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中国科学：物理学、力学、天文学 2014年第7期44卷 698-704页

作者：杨行涛陈修亮赵健杨康文丁良恩曾和平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

本文研究了泵浦源功率稳定性、环境温度和机械振动等因素对掺镱光纤光学频率梳自由运转下的载波包络偏移相位的影响,基于锁相环伺服反馈系统实现了光学频率梳的载波包络相位锁定.实验中采用重复频率为60 MHz的掺镱光纤飞秒激光器,经过... 详细信息

本文研究了泵浦源功率稳定性、环境温度和机械振动等因素对掺镱光纤光学频率梳自由运转下的载波包络偏移相位的影响,基于锁相环伺服反馈系统实现了光学频率梳的载波包络相位锁定.实验中采用重复频率为60 MHz的掺镱光纤飞秒激光器,经过两级功率放大、光谱展宽和f-2f拍频探测系统,获得了信噪比为25 dB的拍频信号.在此基础上,由伺服反馈系统对载波包络相位信号进行控制,锁定后的载波包络相位信号的频率抖动标准方差为283 mHz(计数时间为0.5 h).

关键词：光纤光学光学频率梳锁相环伺服系统载波包络相位

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掺镱光纤光频梳载波包络相位锁定的研究

掺镱光纤光频梳载波包络相位锁定的研究

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作者：杨行涛华东师范大学

学位级别：硕士

在二十世纪末,计量科学领域发展出了一种具有革命性突破意义的新型激光技术—飞秒光学频率梳技术。该技术的诞生如同一座桥梁,成功地把微波频率与光学频率标准连接起来了,这对于光钟的研究有着非常重要的意义。在飞秒光频梳系统中,由于... 详细信息

在二十世纪末,计量科学领域发展出了一种具有革命性突破意义的新型激光技术—飞秒光学频率梳技术。该技术的诞生如同一座桥梁,成功地把微波频率与光学频率标准连接起来了,这对于光钟的研究有着非常重要的意义。在飞秒光频梳系统中,由于泵浦源的功率涨落、环境温度变化和锁模模式的不稳定性对载波包络偏移相位(CEP)信号影响很大,导致CEP信号在自由运转条件下的相位噪声大。这些不利因素对现有反馈式伺服系统的响应带宽和控制精度提出了挑战,从而限制了高精度光纤光学频率梳技术的发展。针对这些难题,本论文开展了一系列的研究工作,主要内容与创新点如下：1.采用重复频率为60MHz的掺镱光纤飞秒激光,通过两级放大后功率放大到5W,利用光子晶体光纤进行超连续谱展宽,实现了600-1300nm范围倍频程光谱输出,通过优化由非共线的f-2f探测系统采集到了信噪比为25dB的拍频信号。2.深入研究并改善了泵浦源功率稳定性、环境温度和机械振动等因素对基于非线性偏振旋转锁模的掺镱光纤光学频率梳自由运转下的载波包络相位信号的影响,将自由运转时的CEP信号3dB线宽由280kHz窄化至80kHz,频率漂移量由35.6MHz/h降低到2.97MHz/h。3.在此基础上,采用一套基于AD9901数字鉴频鉴相器的锁相环伺服反馈系统,主要包括环路滤波器、偏置调节电路与驱动电路等环节的设计,成功地实现了光学频率梳的载波包络相位锁定。锁定后CEP信号的频率抖动标准方差为283mHz(计数时间为0.5h)。

关键词：光学频率梳锁相环伺服系统载波包络相位

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