CN110168822A - 具有载波包络偏移频率检测的光学频率梳发生器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了用于利用锁模激光器中的自生成光学谐波进行光学频率梳生成的系统和方法,用于检测载波包络偏移频率。锁模激光器输出光学频率梳和谐波输出。谐波输出提供光外差,从而产生可检测的拍音。载波包络偏移频率检测器检测拍音并产生光学频率梳信号。该信号可用于稳定光学频率梳输出。
Description
技术领域
本公开涉及一种具有载波包络偏移频率检测的新型光学频率梳发生器。更具体地,实施例可以同时提供锁模激光制式下的光学频率梳产生,并使用具有高非线性特性的多晶激光材料提供光学谐波。消除了非线性频率转换晶体,从而简化了载波包络偏移频率检测。
背景技术
最近出现的光学频率梳已经彻底改变了光谱学、计量学、计时学领域,【参见例如T.W.的“Nobel lecture:Passion for precision”,Rev.Mod.Phys.78,1297(2006)以及J.L.Hall的“Nobel lecture:Defining and measuring opticalfrequencies”,Rev.Mod.Phys.78,1279(2006)】。目前,绝大多数光学频率梳都是基于锁模飞秒激光器的。锁模飞秒激光器(以下称为“fs振荡器”)输出由周期性的短光脉冲串组成。出于本公开的目的,基础fs振荡器输出频率可以被称为f,倍频输出可以被称为2f,三倍频输出可以被称为3f等。
如图1A所示,由锁模飞秒激光器发射的光脉冲串:载波光波(实线)由脉冲重复频率frep的周期性脉冲包络(虚线)调制。在该示例中还示出了的脉冲间载波包络相位迁移(phase slip)。参考图1B,等效频域表示(图1A的信号的傅立叶变换)示出了具有共同的梳偏移的等间隔光谱分量的梳。fs振荡器的经时间平均的频域输出由简单公式fn=n×frep+fCEO描述,其中n是积分模式指数。
如果测量和控制参数frep和fCEO,则fs振荡器的光输出被分类为频率梳。测量和控制frep的技术现已得到很好的发展。另一方面,仅在1999年才提出了测量和控制fs振荡器的fCEO的可靠方法。通常,这些技术被称为非线性干涉法,因为它们基于基频梳(f)与其二阶谐波(2f)的外差(f-2f干涉法)或基于基频梳(f)与不同频率生成的外差(0-f干涉法),或基于两个相邻光学谐波(例如,2f-3f干涉法)的外差。
测量fCEO的关键先决条件是:(i)两个梳的光谱重叠,(ii)两个梳的空间重叠,以及(iii)两个梳的时间重叠。非线性干涉仪的通用方案满足了针对fCEO检测的这些先决条件。先决条件(i)通过使用具有较宽光谱基频梳的fs振荡器或通过使用用于基频梳的光谱展宽(SB)的附加器件(例如,专门设计的光纤)来实现。
图2示出了f-2f干涉法中的光谱重叠。上方曲线示出了基频梳,包括光谱分量fn=fCEO+nfrep及其倍频程f2n=fCEO+2nfrep。下方曲线示出了倍频梳,包括光谱分量2fn=2fCEO+2nfrep。可测量的fCEO被示出为倍频程频率和满足光谱重叠的先决条件(i)的倍频率之间的增量。对于非线性干涉法的其他情况可以进行类似的考虑。
图3示出了非线性干涉仪,其中fs振荡器产生可以使用SB来加宽的基频梳。然后,用分束器BS将基频梳划分为两部分,并通过非线性干涉仪的两个支路进行发送。每个支路可以包含用于将基频梳f非线性转换为其n阶光学谐波的器件,一个支路中为nf且另一支路中为相邻谐波(n-1)f。在f-2f干涉法的最简单的情况下,一个针对二阶谐波的非线性转换器是足够的。然后,使用第二分束器BS重新组合干涉仪的两个支路,并且满足空间重叠的先决条件(ii)。通过使用光学延迟OD按要求将相对光程差调节为零来满足时间重叠的先决条件(iii)。
在满足三个先决条件的情况下,两个梳被叠加,并且两个叠加的梳引起幅度调制,该幅度调制可用适当的光电探测器PD检测为拍音【参见H.R.Telle、G.Steinmeyer、A.E.Dunlop、J.Stenger、D.H.Sutter和U.Keller“Carrier-envelope offset phasecontrol:A novel concept for absolute optical frequency measurement andultrashort pulse generation”,Appl.Phys.B 69,327(1999)】。可以采用可选的光谱滤波器F来改善拍音的质量。
通过非线性干涉法进行fCEO检测的技术现已得到很好地确认【参见B.Borchers的“Pushing Frontiers in Carrier-Envelope Phase Stabilization of UltrashortLaser Pulses”,Ph.D thesis Humboldt-zu Berlin(2014)URL http://edoc.hu-berlin.de/dissertationen/borchers-bastian-2014-10-17/PDF/borchers.pdf;和S.A.Diddams的“The evolving optical frequency comb[Invited],J.Opt.Soc.Am.B,27(11),B51(2010)】。fCEO检测的干涉设置通常或多或少地共享共同的缺点:对外部噪声敏感(干涉仪必须被免于空气条纹、声学噪声、机械振动、热漂移等)、对光学对准敏感(干涉仪可能需要维护)、光功耗(干涉仪消耗fs振荡器的宝贵输出的很大一部分)、干涉设置的高复杂性、高成本和庞大性。
改进多支路干涉仪的尝试包括:使用非线性晶体进行内联频率转换从而产生同轴谐波分量、差频产生和内联差频产生,所有这些都是在非线性晶体的情况下。所有这些配置(包括多支路和内联配置)使用至少一个腔外非线性转换光学元件,并且在需要时,在频率转换之前对基频梳进行光谱展宽。
因此,光学频率梳的许多重要变体仍然局限于实验室中,因此在现实生活中的应用受到限制。
发明内容
本发明提供了一种具有锁模激光器和载波包络偏移频率检测器的光学频率梳产生。锁模激光器在基频谱内振荡,并同时产生光学频率梳输出和外差输出,外差输出包括来自辅助光学频率梳的光谱分量。辅助梳包括基础光学频率梳的谐波。载波包络偏移频率检测器检测光学外差并产生与载波包络偏移频率对应的信号。
在至少一个实施例中,载波包络偏移频率检测器检测与载波包络偏移频率相对应的拍音频率,并提供用于稳定光学频率梳输出的信号。辅助光学频率梳的光谱重叠可以设置有光谱展宽元件,并且光谱滤波可以设置有滤波元件。
在至少一个实施例中,锁模激光器利用泵浦源和飞秒(fs)振荡器,并且激光介质是非线性激光介质,该非线性激光介质产生光学频率梳输出并同时自生成至少一个光学谐波。fs振荡器可以是中红外克尔透镜锁模fs振荡器,其利用TM:II-VI型激光材料,该TM:II-VI型激光材料具有较高的二阶和三阶非线性和多晶结构。TM:II-VI型激光材料可以通过随机准相位匹配过程提供三波混频。fs振荡器可以包括谐振腔,该谐振腔适于增大在一个或多个光学谐波处的输出。
本发明还提供一种锁模激光器中的光学频率梳方法,该锁模激光器具有光学频率梳输出和外差输出,该方法包括:利用锁模激光器同时产生光学频率梳输出和外差输出;检测外差输出中的辅助光学频率梳的光谱分量之间的拍音;以及基于检测到的拍音,产生与载波包络偏移频率对应的信号。
本发明还提供了一种在具有自生谐波输出的基于克尔透镜锁模中红外多晶Cr:ZnS振荡器的激光系统中检测载波包络偏移频率的方法,该方法包括:直接在Cr:ZnS材料中同时产生基础光学频率梳输出和一个或多个光学谐波,在这些输出中的任何一个的情况下,基波输出或任何光学谐波输出被认为是光谱分量;检测辅助光学频率梳中的第一光谱分量与第二光谱分量之间的外差拍音;以及基于检测到的拍音,产生与载波包络偏移频率对应的信号。用于选择两个输出中的任何一个的基本原理可以包括信号的强度和针对任何这种输出的传感器的可用性。因此,通常可以选择基波输出和谐波输出,由于信号强度,二次谐波是优选的,但是本领域技术人员还可以选择任何两个不同的谐波输出,但是二次谐波和三次谐波因为它们的信号强度而是优选的。
附图说明
在以下附图的帮助下,将更清楚本公开的上述和其他方面、特征和优点,附图中:
图1A提供了锁模脉冲串序列。
图1B提供了锁模脉冲串光谱。
图2提供了倍频程和倍频光谱的光谱重叠。
图3提供了非线性干涉仪的示意图。
图4A提供了输出脉冲的自相关。
图4B提供了输出脉冲的测量光谱。
图4C提供了图像激光材料颗粒。
图4D提供了激光输出的图像。
图4E提供了所测量的激光束轮廓。
图5提供了fCEO检测的示意图。
图6A提供了内联光谱展宽的示意图。
图6B提供了内联光谱展宽的示意图。
图7提供了分裂路径光谱展宽的示意图。
图8提供了光学频率梳发生器的示意图。
具体实施方式
现在详细参考本发明的实施例。在有可能的情况下,附图和说明书中使用相同或相似的附图标记或字母来表示相同或相似的部件或步骤。附图为简化形式,且不是按精确比例绘制的。仅为了方便和清楚的目的,可以相对于附图使用方向性(上/下等)或运动(前进/后退等)术语。术语“耦合”和类似术语不一定表示直接和立即连接,而是还包括通过中间元件或设备的连接。
基于过渡金属掺杂的II-VI半导体(TM:II-VI)的fs振荡器允许直接在重要的中红外光谱范围内获得fs光脉冲【S.Mirov、V.Fedorov、D.Martyshkin、I.Moskalev、M.Mirov、S.Vasilyev的“Progress in mid-IR lasers based on Cr and Fe doped II-VIchalcogenides”,IEEE J.Sel.Topics Quantum Electron,21(1),1601719(2015),“MIROV”;以及I.T.Sorokina和E.Sorokin的“Femtosecond Cr2+-based lasers”,IEEEJ.Sel.Topics Quantum Electron,21(1),1601519(2015)】,因此避免了对用于标准近红外fs振荡器的频率下转换的复杂和庞大设置的需要。此外,多晶Cr2+:ZnS和Cr2+:ZnSe克尔透镜锁模激光技术的最近进展已经引起了中红外fs振荡器在平均功率(2W)(MIROV)、脉冲能量(24 nJ)【S.Vasilyev、M.Mirov和V.Gapontsev的“Mid-IR Kerr-lens mode-lockedpolycrystalline Cr2+:ZnS laser with 0.5 MW peak power”,in Advanced SolidState Lasers,OSA Technical Digest(在线)(美国光学学会,2015年)论文AW4A.3】和脉冲持续时间(≤29fs)【S.Vasilyev、I.Moskalev、M.Mirov、S.Mirov和VGapontsev的“Threeoptical cycle mid-IR Kerr-lens mode-locked polycrystalline Cr2+:ZnS laser”提交于Opt.Lett.(2015)】方面的输出参数的显著改善。
基于中红外fs振荡器的光学频率梳的进展对于与所谓的分子指纹领域中的光谱学和感测有关的许多应用是非常重要的。中红外频率梳在与高场物理学和非线性光学相关的以下应用中也很重要:微科学(atto-science)、高阶谐波产生、粒子加速等。
对基于TM:II-VI材料的fs振荡器的脉冲重复频率frep的检测和控制是相当明确的【参见例如MIROV】。对TM:II-VI fs振荡器的载波包络偏移频率fCEO的检测可以通过非线性干涉法实现,如上所述,然后所检测的fCEO可以用于稳定光学频率梳(例如使用锁相环)。然而,为了广泛使用,需要提供稳定性好、经济性好和小尺寸的简化和改进的中红外频率梳,特别是当更环境敏感和更复杂的干涉仪系统被限制在安静的实验室环境时。
在简单且稳定的fCEO检测的情况下,本发明的方面提供了对基于锁模激光器的光学频率梳(例如,TM:II-VI fs振荡器)的载波包络偏移频率fCEO的检测。该fCEO检测避免了使用非线性干涉仪和伴随的腔外非线性频率转换,因此大大提高了中红外频率梳的鲁棒性。
多晶TM:II-VI激光介质的参数【详情参见S.Vasilyev、I.Moskalev、M.Mirov、V.Smolski、S.Mirov、V.Gapontsev、“Mid-IR Kerr-lens mode-locked polycrystallineCr:ZnS and Cr:ZnSe lasers with intracavity frequency conversion via randomquasi-phase-matching”Proc.SPIE9731,97310B(2016),“VASILYEV”】(即,卓越的超快激光能力、高的二阶非线性和三阶非线性以及多晶结构)的组合支持通过随机准相位匹配(RQPM)过程而实现fs光脉冲的三波混频。因此,基于多晶TM:II-VI的fs振荡器的重要显著特征是光学谐波的产生,这通过RQPM过程而直接在激光增益介质中发生。因此,与使用腔外非线性光学元件产生来产生用于fCEO检测的光学谐波相比,使用RQPM,激光器可以在激光器谐振腔内自生成频率光学谐波,而无需添加任何额外的非线性光学元件。
现在参考图4A至图4E,示出了在frep=84MHz重复率下的操作的克尔透镜锁模多晶Cr:ZnS振荡器的各种参数。图4A示出了自相关,图4B示出了典型的脉冲谱,图4C示出了多晶增益元件的微结构,图4D示出了锁模激光器的增益元件的照片,以及图4E示出了输出光束轮廓。图4B的光谱以对数标度表示,包括归因于以下项目的光谱:f(具有0.5W功率的基础中红外波段)、2f(具有0.1W功率的二次谐波)、3f(三次谐波)、4f(四次谐波)、sfg(在fs中红外脉冲与cw泵浦辐射之间的和频产生)和残余泵浦。在frep≈100MHz重复率下,所获得的二次谐波功率为约0.1~0.3W,以及在高的frep≈1GHz重复率下,所获得的二次谐波功率为约1~10mW。三次谐波和四次谐波的光功率对于由现成的光电二极管进行检测来说足够高【(MIROV),S.Vasilyev、I.Moskalev、M.Mirov、S.Mirov和VGapontsev的“Three opticalcycle mid-IR Kerr-lens mode-locked polycrystalline Cr2+:ZnS laser”,光学快报40(21),5054-5057(2015)】。在该示例激光器中,四次谐波发射足够强以致在图4D所示的可见光谱中清晰可见【详见(VASILYEV)】。
图5示出了在基于多晶TM:II-VI激光增益材料的锁模激光器中fCEO检测的方面。在至少一个实施例中,第一辅助光学频率梳和第二辅助光学频率梳是二阶光学谐波2f和三阶光学谐波3f,二阶光学谐波2f和三阶光学谐波3f直接在增益介质中产生、被耦合出fs振荡器作为振荡器输出的一部分、然后通过二向色镜DM而与基频梳f分离。存在离开DM的两个输出光路,光学频率梳输出(例如基频梳f)和谐波输出(例如f2和f3)。当在谐波输出中存在2f和3f的部分光谱重叠时,相应的光谱分量2f2n和3fn包括光外差输出中的第一波长A和第二波长B。光外差产生拍音,并且拍音频率等于载波包络偏移频率。然后,由载波包络偏移频率检测器检测该拍音,并且响应于拍音,载波包络偏移频率检测器产生对应于fCEO的信号。以这种方式,在不使用腔外非线性元件、频率转换晶体或传统的非线性干涉法的情况下,检测到fCEO。可选地,透镜、反射镜等的组合可以用于激光束对光电检测器PD的准直、转向和聚焦。
虽然光外差要求至少2个激光波长(例如,光谱分量2f2n和3fn)以产生拍音,但应理解本发明不限于2个波长。由于所有重叠的光谱分量产生相同的拍音,因此外差输出可以包括来自2f和3f的重叠的许多光谱分量。虽然在该示例中使用了二阶光学谐波和三阶光学谐波,但是适合于产生拍音的自生波长(包括基波波长)的任何组合都被认为是在本发明的范围内。
根据所使用的光学谐波来选择光学组件。例如,如果基频梳与二阶光学谐波一起使用以产生光外差,则可以消除DM或用部分反射的反射镜代替DM。同样,fs振荡器的不同配置可以与多个输出耦合器一起使用,例如以从fs振荡器直接产生基频梳输出和一个或多个谐波输出。
在克尔透镜锁模多晶Cr:ZnS振荡器中,预期的是多晶增益元件的微结构(即平均晶粒尺寸)的控制会选择性地增强特定的光学谐波(例如,2f)。
fs振荡器的没计可以增强外差拍频(beating)并改善fCEO检测。可以在具有足够宽的光谱的振荡器中提供谐波分量之间的光谱重叠。具有比2f宽的光谱的更高频率光学谐波(例如3f、4f)可以用作辅助光学频率梳以提供光谱重叠。
然而,多晶Cr2+:ZnS/ZnSe/CdSe中的光谱展宽可能不足以产生足够宽的连续谱(continua)以使选定的谐波光谱重叠。在使用附加的光谱展宽器件SB(非线性光纤、非线性波导、体材料等)的情况下,光谱展宽可用于提供或增加光谱重叠并满足光谱重叠要求。SB安装在fs振荡器和PD之间,并提供光谱叠加的光学频率梳。
SB器件可以是一段具有合适的非线性光学特性的光子晶体(PC)光纤。根据要展宽的谐波频谱(或光谱)来选择具有传输带宽的PC材料,该PC材料优选地具有与光谱中心对应的零色散波长。PC光纤材料包括熔融石英、ZBLAN、氮化硅和硫族化物。US9362707描述了用于产生超连续谱的ZBLAN PC光纤,并且为了与Ti:蓝宝石激光器一起使用,可从NewportCorporation of Irvine CA购得超连续谱型号SCG-800。非线性波导可以是短直波导(例如,由A.Johnson在2016年6月15日的光学快报41卷第12号中描述的10mm长的氮化硅波导)。
期望当前现有的PC设计和非线性波导的参数可以用诸如COMSOL的多物理学(multiphysics)软件来建模,并且可预测地适合于与锁模激光源的一个或多个频谱一起使用。
例如,如图6A所示,腔外光谱展宽可以展宽辅助频率梳以提供足够的光谱重叠,或者如图6B所示,选择性地扩展一个辅助频率梳以提供足够的光谱重叠。
虽然希望使用具有光谱展宽的单个光路,但是第一辅助频率梳和第二辅助频率梳可以隔离在分离的光路中(如图7所示),光谱扩展并重新组合以用于拍音检测。例如,特定光谱展宽器件的限制(例如可用光谱带宽或SB色散限制)可以需要单个辅助频率梳展宽。在这种情况下,如果要扩展两个谐波,则可以使用2个SB器件实现,每个谐波一个SB器件。具有简化SB的分裂光路的复杂性可以优于具有更高SB需求的单个路径。
由于以增加的输出功率选择性产生优选谐波,可以增强光谱展宽和光外差性能。例如,fs振荡器腔镜可以设计成光谱选择的,以增强谐波的产生。同样,可以抑制不用的谐波或其他不感兴趣的波长。
因此,在一个或多个光学谐波处具有足够宽的光学光谱以提供重叠光谱区域的锁模激光器满足上述对于fCEO检测的必要条件,即,光谱重叠、空间重叠和时间重叠。
应当理解,锁模激光器有利于多个谐波输出光谱,并且除了光外差输出之外,一个或多个光学谐波的至少一部分可以以单个或多个输出光束耦合出腔。
激光增益介质的色散导致光学谐波的显著时间展宽以及它们(至少部分的)时间重叠。因此,可选地,光学频率梳发生器可以配备有色散控制组件DC(色散镜的组合、棱镜或光栅的组合、色散补偿光纤、色散补偿波导等)。在至少一个实施例中,DC安装在SB之前,并且在其输入端接受2f光学频率梳和3f光学频率梳并提供时间叠加的2f光学频率梳和3f光学频率梳。
可选地,光谱滤波器F可以用于抑制某些光谱分量,从而改善光电检测器处的拍音的质量。例如,可以过滤不想要的谐波、其余基波(fundamental)、其余泵浦光或其他光能以增强对外差输出的检测。
直接在中红外fs振荡器的多晶TM:II-VI增益介质中产生可检测的光学谐波提供了一种简化的替代方案,该替代方案避免使用繁琐的非线性干涉仪来检测载波包络偏移频率fCEO。参照图8,根据本发明的至少一个实施例,非常简单且鲁棒的光学频率梳发生器使用锁模激光器、基于自生成外差的fCEO检测信号和fCEO检测器,以产生稳定的光学频率梳输出。
fCEO检测器可以利用足够灵敏和快速的光电检测器PD(雪崩光电二极管、光电倍增管等)来检测fCEO作为2f光谱分量和3f光谱分量或其他光学谐波光谱分量(该其他光学谐波光谱分量直接在fs振荡器的增益介质内部根据基频梳f产生的)之间的拍音。例如,可以使用fCEO检测器信号来稳定fCEO,例如与锁相环和激光频率控制器件所熟知的那样。稳定的fCEO可以设置为一个值。优选地,泵浦激光功率用于控制激光频率。诸如声光调制和电光调制的衰减器技术可以改变泵浦激光器功率控制激光器频率并稳定fCEO。其他已知的fCEO稳定技术包括例如通过倾斜光栅或其他光学组件来使fs振荡器失谐。
本领域技术人员将认识到或能够使用不超过常规实验来确定本文所述的本发明的具体实施例的许多等同形式。所公开的原理图可以用于任何系统,但是目前公开的结构的动力在于光学频率梳发生器。因此,应当理解的是前述实施例仅以示例的方式呈现,并且在所附权利要求及其等同形式的范围内,本发明可以以不同于具体描述的方式实施。本公开涉及本文所述的每一个单独的特征、系统、材料和/或方法。此外,如果这些特征、系统、材料和/或方法不相互矛盾,则两个或更多个这样的特征、系统、材料和/或方法的任何组合都被包括在本发明的范围内。
Claims (15)
1.一种光学频率梳发生器系统,包括:
锁模激光器,所述锁模激光器在基本光学频率梳光谱内振荡并同时产生光学频率梳输出和外差输出,所述外差输出包括来自第一辅助光学频率梳的第一光谱分量和来自第二辅助光学频率梳的第二光谱分量,所述第一辅助光学频率梳和所述第二辅助光学频率梳中的至少一个包括基础光学频率梳的光学谐波,所述光学频率梳输出的特征在于载波包络偏移频率,其中,所述锁模激光器包括激光泵浦源和飞秒fs振荡器;以及
载波包络偏移频率检测器,被配置为接收和检测所述第一光谱分量和所述第二光谱分量,其中,所述载波包络偏移频率检测器还被配置为产生与所述载波包络偏移频率对应的信号。
2.根据上述权利要求之一所述的系统,所述fs振荡器被配置有非线性激光介质,其中,所述锁模激光器产生所述光学频率梳输出,并在所述非线性激光介质中自生成至少一个光学谐波。
3.根据上述权利要求之一所述的系统,其中,所述锁模激光器操作使得所述激光输出还包括光外差,所述光外差具有与所述载波包络偏移频率相对应的拍音频率,其中,所述载波包络偏移频率检测器检测所述载波包络偏移频率。
4.根据上述权利要求之一所述的系统,其中,所述第一辅助光学频率梳和所述第二辅助光学频率梳部分地光谱重叠。
5.根据上述权利要求之一所述的系统,其中,所述第一辅助光学频率梳和所述第二辅助光学频率梳包括基波光学频率梳和任何其他谐波光学频率梳。
6.根据上述权利要求之一所述的系统,其中,所述第一辅助光学频率梳和所述第二辅助光学频率梳包括任何两个不同的谐波光学频率梳。
7.根据上述权利要求之一所述的系统,还包括:至少一个光谱展宽元件,操作为展宽所述第一辅助光学频率梳和所述第二辅助光学频率梳中的至少一个,使得所述第一辅助光学频率梳和所述第二辅助光学频率梳重叠,其中,所述光谱展宽元件位于所述fs振荡器与所述载波包络偏移频率检测器之间。
8.根据上述权利要求之一所述的系统,所述锁模激光器还包括谐振腔,所述谐振腔适于在一个或多个光学谐波下增大输出。
9.根据上述权利要求之一所述的系统,还包括至少一个光谱滤波器,被配置为修改所述外差输出的光谱成分。
10.根据上述权利要求之一所述的系统,其中,所述载波包络偏移频率检测器被配置为:提供用于控制所述载波包络偏移频率的信号,从而稳定光学频率梳输出。
11.根据权利要求1所述的系统,其中,所述锁模激光器还包括克尔透镜锁模中红外fs振荡器,所述克尔透镜锁模中红外fs振荡器被配置有TM:II-VI型材料,所述TM:II-VI型材料具有较高的二阶非线性和三阶非线性以及多晶结构,其中,所述激光振荡器通过随机准相位匹配过程提供三波混频。
12.一种在具有光学频率梳输出和外差输出的基于锁模激光器的系统中提供光学频率梳的方法,所述光学频率梳输出的特征在于载波包络偏移频率,所述方法包括:
利用锁模激光器同时产生光学频率梳输出和外差输出;
检测所述外差输出中的第一辅助光学频率梳和第二辅助光学频率梳各自的光谱分量之间的拍音;以及
基于检测到的拍音,产生与所述载波包络偏移频率对应的信号。
13.根据权利要求12所述的方法,还包括测量所述载波包络偏移频率。
14.根据权利要求12所述的方法,还包括:
用载波包络偏移频率检测器检测拍音;以及
向载波包络偏移频率控制系统提供载波包络偏移频率信号,以稳定所述载波包络偏移频率。
15.一种在具有自生成谐波输出的基于克尔透镜锁模中红外多晶Cr:ZnS振荡器的激光系统中检测载波包络偏移频率的方法,所述方法包括:
直接在所述Cr:ZnS材料中同时产生光学频率梳输出和一个或多个光学谐波;
检测第一辅助光学频率梳的第一光谱分量和第二辅助光学频率梳的第二光谱分量之间的外差拍音,所述第一辅助光学频率梳和第二辅助光学频率梳包括所述一个或多个光学谐波中的至少一个;以及
基于检测到的拍音,产生与所述载波包络偏移频率对应的信号。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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