基于光学频率梳的可调谐超窄线宽激光器系统.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115000806A(43)申请公布日2022.09.02(21)申请号202210617838.X(22)申请日2022.06.01(71)申请人中国科学技术大学地址230026安徽省合肥市包河区金寨路96号(72)发明人沈泽民王健李传锋郭光灿(74)专利代理机构中科专利商标代理有限责任公司11021专利代理师吴梦圆(51)Int.Cl.H01S5/0687(2006.01)H01S5/00(2006.01)权利要求书2页说明书8页附图2页(54)发明名称基于光学频率梳的可调谐超窄线宽激光器系统(57)摘要一种基于光学频率梳的可调谐超窄线宽激光器系统，包括：可调谐激光器，用于发出激光；分光装置，将激光分成透射光和反射光；移频装置，调节透射光的频率，得到实验光；调节装置，对来自光学频率梳的频梳光的功率和反射光的功率进行调节，使调节后的频梳光和调节后的反射光发生拍频，得到目标拍频电信号；信号处理装置，对目标拍频电信号进行功率放大，得到第一参考信号，根据第一参考信号得到目标拍频电信号的频率；微波信号源，用于发出频率可调的微波信号；伺服装置，根据微波信号的频率，反馈控制可调谐激光器，使目标拍频电信号的频率锁定在微波信号的频率上，进而控制实验光的频率；信号控制装置，对微波信号源、伺服装置和移频装置进行控制。CN115000806ACN115000806A权利要求书1/2页1.一种基于光学频率梳的可调谐超窄线宽激光器系统，包括：可调谐激光器(1)，适用于发出激光；分光装置(2)，适用于将所述激光分成透射光和反射光；移频装置(3)，适用于调节所述透射光的频率，得到实验光；调节装置(4)，适用于对来自光学频率梳的频梳光的功率和所述反射光的功率进行调节，并且使调节后的频梳光和调节后的反射光发生拍频，得到目标拍频电信号；信号处理装置(5)，适用于对所述目标拍频电信号进行功率放大，并得到第一参考信号，并根据所述第一参考信号得到所述目标拍频电信号的频率；微波信号源(8)，适用于发出频率可调的微波信号，其中，所述微波信号的初始频率与所述目标拍频电信号的频率的差在预设范围；伺服装置(6)，适用于根据所述微波信号的频率，反馈控制所述可调谐激光器，使所述目标拍频电信号的频率锁定在所述微波信号的频率上，进而控制所述实验光的频率；以及信号控制装置(7)，适用于对所述微波信号源、所述伺服装置和所述移频装置进行控制；其中，利用微波信号源连续调节所述微波信号的频率，使得所述实验光的频率在所述伺服装置的反馈控制下连续变化直至所述伺服装置处于接近失锁状态，在所述伺服装置处于接近失锁状态的情况下，所述信号控制装置被配置为通过控制所述伺服装置对可调谐激光器进行调节，使所述激光的频率发生跳跃，进而使得所述透射光的频率发生跳跃，并且，所述信号控制装置控制所述移频装置对发生跳跃的透射光进行频率调节，以使得发生跳跃的频率得到弥补，从而得到频率连续的实验光。2.根据权利要求1所述的可调谐超窄线宽激光器系统，其中，所述调节装置(4)包括：功率调节单元(41)，适用于对所述频梳光的功率进行调节，得到第一功率调节频梳光；可调衰减片(42)，适用于对所述反射光的功率和进行调节，得到功率调节反射光；合束单元(43)，适用于将所述第一功率调节频梳光和所述功率调节反射光合束；光电探测单元(44)，适用于根据所述第一功率调节频梳光和所述功率调节反射光，得到包括所述目标拍频电信号的初始拍频电信号。3.根据权利要求2所述的可调谐超窄线宽激光器系统，其中，所述光电探测单元(44)包括：分光模块(441)，适用于对所述第一功率调节频束光进行分光，得到第二功率调节频梳光，所述第二功率调节频梳光和所述功率调节反射光发生拍频，得到拍频光。4.根据权利要求3所述的可调谐超窄线宽激光器系统，其中，所述光电探测单元(44)还包括：光纤准直器(442)，适用于耦合所述拍频光；光纤(443)，适用于传输所述拍频光；第一光电探测器(444)，适用于对自光纤的所述拍频光进行探测，得到包括所述目标拍频电信号的初始拍频电信号。5.根据权利要求3所述的可调谐超窄线宽激光器系统，其中，所述光电探测单元(44)还包括：小孔光阑，适用于对所述拍频光进行滤光；2CN115000806A权利要求书2/2页第二光电探测器，对滤光后的所述拍频光进行探测，得到包括所述目标拍频电信号的初始拍频电信号。6.根据权利要求1所述的可调谐超窄线宽激光器系统，其中，所述信号控制装置(7)包括：时序控制和电压输出单元(71)，在所述伺服装置处于接近失锁状态的情况下，所述时序控制和电压输出单元(71)适用于同步所述微波信号源的频率和所述目标拍频电信号的频率、对所述伺服装置(6)进行控制以及输出对所述移