CN111987580B - 生成单个耗散克尔孤子脉冲的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种生成单个耗散克尔孤子脉冲的方法及系统，方法包括：基于激光模块发射至微腔的第一光束，通过微腔，生成多个耗散克尔孤子脉冲，并输出对应于多个耗散克尔孤子脉冲的克尔光梳；对克尔光梳进行滤波，获取具有指定间隔的参考光梳，并将参考光梳输入至微腔中；调整激光模块发射至微腔中的第二光束的波长，控制多个耗散克尔孤子脉冲中除与参考光梳高度相干的目标耗散克尔孤子脉冲以外的其它耗散克尔孤子脉冲消失，使微腔输出仅对应于目标耗散克尔孤子，且具有指定间隔的目标克尔光梳。从而能够有效提升单个耗散克尔孤子脉冲的恢复效率。

Description

生成单个耗散克尔孤子脉冲的方法及系统

技术领域

本申请实施例涉及光纤通信领域，尤其涉及一种生成单个耗散克尔孤子脉冲的方法及系统。

背景技术

随着系统容量的需求量不断增加，大容量传输称为关键技术，其中，增加系统容量的最常用的方式之一即为增加单个通道的通信容量，即，通过增加传输信号的波特率和调制阶数，可以使单波长传输容量提高至100G bit/s、200Gbit/s、甚至400G bit/s及更高。

但是，波特率和调制阶数的增加会使传输距离减小，导致单波大容量传输的性能受限。另外一个常用的方式是多通道并行传输。具体的，通过多通道联合处理提升非线性能力，可获取更高的光信噪比(Optical Signal Noise Ratio，OSNR)。多通道联合处理可缩小波长间隔，再通过算法补偿，从而获取高频谱利用率，因此为了实现超过400Gbit/s的超大容量长距传输，多通道并行传输是一个关键技术。

目前，在下一代数据中心互联(Data Center Interconnect，DCI)中，多通道并行传输的实现，需要多个激光器做光源，然后进行信号调制传输，这使得整个系统的成本大大增加，而且系统的复杂度也大大增加。为了解决该问题，单个器件可以同时产生多个通道的光源成为很重要的关键技术之一。

光学微腔(或简称微腔)由于克尔效应，将泵浦光(或者称为激光或光束)输入到微腔中，微腔可同时产生多个通道的光源，因此，微腔成为解决上述问题的有效途径之一。在微腔的工作过程中，为了产生稳定的多通道光源，微腔必须工作在耗散克尔孤子(dissipative kerr soliton，DKS)锁模状态。但是，DKS锁模状态对泵浦激光的功率、频率以及偏振态等外界环境极度敏感。即，在DKS锁模克尔光梳用于真实光纤传输网络环境中(作为多信道载波或本振)时，泵浦激光器，泵浦放大器，以及微腔器件等核心器件不可避免的会受到各种外界扰动的影响，如环境温度变化，机械振动，声波冲击，电磁干扰等，从而可能导致克尔光梳状态遭到干扰甚至破坏。

因此，在受到外界扰动后，如何快速且准确地恢复克尔光梳成为亟需解决的问题。

为解决该问题，已有技术是按照初始的方法(即生成单个克尔孤子脉冲的方案)，手动进行克尔光梳的找回。

如图1所示为已有技术中的系统框图，在图1中，外部连续光经过放大器放大，经过偏振控制器后输入到微腔中，连续光在微腔中产生光梳，其中，在单个耗散克尔孤子脉冲状态下，光梳才可以稳定工作。在实验过程中，已有技术用矢量网络分析仪(Vector NetworkAnalyzer，VNA)监控，通过激光器快速扫描实现单个耗散克尔孤子脉冲的工作状态。当外界环境造成干扰时，单个耗散克尔孤子脉冲的状态丢失，已有技术可通过激光器快速扫描，并通过人为手动精确调整，从而使系统恢复单个耗散克尔孤子脉冲的克尔光梳输出。

综上，当系统受到外界干扰时，微腔产生的单个耗散克尔孤子脉冲的光梳消失。已有技术的解决方案是通过人工调测，以使微腔恢复输出单个耗散克尔孤子脉冲的状态。显然，人工调整的方式存在恢复效率低且耗时的问题。

发明内容

本申请提供一种生成单个耗散克尔孤子脉冲的方法及系统，能够快速、准确的恢复单个耗散克尔孤子脉冲的稳定状态。

为达到上述目的，本申请采用如下技术方案：

第一方面，本申请实施例提供一种生成单个耗散克尔孤子脉冲的方法，方法包括：基于激光模块发射至微腔的第一光束，通过微腔，生成多个耗散克尔孤子脉冲，并输出对应于多个耗散克尔孤子脉冲的克尔光梳；以及，对克尔光梳进行滤波，获取具有指定间隔的参考光梳，以及，将参考光梳输入至微腔中；控制模块调整激光模块发射至微腔中的第二光束的波长，控制多个耗散克尔孤子脉冲中除与参考光梳高度相干的目标耗散克尔孤子脉冲以外的其它耗散克尔孤子脉冲消失，以使微腔输出仅对应于目标耗散克尔孤子，且具有指定间隔的目标克尔光梳。

通过上述方式，实现了快速、准确的恢复单个耗散克尔孤子脉冲的激发状态，并且，输出稳定的对应于单个耗散克尔孤子脉冲的克尔光梳。

在一种可能的方式中，若监测到所述微腔输出的克尔光梳的功率与输出所述目标克尔光梳时的功率不一致，方法还包括：基于所述第一光束，通过所述微腔，重新生成所述多个耗散克尔孤子脉冲，并输出对应于所述多个耗散克尔孤子脉冲的克尔光梳；对所述克尔光梳进行滤波，获取具有指定间隔的参考光梳，将所述参考光梳输入至所述微腔中；调整所述激光模块发射至所述微腔中的第二光束的波长，控制所述多个耗散克尔孤子脉冲中除与所述参考光梳高度相干的目标耗散克尔孤子脉冲以外的其它耗散克尔孤子脉冲消失，使所述微腔输出仅对应于所述目标耗散克尔孤子，且具有所述指定间隔的目标克尔光梳。

通过上述方式，无需人工介入，可以有效提升单个耗散克尔孤子脉冲的恢复效率。

在一种可能的方式中，在所述生成多个耗散克尔孤子脉冲之前，所述方法还包括：调整第二光束的波长，使第一光束的波长进入红失谐区间对应的波长范围内。

通过上述方式，实现了对微腔输出的克尔光梳的功率的实时监测，从而能够及时获知当前系统是否受到干扰，并通过调整第二光束，从而对应调整第一光束的失谐参数，以使第一光束重新进入微腔谐振模式的红失谐区域内。

在一种可能的方式中，其中，在调整第二光束的波长的过程中，通过监测微腔输出的克尔光梳的功率的变化情况，确定第一光束的波长是否进入红失谐区间对应的波长范围内。

通过上述方式，实现了控制模块可根据克尔光梳的功率的变化情况，对应调整第二光束的波长大小，并且可确定对应于当前功率的第一光束的工作状态。

在一种可能的方式中，调整第二光束的波长，使第一光束的波长进入红失谐区间对应的波长范围内的步骤，包括：将第二光束的波长逐渐调大，直至监测到微腔输出的克尔光梳的功率增大至阈值。

通过上述方式，实现了控制模块可通过将第二光束的波长调大，以对应调大第一光束的失谐参数，进而增加耗散克尔孤子脉冲的激发数量。

在一种可能的方式中，调整激光模块发射至微腔中的第二光束的波长的步骤，包括：调整第二光束的波长，直至监测到微腔输出的克尔光梳的功率与输出目标克尔光梳时的功率一致。

通过上述方式，实现了控制模块可通过调整第二光束的波长，从而精确控制第一光束的失谐参数，以使不与参考光梳高度相干并具有指定间隔的耗散克尔孤子脉冲湮灭，从而实现对已产生的多个耗散克尔孤子脉冲的数目的调整，以获取目标耗散克尔孤子脉冲。

在一种可能的方式中，调整第二光束的波长，直至监测到所述微腔输出的克尔光梳的功率与输出所述目标克尔光梳时的功率一致，包括：将第二光梳的波长逐渐调小，直至监测到微腔输出的克尔光梳的功率减小至与输出目标克尔光梳时的功率一致。

通过上述方式，实现了控制模块可通过监测克尔光梳的输出功率的变化情况，并同时调整第二光束的波长的大小，在功率恢复至与单个耗散克尔孤子脉冲状态时一致时，即可确定已恢复单个耗散克尔孤子脉冲的状态，从而实现一种简单、便捷且精确的单个耗散克尔孤子脉冲的恢复方式。

第二方面，本申请实施例提供一种生成单个耗散克尔孤子脉冲的系统，该系统包括激光模块、微腔、滤波器以及控制模块。具体的，微腔可用于基于所述激光模块发射至微腔的第一光束生成多个耗散克尔孤子脉冲，并输出对应于多个耗散克尔孤子脉冲的克尔光梳。以及，滤波器可用于对克尔光梳进行滤波，获取具有指定间隔的参考光梳，以及，滤波器将参考光梳输入至微腔中。控制模块可用于调整激光模块发射至微腔中的第二光束的波长，控制多个耗散克尔孤子脉冲中除与参考光梳高度相干的目标耗散克尔孤子脉冲以外的其它耗散克尔孤子脉冲消失，以使微腔输出仅对应于目标耗散克尔孤子脉冲，且具有指定间隔的目标克尔光梳。

在一种可能的方式中，若监测到微腔输出的克尔光梳的功率与输出目标克尔光梳时的功率不一致，所述微腔基于所述激光模块发射至所述微腔的第一光束，重新生成多个耗散克尔孤子脉冲。

在一种可能的方式中，所述控制模块还用于：调整第二光束的波长，使第一光束的波长进入红失谐区间对应的波长范围内。第一光束的波长进入红失谐区范围内，所述微腔才可以基于第一光束生成多个耗散克尔孤子脉冲。

在一种可能的方式中，其中，控制模块还用于在调整第二光束的波长的过程中，通过监测微腔输出的克尔光梳的功率的变化情况，确定第一光束的波长是否进入红失谐区间对应的波长范围内。

在一种可能的方式中，所述调整所述第二光束的波长，使所述第一光束的波长进入红失谐区间对应的波长范围内，包括：将第二光束的波长逐渐调大，直至监测到微腔输出的克尔光梳的功率增大至阈值。

在一种可能的方式中，所述控制所述多个耗散克尔孤子脉冲中除与所述参考光梳高度相干的目标耗散克尔孤子脉冲以外的其它耗散克尔孤子脉冲消失的方式为：调整第二光束的波长，直至监测到微腔输出的克尔光梳的功率与输出目标克尔光梳时的功率一致。

在一种可能的方式中，所述控制所述多个耗散克尔孤子脉冲中除与所述参考光梳高度相干的目标耗散克尔孤子脉冲以外的其它耗散克尔孤子脉冲消失的方式为：将第二光梳的波长逐渐调小，直至监测到微腔输出的克尔光梳的功率减小至与输出目标克尔光梳时的功率一致。

在一种可能的方式中，所述系统还包括：合束器；所述合束器用于从所述激光模块接收所述第一光束，从所述滤波器接收所述参考光梳，将所述第一光束和所述参考光梳合成一路光，将合成的光束发送至所述微腔。

结合上一种实现方式，在一种可能的方式中，系统还可以包括：第一光环形器以及第二光环形器。其中，第一光环形器用于将从第一光环形器的第一端口接收到的来自合束器的所述合成的光束，通过第一光环形器的第二端口输出至微腔，将从第一光环形器的第二端口接收到的光束通过第一光环形器的第三端口输出；第二光环形器用于将从第二光环形器的第一端口接收到的来自激光模块的第二光束，通过第二光环形器的第二端口输出至微腔，将从第二光环形器的第二端口接收到的微腔输出的克尔光梳通过第二光环形器的第三端口输出。

结合上一种实现方式，在一种可能的方式中，系统还可以包括：第一光放大器以及第二光放大器，其中，第一光放大器可用于对所述合束器输出的合成的光束进行放大处理，并将放大处理后的第一光束输入至所述第一光环形器的第一端口；第二光放大器可用于对激光模块输出的第二光束进行放大处理，并将放大处理后的光束输入至第二环形器的第一端口。

在一种可能的方式中，系统还可以包括分束器，将微腔输出的克尔光梳进行分光处理，其中，分光处理后的一路光输入至滤波器，分光处理后的另一路光作为输出。

第三方面，本申请实施例提供了一种计算机可读介质，用于存储计算机程序，该计算机程序包括用于执行第一方面或第一方面的任意可能的实现方式中的方法的指令。

第四方面，本申请实施例提供了一种计算机程序，该计算机程序包括用于执行第一方面或第一方面的任意可能的实现方式中的方法的指令。

第五方面，本申请实施例提供了一种芯片，该芯片包括处理电路、收发管脚。其中，该收发管脚、和该处理器通过内部连接通路互相通信，该处理器执行第一方面或第一方面的任一种可能的实现方式中的方法。

附图说明

图1是示例性示出的一种恢复单个耗散克尔孤子脉冲的系统框图；

图2是本申请实施例提供的一种生成单个耗散克尔孤子脉冲的系统的结构示意图；

图3是本申请实施例提供的另一种生成单个耗散克尔孤子脉冲的系统的结构示意图；

图4是示例性示出的一种克尔光梳的示意图；

图5是本申请实施例提供的一种生成单个耗散克尔孤子脉冲的方法的流程图；

图6是本申请实施例提供的光功率变化图；

图7(a)是本申请实施例提供的克尔光梳的示意图之一；

图7(b)是本申请实施例提供的克尔光梳的示意图之一；

图7(c)是本申请实施例提供的克尔光梳的示意图之一。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

参见图2，为本申请实施例提供的一种生成单个耗散克尔脉冲的系统的结构示意图。在图2中：

系统包括：激光器101、激光器102、微腔103、滤波器104、控制模块105。

具体的，在本申请中，激光模块可以为可调谐激光器，可以是具有两个输出端口的激光器，也可以是两个独立的激光器，本申请实施例中，以激光模块包括激光器101与激光器102为例进行说明。可选地，激光器101作为本申请中用于产生泵浦光(即本申请实施例中的第一光束，也可以成为主激光)的主激光器。激光器102作为本申请中用于产生辅助光(即本申请实施例中的第二光束)的辅激光器。

具体的，在本申请中，激光器101发射的泵浦光输入至微腔103中。可选的，在本申请中，如图3所示，激光器101与微腔103之间还可以包括但不限于：合束器106、光放大器107以及光环形器108。其中，激光器101发射泵浦光可经过合束器106，并从合束器106的端口输出至光放大器107，可选地，本申请实施例中的光放大器可以为光纤掺铒放大器(ErbiumDoped Fiber Amplifier，EDFA)。可选地，在正常情况下(即泵浦光未受到干扰的情况下)泵浦光经放大器107放大后，从放大器107的输出端输入至光环形器108。其中，需要说明的是，光环形器(包括图3中的光环形器108以及光环形器110)包括至少三个端口，其中，泵浦光从光环形器108的第一端口(光环形器108与放大器107相连接的端口)输入至光环形器108，从光环形器108的第二端口(即光环形器108与微腔103相连接的端口)，进入微腔103。其中，光环形器108的第三端口(该端口在图3中未显示)可用于将激光器102输入至微腔103的辅助光输出。

具体地，在正常情况下(未受干扰的情况下)，泵浦光可在微腔103中产生稳定的克尔光梳，而在本申请中，激光器102是持续产生辅助光的，因此，在未受干扰的情况下，辅助光的波长未受控制模块105调节的情况下，其不会在微腔中产生辅助加热效应，辅助光进入微腔103后，微腔103会将辅助光输出至光环形器108，光环形器108从第三端口输出辅助光。可选地，在本申请中，光环形器108的第三端口可以连接衰减器，衰减器可用于将第三端口输出的辅助光进行衰减，以防止激光发射到空气中对人眼或其它造成伤害。

继续参照图2，在本申请中，泵浦光进入微腔103后，发生克尔效应微腔103生成单个耗散克尔孤子脉冲，并输出对应的克尔光梳。为使本领域人员更好的理解本申请中的技术方案，下面对耗散克尔孤子脉冲与克尔光梳之间的关系进行简单介绍。在已有技术中，脉冲的类型包括多种，例如：超连续脉冲、超短脉冲等。其中，孤子脉冲为脉冲的一种。在本申请中所涉及到的耗散克尔孤子脉冲是基于泵浦光在微腔中发生克尔效应后产生的。需要说明的是，孤子脉冲属于时域上，克尔光梳属于频域。也可以理解为，如图4所示为一种克尔光梳的频谱示意图，其中，克尔光梳中在时域上包括多个孤子脉冲，需要说明的是，克尔光梳在时域上的脉冲可能对应于同一个耗散克尔孤子脉冲，也可能对应于两个或两个以上不同的耗散克尔孤子脉冲。

具体的，在本申请中，如图2所示，微腔103的输出端连接一滤波器104，该滤波器104可用于对微腔103输出的克尔光梳进行滤波，以获取具有指定间隔的参考光梳。随后，滤波器104将参考光梳反馈(即重新注入)至微腔103，以在微腔中产生稳定的泵浦背景起伏。参考光梳的具体作用将在下面的实施例中进行详细说明。可选地，在本申请中，微腔103的输出端还可以连接一光环形器110，如图3所示，其中，微腔103的输出端与光环形器110的一端相连接(以下简称第二端口)。微腔103输出克尔光梳至光环形器110。可选地，在本申请中，光环形器110的第三端口与分束器111相连接。相应的，在本申请中，光环形器110将从微腔103获取到的克尔光梳通过与分束器111相连接的端口输入至分束器111中。

可选地，如图3所示，在本申请中，分束器111的其中一个输出端可与滤波器104相连，另一个输出端可与分束器112相连。可选地，在本申请中，分束器111将克尔光梳按照预设的分光比进行处理，其中一路分光作为系统100的输出(即，在未受到干扰的情况下，系统输出的为对应于单个耗散克尔孤子脉冲的稳定的克尔光梳)，另一路分光输入至滤波器104中。可选地，在本申请中，分束器(包括分束器111与分束器112)的分光比可以为90:10或者50:50，可根据实际需求进行设置，本申请不做限定。

仍参照图2，具体的，在本申请中，控制模块105与微腔103的输出端相连接，以获取微腔103输出的克尔光梳的功率，并基于克尔光梳的功率的变化情况，调整激光器102发射至微腔103的辅助波的波长。具体调整方式将在下面的实施例中进行详细说明。可选地，在本申请中，本申请实施例中的控制模块105可以为处理器，可以包括如下至少一种类型：通用中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、数字信号处理器(Digital SignalProcessor，DSP)、微处理器、特定应用集成电路专用集成电路(Application-SpecificIntegrated Circuit，ASIC)、微控制器(Microcontroller Unit，MCU)、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)、或者用于实现逻辑运算的集成电路。例如，处理器可以是一个单核(single-CPU)处理器或多核(multi-CPU)处理器。处理器还可以是集成在一个芯片中或位于多个不同的芯片上。

可选的，在本申请中，如图3所示，系统还可包括监测模块113。可选地，监测模块113可与控制模块105集成在同一个芯片上，或独立于控制模块105。监测模块113可用于对分束器112分出的一束光(是指对克尔光梳的分束)的功率进行监控，以获取当前系统输出的克尔光梳的功率变化情况。随后，监测模块113可将获取到的功率值发送给控制模块105，以使控制模块105可根据获取到的功率值，确定克尔光梳的变化情况，以确定是否需要调整激光器102发射的辅助光的波长，以及调整的方式及幅度。可选地，监测模块可以是光电检测器或光电探测器，可以与控制模块集成在一起，也可以单独存在。

在本申请中，辅助光的传输路径如图2所示，在图2中，激光器102发射辅助光至微腔103中。可选的，在本申请中，激光器102与微腔103之间可包括但不限于：放大器、光环形器。例如图3中所示，激光器102的输出端可与光放大器109的输入端相连接，光放大器109的输出端可与光环形器110的第一端口相连接。其中，在本申请中，辅助光可经过光放大器109、光环形器110，并从光环形器110与微腔138连接的端口，反向注入到微腔103中(在该通路中，光放大器以及光环形器的作用如泵浦光的传输通路中的器件中的作用相同，此处不赘述)。需要说明的是，在本申请实施例中，激光器101持续产生泵浦光。

下面结合图2与图3，对本申请实施例中的生成单个耗散克尔孤子脉冲的方法进行详细说明。如图5所示为本申请实施例中的生成单个耗散克尔孤子脉冲的方法流程图，在图5中：

步骤101，微腔基于激光模块发射至微腔的第一光束，生成多个耗散克尔孤子脉冲，并输出对应于多个耗散克尔孤子脉冲的克尔光梳。

具体的，在本申请中，如上文所述，在正常情况下，系统输出对应于单个耗散克尔孤子脉冲的克尔光梳。若系统受到干扰，导致克尔光梳不稳定或消失，则，控制模块103可通过获取到的微腔输出的克尔光梳的功率，确定当前克尔光梳的状态不稳定。可选地，在图3中所示的系统中，与输出端相连接的监测模块113可通过监测克尔光梳的功率，确定当前克尔光梳状态不稳定。控制模块105可从监测模块113处实时获取到监测结果，已确定微腔当前的输出状态。

如图6所示为微腔内的泵浦光、辅助光的功率、以及系统输出的克尔光梳的功率，以及辅助光的波长变化示意图。其中，在事件1之前，即为正常情况下，监测模块113监测到的是单个耗散克尔孤子脉冲对应的克尔光梳的功率(需要说明的是，输出功率的具体数值在图6中未显示，本申请不限定输出功率的具体数值；图6的横坐标为相对值，仅供参考)。

可选地，在本申请中，在事件1处，系统受到干扰，克尔光梳的功率发生抖动，即，随着克尔光梳的消失，控制模块105可通过获取到的微腔输出的克尔光梳的功率(即，克尔光梳的功率突然抖动或下降)与事件1(即正常情况下输出单个耗散克尔孤子脉冲对应的克尔光梳)时的功率不一致(需要说明的是，不一致即指控制模块105监测到的当前输出的克尔光梳的功率与输出单个耗散克尔孤子脉冲的克尔光梳的功率出现偏差，例如偏差大于0.1dB、1dB或更多，即可确定功率发生抖动)，则可确定当前克尔光梳的状态不稳定。可选地，参照图5，控制模块105可从监测模块113处获取到监测结果，即监测模块113可监测到的克尔光梳的功率抖动或下降。

在本申请中，控制模块105可通过调整辅助光的波长，以通过辅助加热特性，调整泵浦光的失谐参数，从而使泵浦光进入微腔谐振模式的蓝失谐区域(即泵浦光的波长进入蓝失谐区域对应的波长范围内)，以使微腔重新产生克尔光梳，也就是说，泵浦光进入蓝失谐区域的条件下，泵浦光才会再次进入微腔(需要说明的是，通常情况下，若泵浦光受到干扰，则由于泵浦光的频率发生抖动，导致泵浦光无法进入微腔)，发生克尔效应并输出克尔光梳。

下面对辅助加热特性的原理进行简单介绍。具体的，当克尔光梳受到外界扰动时，克尔光梳的功率P_comb将急剧减小，考虑到对于DKS锁模状态的克尔光梳，微腔谐振频率的热偏移量(δ_thermal)蓝移，因此，在P_comb急剧减小后，将一束辅助激光反向输入到微腔中，通过热效应，使泵浦激光从微腔谐振模式红失谐区间进入蓝失谐区间，从而使泵浦重新进入到微腔后，再次激发克尔光梳。

具体的，在本申请中，控制模块105调整激光器102产生的辅助光的波长，以调整泵浦光的失谐参数，从而控制泵浦光进入微腔谐振模式的蓝失谐区域。

可选地，在本申请中，控制模块105可通过将辅助光的波长逐渐调大，从而控制泵浦光进入蓝失谐区域。参照图6，在控制模块105调整辅助光的波长过程中，各光源(包括泵浦光、辅助光以及克尔光梳)对应的功率变化如事件1至事件2之间所示。在事件2时，在辅助光的作用下，泵浦光重新进入蓝失谐区域，并重新激发出克尔光梳，此时的克尔光梳的形状如图7(a)所示；需要说明的是，图7(a)至图7(c)仅为示意图，以主激光的波长在1550nm附近为例，克尔光梳对应的具体频率间隔等参数由系统的器件等参数决定，本申请不做限定)。

具体的，在本申请中，控制模块105继续调整辅助光的波长，使泵浦光进入红失谐区间对应的波长范围内。具体的，在本申请中，生成单个耗散克尔孤子脉冲的条件为泵浦光进入微腔谐振模式的红失谐区域(即，泵浦光的波长进入红失谐区间对应的波长范围内)。具体的，在本申请中，控制模块105基于克尔光梳的输出功率的监测结果，例如，可选地，基于如图3所示的监测模块113监测到的结果，继续调整辅助光的波长。可选地，在本申请中，控制模块105继续将辅助光的波长调大，并在调大的过程中，监测获取到(例如：从监测模块113处获取到的)的克尔光梳的功率大小。其中，当克尔光梳的功率逐渐增大，则可确定泵浦光进入微腔谐振模式的红失谐区域。即如图6所示，从事件2开始，克尔光梳的功率逐渐加大，则泵浦光以进入微腔谐振模式的红失谐区域。

具体的，在本申请中，控制模块105可继续调整辅助光的波长，使微腔基于激光器101发射的泵浦光，输出多个耗散克尔孤子脉冲对应的克尔光梳。

具体的，在本申请中，控制模块105可继续将辅助光的波长调大，以控制微腔输出多个耗散克尔孤子脉冲对应的克尔光梳，如图7(b)所示，在图7(b)中，此时系统输出的克尔光梳对应于多个耗散克尔孤子脉冲，因此，如图7(b)，克尔光梳的谱线较为杂乱，即，间隔不一致且功率起伏不平滑。

可选地，在本申请中，控制模块105可将辅助光的波长逐渐调大，直至监测到(例如：监测模块113获取到的监测结果中显示)克尔光梳的功率达到阈值(阈值可以根据实际情况进行设置，需要说明的是，不同的元件的性能对功率产生影响，本申请对阈值的设定不做限定)，则停止增大辅助光波长，并进入步骤104。

可选地，在本申请中，为保证能够生成与原单个耗散克尔孤子脉冲一致的单个耗散克尔孤子脉冲的状态(即，准确的恢复到事件1之前的单个耗散克尔孤子脉冲的状态)，控制模块105可持续调大辅助光的波长，直至克尔光梳的功率在一数值上保持不变，则确定克尔光梳达到最大输出功率，也就是说，阈值为克尔光梳的功率最大值；此时，对应的克尔光梳的状态即为所有耗散克尔孤子脉冲的激发状态，也就是说，在克尔光梳的功率达到最大值时，此时输出的克尔光梳对应于泵浦光所能激发出的所有耗散克尔孤子脉冲的状态，其中必然包括所需的目标耗散克尔孤子脉冲。举例说明：如图7所示，在事件2之后，通过增大辅助光的波长，调整泵浦光的失谐参数，从而激发出多个耗散克尔孤子脉冲，同时可监测到输出的克尔光梳的功率逐渐加大，并在事件3处保持不变，则确认事件3处的克尔光梳的功率值为最大功率值，对应的克尔光梳的状态为所有耗散克尔孤子脉冲激发的状态。需要说明的是，在本申请中，控制模块105增大或减小辅助光的波长的幅度为基于克尔光梳的功率变化情况确定的，每次增大或减小的幅度值可根据实际情况进行设置，本申请对此不作限定。

步骤102，滤波器对克尔光梳进行滤波，获取具有指定间隔的参考光梳，将参考光梳输入至微腔中。

具体的，参照图2，在本申请中，滤波器104对步骤101输出的对应于多个耗散克尔孤子脉冲的克尔光梳进行滤波，并获取到具有指定间隔的参考光梳。需要说明的是，在本申请中，滤波器对克尔光梳进行滤波的过程是实时进行的，但是，在其他情况下，参考光梳在微腔中作为背景光谱，对稳定的克尔光梳(即已经具有指定间隔的克尔光梳)不会产生影响。可选地，参照图5，滤波器104的输出端与合束器106的另一个输入端相连。具体的，在本申请中，滤波器104对克尔光梳进行过滤，获取过滤后的具有指定间隔的参考光梳。可选地，在本申请中，指定间隔可以为10GHz，或者10GHz的倍数等数值，也可以为其他数值，具体数值可根据实际需求进行设置，本申请不做限定。需要说明的是，参考光梳中可包括至少两个脉冲，并且，相邻两个脉冲在频域上具有所述指定间隔。随后，滤波器104将参考光梳输入至合束器106。

继续参照图2，在本申请中，滤波器104将过滤后的具有指定间隔的参考光梳重新输入到微腔中(可选地，在图5中，参考光梳还可经过光合束器106、光放大器107以及光环形器108)，以及，泵浦光与参考光梳共同进入到微腔中。

步骤103，调整激光模块发射至微腔中的第二光束的波长，控制多个耗散克尔孤子脉冲中除与参考光梳高度相干的目标耗散克尔孤子脉冲以外的其它耗散克尔孤子脉冲消失，使微腔输出仅对应于目标耗散克尔孤子，且具有指定间隔的目标克尔光梳。

具体的，在本申请中，反馈注入(即获取到克尔光梳的输出结果后，经过滤波重新注入到微腔中)的光梳谱线与微腔中的光梳谱线(即对应于多个耗散克尔孤子脉冲的克尔光梳)具有相干性(需要说明的是，相干性是指振动、频率、相位都高度一致)，其中，目标耗散克尔孤子脉冲的光梳谱线与参考光梳的光梳谱线具有高度相干性，在本申请实施例中，高度相干性指的是目标耗散克尔孤子脉冲与参考光梳的相干性高于微腔中其他耗散克尔孤子脉冲与参考光梳的相干性。因此，参考光梳将在微腔中产生稳定的泵浦背景起伏，上述背景起伏使微腔中不同位置的耗散克尔孤子脉冲存在于不同功率的泵浦背景之上。通过控制模块105增大辅助光的波长，以精细地调整(具体为增大)泵浦光的失谐参数，从而不断减小泵浦背景的整体功率，使得存在于相对较小泵浦背景之上的耗散克尔孤子脉冲先行湮灭。

具体的，参照图6，在事件3之后，控制模块105将辅助光的波长逐渐调小(需要说明的是，此时参考光梳以反馈注入到微腔中)，并监测克尔光梳的输出功率变化情况。具体的，在辅助光的波长逐渐调小的过程中，泵浦光的失谐参数逐渐变小，在此过程中，已经产生的多个耗散克尔孤子脉冲对应的谱线中，除与参考光梳高度相干，并且具有指定间隔(即为参考光梳的指定间隔)的谱线对应的目标耗散克尔孤子脉冲之外的其它孤子脉冲湮灭。可选地，在监测模块113获取到的克尔光梳的输出功率与事件1之前一致，即，与原先输出单个耗散克尔孤子脉冲对应的克尔光梳的功率一致时，则停止辅助光波长的调整，并确定当前系统已恢复单个耗散克尔孤子脉冲的激发状态，此时，系统输出的克尔光梳如图7(c)所示，该克尔光梳处于稳定工作状态，具有指定间隔，且功率起伏平滑。

可选地，在本申请中，克尔光梳恢复到稳定的工作状态之后，即如图7(c)所示，克尔光梳的功率已经恢复到与之前输出单个耗散克尔孤子脉冲对应的克尔光梳的功率一致之后，若系统再次受到干扰，即控制模块105再次监测到系统输出的克尔光梳的功率与输出单个耗散克尔孤子脉冲对应的克尔光梳时的功率不一致时，则可重复上述步骤101至步骤103，以通过结合反馈注入与辅助加热特性，精准且快速的实现单个耗散克尔孤子脉冲的克尔光梳的稳定状态的恢复，无需人工介入，有效提升了单个耗散克尔孤子脉冲的恢复效率。

基于相同的技术构思，本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机程序，该计算机程序包含至少一段代码，该至少一段代码可由生成单个耗散克尔孤子脉冲的装置执行，以控制装置用以实现上述方法实施例。

基于相同的技术构思，本申请实施例还提供一种计算机程序，当该计算机程序被生成单个耗散克尔孤子脉冲的装置执行时，用以实现上述方法实施例。

所述程序可以全部或者部分存储在与处理器封装在一起的存储介质上，也可以部分或者全部存储在不与处理器封装在一起的存储器上。

基于相同的技术构思，本申请实施例还提供一种处理器，该处理器用以实现上述方法实施例。上述处理器可以为芯片。可选地，本申请实施例中所涉及到的元件均可封装在芯片上，并可由芯片上的处理电路操作执行。可选地，本申请实施例中涉及到的元件所执行的功能，可由包含可执行本申请实施例中的芯片或程序的装置执行。

结合本申请实施例公开内容所描述的方法或者算法的步骤可以硬件的方式来实现，也可以是由处理器执行软件指令的方式来实现。软件指令可以由相应的软件模块组成，软件模块可以被存放于随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、闪存、只读存储器(Read Only Memory，ROM)、可擦除可编程只读存储器(Erasable Programmable ROM，EPROM)、电可擦可编程只读存储器(Electrically EPROM，EEPROM)、寄存器、硬盘、移动硬盘、只读光盘(CD-ROM)或者本领域熟知的任何其它形式的存储介质中。一种示例性的存储介质耦合至处理器，从而使处理器能够从该存储介质读取信息，且可向该存储介质写入信息。当然，存储介质也可以是处理器的组成部分。处理器和存储介质可以位于ASIC中。另外，该ASIC可以位于网络设备中。当然，处理器和存储介质也可以作为分立组件存在于网络设备中。

本领域技术人员应该可以意识到，在上述一个或多个示例中，本申请实施例所描述的功能可以用硬件、软件、固件或它们的任意组合来实现。当使用软件实现时，可以将这些功能存储在计算机可读介质中或者作为计算机可读介质上的一个或多个指令或代码进行传输。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质，其中通信介质包括便于从一个地方向另一个地方传送计算机程序的任何介质。存储介质可以是通用或专用计算机能够存取的任何可用介质。

上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。

Claims (17)

1.一种生成单个耗散克尔孤子脉冲的方法，其特征在于，包括：

基于激光模块发射至微腔的第一光束，通过所述微腔，生成多个耗散克尔孤子脉冲，并输出对应于所述多个耗散克尔孤子脉冲的克尔光梳；

对所述克尔光梳进行滤波，获取具有指定间隔的参考光梳，将所述参考光梳输入至所述微腔中；

调整所述激光模块发射至所述微腔中的第二光束的波长，使所述第一光束的波长进入红失谐区间对应的波长范围内，控制所述多个耗散克尔孤子脉冲中除与所述参考光梳高度相干的目标耗散克尔孤子脉冲以外的其它耗散克尔孤子脉冲消失，使所述微腔输出仅对应于所述目标耗散克尔孤子，且具有所述指定间隔的目标克尔光梳。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，若监测到所述微腔输出的克尔光梳的功率与输出所述目标克尔光梳时的功率不一致，所述方法还包括：

基于所述第一光束，通过所述微腔，重新生成所述多个耗散克尔孤子脉冲。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在调整所述第二光束的波长的过程中，通过监测所述微腔输出的克尔光梳的功率的变化情况，确定所述第一光束的波长是否进入所述红失谐区间对应的波长范围内。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述调整所述第二光束的波长，使所述第一光束的波长进入红失谐区间对应的波长范围内的步骤，包括：

将所述第二光束的波长逐渐调大，直至监测到所述微腔输出的克尔光梳的功率增大至阈值。

5.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，所述调整所述激光模块发射至所述微腔中的第二光束的波长的步骤，包括：

调整所述第二光束的波长，直至监测到所述微腔输出的克尔光梳的功率与输出所述目标克尔光梳时的功率一致。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述调整所述第二光束的波长，直至监测到所述微腔输出的克尔光梳的功率与输出所述目标克尔光梳时的功率一致，包括：

将所述第二光束的波长逐渐调小，直至监测到所述微腔输出的克尔光梳的功率减小至与输出所述目标克尔光梳时的功率一致。

7.一种生成单个耗散克尔孤子脉冲的系统，其特征在于，包括：激光模块、微腔、滤波器、以及控制模块；

所述微腔，用于基于所述激光模块发射至所述微腔的第一光束生成多个耗散克尔孤子脉冲，并输出对应于所述多个耗散克尔孤子脉冲的克尔光梳；

所述滤波器，用于对所述克尔光梳进行滤波，获取具有指定间隔的参考光梳，将所述参考光梳输入至所述微腔中；

所述控制模块，用于调整所述激光模块发射至所述微腔中的第二光束的波长，使所述第一光束的波长进入红失谐区间对应的波长范围内，控制所述多个耗散克尔孤子脉冲中除与所述参考光梳高度相干的目标耗散克尔孤子脉冲以外的其它耗散克尔孤子脉冲消失，使所述微腔输出对应于所述目标耗散克尔孤子脉冲，且具有所述指定间隔的目标克尔光梳。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，若监测到所述微腔输出的克尔光梳的功率与输出所述目标克尔光梳时的功率不一致，所述微腔基于所述激光模块发射至所述微腔的第一光束，重新生成多个耗散克尔孤子脉冲。

9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述控制模块还用于在调整所述第二光束的波长的过程中，通过监测所述微腔输出的克尔光梳的功率的变化情况，确定所述第一光束的波长是否进入所述红失谐区间对应的波长范围内。

10.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述调整所述第二光束的波长，使所述第一光束的波长进入红失谐区间对应的波长范围内，包括：

将所述第二光束的波长逐渐调大，直至监测到所述微腔输出的克尔光梳的功率增大至阈值。

11.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述控制所述多个耗散克尔孤子脉冲中除与所述参考光梳高度相干的目标耗散克尔孤子脉冲以外的其它耗散克尔孤子脉冲消失的方式为：

调整所述第二光束的波长，直至监测到所述微腔输出的克尔光梳的功率与输出所述目标克尔光梳时的功率一致。

12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述控制模块还用于：

将所述第二光束的波长逐渐调小，直至监测到所述微腔输出的克尔光梳的功率减小至与输出所述目标克尔光梳时的功率一致。

13.根据权利要求7-12任一项所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：合束器；

所述合束器用于从所述激光模块接收所述第一光束，从所述滤波器接收所述参考光梳，将所述第一光束和所述参考光梳合成一路光，将合成的光束发送至所述微腔。

14.根据权利要求13所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

第一光环形器，用于将从所述第一光环形器的第一端口接收到的所述合成的光束，通过所述第一光环形器的第二端口输出至所述微腔，将从所述第一光环形器的第二端口接收到的光束通过所述第一光环形器的第三端口输出；

第二光环形器，用于将从所述第二光环形器的第一端口接收到的来自所述激光模块的第二光束，通过所述第二光环形器的第二端口输出至所述微腔，将从所述第二光环形器的第二端口接收到的所述微腔输出的克尔光梳通过所述第二光环形器的第三端口输出。

15.根据权利要求14所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

第一光放大器，用于对所述激光模块输出的所述第一光束进行放大处理，并将放大处理后的光束输入至所述第一光环形器的第一端口；

第二光放大器，用于对所述激光模块输出的所述第二光束进行放大处理，并将放大处理后的光束输入至所述第二光环形器的第一端口。

16.根据权利要求14或15所述的系统，其特征在于，所述系统还包括分束器，将所述第二光环形器的第二端口输出的克尔光梳进行分光处理，其中，分光处理后的一路光输入至所述滤波器，分光处理后的另一路光作为输出。

17.一种芯片，包括处理电路、收发管脚；其中，所述收发管脚、和该处理器通过内部连接通路互相通信，所述处理电路用于执行如权利要求1-6任一项所述的方法。

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