技术摘要：
本发明提供一种基于片上氮化硅微环的矩形光频梳产生系统，包括，可调谐激光器，第一光耦合器，第二光耦合器，掺铒光纤放大器，偏振控制器，第一光隔离器，第二光隔离器，Si3N4微环谐振腔，第一光电探测器，第二光电探测器，第三光电探测器，数据采集单元，偏振器。相比  全部
背景技术：
光学频率梳(Optical  Frequency  Comb，OFC)，指的就是在频谱上由一些离散的、 排列间隔均匀的频率分量所组成的光谱。光学频率梳既有超短脉冲的时域特征，表现为时 间间隔相等超短激光脉冲序列；又有窄线宽激光器的频域特征，表现为百万根离散的、频率 间距固定的窄线宽频率齿的集合，相当于许多根相位锁定的窄线宽连续激光器。光学频率 梳的出现使得计时精度有了很大的提升，光学频率梳也成为了光学频率与微波频率之间的 桥梁，使得光学频率可以被更精确地测量。光学频率梳，就像一把“光尺”，让光学频率标准 得以建立，使人类能够对光学频率实现极其精密的测量。目前，光频梳在原子光钟、引力波 探测、精密光谱学、低噪声微波技术、物理学常数的测定等多方面都有重要而广泛的应用。 近年来，连续波泵浦单片微谐振腔已经成为一种很有发展前途的用于频率梳产生 的平台。依赖于反常群速度色散(GVD)和自相位调制，通过激光失谐量进行调控，可以产生 时间耗散克尔孤子(DKSs)，并具有非常宽的带宽和光学射频稳定性。目前的方法能够在各 种微谐振器平台上可靠地生成这种DKSs，包括与光子集成兼容的氮化硅(Si3N4)平台。微谐 振器中的耗散孤子态已经引发了大量的应用，包括特比特相干光通信、原子钟、超快距离测 量、双组合光谱学、光子集成频率合成器，以及用于外行星搜索的天体物理光谱仪的校准。 但同时，目前基于微腔来获取的光频梳也存在一些不足之处。首先，经典的微谐振 腔中利用耗散光孤子产生的微腔光频梳，两端边缘部分梳齿的功率显著降低(如图3光谱 图)，导致两端和中间的梳齿功率差距较大，分布不均衡，这可能会导致在后续光频梳的应 用中产生严重的功率失衡和梳齿带宽限制等问题。另外，为了在微谐振腔微腔中产生耗散 光孤子的光频梳，需要依赖于反常  GVD和强激光下激发的微腔非线性效应，而反常GVD则对 微腔的制作工艺提出了很高的要求，需要对器件进行特殊设计，这也增加了器件成本和产 生的复杂度。第三，微腔光频梳的能量转换效率不高，通常在千分之几到百分之几之间，这 也影响了每一根光频梳的梳齿功率水准，意味着在后续的光频梳应用中，如光频梳通信中， 需要更多的后续处理，增加了在应用方面的难度。 图3是实验得到的普通锁模光频梳频谱图。横坐标波长从1500nm到1680nm，覆盖了 主要的通信波段：C波段和L波段(C波段大约波长为1529nm-1560nm，L  波段波长大约为 1570nm-1603nm)。纵坐标为能量。由图中可知，首先在频谱两端，功率确实下降明显；接着， 在波长为1530nm时的能量大约为-44dBm，波长为1540nm时波长为-36dBm，1560nm时的能量 大约为-30dBm，综合整个C波段，  1530nm和1560nm时的能量相差大约为14dBm；而在L波段， 1570nm时大约为  -27dBm，1580nm时能量最高大约为-30dBm。 3 CN 111610682 A 说　明　书 2/5 页
技术实现要素：
为了解决光频梳的边缘功率降低的问题，本发明提供一种基于片上氮化硅微环的 矩形光频梳产生系统，包括，可调谐激光器，第一光耦合器，第二光耦合器，掺铒光纤放大 器，偏振控制器，第一光隔离器，第二光隔离器，Si3N4微环谐振腔，第一光电探测器，第二光 电探测器，第三光电探测器，数据采集单元，偏振器； 可调谐激光器与第一光耦合器第一端连接； 第一光耦合器第二端与第二光耦合器第一端连接； 第二光耦合器第二端与掺铒光纤放大器第一端连接； 掺铒光纤放大器第二端与偏振控制器第一端连接； 偏振控制器第二端与第一光隔离器第一端连接； 第一光隔离器第二端与偏振器第一端连接； 偏振器第二端与Si3N4微环谐振腔第一端连接； Si3N4微环谐振腔第二端与第二光隔离器第一端连接； 第二光隔离器第二端与第三光电探测器第一端连接； 第三光电探测器第二端与数据采集单元连接； 第一光耦合器第二端与第一光电探测器第一端连接； 第一光电探测器第二端与数据采集单元连接； 第二光耦合器第二端与第二光电探测器第一端连接； 第二光电探测器第二端与数据采集单元连接。 进一步的，所述数据采集单元，包括光谱仪或频谱分析仪或光功率计； 所述数据采集单元用于对从微腔中产生输出的光信号经过光电探测器转换成的 电信号进行采集，观察，分析和处理。 本发明的有益效果是：相比于现有技术微腔中基于耗散光孤子的光频梳，本发明 的技术方案矩形光频梳的梳齿功率显著更加均匀，特别是解决了光频梳的边缘功率降低的 问题，从而使更多的梳齿功率维持在高水平，显著提高了光频梳的能量转换效率和梳齿的 绝对能量。在应用中，降低了后续处理的压力，意味着光频梳在通信中，可以有更多的通信 信道被使用，可极大提高通信的速率和容量。功率均衡的频梳齿在传感等其他相关领域也 有重要应用价值。另外，矩形光频梳利用的是微腔的正常GVD，因此对器件的工艺要求也比 反常色散条件要放宽，从而在一定程度上减少了对器件制备工艺的难度要求。 附图说明 图1为本发明一实施例系统架构图。 图2为普通光频梳和矩形光频梳的光谱对比图。 图3为实验得到的普通锁模光频梳频谱图。 图4为实验中得到的矩形光频梳。 图5为矩形光频梳在时域上的锁模脉冲图。 图6为矩形光频梳在通信C波段的光谱图。 图7为普通锁模光频梳和矩形光频梳频谱叠加对比图。 4 CN 111610682 A 说　明　书 3/5 页