EP2245710A2 - Method and device for stabilising the spectrum of a pulsed coherent optical source - Google Patents

Method and device for stabilising the spectrum of a pulsed coherent optical source

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EP2245710A2
EP2245710A2 EP09712936A EP09712936A EP2245710A2 EP 2245710 A2 EP2245710 A2 EP 2245710A2 EP 09712936 A EP09712936 A EP 09712936A EP 09712936 A EP09712936 A EP 09712936A EP 2245710 A2 EP2245710 A2 EP 2245710A2
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EP
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optical
laser
cavity
pulsed
repetition rate
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP09712936A
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German (de)
French (fr)
Inventor
Steve Lecomte
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Centre Suisse dElectronique et Microtechnique SA CSEM
Original Assignee
Centre Suisse dElectronique et Microtechnique SA CSEM
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Publication date
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    • H01S5/065Mode locking; Mode suppression; Mode selection ; Self pulsating
    • H01S5/0657Mode locking, i.e. generation of pulses at a frequency corresponding to a roundtrip in the cavity

Definitions

  • the present invention relates to a method for stabilizing the spectrum of a pulsed coherent optical source according to which the offset frequency ⁇ o and the repetition rate ⁇ r are slaved to slave the frequencies of the lines of the comb which make up its optical spectrum, as well as a device for implementing this method.
  • Precise and stable oscillators are used in a good number of applications. Miniaturization and the reduction of the power consumption of such oscillators would be desirable in particular for portable or autonomous instruments.
  • An optical clock requires the use of a mode-locked laser as a frequency divider to bring an optical frequency to a microwave frequency. This has been proposed by Prof. Theodore Hansch of the University of Kunststoff and Max Planck Institute of Garching in Germany and Prof. John Hall of JILA, Boulder, Colorado, USA. The Nobel Prize in Physics was awarded to them in 2005 for this invention.
  • a new generation of atomic clocks based on optical transitions is currently under development and has already demonstrated superior performance to the best atomic clocks based on microwave transitions.
  • the frequency of each mode n of the optical spectrum emitted by a pulsed-mode laser is given by the following relation where n is an integer:
  • a continuous laser or pulsed laser mode is slaved to an optical transition.
  • the mode-locked pulsed laser acts as a frequency divider.
  • the repetition rate of the pulsed laser will have the same relative frequency stability as the optical frequency and it can therefore be processed electronically and serve as a frequency reference to the user.
  • the shifted frequency ⁇ o In order to exactly divide the optical frequency, the shifted frequency ⁇ o must be known and stabilized.
  • the stabilization of the shifted frequency ⁇ 0 is obtained by means of a non-linear interferometer f-2f as shown schematically in Th.
  • the frequency of the repetition rate is typically between 75 MHz and 2 GHz for the lasers usually used in these applications.
  • the principle that has just been described is precisely that of an optical atomic clock in which a continuous laser is slaved very stably on a reference atom or ion.
  • the standard concept of pulsed laser stabilization with the non-linear interferometer f-2f does not seem very suitable for reasons of consumption and complexity. Indeed to achieve a nonlinear interferometer f-2f, an optical spectrum covering an octave is required. To generate this broad spectrum, short pulses and energy from a large laser and requiring several watts to several tens of watts of power are currently needed.
  • the stabilization of the offset frequency ⁇ o is done on an ultrastable external cavity.
  • RJ Jones et al have already in "Precision stabilization of femtosecond lasers to high finesse optical cavities” Phys. Rev. A 69, 051803 (R) (2004), carried out a detailed comparison of two stabilization systems which leads to a new understanding of the optimum conditions and the limits for the stabilization of a cavity on the ability to transfer the frequency stability of the cavity in the microwave domain.
  • the stability of the frequency comb is explored both in the optical domain and in the field of radio frequency.
  • the stabilization of the repetition rate can be done either on an external cavity (which therefore creates a non-referenced oscillator) or on an atomic or molecular transition (atomic clock and referenced oscillator).
  • the repetition rate is stabilized on the resonant cavity.
  • the resonant cavity inevitably has a drift of its resonance frequencies due to variations in its length (vibration and temperature essentially).
  • the laser used is a titanium-sapphire type laser and is therefore incompatible with an electrical consumption of less than several watts. In order to obtain good frequency stability, the chosen laser produces short light pulses (less than 20 femtoseconds).
  • the reference cavity has a length of 39.5cm and the propagation of the light beams is of free propagation type. This choice of components was motivated by the desire to test the limits of the frequency stability of the laser repetition rate on an external cavity without worrying about other aspects such as consumption and compactness.
  • the object of the present invention is to overcome, at least in part, the disadvantages of the aforementioned solutions.
  • the invention relates to a method for stabilizing the spectrum of a pulsed coherent optical source according to claim 1 or claim 2. It also relates to a device for implementing the method according to claim 1 as defined by claim 6 and a device for carrying out the method according to claim 2 as defined by claim 7.
  • the essential difference between the scheme of Jones et al. and the present invention lies essentially in the medium and long-term stability of the microwave frequency generated by the device. In the case of the present invention, the repetition rate is stabilized on an atomic or molecular reference which intrinsically offers greater environmental stability.
  • the inventive concept adopted here also makes it possible to meet the requirements of miniaturization and considerable limitation of consumption which, with the precision sought, constituted two additional objectives of the present invention, making it possible to meet the conditions necessary for the production of a product. portable device of low power.
  • a compact pulsed laser low consumption and whose pulses are not necessarily ultrashort with a compact reference cavity and ultrastable.
  • a transition of reference interrogated directly with the pulsed laser or indirectly by means of a continuous laser servo can also be used.
  • this device could be fiber or made in integrated optics with other types of waveguides.
  • Currently such systems are bulky, they consume a lot of energy and they use technologies incompatible with a miniaturization of the device.
  • For each physical subsystem a list of relevant components to achieve the objectives of consumption and compactness is proposed. It is clear that any combination of these subsystems is possible to achieve the goals of consumption and compactness.
  • the term physical subsystems includes elements such as laser, waveguides, reference cavity, atomic reference, photodetectors, lenses, phase modulators, optical filters, etc.
  • the elements of the device that are not part of physical subsystems are: power electronics and control and stabilization electronics.
  • the compact and ultrastable resonant optical cavity is used at least for stabilizing the offset frequency of the optical spectrum of the pulsed light source.
  • Different types of cavity are envisaged:
  • a solid standard made of ultra-low expansion glass to minimize thermal drift that causes a variation in its length.
  • Very high reflectivity dielectric mirrors are provided on its faces to obtain a high fineness (or quality factor) of the resonator to increase the performance of the device.
  • Such standards are described on the website www. generaloptics. corn 2.
  • the hollow cavity also offers the advantage of eliminating the dispersion due to the glass of the standard mentioned in point 1. Information relating to this standard can be found on the site mentioned in point 1.
  • the pulsed coherent optical source is compact and low consumption. It acts as a frequency divider from the optical domain to the microwave domain.
  • the stable and pure microwave frequency produced by the complete arrangement is provided by the repetition rate of the stabilized pulsed optical source.
  • the following sources are possible: 1. Laser of multisection type emitting by the slice and quantum wells with saturable absorber DE 10322112 B4.
  • VECSEL VECSEL with saturable absorber not integrated into the optical grain generating structure
  • MIXSEL Synchronous surface-emitted and external-cavity mode
  • the technologies associated with channel waveguides also make it possible to produce an optical chip.
  • One of the peculiarities of this invention is to be able to overcome a very wide optical spectrum necessary (typically an octave) to be able to control in a customary way the offset frequency of the pulsed light source. Nevertheless, a nonlinear optical element allowing a spectral broadening makes it possible to improve the performances of the system. Indeed according to RJ Jones et al. mentioned above, the quality of the stabilization of the shifted frequency, thus the stability of the repetition rate ⁇ r , increases with the spectral width used according to the relation: ⁇ C between / (2 ⁇ - ⁇ f)
  • ⁇ f ⁇ b - ⁇ a
  • an optically nonlinear element is required. This element must be placed directly after the pulsed light source in order to benefit from the maximum power of the pulses and thus to widen the spectrum to the maximum.
  • Different types of non-linear elements are possible and compatible with light-guiding technologies such as optical fiber or channel waveguide:
  • the continuous laser stabilized on an atomic or molecular optical reference must be of narrow spectral width.
  • the microwave signal generated by the device will be designed to have the following effects: 1.
  • the spectral width of the continuous laser will have an effect on the spectral purity of the microwave signal generated by the device (noise phase).
  • Such a laser can be realized with the following technologies: 1. Distributed reaction distributed DFB type semiconductor laser or Bragg reflector distributed laser DBR.
  • Figure 1 is a block diagram of a first embodiment
  • Figure IA is a partial view of a variant of the diagram of Figure 1
  • Fig. 2 is a block diagram of a second embodiment
  • Fig. 3 is a block diagram of a third embodiment
  • Figure 4 is a block diagram of a fourth embodiment.
  • the block diagram of FIG. 1 comprises a pulsed coherent light source S 1 at the output of which is a separator plate L 3 or an element of interference filter type or a Fabry-Perot resonator, or an interleaver for spectral separation.
  • the separator plate L 3 directs the light of the source Si on a phase modulator MP at the output of which a second separator plate L 3 directs the light towards a reference cavity CR to stabilize the offset frequency C 0 O or the repetition rate ⁇ r of the optical source Si by the Pound-Drever-HaIl method.
  • the optical signal coming from the reference cavity CR is directed by the second splitter plate to a photodetector PDi through an optional bandpass filter F pb to stabilize ⁇ r ( Figure 1) or to two photodetectors PD IA and PD IB through a planar AWG selective grating to stabilize (Oo as
  • the electrical signals from PD iA and PDi B are subtracted by a differential amplifier A and their difference is used as an error signal to act on the optical source Si and to stabilize the shifted frequency CO.sub.o. where there is only one photodetector PDi, the electrical signal is brought back to the optical source Si to stabilize repetition rate ⁇ r .
  • a second continuous coherent light source S 2 forms a continuous beam directed on an atomic or molecular transition TAM whose signal is used to slave the continuous coherent optical source S 2 .
  • the frequency difference between a mode of the pulsed optical beam spectrum derived from the pulsed optical source Si and the continuous beam coming from the continuous optical source S 2 is also detected for controlling the repetition rate ⁇ r or the offset frequency ⁇ o
  • two splitter blades L s are placed at the output of the optical source S 2 .
  • a band-pass filter F pb is placed in front of a photodetector PD 2 , the output of which is connected to the pulsed optical source Si.
  • the electrical signal leaving the photodetector serves to slave ⁇ r or ⁇ o.
  • the output of the atomic or molecular transition is directed on a photodetector PD 3 whose electrical signal is transmitted to the continuous optical source S 2 to control the optical frequency.
  • the embodiment illustrated by the diagram of FIG. 2 differs from that of the diagram of FIG. This is because the reference cavity CR slaves the offset frequency ⁇ 0 or the repetition rate ⁇ r by the intensity of the light signal transmitted by the reference cavity CR, as shown in the diagram, or the PDI photodetector. is located at the output of the reference cavity CR, contrary to Figure 1.
  • a bandpass filter F pb or an AWG planar selective network or an interleaver is disposed between the reference cavity and the photodetector PDi.
  • the variant of the partial diagram of FIG. 1A applies to the processing of the light signal transmitted by the reference cavity CR of FIG. 2.
  • FIG. 2 The remainder of the device of FIG. 2 is completely similar to that of FIG. 1 and reference can be made to the corresponding description of FIG. 1, which applies to FIG. 2.
  • FIG. 3 The diagram of FIG. 3 is very close to that of FIG. 1, but in this case only the pulsed coherent light source Si is used.
  • the optical signal coming from the reference cavity CR is directed by the second splitter plate towards a photodetector PDi through an optional bandpass filter F pb to stabilize the repetition rate ⁇ r by the Pound-Drever-Hall method or, as illustrated by the variant of FIG. 1A, to two PDi A and PDi B photodetectors through a planar AWG selective grating for stabilizing CDo.
  • the separator plate L 3 which may be an interference filter type element or a Fabry-Perot resonator or an interleaver, located at the output of the pulsed optical source Si directs and selects a line of the comb of the optical spectrum on the pass filter.
  • band F pb located between the separating plate L 3 and the atomic or molecular transition TAM.
  • the comb line probes the atomic or molecular transition and the electrical absorption signal from the photodetector PD 3 is used to enslave the repetition rate ⁇ r or the offset frequency ⁇ 0 of the source Si.
  • FIG. 4 is very similar to that of FIG. 2 and differs essentially only in that it uses only a pulsed light source Si.
  • intensity transmitted by the reference cavity CR is directed towards a photodetector PDi through an optional bandpass filter F pb to stabilize ⁇ r or, as illustrated by the variant of FIG. 1A, to two photodetectors PD iA and PDi B to through an AWG planar selective grating for stabilizing ⁇ o-
  • the separating plate L s which may be an element of interference filter type or a Fabry-Perot resonator or an interleaver, situated at the output of FIG.
  • the pulsed optical source S1 directs and selects a line of the comb of the optical spectrum on the bandpass filter F pb located between the splitter plate L 3 and the atomic or molecular transition TAM.
  • the comb line probes the atomic or molecular transition and the electrical absorption signal from the photodetector PD 3 makes it possible to control the repetition rate ⁇ r or the offset frequency ⁇ o of the source Si.
  • the highly reflective dielectric treatment of the mirrors is realized to obtain a reflectivity> 99%.
  • the treatment is carried out with a compensation of the dispersion of the glass.
  • the length of the cavity is between 100 mm and 1.0 mm, corresponding to a field spectral free between 1 and 100 GHz respectively.
  • the glass is ultra-low expansion type (ULE).
  • the glass is also ultra-low expansion type (ULE).
  • the mirrors are treated to have a reflectivity> 99%, if possible the treatment is intended to have a zero dispersion on 100-200 nm, for a wavelength of 1550 nm and length between 150 mm and 1.5 mm corresponding at a free spectral range between 1 and 100 GHz respectively.
  • the wavelength is between 750 nm and 1600 nm.
  • the duration of the pulses is between 100 fs and 10 ps.
  • the spectral width of the pulses is between 0.25 nm and 25 nm for a wavelength of 1550 nm.
  • the average optical power is 1 to 100 mW, the repetition rate is between 1 and 100 GHz.
  • the consumption is 10 mW ⁇ 30OmW ⁇ 1000 mW.
  • the wavelength is 1550 nm
  • the spectral width is 10 to 300 nm
  • the optical power is 10 mW ⁇ 150 mW ⁇ 200 mW
  • free spectral range is 10 GHz and 1000 GHz.
  • the consumption is 30 mW ⁇ 150 mW ⁇ 600 mW.
  • the compact element making it possible to spatially separate the different spectral components is a planar selective grating (AWG), or an interleaver whose free spectral range is between 50 and 100 GHz.
  • AMG planar selective grating
  • the cell and atomic or molecular reference referred to above as the atomic or molecular transition contains the reference in gaseous form. It may be a quartz or pyrex cell with a size typically between 5 and 10 mm in length in the direction of propagation of the laser beam and between 5 and 10 mm in diameter.
  • It can also be a MEMS type cell with silicon or pyrex substrate and two windows welded pyrex on either side of the substrate.
  • a hole typically of 1 mm is provided in the center of the substrate 1 to a few mm thick defining the length of the optical path.
  • the lateral dimension of the cell is 2 to 5 mm side.
  • a reference gas is trapped in the heart of the hollow fiber (core diameter ⁇ 20 ⁇ m).
  • the length of the fiber is between 10 and 1000 mm.
  • the reference atom or molecule is either an alkaline vapor, typically of rubidium or cesium, or an acetylene gas, hydrogen cyanide, iodine (I 2 ), water vapor, especially.
  • the continuous coherent optical source it is a laser whose power consumption is 10 ⁇ 50 ⁇ 200 mW, the optical power is 3 ⁇ 15 ⁇ 80 mW, the spectral width ⁇ 1 MHz and the wavelength depending on the atomic or molecular reference is between 750 and 1600 nm.
  • the propagation of the beams can be either in optical fibers or in waveguides to further limit the dimensions. To finally reduce the dimensions to the maximum, all these elements can be realized in integrated optics.
  • FIG. 1 A volume and consumption assessment has been drawn up with regard to the scheme of FIG. 1. A comparison has been made between the volume and consumption of this device and a device of the state of the art, in which the occurrence of RJ Jones et al. mentioned above which constitutes the closest state of the art.
  • the chosen dimensions of the components of FIG. 1 are as follows:
  • Pulsed laser Si length 1 mm, 0 0,5 mm
  • Continuous laser S 2 length 1 mm, 0 0,5 mm
  • MP phase modulator length 1 mm, 0 1 mm
  • AWG planar grating 6x6 mm
  • Resonant cavity CR 10 mm, 0 3 mm
  • PD photodetectors 0.5 mm, 0.5 mm
  • Table 1 Volume / consumption balance of the Jones et al. * Source of voltage and current not included.
  • Table 2 Volume / consumption balance of the diagram of Figure 1. * Source of voltage or current not included.
  • volume and consumption values do not take into account the control and power electronics required by the device.
  • the numbers give a lower limit achievable.

Abstract

The invention relates to a method for stabilising the spectrum of a pulsed coherent optical source that comprises controlling the offset frequency ω0 and the repetition rate ωr in order to stabilise the frequencies of the comb lines constituting the optical spectrum thereof. The method comprises forming, from the pulsed coherent optical source (S1), a beam that is directed onto a reference resonant optical cavity (CR), and using the signal generated by the reference resonant optical cavity (CR) for controlling the offset frequency ω0 or the repetition rate ωr, and probing, using a comb line, an atomic or molecular transition (AMT) in order to generate a driving signal for the repetition rate ωr or the offset frequency ω0.

Description

PROCEDE ET DISPOSITIF POUR STABILISER LE SPECTRE D'UNE SOURCE OPTIQUE COHERENTE PULSEE METHOD AND DEVICE FOR STABILIZING THE SPECTRUM OF A COHERENT PULSED OPTICAL SOURCE
La présente invention se rapporte à un procédé pour stabiliser le spectre d'une source optique cohérente puisée selon lequel on asservit la fréquence décalée ωo et le taux de répétition ωr afin d'asservir les fréquences des raies du peigne qui composent son spectre optique, ainsi qu'à un dispositif pour la mise en œuvre de ce procédé. On utilise des oscillateurs précis et stables dans bons nombres d'applications. La miniaturisation et la réduction de la consommation électrique de tels oscillateurs seraient souhaitables en particulier pour des instruments portatifs ou autonomes. On a déjà proposé dans "The miniature atomic clock - pre-production results" R. Lutwak et al., Proceedings EFTF07 une horloge miniature basée sur des transitions atomiques microondes plutôt que sur une transition optique. Le choix d'une transition optique permet d'augmenter le facteur de qualité de la résonance de référence et donc les performances de l'oscillateur.The present invention relates to a method for stabilizing the spectrum of a pulsed coherent optical source according to which the offset frequency ωo and the repetition rate ω r are slaved to slave the frequencies of the lines of the comb which make up its optical spectrum, as well as a device for implementing this method. Precise and stable oscillators are used in a good number of applications. Miniaturization and the reduction of the power consumption of such oscillators would be desirable in particular for portable or autonomous instruments. We have already proposed in "The miniature atomic clock - pre-production results" R. Lutwak et al., Proceedings EFTF07 a miniature clock based on microwave atomic transitions rather than on an optical transition. The choice of an optical transition makes it possible to increase the quality factor of the reference resonance and therefore the performances of the oscillator.
Une horloge optique requiert l'utilisation d'un laser à modes-bloqués comme diviseur de fréquence afin de ramener une fréquence optique à une fréquence microonde. Ceci a été proposé par le Prof. Théodore Hânsch de l'Université de Munich et du Max Planck Institute de Garching en Allemagne et par le Prof. John Hall de JILA, Boulder, Colorado, USA. Le prix Nobel de physique leur a été attribué en 2005 pour cette invention. Une nouvelle génération d'horloges atomi- ques basées sur des transitions optiques est actuellement en développement et a déjà démontré des performances supérieures aux meilleures horloges atomiques basées sur des transitions microondes. La fréquence de chaque mode n du spectre optique émis par un laser puisé à modes-bloqués est donnée par la relation suivante où n est un nombre entier :An optical clock requires the use of a mode-locked laser as a frequency divider to bring an optical frequency to a microwave frequency. This has been proposed by Prof. Theodore Hansch of the University of Munich and Max Planck Institute of Garching in Germany and Prof. John Hall of JILA, Boulder, Colorado, USA. The Nobel Prize in Physics was awarded to them in 2005 for this invention. A new generation of atomic clocks based on optical transitions is currently under development and has already demonstrated superior performance to the best atomic clocks based on microwave transitions. The frequency of each mode n of the optical spectrum emitted by a pulsed-mode laser is given by the following relation where n is an integer:
0>op,,n=n-ωro 0> op,, n = n-ω r + ω o
Dans une horloge optique, un laser continu ou un mode du laser puisé est asservi sur une transition optique. Pour pouvoir exploiter la stabilité de fréquence obtenue à la fréquence optique, le laser puisé à modes-bloqués fait office de diviseur de fréquence. Le taux de répétition du laser puisé va posséder la même stabilité de fréquence relative que la fréquence optique et il pourra donc être traité électroniquement et servir de référence de fréquence à l'utilisateur. Pour diviser de façon exacte la fréquence optique, la fréquence décalée ωo doit être connue et stabilisée. La stabilisation de la fréquence décalée ω0 est obtenue grâce à un interféromètre non-linéaire f-2f tel que schématisé dans Th. Udem et al., Optical Frequency Metrology, Nature 416 233-237, 2003)In an optical clock, a continuous laser or pulsed laser mode is slaved to an optical transition. In order to be able to exploit the frequency stability obtained at the optical frequency, the mode-locked pulsed laser acts as a frequency divider. The repetition rate of the pulsed laser will have the same relative frequency stability as the optical frequency and it can therefore be processed electronically and serve as a frequency reference to the user. In order to exactly divide the optical frequency, the shifted frequency ω o must be known and stabilized. The stabilization of the shifted frequency ω 0 is obtained by means of a non-linear interferometer f-2f as shown schematically in Th. Udem et al., Optical Frequency Metrology, Nature 416 233-237, 2003)
La fréquence du taux de répétition est typiquement comprise entre 75 MHz et 2 GHz pour les lasers utilisés usuellement dans ces applications. Le principe qui vient d'être décrit est précisément celui d'une horloge atomique optique dans laquelle un laser continu est asservi de façon très stable sur un atome ou ion de référence. Dans le but de fabriquer une horloge optique miniature, le concept standard de stabilisation du laser puisé avec 1' interféromètre non-linéaire f-2f ne paraît pas très adapté pour des raisons de consommation et de complexité. En effet pour réaliser un interféromètre non-linéaire f-2f, un spec- tre optique couvrant une octave est requis. Pour générer ce large spectre, des impulsions courtes et énergétiques issues d'un laser volumineux et nécessitant plusieurs watts à plusieurs dizaines de watts de puissance sont actuellement nécessaires .The frequency of the repetition rate is typically between 75 MHz and 2 GHz for the lasers usually used in these applications. The principle that has just been described is precisely that of an optical atomic clock in which a continuous laser is slaved very stably on a reference atom or ion. In order to manufacture a miniature optical clock, the standard concept of pulsed laser stabilization with the non-linear interferometer f-2f does not seem very suitable for reasons of consumption and complexity. Indeed to achieve a nonlinear interferometer f-2f, an optical spectrum covering an octave is required. To generate this broad spectrum, short pulses and energy from a large laser and requiring several watts to several tens of watts of power are currently needed.
Afin de s'affranchir de la contrainte de puissance des impulsions optiques pour l' interféromètre non-linéaire, la stabilisation de la fréquence décalée ωo se fait sur une cavité externe ultrastable. R. J. Jones et al ont déjà dans "Précision stabilization of femtosecond lasers to high finesse optical cavities" Phys . Rev. A 69, 051803(R) (2004), effectués une comparaison détaillée de deux systèmes de stabilisation qui conduit à une compréhension nouvelle des conditions optimum et les limites pour la stabilisation d'une cavité sur la capacité à transférer la stabilité en fréquence de la cavité au domaine microonde. La stabilité du peigne de fréquence est explorée à la fois dans le domaine optique et dans le domaine de la radio fréquence. La stabilisation du taux de répétition peut se faire soit aussi sur une cavité externe (ce qui crée donc un oscillateur non- référencé) ou soit sur une transition atomique ou moléculaire (horloge atomique donc oscillateur référencé) . Dans le cas de R. J. Jones et al., le taux de répétition est stabilisé sur la cavité résonante. La cavité résonante présente inévitablement une dérive de ses fréquences de résonance due à des variations de sa longueur (vibration et température essentiellement) . Dans R. J. Jones et al. susmentionné, le laser utilisé est un laser de type titane-saphir et est donc incompatible avec une consommation électrique inférieure à plusieurs watts. Afin d'obtenir une bonne stabilité de fréquence, le laser choisi produit des impulsions lumineuses courtes (in- férieures à 20 femtosecondes) . La cavité de référence possède une longueur de 39.5cm et la propagation des faisceaux lumineux est de type propagation libre. Ce choix de composants a été motivé par la volonté de tester les limites de la stabilité de fréquence du taux de répétition du laser sur une cavité externe sans se soucier d'autres aspects tels que la consommation et la compacité.In order to overcome the power constraint of the optical pulses for the nonlinear interferometer, the stabilization of the offset frequency ω o is done on an ultrastable external cavity. RJ Jones et al have already in "Precision stabilization of femtosecond lasers to high finesse optical cavities" Phys. Rev. A 69, 051803 (R) (2004), carried out a detailed comparison of two stabilization systems which leads to a new understanding of the optimum conditions and the limits for the stabilization of a cavity on the ability to transfer the frequency stability of the cavity in the microwave domain. The stability of the frequency comb is explored both in the optical domain and in the field of radio frequency. The stabilization of the repetition rate can be done either on an external cavity (which therefore creates a non-referenced oscillator) or on an atomic or molecular transition (atomic clock and referenced oscillator). In the case of RJ Jones et al., The repetition rate is stabilized on the resonant cavity. The resonant cavity inevitably has a drift of its resonance frequencies due to variations in its length (vibration and temperature essentially). In RJ Jones et al. mentioned above, the laser used is a titanium-sapphire type laser and is therefore incompatible with an electrical consumption of less than several watts. In order to obtain good frequency stability, the chosen laser produces short light pulses (less than 20 femtoseconds). The reference cavity has a length of 39.5cm and the propagation of the light beams is of free propagation type. This choice of components was motivated by the desire to test the limits of the frequency stability of the laser repetition rate on an external cavity without worrying about other aspects such as consumption and compactness.
Le but de la présente invention est de remédier, au moins en partie, aux inconvénients des solutions susmentionnées .The object of the present invention is to overcome, at least in part, the disadvantages of the aforementioned solutions.
A cet effet, l'invention a pour objet un procédé pour stabiliser le spectre d'une source optique cohérente puisée selon la revendication 1 ou selon la revendication 2. Elle a également pour objet un dispositif pour la mise en œuvre du procédé selon la revendication 1 tel que défini par la revendication 6 et un dispositif pour la mise en œuvre du procédé selon la revendication 2 tel que défini par la revendication 7. La différence essentielle entre le schéma de Jones et al. et la présente invention réside essentiellement dans la stabilité à moyen et long terme de la fréquence microonde générée par le dispositif. Dans le cas de la présente invention, le taux de répétition est stabilisé sur une réfé- rence atomique ou moléculaire qui offre intrinsèquement une stabilité environnementale plus importante.To this end, the invention relates to a method for stabilizing the spectrum of a pulsed coherent optical source according to claim 1 or claim 2. It also relates to a device for implementing the method according to claim 1 as defined by claim 6 and a device for carrying out the method according to claim 2 as defined by claim 7. The essential difference between the scheme of Jones et al. and the present invention lies essentially in the medium and long-term stability of the microwave frequency generated by the device. In the case of the present invention, the repetition rate is stabilized on an atomic or molecular reference which intrinsically offers greater environmental stability.
Le concept inventif adopté ici permet en outre de répondre aux exigences de miniaturisation et de limitation importante de la consommation qui constituaient, avec la pré- cision recherchée deux objectifs supplémentaires de la présente invention, permettant de réunir les conditions nécessaires à la réalisation d'un dispositif portable de faible puissance.The inventive concept adopted here also makes it possible to meet the requirements of miniaturization and considerable limitation of consumption which, with the precision sought, constituted two additional objectives of the present invention, making it possible to meet the conditions necessary for the production of a product. portable device of low power.
Parmi les éléments clés de l'invention on relève la combinaison d'un laser puisé compact, à faible consommation et dont les impulsions ne sont pas nécessairement ultracourtes avec une cavité de référence compacte et ultrastable. Suivant les formes d'exécutions proposées, une transition de référence interrogée directement avec le laser puisé ou indirectement au moyen d'un laser continu asservi peut aussi être utilisé.Among the key elements of the invention is the combination of a compact pulsed laser, low consumption and whose pulses are not necessarily ultrashort with a compact reference cavity and ultrastable. Depending on the forms of execution proposed, a transition of reference interrogated directly with the pulsed laser or indirectly by means of a continuous laser servo can also be used.
Avantageusement, ce dispositif pourrait être fibre ou réalisé en optique intégrée avec d'autres types de guides d'ondes. Actuellement de tels systèmes sont volumineux, ils consomment beaucoup d'énergie et ils font appel à des technologies incompatibles avec une miniaturisation du dispositif. Pour chaque sous-système physique, une liste de composants pertinents pour atteindre les objectifs de consommation et de compacité est proposée. Il est clair que n' importe quelle combinaison de ces sous-systèmes est possible pour atteindre les buts de consommation et de compacité . Par le terme sous-systèmes physiques sont compris les éléments tels que le laser, les guides d'onde, la cavité de référence, la référence atomique, les photodétecteurs, les lentilles, les modulateurs de phase, les filtres optiques, etc. Les éléments du dispositif qui ne font pas partie des sous-systèmes physiques sont : l'électronique d'alimentation et l'électronique de contrôle et de stabilisation.Advantageously, this device could be fiber or made in integrated optics with other types of waveguides. Currently such systems are bulky, they consume a lot of energy and they use technologies incompatible with a miniaturization of the device. For each physical subsystem, a list of relevant components to achieve the objectives of consumption and compactness is proposed. It is clear that any combination of these subsystems is possible to achieve the goals of consumption and compactness. The term physical subsystems includes elements such as laser, waveguides, reference cavity, atomic reference, photodetectors, lenses, phase modulators, optical filters, etc. The elements of the device that are not part of physical subsystems are: power electronics and control and stabilization electronics.
La cavité optique résonante compacte et ultrastable est utilisée au moins pour la stabilisation de la fréquence d'offset du spectre optique de la source de lumière puisée. Différents types de cavité sont envisagés :The compact and ultrastable resonant optical cavity is used at least for stabilizing the offset frequency of the optical spectrum of the pulsed light source. Different types of cavity are envisaged:
1. Un étalon solide fabriqué en verre à taux d'expansion ultra-bas pour minimiser les dérives thermiques qui causent une variation de sa longueur. Des miroirs diélectriques à très haute réflectivité sont ménagés sur ses faces afin d'obtenir une finesse (ou facteur de qualité) élevée du résonateur permettant d'augmenter les performances du dispositif. De tels étalons sont décrits sur le site www. generaloptics . corn 2. Un étalon tel que décrit ci-dessus, mais avec cavité creuse à l'air afin de limiter les dérives thermiques de l'étalon (variation de sa longueur) pour cause d'absorption résiduelle de la lumière stockée dans le réso- nateur cause d' échauffement . La cavité creuse offre également l'avantage d'éliminer la dispersion due au verre de l'étalon mentionné au point 1. Des informations relatives à cet étalon se trouvent sur le site mentionné au point 1. 3. Un résonateur ultracompact de type annulaire à haut facteur de qualité décrit dans le EP 1554618 Bl.1. A solid standard made of ultra-low expansion glass to minimize thermal drift that causes a variation in its length. Very high reflectivity dielectric mirrors are provided on its faces to obtain a high fineness (or quality factor) of the resonator to increase the performance of the device. Such standards are described on the website www. generaloptics. corn 2. A standard as described above, but with cavity hollow in the air to limit the thermal drift of the standard (variation of its length) due to residual absorption of the light stored in the resonator cause of heating. The hollow cavity also offers the advantage of eliminating the dispersion due to the glass of the standard mentioned in point 1. Information relating to this standard can be found on the site mentioned in point 1. 3. An ultracompact ring-type resonator with high quality factor described in EP 1554618 B1.
4. Un résonateur optique ultracompact basé sur un matériau structuré mécaniquement et reposant sur l'effet de bande interdite photonique (P. Pottier et al., Triangular and Hexagonal High Q-Factor 2-D Photonic Bandgap Cavi- ties on IH-V Suspended Membranes , J. Lightwave Technology, 17 2058 (1999) .4. An ultracompact optical resonator based on a mechanically structured material based on photonic bandgap effect (P. Pottier et al., Triangular and Hexagonal High Q-factor 2-D Photonic Bandgap Cavities on IH-V Suspended Membranes, J. Lightwave Technology, 2058 (1999).
La source optique cohérente puisée est compacte et à basse consommation. Elle agit comme diviseur de fréquence du domaine optique au domaine microonde. La fréquence microonde stable et pure produite par l'arrangement complet est fournie par le taux de répétition de la source optique puisée stabilisée. Dans le but d'obtenir un dispositif compact et à basse-consommation, les sources suivantes sont possibles : 1. Laser de type multisection émettant par la tranche et puits quantiques avec absorbeur saturable DE 10322112 B4.The pulsed coherent optical source is compact and low consumption. It acts as a frequency divider from the optical domain to the microwave domain. The stable and pure microwave frequency produced by the complete arrangement is provided by the repetition rate of the stabilized pulsed optical source. In order to obtain a compact and low-consumption device, the following sources are possible: 1. Laser of multisection type emitting by the slice and quantum wells with saturable absorber DE 10322112 B4.
2. Laser de type multisection émettant par la tranche et points quantiques avec absorbeur saturable, Y. -C. Xin et al., Reconfigurable quantum dot monolithic multisection passive mode-locked laser, Optics Express 15 7623 (2007) .2. Laser of multisection type emitting by the slice and quantum dots with saturable absorber, Y. -C. Xin et al., Reconfigurable quantum dot monolithic passive multisection mode-locked laser, Optics Express 7623 (2007).
3. Laser à émission par la surface et à cavité verticale3. Surface Emitting and Vertical Cavity Laser
(VECSEL) avec absorbeur saturable non intégré à la structure générant le grain optique, D. Lorenser et al., Towards wafer-scale intégration of high répétition rate passively mode-locked surface emitting semiconduc- tor lasers, Appl . Phys . B 79 927 (2004) .(VECSEL) with saturable absorber not integrated into the optical grain generating structure, D. Lorenser et al., Towards wafer-scale integration of high repetition rate passively mode-locked surface emitting semiconductor lasers, Appl. Phys. B 79,927 (2004).
4. Laser intégré à mode synchronisé à émission par la surface et à cavité externe (MIXSEL), A. R. Bellancourt et al., First démonstration of a modelocked integrated external-cavity surface emitting laser (MIXSEL), CLEO 07, talk CWIl.4. Synchronous surface-emitted and external-cavity mode (MIXSEL) integrated laser, A. R. Bellancourt et al., First demonstration of a modelocked integrated external-cavity surface emitting laser (MIXSEL), CLEO 07, CWIl talk.
5. Laser à fibre J. Chen et al., High répétition rate, low jitter, low intensity noise, fundamentally mode-locked 167 fs soliton Er-fiber laser, 32 1566 (2007) .5. Fiber laser J. Chen et al., High repetition rate, low jitter, low intensity noise, fundamentally mode-locked 167 fs soliton Er-fiber laser, 32 1566 (2007).
6. Laser de type Raman, B. R: Koch et al., Mode-locked silicon evanescent lasers, Opt . Express 15 11225 (2007) .6. Raman type laser, B. R: Koch et al., Mode-locked silicon evanescent lasers, Opt. Express 11225 (2007).
7. Laser de type solide pompé par diode et à modes-bloqués par un absorbant saturable à semiconducteur (SESAM) L.7. Diode-pumped solid-mode solid-mode laser with saturable semiconductor absorber (SESAM) L.
Krainer et al., Compact Nd:YVO4 lasers with puise répétition rates up to 160 GHz, IEEE J. Quantum Electr. 38 1331 (2002) .Krainer et al., Compact Nd: YVO 4 lasers with repetition rate up to 160 GHz, IEEE J. Quantum Electr. 38 1331 (2002).
8. Résonateur microtoroïde pompé par de la lumière conti- nue, US 2008285606 Al.8. Continuous light pumped microtoroid resonator, US 2008285606 A1.
9. Résonateur à fibre optique pompé par de la lumière continue, T. Braje et al. (http: //tf.nist. gov/cgi-bin/ showpubs .pi)9. Fiber optic resonator pumped by continuous light, T. Braje et al. (http: //tf.nist.gov/cgi-bin/showpubs .pi)
Dans les arrangements proposés, un ou des éléments per- mettant de séparer spatialement différentes couleurs du spectre sont requis. Voici une liste non-exhaustive de composants compacts et compatibles avec l'approche optique intégrée pouvant assurer cette tâche (liste non- exhaustive) : 1. Réseau sélectif planaire (AWG), www.jdsu.com.In the proposed arrangements, one or more elements for spatially separating different colors from the spectrum are required. Here is a non-exhaustive list of compact components compatible with the integrated optical approach that can perform this task (non-exhaustive list): 1. Planar selective network (AWG), www.jdsu.com.
2. Entrelaceur, www.jdsu.com.2. Interleaver, www.jdsu.com.
3. Lame de verre avec revêtement diélectrique dont la réflectivité varie en fonction de la longueur d'onde.3. Glass blade with dielectric coating whose reflectivity varies with wavelength.
4. Réseau de diffraction. 5. Cavité optique résonante à faible finesse et large domaine spectral libre. Dans certains arrangements proposés, un modulateur de phase est requis pour réaliser un asservissement de type Pound-Drever-Hall, R. W. P. Drever et al., Laser phase and frequency stabilization using an optical resonator, Appl . Phys . B 31 97 (1983) . Afin d'avoir un arrangement compact, les composants suivants peuvent être utilisés (liste non- exhaustive) :4. Diffraction grating. 5. Resonant optical cavity with low fineness and wide free spectral range. In some proposed arrangements, a phase modulator is required to achieve Pound-Drever-Hall type servo, RWP Drever et al., Laser phase and frequency stabilization using an optical resonator, Appl. Phys. B, 97 (1983). In order to have a compact arrangement, the following components can be used (non-exhaustive list):
1. IBM, W. M. J. Green et al., Ultra-compact- low RF power, 10 Gb/s silicon Mach-Zehnder modulator, Opt . Exp.15 17106 (2007)1. IBM, W. M. J. Green et al., Ultra-compact-low RF power, 10 Gb / s silicon Mach-Zehnder modulator, Opt. Exp.15 17106 (2007)
2. Intel www.intel.com2. Intel www.intel.com
3. JDSU www.jdsu.com3. JDSU www.jdsu.com
Pour assurer la compacité de tous les arrangements décrits , des guides d' ondes de type fibre optique ou guides d' ondes en canaux ( en différents matériaux tels qu' oxyde de silicium, nitrure de silicium, silicium, polymères , etc . ) (Livre sur le domaine : http://www.crcpress.com/shoppingcart/products/product détail. asp?sku=DK3157) peuvent être utilisés . Les technologies associées aux guides d' ondes en canaux permettent aussi de réaliser une puce optique.To ensure the compactness of all the arrangements described, fiber optic waveguides or channel waveguides (made of different materials such as silicon oxide, silicon nitride, silicon, polymers, etc. on the domain: http://www.crcpress.com/shoppingcart/products/product detail.asp? sku = DK3157) can be used. The technologies associated with channel waveguides also make it possible to produce an optical chip.
Ces guides d'ondes permettent également d'assurer le couplage et découplage du faisceau laser des différents éléments composants les arrangements.These waveguides also make it possible to ensure the coupling and decoupling of the laser beam of the different elements composing the arrangements.
Une des particularités de cette invention est de pou- voir s'affranchir d'un spectre optique très large nécessaire (typiquement une octave) pour pouvoir asservir de manière usuelle la fréquence décalée de la source de lumière puisée. Néanmoins un élément optique non linéaire permettant un élargissement spectral permet d'améliorer les performances du système. En effet selon R. J. Jones et al. susmentionné, la qualité de la stabilisation de la fréquence décalée, donc la stabilité du taux de répétition ωr, augmente avec la largeur spectrale utilisée suivant la relation : ωCentre/ ( 2π-Δf )One of the peculiarities of this invention is to be able to overcome a very wide optical spectrum necessary (typically an octave) to be able to control in a customary way the offset frequency of the pulsed light source. Nevertheless, a nonlinear optical element allowing a spectral broadening makes it possible to improve the performances of the system. Indeed according to RJ Jones et al. mentioned above, the quality of the stabilization of the shifted frequency, thus the stability of the repetition rate ω r , increases with the spectral width used according to the relation: ω C between / (2π-Δf)
Où ωcentre est la fréquence centrale de l'intervalle de fréquence optique Δf considéré (Δf=ωba) dans les arrangements proposés . Afin d' augmenter la largeur spectrale de la source (sans toutefois atteindre l'octave), l'utilisation d'un élément optiquement non linéaire est requis. Cet élément doit être placé directement après la source de lumière puisée afin de bénéficier du maximum de puissance des impulsions et donc d'élargir le spectre au maximum. Différents types d'éléments non linéaires sont possibles et compatibles avec les technologies de guidage de la lumière tels que fibre optique ou guide d'onde en canaux:Where ω center is the center frequency of the optical frequency interval Δf considered (Δf = ω ba ) in the proposed arrangements. In order to increase the spectral width of the source (without however reaching the octave), the use of an optically nonlinear element is required. This element must be placed directly after the pulsed light source in order to benefit from the maximum power of the pulses and thus to widen the spectrum to the maximum. Different types of non-linear elements are possible and compatible with light-guiding technologies such as optical fiber or channel waveguide:
1. Fibre optique hautement non linéaire de type monomode standard www.ofs.com ou de type cristal photonique http://www.crystal-fibre.com/.1. Highly non-linear optical fiber of standard singlemode type www.ofs.com or photonic crystal type http://www.crystal-fibre.com/.
2. Guide d'onde avec une géométrie de type conique.2. Waveguide with conical geometry.
A noter que l'élément non linéaire n'a pas été représenté dans les schémas annexés. Le laser continu stabilisé sur une référence optique atomique ou moléculaire se doit d' être de largeur spectrale étroite. Dans les arrangements où un tel laser est requis, le signal microonde généré par le dispositif sera conçu pour avoir les effets suivants : 1. La largeur spectrale du laser continu va avoir un effet sur la pureté spectrale du signal microonde généré par le dispositif (bruit de phase) .Note that the nonlinear element has not been shown in the attached diagrams. The continuous laser stabilized on an atomic or molecular optical reference must be of narrow spectral width. In arrangements where such a laser is required, the microwave signal generated by the device will be designed to have the following effects: 1. The spectral width of the continuous laser will have an effect on the spectral purity of the microwave signal generated by the device (noise phase).
2. La stabilité de fréquence à moyen et long terme va avoir un effet sur la stabilité de fréquence à moyen et long terme de la source microonde.2. Medium and long-term frequency stability will have an effect on the medium and long-term frequency stability of the microwave source.
Un tel laser peut être réalisé avec les technologies suivantes : 1. Laser semiconducteur de type DFB à réaction répartie ou DBR laser distribué à réflecteur de Bragg.Such a laser can be realized with the following technologies: 1. Distributed reaction distributed DFB type semiconductor laser or Bragg reflector distributed laser DBR.
2. Laser semiconducteur de type Fabry-Pérot en cavité étendue. 3. Laser de type résonateur toroïdal L. Yang et al., A 4- Hz fundamental linewidth on-chip microlaser, CLEO 07, talk CMR2 4. Laser à fibre www.np-photonics.com2. Fabry-Perot type semiconductor laser in extended cavity. 3. Toroidal resonator type laser L. Yang et al., A 4- Hz fundamental linewidth on-chip microlaser, CLEO 07, talk CMR2 4. Fiber laser www.np-photonics.com
Les dessins annexés illustrent, schématiquement et à titre d'exemple, quatre formes d'exécution de dispositifs pour la mise en œuvre des procédés objet de la présente invention.The accompanying drawings illustrate, schematically and by way of example, four embodiments of devices for implementing the methods that are the subject of the present invention.
La figure 1 est un schéma de principe d'une première forme d' exécution ; La figure IA est une vue partielle d'une variante du schéma de la figure 1 ; la figure 2 est un schéma de principe d'une deuxième forme d'exécution ; la figure 3 est un schéma de principe d' une troisième forme d'exécution ; la figure 4 est un schéma de principe d' une quatrième forme d'exécution.Figure 1 is a block diagram of a first embodiment; Figure IA is a partial view of a variant of the diagram of Figure 1; Fig. 2 is a block diagram of a second embodiment; Fig. 3 is a block diagram of a third embodiment; Figure 4 is a block diagram of a fourth embodiment.
Le schéma de principe de la figure 1 comporte une source optique de lumière cohérente puisée Si à la sortie de laquelle se trouve une lame séparatrice L3 ou un élément de type filtre interférentiel ou un résonateur de Fabry-Pérot, ou un entrelaceur pour séparation spectrale. La lame séparatrice L3 dirige la lumière de la source Si sur un modulateur de phase MP à la sortie duquel une deuxième lame séparatrice L3 dirige la lumière vers une cavité de référence CR pour stabiliser la fréquence décalée CÛO ou le taux de répétition ωr de la source optique Si par la méthode de Pound-Drever- HaIl. Le signal optique issu de la cavité de référence CR est dirigé par la deuxième lame séparatrice vers un photodétecteur PDi à travers un filtre passe-bande Fpb optionnel pour stabiliser ωr (Figure 1) ou vers deux photodétecteurs PDIA et PDIB à travers un réseau sélectif planaire AWG pour stabiliser (Oo comme illustré par la figure IA. Les signaux électriques issus de PDiA et PDiB sont soustraits par un amplificateur différentiel A et leur différence est utilisée comme signal d'erreur pour agir sur la source optique Si et stabiliser la fréquence décalée COo. Dans le cas où il n'y a qu'un seul photodétecteur PDi, le signal électrique est ramené à la source optique Si pour en stabiliser taux de répétition ωr.The block diagram of FIG. 1 comprises a pulsed coherent light source S 1 at the output of which is a separator plate L 3 or an element of interference filter type or a Fabry-Perot resonator, or an interleaver for spectral separation. . The separator plate L 3 directs the light of the source Si on a phase modulator MP at the output of which a second separator plate L 3 directs the light towards a reference cavity CR to stabilize the offset frequency C 0 O or the repetition rate ω r of the optical source Si by the Pound-Drever-HaIl method. The optical signal coming from the reference cavity CR is directed by the second splitter plate to a photodetector PDi through an optional bandpass filter F pb to stabilize ω r (Figure 1) or to two photodetectors PD IA and PD IB through a planar AWG selective grating to stabilize (Oo as The electrical signals from PD iA and PDi B are subtracted by a differential amplifier A and their difference is used as an error signal to act on the optical source Si and to stabilize the shifted frequency CO.sub.o. where there is only one photodetector PDi, the electrical signal is brought back to the optical source Si to stabilize repetition rate ω r .
Une seconde source optique de lumière cohérente continue S2 forme un faisceau continu dirigé sur une transition atomique ou moléculaire TAM dont on utilise le signal pour asservir la source optique cohérente continue S2. On détecte par ailleurs la différence de fréquence entre un mode du spectre du faisceau optique puisé issu de la source optique puisée Si et le faisceau continu issu de la source optique continue S2 pour asservir le taux de répétition ωr ou la fréquence décalée ωo-A second continuous coherent light source S 2 forms a continuous beam directed on an atomic or molecular transition TAM whose signal is used to slave the continuous coherent optical source S 2 . The frequency difference between a mode of the pulsed optical beam spectrum derived from the pulsed optical source Si and the continuous beam coming from the continuous optical source S 2 is also detected for controlling the repetition rate ω r or the offset frequency ωo
A cet effet, deux lames séparatrices Ls sont placées à la sortie de la source optique S2. Avantageusement un filtre passe-bande Fpb est placé devant un photodétecteur PD2 dont la sortie est reliée à la source optique puisée Si. Le signal électrique sortant du photodétecteur sert à asservir ωr ou ωo.For this purpose, two splitter blades L s are placed at the output of the optical source S 2 . Advantageously, a band-pass filter F pb is placed in front of a photodetector PD 2 , the output of which is connected to the pulsed optical source Si. The electrical signal leaving the photodetector serves to slave ω r or ωo.
La sortie de la transition atomique ou moléculaire est dirigée sur un photodétecteur PD3 dont le signal électrique est transmis à la source optique continue S2 pour asservir la fréquence optique.The output of the atomic or molecular transition is directed on a photodetector PD 3 whose electrical signal is transmitted to the continuous optical source S 2 to control the optical frequency.
La forme d'exécution illustrée par le schéma de la figure 2 diffère de celle du schéma de la figure 1 essen- tiellement par le fait que la cavité de référence CR asservit la fréquence décalée ω0 ou le taux de répétition ωr par l' intensité du signal lumineux transmise par la cavité de référence CR, comme le montre le schéma, ou le photodétec- teur PDi se situe à la sortie de la cavité de référence CR, contrairement à la figure 1. Avantageusement, un filtre passe-bande Fpb ou un réseau sélectif planaire AWG ou un entrelaceur est disposé entre la cavité de référence et le photodétecteur PDi. Dans le cas où un réseau sélectif pla- naire AWG est utilisé, la variante du schéma partiel de la figure IA s'applique au traitement du signal lumineux transmis par la cavité de référence CR de la figure 2.The embodiment illustrated by the diagram of FIG. 2 differs from that of the diagram of FIG. This is because the reference cavity CR slaves the offset frequency ω 0 or the repetition rate ω r by the intensity of the light signal transmitted by the reference cavity CR, as shown in the diagram, or the PDI photodetector. is located at the output of the reference cavity CR, contrary to Figure 1. Advantageously, a bandpass filter F pb or an AWG planar selective network or an interleaver is disposed between the reference cavity and the photodetector PDi. In the case where an AWG plane selective grating is used, the variant of the partial diagram of FIG. 1A applies to the processing of the light signal transmitted by the reference cavity CR of FIG. 2.
Le reste du dispositif de la figure 2 est en tout point semblable à celui de la figure 1 et on pourra se reporter à la description correspondante de la figure 1 qui s'applique à la figure 2.The remainder of the device of FIG. 2 is completely similar to that of FIG. 1 and reference can be made to the corresponding description of FIG. 1, which applies to FIG. 2.
Le schéma de la figure 3 est très proche de celui de la figure 1, mais dans ce cas, seule la source optique de lumière cohérente puisée Si est utilisée. Comme dans le cas de la figure 1, le signal optique issu de la cavité de référence CR est dirigé par la deuxième lame séparatrice vers un photodétecteur PDi à travers un filtre passe-bande Fpb optionnel pour stabiliser le taux de répétition ωr par la méthode de Pound-Drever-Hall ou, comme illustré par la va- riante de la figure IA vers deux photodétecteurs PDiA et PDiB à travers un réseau sélectif planaire AWG pour stabiliser CDo. La lame séparatrice L3, qui peut être un élément de type filtre interférentiel ou un résonateur de Fabry-Pérot ou un entrelaceur, situé à la sortie de la source optique puisée Si dirige et sélectionne une raie du peigne du spectre optique sur le filtre passe-bande Fpb situé entre la lame séparatrice L3 et la transition atomique ou moléculaire TAM. La raie du peigne sonde la transition atomique ou molécu- laire et le signal électrique d'absorption issu du photodétecteur PD3 permet d'asservir le taux de répétition ωr ou la fréquence décalée ω0 de la source Si.The diagram of FIG. 3 is very close to that of FIG. 1, but in this case only the pulsed coherent light source Si is used. As in the case of FIG. 1, the optical signal coming from the reference cavity CR is directed by the second splitter plate towards a photodetector PDi through an optional bandpass filter F pb to stabilize the repetition rate ω r by the Pound-Drever-Hall method or, as illustrated by the variant of FIG. 1A, to two PDi A and PDi B photodetectors through a planar AWG selective grating for stabilizing CDo. The separator plate L 3 , which may be an interference filter type element or a Fabry-Perot resonator or an interleaver, located at the output of the pulsed optical source Si directs and selects a line of the comb of the optical spectrum on the pass filter. band F pb located between the separating plate L 3 and the atomic or molecular transition TAM. The comb line probes the atomic or molecular transition and the electrical absorption signal from the photodetector PD 3 is used to enslave the repetition rate ω r or the offset frequency ω 0 of the source Si.
Le schéma de la figure 4 est très voisin de celui de la figure 2 et n'en diffère essentiellement que par le fait qu'il n'utilise qu'une source de lumière puisée Si. Comme dans le cas de la figure 2, l'intensité transmise par la cavité de référence CR est dirigée vers un photodétecteur PDi à travers un filtre passe-bande Fpb optionnel pour stabiliser ωr ou, comme illustré par la variante de la figure IA, vers deux photodétecteurs PDiA et PDiB à travers un réseau sélectif planaire AWG pour stabiliser ωo- Comme dans le cas de la figure 3, la lame séparatrice Ls, qui peut être un élément de type filtre interférentiel ou un résonateur de Fabry-Pérot ou un entrelaceur, situé à la sortie de la source optique puisée Si, dirige et sélectionne une raie du peigne du spectre optique sur le filtre passe- bande Fpb situé entre la lame séparatrice L3 et la transition atomique ou moléculaire TAM. La raie du peigne sonde la transition atomique ou moléculaire et le signal électrique d'absorption issu du photodétecteur PD3 permet d'asservir le taux de répétition ωr ou la fréquence décalée ωo de la source Si.The diagram of FIG. 4 is very similar to that of FIG. 2 and differs essentially only in that it uses only a pulsed light source Si. As in the case of FIG. intensity transmitted by the reference cavity CR is directed towards a photodetector PDi through an optional bandpass filter F pb to stabilize ω r or, as illustrated by the variant of FIG. 1A, to two photodetectors PD iA and PDi B to through an AWG planar selective grating for stabilizing ωo- As in the case of FIG. 3, the separating plate L s , which may be an element of interference filter type or a Fabry-Perot resonator or an interleaver, situated at the output of FIG. the pulsed optical source S1 directs and selects a line of the comb of the optical spectrum on the bandpass filter F pb located between the splitter plate L 3 and the atomic or molecular transition TAM. The comb line probes the atomic or molecular transition and the electrical absorption signal from the photodetector PD 3 makes it possible to control the repetition rate ω r or the offset frequency ωo of the source Si.
En ce qui concerne les caractéristiques techniques des composants utilisés dans les schémas des figures 1 à 4, on peut donner, à titre d'exemple, les valeurs suivantes :With regard to the technical characteristics of the components used in the diagrams of FIGS. 1 to 4, the following values may be given by way of example:
Dans le cas d' une cavité de référence CR monolithique en verre, le traitement diélectrique hautement réfléchissant des miroirs est réalisé pour obtenir une réflectivité >99%. De préférence le traitement est effectué avec une compensation de la dispersion du verre. La longueur de la cavité est comprise entre 100 mm et 1,0 mm, correspondant à un domaine spectral libre entre 1 et 100 GHz respectivement. Le verre est de type à dilatation ultra faible (ULE) .In the case of a monolithic CR reference cavity made of glass, the highly reflective dielectric treatment of the mirrors is realized to obtain a reflectivity> 99%. Preferably the treatment is carried out with a compensation of the dispersion of the glass. The length of the cavity is between 100 mm and 1.0 mm, corresponding to a field spectral free between 1 and 100 GHz respectively. The glass is ultra-low expansion type (ULE).
Dans le cas de la cavité de référence CR avec vide d'air et cale, le verre est aussi de type à dilatation ultra faible (ULE) . Les miroirs sont traités pour avoir une réflectivité >99%, si possible le traitement est destiné à avoir une dispersion nulle sur 100-200 nm, pour une longueur d'onde de 1550 nm et longueur comprise entre 150 mm et 1,5 mm correspondant à un domaine spectral libre entre 1 et 100 GHz respectivement.In the case of the reference cavity CR with air gap and shim, the glass is also ultra-low expansion type (ULE). The mirrors are treated to have a reflectivity> 99%, if possible the treatment is intended to have a zero dispersion on 100-200 nm, for a wavelength of 1550 nm and length between 150 mm and 1.5 mm corresponding at a free spectral range between 1 and 100 GHz respectively.
Pour la source de lumière puisée, compacte et à basse consommation, suivant le type de laser, la longueur d'onde est comprise entre 750 nm et 1600 nm. La durée des impulsions est comprise entre 100 fs et 10 ps. La largeur spec- traie des impulsions est comprise entre 0,25 nm et 25 nm pour une longueur d'onde de 1550 nm. La puissance optique moyenne est de 1 à 100 mW, le taux de répétition se situe entre 1 et 100 GHz. La consommation est de 10 mW < 30OmW < 1000 mW. Pour le résonateur microtoroxde pompé par de la lumière continue, la longueur d'onde est de 1550 nm, la largeur spectrale de 10 à 300 nm, la puissance optique est de 10 mW < 150 mW < 200 mW, domaine spectral libre compris entre 10 GHz et 1000 GHz. La consommation est de 30 mW < 150 mW < 600 mW.For the pulsed light source, compact and low consumption, depending on the type of laser, the wavelength is between 750 nm and 1600 nm. The duration of the pulses is between 100 fs and 10 ps. The spectral width of the pulses is between 0.25 nm and 25 nm for a wavelength of 1550 nm. The average optical power is 1 to 100 mW, the repetition rate is between 1 and 100 GHz. The consumption is 10 mW <30OmW <1000 mW. For the microtoroxid resonator pumped by continuous light, the wavelength is 1550 nm, the spectral width is 10 to 300 nm, the optical power is 10 mW <150 mW <200 mW, free spectral range is 10 GHz and 1000 GHz. The consumption is 30 mW <150 mW <600 mW.
L'élément compact permettant de faire la séparation spatiale des différentes composantes spectrales est un réseau sélectif planaire (AWG) , ou un entrelaceur dont le domaine spectral libre est compris entre 50 et 100 GHz. La cellule et référence atomique ou moléculaire appelée ci-dessus transition atomique ou moléculaire contient la référence sous forme gazeuse. Il peut s'agir d'une cellule en quartz ou en pyrex de dimension typiquement entre 5 et 10 mm de longueur dans la direction de propagation du faisceau laser et entre 5 et 10 mm de diamètre.The compact element making it possible to spatially separate the different spectral components is a planar selective grating (AWG), or an interleaver whose free spectral range is between 50 and 100 GHz. The cell and atomic or molecular reference referred to above as the atomic or molecular transition contains the reference in gaseous form. It may be a quartz or pyrex cell with a size typically between 5 and 10 mm in length in the direction of propagation of the laser beam and between 5 and 10 mm in diameter.
Il peut aussi s'agir d'une cellule de type MEMS avec substrat en silicium ou en pyrex et deux fenêtres soudées en pyrex de part et d'autre du substrat. Un trou typiquement de 1 mm est ménagé au centre du substrat de 1 à quelques mm d'épaisseur définissant la longueur du chemin optique. La dimension latérale de la cellule est de 2 à 5 mm de côté.It can also be a MEMS type cell with silicon or pyrex substrate and two windows welded pyrex on either side of the substrate. A hole typically of 1 mm is provided in the center of the substrate 1 to a few mm thick defining the length of the optical path. The lateral dimension of the cell is 2 to 5 mm side.
Il peut encore s'agir d'une cellule de fibre optique creuse microstructurée . Un gaz de référence est emprisonné au cœur de la fibre creuse (diamètre du cœur < 20 μm) . La longueur de la fibre est comprise entre 10 et 1000 mm.It can still be a microstructured hollow optical fiber cell. A reference gas is trapped in the heart of the hollow fiber (core diameter <20 μm). The length of the fiber is between 10 and 1000 mm.
L'atome ou la molécule de référence est soit une vapeur d'alcalin, typiquement de rubidium ou de césium, soit un gaz d'acétylène, de cyanure d'hydrogène, d'iode (I2), de vapeur d'eau, notamment.The reference atom or molecule is either an alkaline vapor, typically of rubidium or cesium, or an acetylene gas, hydrogen cyanide, iodine (I 2 ), water vapor, especially.
Quant à la source optique cohérente continue, il s'agit d'un laser dont la consommation est de 10 < 50 < 200 mW, la puissance optique est de 3 < 15 < 80 mW, la largeur spectra- le < 1 MHz et la longueur d'onde en fonction de la référence atomique ou moléculaire est comprise entre 750 et 1600 nm.As for the continuous coherent optical source, it is a laser whose power consumption is 10 <50 <200 mW, the optical power is 3 <15 <80 mW, the spectral width <1 MHz and the wavelength depending on the atomic or molecular reference is between 750 and 1600 nm.
Dans les schémas des figures 1 à 4, la propagation des faisceaux peut être soit dans des fibres optiques, soit dans des guides d'onde pour encore limiter les dimensions. Pour finalement réduire au maximum les dimensions, tous ces éléments peuvent être réalisés en optique intégrée.In the diagrams of FIGS. 1 to 4, the propagation of the beams can be either in optical fibers or in waveguides to further limit the dimensions. To finally reduce the dimensions to the maximum, all these elements can be realized in integrated optics.
Un bilan de volume et de consommation a été dressé en ce qui concerne le schéma de la figure 1. Une comparaison a été réalisée entre le volume et la consommation de ce dispo- sitif et un dispositif de l'état de la technique, en l'occurrence celui de R. J. Jones et al. susmentionné qui constitue l'état de la technique le plus proche. Les dimensions choisies des composants de la figure 1 sont les suivantes :A volume and consumption assessment has been drawn up with regard to the scheme of FIG. 1. A comparison has been made between the volume and consumption of this device and a device of the state of the art, in which the occurrence of RJ Jones et al. mentioned above which constitutes the closest state of the art. The chosen dimensions of the components of FIG. 1 are as follows:
Laser puisé Si : longueur 1 mm, 0 0,5 mmPulsed laser Si: length 1 mm, 0 0,5 mm
Laser continu S2 : longueur 1 mm, 0 0,5 mmContinuous laser S 2 : length 1 mm, 0 0,5 mm
Modulateur de phase MP : longueur 1 mm, 0 1 mmMP phase modulator: length 1 mm, 0 1 mm
Réseau sélectif planaire AWG : 6x6 mmAWG planar grating: 6x6 mm
Cavité résonante CR : 10 mm, 0 3 mmResonant cavity CR: 10 mm, 0 3 mm
Photodétecteurs PD : 0,5 mm, 0 0,5 mmPD photodetectors: 0.5 mm, 0.5 mm
Cellule de transition atomique/moléculaire TAM : 1x1 mmAtomic / molecular transition cell TAM: 1x1 mm
Tableau 1: Bilan volume/consommation du dispositif Jones et al. *Source de tension et de courant non comprise. Table 1: Volume / consumption balance of the Jones et al. * Source of voltage and current not included.
Tableau 2 : Bilan volume/consommation du schéma de la figure 1. * Source de tension ou de courant non comprise.Table 2: Volume / consumption balance of the diagram of Figure 1. * Source of voltage or current not included.
Les valeurs de volume et de consommation ne tiennent pas compte de l'électronique de contrôle et d'alimentation nécessaire au dispositif. Les chiffres donnent une limite inférieure atteignable.The volume and consumption values do not take into account the control and power electronics required by the device. The numbers give a lower limit achievable.
On constate une réduction du volume d'un facteur 100 '000 et une réduction de la consommation d'un facteur 100 avec des éléments et technologies disponibles à ce jour. There is a reduction in volume by a factor of 100,000 and a reduction in consumption by a factor of 100 with elements and technologies available to date.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé pour stabiliser le spectre d'une source optique cohérente puisée selon lequel on asservit la fré- quence décalée ωo et le taux de répétition ωr afin d'asservir les fréquences des raies du peigne qui composent son spectre optique, caractérisé en ce qu'on forme à partir de la source optique cohérente puisée un faisceau que l'on dirige sur une cavité optique résonante de référence et on utilise le signal formé par la cavité optique résonante de référence pour asservir la fréquence décalée ωo ou le taux de répétition ωr et on sonde au moyen d'une raie du peigne une transition atomique ou moléculaire pour former un signal d'asservissement du taux de répétition ωr ou de la fréquence décalée ωo.1. A method for stabilizing the spectrum of a pulsed coherent optical source according to which the shifted frequency ω 0 and the repetition rate ω r are slaved to slave the frequencies of the lines of the comb which make up its optical spectrum, characterized in that a beam is formed from the pulsed coherent optical source and directed to a reference resonant optical cavity and the signal formed by the reference resonant optical cavity is used to control the shifted frequency ω 0 or the repetition rate ω r and is probing by means of a comb line an atomic or molecular transition to form a servo signal of the repetition rate ω r or the offset frequency ωo.
2. Procédé pour stabiliser le spectre d'une source optique cohérente puisée selon lequel on asservit la fréquence décalée ωo et le taux de répétition ωr afin d'asservir les fréquences des raies du peigne qui composent son spectre optique, caractérisé en ce qu'on forme à partir de la source optique cohérente puisée un faisceau puisé que l'on dirige sur une cavité optique résonante de référence et on utilise le signal formé par la cavité résonante de référence pour asservir la fréquence décalée ωo ou le taux de répétition ωr et on forme à partir d'une source optique cohérente continue un faisceau continu que l'on dirige sur une transition atomique ou moléculaire dont on utilise le signal pour asservir la source optique cohérente continue et on détecte la différence de fréquence entre les faisceaux optiques puisé et continu pour asservir le taux de répétition ωr ou la fréquence décalée ωo. 2. A method for stabilizing the spectrum of a pulsed coherent optical source according to which the offset frequency ωo and the repetition rate ω r are slaved to slave the frequencies of the comb lines which make up its optical spectrum, characterized in that a pulsed beam which is directed on a reference resonant optical cavity is formed from the pulsed coherent optical source and the signal formed by the reference resonant cavity is used to control the shifted frequency ωo or the repetition rate ω r and forming from a continuous coherent optical source a continuous beam which is directed on an atomic or molecular transition whose signal is used to enslave the continuous coherent optical source and detects the frequency difference between the optical beams pulsed and continuous to enslave the repetition rate ω r or the offset frequency ωo.
3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2 selon lequel on sépare spatialement différentes couleurs du spectre du peigne optique.3. Method according to one of claims 1 and 2 wherein spatially separates different colors of the spectrum of the optical comb.
4. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, selon lequel on divise la fréquence du domaine optique de la source optique cohérente puisée au domaine microonde par le taux de répétition ωr de la source optique cohérente puisée stabilisée.4. Method according to one of claims 1 and 2, wherein the frequency of the optical domain of the pulsed coherent optical source is divided into the microwave domain by the repetition rate ω r of the stabilized pulsed coherent optical source.
5. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, selon lequel on stabilise la fréquence décalée ω0 ou le taux de répétition ωr à l'aide d'un modulateur de phase par un asservissement de type Pound-Drever-Hall .5. Method according to one of claims 1 and 2, wherein the stabilized frequency offset ω 0 or the repetition rate ω r using a phase modulator by a servo-type Pound-Drever-Hall.
6. Dispositif pour la mise en œuvre du procédé selon la revendication 1, comprenant une source de lumière cohérente puisée (Si) de volume inférieur à 10. ICT4 cm3 et de puissance inférieure à 1 W et une cavité résonante (CR) de référence ultrastable de volume inférieur à 0,2 cm3.6. Device for implementing the method according to claim 1, comprising a pulsed coherent light source (Si) with a volume less than 10. ICT 4 cm 3 and a power of less than 1 W and a resonant cavity (CR) of ultrastable reference volume less than 0.2 cm 3 .
7. Dispositif pour la mise en œuvre du procédé selon la revendication 2, comprenant une source de lumière cohérente puisée (Si) de volume inférieur à 10.10"4 cm3 et de puissance inférieure à 1 W, une cavité résonante (CR) de référence ultrastable de volume inférieur à 0,2 cm3 et une source de lumière cohérente continue (S2) de volume inférieur à 10.10~4 cm3 et d'une puissance inférieure à 0,5 W. 7. Device for implementing the method according to claim 2, comprising a pulsed coherent light source (Si) with a volume of less than 10.10 -4 cm 3 and a power of less than 1 W, a reference resonant cavity (CR). ultrastable volume less than 0.2 cm 3 and a continuous coherent light source (S 2 ) volume less than 10.10 ~ 4 cm 3 and a power less than 0.5 W.
8. Dispositif selon l'une des revendications 6 et 7 comprenant au moins un élément optique (L3) pour séparer différentes couleurs du spectre optique de la source optique cohérente puisée (Si) .8. Device according to one of claims 6 and 7 comprising at least one optical element (L 3 ) for separating different colors of the optical spectrum of the pulsed coherent optical source (Si).
9. Dispositif selon la revendication 8 dans lequel l'élément optique (L3) pour séparer différentes couleurs du spectre optique de la source optique cohérente puisée (Si) est choisi parmi les éléments suivants: réseau sélectif planaire, entrelaceur, lame de verre avec revêtement diélectri- que dont la réflectivité varie en fonction de la longueur d'onde, réseau de diffraction, cavité optique résonante à faible finesse et large domaine spectral libre.9. Device according to claim 8 wherein the optical element (L 3 ) for separating different colors of the optical spectrum of the pulsed coherent optical source (Si) is chosen from among the following elements: planar selective grating, interleaver, glass slide with dielectric coating whose reflectivity varies as a function of the wavelength, diffraction grating, resonant optical cavity with low fineness and wide free spectral range.
10. Dispositif selon l'une des revendications 6 et 7, dans lequel la source de lumière cohérente puisée (Si) est choisie parmi les sources suivantes : laser multisection émettant par la tranche et puits quantiques avec absorbeur saturable, laser multisection émettant par la tranche et points quantiques avec absorbeur saturable, laser à émission par la surface et à cavité verticale (VECSEL) avec absorbeur saturable non intégré à la structure générant le grain optique, un laser intégré à mode synchronisé à émission par la surface et à cavité externe (MIXSEL) , un laser à fibre, un laser Raman, un laser à état solide et à mode bloqué par un absorbant saturable à semiconducteur (SESAM) , un résonateur microtoroïde pompé par de la lumière continue, un résonateur à fibre optique pompé par de la lumière continue.10. Device according to one of claims 6 and 7, wherein the source of pulsed coherent light (Si) is selected from the following sources: laser multisection emitting by the wafer and quantum wells with saturable absorber, multisection laser emitting by the slice and quantum dots with saturable absorber, vertical cavity surface-emitting laser (VECSEL) with saturable absorber not integrated with the optical grain generating structure, an external surface-emitted synchronized mode external cavity laser (MIXSEL) ), a fiber laser, a Raman laser, a solid state laser and a semiconductor saturable absorber (SESAM) blocked mode, a continuous light pumped microtoroid resonator, a light pumped optical fiber resonator keep on going.
11. Dispositif selon l'une des revendications 6 et 7, dans lequel la cavité résonante (CR) de référence ultrasta- ble est choisie parmi les éléments suivants : étalon en verre monolithique à dilatation ultra faible type ULE dont les faces comportent des miroirs diélectriques à réflectivité supérieure à 99%, le même étalon en verre mais avec une cavité creuse d'air, un résonateur ultracompact de type an- nulaire à facteur de qualité supérieur à 106, un résonateur optique ultracompact en un matériau structuré mécaniquement et reposant sur l'effet de bande interdite photonique.11. Device according to one of claims 6 and 7, wherein the resonant cavity (CR) ultrastable reference is selected from the following elements: monolithic glass standard ultra-low expansion ULE whose faces include dielectric mirrors with a reflectivity of greater than 99%, the same glass standard but with a hollow air cavity, an ultracompact resonator of the type having a quality factor greater than 10 6 , an ultracompact optical resonator made of a mechanically structured material and based on the effect of photonic band gap.
12. Dispositif selon l'une des revendications 6-11, dans lequel les différents éléments qui le composent sont reliés par des guides d'ondes à fibre optique ou des guides d'ondes en canaux en matériaux choisis parmi les matériaux suivants : oxyde de silicium, nitrure de silicium, silicium, polymères ou équivalents, pour assurer le couplage et le découplage du faisceau laser entre ces différents éléments.12. Device according to one of claims 6-11, wherein the various elements of which it is composed are connected by optical fiber waveguides or channel waveguides made of materials chosen from the following materials: silicon, silicon nitride, silicon, polymers or equivalent, to ensure the coupling and the decoupling of the laser beam between these different elements.
13. Dispositif selon l'une des revendications 6-12, dans lequel un élément d'élargissement spectral optiquement non linéaire est placé directement à la sortie de la source optique cohérente puisée, cet élément d'élargissement spectral étant choisi parmi les composants suivants : fibre optique hautement non linéaire de type monomode standard ou de type cristal photonique, guide d'onde avec une géométrie de type conique.13. Device according to one of claims 6-12, wherein an optically nonlinear spectral broadening element is placed directly at the output of the pulsed coherent optical source, this spectral broadening element being selected from the following components: Highly nonlinear optical fiber of standard singlode type or photonic crystal type, waveguide with conical geometry.
14. Dispositif selon l'une des revendications 7-13, dans lequel la largeur spectrale de la source optique cohérente continue (S2) est inférieure à 1 MHz et est formée par un des lasers suivants: laser semiconducteur de type DFB à réaction répartie ou DBR laser distribué à réflecteur de Bragg, laser semiconducteur de type Fabry-Pérot en cavité étendue, laser de type résonateur toroïdal, laser à fibre.14. Device according to one of claims 7-13, wherein the spectral width of the continuous coherent optical source (S 2 ) is less than 1 MHz and is formed by one of the following laser distributed DFB type semiconductor laser or DBR distributed laser Bragg reflector, extended-cavity Fabry-Perot type semiconductor laser, toroidal resonator type laser, fiber laser.
15. Dispositif selon l'une des revendications 6 à 14 dans lequel au moins une partie des composants optiques sont réalisés en optique intégrée. 15. Device according to one of claims 6 to 14 wherein at least a portion of the optical components are made in integrated optics.
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