来宝网Logo

热门词:生物显微镜 水质分析仪 微波消解 荧光定量PCR 电化学工作站 生物安全柜

现在位置首页>技术资料首页>产品信息>新产品特点>如何搭建简易1GHz低噪声光频梳系统

如何搭建简易1GHz低噪声光频梳系统

上海昊量光电设备有限公司2024年1月17日 4:13 点击:234

如何搭建简易1GHz低噪声光频梳系统


介绍

利用OCTave Photonics光频梳偏频锁定模块(COSMO)来检测Menhir Photonics 1550 nm 1GHz飞秒激光器的载波包膜偏移频率(fceo),可以在激光脉冲能量小于140 pJ(平均功率<140 mW)的情况下实现对fceo的精确控制,信噪比>35dB,以更低的尺寸、重量和功率要求实现了zui先jin的性能,该系统可以作为一种简单的1 GHz的超低噪声光学频率梳解决方案。


正文

光频梳就是利用锁模激光产生超短光脉冲,特色是相邻脉冲波时间间隔一模一样。光频梳就像是一把拥有精密刻度的尺或定时器,只不过一般的仪器以毫米、毫秒为单位,而光频梳在长度的测量上精确胜过纳米,时间则胜过飞秒、甚至达到阿秒


光学频率梳因其具有高精度、高灵敏度、高分辨率的特性,为光学原子钟、精密光谱测量、阿秒科学等领域提供了一种可靠的光波-微波转换工具。飞秒光梳本质上是一组特殊的飞秒脉冲光,它在时域上是一系列时间宽度在飞秒级别的超短脉冲,在频域上是一系列间隔相等、位置固定、具有极宽光谱范围的单色谱线。飞秒光梳实现了其频率覆盖范围内所有波长的直接锁定并溯源至微波频率基准,建立起了光波频率和微波频率的直接联系。基于飞秒锁模激光器,目前一般可以通过锁定其重复频率(frep)和载波包络偏移频率(fceo)来使得光梳梳齿稳定。虽然工作频率接近100 MHz重复频率的光频梳正在成为一种成熟的技术,但重复频率为GHz的梳子仍然存在着大量挑战。


首先,传统的激光器架构很难构建低噪声且重复频率> 0.5 GHz的谐振结构。然而近期,Menhir Photonics提出其MENHIR-1550飞秒激光器可以作为飞秒脉冲光梳的稳定光源模块。其可以在100 MHz至5 GHz的重复频率下产生超低噪声的锁模脉冲,且生成的每一根频率梳线功率都大于50 μW。根据其实验室所提供的资料,利用该激光器所形成的光梳可以做到线宽< 20 kHz,信噪比> 70 dbc。


图片1.png

图1    频率梳线示意图


其次,锁定fceo的f-2f自参考过程通常要求激光拥有至少1 nJ的脉冲能量(即frep频率= 1 GHz时,平均功率> 1 W),这样才能方便与干涉仪进行高精度对准。而zui近,Octave Photonics与Vescent Photonics合作,开发了一项新的整合与封装技术。利用该项技术,光频梳偏频锁定模块(COSMO)为检测激光频率梳的载波包络偏频提供了一种紧凑的单箱解决方案。COSMO模块利用纳米光子波导技术将光限制在~ 1 μm的模式直径。借助强烈的非线性光学效应,使得COSMO模块允许以小于200 pJ (即frep频率=1 GHz时,平均功率< 200 mW)的脉冲能量精确检测fceo。zui后,由于1 GHz重复频率的频率梳的fceo可以从DC变化至500 MHz,因此为激光提供快速反馈所需的电子设备并非微不足道。新的Vescent Photonics SLICE偏移锁相(SLICE-OPL)盒提供了一种直接的反馈解决方案,可在高达10 GHz的频率下反馈稳定fceo



图片2.png



图2    1 GHz 1550 nm简易光频梳系统搭建


Menhir Photonics、Octave Photonics和Vescent Photonics的这三种突破性技术结合在一起,便简单形成了一个1 Ghz低噪声飞秒激光频率梳系统。在这个系统中,完全稳定的激光频率梳可以在几分钟而不是几天内构建出来。各个光学模块间由保偏光纤相互连接,以简化组装难度并减少热漂移。


我们将放大器输出连接到COSMO模块,并调整放大器以提供zui强的fceo信号。在300 kHz分辨率带宽下,fceo的信噪比约为36 dB,在100 kHz分辨率带宽下,信噪比约为42 dB(图3)。这样的信噪比数据对于fceo所需的精确可靠的锁定来说绰绰有余。然后,我们将fceo电信号连接到Vescent SLICE-OPL并开始反馈控制,这使得我们能够将fceo锁定到任意RF频率(图3,右侧蓝色曲线)。当我们增加反馈的增益时,我们看到fceo的中心变窄,“相干尖峰”出现在中心(图3,右侧橙色曲线)。这表明我们实现了fceo的精确锁相。在fceo锁中观察到的环内剩余相位噪声如图4所示,证实了对频率低于40 khz的相位噪声有很强的抑制作用。


图片3.png

图3    使用COSMO单元检测载波包络偏移频率fceo峰值


图片4.png

图4    锁定fceo的环内相位噪声


利用Menhir Photonics的MENHIR-1550激光器,Octave Photonics的光频梳偏频锁定模块(COSMO)和Vescent Photonics的SLICE-OPL锁相反馈模块,可以轻松构建简易的超低噪音光学频率梳系统。这一实验也表明目前这些模块化的专业产品能够以更低的尺寸、重量和功率要求实现zui先jin的性能。上海昊量光电作为国内专业的光电设备代理商,针对光频梳、微腔光频梳、fceo测量模块、锁相环、高重频脉冲振荡器等各类光电设备都可以提供选型及各项技术服务,并且与Menhir Photonics、Octave Photonics保持着长期稳定合作。对于任何产品有兴趣或者有任何问题,都欢迎通过电话、电子邮件或者微信与我们联系。


上海昊量光电作为Octave Photonics与Menhir photonics在中国大陆地区的代理商,为您提供专业的选型以及技术服务。对于任何产品有兴趣或者有任何问题,都欢迎通过电话、电子邮件或者微信与我们联系。

 

如果您对光频梳相关模块及锁定模块有兴趣,请访问上海昊量光电的官方网页:

https://www.auniontech.com/details-1852.html


欢迎继续关注上海昊量光电的各大媒体平台,我们将不定期推出各种产品介绍与技术新闻。


更多详情请联系昊量光电/欢迎直接联系昊量光电

关于昊量光电:

上海昊量光电设备有限公司是光电产品专业代理商,产品包括各类激光器、光电调制器、光学测量设备、光学元件等,涉及应用涵盖了材料加工、光通讯、生物医疗、科学研究、国防、量子光学、生物显微、物联传感、激光制造等;可为客户提供完整的设备安装,培训,硬件开发,软件开发,系统集成等服务。

您可以通过我们昊量光电的官方网站www.auniontech.com了解更多的产品信息,或直接来电咨询4006-888-532。


(来源: 上海昊量光电设备有限公司


全年征稿 / 资讯合作

联系邮箱:kefu@labbase.net

版权与免责声明

  • 凡本网注明“来源:来宝网”的所有作品,版权均属于来宝网,转载请必须注明来宝网, //www.next-search.com,违反者本网将追究相关法律责任。
  • 本网转载并注明自其它来源的作品,目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点或证实其内容的真实性,不承担此类作品侵权行为的直接责任及连带责任。其他媒体、网站或个人从本网转载时,必须保留本网注明的作品来源,并自负版权等法律责任。
  • 如涉及作品内容、版权等问题,请在作品发表之日起一周内与本网联系,否则视为放弃相关权利。