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基于激光外调制法的光频梳产生及应用研究

何超  
【摘要】:光频梳是一种具有梳状频率谱的光源,其在高精度频标、精密测距、微波光子学任意波发生器、微波光子学信号处理、密集波分复用等相关领域有重要的应用,基于光频梳的光钟可以将原子钟的精度提高两个量级以上。鉴于其重要理论意义和应用价值,光频梳正成为相关领域研究的热点。 本文从微波光子学角度研究光频梳的产生和应用,首先分析和介绍了光频梳产生和应用研究的现状以及基本原理,接着提出了两种基于激光外调制的光频梳产生方案并进行了实验验证,最后基于本文光频梳产生方案设计了拓宽单边带光矢量网络分析仪测量带宽的光链路,实验验证了该方案的可行性。本论文的主要内容有:构建了一种级联偏振调制器(PolM)结构的光频梳产生方案,分析了该方案的原理,给出了相关参数满足的公式,进行了必要的仿真,在此基础上搭建了实验链路,实验结果验证了该产生方案的正确性,获得了梳齿数为25、间隔在3.5GHz到5GHz范围内可调、平坦度小于1dB、1小时性能不恶化的平坦光频梳;构建了一种级联偏振调制器(PolM)与相位调制器(PM)结构的光频梳产生方案,分析了该方案的原理,通过数值仿真给出了相关参数满足的条件,在此基础上搭建了实验链路,实验结果验证了该产生方案的正确性,获得了射频调制功率小、梳齿数随调制参数可调的最多达到13根的平坦光频梳,其中通过仿真可获得19根平坦度为1.65dB的可调光频梳;对光频梳在光学测量方面的应用进行了研究,给出了一种利用光频梳实现拓展基于光单边带调制光矢量网络分析仪的测量带宽的方案,进行了理论分析,搭建了实验链路,验证了该方案的正确性,获得了将单边带光网络分析仪测量带宽扩展5倍、测量精度为1MHz、测量带宽为105GHz的结果。


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