CN218887797U - 基于任意波形发生器产生宽带光学频率梳的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种基于任意波形发生器产生宽带光学频率梳的装置，涉及光学技术领域。本实用新型基于具有函数和AWG两种操作模式的任意波形发生器产生调制信号，函数模式自带正弦、三角波、方波，AWG模式能通过自定义方式编码实现任意波形，且波形的频率fm和宽度τelec均可调。通过采用任意波形发生器产生的调制信号对垂直腔面发射激光器进行电流调制，使激光器呈现增益开关状态，然后可调谐激光源输出的连续光信号通过光注入模块及光环形器单向注入到调制后的垂直腔面发射激光器中，使垂直腔面发射激光器输出宽带光学频率梳。同时，本实用新型装置采用起偏器调节所获宽带光学频率梳信号的偏振方向，可得到偏振方向可调的光学频率梳。本实用新型装置适用于测量学、光谱学、光通信等领域。
Description
技术领域
本实用新型涉及光学技术领域，具体涉及一种基于任意波形发生器产生宽带光学频率梳的装置。
背景技术
光学频率梳(OFC)由一系列离散的、等间隔的频率成分组成，它能够在一个频段内同时提供几个至几十个不同的频率成分，具有谱线数目多、频率范围广、谱线间隔均衡等优点,因而在测量学、光谱学、光通信、光学任意波形生成等领域具有广泛的应用。
目前，产生OFC的方式主要有锁模、外部调制和电流调制等。锁模方法主要是通过锁相的方式，使激光谐振腔内相互独立的大量纵模拥有固定的相位关系，即激光器达到锁定状态。在锁定状态下，激光器就能够输出一串超短的光脉冲序列。由于锁模激光器的梳线间隔取决于光在腔内传播的往返时间的倒数，因此基于锁模激光器产生OFC存在梳线间隔不易调节的缺陷。为了避免锁模方法的缺点，人们还提出了利用外部调制的半导体激光器来产生OFC。外部调制通常又可以分为电光调制、声光调制、磁光调制以及电吸收调制。在所有类型的外部调制中，电光调制使用得最为频繁。基于电光调制产生OFC的方法是通过一个或多个由射频信号振荡器驱动的调制器，对连续光信号的幅度、相位、偏振进行调制，使之产生多个边带，在光学系统的输出端口得到OFC。基于电光调制方案产生OFC的输出特性与其工作条件及相关器件的性能密切相关。如名称为“一种光学频率梳的产生和探测系统及方法”(公开号CN113791513A)的中国发明专利，公开了基于马赫增德尔调制器调制的半导体激光器产生光学频率梳；名称为“一种宽带光学频率梳的产生装置及其方法”(CN103744249A)的中国发明专利，公开了基于双平行马赫曾德尔调制器和马赫曾德尔强度调制器级联的方案，通过调节级联调制器的射频幅值和直流偏置电压，产生了50线宽带光学频率梳。上述光学频率梳生成技术均采用了外部调制，但外部调制方法产生梳线的平坦性较差，需要利用多个外部调制器来提高梳线的平坦性，造成系统比较复杂，成本高昂。
利用电流调制半导体激光器获取OFC的产生技术，以其实验系统简单，易于操作，并且能够获取梳线间距灵活可调、稳定性良好的OFC而倍受青睐。垂直腔面发射激光器是一种典型的半导体激光器，具有制造成本低、阈值电流低、光纤耦合效率高、易于集成等特点。因此，基于电流调制垂直腔面发射激光器获取OFC引起了人们的广泛关注，并已有相关理论和实验的研究报道。
但是，目前基于电流调制垂直腔面发射激光器获取OFC的技术存在以下问题：
1.偏振方向不一致且不可调：由于垂直腔面发射激光器的增益有源区或激光腔中存在微弱的各向异性，从而导致其输出包含两个正交偏振的OFC分量，两个正交偏振的OFC分量进行叠加，可由光谱分析仪探测到一个宽带的OFC。但光谱分析仪所探测的宽带OFC并不是偏振一致的OFC，本质上仍然是两个垂直的偏振分量的拼接，因此其在一些偏振敏感的相关领域存在局限性；
2.调制信号的波形单一：大多数OFC的产生方案都采用了正弦信号进行电流调制，但正弦信号因其单一的频率成分很难在较低的调制频率(≤1GHz)下获取平坦且宽带的OFC。
因此，有必要开发一种新的基于任意波形发生器产生宽带光学频率梳的装置。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种基于任意波形发生器产生宽带光学频率梳的装置，以解决上述背景技术中存在的问题。
本实用新型所述的一种基于任意波形发生器产生宽带光学频率梳的装置，包括垂直腔面发射激光器、任意波形发生器、激光控制器、可调谐激光源、光注入模块、光环形器、起偏器、光学频率梳探测模块；
所述垂直腔面发射激光器用于产生平坦且宽带的光学频率梳信号；
所述任意波形发生器用于输出脉冲电信号，并将脉冲电信号对垂直腔面发射激光器进行电流调制，驱动垂直腔面发射激光器呈现增益开关状态，该任意波形发生器与垂直腔面发射激光器连接；
所述激光控制器用于控制垂直腔面发射激光器的温度及电流，该激光控制器与垂直腔面发射激光器连接；
所述可调谐激光源用于提供连续光信号；
所述光注入模块用于将可调谐激光源输出的连续光信号注入到光环形器，该光注入模块与可调谐激光源、光环形器连接；
所述光环形器用于将连续光信号注入到调制后的垂直腔面发射激光器以及将垂直腔面发射激光器输出的光学频率梳信号送入到起偏器，该光环形器分别与垂直腔面发射激光器、光注入模块、起偏器连接；
所述起偏器用于调节垂直腔面发射激光器输出的光学频率梳的偏振方向，该起偏器与光环形器、光学频率梳探测模块连接；
所述光学频率梳探测模块用于探测垂直腔面发射激光器输出的、经过起偏器调节偏振方向后的光学频率梳性能，该光学频率梳探测模块与起偏器连接。
可选地，所述任意波形发生器拥有函数和AWG两种操作模式，函数模式自带正弦、三角波、方波，AWG模式能通过自定义方式编码实现任意波形，且波形的输出频率fm和宽度τelec均可调。
可选地，所述光注入模块包括偏振控制器、可变光衰减器、第一光分束器和光功率计；所述偏振控制器用于调节垂直腔面发射激光器和可调谐激光源的偏振态，该偏振控制器与可调谐激光源连接；
所述可变光衰减器用于调节注入的连续光功率的大小，该可变光衰减器与偏振控制器连接；所述第一光分束器用于将注入的连续光分成两部分，其中一部分连续光进入光功率计，光功率计测量注入到垂直腔面发射激光器的光功率大小，另外一部分经光环形器单向注入到垂直腔面发射激光器中，驱使垂直腔面发射激光器产生优化的光学频率梳；该第一光分束器分别与可变光衰减器、光功率计和光环形器连接。
可选地，所述起偏器是基于康全玻璃偏振片与六自由度光纤/空间光耦合装置构成的精密手动调节起偏器，起偏器的偏振准直机构能实现手动360°任意旋转，通过调节偏振准直机构的角度，能改变垂直腔面发射激光器输出的光学频率梳的偏振方向，以获取偏振方向可调的优质宽带光学频率梳信号。
可选地，所述光学频率梳探测模块包括依次连接的掺饵光纤放大器、第二光分束器、光电探测器、光谱分析仪和数字示波器；
从起偏器输出的光信号经掺饵光纤放大器放大后，再进入第二光分束器进行分路，分路后的其中一部分进入光谱分析仪进行光谱测量，另一部分经光电探测器转换为电信号后，再输入数字示波器进行时间序列测量。
可选地，所述第一光分束器的功率分配为20:80；其中，80％功率的光经光环形器单向注入到垂直腔面发射激光器中，驱使垂直腔面发射激光器产生优化的光学频率梳；20％功率的光进入光功率计，光功率计测量注入到垂直腔面发射激光器的光功率大小。
可选地，所述第二光分束器的功率分配为50:50。其中，50％功率的光进入光谱分析仪进行光谱测量；另外50％功率的光经光电探测器转换为电信号后，再输入数字示波器进行时间序列测量。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
1、本实用新型通过采用起偏器调节光学频率梳的偏振方向，能够得到偏振方向可调的宽带光学频率梳信号，且在一定的偏振角度下，能够进一步得到偏振一致的平坦且宽带的OFC信号，扩展了光学频率梳在偏振敏感领域的应用；
2、本实用新型采用任意波形发生器来产生调制信号，由于任意波形发生器拥有函数和AWG两种操作模式，函数模式自带正弦、三角波、方波，AWG模式可通过自定义方式编码实现任意波形，且波形的输出频率fm和宽度τelec均可调，所以可以实现实验所需的任何波形，这有利于优质宽带光学频率梳的获取；
3、本实用新型通过采用光注入式的光学频率梳产生结构，通过将光注入到处于增益开关状态(光谱为宽带噪声谱)的垂直腔面发射激光器中，能够驱动垂直腔面发射激光器输出平坦且宽带的光学频率梳信号，且光梳的梳线具有高度相干性和稳定性，通过采用频谱仪测量基频电信号的功率谱和单边带相位噪声，能够得到基频信号的3dB线宽低于1Hz，单边带相位噪声约为-123.3dBc/Hz@10kHz。本实用新型所产生的光学频率梳具有优质的性能，能够满足对宽频带或偏振敏感有要求的OFC应用领域需求。
附图说明
图1为本实用新型的原理框图；
图2为本实用新型的一个优选实施例的装置示意图；
图3为任意波形发生器函数模式产生的方波调制信号波形(a1)，任意波形发生器AWG模式自定义编码产生的高斯脉冲调制信号波形(a2)，光注入到方波电流调制后的垂直腔面发射激光器输出的时间序列(b1)和光谱(c1)，以及光注入到高斯脉冲电流调制后的垂直腔面发射激光器输出的时间序列(b2)和光谱(c2)；
图4为高斯脉冲宽度τelec取不同时，光注入到高斯脉冲电流调制后的垂直腔面发射激光器输出的光谱。
其中，4、激光控制器；5、任意波形发生器；6、垂直腔面发射激光器；7、光注入模块；8、可调谐激光源；9、光环形器；10、起偏器；11、光学频率梳探测模块；7a、光功率计；7b、第一光分束器；7c、可变光衰减器；7d、偏振控制器；11a、掺饵光纤放大器；11b、第二光分束器；11c、光电探测器；11d、数字示波器；11e、光谱分析仪
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
如图1所示，一种基于任意波形发生器产生宽带光学频率梳的装置，包括垂直腔面发射激光器6、任意波形发生器5、激光控制器4、可调谐激光源8、光注入模块7、光环形器9、起偏器10和光学频率梳探测模块11；
垂直腔面发射激光器6，用于产生平坦且宽带的光学频率梳信号；
任意波形发生器5，用于输出脉冲电信号，并将脉冲电信号对垂直腔面发射激光器6进行电流调制，驱动垂直腔面发射激光器6呈现增益开关状态，该任意波形发生器5与垂直腔面发射激光器6连接；
激光控制器4，用于控制垂直腔面发射激光器6的温度及电流，该激光控制器4与垂直腔面发射激光器6连接；
可调谐激光源8，用于提供连续光信号；
光注入模块7，用于将可调谐激光源8输出的连续光信号注入到光环形器9；
光环形器9，用于将连续光信号注入到调制后的垂直腔面发射激光器6以及将垂直腔面发射激光器6输出的信号送入到起偏器10；
起偏器10，只允许光的某一偏振态通过，用于调节垂直腔面发射激光器6输出的光学频率梳的偏振方向；
光学频率梳探测模块11，用于探测经过起偏器10调节偏振方向后的光学频率梳的性能。
所述任意波形发生器5拥有函数和AWG两种操作模式，函数模式自带正弦、三角波、方波，AWG模式能通过自定义方式编码实现任意波形，且波形的输出频率fm和宽度τelec均可调。
光注入模块7包括偏振控制器7d、可变光衰减器7c、第一光分束器7b和光功率计7a，偏振控制器7d用于调节垂直腔面发射激光器6和可调谐激光源8的偏振态；可变光衰减器7c用于调节注入的连续光功率的大小；第一光分束器7b将注入连续光分成两部分，其中一部分连续光进入光功率计7a，光功率计7a测量注入到垂直腔面发射激光器6的光功率大小，另外一部分经光环形器9单向注入到垂直腔面发射激光器6中，驱使调制后的垂直腔面发射激光器6产生优化的光学频率梳。
光环形器9包括沿光传输方向依次相邻排列的第1端口至第3端口，其中第1端口连接光注入模块7，第2端口连接垂直腔面发射激光器6，第3端口连接起偏器10，光注入模块7输出的连续光信号通过光环形器9的第2端口注入到调制后的垂直腔面发射激光器6中，从垂直腔面发射激光器6输出光学频率梳信号；垂直腔面发射激光器6输出的光学频率梳经光环形器9的第3端口注入到起偏器10中，通过调节起偏器10的角度，可以得到偏振方向可调的宽带光学频率梳信号。
起偏器10是基于康全玻璃偏振片与六自由度光纤/空间光耦合装置构成的精密手动调节起偏器，偏振准直机构可实现手动360°任意旋转，通过调节偏振准直机构的角度，可改变垂直腔面发射激光器6输出的光学频率梳的偏振方向，实现偏振方向可调的优质宽带光学频率梳信号输出。
光学频率梳探测模块11包括：掺饵光纤放大器11a、第二光分束器11b、光电探测器11c、光谱分析仪11e、数字示波器11d；第二光分束器11b将垂直腔面发射激光器6的输出分成两路，一路光信号输入光谱分析仪11e用于探测光学频率梳的光谱，另一路光信号经光电探测器11c转换为电信号后，再输入数字示波器11d用于探测光学频率梳的时间序列。
图2显示了本实用新型所述基于任意波形发生器产生宽带光学频率梳的装置一个优选实施例的具体结构，该装置包括任意波形发生器5、激光控制器4、垂直腔面发射激光器6、可调谐激光源8、偏振控制器7d、可变光衰减器7c、第一光分束器7b、光功率计7a、光环形器9、起偏器10、掺饵光纤放大器11a、第二光分束器11b、光电探测器11c、光谱分析仪11e和数字示波器11d；
任意波形发生器5提供的调制信号对垂直腔面发射激光器6进行电流调制，使垂直腔面发射激光器6输出增益开关状态，此时垂直腔面发射激光器6输出的光谱为底座抬高且加宽的噪声谱。
可调谐激光源8输出的连续光首先进入偏振控制器7d，然后经可变光衰减器7c调节注入光功率大小后，再输入到第一光分束器7b，第一光分束器7b将光分成两部分，其中一部分(如20％)进入光功率计7a测量注入光功率大小；另一部分(如80％)进入光环形器9的第1端口，然后通过光环形器9的第2端口单向注入到调制后的垂直腔面发射激光器6中，使垂直腔面发射激光器6产生宽带的光学频率梳信号；垂直腔面发射激光器6输出的频率梳信号经光环形器9的第3端口进入到起偏器10中，通过改变起偏器10的偏振角度，可以得到偏振方向可调的宽带光学频率梳信号；从起偏器10输出的光信号经掺饵光纤放大器11a放大后，再进入第二光分束器11b进行分路，分路后的其中一部分进入光谱分析仪11e进行光谱测量，另一部分经光电探测器11c转换为电信号后，再输入数字示波器11d进行时间序列测量。
本实施例中，在具体实施中装置的各部分可采用以下的器件，也可采用其他的型号和具有相似功能的部件，任意波形发生器5采用TektronixAWG70001A型任意波形发生器；激光控制器4采用ILX-Lightwave LDC-3724C型激光控制器；垂直腔面发射激光器6采用一个商用的Raycan1550nm-VCSEL；电放大器采用Agilent_83006A型电放大器；可调谐激光源8采用Santec TSL-710的可调谐激光器；偏振控制器7d采用普通的商用偏振控制器；可变光衰减器7c采用1550nm波长的可调光衰减器；第一光分束器7b采用20:80的光纤耦合器；光功率计7a采用带PM100D表头的S155C光纤功率传感器；光环形器9采用三端口光环形器；起偏器10采用OM-POL-GN型手动光纤起偏器；掺饵光纤放大器11a采用功率放大或增益放大可选的普通商用掺饵光纤放大器；第二光分束器11b采用50:50的光纤耦合器；光电探测器11c采用12GHz带宽的New Focus 1544-B光电探测器；光谱分析仪11e采用20MHz分辨率的AragonPhotonics BOSA lite+光谱分析仪；数字示波器11d采用16GHz带宽的Agilent X91604A数字示波器。
本实施例中，垂直腔面发射激光器6的电流及温度受两个高精度低噪声的激光控制器4所控制，其电流的控制精度为0.01mA，温度的控制精度为0.01℃。在实施过程中，垂直腔面发射激光器6的温度稳定在20.10℃，电流稳定在5.00mA，在上述温度及电流条件下，自由运行的半导体激光器垂直腔面发射激光器6的弛豫振荡频率为2.63GHz。
本实施例中，任意波形发生器5拥有函数和AWG两种操作模式，函数模式自带正弦、三角波、方波，AWG模式可通过自定义方式编码实现任意波形。图3(a1)为任意波形发生器5函数模式产生的方波调制信号波形；图3(a2)为任意波形发生器5的AWG模式自定义编码产生的高斯脉冲调制信号波形；图3(b1)和3(c1)为光注入到方波电流调制后的垂直腔面发射激光器6输出的时间序列和光谱；图3(b2)和3(c2)为光注入到高斯脉冲电流调制后的垂直腔面发射激光器6输出的时间序列和光谱；图4为不同脉冲宽度τelec时，光注入到高斯脉冲电流调制后的垂直腔面发射激光器6输出的光谱。
图3(a1)显示由任意波形发生器5函数模式产生的方波调制信号波形，此时，方波信号的调制频率fm＝2.2GHz、峰值电压Vm＝2V。图3(a2)给出了由任意波形发生器5的AWG模式自定义编码产生的高斯脉冲调制信号波形，此时，脉冲信号的调制频率fm＝0.5GHz、峰值电压Vm＝10.5V、脉冲宽度τelec＝200ps。图3(b1)和3(c1)分别给出了注入波长λi＝1555.1670nm，注入功率Pi＝26.55μW时，光注入到方波电流调制后的垂直腔面发射激光器6输出的时间序列和光谱。从图3(b1)可以看出，垂直腔面发射激光器6输出的时间序列为等间隔的脉冲，脉冲间隔约为0.45ns(＝1/fm)。从图3(c1)可以看出，垂直腔面发射激光器6输出平坦且宽带的光学频率梳，光梳的10dB带宽约为77GHz。
图3(b2)和3(c2)分别给出了注入波长λi＝1551.8570nm，注入功率Pi＝18.82μW时，光注入到高斯脉冲电流调制后的垂直腔面发射激光器6输出的时间序列和光谱。从图3(b2)可以看出，垂直腔面发射激光器6输出的时间序列为间隔2ns(＝1/fm)的尖顶脉冲。从图3(c2)可以看出，垂直腔面发射激光器6输出平坦且宽带的光学频率梳，光梳的10dB带宽约为82.5GHz。因此，通过任意波形发生器5的两种模式，即函数模式产生方波调制信号和AWG模式产生高斯脉冲调制信号进行调制，可以发现：在恰当的注入条件下，均能产生梳线更加平坦，功率更加均衡的光学频率梳。
图4显示脉冲频率fm＝0.5GHz时，4个不同脉冲宽度τelec和匹配的注入波长λi下，光注入高斯脉冲电流调制后的垂直腔面发射激光器6输出的光谱图。
从图4可以看出，随着脉冲宽度τelec的增加，光学频率梳的形状随其变化，且光梳的带宽呈现先增加后减少的变化趋势。
在图4(a)中，当脉冲宽度τelec和注入波长λ为(τelec,λi)＝(75ps，1551.0201nm)时，垂直腔面发射激光器6输出光学频率梳的右边部分功率较低，此时光梳的带宽约为43.0GHz；继续增加脉冲宽度，当(τelec,λi)＝(125ps，1551.2234nm)和(200ps，1551.8570nm)时，如图4(b)和4(c)所示，垂直腔面发射激光器6输出的光学频率梳变得平坦，梳线功率更加均衡，此时光梳的带宽分别为73.0GHz和82.5GHz。继续增加脉冲宽度，当(τelec,λi)＝(375ps，1553.5766nm)时，如图4(d)所示,过大的脉冲宽度导致光梳的梳状结构不均匀，此时带宽降至13.0GHz。上述结果表明，通过选择匹配的脉冲宽度，可以获得优质的宽带光学频率梳信号。
综上所述，上述试验充分验证了本实用新型技术方案所具有的优异效果，本实用新型所达到的有益效果：相比通常的光学频率梳发生器，本发生器因采用起偏器调节所获得的光学频率梳的偏振方向，可以得到偏振方向一致且可调的宽带光学频率梳，拓展了光学频率梳在偏振敏感领域的应用；由于任意波形发生器拥有函数和AWG两种操作模式，函数模式自带正弦、三角波、方波，AWG模式可通过自定义方式编码实现任意波形，且波形的输出频率fm和宽度τelec均可调，所以可以实现实验所需的任何波形，这有利于优质宽带光学频率梳的获取；采用光注入式的光学频率梳产生结构，可驱动垂直腔面发射激光器6输出平坦且宽带的光学频率梳OFC信号，光梳的带宽约为82.5GHz，同时基于光注入到调制后的垂直腔面发射激光器6输出OFC的梳线还具有高度相干性和稳定性，通过采用频谱仪测量基频电信号的功率谱和单边带相位噪声，可得基频信号的3dB线宽低于1Hz，单边带相位噪声约为-123.3dBc/Hz@10kHz。本实用新型技术方案所产生的光学频率梳具有优质的性能，在超快激光动力学研究、偏分复用光通信、偏振敏感等领域具有良好的应用前景。
对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (7)
1.一种基于任意波形发生器产生宽带光学频率梳的装置，其特征在于，包括垂直腔面发射激光器(6)、任意波形发生器(5)、激光控制器(4)、可调谐激光源(8)、光注入模块(7)、光环形器(9)、起偏器(10)、光学频率梳探测模块(11)；
所述垂直腔面发射激光器(6)用于产生平坦且宽带的光学频率梳信号；
所述任意波形发生器(5)用于输出脉冲电信号，并将脉冲电信号对垂直腔面发射激光器(6)进行电流调制，驱动垂直腔面发射激光器(6)呈现增益开关状态，该任意波形发生器(5)与垂直腔面发射激光器(6)连接；
所述激光控制器(4)用于控制垂直腔面发射激光器(6)的温度及电流，该激光控制器(4)与垂直腔面发射激光器(6)连接；
所述可调谐激光源(8)用于提供连续光信号；
所述光注入模块(7)用于将可调谐激光源(8)输出的连续光信号注入到光环形器(9)，该光注入模块(7)与可调谐激光源(8)、光环形器(9)连接；
所述光环形器(9)用于将连续光信号注入到调制后的垂直腔面发射激光器(6)以及将垂直腔面发射激光器(6)输出的光学频率梳信号送入到起偏器(10)，该光环形器(9)分别与垂直腔面发射激光器(6)、光注入模块(7)、起偏器(10)连接；
所述起偏器(10)用于调节垂直腔面发射激光器(6)输出的光学频率梳的偏振方向，该起偏器(10)与光环形器(9)、光学频率梳探测模块(11)连接；
所述光学频率梳探测模块(11)用于探测垂直腔面发射激光器(6)输出的、经过起偏器(10)调节偏振方向后的光学频率梳性能，该光学频率梳探测模块(11)与起偏器(10)连接。
2.根据权利要求1所述的基于任意波形发生器产生宽带光学频率梳的装置，其特征在于：所述任意波形发生器(5)用于提供电流调制所需的调制信号，任意波形发生器(5)拥有函数和AWG两种操作模式，函数模式自带正弦、三角波、方波，AWG模式可通过自定义方式编码实现任意波形，且波形的输出频率fm和宽度τelec均可调；通过任意波形发生器(5)输出的脉冲电信号对垂直腔面发射激光器(6)进行调制，使垂直腔面发射激光器(6)呈现增益开关状态。
3.根据权利要求1所述的基于任意波形发生器产生宽带光学频率梳的装置，其特征在于：所述光注入模块(7)包括偏振控制器(7d)、可变光衰减器(7c)、第一光分束器(7b)和光功率计(7a)；
所述偏振控制器(7d)用于调节垂直腔面发射激光器(6)和可调谐激光源(8)的偏振态，该偏振控制器(7d)与可调谐激光源(8)连接；
所述可变光衰减器(7c)用于调节注入的连续光功率的大小，该可变光衰减器(7c)与偏振控制器(7d)连接；
所述第一光分束器(7b)用于将注入的连续光分成两部分，其中一部分连续光进入光功率计(7a)，光功率计(7a)测量注入到垂直腔面发射激光器(6)的光功率大小，另外一部分经光环形器(9)单向注入到垂直腔面发射激光器(6)中，驱使垂直腔面发射激光器(6)产生优化的光学频率梳；该第一光分束器(7b)分别与可变光衰减器(7c)、光功率计(7a)和光环形器(9)连接。
4.根据权利要求1所述的基于任意波形发生器产生宽带光学频率梳的装置，其特征在于：所述起偏器(10)是基于康全玻璃偏振片与六自由度光纤/空间光耦合装置构成的精密手动调节起偏器，起偏器(10)的偏振准直机构能实现手动360°任意旋转，通过调节偏振准直机构的角度，能改变垂直腔面发射激光器(6)输出的光学频率梳的偏振方向，以获取偏振方向可调的优质宽带光学频率梳信号。
5.根据权利要求1所述的基于任意波形发生器产生宽带光学频率梳的装置，其特征在于：所述光学频率梳探测模块(11)包括依次连接的掺饵光纤放大器(11a)、第二光分束器(11b)、光电探测器(11c)、数字示波器(11d)和光谱分析仪(11e)；
从起偏器(10)输出的光信号经掺饵光纤放大器(11a)放大后，再进入第二光分束器(11b)进行分路，分路后的其中一部分进入光谱分析仪(11e)进行光谱测量，另一部分经光电探测器(11c)转换为电信号后，再输入数字示波器(11d)进行时间序列测量。
6.根据权利要求3所述的基于任意波形发生器产生宽带光学频率梳的装置，其特征在于，所述第一光分束器(7b)的功率分配为20:80；其中，80％功率的光经光环形器(9)单向注入到垂直腔面发射激光器(6)中，驱使垂直腔面发射激光器(6)产生优化的光学频率梳；20％功率的光进入光功率计(7a)，通过光功率计(7a)测量的功率大小推算出注入到垂直腔面发射激光器(6)的光功率大小。
7.根据权利要求5所述的基于任意波形发生器产生宽带光学频率梳的装置，其特征在于，所述第二光分束器(11b)的功率分配为50:50；其中，50％功率的光进入光谱分析仪(11e)进行光谱测量；另外50％功率的光经光电探测器(11c)转换为电信号后，再输入数字示波器(11d)进行时间序列测量。
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