CN102265214B - 用于产生自参照光学梳形频谱的方法和设备 - Google Patents
用于产生自参照光学梳形频谱的方法和设备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102265214B CN102265214B CN2009801485609A CN200980148560A CN102265214B CN 102265214 B CN102265214 B CN 102265214B CN 2009801485609 A CN2009801485609 A CN 2009801485609A CN 200980148560 A CN200980148560 A CN 200980148560A CN 102265214 B CN102265214 B CN 102265214B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- frequency
- signal
- carrier envelope
- laser pulse
- short laser
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 43
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims description 19
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 45
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 claims description 16
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 11
- 238000013329 compounding Methods 0.000 claims description 10
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 6
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 6
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 6
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 5
- 238000001208 nuclear magnetic resonance pulse sequence Methods 0.000 description 17
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 11
- 238000013461 design Methods 0.000 description 10
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 9
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 7
- 230000008859 change Effects 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 5
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 5
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 5
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 3
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 2
- 239000004038 photonic crystal Substances 0.000 description 2
- 230000011664 signaling Effects 0.000 description 2
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 2
- 241000931526 Acer campestre Species 0.000 description 1
- 229910052691 Erbium Inorganic materials 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000001351 cycling effect Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000009795 derivation Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- UYAHIZSMUZPPFV-UHFFFAOYSA-N erbium Chemical compound [Er] UYAHIZSMUZPPFV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 230000008676 import Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 1
- 238000007634 remodeling Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 1
- 238000000527 sonication Methods 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/29—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the position or the direction of light beams, i.e. deflection
- G02F1/33—Acousto-optical deflection devices
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
- H01S3/10053—Phase control
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F2203/00—Function characteristic
- G02F2203/56—Frequency comb synthesizer
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/005—Optical devices external to the laser cavity, specially adapted for lasers, e.g. for homogenisation of the beam or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Lasers (AREA)
Abstract
本发明涉及一种方法和设备(1)，藉此相对于相关梳形频谱中所包含的单线的载波包络偏移频率补偿耦合模激光器(3)的短激光脉冲序列(2、2)。本发明的目的是确定载波包络偏移频率并利用所述频率来操作声光移频器(13)。在所述移频器中，时间等距短激光脉冲的未补偿序列以第一级发生衍射，以使梳形频谱的单线偏移载波包络偏移频率。产生的短激光脉冲的经补偿序列具有梳形频谱，其单线是短激光脉冲序列的单个光脉冲的重复频率的整数倍。
Description
技术领域
本发明涉及用于产生时间等距短激光脉冲的经补偿序列的方法，时间等距短激光脉冲的梳形频谱包括单线，这些单线的载波包络偏移频率稳定在预定的值，本发明还涉及用于产生这种短激光脉冲序列的设备。“稳定”这里指的是将幅值设定为恒定值。稳定到预定值因此包括设定幅值，以使该幅值具有相对于时间保持恒定的预定值。
背景技术
短激光脉冲序列可以利用所谓的耦合模激光器产生。在激光介质中，利用激光器的谐振器中带宽足够宽的激光跃迁，可以激发出非常多的各种频率的自振荡。这种自振荡也称为模。借助适当的机构，可以在自振荡之间产生一致的相位关系。这就是所谓的模同步或模耦合。由于存在模耦合，所以在激光器的谐振器中以对应于激光脉冲的循环周期的时间间隔τR发射短激光脉冲。脉冲时间等距的直接结果就是这种激光器的频谱由等距单线构成，即所谓的梳形频谱。由于存在这种关系，所以产生这种短激光脉冲序列或者改型短激光脉冲序列的方法或设备也可以分别称为产生梳形频谱的方法或设备。频率空间中单线之间的距离Δf对应于谐振器中循环周期值τR的倒数。因此，适用：Δf＝1/τR。
从L.Xu等人在Opt.Lett.21，2008等(1996)上发表的文章“Route to phasecontrol of ultrashort light pulses(超短光脉冲的相位控制的途径)”可知，单线i的频率fi并不是频率差Δf的整数倍。相反，对于单线i的频率fi存在以下关系：fi＝fCEO+iΔf。这里，fCEO表示文献中称为载波包络偏移(CEO)频率的偏移频率。该偏移频率由以下情形产生：激光脉冲群速度分别偏离单个叠加激光模或者单线的相位速度。通常，单个激光模的电场以比激光脉冲包络略高的相位速度通过激光器的谐振器中的电介质传播。这导致谐振器中每次循环时，包络和单模之间存在相位偏移
相对于时间来说，该偏移量意味着时间偏移发生在电场出现最大幅值和包络出现最大幅值之间。该时间偏移通常也称为载波包络偏移相位
而时间偏移由
正确给出，其中v0是激光脉冲的载波频率。
由于载波包络偏移频率fCEO的幅度主要取决于环境因素，例如温度和气压，而且也取决于激光介质的泵浦性能等，这里仅仅列举部分因素而非全部因素，所以，载波包络偏移频率相对于时间并不稳定。
在现有技术中，已经提出了许多方法来确定载波包络偏移频率fCEO。H.R.Telle等人在Appl.Phys.B 69，327等(1999)上发表的公开出版物“Carrier-envelope offset phase control：A novel concept for absolute opticalfrequency measurement and ultrashort pulse generation(载波包络偏移相位控制：用于绝对光学频率测量以及超短脉冲产生的新颖概念)”也描述了一些可行的方法。最为常用的是所谓的f-to-2f干涉法，其中部分激光信号导入干涉仪中。在干涉仪中，利用非线性光学处理来分别产生低能激光模或者梳形频谱低能单线的二次谐波，并使其与激光脉冲的梳形频谱的高能(高频)单线一起发生干涉。如果fi是来自梳形频谱fi＝i·Δf+fCEO低能区域的频率，则在倍频后适用2fi＝(2i·Δf+2fCEO)。因此，如果倍频后的单线与二倍频率的单线f2i＝2i·Δf+fCEO发生干涉，则2fi-f2i＝(2iΔf+2fCEO)-(2iΔf+fCEO)＝fCEO产生差拍信号。因此，差拍信号的频率直接表示载波包络偏移频率。
对于某些应用场合，知道载波包络偏移频率就足够了。但是，对于另一些应用场合，希望和/或需要保持基本电场和激光脉冲包络之间的相位偏移不变，优选使其最小为零。
例如，当产生脉冲长度处于阿秒范围内的短脉冲时，这是具有优势和/或是必须的。
DE199 11 103 A1公开了一种产生短激光脉冲的方法和设备，以及用其产生合成光学频率。在稳定激光设备中，其中产生在谐振器结构中循环的激光脉冲并且每个激光脉冲由与谐振器结构的多个纵模对应的频谱分量构成，每个模根据谐振器结构线性色散的预定设置，发生针对具体频谱的频率变化。文中描述了控制色散和谐振器长度的同步设置，由此控制在谐振器中循环的光脉冲的群和相位循环时间。例如，色散设置可以通过向光路中插入楔形棱镜来实现。作为替代和/或补充，谐振器可以包括可枢转的端镜。提出的用来改变色散的措施必然导致光路长度发生变化和/或谐振器循环周期τR(即光脉冲时间间隔)发生变化。为了保持单线的间隔和/或频率距离Δf不变，需要另外的控制器，该控制器例如控制谐振器长度。DE 199 11 103A1中描述的方法和设备分别要求彼此影响的至少两个控制电路，以保持载波包络偏移频率fCEO和谐振器循环周期τR和/或与频率距离Δf对应的重复频率frep不变。针对装置的工作也相应的繁重。由于要求光学部件在激光器的谐振器中机械运动，所以可以实现的常规带宽一般限制于几kHz。根据DE199 11103A1，通过声光或电光调制器改变激光振荡器的泵送性能，可以实现更快速地控制。但是，这样做将影响在谐振器中循环的脉冲的峰值功率，而峰值功率进而通过非线性的光学过程操纵相位偏移
虽然声光调制器限制于高达大约100kHz的常规带宽，但是电光系统可以达到MHz范围的常规带宽。但是，这种系统因为控制电子件的原因，受到限制。由于必须避免自由振荡积累，所以常规放大通常受到限制。这样又导致仅能不充分地补偿信号非常快速的干涉分量(所谓“假信号”)。
US2007/0086713A1描述了一种基于耦合模光纤激光器的频率标准。载波包络偏移频率经由锁相环回路进行确定和使用，用于控制激光器参数，诸如例如布拉格光栅的泵浦功率或者温度，从而稳定载波包络偏移频率自身，即将其设定为恒定值。
不考虑精确设计，现有技术中不存在这样的激光器系统，其中通过稳定载波包络偏移频率fCEO值，其他激光参数(诸如例如激光功率、脉冲持续时间或者与循环频率相同的脉冲重复率)也不受影响。
因此，本发明所要解决的技术问题是提供一种产生梳形频谱的方法和设备，其中载波包络偏移频率得到稳定，优选得到补偿。
发明内容
根据本发明，利用具有独立权利要求的特征的方法和/或设备来实现所述技术目的。具有优势的实施方式和进一步的发展来源于从属权利要求。
本发明建立在这样的构思上：通过实验确定载波包络偏移频率，并将时间等距短激光脉冲序列的梳形频谱的单线偏移一个频率，该频率从所确定的载波包络偏移频率导出。为此，使用声光移频器。具体来说，提出了一种产生短激光脉冲的经补偿序列的方法，其中所述方法包括步骤：接收时间等距短激光脉冲的未补偿序列，优选从耦合模激光器接收；确定CEO信号，其频率对应于接收到的短激光脉冲的未补偿序列的梳形频谱的单线的载波包络偏移频率；将短脉冲的未补偿序列导向声光移频器；和利用从CEO信号导出的控制信号控制声光移频器。在声光移频器的第一衍射级中，发出时间等距激光脉冲的的经补偿序列。这里，相关梳形频谱的单线针对载波包络偏移频率进行了稳定，即设定(调节)到一定的值。一种用于产生短激光脉冲的经补偿序列的对应设备，该短激光脉冲的梳形频谱包括等距单线，所述等距单线的载波包络偏移频率经过稳定，即设定到预选的值，该设备包括用于产生CEO信号的载波包络偏移频率确定单元，所述CEO信号的频率对应于短激光脉冲的未补偿序列的梳形频谱的单线的载波包络偏移频率。载波包络偏移频率确定单元耦接到从CEO信号导出控制信号的控制单元。该设备进一步包括声光移频器，该声光移频器布置在短脉冲的未补偿序列的光路中，并且适配地使其作为线性移频器操作，其中所述声光移频器利用所述控制信号来控制。这意味着所述控制信号的频率在所述声光移频器中用作声波频率，从而精确地以该频率线性偏移单线的频率。短激光脉冲的未补偿序列指的是具有时间等距短激光脉冲的光信号，所述短光脉冲的频谱包括单线，而所述单线的频率并不对应于单线频率距离的整数倍。这意味着载波包络偏移不等于零。短激光脉冲的经补偿序列指的是具有短时间等距光信号的光信号，该光信号的频谱包括单线，单线的载波包络偏移频率经过稳定，即设定到预定的值，优选设定到零值。本发明相对于现有技术的优势包括不需要复杂的控制电子件。在所提出的方法和/或设备中，响应时间实际上受到声光移频器中的声波传输时间的限制，但是如控制环那样的振荡行为不会出现。此外，激光振荡器中不需要控制干涉，所以不会发生副作用，诸如幅值调制或者干扰其他激光器参数。实际上发生了脉冲持续时间静态改变，但是这相对于时间而言是恒定的，并且容易补偿。
为了补偿载波包络偏移频率，所提出的设备和方法并不要求任何不包含在短时间等距激光脉冲的原始未补偿序列中的参照频率。因此，该方法称为自参照法。利用这种方法产生的短激光脉冲的经补偿序列因此表示自参照梳形频谱。与此类似，适配成实施所述方法的设备称为用于产生自参照梳形频谱的设备。
激光振荡器中不需要控制干涉的优势有利于该设备的操作以及激光器的设计。该设备可以用于任何耦合模激光器。
为了确定CEO信号，优选设置成将接收到的短激光脉冲的未补偿序列的一部分导向干涉仪。这种干涉仪优选设计成f-to-2f干涉仪。因此，载波包络偏移频率确定单元优选包括f-to-2f干涉仪和光敏检测器，所述光敏检测器接收差拍信号，从该差拍信号得出CEO信号。基本上，任何方法和任何设备可以用来确定CEO信号。一些示例在H.R.Telle等人在Appl.Phys.B 69，327等(1999)中进行了描述。
以特别优选的方式，借助频率滤波从差拍信号得出CEO信号。为此，优选设置对差拍信号滤波的高频滤波器。以特别优选的方式，所述高频滤波器设计为带通滤波器。所述高频滤波器粗略地调节到预期的载波包络偏移频率。
为了产生所述控制信号，在一种实施方式中，所述CEO信号进行放大，从而用于直接驱动声光移频器。
声光移频器特别设计，以使其在第一衍射级将梳形频谱的全部单线偏移恒定的频率量Δfs。量值Δfs对应于利用其在声光移频器中激励声波振荡的频率。可以选择移频器的布拉格条件，以使单个频率增大Δfs(Δfs＞0)或者替代地降低Δfs(Δfs＜0)。若使用负的Δfs，则如果控制信号的频率与CEO信号的频率同时发生，梳形频谱的全部单线就由fCEO精确补偿，以使产生的梳形频谱的单线为激光器重复频率的整数倍和/或激光器的时间重复频率的倒数的整数倍和/或单个光脉冲的时间间隔的倒数的整数倍和/或产生短激光脉冲序列的激光器的谐振器循环时间τR的整数倍。要注意，除了CEO信号，来自重复频率差或其倍数的镜像频率以及载波包络偏移频率fCEO也出现在差拍信号中。该镜像频率fm也提取出来并用作CEO信号，其中声光移频器则必须使用导致正的Δfs的布拉格条件。
利用这样的实施方式中实现了CEO信号噪声抑制改善以及更为稳定的驱动声光移频器，在所述实施方式中使用的CEO信号是以锁相方式耦接到CEO信号的高频振荡器的信号。优选，使用电压控制的振荡器。在这种实施方式中，载波包络偏移频率确定单元包括优选电压控制的高频振荡器，这种振荡器的输出信号用作CEO信号，其中所述高频振荡器以锁相方式经由耦接电路耦接到差拍信号或者经滤波的差拍信号。这种耦接例如经由相位检测器来实现，所述相位检测器具有低通滤波器以及驱动电压控制振荡器的比例积分控制器。这种实施方式整体导致在移相器处衍射的光学信号的幅度稳定性更高，这种光学信号是产生的期望的/有用的信号。此外，短激光脉冲的经补偿序列(期望信号)中的噪声得到抑制。
所述实施方式的优势在于，可以将输出信号中的载波包络偏移频率补偿到零。在这一方面，CEO信号“直接”用作控制信号，即控制信号以对应于CEO信号频率的频率产生。然后，与此类似，也可以在另一种实施方式中为梳形频谱的单线设定希望的预选载波包络偏移频率。为此，所述控制信号通过包括偏移频率的偏移频率信号与CEO信号进行频率混合而产生。所述控制单元因此适配成接收包括偏移频率的偏移频率信号，并包括混合设备以通过偏移频率信号与CEO信号进行频率混合来产生所述控制信号。特别是在高精度频率测量的情况下，因此可以系统地偏移梳形频谱的单线，以使短激光脉冲的经补偿序列中的这些单线例如具有与预定偏移频率对应的载波包络偏移频率。
所述偏移频率可以利用几乎任何方式产生。一种实施方式使得偏移频率从激光器的重复频率得到。为此，设置了另外的光敏检测器(除了用来检测在载波包络偏移频率确定单元中提供的差拍信号的检测器之外)，以便从短激光脉冲(未补偿或经补偿)序列产生表示短激光脉冲的重复频率信号的电子重复信号，并且设置切分单元以通过切分电子重复信号来得到偏移频率信号。其他实施方式可以使得以其他一些方式从通过电子方式得出的重复信号通过电子方式得出偏移频率信号。
为了能与任何耦合模激光器一起使用根据本发明的设备的优化功能，便利地经由激光器中的以非受控方式操作的色散适配装置将载波包络偏移频率粗略地适配声光移频器的中段频率。优选地，CEO频率适配地使其对应于声光移频器的中段频率。激光器中载波包络偏移频率的适配对应于声光移频器的适配，即以这样的方式选择声光移频器，使得其中段频率适配于耦合模激光器的载波包络偏移频率。为了实现f-to-2f干涉仪的差拍信号中载波包络偏移频率与重复频率之间存在足够大的距离，激光器的CEO频率优选大约设置成
其中n＝0、1、2…，并且frep是激光脉冲的重复频率。
在短激光脉冲序列在声光移频器处衍射的情况下，在第一衍射级中因取决于波长的衍射而发生取决于波长的空间展开(角度色散)。这种空间展开称为空间线性调频脉冲(chirp)。为了补偿这种情况，一个或数个角度色散元件优选布置在声光移频器紧邻附近，这至少补偿第一衍射级的空间线性调频脉冲。所述一个或数个角度色散元件可以单独包括棱镜、光栅或者所谓的棱栅，或者包括它们的组合体。为了补偿第一衍射级，如果角度色散元件(例如补偿棱镜)尽可能直接地布置在移频器之后，则具有优势。但是，这样将导致第零衍射级发生取决于波长的展开。如果在两个衍射级都希望能有特别良好的波谱束同质性，则可以具有优势地将角度色散元件(例如补偿棱镜)引入光路中，位于离移频器较远的距离处，以使仅在第一级衍射的短激光脉冲的经补偿序列相对于空间线性调频脉冲进行补偿。
在本发明特别优选的实施方式中，单个部件利用光学纤维形式设计。因此，容易将所述设备与光纤激光器一起使用。从现有技术中，已经知道移频器的纤维耦接的变体。同样，也可以利用光学纤维形式设计f-to-2f干涉仪。这样为稳定激光信号提供了简单紧凑的结构。
如果根据本发明的设备与耦合模激光器一起使用(所述耦合模激光器的梳形频谱不包括单线或模的完整倍频程)，则一种实施方式设置成让f-to-2f干涉仪包括额外的光学元件，该光学元件通过非线性光学效应使得梳形频谱发生频率展宽，其中例如利用4波混合产生了梳形频谱的其他高能线。例如，微结构光子晶体纤维(PCF)可以用作光学元件。
为了补偿在声光移频器处衍射期间发生的群时延色散效应，即补偿脉冲持续时间变化，有利的是，使得一个或数个系列的棱镜和/或光栅和/或线性调频反射镜布置在短激光脉冲的未补偿序列的光路中，和/或声光移频器的第一衍射级和/或第零衍射级中，以使短激光脉冲的未补偿序列和/或第一衍射级和/或第零衍射级上叠加适配于声光移频器的群时延色散的负群时延色散，从而补偿声光移频器的群时延色散。短激光脉冲的未补偿序列和/或声光移频器的第一衍射级和/或第零衍射级经由叠加适配于声光移频器的群时延色散的负群时延色散的一系列棱镜和/或光栅和/或线性调频反射镜传输，从而补偿声光移频器的群时延色散。在导向声光移频器之前补偿短激光脉冲的未补偿序列所具有的优势在于，从声光移频器发出的第一和第零衍射级都针对群时延色散进行了补偿。
附图说明
在以下内容中，将参照附图更为详细地解释本发明。在附图中：
图1是本发明第一简化实施方式的示意性视图；
图2是本发明第二简化实施方式的示意性视图；
图3a、3b是用于解释补偿空间线性调频的示意性视图；
图4是本发明实施方式的另一幅示意性视图，其中在输出信号中实现了改善的噪声抑制；
图5是根据本发明的设备的实施方式的示意性视图，其中短激光脉冲的经补偿序列的梳形频谱的单线的载波包络偏移频率可以预选地变化；和
图6是实施方式的示意性视图，其中色散群时延效应被预先进行补偿。
具体实施方式
图1示意性示出了分别用于产生自参照梳形频谱或者用于产生时间等距短激光脉冲的经补偿序列17的设备，其中梳形频谱的各条线包括稳定的载波包络偏移频率。这种设备以下将称为用于产生自参照梳形频谱的设备。设备1适于接收耦合模激光器3的时间等距短激光脉冲的未补偿序列2。耦合模激光器例如可以是钛：蓝宝石激光器或者铒光纤激光器。从频域空间观察时，短激光脉冲的未补偿序列2组成等距单线的梳形频谱，等距单线也称为模。梳形频谱的单线具有频率距离Δf，该距离对应于耦合模激光器3的谐振器中一个短脉冲的循环周期的倒数。但是，单线的频率fi并不是与短激光脉冲的重复频率frep(frep＝Δf)对应的频率距离Δf的整数倍。相反，所有的单线包括额外的频率偏移。这种偏移频率称为载波包络偏移(CEO)频率fCEO。在并未借助专用的控制机构进行稳定的耦合模激光器中，载波包络频率偏移fCEO相对于时间并不恒定。这意味着载波包络偏移频率随着时间发生波动。耦合模激光器3中的各种环境影响因素(诸如例如温度、泵浦性能变化、气压等)是导致这种情况的原因。用于产生自参照梳形频谱的设备1的目的是稳定(即，稳定地设置)因载波包络偏移频率引起的频率偏移，并且优选将其补偿到零或者另一预定值。为此，在图1所示实施方式中，短激光脉冲的未补偿序列2的部分光耦合出来，耦合到光路分光镜4处的f-to-2f干涉仪5。
如果短激光脉冲的未补偿序列2的梳形频谱没有跨越倍频程，则进行梳形频谱的频率扩展。为此，例如，可以使用微结构光子晶体纤维。利用四波混合，可以在梳形频谱中产生高低能线，其频率fi也适用：fi＝i·Δf+fCEO。通过这种方式，根据需要，可以产生跨越至少一个倍频程的梳形频谱。为了确定载波包络偏移频率，低能单线在光学元件中利用非线性光学作用倍频，并与光敏检测器5’上的梳形频谱的高能(非倍频)单线干涉。梳形频谱的高能单线的频率是被倍频的低能单线的频率的大约两倍。在光敏检测器5’上检测到频率对应于载波包络偏移频率的差拍信号6，光敏检测器5’例如可以是光二极管或者光倍增管(二次电子倍增器)。同样，可以测量具有镜像频率fm的差拍信号，该镜像频率对应于激光器的重复频率frep与载波包络偏移频率fCEO差和频率，即fm＝n·frep±fCEO，其中n＝1、2…。由于载波包络偏移频率处于无线电频率范围，所以可以利用光敏检测器5’直接测量。以这种方式获得的差拍信号6供应给高频滤波器7，该高频滤波器优选设计成简单的带通滤波器。通过这种方式，从差拍信号分别选择或导出载波包络偏移频率。f-to-2f干涉仪5和高频滤波器7联合形成载波包络偏移频率确定单元8。该单元提供所谓的CEO信号9作为电子输出信号。
在所有的附图中，电子信号以虚线表示，而光信号以实线表示。
CEO信号9供应给控制单元10。在图示实施方式中，该控制单元包括放大器11，以产生用于声光移频器13的控制信号12。控制信号12是具有载波包络偏移频率fCEO(作为替代，镜像频率fm)的高频信号。经过光路分光镜4的短激光脉冲的未补偿序列2的一部分供应给声光移频器13。后者操作，以使以第一衍射级14发出的光偏移频率量-Δfs。这意味着短激光脉冲序列2的梳形频谱的单线的频率各自降低的频率为声光移频器13被驱动的频率。由于控制信号12具有载波包络偏移频率fCEO，所以所有的单线降低的频率正好为载波包络偏移频率。因此，单线各自以载波包络偏移频率fCEO进行精确补偿，以使单线现在具有的频率为重复频率frep的整数倍。对于短激光脉冲的经补偿序列17的梳形频谱的单线来说，适用：fi＝i·frep，其中i为自然数。短激光脉冲序列2的第零衍射级15导向束霖止器16。
以第一衍射级14从用于产生自参照梳形频谱的设备1发出的短激光脉冲的经补偿序列17因此针对载波包络偏移频率进行了补偿。这意味着赋予包络和基础电场之间的全部激光脉冲恒定的相位关系。短激光脉冲相应的经补偿序列17可以供应给应用设备18。应用设备可以是任何应用设备，例如光放大器。应用设备还可以是实施绝对频率测量的分光结构。可以设想多种其他应用场合，例如，产生短激光脉冲。
图2示意性地示出了用于产生自参照梳形频谱的设备1的另一种实施方式。在所有的附图中，相同的技术特征赋予相同的附图标记。
根据图2的实施方式不同于图1所示实施方式之处在于，用于确定载波包络偏移频率fCEO的短激光脉冲的未补偿序列2的那一部分在遇到声光移频器13之前并不耦合出来。相反，第零衍射级经由反射镜19导向CEO确定单元8的f-to-2f干涉仪5。除此之外，该实施方式与图1的实施方式相同。该实施方式的优势在于，可以更为有效地利用短激光脉冲的未补偿序列2中的可用功率。
在如图1和2的示意性图示中，尚未考虑声光移频器13上的衍射作为波长的函数来发生。这意味着第一衍射级14中短激光脉冲的经补偿序列17的不同频率部分以略微不同的方向从声光移频器13发出。这种情况在图3a中简略示出。为了补偿这种也称为空间线性调频(chirp)的空间展开，设计为补偿棱镜20的角度色散元件在本例中插入图3b所示声光移频器13后方。补偿棱镜20优选直接定位在声光移频器13的后方，从而实现对短激光脉冲的经补偿序列17优选的良好补偿效果。但是，采用这种方式的话，第零衍射级15受到影响，使得其相对于不同频率发生空间劈分。如果对第零衍射级15和第一衍射级14都有光束同质性要求，则补偿棱镜20也可以定位在离声光移频器13较远的距离，以使第零衍射级不再经过补偿棱镜。
等于或类似于图3b所示的角度色散补偿优选存在于图1、2和4至6所示的全部实施方式中，但是在图中为了简化而并未示出。实际上，其他角度色散元件(诸如光栅或棱镜)也可以用于单独补偿或者组合补偿(也是结合棱镜)。
图4示出了用于产生自参照梳形频谱的设备1的另一种实施方式。它区别于图2所示的实施方式之处在于，CEO信号由以锁相方式分别耦接到差拍信号6或者滤波差拍信号6’的振荡器产生。为此，载波包络偏移频率确定单元8包括相位检测器22以及比例积分控制器23，该比例积分控制器将设计为电压控制型振荡器的振荡器21以锁相方式分别耦接到差拍信号6或者滤波差拍信号6’。因此，CEO信号9的幅值经由锁相环回路进行稳定。因此，实现了设计更为稳定的声光移频器13以及降低短激光脉冲的经补偿序列17的噪声。
针对图4所示的实施方式，要注意载波包络偏移频率确定单元8当然可以设计地类似于图2所示的相应的载波包络偏移频率确定单元8。
图5是用于产生短激光脉冲的经补偿序列17的设备1的实施方式，其中短激光脉冲的经补偿序列17的梳形频谱中的单线的载波包络偏移频率可以一致地预先选定。与图3或图4实施方式不同的是，控制单元10设计成除了接收CEO信号9之外，还接收偏移频率信号24，并在频率混合单元25内进行偏移频率信号24和CEO信号9的频率混合。频率混合单元25例如设计为频率叠加器。但是，频率混合单元25也可以是任何用于混合电子信号频率的其他单元。频率混合单元25的输出信号传输经过设计为带通滤波器的高频滤波器26，并随后在放大器11中放大，从而产生控制信号12。
偏移频率信号24可以在振荡器25中产生，该振荡器也可以设计为频率合成器。作为替代，频率偏移信号24可以从未补偿的短激光脉冲序列2的重复频率导出。(作为替代，也可以从短激光脉冲的经补偿序列17导出)。为此，光路分光镜27设置在光路中，它将短激光脉冲序列2的光线的一部分耦接出，并将其导向另一个光敏检测器28。该另一个光敏检测器28实际上不能解决兆兆赫兹范围内的电场振荡，但是可以利用该另一个光敏检测器28来检测耦合模激光器的重复频率frep，即短激光脉冲序列2的单个脉冲。表示该重复频率的重复信号29可以经由切分单元30转化为偏移频率信号24。切分单元30可以以频率稳定方式相对于重复频率frep进行任何合理的重复频率切分。
在短激光脉冲序列2在声光移频器13处衍射过程中，可能出现色散群时延效应，特别是在短激光脉冲序列2中的单个激光脉冲的脉宽小于100fs时。为了预先补偿它们，在图6中示意性地示出了补偿单元31。因此，短激光脉冲的未补偿序列2首先从光路耦合出来，并经过棱镜结构32、33，然后在反射器34处被棱镜33、32反射回来。在以简化方式示出的补偿单元31中，示出了两个棱镜32、33，它们是一系列棱镜的代表。作为替代，可以使用一系列光栅和/或线性调频反射镜，或者棱镜和/或光栅和/或线性调频反射镜的组合。它们布置成使负群时延色散叠加在短激光脉冲序列2上。因此从补偿单元31发出的短激光脉冲序列2’在入射到声光移频器13之前，针对群时延色散进行了预先补偿，以使发生在声光移频器13中的正群时延色散导致：以第一衍射级14发出的短激光脉冲经补偿序列17(该序列17针对载波包络偏移频率被补偿过)不会受到用于产生自参照梳形频谱的设备1的群时延色散的不利影响。这意味着不会发生临时脉冲展宽。对于本领域技术人员而言，在该实施方式中，导致第零衍射级也针对群时延色散进行了补偿。
在其它实施方式中，也可以在以第一和/或第零衍射级从声光移频器发出之后，再进行针对群时延色散的补偿。这种补偿单元的构造类似于图6所示。
实际上，布置在声光移频器之后的补偿单元31或者一个或数个类似补偿单元可以添加到图1、2、4和5任一所示的实施方式中。补偿单元31在其他实施方式中未示出，仅仅是为了简化和清晰的原因。同样的布置适用于针对空间线性调频的补偿，空间线性调频已经参照图3a和3b进行了描述。
所示实施方式仅仅简略示出。优选实施方式从纤维光学方面进行设计。这意味着单独部件主要从纤维光学方面设计，并且可以拼接成纤维光学结构。这涉及分别示出的单元，诸如载波包络偏移频率确定单元8、声光移频器13、用于导出偏移频率以达到使其来自短激光脉冲序列2的重复频率的程度的单元、或者用于补偿声光移频器中的群时延色散的补偿单元31。
在附图中，用于产生自参照梳形频谱的设备1已经描述为与耦合模激光器3分开设计的自持设备。本领域技术人员理解，耦合模激光器3(特别是在光纤结构的情况下)可以整合在该设备中。特别是在这种实施方式中，激光器3优选设计成使得载波包络偏移频率是或者可以在各耦合模激光器的谐振器中经由一个或者数个为了简化而称为色散适配装置3’的色散元件，粗略地适配针对载波包络偏移频率进行补偿的声光移频器13的中段频率。色散适配装置3’例如可以包括棱镜，特别是楔形棱镜。作为替代，声光移频器13可以选择地相应适配激光器3的载波包络偏移频率。但是，由于载波包络偏移频率取决于影响耦合模激光器的谐振器中的光学元件的多种环境影响因素，所以优选在各耦合模激光器中进行粗略的载波包络偏移频率的适配。但是，这种适配并不是以受控的方式或连续控制的方式进行，而是仅需要进行一次，或者在较长的时间间隔中环境条件剧烈变化的情况下进行。
载波包络偏移频率优选选择地让其对应于
这样保证了载波包络偏移频率作为差拍信号可以可靠地区别于同样出现的镜像频率并区别于出现在差拍信号中的其他频率，或者可以识别，并且利用简单的高频滤波器进行隔离。
本发明的特别优势包括，不需要引入影响谐振器机械部件或者激光活性介质泵浦性能的控制器。相反，针对载波包络偏移频率fCEO的补偿完全单独地进行(除了将载波包络偏移频率粗略地适配声光移频器的频率之外，如上所述)，而与耦合模激光器的操作无关。这样使得提供自参照梳形频谱的整个设备的结构更简单、更节省成本。特别的优势进一步包括：载波包络偏移频率可以补偿到零，这对于许多应用场合来说是必须的或者至少是具有优势的。
应该理解，光学结构的一些具体细节尚未提及，但是本领域技术人员一般都熟知这些具体细节。这些内容可能包括反射镜、半波板、偏振滤波器等，从而允许在该设备的各个单元中进行优化光束控制。
Claims (32)
1.一种用于产生时间等距短激光脉冲的经补偿序列（17）的方法，所述短激光脉冲的梳形频谱包括等距单线，所述单线的载波包络偏移频率（fCEO）被调节到预定的值，所述方法包括步骤：
接收时间等距短激光脉冲的未补偿序列（2）；
确定载波包络偏移信号（9），该载波包络偏移信号的频率对应于所接收的所述等距短激光脉冲的未补偿序列（2）的梳形频谱中的单线的载波包络偏移频率（fCEO）；其特征在于：
利用从所述载波包络偏移信号（9）得到的控制信号（12）控制声光移频器（13）；和
将短激光脉冲的未补偿序列（2）导向所述声光移频器（13），从而以第一衍射级产生时间等距短激光脉冲的经补偿序列（17），其中相关梳形频谱的单线被偏移所述控制信号的频率（fs）。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述载波包络偏移信号（9）被放大并且被用作所述控制信号（12）。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，为了确定所述载波包络偏移信号（9），所述短激光脉冲的未补偿序列（2）的一部分被导入f-to-2f干涉仪（5）。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述载波包络偏移信号（9）从所述f-to-2f干涉仪（5）的差拍信号（6）得出。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，得出所述载波包络偏移信号（9）包括对所述差拍信号（6）进行频率滤波。
6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，以锁相方式耦接到所述差拍信号（6）的振荡器的信号用作所述载波包络偏移信号（9）。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，以锁相方式耦接到所述经滤波的差拍信号（6’）的振荡器的信号用作所述载波包络偏移信号（9）。
8.如权利要求6或7所述的方法，其特征在于，使用电压控制的振荡器（21）的信号。
9.如权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，通过包括偏移频率的偏移频率信号（24）与所述载波包络偏移信号（9）进行频率混合 而产生所述控制信号(12)。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，从所述等距短激光脉冲的未补偿序列(2)的电子转换信号得出所述偏移频率信号(24)。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，通过使在光敏检测器(28)处产生的重复信号(29)受到电子频率切分得出所述偏移频率信号(24)。
12.如权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述等距短激光脉冲的未补偿序列(2)和/或所述声光移频器的第一衍射级和/或第零衍射级经由一系列棱镜(32、33)和/或光栅和/或线性调频反射镜传输，所述一系列棱镜(32、33)和/或光栅和/或线性调频反射镜引入与所述声光移频器(13)的群时延色散适配的负群时延色散以便补偿所述声光移频器(13)的群时延色散。
13.如权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，以第一衍射级(14)从所述声光移频器(13)发出的至少所述等距短激光脉冲的经补偿序列(17)经由一个或数个角度色散元件传输，从而补偿因声光移频器(13)中取决于波长的衍射而发生的空间线性调频脉冲。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，至少所述等距短激光脉冲的经补偿序列(17)经由棱镜(20)传输。
15.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述载波包络偏移频率被调节为零值，或者被调节为大约
其中n=O、1、2…，并且frep即是激光脉冲的重复频率。
16.如权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，进行声光移频器(13)的中段频率与时间等距短激光脉冲的未补偿序列(2)的梳形频谱的单线的载波包络偏移频率(fCEO)的粗略适配。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述中段频率与载波包络偏移频率(fCEO)的粗略适配通过产生时间等距短激光脉冲的未补偿序列(2)的激光器(3)的谐振器中的色散适配而进行。
18.一种从时间等距短激光脉冲的未补偿序列(2)产生时间等距短激光脉冲的经补偿序列(17)的设备(1)，所述短激光脉冲的梳形频谱包括等距单线，所述单线的载波包络偏移频率被调节为预定值，所述设备包括：
载波包络偏移频率确定单元(8)，用于产生电子载波包络偏移信号(9)，该载波包络偏移信号的频率对应于所述等距短激光脉冲的未补偿序列(2) 的梳形频谱中的单线的载波包络偏移频率（fCEO）；
控制单元（10），所述控制单元耦接到所述载波包络偏移频率确定单元（8）并从所述载波包络偏移信号（9）得到控制信号（12）；和
声光移频器（13），所述声光移频器布置在所述等距短激光脉冲的未补偿序列（2）的光路中并受到所述控制信号（12）的控制并且布置成作为线性移频器操作，以使以第一衍射级（14）发出所述时间等距短激光脉冲的经补偿序列（17），其中相关梳形频谱的单线偏移所述控制信号（12）的频率（fs）。
19.如权利要求18所述的设备（1），其特征在于，所述控制单元（10）包括放大器（11），所述放大器的输出信号用作控制信号（12）。
20.如权利要求18所述的设备（1），其特征在于，所述载波包络偏移频率确定单元（8）包括f-to-2f干涉仪（5）和光敏检测器（5’），所述光敏检测器接收差拍信号（6），从所述差拍信号（6）得出所述载波包络偏移信号（9）。
21.如权利要求20所述的设备（1），其特征在于，所述载波包络偏移频率确定单元（8）包括高频滤波器（7），以便对所述差拍信号（6）滤波，并且产生经滤波差拍信号（6’），从所述经滤波差拍信号（6’）得出所述载波包络偏移信号（9）。
22.如权利要求20所述的设备（1），其特征在于，所述载波包络偏移频率确定单元（8）包括振荡器（21），所述振荡器的输出信号用作所述载波包络偏移信号（9），其中所述振荡器（21）经由耦接电路以锁相方式耦接到所述差拍信号（6）。
23.如权利要求21所述的设备（1），其特征在于，所述载波包络偏移频率确定单元（8）包括振荡器（21），所述振荡器的输出信号用作所述载波包络偏移信号（9），其中所述振荡器（21）经由耦接电路以锁相方式耦接到所述经滤波差拍信号（6’）。
24.如权利要求22或23所述的设备（1），其特征在于，所述振荡器（21）是电压控制的振荡器。
25.如权利要求18至23中任一项所述的设备（1），其特征在于，所述控制单元（10）设计成接收偏移频率信号（24），并包括频率混合单元（25），以通过所述偏移频率信号（24）与所述载波包络偏移信号（9）进行频率混 合而产生所述控制信号（12）。
26.如权利要求25所述的设备（1），其特征在于，提供另一光敏检测器（28），用于从所述等距短激光脉冲的未补偿序列（2）产生表示所述等距短激光脉冲的重复频率（frep）的电子重复信号（29）；并提供切分单元（30），用于通过切分所述电子重复信号（29）来得出所述偏移频率信号（24）。
27.如权利要求18至23中任一项所述的设备（1），其特征在于，一个或数个系列棱镜（32、33）和/或光栅和/或线性调频脉冲反射镜布置在所述短激光脉冲的未补偿序列（2）的光路和/或所述声光移频器（13）的第一衍射级和/或第零衍射级中以使适配于所述声光移频器（13）的群时延色散的负群时延色散叠加在所述短激光脉冲的未补偿序列（2）和/或所述声光移频器的第一衍射级和/或第零衍射级上，从而补偿所述声光移频器（13）的群时延色散。
28.如权利要求18至23中任一项所述的设备（1），其特征在于，至少一个角度色散元件相对于所述声光移频器（13）布置，以使以第一衍射级（14）发出的至少所述时间等距短激光脉冲的经补偿序列（17）经由所述角度色散元件传输，从而补偿因声光移频器（13）中取决于波长的衍射而导致的空间线性调频脉冲。
29.如权利要求28所述的设备（1），其特征在于，所述角度色散元件是补偿棱镜（20）。
30.如权利要求18至23中任一项所述的设备（1），其特征在于，耦合模激光器（3）产生所述时间等距短激光脉冲的未补偿序列（2），其中所述激光器（3）包括至少一个色散适配设备（3’），从而将所述时间等距短激光脉冲的所述未补偿序列（2）的梳形频谱的单线的载波包络偏移频率（fCEO）以非受控方式粗略地适配所述声光移频器（13）的中段频率。
31.如权利要求30所述的设备（1），其特征在于，所述时间等距短激光脉冲的所述未补偿序列（2）的梳形频谱的单线的载波包络偏移频率（fCEO）从所述中段频率偏离量小于所述声光移频器（13）的带宽的50%，在所述偏离量范围内进行声光移频器的中段频率的频率偏移。
32.如权利要求18至23中任一项所述的设备（1），其特征在于，得出所述控制信号（12），使得所述时间等距短激光脉冲的经补偿序列（17）的梳形频谱的等距单线的载波包络偏移频率设置为零值。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102008059902A DE102008059902B3 (de) | 2008-12-02 | 2008-12-02 | Verfahren und Vorrichtung zum Erzeugen eines selbstrefernzierten optischen Frequenzkamms |
| DE102008059902.6 | 2008-12-02 | ||
| PCT/AT2009/000469 WO2010063051A1 (de) | 2008-12-02 | 2009-12-02 | Verfahren und vorrichtung zum erzeugen eines selbstreferenzierten optischen frequenzkamms |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102265214A CN102265214A (zh) | 2011-11-30 |
| CN102265214B true CN102265214B (zh) | 2013-09-11 |
Family
ID=41559562
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2009801485609A Active CN102265214B (zh) | 2008-12-02 | 2009-12-02 | 用于产生自参照光学梳形频谱的方法和设备 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8416819B2 (zh) |
| EP (1) | EP2374041B1 (zh) |
| JP (1) | JP5536794B2 (zh) |
| CN (1) | CN102265214B (zh) |
| DE (1) | DE102008059902B3 (zh) |
| WO (1) | WO2010063051A1 (zh) |
Families Citing this family (40)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7809222B2 (en) | 2005-10-17 | 2010-10-05 | Imra America, Inc. | Laser based frequency standards and their applications |
| US8120778B2 (en) | 2009-03-06 | 2012-02-21 | Imra America, Inc. | Optical scanning and imaging systems based on dual pulsed laser systems |
| US8571075B2 (en) | 2010-11-29 | 2013-10-29 | Imra America, Inc. | Frequency comb source with large comb spacing |
| DE102010023362B9 (de) | 2010-06-11 | 2013-01-10 | Forschungsverbund Berlin E.V. | Verfahren und Vorrichtung zur präzisen Leistungsbestimmung unterhalb der Quantenrauschgrenze |
| DE102010048576B9 (de) * | 2010-10-18 | 2012-11-15 | Toptica Photonics Ag | Laservorrichtung zur Erzeugung eines CEO-freien Frequenzkamms |
| US8565609B2 (en) | 2010-12-15 | 2013-10-22 | Raytheon Company | Distribution system for optical reference |
| DE102011012749B4 (de) * | 2011-03-01 | 2016-02-11 | Bundesrepublik Deutschland, vertr.d.d. Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie, d.vertr.d.d. Präsidenten der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt | Verfahren zum Erzeugen eines Frequenzkamms aus einer Mehrzahl an Kammlinien und Vorrichtung dazu |
| DE102011016442A1 (de) | 2011-04-06 | 2012-10-11 | Friedrich-Schiller-Universität Jena | Verfahren und Vorrichtung zur Phasenstabilisierung von Laserpulsen |
| WO2013040168A2 (en) | 2011-09-14 | 2013-03-21 | The Massachusetts Institute Of Technology | Methods and apparatus for broadband frequency comb stabilization |
| CN102882108A (zh) * | 2012-09-18 | 2013-01-16 | 广东汉唐量子光电科技有限公司 | 一种全光纤啁啾脉冲网络相干放大方法 |
| KR101329142B1 (ko) * | 2012-10-04 | 2013-11-14 | 한국표준과학연구원 | 펄스 레이저 출력 안정화 장치 및 그 방법 |
| CN102957084A (zh) * | 2012-11-16 | 2013-03-06 | 广东汉唐量子光电科技有限公司 | 一种相位噪声补偿式放大系统 |
| DE102012023605B4 (de) | 2012-12-04 | 2022-03-03 | Toptica Photonics Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Synthese von elektromagnetischer Strahlung |
| DE102013209848B9 (de) * | 2013-01-16 | 2014-07-24 | Femtolasers Produktions Gmbh | Verfahren zum Erzeugen eines optischen Pulszugs mit stabilisierter Phase zwischen Träger und Einhüllender mittels spektraler Verschiebung durch einen akustischen Frequenzkamm |
| JP6254356B2 (ja) * | 2013-04-16 | 2017-12-27 | 株式会社ミツトヨ | 光周波数コム発生装置および光周波数コムの周波数安定化方法 |
| CN103513491B (zh) * | 2013-09-25 | 2016-04-20 | 南京大学 | 一种基于抛物线相位调制产生光学频率梳的方法和装置 |
| DE102013219338A1 (de) | 2013-09-25 | 2015-03-26 | Forschungsverbund Berlin E.V. | Verfahren und Vorrichtung zur direkten Stabilisierung der Carrier-Envelope-Phase eines Laserverstärkersystems |
| EP2866314A1 (en) | 2013-10-24 | 2015-04-29 | ETH Zurich | Method and device for frequency control and stabilization of a semiconductor laser |
| CN103812562B (zh) * | 2014-01-24 | 2016-05-18 | 华南师范大学 | 一种延长无源光纤网络传输距离的方法和装置 |
| US9407060B2 (en) * | 2014-05-07 | 2016-08-02 | Honeywell International Inc. | Mutually-referenced optical frequency combs |
| US9407373B2 (en) * | 2014-05-07 | 2016-08-02 | Honeywell International Inc. | Optical synthesizer tuning using fine and coarse optical frequency combs |
| WO2015180762A1 (de) | 2014-05-27 | 2015-12-03 | Femtolasers Produktions Gmbh | Verfahren zum erzeugen eines optischen pulszugs mit stabilisierter phase zwischen träger und einhüllender mittels spektraler verschiebung durch einen akustischen frequenzkamm |
| CN104078831B (zh) * | 2014-07-01 | 2017-11-10 | 哈尔滨工业大学 | 基于热稳频和声光移频的双纵模激光器互锁方法和装置 |
| US9647408B2 (en) * | 2014-11-03 | 2017-05-09 | The Boeing Company | System and method to produce tunable synthesized optical frequency |
| DE102015200668B4 (de) | 2015-01-16 | 2017-07-06 | Forschungsverbund Berlin E.V. | Verfahren und System zum Erzeugen eines Treibersignals für ein akusto-optisches Bauelement zur Carrier-Envelope-Phasenstabilisierung |
| DE102015002559A1 (de) * | 2015-02-27 | 2016-09-01 | Menlo Systems Gmbh | Stabilisieren optischer Frequenzkämme |
| US9891500B1 (en) | 2017-01-05 | 2018-02-13 | City University Of Hong Kong | Systems and methods for optical frequency comb generation using a microring resonator |
| KR20200000443A (ko) * | 2017-05-12 | 2020-01-02 | 더 리젠츠 오브 더 유니버시티 오브 미시건 | 광 주파수 콤 오프셋 주파수의 양자 간섭 검출 |
| DE102017131244B3 (de) | 2017-12-22 | 2019-06-27 | Toptica Photonics Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung stabilisierter, gepulster Laserstrahlung |
| CN108023268B (zh) * | 2018-01-05 | 2024-03-15 | 褚宏伟 | 一种突发脉冲模式超快激光器及其工作方法 |
| FR3082623B1 (fr) * | 2018-06-19 | 2020-06-05 | Office National D'etudes Et De Recherches Aerospatiales (Onera) | Lidar a detection heterodyne par oscillateur local et double faisceau de sondage, a une ou plusieurs frequences simultanees, et procede de detection lidar par detection a double heterodynage. |
| CN109217090B (zh) * | 2018-09-14 | 2019-10-25 | 中国科学院物理研究所 | 连续光-光学频率梳锁定装置和锁定方法 |
| RU2701209C1 (ru) * | 2019-02-12 | 2019-09-25 | Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Новосибирский Государственный Технический Университет" | Способ получения последовательности идентичных фемтосекундных импульсов |
| EP3706259B1 (en) * | 2019-03-07 | 2022-02-23 | Menlo Systems GmbH | Optical frequency comb assembly and method |
| DE102019129337B9 (de) | 2019-10-30 | 2021-08-26 | Toptica Photonics Ag | Laservorrichtung zur Erzeugung eines optischen Frequenzkamms |
| WO2021120485A1 (zh) * | 2019-12-17 | 2021-06-24 | 上海交通大学 | 基于被动相位补偿的光学频率传递装置与传递方法 |
| CN114136921A (zh) * | 2021-06-23 | 2022-03-04 | 华东师范大学重庆研究院 | 一种基于声光移频锁频技术的激光光声光谱气体检测装置及方法 |
| CN115755443B (zh) * | 2022-12-20 | 2023-10-13 | 湖南中电星河电子有限公司 | 基于电光调制器的光学频率梳重复频率分频方法及分频器 |
| CN116505363B (zh) * | 2023-06-21 | 2023-12-05 | 中国科学院国家授时中心 | 用于光生超稳微波源的飞秒光梳状态自动检测优化方法 |
| CN117009736B (zh) * | 2023-10-07 | 2024-01-09 | 之江实验室 | 激光外差偏移频率方案确定方法、装置以及存储介质 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3421193B2 (ja) * | 1996-04-30 | 2003-06-30 | 理化学研究所 | 波長可変レーザーにおける波長選択可能なレーザー発振装置 |
| JP4277099B2 (ja) * | 1998-11-12 | 2009-06-10 | 独立行政法人情報通信研究機構 | 光パルス発生器 |
| DE19911103B4 (de) * | 1999-03-12 | 2005-06-16 | MAX-PLANCK-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V. | Erzeugung stabilisierter, ultrakurzer Lichtpulse und deren Anwendung zur Synthese optischer Frequenzen |
| US6850543B2 (en) | 2000-03-30 | 2005-02-01 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of Commerce | Mode-locked pulsed laser system and method |
| JP2004061126A (ja) * | 2002-07-24 | 2004-02-26 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光周波数測定装置および測定方法 |
| US7006542B2 (en) | 2003-03-11 | 2006-02-28 | The Boeing Company | System and method for stabilizing a laser output frequency |
| US7881620B2 (en) * | 2005-05-04 | 2011-02-01 | Ofs Fitel, Llc | Stabilized optical fiber continuum frequency combs using post-processed highly nonlinear fibers |
| US7809222B2 (en) * | 2005-10-17 | 2010-10-05 | Imra America, Inc. | Laser based frequency standards and their applications |
| WO2007070428A1 (en) * | 2005-12-09 | 2007-06-21 | Massachusetts Institute Of Technology | Carrier-envelope phase shift using linear media |
| US7123402B1 (en) * | 2006-01-17 | 2006-10-17 | Lucent Technologies Inc. | Cloning optical-frequency comb sources |
| JP2007256365A (ja) * | 2006-03-20 | 2007-10-04 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光周波数コム発生装置 |
-
2008
- 2008-12-02 DE DE102008059902A patent/DE102008059902B3/de active Active
-
2009
- 2009-12-02 WO PCT/AT2009/000469 patent/WO2010063051A1/de active Application Filing
- 2009-12-02 EP EP09774612.7A patent/EP2374041B1/de active Active
- 2009-12-02 JP JP2011538791A patent/JP5536794B2/ja active Active
- 2009-12-02 CN CN2009801485609A patent/CN102265214B/zh active Active
- 2009-12-02 US US13/132,111 patent/US8416819B2/en active Active
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 《Carrier-envelope offset phase control:A novel concept for absolute optical frequency measurement and ultrashort pulse generation》;H.R.Teller,G.Steinmeyer,A.E.Dunlop.et.al;《Applied Physics B》;19990908;第69卷;第327-332页 * |
| H.R.Teller,G.Steinmeyer,A.E.Dunlop.et.al.《Carrier-envelope offset phase control:A novel concept for absolute optical frequency measurement and ultrashort pulse generation》.《Applied Physics B》.1999,第69卷第327-332页. |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2012510645A (ja) | 2012-05-10 |
| US20110235661A1 (en) | 2011-09-29 |
| CN102265214A (zh) | 2011-11-30 |
| DE102008059902B3 (de) | 2010-09-16 |
| EP2374041A1 (de) | 2011-10-12 |
| EP2374041B1 (de) | 2014-01-22 |
| US8416819B2 (en) | 2013-04-09 |
| JP5536794B2 (ja) | 2014-07-02 |
| WO2010063051A1 (de) | 2010-06-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102265214B (zh) | 用于产生自参照光学梳形频谱的方法和设备 | |
| US6738408B2 (en) | Mode-locked laser apparatus | |
| CN102305591B (zh) | 基于双声光移频的多频同步相位激光测距装置与方法 | |
| US7508851B2 (en) | Clock transfer device | |
| CN106505403A (zh) | 一种基于光学反馈产生的重复频率可调光频梳 | |
| US10141713B2 (en) | Device and method for performing overall frequency stabilization of femtosecond laser optical comb by using optical modes directly extracted from optical comb | |
| KR20190099318A (ko) | 캐리어 포락선 오프셋 주파수 검출을 동반한 광학 주파수 빗 발생기 | |
| JP4951762B2 (ja) | パルスレーザ光源 | |
| US20230014323A1 (en) | Laser Device for Generating an Optical Frequency Comb | |
| JPH1074999A (ja) | レーザパルス発振器 | |
| JP2014135341A (ja) | 光周波数コム安定化光源および方法 | |
| JP5665038B2 (ja) | 広帯域光コム発生装置 | |
| US5590143A (en) | Multiple-frequency-modulation type mode-locked laser device | |
| US8995796B2 (en) | System for generating a beat signal | |
| JP6226431B2 (ja) | 信号発生器 | |
| CN109687277B (zh) | 一种用于原子干涉仪的紧凑型激光系统 | |
| JP2012513617A (ja) | 周波数サーボが設けられたレーザーシステム | |
| JP3504592B2 (ja) | パルスレーザ発生装置及びそれを利用したｘ線発生装置 | |
| JP2001267667A (ja) | 周波数シフト帰還型モード同期レーザ及び周波数シフト帰還型再生モード同期レーザ。 | |
| KR102163546B1 (ko) | 광섬유 지연 라인을 이용한 광주파수 안정화 장치, 그리고 안정화된 광주파수 신호 생성 방법 | |
| US20210351559A1 (en) | SBS Suppression and Electronic Path Length Matching in Coherent Beam Combining | |
| KR20220067510A (ko) | 칩-스케일 펄스 생성기, 그리고 이의 타이밍 안정화 방법 | |
| JP3092757B2 (ja) | 光パルスレーザの分周同期信号発生装置 | |
| WO2018159445A1 (ja) | 光コムの制御方法及び光コムの制御装置 | |
| JP2019128399A (ja) | 光周波数コム安定化装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20180928 Address after: Austria Patentee after: High Q. Technologies GmbH Address before: Austria Kang Lai Bao City Patentee before: Femtolasers Produktions GmbH |