马挺 1,2路桥 1赵晨亮 1,2马金栋 1毛庆和 1,2,3,*
作者单位
摘要
1 中国科学院合肥物质科学研究院,安徽光学精密机械研究所,安徽省光子器件与材料重点实验室,安徽 合肥 230031
2 中国科学技术大学,安徽 合肥 230026
3 先进激光技术安徽省实验室,安徽 合肥 230037
本文报道了一种性能稳定的宽带宽调谐差频产生(DFG)中红外光梳设计方案。采用保偏光纤构建光纤链路,以确保其性能稳定;采用自相似光纤放大、光纤孤子压缩及负色散高非线性光纤产生超连续谱等技术,获得了宽带、弱啁啾和窄脉宽基频脉冲;通过严格控制双色基频脉冲的空间重叠、时间同步和偏振特性,仅通过调整硒化镓非线性晶体的相位匹配角和时间同步,无须改变双色基频频率的光谱特性,DFG中红外光梳就可以实现宽光谱带宽和宽光谱调谐范围输出。集成封装仪器化的DFG中红外光梳的光谱覆盖范围为7~13 μm,每个调谐波段的带宽均较宽,9.5 μm波段的带宽达到了2.43 μm;7~13 μm光谱调谐范围内的平均功率都大于240 μW,其中8 μm波段的平均功率达到了470 μW。
激光器 光学频率梳 差频产生 飞秒脉冲 中红外光梳 
中国激光
2023, 50(23): 2301008
作者单位
摘要
1 东莞理工学院电子工程与智能化学院, 广东 东莞 523808
2 深圳大学物理与光电工程学院, 广东 深圳 518060
3 华南师范大学信息光电子科技学院, 广东 广州 510006
大尺寸装备制造、空间中航天器编队飞行等领域面临大量程、高速、高精度的绝对距离测量需求, 传统的干涉相位法与飞行时间法已经无法满足测量需求。随着光频梳的出现, 能够利用光频梳在时域及频域中的高分辨特性, 将其应用于测距中。双光梳测距在解决了量程扩展问题后, 成为了集大尺度、快速测量、高精度于一体的光学测距手段。梳理了光梳测距的发展过程, 阐述了双光梳测距发展过程遇到量程扩展、噪声抑制、空气折射率补偿、光源小型化等问题及解决办法, 为双光梳测距系统的完善提供理论指导。
双光梳 绝对距离测量 飞行时间法测距 非模糊距离 噪声抑制 dual optical comb absolute distance measurement time-of-flight method ranging unambiguous distance noise suppression 
光学与光电技术
2022, 20(4): 112
作者单位
摘要
东华大学 理学院,上海 201620
飞秒光频梳具有超宽光谱范围、超窄脉冲宽度以及超稳脉冲序列间隔的特点,不仅可以利用时域的周期脉冲实现大尺度范围的飞行时间测距,还可以利用频域的相干谱线获得高精度的干涉信息,在大尺度、高精度的绝对距离测量领域能够充分发挥其优势。系统测量得到目标距离与系统参数及大气环境要素密切相关,大气环境要素通过折射率影响测量得到的光程。模拟仿真以上因素对测距精度的影响十分必要。选择了双光梳法作为高精度测距技术方案,详细推导并模拟仿真了系统参数和大气环境要素对测距精度的影响程度。模拟仿真结果表明:随着重复频率的增大,重复频率的抖动对测距结果的影响将减小;减小两光梳间的重复频率差可以提高测距精度;大气环境温度抖动对测量距离的影响为1 ?滋m/(m·℃);大气压强抖动对测量距离的影响为2.6 ?滋m/(m·kPa);大气湿度对测距的影响较小,为高精度的双光频梳距离测量实验系统提供了理论指导。
飞秒双光梳 测距精度 温度 大气压强 湿度 femtosecond dual optical comb ranging precision temperature atmospheric pressure humidity 
红外与激光工程
2020, 49(S2): 20200376
作者单位
摘要
1 重庆光电技术研究所,重庆 400060
2 模拟集成电路重点实验室,重庆 400060
频域稳定的高重频多波长光源是信道化和光通讯等领域的理想光源。为了满足高重频多梳齿激光源的应用需求,本文研制了49 GHz梳齿间隔的多波长激光源。通过优化I/Q两端射频信号和三个偏置点,IQ调制器稳定工作在载波抑制单边带模式,杂散频率成分抑制比达到27.5 dB。本文利用循环调制技术产生宽带多波长光频梳,并通过优化射频功率建立环内增益-损耗平衡,有效提升平坦度,获得了梳齿间隔为24.5 GHz、梳齿数目为28根、平坦度仅为3 dB、梳齿信噪比(TNR)达29 dB的多波长光频梳。在此基础 上,进一步利用法布罗(FP)滤波技术将频率间隔提升到49 GHz,最终得到梳齿数目达14根,平坦度为2.7 dB,TNR达19 dB,平均光功率为9 dBm的高重频多波长光频梳。由于采用了全保偏光纤器件和集成化技术,本系统具有一键式启动和长时稳定运行的特点,运行半小时的功率抖动标准差仅为0.5%,有望在各微波光子领域中应用。
多波长光源 微波光子 单边带调制 高重频 光频梳 multicarrier source microwave photonics single-sideband modulation high repetition rate optical comb 
中国光学
2020, 13(4): 745
Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory of Integrated Optoelectronics, Institute of Semiconductors, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100083, China
2 Center of Materials Science and Opto-Electronic Engineering, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
3 State Key Laboratory of Integrated Optoelectronics, College of Electronic Science & Engineering, Jilin University, Changchun 130012, China
4 National Key Laboratory of Science and Technology on Electronic Test and Measurement, the 41st Research Institute, China Electronics Technology Group Corporation, Qingdao 266555, China
The generation of high-repetition rate (frep ≥ 10 GHz) ultra-broadband optical frequency combs (OFCs) at 1550 nm and 1310 nm is investigated by seeding two types of highly nonlinear fibers (HNLFs) with 10 GHz picosecond pulses at the pump wavelength of 1550 nm. When pumped near the zero dispersion wavelength (ZDW) in the normal dispersion region of a HNLF, 10 GHz flat-topped OFC with 43 nm bandwidth within 5 dB power variation is generated by self-phase modulation (SPM)-based OFC spectral broadening at 26.5 dBm pump power, and 291 fs pulse trains with 10 GHz repetition rate are obtained at 18 dBm pump power without complicated pulse shaping methods. Furthermore, when pumped in the abnormal dispersion region of a HNLF, OFCs with dispersive waves around 1310 nm are studied using a common HNLF and fluorotellurite fibers, which maintain the good coherence of the pump light at 1550 nm. At the same time, sufficient tunability of the generated dispersive waves is achieved when tuning the pump power or ZDW.
optical comb electro-optic devices ultrafast optics optical pulses nonlinear optics 
Opto-Electronic Advances
2020, 3(7): 07190033
Jie Chen 1,2Kazuki Nitta 2,3Xin Zhao 1Takahiko Mizuno 3,4,5[ ... ]Takeshi Yasui 3,4,5,6,*
Author Affiliations
Abstract
1 Beihang University, School of Electronic and Information Engineering, Beijing, China
2 Tokushima University, Graduate School of Advanced Technology and Science, Tokushima, Japan
3 JST, ERATO MINOSHIMA Intelligent Optical Synthesizer, Tokushima, Japan
4 Tokushima University, Institute of Post-LED Photonics, Tokushima, Japan
5 Tokushima University, Graduate School of Technology, Industrial and Social Sciences, Tokushima, Japan
6 Tokushima University, Research Cluster on “Multi-scale Vibrational Microscopy for Comprehensive Diagnosis and Treatment of Cancer”, Tokushima, Japan
7 Université du Littoral Côte d’Opale, Laboratoire de Physico-Chimie de l’Atmosphère, Dunkerque, France
8 Beihang University, Beijing Advanced Innovation Center for Big Data-based Precision Medicine, Beijing, China
Dual-comb spectroscopy (DCS) is an emerging spectroscopic tool with the potential to simultaneously achieve a broad spectral coverage and ultrahigh spectral resolution with rapid data acquisition. However, the need for two independently stabilized ultrafast lasers significantly hampers the potential application of DCS. We demonstrate mode-resolved DCS in the THz region based on a free-running single-cavity dual-comb fiber laser with the adaptive sampling method. While the use of a free-running single-cavity dual-comb fiber laser eliminates the need for two mode-locked lasers and their frequency control, the adaptive sampling method strongly prevents the degradation of spectroscopic performance caused by the residual timing jitter in the free-running dual-comb laser. Doppler-limit-approaching absorption features with linewidths down to 25 MHz are investigated for low-pressure acetonitrile/air mixed gas by comb-mode-resolved THz spectroscopy. The successful demonstration clearly indicates its great potential for the realization of low-complexity, Doppler-limited THz spectroscopy instrumentation.
optical comb terahertz dual-comb spectroscopy molecular spectroscopy 
Advanced Photonics
2020, 2(3): 036004
作者单位
摘要
华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室, 上海 200062
光学频率合成器可在激光波长宽调谐范围内按指定的频率高精度地输出赫兹线宽稳频激光。在实现700~990 nm光学频率合成器原理验证的基础上,研究了光学频率合成器自动化控制的方法。通过实时比较波长计读数与目标输出光频的差别,自动设定输出激光的波长和数字可控光栅转台,自动获得输出激光与飞秒光梳之间的拍频信号并进行自动信号处理,以获得输出激光与参考激光之间的锁相控制信号。采用计算机控制后,可在1 min内获得输出激光频率控制误差信号,这为实现全自动的光学频率合成器打下基础。
激光光学 光学频率合成器 自动化控制 飞秒光梳 激光稳频 
光学学报
2019, 39(7): 0714005
作者单位
摘要
上海大学特种光纤与光接入网重点实验室, 上海 200072
研究了基于光梳状波的正交频分复用-无源光网(OFDM-PON)下行相干检测实验系统的结构和数字信号处理算法,采用多波长的光梳状波发生器作为光线路终端光源,其中一个波长作为传输OFDM信号的信号光,相邻的光波长作为本振光。基于该系统,光网络单元端的相干接收可以实现光相位噪声抵消。由于没有载波偏移和光相位噪声,数字信号处理过程被简化。比较了导频辅助(PA)算法、最大似然(ML)算法和PA+ML算法3种相位估计算法的性能。研究结果表明,PA+ML算法能获得更好的性能,可以将导频子载波的数目减少至2,并且接收机灵敏度可提高至-30 dBm。该OFDM-PON系统的硬件和软件设计有望成为下一代光接入网络的解决方案。
光通信 正交频分复用 光梳状波 同相正交调制器 相干接收机 导频 最大似然估计 
光学学报
2017, 37(7): 0706003
作者单位
摘要
1 火箭军工程大学, 陕西 西安 710025
2 国防科技大学机电工程与自动化学院, 湖南 长沙 410073
光梳的出现带来了大尺寸高精度绝对测距(ADM)技术的革新, 其卓越的光频特性推动了基于多波长干涉的实时ADM的发展。为在基于光梳多波长干涉的实时ADM中实现干涉信号的同步相位解调, 提出了基于多波长外差干涉的多路同步相位解调信号处理方法, 研制了相应的同步相位解调模块。实验中通过对波长进行解复用, 测试了多路相位计的线性精度、稳定度和同步性等性能, 对多波长干涉信号的实时同步相位解调进行了实验分析, 验证了该方法实现高精度同步相位解调的可行性。
测量 绝对测距 光梳 多波长干涉 同步相位解调 
光学学报
2017, 37(1): 0112003
作者单位
摘要
1 上海交通大学区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室, 上海 200240
2 万马科技股份有限公司, 浙江 临安 311306
扫频光源(FSOS)在光通信、光传感和光成像等领域得到广泛应用,其扫频宽度和扫频速度直接影响了这些应用的性能。提出了一种明显改善扫频激光光源扫频范围和扫频速度的新方法,在移频环路中引入单边带调制,增强扫频电光调制,产生高阶稳定的光梳,从而在保证相同线性度和窄线宽条件下,利用窄带的扫频电信号获得宽的光扫频范围。利用200 MHz的射频扫频宽度得到约11.44 GHz的光扫频宽度,扩频约57倍,由于每次扫频时间相同,扫频速度也提高约57倍。
光纤光学 扫频范围 单边带调制 移频环路 光梳 
中国激光
2016, 43(5): 0505004

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