一種基于諧波鎖模光纖激光器的天文學光學頻率梳系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于諧波鎖模光纖激光器的天文學光學頻率梳系統(tǒng)，天文學光學頻率梳系統(tǒng)包括：光纖激光器模塊，其輸出高重復頻率鎖模脈沖激光；脈沖重復頻率鎖定模塊，其與光纖激光器模塊形成環(huán)路，脈沖重復頻率鎖定模塊對脈沖激光進行鎖定；頻率與功率調節(jié)模塊，其輸入端與光纖激光器模塊的輸出連接，頻率與功率調節(jié)模塊提高種子光重復頻率并放大功率；載波包絡零頻鎖定模塊，其與光纖激光器模塊、頻率與功率調節(jié)模塊形成環(huán)路，載波包絡零鎖定模塊用于對脈沖激光的載波包絡零頻進行鎖定；和光譜展寬模塊，其與頻率與功率調節(jié)模塊的輸出端連接，光譜展寬模塊對輸出脈沖的光譜進行展寬，輸出可用于標定天文學光譜儀的光學頻率梳。
【專利說明】
一種基于諧波鎖模光纖激光器的天文學光學頻率梳系統(tǒng)
技術領域
[0001]本發(fā)明屬于超快光學技術領域，具體是涉及一種基于諧波鎖模光纖激光器的天文學光學頻率梳系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]激光技術的發(fā)展已經經歷了半個多世紀，從固體激光器到光纖激光器，每一次技術的發(fā)展都為科學的進步提供了動力。近年來，隨著飛秒激光脈沖技術的出現，激光技術的發(fā)展進入了全新的篇章，尤其是飛秒光學頻率梳的出現，突破了已有的測量尺度，對精密測量領域的貢獻是極為巨大的。
[0003]所謂飛秒光學頻率梳，是指通過鎖定飛秒鎖模脈沖激光的重復頻率以及載波包絡相位偏置頻率，得到在時域上重復頻率穩(wěn)定的飛秒脈沖激光，與此同時，該激光脈沖在頻域上就表征為一系列頻率間隔穩(wěn)定的頻譜，類似于一把測量的尺子，可以直接用作對頻率的精確測量，由此也被稱之為光學頻率梳。光學頻率梳，作為一種有別于傳統(tǒng)測量方法的新型測量技術，實現了光學頻率與微波頻率的直接連接，在精密光譜學研究、基本物理常數測量、光學頻率計量、光學原子鐘等前沿科學領域具有重要意義。
[0004]光學頻率梳產生的基本原理是鎖模激光脈沖技術，鎖模通常分為主動鎖模和被動鎖模。在光纖激光器中，常見的被動鎖模有偏振旋轉鎖模、可飽和吸收鎖模，主動鎖模一般是在腔內加入聲光或電光調制器，通過振幅或相位調制實現鎖模脈沖激光的輸出。與主動鎖模技術相比，被動鎖模方式受到器件空間距離與腔內光纖長度的影響，重復頻率的提升從而受到了一定的限制。而本發(fā)明中所涉及的諧波鎖模技術，在一定程度上突破了這樣一種限制。
[0005]近年來，隨著光學頻率梳技術的進一步發(fā)展，其在天文學領域的巨大應用價值也逐漸被人們所發(fā)現，天文學家將光學頻率梳輸入高分辨率的天文光譜儀中作光學定標，通過這種高密度、高穩(wěn)定的波長定標，可以將天文光譜儀的測量精度大大提高，這對天文學測量來說意義巨大，然而，高分辨率的天文學光譜儀對所需要的光學頻率梳的重復頻率有很高的要求，常規(guī)的光學頻率梳不能達到這樣的要求，因此為了匹配高分辨率天文光譜儀必須對其重復頻率進行提高。
[0006]目前，能應用于天文光譜儀的光學頻率梳，多是基于固體激光器的傳統(tǒng)方法實現光學頻率梳。通過法布里一珀羅腔濾波技術，調節(jié)法布里一珀羅腔的腔長，對種子光的光學頻率進行濾除，提高縱模間距，得到更高重復頻率的光學頻率梳，從而滿足天文學光學頻率梳的要求。然而，傳統(tǒng)方法下基于固體飛秒激光器的光學頻率梳系統(tǒng)，由眾多機械和光學元件組成，且光束在自由空間傳輸，系統(tǒng)繁雜龐大，運行操作復雜，系統(tǒng)維護不易，且易受環(huán)境影響。
【發(fā)明內容】
[0007]本發(fā)明針對上述現有技術的不足之處，突破實現天文學光學頻率梳的傳統(tǒng)方法，提供了一種基于諧波鎖模光纖激光器的天文學光學頻率梳系統(tǒng)。該技術不再完全依賴于法布里一珀羅腔濾波技術，而是利用光纖激光器的諧波鎖模，直接提高種子光的重復頻率，同時通過鎖相環(huán)技術與載波包絡零頻鎖定系統(tǒng)，對諧波鎖模光纖激光器的重復頻率和載波包絡零頻進行精確鎖定，最后通過光纖放大器放大以及光譜展寬器展寬，提高光學頻率梳的功率和光譜覆蓋范圍，使其能夠直接應用于對部分天文學光譜儀的標定。
[0008]本發(fā)明提出了一種基于諧波鎖模光纖激光器的天文學光學頻率梳系統(tǒng)，所述天文學光學頻率梳系統(tǒng)包括:光纖激光器模塊，其輸出高重復頻率鎖模脈沖激光;脈沖重復頻率鎖定模塊，其與所述光纖激光器模塊形成環(huán)路，所述脈沖重復頻率鎖定模塊對所述脈沖激光進行鎖定;頻率與功率調節(jié)模塊，其輸入端與所述光纖激光器模塊的輸出連接，所述頻率與功率調節(jié)模塊提高種子光重復頻率并放大功率;載波包絡零頻鎖定模塊，其與所述光纖激光器模塊、所述頻率與功率調節(jié)模塊形成環(huán)路，所述載波包絡零鎖定模塊用于對所述脈沖激光的載波包絡零頻進行鎖定;和光譜展寬模塊，其與所述頻率與功率調節(jié)模塊的輸出端連接，所述光譜展寬模塊對輸出脈沖的光譜進行展寬，輸出可用于標定天文學光譜儀的光學頻率梳。
[0009]本發(fā)明提出的所述基于諧波鎖模光纖激光器的天文學光學頻率梳系統(tǒng)中，所述光纖激光器模塊為設有增益光纖、壓電陶瓷和色散調節(jié)器的半空間半光纖結構光纖激光器。
[0010]本發(fā)明提出的所述基于諧波鎖模光纖激光器的天文學光學頻率梳系統(tǒng)中，所述光纖激光器模塊為設有增益光纖、壓電陶瓷和色散調節(jié)器的全光纖結構光纖激光器。
[0011]本發(fā)明提出的所述基于諧波鎖模光纖激光器的天文學光學頻率梳系統(tǒng)中，所述色散調節(jié)器是光柵、棱鏡或光纖，所述色散調節(jié)器用于調節(jié)腔內色散，使所述脈沖激光達到能夠形成諧波鎖模的負色散狀態(tài)。
[0012]本發(fā)明提出的所述基于諧波鎖模光纖激光器的天文學光學頻率梳系統(tǒng)中，所述增益光纖包括摻鉺光纖、摻鐿光纖。
[0013]本發(fā)明提出的所述基于諧波鎖模光纖激光器的天文學光學頻率梳系統(tǒng)中，所述頻率與功率調節(jié)模塊為光纖放大器，或由光纖放大器與至少一級F—P腔級聯組成。
[0014]本發(fā)明提出的所述基于諧波鎖模光纖激光器的天文學光學頻率梳系統(tǒng)中，所述光纖放大器是啁啾脈沖光纖放大器或自相似光纖放大器。
[0015]本發(fā)明提出的所述基于諧波鎖模光纖激光器的天文學光學頻率梳系統(tǒng)中，所述光譜展寬模塊是由透鏡，與光子晶體光纖或非線性晶體或非線性波導之一級聯組成。
[0016]本發(fā)明提出的所述基于諧波鎖模光纖激光器的天文學光學頻率梳系統(tǒng)中，所述脈沖重復頻率鎖定模塊由參考信號源、探測器、混頻器、濾波放大電路組成，用以控制壓電陶瓷從而進一步控制腔長，使獲得的脈沖重復頻率精確鎖定。
[0017]本發(fā)明提出的所述基于諧波鎖模光纖激光器的天文學光學頻率梳系統(tǒng)中，所述載波包絡零頻鎖定模塊是f_2f頻率鎖定系統(tǒng)或2f_3f頻率鎖定系統(tǒng)。
[0018]本發(fā)明的有益效果在于:
[0019]本發(fā)明基于諧波鎖模直接產生高重復頻率的鎖模脈沖激光，通過對功率的放大、光譜的展寬和對頻率的精確鎖定，直接輸出可以用于標定部分高精度天文學光譜儀的光學頻率梳。
[0020]基于本發(fā)明系統(tǒng)，加入F-P腔濾波，進一步提高光學頻率梳的重復頻率，也可用于標定其它對重復頻率要求更高的天文學光譜儀。
[0021 ]本發(fā)明結合高功率栗浦，通過控制腔內色散調節(jié)器，使諧振腔達到能夠實現穩(wěn)定諧波鎖模的負色散狀態(tài)，從而輸出高重復頻率的諧波鎖模脈沖。
[0022]本發(fā)明采用基于諧波鎖模的光纖激器作為產生高重復頻率的振蕩級，系統(tǒng)結構簡單，占用空間小，投入成本少，且方便維護系統(tǒng)。
[0023]本發(fā)明采用基于諧波鎖模的光纖激光器作為產生高重復頻率的振蕩級，突破了傳統(tǒng)采用多級F-P腔提高脈沖激光重復頻率的方法，使天文學光學頻率梳系統(tǒng)更加集成化、便攜化，且系統(tǒng)穩(wěn)定性相較于基于固定激光器的天文學光學頻率梳系統(tǒng)更好。
[0024]本發(fā)明采用基于啁啾脈沖放大技術的光纖放大器或基于自相似放大技術的光纖放大器，可以在放大過程中調整激光的脈沖寬度，同時配合光譜展寬器對光譜進行展寬，從而獲得質量更好的天文學光學頻率梳。
[0025]本發(fā)明基于光纖結構，系統(tǒng)結構緊湊，光學頻率梳重復頻率高，諧波鎖?？梢跃_控制，諧波次數可調。
【附圖說明】
[0026]圖1為本發(fā)明基于諧波鎖模光纖激光器的天文學光學頻率梳系統(tǒng)的結構示意圖。
[0027]圖2為實施例1中采用半空間半光纖結構的天文學光學頻率梳系統(tǒng)的結構圖。
[0028]圖3為實施例2中采用全光纖結構的天文學光學頻率梳系統(tǒng)的結構圖。
[0029]圖4為實施例3中采用全光纖結構的天文學光學頻率梳系統(tǒng)的結構圖。
【具體實施方式】
[0030]結合以下具體實施例和附圖，對本發(fā)明作進一步的詳細說明。實施本發(fā)明的過程、條件、實驗方法等，除以下專門提及的內容之外，均為本領域的普遍知識和公知常識，本發(fā)明沒有特別限制內容。
[0031]參閱圖1，圖1顯示的是本發(fā)明天文學光學頻率梳系統(tǒng)的結構示意圖。本發(fā)明由光纖激光器模塊100、頻率與功率調節(jié)模塊200、脈沖重復頻率鎖定模塊300、載波包絡零頻鎖定模塊400和光譜展寬模塊500組成。光纖激光器模塊100的輸出端輸出高重復頻率鎖模脈沖激光，光纖激光器模塊100的輸出與脈沖重復頻率鎖定模塊300的輸入連接，產生的反饋信號從輸出到光纖激光器模塊100的輸入，從而形成環(huán)路。光纖激光器模塊100的輸出又與頻率與功率調節(jié)模塊200的輸入連接，頻率與功率調節(jié)模塊200輸出的一部分作為反饋連接到載波包絡零頻鎖定模塊400的輸入，載波包絡零頻鎖定模塊400產生控制信號連接到光纖激光器模塊100中形成環(huán)路。頻率與功率調節(jié)模塊200的另一部分輸出連接光譜展寬模塊500，光譜展寬模塊500對輸出脈沖的光譜進行展寬，由此通過諧波鎖模，提供重復頻率可以直接標定部分高精度天文光譜儀的激光脈沖。
[0032]在實現本發(fā)明的較佳實施例中，脈沖重復頻率鎖定模塊300包括激光脈沖探測器301、混頻器302、濾波放大電路303和信號發(fā)生器304。激光脈沖探測器301的輸入端接收來自光纖激光器模塊100輸出的高重復頻率鎖模激光脈沖，經激光脈沖探測器301探測后的信號與信號發(fā)生器304產生的標準信號一起進入混頻器302形成低頻誤差信號，低頻誤差信號經由濾波放大電路303產生反饋控制信號，將產生的反饋控制信號向光纖激光器模塊100反饋，從而可以精確控制光纖激光器的腔長，使輸出的激光脈沖重復頻率得以精確鎖定。
[0033]在實現本發(fā)明的較佳實施例中，載波包絡零頻鎖定模塊400的輸入端接收由頻率與功率調節(jié)模塊200提高重復頻率和放大后的脈沖激光，產生反饋信號控制光纖激光器模塊100的栗浦電流，進一步將脈沖的載波包絡零頻精確鎖定，再經過光譜展寬模塊500展寬光譜，最終輸出較高功率的可以用于標定天文學光譜儀的光學頻率梳。
[0034]實施例1
[0035]參閱圖1、2，圖1和圖2顯示的是本實施例中天文學光學頻率梳系統(tǒng)的結構圖。本實施例中，光纖激光器模塊100為半空間半光纖結構，產生的激光脈沖波長為1030nm。栗浦源108向環(huán)形腔中注入980nm栗浦，腔內高濃度摻鐿光纖107產生的激光依次通過光纖準直器101、二分之一波片102、四分之一波片103、分光器104，透過分光器104的一種偏振態(tài)的激光直接輸出，另一種偏振態(tài)的激光經分光器104反射后繼續(xù)依次通過四分之一波片103、色散調節(jié)器109，并經過帶有高反鏡的壓電陶瓷105反射，再次返回四分之一波片103，此時激光脈沖的偏振態(tài)發(fā)生變化，再通過分光器104后傳播方向發(fā)生改變，繼而通過偏振相關的光學隔離器106、四分之一波片103，最終再次通過光纖準直器101耦合到光纖中，完成一次完整的環(huán)形路程，這樣的諧振腔構成了產生諧波鎖模脈沖激光的條件。為了獲得高重復頻率的鎖模脈沖激光，采用高濃度摻鐿光纖和集成化設計的光學元件，進一步為了獲得更高重復頻率的諧波鎖模脈沖激光，可以控制色散調節(jié)器109使腔內色散維持較明顯的負色散狀態(tài)，同時增加栗浦108的功率和調整二分之一波片102與四分之一波片103，達到諧波鎖模狀態(tài)，且通過配置不同的負色散和栗浦功率，可以控制諧波鎖模的諧波次數。
[0036]本實施例中，控制諧振腔的光程為0.6m，在低功率栗浦下，可以得到重復頻率為500MHz的鎖模脈沖激光，調節(jié)色散調節(jié)器109光柵引入合適的負色散，栗浦108的功率提高至IJl.5W，調整二分之波片102和四分之一波片103后，在輸出端得到了重復頻率為2GHz的四次諧波鎖模激光脈沖。將得到的四次諧波鎖模激光脈沖信號輸入脈沖重復頻率鎖定模塊300中的激光脈沖探測器301探測得到脈沖信號，并與信號發(fā)生器304產生的標準信號一起進入混頻器302，產生低頻誤差信號，低頻誤差信號經過濾波放大電路303后產生反饋控制信號，該信號對光纖激光器模塊100中的壓電陶瓷105進行控制，從而調整諧振腔的腔長，實現對脈沖重復頻率的精確鎖定，本實施例中可以將脈沖激光的重復頻率鎖定到1mHz。
[0037]經過重復頻率鎖定后，將脈沖激光輸入到頻率與功率調節(jié)模塊200中，本實施例中的頻率與功率調節(jié)模塊為啁啾脈沖CPA光纖放大器，放大后引入一部分脈沖信號輸入載波包絡零頻鎖定模塊400，本實施例中載波包絡零頻鎖定模塊400為f-2f系統(tǒng)，在經過頻率與功率調節(jié)模塊200后，通過光子晶體光纖401將脈沖光展寬到一個倍頻程，然后通過雙色鏡406將脈沖光分成兩路，其中一路將波長為1220nm的脈沖光引入倍頻晶體403，然后射入反射鏡402調整光路方向；另一路是過濾并透射出來的波長為610nm的脈沖光，并射入延遲器404調節(jié)光程，兩路脈沖光射入信號探測與處理器405中進行拍頻，信號探測與處理器405對拍頻信號進行探測和處理，從而產生反饋控制信號對栗浦電流進行控制，實現對脈沖信號載波包絡零頻的精確鎖定，最后將信號輸入光譜展寬模塊500，展寬光譜使其能夠覆蓋400nm一100nm。
[0038]最終輸出的高功率光學頻率梳，其重復頻率為2GHz，重復頻率鎖定精度達mHz，且載波包絡零頻也同時鎖定，光譜覆蓋400nm — lOOOnm，可直接用于標定部分高精度天文學光譜儀。
[0039]實施例2
[0040]參閱圖1、3，圖1和圖3顯示的是本實施例天文學光學頻率梳系統(tǒng)的結構圖，本實施例中產生的激光脈沖波長為1030nm，光纖激光器模塊100為全光纖結構。栗浦源111向環(huán)形腔中注入980nm栗浦，腔內增益光纖116產生受激輻射的激光依次通過波分復用器112、偏振相關的光學隔離器113、光纖親合器114、光纖116(本實施例中為摻鐿光纖)、偏振控制器117、色散調節(jié)器118完成一次完整的環(huán)形路程，同時利用壓電陶瓷115微調光纖長度，這樣的諧振腔構成了產生諧波鎖模脈沖激光的條件，為了獲得高重復頻率的鎖模脈沖激光，采用高濃度摻鐿光纖和集成化設計的光學元件，通過調節(jié)偏振控制器117，可以形成諧波鎖模脈沖激光，且通過配置不同的負色散和栗浦功率，可以控制諧波鎖模的諧波次數。本實施例中，控制諧振腔的光程為I.2m，在低功率栗浦下，可以得到重復頻率為250MHz的鎖模脈沖激光，將栗浦111的功率提高到1.5W，控制色散調節(jié)器118使諧振腔獲得合適的負色散，調整偏振控制器117后，在輸出端得到了重復頻率為IGHz的四次諧波鎖模激光脈沖。將得到的四次諧波鎖模激光脈沖信號輸入脈沖重復頻率鎖定模塊300，探測器301得到的脈沖信號與信號發(fā)生器304產生的標準信號一起進入混頻器302，再通過濾波放大電路303產生反饋控制信號，該信號對光纖激光器模塊中的壓電陶瓷115進行控制，壓電陶瓷控制光纖的長度變化，從而調整諧振腔的腔長，實現對脈沖重復頻率的精確鎖定，本實施例中可以將脈沖激光的重復頻率鎖定到I OmHz。
[0041 ]經過重復頻率鎖定后，將脈沖激光輸入到頻率與功率調節(jié)模塊200中，本實施例中的頻率與功率調節(jié)模塊為兩級F-P腔201和啁啾脈沖光纖放大器202，利用F-P腔濾波技術，通過兩級F—P腔201將脈沖激光的重復頻率提高到40GHz，再經過啁啾脈沖光纖放大器202放大，然后引入一部分脈沖信號輸入載波包絡零頻鎖定模塊400，本實施例中載波包絡零頻鎖定模塊400為f-2f系統(tǒng)，在經過頻率與功率調節(jié)模塊200后，通過光子晶體光纖401將脈沖光展寬到一個倍頻程，然后通過雙色鏡406將脈沖光分成兩路，其中一路將波長為1220nm的脈沖光引入倍頻晶體403，然后射入反射鏡402調整光路方向；另一路是過濾并透射出來的波長為610nm的脈沖光，并射入延遲器404調節(jié)光程，兩路脈沖光射入信號探測與處理器405中進行拍頻，信號探測與處理器405對拍頻信號進行探測和處理，從而產生反饋控制信號對栗浦電流進行控制，實現對脈沖信號載波包絡零頻的精確鎖定，最后將信號輸入光譜展寬模塊500，展寬光譜使其能夠覆蓋400nm—100nm0
[0042]最終輸出的高功率光學頻率梳，其重復頻率為40GHz，重復頻率鎖定精度達mHz，且載波包絡零頻也同時鎖定，光譜覆蓋400nm—lOOOnm，可用于標定高精度天文學光譜儀。
[0043]實施例3
[0044]參閱圖1、4，圖1和圖4顯示的是本實施例天文學光學頻率梳系統(tǒng)的結構圖，本實施例中產生的激光脈沖波長為1550nm，光纖激光器模塊100為全光纖結構。栗浦源121向環(huán)形腔中注入980nm栗浦，腔內增益光纖126產生受激輻射的激光依次通過波分復用器122、偏振相關的光學隔離器123、光纖親合器124、光纖126(本實施例中為摻鉺光纖)、偏振控制器127、色散調節(jié)器128完成一次完整的環(huán)形路程，同時利用壓電陶瓷125微調光纖長度，這樣的諧振腔構成了產生諧波鎖模脈沖激光的條件，為了獲得高重復頻率的鎖模脈沖激光，采用高濃度摻餌光纖和集成化設計的光學元件，通過調節(jié)偏振控制器127，可以形成諧波鎖模脈沖激光，且通過配置不同的負色散和栗浦功率，可以控制諧波鎖模的諧波次數。本實施例中，控制諧振腔的光程為1.2m，在低功率栗浦下，可以得到重復頻率為250MHz的鎖模脈沖激光，將栗浦121的功率提高到2W，控制色散調節(jié)器128使諧振腔獲得合適的負色散，調整偏振控制器127后，在輸出端得到了重復頻率為IGHz的四次諧波鎖模激光脈沖。將得到的四次諧波鎖模激光脈沖信號輸入脈沖重復頻率鎖定模塊300，探測器301得到的脈沖信號與信號發(fā)生器304產生的標準信號一起進入混頻器302，再通過濾波放大電路303產生反饋控制信號，該信號對光纖激光器模塊中的壓電陶瓷125進行控制，壓電陶瓷控制光纖的長度變化，從而調整諧振腔的腔長，實現對脈沖重復頻率的精確鎖定，本實施例中可以將脈沖激光的重復頻率鎖定到I OmHz。
[0045]經過重復頻率鎖定后，將脈沖激光輸入到頻率與功率調節(jié)模塊200中，本實施例中的頻率與功率調節(jié)模塊為兩級F-P腔201和啁啾脈沖光纖放大器202，利用F-P腔濾波技術，通過兩級F—P腔201將脈沖激光的重復頻率提高到40GHz，再經過啁啾脈沖光纖放大器202放大，然后引入一部分脈沖信號輸入載波包絡零頻鎖定模塊400，本實施例中載波包絡零頻鎖定模塊400為2f-3f系統(tǒng)，在經過頻率與功率調節(jié)模塊200后，通過光子晶體光纖401將脈沖光展寬覆蓋1200nm — 1800nm，然后通過雙色鏡406將脈沖光分成兩路，其中一路將波長為1200nm的脈沖光引入倍頻晶體403進行倍頻，然后射入反射鏡402調整光路方向；另一路是過濾并透射出來的波長為ISOOnm的脈沖光，并射入延遲器404進行三倍頻，兩路脈沖光射入信號探測與處理器405中進行拍頻，信號探測與處理器405對拍頻信號進行探測和處理，從而產生反饋控制信號對栗浦電流進行控制，實現對脈沖信號載波包絡零頻的精確鎖定，最后將信號輸入光譜展寬模塊500，展寬光譜使其能夠覆蓋400nm—100nm0
[0046]最終輸出的高功率光學頻率梳，其重復頻率為40GHz，重復頻率鎖定精度達mHz，且載波包絡零頻也同時鎖定，光譜覆蓋400nm—lOOOnm，可用于標定高精度天文學光譜儀。
[0047]本發(fā)明的保護內容不局限于以上實施例。在不背離發(fā)明構思的精神和范圍下，本領域技術人員能夠想到的變化和優(yōu)點都被包括在本發(fā)明中，并且以所附的權利要求書為保護范圍。
【主權項】
1.一種基于諧波鎖模光纖激光器的天文學光學頻率梳系統(tǒng)，其特征在于，所述天文學光學頻率梳系統(tǒng)包括: 光纖激光器模塊，其輸出高重復頻率鎖模脈沖激光； 脈沖重復頻率鎖定模塊，其與所述光纖激光器模塊形成環(huán)路，所述脈沖重復頻率鎖定模塊對所述脈沖激光進行鎖定； 頻率與功率調節(jié)模塊，其輸入端與所述光纖激光器模塊的輸出連接，所述頻率與功率調節(jié)t吳塊提尚種子光重復頻率并放大功率； 載波包絡零頻鎖定模塊，其與所述光纖激光器模塊、所述頻率與功率調節(jié)模塊形成環(huán)路，所述載波包絡零鎖定模塊用于對所述脈沖激光的載波包絡零頻進行鎖定;和 光譜展寬模塊，其與所述頻率與功率調節(jié)模塊的輸出端連接，所述光譜展寬模塊對輸出脈沖的光譜進行展寬，輸出可用于標定天文學光譜儀的光學頻率梳。2.根據權利要求1所述的基于諧波鎖模光纖激光器的天文學光學頻率梳系統(tǒng)，其特征在于，所述光纖激光器模塊為設有增益光纖、壓電陶瓷和色散調節(jié)器的半空間半光纖結構光纖激光器。3.根據權利要求1所述的基于諧波鎖模光纖激光器的天文學光學頻率梳系統(tǒng)，其特征在于，所述光纖激光器模塊為設有增益光纖、壓電陶瓷和色散調節(jié)器的全光纖結構光纖激光器。4.根據權利要求2或3所述的基于諧波鎖模光纖激光器的天文學光學頻率梳系統(tǒng)，其特征在于:所述色散調節(jié)器是光柵、棱鏡或光纖，所述色散調節(jié)器用于調節(jié)腔內色散，使所述脈沖激光達到能夠形成諧波鎖模的負色散狀態(tài)。5.根據權利要求2或3所述的基于諧波鎖模光纖激光器的天文學光學頻率梳系統(tǒng)，其特征在于，所述增益光纖包括摻鉺光纖、摻鐿光纖。6.根據權利要求1所述的基于諧波鎖模光纖激光器的天文學光學頻率梳系統(tǒng)，其特征在于，所述頻率與功率調節(jié)模塊為光纖放大器，或由光纖放大器與至少一級F—P腔級聯組成。7.根據權利要求6所述的基于諧波鎖模光纖激光器的天文學光學頻率梳系統(tǒng)，其特征在于，所述光纖放大器是啁啾脈沖光纖放大器或自相似光纖放大器。8.根據權利要求1所述的基于諧波鎖模光纖激光器的天文學光學頻率梳系統(tǒng)，其特征在于，所述光譜展寬模塊是由透鏡，與光子晶體光纖或非線性晶體或非線性波導之一級聯組成。9.根據權利要求1所述的基于諧波鎖模光纖激光器的天文學光學頻率梳系統(tǒng)，其特征在于，所述脈沖重復頻率鎖定模塊由參考信號源、探測器、混頻器、濾波放大電路組成，用以控制壓電陶瓷控制腔長使獲得的脈沖重復頻率精確鎖定。10.根據權利要求1所述的基于諧波鎖模光纖激光器的天文學光學頻率梳系統(tǒng)，其特征在于，所述載波包絡零頻鎖定模塊是f_2f頻率鎖定系統(tǒng)或2f-3f頻率鎖定系統(tǒng)。
【文檔編號】H01S3/00GK106025779SQ201610580469
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月22日
【發(fā)明人】朱志偉, 李文雪, 王超, 劉洋, 曾和平
【申請人】華東師范大學