CN108512604A - 一种光信号的频率调控方法及装置 - Google Patents

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CN108512604A CN201810234798.4A CN201810234798A CN108512604A CN 108512604 A CN108512604 A CN 108512604A CN 201810234798 A CN201810234798 A CN 201810234798A CN 108512604 A CN108512604 A CN 108512604A
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秦承志
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Abstract

本发明公开一种光信号的频率调控方法及装置，包括：向两个相位调制器组成的级联结构入射光信号，通过控制两个相位调制器驱动电信号的相位，调控光信号的频率演化：当入射光信号为频率梳时，若两个相位调制器的电信号的幅度固定且其相位为π/2时，能获得最大的红移和最小的频谱展宽；当电信号的幅度固定且其相位为‑π/2时，能获得最大的蓝移和最小的频谱展宽；当电信号的相位为0或π时，能获得最大的频率展宽和为零的频率移动；当入射光信号为频率梳时，若两个相位调制器的电信号反相时，能实现频率梳的负折射；当入射光信号为单频光信号时，通过改变两个相位调制器电信号的相位差，可调控频率梳的产生，实现输出频率梳宽度从最宽到单个频率连续可调。

Description

一种光信号的频率调控方法及装置
技术领域
本发明涉及光信号处理技术领域，更具体地，涉及一种光信号的频率调控方法及装置。
背景技术
频率是光子的一个基本自由度，调控光子频率无论在基础物理研究还是实际应用中都有重要的意义。在基础研究如超快光谱学中，通过光谱分析可获取原子分子的振动转动能级信息；在波分复用光通信中，频率作为一种重要的复用维度，可极大地增加光通信容量；另外在光学精密测量中，频率也是一个重要的探测手段，如天文观测中根据光谱移动可测定宇宙膨胀速度，另外频率探测在汽车测速，流速检测等工业领域也有重要应用。
调控光子频率的方法通常有两种：非线性光学效应和光学动态调制。传统方式是利用光学非线性效应如：和频、差频效应和光学四波混频等。但是非线性效应存在着频率转换效率低，需要很高的泵浦光功率，只适用于特定入射波长等方面的限制。另外一种调控光子频率的方式是光学动态调制如：声光，电光调制和光机械振动等。相对于光学非线性效应，动态调制具有转换效率高，无需光学泵浦，不依赖特定入射频率等优势。但由于声光调制，电光调制的调制幅度存在上限且不能灵活可调，因此相应的频率转换效率和转换方向(红移或蓝移)不能灵活可调：因此迫切需要一种新的机制和方法实现频率转换效率及方向的实时控制和连续可调。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于解决现有光信号频率调控方法对光信号频率转换效率及方向不可实时控制和连续可调的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供一种光信号的频率调控方法，包括：
向两个相位调制器组成的级联结构入射光信号，通过控制两个相位调制器驱动电信号的相位，调控所述光信号的频率演化：
当入射光信号为频率梳时，若两个相位调制器的电信号同相调制且改变调制相位时，则输出频率梳的频率移动和展宽连续可调：当所述电信号的幅度固定且其相位为π/2时，能获得最大的红移和最小的频谱展宽；当所述电信号的幅度固定且其相位为-π/2时，能获得最大的蓝移和最小的频谱展宽；当所述电信号的相位为0或π时，能获得最大的频率展宽和为零的频率移动；
当入射光信号为频率梳时，若两个相位调制器的电信号相位不等，则能实现频率梳的折射，当两个相位调制器的电信号反相时，能实现频率梳的负折射；
当入射光信号为单频光信号时，通过改变两个相位调制器电信号的相位差，可调控频率梳的产生，实现输出频率梳的宽度从最宽到单个频率连续可调：当相位差为0时，输出频率梳的宽度最宽；当相位差为π时，输出为单个频率的光信号。
可选地，长度为L的相位调制器，相位调制深度为对于有限宽度初始布洛赫动量为φ0的频率梳，频率维度的群速度vg为：vg＝-2CΩsin(φ0-φ)，频率梳波包中心移动Δω为：
其中，C为耦合强度，Ω为调制频率，φ0为沿频率维度的初始布洛赫动量，φ为调制初始相位；
除了频率梳波包中心的移动，频率梳波包宽度也会由于衍射而展宽，展宽程度由衍射系数D决定D＝2CΩ2cos(φ0-φ)；
当相位差φ0-φ＝±π/2时，频率中心移动最大为且宽度展宽最小为0，频率梳发生无衍射平移；
当相位差为φ0-φ＝0或π时，频率移动最小为0且宽度展宽最大为2CΩ2；
当|φ0-φ|从0到π/2，或从π/2到π之间连续变化时，频率梳的平移和宽度展宽可以连续可调。
可选地，当级联两个具有不同调制相位φ1,φ2的相位调制器时，频率梳在两相位调制器之间会发生折射，考虑两调制器的调制幅度相等，对应的相对折射率n12(φ0)为：n12(φ0)＝cos(φ0-φ1)/cos(φ0-φ2)；
调节两个相位调制器的初始相位，可以调控频率梳的折射，当两个相位调制器的调制相位反相即φ2＝φ1+π时，相对折射率为n12(φ0)＝-1，频率梳发生负折射，且输出频率梳和输入频率梳相同。
可选地，单频光信号入射时，初始的电场分布为时，两个相位调制器的调制深度均为调制相位分别为φ1，φ2；输出的电场分布为
对应的幅度谱为
其中，a0为频率梳的幅度，Jn为n阶贝塞尔函数，ω0为入射频率，Δφ两个相位调制的调制相位差。
当两个相位调制器同相调制即相位差为0时，输出频率梳幅度谱为得到的频率梳宽度最宽；
当两相位调制器反相调制即相位差为π时，|an|＝a0|Jn(0)|，得到单个频率光信号，且和初始单个频率相同，从而实现单个频率的恢复；
当相位差从0到π连续变化时，输出的频率梳的宽度也连续可调。
第二方面，本发明提供一种光信号的频率调控装置，其特征在于，包括：连续激光器1、第一掺铒光纤放大器2、第一偏振控制器3、第一电光相位调制器4、第二掺铒光纤放大器5、第二偏振控制器6、第二电光相位调制器7、锁模激光器9、可调光学滤波器10、第一射频衰减器11、第一射频放大器12、第二射频放大器13、第二射频衰减器14、第三射频衰减器15、第一射频移相器16、第一50/50功率分配器17、第二射频移相器18、第三射频移相器19、第二50/50功率分配器20以及射频信号源21；
其中，连续激光器1用于产生单个频率的激光；第一掺铒光纤放大器2用于将连续激光器1产生的单个频率的激光进行功率放大；第一偏振控制器3用于调节第一掺铒光纤放大器2输出的功率放大后的单个频率激光的偏振态，使其满足第一相位调制器4所需的工作偏振状态；第一电光相位调制器4用于对第一偏振控制器输出的调节偏振态后的单个频率的激光进行相位调制，从而引起光子模式跃迁，形成频率梳；第二掺铒光纤放大器5用于对第一相位调制器4出射的频率梳进行功率放大；第二偏振控制器6用于调节第二掺铒光纤放大器5输出的功率放大后的频率梳的偏振态；第二电光相位调制器7用于对第二偏振控制器6出射的调节偏振态后的频率梳进行相位调制，从而改变频率梳的形状。
锁模激光器9用于产生频率梳；可调光学滤波器10用于改变锁模激光器9产生的频率梳的包络；第一射频衰减器11用于调节锁模激光器的频率梳信号强度；第一射频放大器12和第二射频衰减器14用于调节施加在第一电光相位调制器4上的驱动电信号的幅值，从而驱动第一电光相位调制器；第二射频放大器13和第三射频衰减器15用于调节施加在第二电光相位调制器7上的驱动电信号的幅值，从而驱动第二电光相位调制器；第一射频移相器16用于调节进入第一相位调制器4的驱动电信号的初始相位，并将调节初始相位后的驱动电信号发送给第一射频放大器12和第二射频衰减器14；第二射频移相器18用于调节进入第二相位调制器7的驱动电信号的初始相位，并将调节初始相位后的驱动电信号发送给第二射频放大器13和第三射频衰减器15；第一50/50功率分配器17用于对所述驱动电信号进行功率分配，保证施加在第一相位调制器4和第二相位调制器7上的驱动电信号强度相等；射频信号源21用于产生正弦射频信号作为所述驱动电信号；第三射频移相器20用于调节两个电光相位调制器相对于锁模激光器的相位差；第二50/50功率分配器19用于对两个电光相位调制器和锁模激光器的电信号功率进行分配。
可选地，该光信号频率调控装置还包括：光谱分析仪8；光谱分析仪8用于探测和记录出射的光谱。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：
(1)在输入为频率梳的情况下，通过改变锁模激光器和两相位调制器的相位差，能实现输入频率梳的平移和带宽展宽的连续精确可调。
(2)在输入为频率梳的情况下，通过选取相位差为±π/2,能获得最大的频率红移和蓝移和最小的频谱展宽；当相位差为0或π能获得最大的频率展宽和为零的频率偏移。
(3)在输入为单个频率的情况下，通过调节两相位调制器的调制相位差，能实现输出频率梳宽度的连续可调。且同相调制时，频率梳的宽度最宽；反相调制时，入射单个频率梳最终聚焦成单个频率，实现频率的完美成像。
附图说明
图1(a),(b)分别为相位调制器对应的离散频率晶格示意图和频域等效规范势引起能带平移的示意图；
图2为本发明实施例提供的频率调控装置示意图；
图3为采用本发明实施例提供的频率调控方法和装置得到的频率梳入射时，不同调制相位下频率梳的演化示意图，其中图3(a),(b),(c)分别表示两个相位调制器相对于锁模激光器的相位差分别为φ0-φ1＝-π/2,φ0-φ2＝-π/2；φ0-φ1＝π/2,φ0-φ2＝π/2；φ0-φ1＝0,φ0-φ2＝0时的光谱演化；图3(d)是φ0-φ1＝-π/2,φ0-φ2＝π/2时的频率梳负折射现象，每个图中三个频率梳从下而上依次是输入、第一个相位调制器输出以及第二个相位调制器输出的频率梳，φ1和φ2分别表示两个相位调制器的相位，φ0表示锁模激光器的相位；
图4(a),(b)分别为单个频率入射时，两个相位调制器调制相位同相和反相时调制得到的光信号；
在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：1为连续激光器，2为第一掺铒光纤放大器，3为第一偏振控制器，4为第一电光相位调制器，5为第二掺铒光纤放大器，6为第二偏振控制器，7为第二电光相位调制器，8为光谱分析仪，9为锁模激光器，10为可调光学滤波器，11为第一射频衰减器，12为第一射频放大器，13为第二射频放大器，14为第二射频衰减器，15为第三射频衰减器，16为第一射频移相器，17为第一50/50功率分配器，18为第二射频移相器，19为第三射频移相器，20为第二50/50功率分配器，21为射频信号源。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
本发明提供一种光信号的调控方法及装置，以实现频率演化的精密调控，具体可实现频率梳平移和展宽的精确调控，控制单个频率入射时产生的频率梳的宽度和实现单个频率的完美恢复。
具体地，电光相位调制器中折射率的动态调制能引起光子频率跃迁，跃迁过程中伴随着光子相位的变化。而该相位的变化值和折射率调制的初始相位相同，且该相位的变化是非互易的，即向高频和低频跃迁对应的相位变化的符号相反。由于光子规范势的特点是能引起光子相位的变化，且相位变化的符号和方向相关，因此相位调制器可产生频率维度的光子规范势。而规范势的作用能引晶格布洛赫动量(相位)的平移，因此通过控制调制相位即规范势，能控制频率晶格的布洛赫动量和相应频率晶格上的群速度，达到控制频率的演化的目的，实现频率梳的偏移和展宽的精密操控。
进一步地，可通过采用两个级联的相位调制器，通过改变两个相位调制器的调制相位差，可以控制单个频率入射时产生的频率梳的宽度，且当相位差为π时能实现频率衍射的反演，实现单个频率的完美恢复，即频率完美成像。
本发明采用了两个电光相位调制器级联的结构，首先考虑频率梳的入射。频率梳是由锁模激光器产生，锁模激光器和两个相位调制都是由同一个射频信号驱动，从而保证了锁模激光器和相位调制器之间的相位关联性。锁模激光器和两相位调制器的相位差，两个相位调制器之间的调制相位差均由射频移相器进行调节。两个相位调制器的相位调制深度通过射频放大器和衰减器调控。当固定两相位调制器为同相调制，改变锁模激光器和两相位调制器的相位差，可以实现频率梳的平移和展宽的连续调节。
当锁模激光器和相位调制器的相位差为π/2时，可实现频率梳最大红移；当相位差是-π/2可实现最大蓝移；当相位差是0或π时，频率梳包络中心不移动，此时频率梳的宽度展得最宽。当两相位调制器的调制相位不同时，频率梳会在两个相位调制器之间发生折射，折射包括负折射，正折射等。
本发明采用的两个相位调制器级联结构中，当入射频谱为单个频率时，通过调控两个相位调制器的调制相位差，可以调控频率梳的产生：实现输出频率梳的宽度从最宽到单个频率连续可调。当两相位调制器调制深度相同且同相调制时，得到输出频率梳的宽度最宽，当处于反相调制时，输出的频率梳是单个频率，和输入相同，从而实现单个频率的完美成像。
具体地，本发明通过两个相位调制器级联结构调控光信号的原理如下：相位调制器在正弦射频信号驱动下，形成折射率行波调制n(z,t)＝n0+Δncos(Ωt-qz+φ),其中n0,Δn,Ω,q和φ分别相位调制器中铌酸锂波导的背景折射率，折射率调制行波的调制幅度，频率，波矢和初始相位。
如图1(a)所示，折射率调制作用下光子发生模式跃迁形成离散频率晶格，且晶格中每个位置表示频率ω和传播常数β分别为ω＝ω0+nΩ和β＝β0+nq,(n＝0,±1,±2,...)模式，其中n表示波导模式阶数，β0表示中心频率为ω0的模式对应的波矢。
通过求解动态折射率调制下的麦克斯韦方程，可得到模式振幅的耦合波方程：其中an(z)是第n阶波导模式的振幅，C＝Δnk0/2是耦合强度，k0是真空波矢。频率晶格的本征布洛赫波是一个无限宽等振幅的频率梳an(z)＝a0exp(inφ0)exp(ikzz)，其中a0是频率梳的幅度，φ0和kz分别为沿频率维度的初始布洛赫动量和沿z方向的传播常数。结合耦合波方程可得布洛赫模式频率梳的能带结构kz(φ0)＝-2Ccos(φ0-φ)，其中φ0＝kωΩ，kω为频率维度的初始布洛赫动量。
图1(b)表示调制相位分别为0和π/2时的频率梳能带结构，可以看出不同的调制相位能带来不同的能带结构的平移。对于有限宽度初始布洛赫动量为φ0的频率梳，频率维度的群速度为长度为L的相位调制器，相位调制深度为频率移动为除了频率梳波包中心的移动，频率梳波包宽度也会由于衍射而展宽，展宽程度由衍射系数决定当相位差为φ0-φ＝±π/2时，频率中心移动最大为且宽度展宽最小为0，频率梳发生无衍射平移；当相位差为φ0-φ＝0或π时，频率移动最小为0且展宽最大为2CΩ2。当|φ0-φ|从0到π/2(或从π/2到π)之间连续变化时，频率梳的平移和展宽可以连续可调。
当级联两个具有不同调制相位φ1,φ2的相位调制器，频率梳在两相位调制器之间会发生折射，考虑两调制器的调制幅度相等，对应的相对折射率为n12(φ0)＝kz,1(φ0)/kz,2(φ0)＝cos(φ0-φ1)/cos(φ0-φ2)。调节两个相位调制器的初始相位，可以调控频率梳的折射，实现负折射，正折射的任意切换。特别地，当两个相位调制器的调制相位反相即φ2＝φ1+π时，相对折射率为n12(φ0)＝-1，频率梳发生负折射，且输出频率梳和输入频率梳相同。
单频光信号入射时，初始的电场分布为时，两个相位调制器的调制深度均为调制相位分别为φ1，φ2。输出的电场分布为对应的幅度谱为当两个相位调制器同相调制时输出频率梳幅度谱为得到的频率梳宽度最宽；当两相位调制器反相调制时，|an|＝a0|Jn(0)|，得到单个频率，且和初始单个频率相同，从而实现单个频率的恢复。当相位差从0到π连续变化时，输出的频率梳的宽度也连续可调。
本发明提供的频率调控装置如图2所示，具体包括：单个频率入射模块，第一偏振控制器3，第一电光相位调制器4，第二掺铒光纤放大器5，第二偏振控制器6，第二电光相位调制器7，光谱分析仪8，频率梳入射模块，第一射频放大器12，第二射频放大器13，第二射频衰减器14，第三射频衰减器15，第一射频移相器16，第一50/50功率分配器17，第二射频移相器18，第三射频移相器19，第二50/50功率分配器20和射频信号源21。
其中，单个频率入射模块包括：连续激光器1，第一掺铒光纤放大器2，连续激光器1用于产生单个频率的激光输出，第一掺铒光纤放大器2用于将连续激光器1产生的单个频率的激光进行放大。
第一偏振控制器3用于调节入射单个频率激光的偏振态，满足第一相位调制器4所需的工作偏振状态，具体操作为：将输出光谱接到光谱分析仪8中，通过调节第一偏振控制3中的可旋转波片，当光谱仪中的光功率最大时，则表示偏振态与相位调制器4的所需工作偏振态相同。
第一电光相位调制器4用于对入射单个频率的激光进行相位调制，从而引起光子模式跃迁，形成频率梳。第二掺铒光纤放大器5用于第一相位调制器4出射的频率梳进行放大。第二偏振控制器6用于调节入射到第二电光相位调制器7中的光的偏振态，调节方法如第一偏振控制器3。第二电光相位调制器7用于对第一相位调制器3出射的频率梳进行相位调制，从而改变频率梳的形状。
光谱分析仪8用于探测和记录出射的光谱。其中，频率梳入射模块包括：锁模激光器9，可调光学滤波器10和第一射频衰减器11，锁模激光器9用于产生频率梳；可调光学滤波器10用于改变锁模激光器9产生的频率梳的包络，第一射频衰减器11用于调节锁模激光器的频率梳信号强度。第一射频放大器12用于放大施加在第一电光相位调制4上的射频信号强度，从而驱动相位调制器。
第二射频放大器13用于放大施加在第二电光相位调制7上的射频信号强度，射频放大器和衰减器用于调节进入相位调制器中的射频信号的幅度，用于调控相位调制深度。第二射频衰减器14用于调节施加在第一电光相位调制器4上的射频信号强度。第三射频衰减器15用于调节施加在第二电光相位调制器7上的射频信号强度。第一射频移相器16用于改变进入第一相位调制器4的射频信号的初始相位。
第一50/50功率分配器17用于射频信号功率分配，保证施加在两个相位调制4和7上的射频信号强度相等。第二射频移相器18用于改变进入第二相位调制器7的射频信号的初始相位；射频信号源21用于产生频率为10GHz的正弦射频信号。第三射频移相器20用于调节两个电光相位调制器相对于锁模激光器的相位差；第二50/50功率分配器19用于对两个电光相位调制器和锁模激光器的电信号功率进行分配。
本发明提供的频率调控装置的优点有：能精确控制频率梳的平移和展宽，根据原理部分的阐述，频率梳的频率移动和展宽由施加在相位调制器上的射频信号的强度，相位调制器和锁模激光器的调制相位差决定，而实验装置中的射频移相器可以用于控制相位调制器的调制信号相位，射频放大器和衰减器能控制相位调制器的调制信号强度，因此能实现频率偏移和展宽的精确调控。能实现频率梳折射的任意调控，由原理部分可知，频率梳折射的相对折射率由两个相位调制器的相对相位差决定，而实验装置中可以用射频移相器分别改变两相位调制器的调制相位差，从而实现频率梳折射的任意调控。能实现单个频率输入下产生频率梳。
在本发明实施例中，频率调控方法的具体实现步骤如下：
第一步：产生频率梳输入。开启射频信号源21，锁模激光器9，可调滤波器10，掺铒光纤放大器5和光谱分析仪8；关闭连续激光器1，掺铒光纤放大器2，关闭射频放大器12和13。调节可调谐滤波器10和偏振控制器3和6，在光谱仪8上得到一个具有高斯包络且功率最大的频率梳，即为输入的频率梳，记录输入的频率梳。
第二步：调节两相位调制器至同相调制，实现频率梳向左偏移最大，即最大红移。开启射频放大器12，让相位调制器4开始工作，再将射频衰减器调至衰减最小0dB，调节射频移相器16，让输出的频率梳相对于输入频率梳左右偏移,当频率梳向左偏移最大时固定射频移相器16，记录此时输出频率梳。再开启射频放大器13，让相位调制器7开始工作，将射频衰减器调至衰减最小0dB，调节射频移相器18，让输出的频率梳进一步向左偏移，当频率梳向左偏移最大且不再向左偏移时，记录此时的频率梳输出。
第三步：调节两相位调制器至同相调制，实现频率梳向右偏移最大，即最大蓝移。先开启射频放大器12，让相位调制器4开始工作，再将射频衰减器调至衰减最小0dB，调节射频移相器16，当频率梳整体向右偏移最大时固定射频移相器16，记录此时输出的频率梳。再开启射频放大器13，让相位调制器7开始工作，再将射频衰减器调至衰减最小0dB，调节射频移相器18，让输出的频率梳进一步向右偏移，当频率梳向右偏移最大，记录此时的频率梳输出。
第四步：调节两相位调制器至同相调制，实现频率梳的最大展宽。开启射频放大器12，让相位调制器4开始工作，再将射频衰减器调至衰减最小0dB,调节射频移相器16，当频率梳包络中心不偏移且宽度最宽时固定射频移相器16，记录此时输出的频率梳。再开启射频放大器13，让相位调制器7开始工作，将射频衰减器调至衰减最小0dB，调节射频移相器18，当输出的频率梳包络中心不偏移且宽度进一步展宽时，记录此时的频率梳输出。
第五步：实现频率梳的负折射。开启射频放大器12，让相位调制器4开始工作，再将射频衰减器调至衰减最小0dB，调节射频移相器16，当频率梳整体向左偏移最大时固定射频移相器16，记录此时输出的频率梳。再开启射频放大器13，让相位调制器7开始工作，再将射频衰减器调至衰减最小0dB，调节射频移相器18，让输出的频率梳向右偏移至和初始输入的频率梳基本重合，记录此时输出的频率梳。
第六步：单个频率入射且两个相位调制同相调制时得到最宽频率梳和单个频率，即实现频率完美成像。关闭锁模激光器9和可调滤波器10，开启连续激光器1和掺铒光纤放大器2。开启射频放大器12，让相位调制器4开始工作，再将射频衰减器调至衰减最小0dB，记录输出的光谱。再开启射频放大器13，让相位调制器7开始工作，将射频衰减器调至衰减最小0dB,调节射频移相器18，输出的频率梳宽度会发生变化，当宽度最宽时，记录此时输出的频率梳。继续调节射频移相器18，输出的频率梳变成单个频率时，记录单个频率，即得到频率完美成像。
图3(a)到3(d)分别为第二，三，四，五步中的输出光谱。每个图中三个光谱从下而上依次为输入频率梳光谱，仅有相位调制器4工作的输出光谱和两个相位调制器4，7均工作的输出光谱，采用两个相位调制器级联的结构，能实现更大的频率梳偏移，展宽和实现频率梳的负折射。
图4(a)和4(b)分别为第六步中输出最宽和单个频率的输出光谱。每个图中三个光谱从下而上依次为输入单个频率，仅有相位调制器4工作和两个相位调制器4，7均工作的输出光谱，采用两个相位调制器的级联结构，能实现对产生频率梳的宽度的连续可调。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种光信号的频率调控方法，其特征在于，包括：
向两个相位调制器组成的级联结构入射光信号，通过控制两个相位调制器驱动电信号的相位，调控所述光信号的频率演化：
当入射光信号为频率梳时，若两个相位调制器的电信号同相调制且改变调制相位时，则输出频率梳的频率移动和展宽连续可调：当所述电信号的幅度固定且其相位为π/2时，能获得最大的红移和最小的频谱展宽；当所述电信号的幅度固定且其相位为-π/2时，能获得最大的蓝移和最小的频谱展宽；当所述电信号的相位为0或π时，能获得最大的频率展宽和为零的频率移动；
当入射光信号为频率梳时，若两个相位调制器的电信号相位不等，则能实现频率梳的折射，当两个相位调制器的电信号反相时，能实现频率梳的负折射；
当入射光信号为单频光信号时，通过改变两个相位调制器电信号的相位差，可调控频率梳的产生，实现输出频率梳的宽度从最宽到单个频率连续可调：当相位差为0时，输出频率梳的宽度最宽；当相位差为π时，输出为单个频率的光信号。
2.根据权利要求1所述的光信号的频率调控方法，其特征在于，长度为L的相位调制器，相位调制深度为对于有限宽度初始布洛赫动量为φ0的频率梳，频率维度的群速度vg为：vg＝-2CΩsin(φ0-φ)，频率梳波包中心移动Δω为：
其中，C为耦合强度，Ω为调制频率，φ0为沿频率维度的初始布洛赫动量，φ为调制初始相位；
除了频率梳波包中心的移动，频率梳波包宽度也会由于衍射而展宽，展宽程度由衍射系数D决定D＝2CΩ2cos(φ0-φ)；
当相位差φ0-φ＝±π/2时，频率中心移动最大为且宽度展宽最小为0，频率梳发生无衍射平移；
当相位差为φ0-φ＝0或π时，频率移动最小为0且宽度展宽最大为2CΩ2；
当|φ0-φ|从0到π/2，或从π/2到π之间连续变化时，频率梳的平移和宽度展宽可以连续可调。
3.根据权利要求2所述的光信号的频率调控方法，其特征在于，当级联两个具有不同调制相位φ1,φ2的相位调制器时，频率梳在两相位调制器之间会发生折射，考虑两调制器的调制幅度相等，对应的相对折射率n12(φ0)为：n12(φ0)＝cos(φ0-φ1)/cos(φ0-φ2)；
调节两个相位调制器的初始相位，可以调控频率梳的折射，当两个相位调制器的调制相位反相即φ2＝φ1+π时，相对折射率为n12(φ0)＝-1，频率梳发生负折射，且输出频率梳和输入频率梳相同。
4.根据权利要求2所述的光信号的频率调控方法，其特征在于，单频光信号入射时，初始的电场分布为时，两个相位调制器的调制深度均为调制相位分别为φ1，φ2；输出的电场分布为对应的幅度谱为
其中，a0为频率梳的幅度，Jn为n阶贝塞尔函数，ω0为入射频率，Δφ两个相位调制的调制相位差；
当两个相位调制器同相调制即相位差为0时，输出频率梳幅度谱为得到的频率梳宽度最宽；
当两相位调制器反相调制即相位差为π时，|an|＝a0|Jn(0)|，得到单个频率光信号，且和初始单个频率相同，从而实现单个频率的恢复；
当相位差从0到π连续变化时，输出的频率梳的宽度也连续可调。
5.一种光信号的频率调控装置，其特征在于，包括：连续激光器1、第一掺铒光纤放大器2、第一偏振控制器3、第一电光相位调制器4、第二掺铒光纤放大器5、第二偏振控制器6、第二电光相位调制器7、锁模激光器9、可调光学滤波器10、第一射频衰减器11、第一射频放大器12、第二射频放大器13、第二射频衰减器14、第三射频衰减器15、第一射频移相器16、第一50/50功率分配器17、第二射频移相器18、第三射频移相器19、第二50/50功率分配器20以及射频信号源21；
其中，连续激光器1用于产生单个频率的激光；
第一掺铒光纤放大器2用于将连续激光器1产生的单个频率的激光进行功率放大；
第一偏振控制器3用于调节第一掺铒光纤放大器2输出的功率放大后的单个频率激光的偏振态，使其满足第一相位调制器4所需的工作偏振状态；
第一电光相位调制器4用于对第一偏振控制器输出的调节偏振态后的单个频率的激光进行相位调制，从而引起光子模式跃迁，形成频率梳；
第二掺铒光纤放大器5用于对第一相位调制器4出射的频率梳进行功率放大；
第二偏振控制器6用于调节第二掺铒光纤放大器5输出的功率放大后的频率梳的偏振态；
第二电光相位调制器7用于对第二偏振控制器6出射的调节偏振态后的频率梳进行相位调制，从而改变频率梳的形状；
锁模激光器9用于产生频率梳；
可调光学滤波器10用于改变锁模激光器9产生的频率梳的包络；
第一射频衰减器11用于调节锁模激光器的频率梳信号强度；
第一射频放大器12和第二射频衰减器14用于调节施加在第一电光相位调制器4上的驱动电信号的幅值，从而驱动第一电光相位调制器；
第二射频放大器13和第三射频衰减器15用于调节施加在第二电光相位调制器7上的驱动电信号的幅值，从而驱动第二电光相位调制器；
第一射频移相器16用于调节进入第一相位调制器4的驱动电信号的初始相位，并将调节初始相位后的驱动电信号发送给第一射频放大器12和第二射频衰减器14；
第二射频移相器18用于调节进入第二相位调制器7的驱动电信号的初始相位，并将调节初始相位后的驱动电信号发送给第二射频放大器13和第三射频衰减器15；
第一50/50功率分配器17用于对所述驱动电信号进行功率分配，保证施加在第一相位调制器4和第二相位调制器7上的驱动电信号强度相等；
射频信号源21用于产生正弦射频信号作为所述驱动电信号；
第三射频移相器20用于调节两个电光相位调制器相对于锁模激光器的相位差；
第二50/50功率分配器19用于对两个电光相位调制器和锁模激光器的电信号功率进行分配。
6.根据权利要求5所述的光信号频率调控装置，其特征在于，还包括：光谱分析仪8；
所述光谱分析仪8用于探测和记录出射的光谱。
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