单腔双光梳激光器及其光谱学应用研究进展
2021-11-11朱志高胡国庆
光谱学与光谱分析 2021年11期
朱志高,刘 娅*,杨 洁,胡国庆
1.云南师范大学物理与电子信息学院,云南省光电信息技术重点实验室,云南 昆明 650500 2.北京信息科技大学,光电测试技术及仪器教育部重点实验室,北京 100192 3.北京信息科技大学,光纤传感与系统北京实验室,北京 100016
引 言
光学频率梳,又称光频梳或光梳,是由一系列等频率间隔的相干光波构成的一种新型宽带光源。光频梳频域为MHz~GHz量级等间隔的窄线宽频谱分量,其时域为具有飞秒量级时间宽度的周期性脉冲序列,用于光学测量时具有极高的光谱分辨率和时间分辨率,已在精密光谱、时间和频率的计量以及时钟的同步和校准等方面开展了广泛应用[1-2]。
利用光频梳作为光源进行测量,需要对携带有待测信息的超短时域脉冲信号进行光电探测,然后在时域或频域进行分析来获得待测信息,如飞行时间法测距、傅里叶变换光谱(Fourier transform spectroscopy,FTS)等。由于飞秒脉冲信号的持续时间极短,无法直接由光电探测器进行光电转换而获得,因此通常利用自相关或互相关的相干检测方法来间接测量。在传统的相关测量系统中,需要用到机械位移元件来获得不同延迟的相关信号,因而限制了测量速度的进一步提高。为提高测量速率,一种新型的双光梳测量技术应运而生,即采用两套频率间隔精确锁定但略有差别的相干光频梳,相应地其时域脉冲的重复频率具有微小的频差,通过两脉冲之间固定的时间走离实现异步光学采样(asynchronous optical sampling,ASOPS)[3, 4],其原理如图1所示。……
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