【技术实现步骤摘要】
本申请涉及光学频率梳，尤其涉及一种基于双向泵浦的正常色散微腔光频梳生成装置及方法。
技术介绍
1、光学频率梳，又称为光频梳，在频域上由一系列等间隔的频率成分组成，在精密测距、精密光谱测量、微波光子信号处理、大容量光通信等领域有着重要应用。相较于传统的光频梳产生方案，基于微谐振腔的光频梳具有高集成度、高重复频率等优势，是近年来的研究热点。
2、基于正常群速度色散微腔的光频梳具有能量转换效率高、梳齿平坦度高等优势。然而，由于正常色散微腔的双稳态工作曲线的上分支缺乏调制不稳定性，正常色散光频梳难以通过常规的扫频方式自发产生。为解决此问题，一种方案是采用带有调制的泵浦光对微腔进行泵浦，但是这样的方案会为泵浦光系统带来复杂度，增加了对调制器与微波源的需求。另一种方案是利用不同模式族间的模式耦合效应造成谐振峰偏移，构造局域反常色散，模式耦合需要控制两个模式族的谐振峰严格对齐，增加了控制难度。此外，泵浦激光与微腔自注入锁定方案也可以使微腔工作在具有调制不稳定性的非稳态点，从而实现光梳产生，但是该结构对微腔与激光器芯片之间的相位非常敏感，同样需要增加额外的控制参量。
3、因此，现有的正常色散微腔光频梳产生装置及方法均需要复杂的参数控制，限制了其在实际场景中的应用，如何获取高鲁棒性的正常色散光频梳，仍然是一个本领域人员亟需解决的问题。
技术实现思路
1、本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
2、为此，本申请的第一个目的在于提出一种基于双向泵浦的
3、为达上述目的，本申请第一方面实施例提出了一种基于双向泵浦的正常色散微腔光频梳生成装置，包括：
4、泵浦单元，用于提供泵浦光；
5、微环谐振单元，包括微环谐振腔和耦合波导，所述耦合波导的输入端与所述泵浦单元连接，用于使接收所述泵浦光，所述耦合波导的输出端用于输出光频梳；其中，
6、所述耦合波导被配置在所述微环谐振腔的周侧，并与所述微环谐振腔之间耦合连接形成若干耦合点，若干所述耦合点将所述泵浦光自两个相反的方向分别耦合至所述微环谐振腔，以在所述微环谐振腔内形成顺时针光场和逆时针光场，并在扫频调整所述泵浦光的输出频率或所述微环谐振腔的谐振频率的过程中激发产生正常色散光频梳。
7、可选地，所述泵浦光的输出频率自所述微环谐振腔谐振频率的蓝失谐位置向频率减小的方向进行调谐扫频，直至所述微环谐振腔在自相位调制效应和交叉相位调制效应的联合作用下工作在具有调制不稳定性的工作点，激发产生正常色散光频梳。
8、可选地，所述微环谐振单元还包括电压源，所述微环谐振腔的谐振频率在所述电压源的电压驱动下自所述泵浦光的输出频率的红失谐位置向频率增大的方向进行扫频，直至所述顺时针光场在自相位调制效应和交叉相位调制效应的联合作用下工作在具有调制不稳定性的工作点，激发产生正常色散光频梳。
9、可选地，所述耦合波导与所述微环谐振腔之间包括第一耦合点和第二耦合点；所述耦合波导将所述泵浦光自所述第一耦合点耦合至所述微环谐振腔内形成所述顺时针光场，所述第一耦合点耦合后残余的所述泵浦光自所述第二耦合点反向耦合至所述微环谐振腔内形成所述逆时针光场。
10、可选地，所述耦合波导与所述微环谐振腔之间包括第三耦合点，所述第三耦合点与所述耦合波导的输出端之间的所述耦合波导上设有集成光栅，所述耦合波导将所述泵浦光自所述第三耦合点直接耦合至所述微环谐振腔内形成所述顺时针光场，所述第三耦合点耦合后残余的所述泵浦光被所述集成光栅发射后自所述第三耦合点反向耦合至所述微环谐振腔内形成所述逆时针光场。
11、可选地，所述集成光栅中心波长与所述泵浦光的波长范围相一致，所述集成光栅的带宽与所述微环谐振腔的自由光谱范围相一致。
12、可选地，所述泵浦单元至少包括光纤依次连接的激光器、偏振控制器、光学放大器、光学滤波器和光学环形器；所述激光器用于输出泵浦光；所述偏振控制器设置在所述激光器的输出端，用于对所述激光的偏振方向进行调整；所述光学放大器设置在所述偏振控制器的输出端，用于对所述激光的输出功率进行调整；所述光学滤波器设置在所述光学放大器的输出端，用于对放大后的所述激光自发辐射噪声进行滤除；所述光学环形器设置在所述光学滤波器与所述微环谐振单元之间，用于将所述微环谐振单元反向输出的光信号进行隔离。
13、可选地，所述激光器至少包括固定频率激光器和可调谐激光器中的一种。
14、为达上述目的，本申请第二方面实施例提出了一种基于双向泵浦的正常色散微腔光频梳生成方法，其特征在于，包括：
15、将泵浦单元的输出端与微环谐振单元的输入端耦合连接，使所述泵浦单元输出的泵浦光入射到所述微环谐振单元的耦合波导中；所述耦合波导将入射的所述泵浦光自两个相反的方向分别耦合至所述微环谐振单元的微环谐振腔内；
16、选择所述微环谐振腔的一个谐振峰作为参考谐振峰，调节所述泵浦单元的泵浦光输出频率或所述微环谐振腔的谐振频率，使所述泵浦单元的泵浦光输出频率与所述微环谐振腔的谐振频率之间的频率差自大于0的方向向小于0的方向调谐，直至所述微环谐振腔在自相位调制效应和交叉相位调制效应的联合作用下激发产生正常色散光频梳。
17、可选地，所述调节所述泵浦单元的泵浦光输出频率或所述微环谐振腔的谐振频率，使所述泵浦单元的泵浦光输出频率与所述微环谐振腔的谐振频率之间的频率差自大于0的方向向小于0的方向调谐步骤具体包括：
18、当所述泵浦单元中的激光器为可调谐激光器时，通过调节所述可调谐激光器的输出频率，使所述可调谐激光器的输出频率相对于微环谐振腔的谐振频率的蓝失谐位置向红失谐位置进行连续调谐扫频；或者，
19、当所述泵浦单元中的激光器为固定频率激光器时，通过调节所述微环谐振腔的输入电压，使所述微环谐振腔的谐振频率相对于所述固定频率激光器的输出频率的红失谐位置向蓝失谐位置进行连续调谐扫频。
20、本申请提供的基于双向泵浦的正常色散微腔光频梳生成装置及方法至少包括如下有益效果：
21、本申请提供了一种基于双向泵浦的正常色散微腔光频梳生成装置及方法，该装置包括泵浦单元和微环谐振单元，微环谐振单元包括微环谐振腔和耦合波导，耦合波导通过将入射的泵浦光自两个相反的方向分别耦合至微环谐振腔内，利用反向注入微环谐振腔的残余泵浦光对微环谐振腔顺时针光场的反馈作用和交叉相位调制作用，并通过扫描泵浦光的输出频率或微环谐振腔的谐振频率，实现了光频梳的高鲁棒性、高可重复性产生和输出。相较于现有的正常色散微腔光频梳产生方案，本申请无需借助模式耦合或泵浦光自注入锁定，且本申请中的泵浦光反向注入路径相位不影响光频梳产生效果，减少了光频梳生成装置及方法额外的控制参数。
22、同时，本申请仅通过改变泵浦激光输出频率或微环谐振腔谐振频率的情况下，即可以在正常色散微腔的任意谐振峰实现光频梳的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于双向泵浦的正常色散微腔光频梳生成装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述泵浦光的输出频率自所述微环谐振腔谐振频率的蓝失谐位置向频率减小的方向进行调谐扫频，直至所述微环谐振腔在自相位调制效应和交叉相位调制效应的联合作用下工作在具有调制不稳定性的工作点，激发产生正常色散光频梳。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述微环谐振单元还包括电压源，所述微环谐振腔的谐振频率在所述电压源的电压驱动下自所述泵浦光的输出频率的红失谐位置向频率增大的方向进行扫频，直至所述顺时针光场在自相位调制效应和交叉相位调制效应的联合作用下工作在具有调制不稳定性的工作点，激发产生正常色散光频梳。
4.根据权利要求1～3任意一项所述的装置，其特征在于，所述耦合波导与所述微环谐振腔之间包括第一耦合点和第二耦合点；所述耦合波导将所述泵浦光自所述第一耦合点耦合至所述微环谐振腔内形成所述顺时针光场，所述第一耦合点耦合后残余的所述泵浦光自所述第二耦合点反向耦合至所述微环谐振腔内形成所述逆时针光场。
5.根据权利要求1～3任意一
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述集成光栅中心波长与所述泵浦光的波长范围相一致，所述集成光栅的带宽与所述微环谐振腔的自由光谱范围相一致。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述泵浦单元至少包括光纤依次连接的激光器、偏振控制器、光学放大器、光学滤波器和光学环形器；所述激光器用于输出激光；所述偏振控制器设置在所述激光器的输出端，用于对所述激光的偏振方向进行调整；所述光学放大器设置在所述偏振控制器的输出端，用于对所述激光的输出功率进行调整；所述光学滤波器设置在所述光学放大器的输出端，用于对放大后的所述激光的自发辐射噪声进行滤除；所述光学环形器设置在所述光学滤波器与所述微环谐振单元之间，用于将所述微环谐振单元反向输出的光信号进行隔离。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述激光器至少包括固定频率激光器和可调谐激光器中的一种。
9.一种基于双向泵浦的正常色散微腔光频梳生成方法，其特征在于，包括：
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述调节所述泵浦单元的泵浦光输出频率或所述微环谐振腔的谐振频率，使所述泵浦单元的泵浦光输出频率与所述微环谐振腔的谐振频率之间的频率差自大于0的方向向小于0的方向调谐步骤具体包括：
...【技术特征摘要】
1.一种基于双向泵浦的正常色散微腔光频梳生成装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述泵浦光的输出频率自所述微环谐振腔谐振频率的蓝失谐位置向频率减小的方向进行调谐扫频，直至所述微环谐振腔在自相位调制效应和交叉相位调制效应的联合作用下工作在具有调制不稳定性的工作点，激发产生正常色散光频梳。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述微环谐振单元还包括电压源，所述微环谐振腔的谐振频率在所述电压源的电压驱动下自所述泵浦光的输出频率的红失谐位置向频率增大的方向进行扫频，直至所述顺时针光场在自相位调制效应和交叉相位调制效应的联合作用下工作在具有调制不稳定性的工作点，激发产生正常色散光频梳。
4.根据权利要求1～3任意一项所述的装置，其特征在于，所述耦合波导与所述微环谐振腔之间包括第一耦合点和第二耦合点；所述耦合波导将所述泵浦光自所述第一耦合点耦合至所述微环谐振腔内形成所述顺时针光场，所述第一耦合点耦合后残余的所述泵浦光自所述第二耦合点反向耦合至所述微环谐振腔内形成所述逆时针光场。
5.根据权利要求1～3任意一项所述的装置，其特征在于，所述耦合波导与所述微环谐振腔之间包括第三耦合点，所述第三耦合点与所述耦合波导的输出端之间的所述耦合波导上设有集成光栅，所述耦合波导将所述泵浦光自所述第三耦合点直接耦合至所述微环谐振腔内形成所述顺时针光场，所述...
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