CN103904546A - 高精度光纤光学频率梳的测控方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高精度光纤光学频率梳的测控方法及装置，用于监测和控制光纤光梳的每个环节工作状态，提高光纤光梳的长期稳定性、运转可靠性和产品的可复制性。其装置通过对光纤激光振荡器及各级光纤放大器输出脉冲载波-包络相位的监测，观察和控制功率放大过程激光相位噪声的传递和涨落，将主放大器的载波-包络相位输出信号，负反馈到激光振荡器中的载波-包络相位控制单元，即电控偏振控制器调制脉冲偏振演化进程或者调制激光振荡器的泵浦光强度，实现对载波-包络相位的稳定控制。本发明能即时监控振荡器和各级放大器的工作状态，监测指标实时、全面，并提供了稳定可靠的反馈机制。

Description

高精度光纤光学频率梳的测控方法及装置

技术领域

本发明涉及激光技术领域，尤其是一种高精度光纤光学频率梳的测量和控制方法及装置。

背景技术

历经几十年的发展，激光器特别是工业应用的固体激光器，工作的稳定性和可靠性已经较高，产品的一致性和可复制性较好。国内外已有较多的公司可以生产出规格一致的激光光源产品。近些年，光纤激光器以其柔性波导的传输特质，灵巧的外形封装，高效低耗的制造成本，日益受到人们的青睐，获得客户的认可。光纤激光器的输出指标不断赶超固体激光器，IPG 公司生产的连续波20kW光纤激光器的已经应用于光电弧复合焊接技术，高峰值功率的脉冲光纤激光器在激光雷达、精细制造等军事及工业领域的应用已逐步成型，超短脉冲光纤激光技术的发展也正在由技术探索研究向特殊前沿应用稳步开展。

特别是新进发展的光学频率梳技术，简称“光梳”，在2005年问鼎诺贝尔奖后，大大拓展了其研究范畴，开辟了若干个交叉学科领域。利用光梳光源可以精确的测量和标定光学频率，进一步可用于精确定义时间和长度等物理量的基本单位，应用到如GPS定位，活体细胞成像，PM2.5遥测等关系前沿研究和军民应用等广泛领域。因此，光梳光源的产品开发也成为知识大国抢占科技制高点的重点研究项目。

高稳定度、高可靠性的光梳光源产品需要有一系列关于光梳产生和测控方法作为技术支撑。包括超短脉冲产生技术，低噪声脉冲放大技术、高阶色散补偿技术、超连续谱产生技术、载波包络位相（Carrier Envelop Phase，简称CEP）灵敏探测技术和电子学滤波技术等等。各个环节技术指标的稳定性和可靠性都需要有整套的监测、标定和控制的测控方法进行衡量。但目前，关于产品化的光纤光梳光源的测控方法及装置几近空白，更没有关于光梳光源产品制造和测量标准见于报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种高精度光纤光学频率梳的测控方法，用于监测和控制光纤光梳的每个环节工作状态，提高光纤光梳的长期稳定性、运转可靠性和产品的可复制性。

本发明的另一目的是提供一种高精度光纤光学频率梳的测控装置，该装置即时监控振荡器和各级放大器的工作状态，监测指标实时、全面，并能提供稳定可靠的反馈机制。

本发明的目的是这样实现的：

一种高精度光纤光学频率梳的测控方法，该方法包括以下具体步骤：

a）脉冲产生

采用激光振荡器产生光纤光梳的种子脉冲，记为信号光ω₁；其激光振荡器为锁模脉冲光纤激光器；

b）激光平均功率放大

激光振荡器输出的激光至少经过三个光纤放大器进行功率放大，平均功率从毫瓦量级提升至超过1W；

c）激光放大器输出稳定功率

每级功率放大器后端通过分束器和光电探测器对输出功率进行实时监测，将所得监测信号用于对放大器泵浦源驱动电流进行反馈控制；

d）激光器重复频率的控制

采用负反馈控制激光振荡器的重复频率；探测到的激光振荡器的重复频率经由与标准时钟源差分比较，获取重复频率的动态变化值，负反馈到激光器内部的压电陶瓷上；通过压电陶瓷的伸缩或者膨胀，控制固定于压电陶瓷上的表征激光器腔长的光学器件，并调控激光振荡器的有效腔长；

e）载波包络相位监测及控制

对各级光纤放大器输出脉冲载波-包络相位的监测，观察和控制功率放大过程激光相位噪声的传递和涨落，通过将主放大器的载波-包络相位输出信号，负反馈到激光振荡器中的载波-包络相位控制单元，如电控偏振控制器调制脉冲偏振演化进程或者调制激光振荡器的泵浦光强度，实现对载波-包络相位的稳定控制。

一种高精度光纤光学频率梳的测控装置，特点是该装置包括激光振荡器、重复频率校对装置、功率监测与控制装置、一级预放大器、载波包络相位监测及控制、二级预放大器以及主放大器，其中：

所述的激光振荡器的输入端通过第一波分复用器连接有第一泵浦源，用于为激光振荡器提供能量；第一波分复用器的另外两端连接有激光振荡器环形腔；激光振荡器环形腔的输出端通过1×2分束器的一输出端连接有1×3第一分束器的输入端；

所述的激光振荡器的输出端通过1×3第一分束器的一个输出端连接重复频率校对装置的电路模块的输入端；重复频率校对装置电路模块的另一输入端通过电路连接有标准频率源；重复频率校对装置电路模块的输出端连接有用于调制激光振荡器内部的压电陶瓷，压电陶瓷连接缠绕有激光振荡器环形腔的光纤；

所述的激光振荡器的输出端通过1×3第一分束器的一个输出端连接有功率监测与控制装置的一个输入端；功率监测与控制装置的一个输出端连接有第一泵浦源，用于调节控制激光振荡器的泵浦光的功率大小；

所述的激光振荡器的输出端通过1×3第一分束器的一个输出端连接有一级预放大器的第二波分复用器的一个输入端；第二波分复用器的另一输入端连接有用于提供泵浦能量的第二泵浦源；所述第二波分复用器的复合输出端连接有第一增益光纤；第一增益光纤的输出端通过1×3第二分束器与载波包络相位监测及控制装置、二级预放大器和功率监测与控制装置相连接；

所述的一级预放大器通过1×3第二分束器的一个输出端与载波包络相位监测及控制装置的第一光子晶体光纤连接；第一光子晶体光纤与自参考f-2f零频测量系统连接，用于监测一级预放大器输出脉冲f_ceo状态；

所述的一级预放大器通过1×3第二分束器的一个输出端与功率监测与控制装置的一个输入端连接，所述功率监测与控制装置的一个输出端连接第二泵浦源，用于调节控制一级预放大器的泵浦光的功率大小；

所述的一级预放大器通过1×3第二分束器的一输出端与二级预放大器的第三波分复用器的一个输入端连接，第三波分复用器的另一输入端连接有用于提供泵浦能量的第三泵浦源，所述第三波分复用器的复合输出端连接有第二增益光纤，第二增益光纤的输出端通过1×3第三分束器与载波包络相位监测及控制装置、主放大器和功率监测与控制装置相连接；

所述的二级预放大器通过1×3第三分束器的一个输出端与载波包络相位监测及控制装置的第二光子晶体光纤连接，第二光子晶体光纤与自参f-2f零频测量系统连接，用于监测二级预放大器输出脉冲f_ceo状态；

所述的二级预放大器通过1×3第三分束器的一个输出端与功率监测与控制装置的一个输入端连接，所述功率监测与控制装置的一个输出端连接第三泵浦源，用于调节控制二级预放大器的泵浦光的功率大小；

所述的二级预放大器通过1×3第三分束器的一个输出端与主放大器的合束器的一个输入端连接，合束器的另外两个输入端连接有用于提供泵浦能量的第四泵浦源和第五泵浦源；所述合束器的复合输出端连接有第三增益光纤；第三增益光纤的输出端通过1×3第四分束器与载波包络相位监测及控制装置及功率监测与控制装置相连接；

所述的主放大器通过1×3第四分束器的一个输出端与载波包络相位监测及控制装置的第三光子晶体光纤连接，第三光子晶体光纤与自参考f-2f零频测量系统连接，用于监测二级预放大器输出脉冲f_ceo状态；所述的自参考f-2f零频测量系统的输出端连接有安装于激光振荡器中的电控偏振控制器；电控偏振控制器用于控制激光振荡器的腔内脉冲的偏振演化进程，调整其f_ceo=0控制精度；

所述的主放大器通过1×3第四分束器的一个输出端与功率监测与控制装置的一个输入端相连接，所述功率监测与控制装置的一个输出端连接第四泵浦源和第五泵浦源，用于调节控制主放大器的泵浦光的功率大小；

所述的1×3第四分束器的另外一个输出端作为主放大器的输出端，用于输出信号即高精度的光纤光梳激光；其中：

所述自参考f-2f零频测量系统和重复频率校对装置为光信号转换为电信号的电路监测控制系统。

所述激光振荡器的锁模为石墨烯锁模、半导体可饱和吸收镜锁模或非线性偏振旋转锁模。

所述激光振荡器内置有电控偏振控制器EPC及压电陶瓷控制器PZT。

本发明的激光振荡器用于产生单脉冲能量较低的飞秒脉冲，直接输出脉冲宽度1-10ps，重复频率f_r为几兆赫兹至几吉赫兹中的某一固定值，常见的重复频率值为60、100或者250MHz。输出脉冲经腔外去啁啾后脉冲宽度可压缩至100fs。

对重复频率f_r的监测用于反馈控制激光振荡器的重复频率。经由与标准时钟源差分比较，获取重复频率的动态变化值，负反馈到激光器内部的压电陶瓷上。通过压电陶瓷的伸缩或者膨胀，控制固定于压电陶瓷上的表征激光器腔长的光学器件，并调控激光振荡器的有效腔长，稳定重复频率的种子光。通过压电陶瓷的控制，可使重复频率漂移从千赫兹量级降低到毫赫兹量级。

对激光振荡器及各级放大器的功率监测用于实现功率的反馈控制和稳定输出。主要获取激光振荡器、预放大器1、预放大器2、主放大各级输出功率，通过将各部分的输出功率值与初始预设值进行对比获取功率的动态变化量，负反馈至各级泵浦源的驱动电流和温度控制单元，实现各级功率的稳定输出。

对各级光纤放大器输出脉冲载波-包络相位的监测有利于观察和控制功率放大过程激光相位噪声的传递和涨落，通过将主放大器的输出信号的f_ceo的动态变化量，负反馈到激光振荡器中的CEP控制单元，如电控偏振控制器调制脉冲偏振演化进程或者调制激光振荡器的泵浦光强度，实现对CEP的稳定控制。

本发明通过对激光振荡器和各级放大器各个环节的监测及综合控制，可以有效快速地提高光纤光梳的控制精度，实现载高功率的激光输出。

本发明的有益效果是：

1、采用重复频率校对装置，使激光器输出的光纤光梳种子光具有稳定的重复频率。

2、采用载波包络相位监测及控制装置，实时获取一级预放大、二级预放大、主放大器输出信号的载波-包络相位情况。将主放大器的载波包络相位信号反馈至安装于激光振荡器电控偏振控制器，调制激光振荡器偏振状态，获得CEP稳定的光梳激光。

3、采用功率监测与控制装置，通过监测激光振荡器、一级预放大、二级预放大、主放大器的功率输出情况，可以实时监测激光器功率波动，并及时通过电路反馈调整泵浦光功率，实现激光功率的稳定输出。

4、采用光纤光路与电路监测反馈装置，系统安全性高，输出信号稳定。

附图说明

图1为本发明装置结构示意图；

图2 为本发明激光振荡器光路结构示意图；

图3为本发明重复频率校对装置结构示意图；

图4为本发明载波包络相位监测及控制装置结构示意图；

图5为本发明一级预放大器光路结构示意图；

图6为本发明二级预放大器光路结构示意图；

图7为本发明主放大器光路结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图通过实施方式对本发明及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：

参阅图1，本发明装置由激光振荡器100、一级预放大器400、二级预放大器600、主放大器700、重复频率校对装置200、功率监测与控制装置300以及载波包络相位监测及控制装置500组成，其中：

激光振荡器100用于产生低能量皮秒器种子脉冲。本实施方案以重复频率100MHz，中心波长为1034nm，光学频率为290 THz的光源为例。激光振荡器100输出的平均功率为几到几十毫瓦。

所述的激光振荡器100的一个输出端连接有重复频率校对装置200的电路模块201的输入端。

参阅图2及图3，所述的激光振荡器100的泵浦源102通过第一波分复用器1012的泵浦入射端经过电控偏振控制EPC105与1×2分束器1014的输入端相连接。1×2分束器1014的一个输出端经过压电陶瓷PZT 104与第一波分复用器1012的输入端相连接。所述的电控偏振控制EPC105通过压力作用于激光振荡环形腔101的光纤上。1×2分束器1014的另一输出端通过重复频率校对的电路模块201与压电陶瓷PZT104相连接，压电陶瓷PZT 104通过电压控制改变物理长度用于控制激光振荡器100的有效腔长，进而调整激光脉冲的重复频率。

所述的激光振荡器100的一个输出端通过功率监测与控制装置300的输入端连接有第一泵浦源102。激光振荡器100的一个输出端通过第二波分复用器4011的输入端连接有一级预放大器400。

参阅图1及图5，图5为本发明一级预放大器光路结构，第一分束器103的输出端连接第二波分复用器4011。第二波分复用器4011的另一输入端连接用于提供泵浦能量的第二泵浦源402；第二泵浦源402为单模光纤耦合的半导体激光器，泵浦源波长为976nm，泵浦功率为400mW。

所述第二波分复用器4011的复合输出端连接第一增益光纤4012；第一增益光纤4012为掺镱单模光纤，可将种子脉冲的能量进一步提高，实现功率预放大，平均功率从数个毫瓦提升至百毫瓦量级，中心波长保持不变，仍为1034nm。

所述的第一增益光纤4012的输出端通过1×3第二分束器403的输出端连接有功率监测与控制装置300、载波包络相位监测及控制装置500和二级预放大器600连接。

所述的一级预放大器400的一个输出端通过功率监测与控制装置300的输入端连接第二泵浦源402。

参阅图4，为载波包络相位监测和控制原理结构图。所述的1×3第二分束器403的输出端通过第一光子晶体光纤5011连接载波包络相位监测及控制装置500的自参考f-2f零频测量系统502。

参阅图1及图6，本发明的第二分束器403的输出端连接有第三波分复用器6011的一个输入端。第三波分复用器6011的另一输入端连接有用于提供泵浦能量的第三泵浦源602。第三泵浦源602为单模光纤耦合的半导体激光器，泵浦源波长为976nm，泵浦功率为400mW。

所述波分复用器6011的复合输出端连接有第二增益光纤6012。第二增益光纤6012为掺镱单模光纤，可将种子脉冲的能量进一步提高，实现功率的第二次预放大。

所述第二增益光纤6012通过第三分束器603的输出端连接有功率监测与控制装置300、载波包络相位监测及控制装置500和主放大器700。

所述的二级预放大器600的一个输出端通过功率监测与控制装置300的输入端连接有第三泵浦源602。

参阅图4，所述的1×3第三分束器603的输出端通过第二光子晶体光纤5012连接有载波包络相位监测及控制装置500的自参考f-2f零频测量系统502。

参阅图1及图7，所述的第三分束器603的输出端连接有合束器7011的一个输入端。合束器7011的另外两个输入端分别连接有用于提供泵浦能量的第四泵浦源7021和第五泵浦源7022。所述第四泵浦源7021和第五泵浦源7022为多模光纤耦合的半导体激光器，中心波长为976nm,每个泵浦源的平均功率至少为10W，或者功率更高。

所述合束器7011的输出端通过第三增益光纤7012连接有1×3第四分束器703，所述的1×3第四分束器703的一个输出端作为主放大器700的输出端。

所述1×3第四分束器703的另外两个输出端分别连接有功率监测与控制装置300及载波包络相位监测及控制装置500。

所述的主放大器700的一个输出端通过功率监测与控制装置300的输入端连接入控制主放大器700的输出功率的第四泵浦源7021和第五泵浦源7022。

参阅图4，所述的1×3第四分束器703的输出端通过第三光子晶体光纤5013连接有载波包络相位监测及控制装置500的自参考f-2f零频测量系统502，所述的自参考f-2f零频测量系统502通过电控偏振控制器105对激光振荡器的偏振态进行控制，以保障主放大器输出信号的载波-包络相位稳定。

本发明采用激光振荡器100产生光纤光梳的种子脉冲，记为信号光ω₁；其单脉冲能量为亚纳焦到几个纳焦。激光振荡器为锁模脉冲光纤激光器，锁模原理可以为半导体可饱和吸收镜锁模、石墨烯锁模、或者非线性偏振旋转锁模。

信号光ω₁经过第一分束器按比例分为信号ω₁₀、ω₁₁、ω₁₂。信号ω₁₀作为种子光经由一级预放大器400进行信号放大；ω₁₁进入重复频率监控装置，与标准时钟源进行比对，将比对后的误差信号反馈到激光振荡器腔内的压电陶瓷PZT，调制激光器内部有效腔长，获得稳定的脉冲重复频率；ω₁₂经过功率监测，通过反馈信号控制激光振荡器的泵浦源功率，完成种子光的功率稳定输出。

功率监测与控制装置的实现不局限于激光振荡器输出的功率的监测和控制，还可以为一级预放大器400、二级预放大器600以及主放大器700的输出稳定功率的监测和控制。

信号ω₁₀经过一级预放大进行功率放大，输出较高功率信号ω₂，ω₂与ω₁的光学频率相同。信号光ω₂通过第二分束器按比例分为信号光ω₂₀、ω₂₁、ω₂₂。ω₂₀经由二级预放大器600进行功率放大，产生用于监测和后续过程所需足够的激光能量；ω₂₁通过功率监测与控制装置来调整ω₂的功率稳定输出；ω₂₂由载波包络相位监测及控制装置500中的光子晶体光纤进行光谱展宽，再由f-2f测量装置获取CEP零频信号值f_ceo。

ω₂₀经过二级预放大器600输出信号光ω₃。信号光ω₃经过第三分束器分为信号光ω₃₀、ω₃₁、ω₃₂。ω₃₀用于注入主放大器700进行高功率激光放大；ω₃₁和ω₃₂分别用于功率监测和f_ceo监测。

ω₃₀经由主放大器700产生高功率的信号光ω₄。信号光ω₄经由第四分束器输出信号光ω₄₀、ω₄₁、ω₄₂。其中，ω₄₁用于功率监测与调制；ω₄₂用于f_ceo监测和控制激光振荡器；剩余的信号光ω₄₀即作为最终实现的光纤光梳激光。

载波包络相位监测及控制装置500除了用于监测一级预放大器400输出信号光ω₂的f_ceo，同时还可用于监测二级预放大器600的输出信号光ω₃，以及主放大器700的输出信号光ω₄。最终，通过将信号光ω₄的f_ceo的动态变化转换为电信号，反馈到激光振荡器中的电控偏振控制器上。通过实施偏振控制，降低f_ceo的波动，获得稳定的f_ceo值。

Claims (4)

1.一种高精度光纤光学频率梳的测控方法，其特征在于该方法包括以下具体步骤：

a）脉冲产生

采用激光振荡器产生光纤光梳的种子脉冲，记为信号光ω₁；其激光振荡器为锁模脉冲光纤激光器；

b）激光平均功率放大

激光振荡器输出的激光至少经过三个光纤放大器进行功率放大，平均功率从毫瓦量级提升至超过1W；

c）激光放大器输出稳定功率

每级功率放大器后端通过分束器和光电探测器对输出功率进行实时监测，将所得监测信号用于对放大器泵浦源驱动电流进行反馈控制；

d）激光器重复频率的控制

采用负反馈控制激光振荡器的重复频率；探测到的激光振荡器的重复频率经由与标准时钟源差分比较，获取重复频率的动态变化值，负反馈到激光器内部的压电陶瓷上；通过压电陶瓷的伸缩或者膨胀，控制固定于压电陶瓷上的表征激光器腔长的光学器件，并调控激光振荡器的有效腔长；

e）载波包络相位监测及控制

对各级光纤放大器输出脉冲载波-包络相位的监测，观察和控制功率放大过程激光相位噪声的传递和涨落，通过将主放大器的载波-包络相位输出信号，负反馈到激光振荡器中的载波-包络相位控制单元，即电控偏振控制器调制脉冲偏振演化进程或者调制激光振荡器的泵浦光强度，实现对载波-包络相位的稳定控制。

2.一种实现权利要求1所述方法的装置，其特征在于该装置包括激光振荡器（100）、重复频率校对装置（200）、功率监测与控制装置（300）、一级预放大器（400）、载波包络相位监测及控制（500）、二级预放大器（600）以及主放大器（700），其中：

所述的激光振荡器（100）的输入端通过第一波分复用器（1012）连接有第一泵浦源（102），用于为激光振荡器提供能量；第一波分复用器（1012）的另外两端通过光纤连接1×2分束器（1014）的输入端和一输出端，构成激光振荡器环形腔（101）；激光振荡器环形腔（101）的输出端通过1×2分束器（1014）的一输出端连接有1×3第一分束器（103）的输入端；

所述的激光振荡器（100）的输出端通过1×3第一分束器（103）的一个输出端连接重复频率校对装置（200）的电路模块（201）的输入端；重复频率校对装置电路模块（201）的另一输入端通过电路连接有标准频率源（202）；重复频率校对装置电路模块（201）的输出端连接有用于调制激光振荡器（100）内部的压电陶瓷（104），压电陶瓷（104）连接缠绕有激光振荡器环形腔（101）的光纤；

所述的激光振荡器（100）的输出端通过1×3第一分束器（103）的一个输出端连接有功率监测与控制装置（300）的一个输入端；功率监测与控制装置（300）的一个输出端连接有第一泵浦源（102），用于调节控制激光振荡器（100）的泵浦光的功率大小；

所述的激光振荡器（100）的输出端通过1×3第一分束器（103）的一个输出端连接有一级预放大器（400）的第二波分复用器（4011）的一个输入端；第二波分复用器（4011）的另一输入端连接有用于提供泵浦能量的第二泵浦源（402）；所述第二波分复用器（4011）的复合输出端连接有第一增益光纤（4012）；第一增益光纤（4012）的输出端通过1×3第二分束器（403）与载波包络相位监测及控制装置（500）、二级预放大器（600）和功率监测与控制装置（300）相连接；

所述的一级预放大器（400）通过1×3第二分束器（403）的一个输出端与载波包络相位监测及控制装置（500）的第一光子晶体光纤（5011）连接；第一光子晶体光纤（5011）与自参考f-2f零频测量系统（502）连接，用于监测一级预放大器（400）输出脉冲f_ceo状态；

所述的一级预放大器（400）通过1×3第二分束器（403）的一个输出端与功率监测与控制装置（300）的一个输入端连接，所述功率监测与控制装置（300）的一个输出端连接第二泵浦源（402），用于调节控制一级预放大器（400）的泵浦光的功率大小；

所述的一级预放大器（400）通过1×3第二分束器（403）的一输出端与二级预放大器（600）的第三波分复用器（6011）的一个输入端连接，第三波分复用器（6011）的另一输入端连接有用于提供泵浦能量的第三泵浦源（602），所述第三波分复用器（6011）的复合输出端连接有第二增益光纤（6012），第二增益光纤（6012）的输出端通过1×3第三分束器（603）与载波包络相位监测及控制装置（500）、主放大器（700）和功率监测与控制装置（300）相连接；

所述的二级预放大器（600）通过1×3第三分束器（603）的一个输出端与载波包络相位监测及控制装置（500）的第二光子晶体光纤（5012）连接，第二光子晶体光纤（5012）与自参f-2f零频测量系统（502）连接，用于监测二级预放大器（600）输出脉冲f_ceo状态；

所述的二级预放大器（600）通过1×3第三分束器（603）的一个输出端与功率监测与控制装置（300）的一个输入端连接，所述功率监测与控制装置（300）的一个输出端连接第三泵浦源（602），用于调节控制二级预放大器（600）的泵浦光的功率大小；

所述的二级预放大器（600）通过1×3第三分束器（603）的一个输出端与主放大器（700）的合束器（701）的一个输入端连接，合束器（701）的另外两个输入端连接有用于提供泵浦能量的第四泵浦源（7021）和第五泵浦源（7022）；所述合束器（7011）的复合输出端连接有第三增益光纤（7012）；第三增益光纤（7012）的输出端通过1×3第四分束器（703）与载波包络相位监测及控制装置（500）及功率监测与控制装置（300）相连接；

所述的主放大器（700）通过1×3第四分束器（703）的一个输出端与载波包络相位监测及控制装置（500）的第三光子晶体光纤（5013）连接，第三光子晶体光纤（5013）与自参考f-2f零频测量系统（502）连接，用于监测二级预放大器（600）输出脉冲f_ceo状态；所述的自参考f-2f零频测量系统（502）的输出端连接有安装于激光振荡器（100）中的电控偏振控制器（105）；电控偏振控制器（105）用于控制激光振荡器（100）的腔内脉冲的偏振演化进程，调整其f_ceo=0控制精度；

所述的主放大器（700）通过1×3第四分束器（703）的一个输出端与功率监测与控制装置（300）的一个输入端相连接，所述功率监测与控制装置（300）的一个输出端连接第四泵浦源（7021）和第五泵浦源（7022），用于调节控制主放大器（700）的泵浦光的功率大小；

所述的1×3第四分束器（703）的另外一个输出端作为主放大器（700）的输出端，用于输出信号，即高精度的光纤光梳激光；其中：

所述自参考f-2f零频测量系统（502）和重复频率校对装置（200）为光信号转换为电信号的电路监测控制系统。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于所述激光振荡器（100）的锁模为石墨烯锁模、半导体可饱和吸收镜锁模或非线性偏振旋转锁模。

4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于所述激光振荡器（100）内置有电控偏振控制器EPC及压电陶瓷控制器PZT。

Images