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一种基于禁带反射的啁啾脉冲压缩器制造技术

技术编号:8722645 阅读:220 留言:0更新日期:2013-05-22 16:13
本发明专利技术公开了一种光通信系统和高功率激光系统中的色散控制器件——啁啾脉冲压缩器。这种脉冲压缩器由周期性微结构材料(一维、二维、三维)组成,其特征在于利用周期性微结构材料的禁带反射特性压缩入射脉冲。脉冲压缩量由微结构材料的禁带波阻抗(它决定单次压缩量)、入射角以及反射次数调控。通过选择周期性微结构材料的原胞,调控微结构器件的禁带波阻抗,从而实现基于禁带反射的脉冲压缩器,通过调控啁啾脉冲的入射角以及反射次数进而控制总的压缩量。关键在于合理选取微结构材料的最小组成单元。经该脉冲压缩器压缩后输出的脉冲频谱无损失,脉冲压缩器的损伤阈值功率与微结构器件的组成介质的选取有关。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种光通信器件或高功率激光器件,特别涉及一种利用周期性微结构材料的禁带反射特性实现对啁啾脉冲的压缩。
技术介绍
高重复率超短光脉冲是高速光通信系统的关键。色散效应导致的超短脉冲展宽是高速通信系统误码率增加的主要原因之一。常用色散补偿方案有:斜率补偿型色散补偿光纤(DCF)和啁啾布拉格光纤光栅(FBG)。斜率补偿型色散补偿光纤(DCF)的优点是带宽不受限制,稳定性高。DCF的缺点是非线性效应较明显,输入光功率不能过高,插入损耗较大;啁啾布拉格光纤光栅(FBG),器件紧凑、插入损耗小,可以控制其色散斜率与传输光纤较好地匹配。但是,目前FBG产品的相位特性平滑度还不能令人满意,它对光信号波长以及光谱线宽要求也比较严格。啁啾脉冲放大系统是获得超高功率激光脉冲的主要技术途径之一。常用的方案有:棱镜对、啁啾镜、光栅对。棱镜对结构简单,但高阶色散较大,因此采用该技术的锁模激光振荡器通常所能得到的光谱最宽也只有几十纳米;啁啾镜的各阶色散量可以通过调整其结构人为控制,但其二阶色散量难以做大;光栅对色散量可以做大,但受限于工艺其口径难以做大,且损伤阈值较低。我们提出的基于周期性微结构材料的禁带反射特性的脉冲压缩器,插入损耗低。应用于光通信系统色散补偿时,器件体积可以做得很小巧便于光路集成;应用于高功率激光系统时,纯介质结构的反射式脉冲压缩器的损伤阈值高,而且器件口径可以适当做大,进一步以降低器件承受的功率密度。
技术实现思路
本专利技术要解决的问题是,通过适当选取周期性微结构材料的原胞,得到所需的禁带波阻抗,通过入射角及反射次数调控色散量,实现啁啾脉冲压缩。本专利技术的技术解决方案如下:—种脉冲压缩器,由周期性微结构材料组成,其特征在于利用周期性微结构材料的禁带将入射啁啾脉冲全部反射,频谱无损失;其反射波位相可通过周期性微结构材料的等效阻抗及脉冲入射角来调控;总色散量可以通过增加反射次数线性增加,最终实现色散量可调的无损高效率啁啾脉冲压缩。单次反射的色散量由周期性微结构材料的等效阻抗及脉冲入射角决定。 总色散量由单次色散量与总反射次数决定。下面结合附图和实施例对本专利技术的特点和性能做进一步详细说明,并构成本说明书的一部分。附图说明:图1为本专利技术啁啾脉冲压缩器的结构示意图。图2为本专利技术啁啾脉冲压缩器单元之三种周期性的微结构示例。图3为本专利技术啁啾脉冲压缩器单元之四种具有不同单次色散量的反射端面。具体实施例方式以下结合附图和实例对本专利技术作详细说明,但不应以此限制本专利技术的保护范围。图1为专利技术的具体实施例,由一维光子晶体2和出射面5组成。一维光子晶体2由两种不同电介质交替排列而成,介质折射率分别为na=l.5和n b=2.4,厚度为0.718 λ /Iii,其中λ为入射波长,ni (i=a或者b)为对应介质折射率。出射面5为一维光子晶体2的元胞。对于本示例,如果入射脉冲的中心波长λ =1053 nm,半高全宽为30 nm,啁啾量为C= - 5,在垂直入射情况下,反射900次入射脉冲由44 fs压缩到22 fs。由于本例采用一维光子晶体结构,其在垂直入射情况下的等效阻抗可调范围不大,且单次色散量较小,如果换用二维和三维结构斜入射,单次反射色散量会大大增加。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种啁啾脉冲压缩器,由周期性微结构材料组成,其特征在于利用周期性微结构材料的禁带将入射啁啾脉冲全部反射,频谱无损失;其反射波位相可通过周期性微结构材料的等效阻抗及脉冲入射角来调控;总色散量可以通过增加反射次数线性增加,最终实现色散量可调的无损高效率脉冲压缩。

【技术特征摘要】
1.一种啁啾脉冲压缩器,由周期性微结构材料组成,其特征在于利用周期性微结构材料的禁带将入射啁啾脉冲全部反射,频谱无损失;其反射波位相可通过周期性微结构材料的等效阻抗及脉冲入射角来调控;总色散量可以通过增加反射次数线性增加,最终实现色散量可调的无损高效率脉冲压缩。2.根据权利要求1所述的脉冲压缩器,其特征在于构造所述脉冲压缩器的材质是金属或电介质,具体可根据其应用需求如损伤阈值、色散量及能量损耗等适当选择。3.根据权利要求1所述的脉冲压缩器,...

【专利技术属性】
技术研发人员:唐志祥宋东谟文双春范滇元
申请(专利权)人:湖南大学
类型:发明
国别省市:湖南;43

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