【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种大范围可调激光器，具体涉及一种实现脉宽稳定输出的重复频率大范围可调激光器，属于高重频脉冲激光器领域。
技术介绍
1、光学频率梳，利用激光脉冲的极短脉冲宽度和频率稳定性，能够生成一系列均匀分布的频率标准，形成“梳状”频率谱线，在光频域形成一把稳定的尺子。自2005年获得诺贝尔物理学奖以来，已被应用于光学测量、激光雷达、激光光谱学、光通信、天文学以及量子物理等诸多前沿领域，其中，具有重复频率大范围可调并且调谐过程中脉宽稳定保持最短的光学频率梳光源，在光通信、光学采样、光学扫频等领域具有重要的研究应用价值。
2、目前，光学频率梳可以通过三种技术方式实现，锁模激光光学频率梳，电光调制光学频率梳，微腔克尔光学频率梳。锁模激光光学频率梳，可分为被动锁模光学频率梳和主动锁模光学频率梳两大类。被动锁模光学频率梳，其重复频率由激光器本身腔长决定，重频范围被限制在百mhz以下，通过改变腔内机械结构长度从而实现重复频率的调谐，但调谐尺度仅在mhz量级。主动锁模光频梳，通过外部调制器件实现高重复频率激光输出，可达到ghz，但只能基于基频整数倍的重复频率实现脉冲输出，且频率失配量达到khz量级将引起输出脉冲的不稳定性。与其他光学频率梳相比，电光频率梳利用非线性光学效应，通过电场调控光频率，从而产生一系列均匀分布的频率分量的技术，灵活度非常高。连续光经电光调制器调制产生电光频率梳，中心波长由连续光中心波长决定，重复频率直接由外部信号源的驱动频率决定，可轻松产生高达ghz的重复频率。
3、目前，具有大调节范围重复频率
技术实现思路
1、本专利技术正是针对现有技术中存在的技术问题，提供一种实现脉宽稳定输出的重复频率大范围可调激光器，该技术方案通过实现电信号与光信号之间的零延时，从而满足了实际应用中，在大范围重复频率调谐的过程中，无需额外的调整机构，即可保持最短脉冲宽度以及宽且平坦的光谱输出。
2、为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下，一种实现脉宽稳定输出的重复频率大范围可调激光器，所述激光器包括光纤光路部分、射频电路部分以及直流电路部分，其中光纤光路通过强度调制器和相位调制器对连续光调制实现整体激光输出，射频电路部分给光纤光路部分中的调制器提供射频信号，直流电路部分给射频电路中的射频放大器以及强度调制器提供额定工作电压。
3、其中光纤光路部分，包括连续光激光器、相位调制器、强度调制器、色散补偿模块以及光功率放大器，其中，连续光激光器输出激光分别经过相位调制器、强度调制器、色散补偿模块、光功率放大器，各模块之间可通过光纤熔接或法兰盘连接，连续光激光器设置为半导体连续光激光器、光纤连续光激光器等。色散补偿模块可为色散补偿光纤、光栅棱镜组成的空间色散补偿模块等，可对输出脉冲的色散对进行精细调控，以实现最短脉宽输出，光功率放大器用于功率放大以及脉冲压缩。
4、其中，直流电路部分，包括直流电压源、偏置点反馈控制模块以及3对直流线缆，利用第一直流线缆将直流电压源与第一射频放大器的直流正负极相连，利用第二直流线缆将直流电压源与连接第二射频放大器的直流正负极相连，第一射频功率放大器和第二射频功率放大器将工作在额定电压下，利用第三直流线缆连接强度调制器和偏置电压反馈控制模块，保证强度调制器直流工作点位于线性区内。
5、其中，射频电路部分，包括信号源、射频功率分配器、5根射频线缆、2个射频功率放大器和射频零相位补偿器，信号源输出经第一射频线缆、射频功率分配器后，将信号一分为二，一端经第二射频线缆、第一射频功率放大器、第三射频线缆后接入相位调制器；射频分配器另一端依次连接第四射频线缆、射频零相位补偿器、第五射频线缆、第二射频功率放大器、第六射频线缆并接入强度调制器射频端口，射频零相位补偿器由固定延时补偿射频线缆与一个射频移相器构成，固定延时补偿射频线缆用于粗略补偿相位调制正弦波谷与强度调制方波波峰之间的延时，射频移相器用于两者延时的精细调节，使两者相位延时为零，相位调制器的输入射频功率应该保持在相位调制器的射频损伤阈值范围内，强度调制器的输入功率应该为强度调制器给定的射频半波电压所对应的射频功率，其中，电光频率梳的梳齿间隔频率即重复频率直与信号源所产生的信号频率相同。
6、实现脉宽稳定输出的重复频率大范围可调激光器的调节方法，具体如下：
7、步骤一、信号源设定初始工作频率10ghz，经第一射频线缆、射频功率分配器、第二射频线缆、第一射频功率放大器、第三射频线缆驱动相位调制器，另一路经过射频功率分配器后、依次连接第四射频线缆连接射频零相位补偿器、第五射频线缆、第二射频功率放大器、第六射频线缆、强度调制器，电压源经过第一直流线缆，给第一射频功率放大器提供直流电压，经过第二直流线缆给第二射频功率放大器提供直流电压，偏置电压反馈控制模块经过第三直流线缆连接强度调制器，提供直流偏置电压，将连续光激光器、相位调制器、强度调制器、色散补偿模块、光功率放大器依次通过光纤连接，利用光纤分束器分别连接自相关和光谱仪，测量激光脉冲宽度和观察激光光谱形状；在本例中，连续光激光器为1550nm分布反馈式半导体激光器，相位调制器、强度调制器均为1550nm波段工作的电光调制器，工作带宽>10ghz，色散补偿模块由1550nm波段的色散补偿光纤组成、光功率放大器为掺铒光纤放大器；
8、步骤二、确定射频零相位补偿器中固定延时补偿射频线缆的长度，射频零相位补偿器具体流程如下。
9、首先，应保证射频线缆104+106长度大于射频线缆107+1本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种实现脉宽稳定输出的重复频率大范围可调激光器，其特征在于，所述激光器包括包括光纤光路部分、射频电路部分以及直流电路部分，其中光纤光路通过强度调制器和相位调制器对连续光调制实现整体激光输出，射频电路部分给光纤光路部分中的调制器提供射频信号，直流电路部分给射频电路中的射频放大器以及强度调制器提供额定工作电压。
2.根据权利要求1所述的现脉宽稳定输出的重复频率大范围可调激光器，其特征在于，光纤光路部分，包括连续光激光器、相位调制器、强度调制器、色散补偿模块以及光功率放大器，其中，连续光激光器输出激光分别经过相位调制器、强度调制器、色散补偿模块、光功率放大器，各模块之间通过光纤熔接或法兰盘连接，连续光激光器设置为半导体连续光激光器或者光纤连续光激光器，色散补偿模块设置为色散补偿光纤或者光栅棱镜组成的空间色散补偿器模,可对输出脉冲的色散对进行精细调控，以实现最短脉宽输出，光功率放大器用于功率放大以及脉冲压缩。
3.根据权利要求1所述的现脉宽稳定输出的重复频率大范围可调激光器，其特征在于，直流电路部分，包括直流电压源、偏置点反馈控制模块以及3对直流线缆，利用第一
4.根据权利要求1所述的现脉宽稳定输出的重复频率大范围可调激光器，其特征在于，射频电路部分，包括信号源、射频功率分配器、5根射频线缆、2个射频功率放大器和射频零相位补偿器，信号源输出经第一射频线缆、射频功率分配器后，将信号一分为二，一端经第二射频线缆、第一射频功率放大器、第三射频线缆后接入相位调制器；射频分配器另一端依次连接第四射频线缆、射频零相位补偿器、第五射频线缆、第二射频功率放大器、第六射频线缆并接入强度调制器射频端口，射频零相位补偿器由固定延时补偿射频线缆与一个射频移相器构成，固定延时补偿射频线缆用于粗略补偿相位调制正弦波谷与强度调制方波波峰之间的延时，射频移相器用于两者延时的精细调节，使两者相位延时为零，相位调制器的输入射频功率应该保持在相位调制器的射频损伤阈值范围内，强度调制器的输入功率应该为强度调制器给定的射频半波电压所对应的射频功率，其中，脉冲激光器的梳齿间隔频率即重复频率直与信号源所产生的信号频率相同。
5.根据权利要求2所述的实现脉宽稳定输出的重复频率大范围可调激光器，其特征在于，调节方法如下：
6.根据权利要求2所述的实现脉宽稳定输出的重复频率大范围可调激光器，其特征在于，
7.根据权利要求2所述的实现脉宽稳定输出的重复频率大范围可调激光器，其特征在于，在步骤三中，调节射频移相器使得总延迟时间值τ为零时，由公式(1)可知，不同频率下的总相位延迟量均为零，即在重复频率快速切换的过程中，相位调制正弦波谷与强度调制方波波峰之间将始终对准，不存在相位失配，因此重复频率快速调整的过程中，输出的脉冲宽度将保持稳定。
...【技术特征摘要】
1.一种实现脉宽稳定输出的重复频率大范围可调激光器，其特征在于，所述激光器包括包括光纤光路部分、射频电路部分以及直流电路部分，其中光纤光路通过强度调制器和相位调制器对连续光调制实现整体激光输出，射频电路部分给光纤光路部分中的调制器提供射频信号，直流电路部分给射频电路中的射频放大器以及强度调制器提供额定工作电压。
2.根据权利要求1所述的现脉宽稳定输出的重复频率大范围可调激光器，其特征在于，光纤光路部分，包括连续光激光器、相位调制器、强度调制器、色散补偿模块以及光功率放大器，其中，连续光激光器输出激光分别经过相位调制器、强度调制器、色散补偿模块、光功率放大器，各模块之间通过光纤熔接或法兰盘连接，连续光激光器设置为半导体连续光激光器或者光纤连续光激光器，色散补偿模块设置为色散补偿光纤或者光栅棱镜组成的空间色散补偿器模,可对输出脉冲的色散对进行精细调控，以实现最短脉宽输出，光功率放大器用于功率放大以及脉冲压缩。
3.根据权利要求1所述的现脉宽稳定输出的重复频率大范围可调激光器，其特征在于，直流电路部分，包括直流电压源、偏置点反馈控制模块以及3对直流线缆，利用第一直流线缆将直流电压源与第一射频放大器的直流正负极相连，利用第二直流线缆将直流电压源与连接第二射频放大器的直流正负极相连，第一射频功率放大器和第二射频功率放大器将工作在额定电压下，利用第三直流线缆连接强度调制器和偏置电压反馈控制模块，保证强度调制器直流工作点位于线性区内。
4.根据权利要求1所述的现脉宽稳定输出的重复频率大范...
【专利技术属性】
技术研发人员：张晨晖，
申请(专利权)人：南京诺派激光技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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