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专利号: 2019106919934
申请人: 南京信息工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于双环锁定的光子双频梳产生的系统,其特征在于:包括∞形控制环路、入射信号光源、环形器、耦合器、两个WDM波分复用器、两个IQ调制器和半导体光放大器SOA,所述耦合器设于∞形控制环路的环交接处,且与∞形控制环路连接来将入射信号光传输至∞形控制环路,所述半导体光放大器SOA设于∞形控制环路的右环上对入射信号光进行交叉相位调制及交叉增益调制,所述两个WDM波分复用器分别设于半导体光放大器SOA两端来分别引入控制光和滤除控制光,两个所述IQ调制器对称设于∞形控制环路的两个环上使入射信号光穿过时产生光频梳,所述入射信号光源和环形器的端口1连接,所述环形器的端口2和耦合器连接,环形器使得入射信号光按照特定的路径传输,可减少光传输的损耗。

2.根据权利要求1所述的一种基于双环锁定的光子双频梳产生系统,其特征在于:还包括两个偏振控制器,所述两个偏振控制器对称设于∞形控制环路的两个环上来控制两个环上的入射信号光的偏振方向。

3.根据权利要求1所述的一种基于双环锁定的光子双频梳产生系统,其特征在于:每一所述IQ调制器均对应连接一射频源,射频源给IQ调制器输入时钟信号来入射信号光进行调制,产生光频梳。

4.根据权利要求1所述的一种基于双环锁定的光子双频梳产生系统,其特征在于:所述耦合器为3*3耦合器,所述环形器的端口2和耦合器的端口2连接来将入射信号光从端口2传入耦合器,所述耦合器的端口4和6连通∞形控制环的右环,所述耦合器的端口1和3连通∞形控制环的左环。

5.根据权利要求1所述的一种基于双环锁定的光子双频梳产生系统,其特征在于:还包括频谱监测模块和迭代输出模块,所述频谱监测模块和迭代输出模块均分别连接至环形器的端口3来分别对光频梳进行监测和迭代输出。

6.一种基于双环锁定的光子双频梳产生的方法,其特征在于:具体包括以下步骤:

(1)脉冲光源产生入射信号光,入射信号光从环形器的端口1进入环形器,根据环形器固定设置的传输来路径从端口2出来;

(2)从环形器的端口2射出的入射信号光从3×3耦合器的端口2进入耦合器,耦合器将入射信号光分成两束分别从端口4和6射出进入∞形控制环路的右环,形成顺时针CW和逆时针CCW两个方向传输的两束光;

(3)在∞形控制环路内对顺时针和逆时针两个方向的信号光进行调制产生光频梳,产生光频梳分为以下两种情况:

A、当一个WDM波分复用器没有引入控制光注入到双环中的半导体光放大器SOA时,顺时针和逆时针方向的两束信号光经过右环中的IQ调制器后调制产生光频梳,耦合器端口4和6射出的入射信号光经过IQ调制器产生的光频梳分别通过耦合器端口6和2回到耦合器,并从耦合器的端口2输出至环形器;

B、当一个WDM波分复用器引入一束控制光注入到双环中的半导体光放大器SOA时,受到半导体光放大器SOA中交叉相位调制及交叉增益调制的作用,分别从端口4和6射出的入射信号光产生非线性相移,当非线性相移达到π时,两束光经过右环的IQ调制器产生的光频梳分别从端口6和4回到耦合器,并从耦合器的端口1和3输出至∞形控制环路的左环,并在左环中经过左环内的IQ调制器调制后产生更多光频梳后再分别从端口3和1回到耦合器,再通过耦合器循环进入右环和左环产生光频梳,当光频梳数量达到所需数值后,通过WDM波分复用器再次引入另一束控制光注入到双环中的半导体光放大器SOA中,通过导体光放大器SOA的动态光开关选择控制耦合器的逆时针传输和顺时针传输的信号光产生的非线性相移达到2π,并将此时的光频梳从耦合器的端口2输出;

(4)从耦合器端口传输出来的光频梳传输至环形器,并从环形器的端口3输出至迭代传输模块进行迭代输出,同时频谱监测模块对迭代输出的输出光频梳进行监测。

7.根据权利要求6所述的一种基于双环锁定的光子双频梳产生的方法,其特征在于:所述步骤(1)中脉冲光源产生的入射信号光的中心波长为1549nm,频率是25GHz。

8.根据权利要求6所述的一种基于双环锁定的光子双频梳产生的方法,其特征在于:所述步骤(3)中在∞形控制环路内对顺时针和逆时针两个方向的信号光进行调制时,在∞形控制环路的右环和左环的射频源的频率分别为fm和fn,在右环中,射频源在IQ调制器的I路和Q路上分别输入Vmsin(2πfmt)和Vmcos(2πfmt)的时钟信号,信号光通过IQ调制器后,输出的光场中增加一个调制参数为Cos(2πfmt)+jsin(2πfmt)=exp(j2πfmt)的调制信号,相应的产生一个频移为f1=f0+fm的载波,该载波通过耦合器进入左环的IQ调制器,经过频率为fn的左环射频源调制,产生第二个频率为f2=f1+fn的载波,当信号光在∞形控制环路中停止循环时,在系统中经过多次循环将产生频率分别为f0、f1、f2…fN的多个载波,其间隔为fm和fn,当fm=fn时,即可得到等间距的光频梳。

9.根据权利要求6所述的一种基于双环锁定的光子双频梳产生的方法,其特征在于:所述步骤(3)产生的光频梳利用另一个WDM波分复用器进行滤波处理滤除其他频率成分及噪声,控制光频梳的数目,从而得到数目和频率锁定的光频梳。