CN112763084A - 一种高稳定频率源,太赫兹频率产生实验装置及使用方法 - Google Patents

一种高稳定频率源,太赫兹频率产生实验装置及使用方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112763084A
CN112763084A CN202011498619.1A CN202011498619A CN112763084A CN 112763084 A CN112763084 A CN 112763084A CN 202011498619 A CN202011498619 A CN 202011498619A CN 112763084 A CN112763084 A CN 112763084A
Authority
CN
China
Prior art keywords
laser
frequency
continuous
femtosecond
output
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.)
Granted
Application number
CN202011498619.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112763084B (zh
Inventor
赵环
陈星�
杨宏雷
张升康
杨文哲
薛潇博
张璐
王暖让
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Institute of Radio Metrology and Measurement
Original Assignee
Beijing Institute of Radio Metrology and Measurement
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Institute of Radio Metrology and Measurement filed Critical Beijing Institute of Radio Metrology and Measurement
Priority to CN202011498619.1A priority Critical patent/CN112763084B/zh
Publication of CN112763084A publication Critical patent/CN112763084A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112763084B publication Critical patent/CN112763084B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J11/00Measuring the characteristics of individual optical pulses or of optical pulse trains

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Lasers (AREA)

Abstract

本发明公开一种高稳定频率源,太赫兹频率产生实验装置及使用方法,包括:连续激光器,所述连续激光器输出连续激光,经过分束镜分为透射光与反射光两路,透射光输出后照射到光电导天线上;飞秒激光频率梳,用于输出飞秒激光,与所述反射光经过合束镜合束后入射到光栅上;光电探测器,用于接收光栅反射的连续激光的反射光和飞秒激光频率梳相应梳齿频率成分的激光,探测到连续激光与飞秒激光的拍频信号;锁相环电路,用于接收所述拍频信号,与原子钟输出的参考信号鉴相后作为误差信号,输出反馈控制信号控制连续激光器的输出激光频率,使其锁定在飞秒激光频率梳相应梳齿的激光频率上,本发明可以大幅提升现有太赫兹频率源的频率稳定性与准确度。

Description

一种高稳定频率源,太赫兹频率产生实验装置及使用方法
技术领域
本发明属于太赫兹通信技术领域,特别是一种高稳定频率源,太赫兹频率产生实验装置及使用方法。
背景技术
太赫兹波通常是指频率位于0.1THz~10THz的电磁辐射。由于所处频段的独特性,太赫兹波具有很强的穿透性、高安全性以及高光谱分辨能力等独特的性质,可以应用于安全检查、生物传感、医学诊断、半导体器件检测等领域。
随着太赫兹科学和技术的不断发展,人们先后研究了多种太赫兹波产生装置,如量子级联激光器、自由电子激光器、返波管等等。其中基于光子混频的连续太赫兹辐射源具有线宽窄、可调谐范围宽、结构简单、室温工作等优点,近年来成为国内外研究的热点之一。
基于光子混频的连续太赫兹辐射过程可以归结为两束频差在太赫兹范围的连续激光在空间叠加,辐照在光电导天线电极间隙之间的光电导材料上,当激光光子能量大于光电导材料的禁带宽度时,光电导材料内激发出的光生载流子在外加偏置电场作用下形成以太赫兹频率振荡的光电流,而后由天线将能量辐射出去,即形成连续太赫兹辐射,现有技术的太赫兹频率源的显著缺点是频率稳定性与准确度不高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高稳定频率源,太赫兹频率产生实验装置及使用方法,解决如何提升频率稳定性与准确度的问题。
有鉴于此,本发明提供一种高稳定频率源,其特征在于,包括:
连续激光器,所述连续激光器输出连续激光,经过分束镜分为透射光与反射光两路,透射光输出后照射到光电导天线上;
飞秒激光频率梳,用于输出飞秒激光,与所述反射光经过合束镜合束后入射到光栅上;
光电探测器,用于接收光栅反射的连续激光的反射光和飞秒激光频率梳相应梳齿频率成分的激光,探测到连续激光与飞秒激光的拍频信号;
锁相环电路,用于接收所述拍频信号,与原子钟输出的参考信号鉴相后作为误差信号,输出反馈控制信号控制连续激光器的输出激光频率,使其锁定在飞秒激光频率梳相应梳齿的激光频率上。
进一步地,所述飞秒激光频率梳其它频率成分的激光被光阑阻挡。
进一步地,所述飞秒激光频率梳的脉冲重复频率锁定在原子钟参考信号上。
本发明的另一目的在于提供一种高稳定频率源的使用方法,其特征在于,包括:
首先,连续激光器输出连续激光,经过分束镜分为透射光与反射光两路,透射光输出后照射到光电导天线上;
其次,飞秒激光频率梳输出飞秒激光,与所述反射光经过合束镜合束后入射到光栅上;
然后,光电探测器接收光栅反射的连续激光的反射光和飞秒激光频率梳相应梳齿频率成分的激光,探测到连续激光与飞秒激光的拍频信号;
最后,锁相环电路接收所述拍频信号,与原子钟输出的参考信号鉴相后作为误差信号,输出反馈控制信号控制连续激光器的输出激光频率,使其锁定在飞秒激光频率梳相应梳齿的激光频率上。
本发明的还一目的在于提供一种太赫兹频率产生实验装置,其特征在于,包括:
第一激光单元,所述第一激光单元包括:
第一连续激光器,用于输出连续激光,经过第一分束镜分为透射光与反射光两路,透射光输出后照射到光电导天线上;飞秒激光频率梳,用于输出飞秒激光,与所述反射光经过第一合束镜合束后入射到第一光栅上;第一光电探测器,用于接收第一光栅反射的连续激光的反射光和飞秒激光频率梳相应梳齿频率成分的激光,探测到连续激光与飞秒激光的第一拍频信号;第一锁相环电路,用于接收所述第一拍频信号,与原子钟输出的参考信号鉴相后作为误差信号,输出反馈控制信号控制第一连续激光器的输出激光频率,使其锁定在飞秒激光频率梳相应梳齿的激光频率上,以输出第一激光束;
第二激光单元,所述第二激光单元包括:
第二连续激光器,用于输出连续激光,经过第二分束镜分为透射光与反射光两路,透射光输出后照射到光电导天线上;所述飞秒激光频率梳,用于输出飞秒激光,与所述反射光经过第二合束镜合束后入射到第二光栅上;第二光电探测器,用于接收第二光栅反射的连续激光的反射光和所述飞秒激光频率梳相应梳齿频率成分的激光,探测到连续激光与飞秒激光的第二拍频信号;第二锁相环电路,用于接收所述第二拍频信号,与原子钟输出的参考信号鉴相后作为误差信号,输出反馈控制信号控制第二连续激光器的输出激光频率,使其锁定在飞秒激光频率梳相应梳齿的激光频率上,以输出第二激光束;
反射镜,用于接收所述第二激光束,进行反射发出;
第三合束镜,用于接收所述第一激光束,与经过所述反射镜反射发出的激光束,进行合束发出;
透镜,用于接收所述合束镜发出的激光束,进行聚焦发出;
光电导天线,用于接收所述透镜发出的激光束于其间隙处,以向外辐射太赫兹波。
进一步地,所述飞秒激光频率梳锁定脉冲重复频率。
进一步地,所述脉冲重复频率锁定在原子钟参考信号上。
本发明的又一目的在于提供一种太赫兹频率产生实验装置的使用方法,其特征在于,包括:
第一连续激光器输出连续激光,经过第一分束镜分为透射光与反射光两路,透射光输出后照射到光电导天线上;飞秒激光频率梳,用于输出飞秒激光,与所述反射光经过第一合束镜合束后入射到第一光栅上;第一光电探测器,用于接收第一光栅反射的连续激光的反射光和飞秒激光频率梳相应梳齿频率成分的激光,探测到连续激光与飞秒激光的第一拍频信号;第一锁相环电路,用于接收所述第一拍频信号,与原子钟输出的参考信号鉴相后作为误差信号,输出反馈控制信号控制第一连续激光器的输出激光频率,使其锁定在飞秒激光频率梳相应梳齿的激光频率上,以输出第一激光束;
第二连续激光器输出连续激光,经过第二分束镜分为透射光与反射光两路,透射光输出后照射到光电导天线上;所述飞秒激光频率梳,用于输出飞秒激光,与所述反射光经过第二合束镜合束后入射到第二光栅上;第二光电探测器,用于接收第二光栅反射的连续激光的反射光和所述飞秒激光频率梳相应梳齿频率成分的激光,探测到连续激光与飞秒激光的第二拍频信号;第二锁相环电路,用于接收所述第二拍频信号,与原子钟输出的参考信号鉴相后作为误差信号,输出反馈控制信号控制第二连续激光器的输出激光频率,使其锁定在飞秒激光频率梳相应梳齿的激光频率上,以输出第二激光束;
反射镜接收所述第二激光束,进行反射发出;
第三合束镜接收所述第一激光束,与经过所述反射镜反射发出的激光束,进行合束发出;
透镜接收所述合束镜发出的激光束,进行聚焦发出;
光电导天线接收所述透镜发出的激光束于其间隙处,以向外辐射太赫兹波。
本发明实现了以下显著的有益效果:
实现简单,包括:连续激光器,所述连续激光器输出连续激光,经过分束镜分为透射光与反射光两路,透射光输出后照射到光电导天线上;飞秒激光频率梳,用于输出飞秒激光,与所述反射光经过合束镜合束后入射到光栅上;光电探测器,用于接收光栅反射的连续激光的反射光和飞秒激光频率梳相应梳齿频率成分的激光,探测到连续激光与飞秒激光的拍频信号;锁相环电路,用于接收所述拍频信号,与原子钟输出的参考信号鉴相后作为误差信号,输出反馈控制信号控制连续激光器的输出激光频率,使其锁定在飞秒激光频率梳相应梳齿的激光频率上。可以大幅提升现有太赫兹频率源的频率稳定性与准确度,可进一步作为频率标准装置。
附图说明
图1为本发明的高稳定频率源的结构示意图;
图2为本发明的太赫兹频率产生实验装置图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明,根据下面说明和权利要求书,本发明的优点和特征将更清楚。需要说明的是,附图均采用非常简化的形式且均适用非精准的比例,仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
需要说明的是,为了清楚地说明本发明的内容,本发明特举多个实施例以进一步阐释本发明的不同实现方式,其中,该多个实施例是列举式而非穷举式。此外,为了说明的简洁,前实施例中已提及的内容往往在后实施例中予以省略,因此,后实施例中未提及的内容可相应参考前实施例。
虽然该发明可以以多种形式的修改和替换来扩展,说明书中也列出了一些具体的实施图例并进行详细阐述。应当理解的是,发明者的出发点不是将该发明限于所阐述的特定实施例,正相反,发明者的出发点在于保护所有给予由本权利声明定义的精神或范围内进行的改进、等效替换和修改。同样的元模块件号码可能被用于所有附图以代表相同的或类似的部分。
请参照图1至图2,本发明一种高稳定频率源,包括:
连续激光器,所述连续激光器输出连续激光,经过分束镜分为透射光与反射光两路,透射光输出后照射到光电导天线上;
飞秒激光频率梳,用于输出飞秒激光,与所述反射光经过合束镜合束后入射到光栅上;
光电探测器,用于接收光栅反射的连续激光的反射光和飞秒激光频率梳相应梳齿频率成分的激光,探测到连续激光与飞秒激光的拍频信号;
锁相环电路,用于接收所述拍频信号,与原子钟输出的参考信号鉴相后作为误差信号,输出反馈控制信号控制连续激光器的输出激光频率,使其锁定在飞秒激光频率梳相应梳齿的激光频率上。
在一个实施例中,所述飞秒激光频率梳其它频率成分的激光被光阑阻挡。
在一个实施例中,所述飞秒激光频率梳的脉冲重复频率锁定在原子钟参考信号上。
本发明的另一目的在于提供一种高稳定频率源的使用方法,包括:
首先,连续激光器输出连续激光,经过分束镜分为透射光与反射光两路,透射光输出后照射到光电导天线上;
其次,飞秒激光频率梳输出飞秒激光,与所述反射光经过合束镜合束后入射到光栅上;
然后,光电探测器接收光栅反射的连续激光的反射光和飞秒激光频率梳相应梳齿频率成分的激光,探测到连续激光与飞秒激光的拍频信号;
最后,锁相环电路接收所述拍频信号,与原子钟输出的参考信号鉴相后作为误差信号,输出反馈控制信号控制连续激光器的输出激光频率,使其锁定在飞秒激光频率梳相应梳齿的激光频率上。
本发明的还一目的在于提供一种太赫兹频率产生实验装置,包括:
第一激光单元,所述第一激光单元包括:
第一连续激光器,用于输出连续激光,经过第一分束镜分为透射光与反射光两路,透射光输出后照射到光电导天线上;飞秒激光频率梳,用于输出飞秒激光,与所述反射光经过第一合束镜合束后入射到第一光栅上;第一光电探测器,用于接收第一光栅反射的连续激光的反射光和飞秒激光频率梳相应梳齿频率成分的激光,探测到连续激光与飞秒激光的第一拍频信号;第一锁相环电路,用于接收所述第一拍频信号,与原子钟输出的参考信号鉴相后作为误差信号,输出反馈控制信号控制第一连续激光器的输出激光频率,使其锁定在飞秒激光频率梳相应梳齿的激光频率上,以输出第一激光束;
第二激光单元,所述第二激光单元包括:
第二连续激光器,用于输出连续激光,经过第二分束镜分为透射光与反射光两路,透射光输出后照射到光电导天线上;所述飞秒激光频率梳,用于输出飞秒激光,与所述反射光经过第二合束镜合束后入射到第二光栅上;第二光电探测器,用于接收第二光栅反射的连续激光的反射光和所述飞秒激光频率梳相应梳齿频率成分的激光,探测到连续激光与飞秒激光的第二拍频信号;第二锁相环电路,用于接收所述第二拍频信号,与原子钟输出的参考信号鉴相后作为误差信号,输出反馈控制信号控制第二连续激光器的输出激光频率,使其锁定在飞秒激光频率梳相应梳齿的激光频率上,以输出第二激光束;
反射镜,用于接收所述第二激光束,进行反射发出;
第三合束镜,用于接收所述第一激光束,与经过所述反射镜反射发出的激光束,进行合束发出;
透镜,用于接收所述合束镜发出的激光束,进行聚焦发出;
光电导天线,用于接收所述透镜发出的激光束于其间隙处,以向外辐射太赫兹波。
在一个实施例中,所述飞秒激光频率梳锁定脉冲重复频率。
在一个实施例中,所述脉冲重复频率锁定在原子钟参考信号上。
本发明的又一目的在于提供一种太赫兹频率产生实验装置的使用方法,包括:
第一连续激光器输出连续激光,经过第一分束镜分为透射光与反射光两路,透射光输出后照射到光电导天线上;飞秒激光频率梳,用于输出飞秒激光,与所述反射光经过第一合束镜合束后入射到第一光栅上;第一光电探测器,用于接收第一光栅反射的连续激光的反射光和飞秒激光频率梳相应梳齿频率成分的激光,探测到连续激光与飞秒激光的第一拍频信号;第一锁相环电路,用于接收所述第一拍频信号,与原子钟输出的参考信号鉴相后作为误差信号,输出反馈控制信号控制第一连续激光器的输出激光频率,使其锁定在飞秒激光频率梳相应梳齿的激光频率上,以输出第一激光束;
第二连续激光器输出连续激光,经过第二分束镜分为透射光与反射光两路,透射光输出后照射到光电导天线上;所述飞秒激光频率梳,用于输出飞秒激光,与所述反射光经过第二合束镜合束后入射到第二光栅上;第二光电探测器,用于接收第二光栅反射的连续激光的反射光和所述飞秒激光频率梳相应梳齿频率成分的激光,探测到连续激光与飞秒激光的第二拍频信号;第二锁相环电路,用于接收所述第二拍频信号,与原子钟输出的参考信号鉴相后作为误差信号,输出反馈控制信号控制第二连续激光器的输出激光频率,使其锁定在飞秒激光频率梳相应梳齿的激光频率上,以输出第二激光束;
反射镜接收所述第二激光束,进行反射发出;
第三合束镜接收所述第一激光束,与经过所述反射镜反射发出的激光束,进行合束发出;
透镜接收所述合束镜发出的激光束,进行聚焦发出;
光电导天线接收所述透镜发出的激光束于其间隙处,以向外辐射太赫兹波。
作为具体的实施例,本发明采用光子混频方式,以锁定在飞秒激光频率梳上的两台连续激光激励光电导天线,产生太赫兹辐射。太赫兹频率源的输出频率可通过飞秒激光频率梳溯源至时频标准如原子钟上,飞秒激光频率梳仅需锁定脉冲重复频率,无需锁定载波包络相位。
作为具体的实施例,所述两束连续激光的波长锁定在飞秒激光频率梳相应的梳齿成分频率上(两束连续激光频率分别为ω1,ω2),飞秒激光频率梳锁定于微波参考源(如原子钟)上,则两束激光的波长(频率)就间接锁定在微波参考源上。再将两束激光经过空间传输、整形后,照射到光电导天线的间隙中,从而产生太赫兹波辐射,这一太赫兹频率源的输出频率为
ω=|ω12|,
其稳定度与准确度指标取决于微波参考源的相关指标。原子钟是目前最准确和最稳定的时频设备,以原子钟作为微波参考,就产生了稳定度与准确度极高的太赫兹频率源。
本发明使用的飞秒激光频率梳仅需锁定脉冲重复频率即可,不需锁定载波包络相位,进一步降低了系统的复杂度。
作为具体的实施例,图1为本发明的高稳定频率源的结构示意图,图中实线表示光路,虚线表示电路。连续激光器输出激光经过分束镜分为两路,透射光输出后照射到光电导天线上,反射光和与飞秒激光频率梳输出的激光经过合束镜合束后入射到光栅上,由光电探测器接收光栅反射的连续激光的反射光和飞秒激光频率梳相应梳齿频率成分的激光,飞秒激光频率梳其它频率成分的激光被光阑阻挡,光电探测器探测到连续激光与飞秒激光的拍频信号fb,fb信号输入锁相环电路与原子钟输出的参考信号鉴相后作为误差信号,锁相环电路输出反馈控制信号控制连续激光器的输出激光频率,使其锁定在飞秒激光频率梳相应梳齿的激光频率上,飞秒激光频率梳的脉冲重复频率fr锁定在原子钟参考信号上。
将连续激光器1的输出激光频率(f1)锁定在飞秒激光频率梳第n1根梳齿频率(fn1)上,两者拍频信号为fb1,则有f1=n1×fr+fceo+fb1。其中fceo为飞秒激光频率梳的载波包络相位。
将连续激光器2的输出激光频率(f2)锁定在飞秒激光频率梳第n2根梳齿频率(fn2)上,两者拍频信号为fb2,则有f2=n2×fr+fceo+fb2
在具体实验中,通过对连续激光器的预先设定调节,使得fb1=fb2,n1>n2。
作为具体的实施例,图2为太赫兹频率产生实验装置图,将连续激光器1和连续激光器2锁定在同一台飞秒激光频率梳上之后,进一步将它们的输出光经过合束和聚焦后照射到光电导天线的间隙处,光电导天线向外辐射太赫兹波,其频率f=f1-f2=(n1-n2)×fr。由于飞秒激光频率梳的脉冲重复频率fr锁定在原子钟参考信号上,因此该频率源的输出频率也锁定在原子钟参考信号上,频率准确度和稳定度极高。n1和n2为正整数,在具体实验中通过对两台连续激光器的调节,可以改变n1和n2,从而对该频率源的输出频率进行调谐。
实验中使用的飞秒激光频率梳仅需锁定脉冲重复频率即可,不需锁定载波包络相位,进一步降低了系统的复杂度。
本发明实现了以下显著的有益效果:
实现简单,包括:连续激光器,所述连续激光器输出连续激光,经过分束镜分为透射光与反射光两路,透射光输出后照射到光电导天线上;飞秒激光频率梳,用于输出飞秒激光,与所述反射光经过合束镜合束后入射到光栅上;光电探测器,用于接收光栅反射的连续激光的反射光和飞秒激光频率梳相应梳齿频率成分的激光,探测到连续激光与飞秒激光的拍频信号;锁相环电路,用于接收所述拍频信号,与原子钟输出的参考信号鉴相后作为误差信号,输出反馈控制信号控制连续激光器的输出激光频率,使其锁定在飞秒激光频率梳相应梳齿的激光频率上。可以大幅提升现有太赫兹频率源的频率稳定性与准确度,可进一步作为频率标准装置。
根据本发明技术方案和构思,还可以有其他任何合适的改动。对于本领域普通技术人员来说,所有这些替换、调整和改进都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种高稳定频率源,其特征在于,包括:
连续激光器,所述连续激光器输出连续激光,经过分束镜分为透射光与反射光两路,透射光输出后照射到光电导天线上;
飞秒激光频率梳,用于输出飞秒激光,与所述反射光经过合束镜合束后入射到光栅上;
光电探测器,用于接收光栅反射的连续激光的反射光和飞秒激光频率梳相应梳齿频率成分的激光,探测到连续激光与飞秒激光的拍频信号;
锁相环电路,用于接收所述拍频信号,与原子钟输出的参考信号鉴相后作为误差信号,输出反馈控制信号控制连续激光器的输出激光频率,使其锁定在飞秒激光频率梳相应梳齿的激光频率上。
2.根据权利要求1所述的高稳定频率源,其特征在于:所述飞秒激光频率梳其它频率成分的激光被光阑阻挡。
3.根据权利要求1所述的高稳定频率源,其特征在于:所述飞秒激光频率梳的脉冲重复频率锁定在原子钟参考信号上。
4.一种高稳定频率源的使用方法,其特征在于,包括:
首先,连续激光器输出连续激光,经过分束镜分为透射光与反射光两路,透射光输出后照射到光电导天线上;
其次,飞秒激光频率梳输出飞秒激光,与所述反射光经过合束镜合束后入射到光栅上;
然后,光电探测器接收光栅反射的连续激光的反射光和飞秒激光频率梳相应梳齿频率成分的激光,探测到连续激光与飞秒激光的拍频信号;
最后,锁相环电路接收所述拍频信号,与原子钟输出的参考信号鉴相后作为误差信号,输出反馈控制信号控制连续激光器的输出激光频率,使其锁定在飞秒激光频率梳相应梳齿的激光频率上。
5.一种太赫兹频率产生实验装置,其特征在于,包括:
第一激光单元,所述第一激光单元包括:
第一连续激光器,用于输出连续激光,经过第一分束镜分为透射光与反射光两路,透射光输出后照射到光电导天线上;飞秒激光频率梳,用于输出飞秒激光,与所述反射光经过第一合束镜合束后入射到第一光栅上;第一光电探测器,用于接收第一光栅反射的连续激光的反射光和飞秒激光频率梳相应梳齿频率成分的激光,探测到连续激光与飞秒激光的第一拍频信号;第一锁相环电路,用于接收所述第一拍频信号,与原子钟输出的参考信号鉴相后作为误差信号,输出反馈控制信号控制第一连续激光器的输出激光频率,使其锁定在飞秒激光频率梳相应梳齿的激光频率上,以输出第一激光束;
第二激光单元,所述第二激光单元包括:
第二连续激光器,用于输出连续激光,经过第二分束镜分为透射光与反射光两路,透射光输出后照射到光电导天线上;所述飞秒激光频率梳,用于输出飞秒激光,与所述反射光经过第二合束镜合束后入射到第二光栅上;第二光电探测器,用于接收第二光栅反射的连续激光的反射光和所述飞秒激光频率梳相应梳齿频率成分的激光,探测到连续激光与飞秒激光的第二拍频信号;第二锁相环电路,用于接收所述第二拍频信号,与原子钟输出的参考信号鉴相后作为误差信号,输出反馈控制信号控制第二连续激光器的输出激光频率,使其锁定在飞秒激光频率梳相应梳齿的激光频率上,以输出第二激光束;
反射镜,用于接收所述第二激光束,进行反射发出;
第三合束镜,用于接收所述第一激光束,与经过所述反射镜反射发出的激光束,进行合束发出;
透镜,用于接收所述合束镜发出的激光束,进行聚焦发出;
光电导天线,用于接收所述透镜发出的激光束于其间隙处,以向外辐射太赫兹波。
6.根据权利要求5所述的太赫兹频率产生实验装置,其特征在于:所述飞秒激光频率梳锁定脉冲重复频率。
7.根据权利要求6所述的太赫兹频率产生实验装置,其特征在于:所述脉冲重复频率锁定在原子钟参考信号上。
8.一种太赫兹频率产生实验装置的使用方法,其特征在于,包括:
第一连续激光器输出连续激光,经过第一分束镜分为透射光与反射光两路,透射光输出后照射到光电导天线上;飞秒激光频率梳,用于输出飞秒激光,与所述反射光经过第一合束镜合束后入射到第一光栅上;第一光电探测器,用于接收第一光栅反射的连续激光的反射光和飞秒激光频率梳相应梳齿频率成分的激光,探测到连续激光与飞秒激光的第一拍频信号;第一锁相环电路,用于接收所述第一拍频信号,与原子钟输出的参考信号鉴相后作为误差信号,输出反馈控制信号控制第一连续激光器的输出激光频率,使其锁定在飞秒激光频率梳相应梳齿的激光频率上,以输出第一激光束;
第二连续激光器输出连续激光,经过第二分束镜分为透射光与反射光两路,透射光输出后照射到光电导天线上;所述飞秒激光频率梳,用于输出飞秒激光,与所述反射光经过第二合束镜合束后入射到第二光栅上;第二光电探测器,用于接收第二光栅反射的连续激光的反射光和所述飞秒激光频率梳相应梳齿频率成分的激光,探测到连续激光与飞秒激光的第二拍频信号;第二锁相环电路,用于接收所述第二拍频信号,与原子钟输出的参考信号鉴相后作为误差信号,输出反馈控制信号控制第二连续激光器的输出激光频率,使其锁定在飞秒激光频率梳相应梳齿的激光频率上,以输出第二激光束;
反射镜接收所述第二激光束,进行反射发出;
第三合束镜接收所述第一激光束,与经过所述反射镜反射发出的激光束,进行合束发出;
透镜接收所述合束镜发出的激光束,进行聚焦发出;
光电导天线接收所述透镜发出的激光束于其间隙处,以向外辐射太赫兹波。
CN202011498619.1A 2020-12-17 2020-12-17 一种高稳定频率源,太赫兹频率产生实验装置及使用方法 Active CN112763084B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011498619.1A CN112763084B (zh) 2020-12-17 2020-12-17 一种高稳定频率源,太赫兹频率产生实验装置及使用方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011498619.1A CN112763084B (zh) 2020-12-17 2020-12-17 一种高稳定频率源,太赫兹频率产生实验装置及使用方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112763084A true CN112763084A (zh) 2021-05-07
CN112763084B CN112763084B (zh) 2022-08-23

Family

ID=75694198

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011498619.1A Active CN112763084B (zh) 2020-12-17 2020-12-17 一种高稳定频率源,太赫兹频率产生实验装置及使用方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112763084B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113639882A (zh) * 2021-08-12 2021-11-12 中国电子科技集团公司第四十一研究所 一种太赫兹波段频率标准、标准实现及进行量值传递方法
CN113758678A (zh) * 2021-08-06 2021-12-07 上海交通大学 测试单次互相关器动态范围的方法及其装置
CN114152589A (zh) * 2021-10-22 2022-03-08 中国人民解放军军事科学院国防科技创新研究院 一种基于双光频梳光源的太赫兹高光谱成像系统

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090225795A1 (en) * 2006-10-11 2009-09-10 Korea Research Institute Of Standards And Science Optical frequency synthesizer and optical frequency synthesizing method using femtosecond laser optical injection locking
CN103712689A (zh) * 2014-01-02 2014-04-09 上海朗研光电科技有限公司 基于光学频率梳的连续激光器光谱线宽测量装置
CN105891144A (zh) * 2016-03-31 2016-08-24 上海理工大学 太赫兹扫描系统及扫描方法
CN106450750A (zh) * 2016-12-07 2017-02-22 中国科学院福建物质结构研究所 一种太赫兹光电导相控阵天线系统
CN108933379A (zh) * 2017-05-26 2018-12-04 清华大学 激光器偏频锁定系统
CN109510054A (zh) * 2018-12-27 2019-03-22 中国科学技术大学 一种多频超短激光脉冲串的产生方法
CN111609999A (zh) * 2020-05-12 2020-09-01 浙江理工大学 激光偏频锁定中宽波长范围的拍频信号探测装置与方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090225795A1 (en) * 2006-10-11 2009-09-10 Korea Research Institute Of Standards And Science Optical frequency synthesizer and optical frequency synthesizing method using femtosecond laser optical injection locking
CN103712689A (zh) * 2014-01-02 2014-04-09 上海朗研光电科技有限公司 基于光学频率梳的连续激光器光谱线宽测量装置
CN105891144A (zh) * 2016-03-31 2016-08-24 上海理工大学 太赫兹扫描系统及扫描方法
CN106450750A (zh) * 2016-12-07 2017-02-22 中国科学院福建物质结构研究所 一种太赫兹光电导相控阵天线系统
CN108933379A (zh) * 2017-05-26 2018-12-04 清华大学 激光器偏频锁定系统
CN109510054A (zh) * 2018-12-27 2019-03-22 中国科学技术大学 一种多频超短激光脉冲串的产生方法
CN111609999A (zh) * 2020-05-12 2020-09-01 浙江理工大学 激光偏频锁定中宽波长范围的拍频信号探测装置与方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113758678A (zh) * 2021-08-06 2021-12-07 上海交通大学 测试单次互相关器动态范围的方法及其装置
CN113639882A (zh) * 2021-08-12 2021-11-12 中国电子科技集团公司第四十一研究所 一种太赫兹波段频率标准、标准实现及进行量值传递方法
CN114152589A (zh) * 2021-10-22 2022-03-08 中国人民解放军军事科学院国防科技创新研究院 一种基于双光频梳光源的太赫兹高光谱成像系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN112763084B (zh) 2022-08-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112763084B (zh) 一种高稳定频率源,太赫兹频率产生实验装置及使用方法
US7687773B2 (en) Sub-millimeter wave frequency heterodyne detector system
WO2024051680A1 (zh) 一种e-f区风温密金属离子探测激光雷达及其探测方法
Bresteau et al. Saturation of the photoneutralization of a H− beam in continuous operation
Tanaka et al. Timing control of an intense picosecond pulse laser to the SPring-8 synchrotron radiation pulses
Terabayashi et al. Mid-infrared cavity ring-down spectroscopy using DFB quantum cascade laser with optical feedback for radiocarbon detection
JPH11317567A (ja) レーザー光発生方法及びその装置
EP1806617B1 (en) Lock detector and optical phase locked-loop system
Donné et al. Chapter 4: Laser-aided plasma diagnostics
CN115876324A (zh) 一种高分辨力太赫兹脉冲探测装置和方法
JP7061620B2 (ja) テラヘルツレーザー源及びテラヘルツ放射を放出するための方法
Sigalotti et al. Ultrafast laser synchronization at the FERMI@ Elettra FEL
Lumpkin Advanced, time‐resolved imaging techniques for electron‐beam characterizations
CN112003121B (zh) 基于双频法布里珀罗腔稳频激光的超稳微波产生装置
CN105577188B (zh) 一种实现cpt原子频率标准的方法及装置
CN112557763A (zh) 一种频率测量装置及使用方法
Honda et al. High-efficiency broadband THz emission via diffraction-radiation cavity
Widmann et al. Measuring the coherent synchrotron radiation far field with electro-optical techniques
Deng et al. Distribution of optical-comb-based multi-frequency microwave signals over 100 km optical fiber with high phase stability
Dipace et al. Compact free-electron laser resonators utilizing electron-transparent mirrors
CN118101074B (zh) 用于测量设备无关量子密钥分发的原子光谱锁频方法
Sutter et al. Vector-based feedback of continuous wave radiofrequency compression cavity for ultrafast electron diffraction
Khabbaz et al. High precision molecular laser frequency measurements using a THz frequency comb
CN116184801B (zh) 基于探测光与钟激光咬合锁定的钙原子束光钟及制备方法
CN115016242B (zh) 一种基于纳秒脉冲拉姆塞谱的原子束光钟及其实现方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant