【摘要】：光學(xué)頻率梳(OFC)是指在頻域內(nèi)由一系列離散的、等間隔的頻率分量組成的頻譜,且譜線之間具有穩(wěn)定的相位關(guān)系。在時域中,OFC被視為規(guī)則的且具有固定重復(fù)頻率的超短脈沖,此超短脈沖可作為以微波原子鐘為基礎(chǔ)的時間頻率標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到GHz量級。而光學(xué)頻率標(biāo)準(zhǔn)可達(dá)到THz量級。因此,OFC可作為連接微波頻率和光學(xué)頻率的橋梁,使其進(jìn)一步提高時間計量的精度和準(zhǔn)確性。隨著時代以及光通信技術(shù)的不斷發(fā)展,因光學(xué)頻率梳具有很大的應(yīng)用前景受到學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注,而且,它是繼超短脈沖激光出現(xiàn)后在激光領(lǐng)域后起之秀。本論文的研究的目標(biāo)主要有以下內(nèi)容,研究并設(shè)計了兩種方案,這兩種方案都使用了高非線性光纖,主要應(yīng)用了它的非線性。本文主要的工作和研究內(nèi)容如下:(1)提出了基于馬赫曾德爾調(diào)制器(MZM)的光學(xué)頻率梳產(chǎn)生方案。該方案使用了一個馬赫曾德爾調(diào)制器(Mach-Zehnder Modulator,MZM),一段高非線性光纖(High Nonlinear Optical Fiber,HNLF)和一個檢偏器(Polarization Detector,POL)。經(jīng)過MZM調(diào)制后的信號經(jīng)高功率摻鉺放大器(High Power Erbium Doped Amplifier,HP-EDFA)放大后注入到(High Nonlinear Optical Fiber,HNLF),經(jīng)過四波混頻效應(yīng)后獲得一個光學(xué)頻率梳(Optical Frequency Combs,OFC)。在偏振控制器(Polarization Controller,PC)和檢偏器的作用下改變了光信號傳輸?shù)钠駪B(tài),可消除輸出OFC譜線的基座,使得輸出的OFC的功率譜線分布更加均勻。(2)提出了基于非線性效應(yīng)的頻率間隔可切換光學(xué)頻率梳產(chǎn)生方案。該方案主要使用了一個1:99的保偏耦合器以及一段高非線性光纖(High Nonlinear Optical Fiber,HNLF)。光信號在傳輸時受HNLF的非線性效應(yīng)(受激布里淵效應(yīng),級聯(lián)四波混頻效應(yīng))的影響從而產(chǎn)生等間距的光頻率梳。因光纖中的瑞利散射效應(yīng)以及調(diào)整PC后光信號偏振態(tài)變化的影響進(jìn)而輸出間距可切換的OFC。
【學(xué)位授予單位】：重慶理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：O43
【圖文】：

重慶理工大學(xué)碩士學(xué)位論文而其在時域上則表現(xiàn)為重復(fù)頻率穩(wěn)定的飛秒脈沖激光，設(shè)時域上真空中兩個相鄰脈沖的間距為 ¨，脈沖重復(fù)頻率為 。通常，在飛秒級的超短脈沖激光中，單個脈沖時間內(nèi)的激光所能震蕩的時間十分得短，不到幾個光學(xué)周期。飛秒光學(xué)頻率梳的群速度和相速度之間會因空氣介質(zhì)、雜質(zhì)或者其他色散介質(zhì)的干擾而產(chǎn)生差異，因此載波與脈沖包絡(luò)之間的相位關(guān)系會發(fā)生變化[6-8]。通常，在激光器的內(nèi)腔中，激光每振蕩一次，它的載波（carrier）和脈沖包絡(luò)（envelope）都會發(fā)生一個相位偏移，其偏移的大小表示為 。當(dāng)然，這種相位偏移在頻域上也有與之相對應(yīng)的表現(xiàn)形式，其表現(xiàn)為：所有縱模分量都沿著頻率軸有一個偏移頻率，這個頻率稱為初始偏移頻率，也可叫做零頻率，其大小可表示為 。如下圖 1.1 所示

圖 1.2 光學(xué)頻率梳的產(chǎn)生方法1.2.1 基于外調(diào)制器法由于單個調(diào)制器得到的輸出光譜的質(zhì)量不高，所以一般都是級聯(lián)相同或者不同調(diào)器來得到頂部平坦、數(shù)量更多等等特性的光頻率梳輸出。平坦且等頻率間隔的光頻梳有許多應(yīng)用，如射頻光子學(xué)、全光信號處理、光學(xué)任意波形產(chǎn)生以及用于光通信的波分復(fù)用源等等。1.2.1.1 基于級聯(lián)相位調(diào)制器

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本文編號：2714179