搭建簡易1GHz低噪聲光頻梳系統

搭設簡宜1GHz低燥聲光頻梳系統軟件

光學薄膜薄膜次數梳因為其具備有精度等級、高精確度度、奪辨認率的功能，為光學薄膜薄膜氧分子鐘、高精度光譜圖圖精確測量、阿秒科學合理等的範圍帶來了打了個種牢靠的光波-微波通信通信通信換為軟件工具。飛秒光梳本質特征上都是組特別的飛秒脈沖皮秒激光造成的光，它在時域上都是產品產品系列日期橫向在飛秒行政級別的超短脈沖皮秒激光造成的，在頻域上都是產品產品系列接連成正比、職位規定、具備有極寬光譜圖圖的範圍的暖色譜線。飛秒光梳實行了其次數網絡覆蓋的範圍內全部的光的波長的一直定位并追溯至微波通信通信通信次數基本準則，開發起了光波次數和微波通信通信通信次數的一直聯絡。基本概念飛秒鎖模皮秒激光器，現階段普通就可以依據定位其多次次數(frep)和載波包絡擺動次數(fceo)來致使光梳梳齒相對穩定。或許作業次數臨近100 MHz多次次數的光頻梳還在形成一類成長的技能，但多次次數為GHz的頭梳還留存著過量對戰。

關鍵在于，傳統與現代的二氧化碳二氧化碳激光束器搭建沒辦法勾勒低躁聲且多次重復使用頻帶寬度> 0.5 GHz的諧振型式。或許前段時間，Menhir Photonics確立其MENHIR-1550飛秒二氧化碳二氧化碳激光束器能能看作飛秒電磁發生器光梳的穩定性燈源引擎。其能能在100 MHz至5 GHz的多次重復使用頻帶寬度下行成超高躁聲的鎖模電磁發生器，且自動生成的每根頻帶寬度梳線工作電壓都大過50 μW。基于本來驗室所具備的資科，利用率該二氧化碳二氧化碳激光束器所生成的光梳能能練好線寬< 20 kHz，信噪比> 70 dbc。

圖1    聲音頻率梳線提示圖

其次，鎖定fceo的f-2f自參考過程通常要求激光擁有至少1 nJ的脈沖能量(即frep頻率= 1 GHz時，平均功率> 1 W)，這樣才能方便與干涉儀進行高精度對準。而zui近，OCTave Photonics與Vescent Photonics合作，開發了一項新的整合與封裝技術。利用該項技術，光頻梳偏頻鎖定模塊(COSMO)為檢測激光頻率梳的載波包絡偏頻提供了一種緊湊的單箱解決方案。COSMO模塊利用納米光子波導技術將光限制在~ 1 μm的模式直徑。借助強烈的非線性光學效應，使得COSMO模塊允許以小于200 pJ (即frep頻率=1 GHz時，平均功率< 200 mW)的脈沖能量精確檢測fceo。zui后，由于1 GHz重復頻率的頻率梳的fceo可以從DC變化至500 MHz，因此為激光提供快速反饋所需的電子設備并非微不足道。新的Vescent Photonics SLICE偏移鎖相(SLICE-OPL)盒提供了一種直接的反饋解決方案，可在高達10 GHz的頻率下反饋穩定fceo。

圖2    1 GHz 1550 nm簡單光頻梳設計構建

Menhir Photonics、Octave Photonics和Vescent Photonics的這三種突破性技術結合在一起，便簡單形成了一個1 Ghz低噪聲飛秒激光頻率梳系統。在這個系統中，wan 全穩定的激光頻率梳可以在幾分鐘而不是幾天內構建出來。各個光學模塊間由保偏光纖相互連接，以簡化組裝難度并減少熱漂移。

我們將放大器輸出連接到COSMO模塊，并調整放大器以提供zui強的fceo信號。在300 kHz分辨率帶寬下，fceo的信噪比約為36 dB，在100 kHz分辨率帶寬下，信噪比約為42 dB(圖3)。這樣的信噪比數據對于fceo所需的精確可靠的鎖定來說綽綽有余。然后，我們將fceo電信號連接到Vescent SLICE-OPL并開始反饋控制，這使得我們能夠將fceo鎖定到任意RF頻率(圖3，右側藍色曲線)。當我們增加反饋的增益時，我們看到fceo的中心變窄，“相干尖峰"出現在中心(圖3，右側橙色曲線)。這表明我們實現了fceo的精確鎖相。在fceo鎖中觀察到的環內剩余相位噪聲如圖4所示，證實了對頻率低于40 khz的相位噪聲有很強的抑制作用。

圖3    使用COSMO單元檢測載波包絡偏移頻率fceo峰值

圖4    鎖定fceo的環內相位噪聲

利用Menhir Photonics的MENHIR-1550激光器，Octave Photonics的光頻梳偏頻鎖定模塊(COSMO)和Vescent Photonics的SLICE-OPL鎖相反饋模塊，可以輕松構建簡易的超低噪音光學頻率梳系統。這一實驗也表明目前這些模塊化的專業產品能夠以更低的尺寸、重量和功率要求實現zui先jin的性能。上海昊量光電作為國內專業的光電設備代理商，針對光頻梳、微腔光頻梳、fceo測量模塊、鎖相環、高重頻脈沖振蕩器等各類光電設備都可以提供選型及各項技術服務，并且與Menhir Photonics、Octave Photonics保持著長期穩定合作。對于任何產品有興趣或者有任何問題，都歡迎通過電話、電子郵件或者微信與我們聯系。

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