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利用光频梳技术得到多波长短脉冲激光

导读: 多波长短脉冲在光通信和光信号处理等方面有重要应用,要获得多波长短脉冲,通常的作法是利用多个激光器集成或光纤锁模激光器。

  多波长短脉冲在光通信和光信号处理等方面有重要应用,要获得多波长短脉冲,通常的作法是利用多个激光器集成或光纤锁模激光器。但前者对工艺要求很高,而对于光纤锁模激光器,则需要复杂的腔长反馈控制系统才能获得稳定的光脉冲。

  近日,清华大学姚敏玉教授等利用调制器调制直流激光(CW)实现了多波长的短脉冲输出,为多波长光脉冲的产生提供了一种简单可行的方法。该研究成果发表在Chinese Optics Letters2012年第12期上 (doi: 10.3788/COL201210.123201)。

  他们将直流激光通过强度调制器获得顶部平坦的光脉冲,再经过相位调制器对光脉冲进行二次方相位调制,得到与时域脉冲轮廓相似的光频谱,即在频域上为顶部平坦的光频梳。该光频梳通过一定长度的单模光纤色散,再经多波长滤波器滤波即可得到多波长短脉冲。

  因正弦信号的傅里叶级数展开中含有二次方项,其他的高次项较小可忽略不计,在实验中二次方的相位调制可用正弦信号近似。

  在实验中,他们对两个波长的直流激光器进行了调制,得到带宽为2.24 nm的两个光频梳,然后用通道间隔为0.8 nm的波导阵列光栅(AWG)对两个光频梳滤波。每个光频梳滤波产生3个波长的短脉冲,两个光频梳即可产生6个波长的光脉冲,每个波长的光脉冲的无杂散动态均大于65 dB。下图分别为经光纤色散走离后获得的两波长和四波长时域与波长交织的短脉冲串波形。

  该研究提供了一种多波长超短光脉冲的产生方法,在后续的工作中还可以通过多种途径得到带宽更宽的光频梳,从而获得更多波长、脉宽更窄的多波长短脉冲串。

(a)两波长交织的短脉冲,(b)四波长交织的短脉冲

(a)两波长交织的短脉冲,(b)四波长交织的短脉冲

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