为重复频率。因此载波包络偏移频率位于零到重复频率frep之间。光脉冲串在频域上的频率为(为简单起见假定没有噪声)：vj＝vceo+j·frep其中：j取值为一串整数。这意味着在频域上构成了一个所谓的等距离的频率梳，而频率梳中的所有光频率都由重复频率和CEO频率决定。载波包络偏移频率对于光频率计量学和仅具有几个光学周期的高光强物理中十分重要，因为载波包络偏移频率会很大程度的影响电场的振荡模式和峰值电场强度。CEO的测量：载波包络偏移频率可以通过所谓的f-2f干涉法测量，该方法将一个覆盖倍频程的频率梳的低频部分倍频后与高频部分进行拍频。当激光光谱并不能覆盖倍频程时，可以通过诸如光子晶体光纤扩谱后的得到倍频程光谱。在频率梳一文中给出了关于这一内容更多细节。CEO的稳定：激光CEO频率可以通过改变泵浦功率，或通过稍微改变谐振腔镜，或通过插入一个玻璃楔等方法来进行调整和控制。通过将CEO的测量和控制相结合，可以使得CEO频率稳定到一个已知的稳定的频率值。因此频率梳中的所有光频率都仅与两个微波频率相关。在这种情况下，激光就实现了CEO稳定或CEP稳定。另外，也可以使得频率梳本身就具有为零的载波包络偏移频率，即，基本恒定的载波包络偏移相位。为了这个目的，则需要利用由同一频率梳产生的两个输入进行差频产生。该方法将会导致所谓的自相位稳定的脉冲。现有技术中曾有过关于非线性晶体产生的二次谐波能够供应载波-包络偏移频率测量系统的技术展望，因此，实现这一技术原理是一个急迫的待解决的技术问题。
技术实现思路
鉴于上述问题，本技术的目的是提供一种载波-包络偏移频率测量系统，以解决
技术介绍
所指出的问题。本技术提供的载波-包络偏移频率测量系统，包括：LiNbO3波导、色散补偿光纤、高非线性光纤、第一泵浦二极管、掺铒光纤、放大器、光纤布拉格光栅、可饱和吸收镜、第二泵浦二极管、相位锁定模块和干涉滤波器；其中，LiNbO3波导依次通过色散补偿光纤、高非线性光纤与放大器连接，放大器还通过掺铒光纤依次与光纤布拉格光栅、可饱和吸收镜连接；第一泵浦二极管布置在高非线性光纤和放大器之间；在放大器靠近光纤布拉格光栅的一侧还布置有闭环连接点，在闭环连接点和LiNbO3波导之间还设置有另一通路，在该通路上从LiNbO3波导至闭环连接点的方向依次串联第二泵浦二极管、相位锁定模块和干涉滤波器。此外，优选的结构是，LiNbO3波导是型号为PMD1300的Y波导多功能集成器件。另外，优选的结构是，色散补偿光纤是型号为PM-DCF的OFS保偏色散补偿光纤。再者，优选的结构是，高非线性光纤的型号为NL-1550-Zero。此外，优选的结构是，第一泵浦二极管、第二泵浦二极管的型号为下述几种之一：PSC611、PSC611-HP、PSC611-HP-PM。另外，优选的结构是，干涉滤波器为三级干扰滤波器。再者，优选的结构是，相位锁定模块为双通道高频锁相环HF2PLL，双通道高频锁相环HF2PLL为HF2LI锁相放大器、HF2LI-PLL、HF2LI-PID的集成装置。利用本技术提供的载波-包络偏移频率测量系统，能够产生测量载波-包络偏移频率所需的二次谐波，可操作性强，具有优良的技术效果和潜在的较为巨大的经济价值。为了实现上述以及相关目的，本技术的一个或多个方面包括后面将详细说明的特征。下面的说明以及附图详细说明了本技术的某些示例性方面。然而，这些方面指示的仅仅是可使用本技术的原理的各种方式中的一些方式。此外，本技术旨在包括所有这些方面以及它们的等同物。附图说明通过参考以下结合附图的说明，并且随着对本技术的更全面理解，本技术的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中：图1为根据本技术实施例的载波-包络偏移频率测量系统的结构示意图；图2为根据本技术实施例的三级干扰滤波器的结构示意图；图3为根据本技术实施例的一个CEO相位变化为π/2的5fs的激光脉冲在不同CEO相位下的曲线示意图。其中的附图标记包括：LiNbO3波导1、色散补偿光纤2、高非线性光纤3、第一泵浦二极管4、掺铒光纤5、放大器6、光纤布拉格光栅7、可饱和吸收镜9、第二泵浦二极管10、相位锁定模块11、干涉滤波器12。具体实施方式为了更好的说明本技术的技术方案，下面结合附图对本技术的具体实施方式进行详细描述。图1为根据本技术实施例的载波-包络偏移频率测量系统的结构。如图1所示，本技术实施例的载波-包络偏移频率测量系统，包括：LiNbO3波导1、色散补偿光纤2、高非线性光纤3、第一泵浦二极管4、掺铒光纤5、放大器6、光纤布拉格光栅7、可饱和吸收镜9、第二泵浦二极管10、相位锁定模块11和干涉滤波器12；其中，LiNbO3波导1依次通过色散补偿光纤2、高非线性光纤3与放大器6连接，以便获得高质量的信号；放大器6还通过掺铒光纤5依次与光纤布拉格光栅7、可饱和吸收镜9连接；第一泵浦二极管4布置在高非线性光纤3和放大器6之间；在掺铒光纤5段中的放大器6靠近光纤布拉格光栅7的一侧还布置有闭环连接点，在闭环连接点和LiNbO3波导1之间还设置有另一通路，在该通路上从LiNbO3波导1至闭环连接点的方向依次串联第二泵浦二极管10、相位锁定模块11和干涉滤波器12。其原理性解释内容如下：LiNbO3波导1是在LiNbO3衬底上本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种载波-包络偏移频率测量系统，其特征在于，包括：LiNbO3波导(1)、色散补偿光纤(2)、高非线性光纤(3)、第一泵浦二极管(4)、掺铒光纤(5)、放大器(6)、光纤布拉格光栅(7)、可饱和吸收镜(9)、第二泵浦二极管(10)、相位锁定模块(11)和干涉滤波器(12)；其中：/n所述LiNbO3波导(1)依次通过所述色散补偿光纤(2)、所述高非线性光纤(3)与所述放大器(6)连接，所述放大器(6)还通过所述掺铒光纤(5)依次与所述光纤布拉格光栅(7)、所述可饱和吸收镜(9)连接；所述第一泵浦二极管(4)布置在所述高非线性光纤(3)和所述放大器(6)之间；/n在所述放大器(6)靠近所述光纤布拉格光栅(7)的一侧还布置有闭环连接点(13)，在所述闭环连接点(13)和所述LiNbO3波导(1)之间还设置有另一通路，在该通路上从所述LiNbO3波导(1)至所述闭环连接点(13)的方向依次串联所述第二泵浦二极管(10)、所述相位锁定模块(11)和所述干涉滤波器(12)。/n

【技术特征摘要】
1.一种载波-包络偏移频率测量系统，其特征在于，包括：LiNbO3波导(1)、色散补偿光纤(2)、高非线性光纤(3)、第一泵浦二极管(4)、掺铒光纤(5)、放大器(6)、光纤布拉格光栅(7)、可饱和吸收镜(9)、第二泵浦二极管(10)、相位锁定模块(11)和干涉滤波器(12)；其中：
所述LiNbO3波导(1)依次通过所述色散补偿光纤(2)、所述高非线性光纤(3)与所述放大器(6)连接，所述放大器(6)还通过所述掺铒光纤(5)依次与所述光纤布拉格光栅(7)、所述可饱和吸收镜(9)连接；所述第一泵浦二极管(4)布置在所述高非线性光纤(3)和所述放大器(6)之间；
在所述放大器(6)靠近所述光纤布拉格光栅(7)的一侧还布置有闭环连接点(13)，在所述闭环连接点(13)和所述LiNbO3波导(1)之间还设置有另一通路，在该通路上从所述LiNbO3波导(1)至所述闭环连接点(13)的方向依次串联所述第二泵浦二极管(10)、所述相位锁定模块(11)和所述干涉滤波器(12)。


2.根据权利要求1所述的载波-包络偏移频率测量系统，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：张子健，张铁，
申请(专利权)人：江苏博雅信息科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32