基于非线性光学谐振器的三重振荡器装置中单光调、rf振荡信号及光梳的生成的利记博彩app

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【专利摘要】基于由非线性光学材料制成的光学谐振器的技术和装置以形成三重振荡器装置，该三重振荡器装置用于生成单光调、射频（RF）振荡信号以及具有不同光频率的光频梳信号。
【专利说明】基于非线性光学谐振器的三重振荡器装置中单光调、RF振荡信号及光梳的生成
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2011年5月16日提交的、标题为“TRIPLE_0SCILLAT0R:GENERAT10NOF A SPECTRALLY PURE RF SIGNAL, OPTICAL FREQUENCY COMB,AND NARROff-LINEffIDTHLIGHT FROM ASINGLE DEVICE (三重振荡器:来自单个装置的谱纯RF信号、光频梳及窄线宽光的生成”的第61/486，695号美国临时专利申请的权益，该申请的公开内容通过引用作为本申请说明书的部分并入本文。
【背景技术】
[0003]本申请涉及基于光子器件的信号振荡器。
[0004]用于生成RF和微波频率中的信号的RF和微波振荡器可以通过同时使用电学和光学部件形成光电振荡器(“0E0”)而构成为“混合型(hybrid)”装置。参见例如，第5，723，856号、第5，777，778号、第5，929，430号以及第6，567，436号美国专利。这样的OEO包括电可控的光调制器以及至少一个有源光电反馈回路，该有源光电反馈回路包括通过光检测器互联的光学部分和电学部分。光电反馈回路从调制器接收经调制的光输出，并且将经调制的光输出转换成适用于控制调制器的电信号。当有源光电回路和任意其他附加反馈回路的总回路增益超出总损耗时，反馈回路在回路的光学部分中产生期望长的延迟以抑制相位噪音并在相位中将转换后的电信号馈给至调制器，以产生光调制并产生且维持RF或微波频率中的电振荡。生成的振荡信号在一定频率下是可调谐的，并且与由其他RF和微波振荡器产生的信号相比可具有窄的谱线宽和低的相位噪音。

【发明内容】

[0005]本申请提供基于由非线性光学材料制成的光学谐振器的技术和装置，以在单个装置中生成单频光调、RF或微波振荡信号以及具有不同光频率的光频梳信号。
[0006]一方面，本申请提供一种三重振荡器装置，用于生成单光调、射频(RF)振荡信号以及具有不同光频率的光频梳信号。该装置包括:光学谐振器、连续波(CW)激光器、光学耦合器、光学滤波器、第一分束器、光电二极管、以及第二分束器，其中光学谐振器，由展示三阶光学非线性的非线性光学材料形成；连续波(CW)激光器用于产生激光载波频率的激光束，激光束与谐振器的非线性光学材料相互作用，以在谐振器内生成具有不同光频率的光频梳，不同光频率包含激光载波频率；光学耦合器用于将激光束耦合到谐振器中，以及将谐振器内的光耦合到谐振器之外作为朝向所述激光器的自注入反馈光束；光学滤波器位于激光器与谐振器之间，以对从光学消逝耦合器被引导至激光器的自注入反馈光束进行滤波，从而将激光载波频率下的光引导到激光器，使得激光器在激光载波频率处被注入锁定到谐振器，并同时阻挡自注入反馈光束中的其他谱分量进入激光器；第一分束器位于激光器与光学滤波器之间，以透射激光器与光学滤波器之间的光束的一部分并且将光束的另一部分引导作为第一装置输出，第一装置输出为激光载波频率下的单光调；光电二极管定位成接收从谐振器耦合出的、携带光频梳的输出光学束以产生RF振荡信号作为第二装置输出；以及第二分束器位于由光电二极管接收到的输出光学束的光学路径中，以将输出光学束的一部分透射到光电二极管用于生成RF振荡信号，并且将光束的另一部分引导作为第三装置输出，第三装置输出为在谐振器内生成的光频梳的副本。
[0007]另一方面，提供一种三重振荡器装置，其包括光学谐振器和反射式放大器，其中光学谐振器由展示三阶光学非线性的非线性光学材料形成，反射式放大器用于反射光并放大来自谐振器的光以将被反射的光朝向谐振器引导，以便与谐振器的非线性光学材料进行相互作用，从而在谐振器内生成具有不同光频率的光频梳。反射式放大器提供光学增益以将反射式放大器与谐振器之间的激光振荡维持在激光载波频率。该装置还包括光学耦合器、光学滤波器、第一分束器、光电二极管以及第二分束器，其中光学稱合器用于将来自反射式放大器的光耦合到谐振器中，以及将谐振器内的光耦合到谐振器之外作为朝向反射式放大器的反馈光束，并且进一步将来自反射式放大器的光耦合到谐振器中；光学滤波器位于反射式放大器与谐振器之间，以对从光学耦合器被引导至反射式放大器的反馈光束进行滤波，从而将反馈光束内的、处于激光载波频率的光引导进反射式放大器中以使激光载波频率下的光放大；第一分束器位于反射式放大器与光学滤波器之间，以透射反射式放大器与光学滤波器之间的光束的一部分并且将光束的另一部分引导作为第一装置输出，第一装置输出为激光载波频率下的单光调；光电二极管定位成接收从谐振器耦合出的、携带光频梳的输出光学束以产生RF振荡信号作为第二装置输出；以及第二分束器位于由光电二极管接收到的输出光学束的光学路径中，以将输出光学束的一部分透射到光电二极管用于生成RF振荡信号，并且将光束的另一部分引导作为第三装置输出，第三装置输出为在谐振器内生成的光频梳的副本。
[0008]在附图、说明书和权利要求书中详细地描述了这些和其他方面以及实施方式。
【专利附图】

【附图说明】
[0009]图1示出了用于在单个装置中生成单频光调、RF或微波振荡信号以及具有不同光频的光梳信号的三重振荡器装置的一个示例。
[0010]图2A、图2B、图3、图4A、图4B、图5A和图5B示出了 WGM谐振器和光学耦合设计的示例。
[0011]图6A、图6B和图6C示出了基于非线性WGM谐振器的RF或微波振荡器的示例。
[0012]图7和图8示出了光泵浦下的非线性WGM谐振器的操作。
[0013]图9示出了用于将激光器锁定到非线性WGM谐振器的庞德雷弗霍尔(PDH)激光反馈锁定方案。
[0014]图10至图15示出了用于生成光梳信号的样本的非线性WGM谐振器的测量。
[0015]图16示出了通过使用外部反射器将激光器锁定到谐振器的示例。
[0016]图17、图18、图19和图20示出了三重振荡器装置的其它设计示例。
【具体实施方式】
[0017]本申请描述了基于可以较小包装封装的晶体回音壁模式的谐振器(诸如氟化钙或具有立方光学非线性的其他材料)中的四波混频(Four Wave Mixing, FWM)的、非线性处理的高频光子微波振荡器(例如，在X-W频段中)的实施。在FWM中，高精细度WGM中的高场强度将两个泵浦光子转换成两个边带光子，即，信号光子和空载光子。生成的光子频率之和因能量守恒定律等于泵浦光的频率的两倍。通过使振荡器过饱和并使用多重光学谐波逸出谐振器(光梳)，所描述的振荡器可减少相位噪音并可增加在快速光电二极管上生成的微波信号的谱纯度。
[0018]在本申请提供的示例中，具有立方非线性性并且外部地泵浦有连续波光的单片光学谐振器可以被用在三重振荡器装置中，以生成三个频率稳定的信号:(i)单频光调(single frequency optical tone)、( ii)锁相/锁模(光学脉冲)多频光调以及(iii)谱纯净的射频(RF)信号。使用单一装置生成所有信号在多种应用中是有用的，作为具体示例，诸如三重振荡器装置可以以单一、晶片级架构封装。
[0019]在本申请中描述的三重振荡器装置(triple oscillator device)是能够生成激光载波频率下的窄线宽激光束、表现为来光形式的多模锁定光调以及谱纯的RF或微波信号的光子振荡器。在一些实现方式中，三重振荡器是基于高Q单片光学谐振器和通过自注入或其他类型的锁定而锁定到谐振器的连续波(CW)激光器(诸如半导体激光器)的。在自注入锁定的情况下，可以使用因来自谐振器的谐振反馈而开始发射激光的光学放大器。谐振器材料的特征在于三阶光学非线性性，因此光学信号的交叉相位和自相位调制的效果可在谐振器中出现。
[0020]将激光器锁定到谐振器引起了激光器线宽的显著减小，使得子千赫的光学信号的生成变得可能。泵浦有CW激光束的非线性谐振器可以生成光频梳。通过在快速光电二极管上对光频梳进行解调，处于一些条件下的光频梳可以被用于生成谱纯净且频率稳定的RF信号。本申请中提供的设计将单色光、光频梳以及RF信号的生成合并到单个装置中。进入并与谐振器相互作用的光的相位可以被调节以在相应光学或RF输出中获取三个信号中的每个信号。相位调节例如可通过包括半导体相位部分、插入可调节延迟或者以热的方式改变激光器与谐振器之间的分段的光学长度，或者通过应用电压和/或电流来改变指标的应用来实现。本申请中提供了可实现的步骤的示例。若干个消逝场光学耦合器和单个谐振器可用于减少生成的信号的噪音。在实现方式中，消逝场耦合器可通过使用棱镜、锥形纤维或平面化介质波导来实现。设计的显著特征在于三个信号在具有光学和电学元件的单一异构芯片中生成。
[0021]图1示出了用于在单个装置中生成单频光调、射频(RF)振荡信号以及具有不同光频率的光梳信号的三重振荡器装置的一个示例。该装置包括光学谐振器100和连续波(CW)激光器1，其中光学谐振器100由展现出三阶光学非线性性的非线性光学材料形成，连续波(CW)激光器I产生处于单一频率(激光载波频率)的CW激光束2。该光束2被引入谐振器100中并与谐振器100的非线性光学材料相互作用以在谐振器100内生成具有包括激光载波频率的不同光频率的光梳。光学耦合器5被设置成耦合到谐振器100，以将激光束耦合到谐振器100中并且将谐振器100内的光耦合到谐振器100外作为朝向激光器I的注入反馈光束。该光学耦合器是可以以多种光学耦合配置实现，包括但不限于，例如，在一些实现方式中的基于光接口处的光学消逝场来耦合光的消逝光学耦合器。在激光器I与谐振器100之间布置光学滤波器4，以对从光学消逝耦合器5被引导至激光器I的注入反馈光束进行滤波，从而将注入反馈光束内的处于激光载波频率的光引导至激光器1，以在激光载波频率下将激光器I注入锁定到谐振器100。光学滤波器4是阻挡注入反馈光束中的其他谱分量以防止其进入激光器I的带通滤波器。在该示例中，第一分束器3被放置在激光器I与光学滤波器4之间，以传送激光器I与光学滤波器4之间的一部分光束并且将其它部分的光束引导为在激光载波频率下的单光调的第一装置输出。光学检测器7(例如，快速光电二极管)被设置为接收在携带光梳的谐振器100之外耦合的输出光束，以产生RF振荡信号作为第二装置输出。第二分束器6被布置在光电二极管7接收到的输出光束的光学路径中，以将输出光学束的一部分传送到光电二极管7而生成RF振荡信号并且将该光束的其它部分引导为在谐振器100内生成的光梳的副本的第三装置输出。
[0022]光学滤波器4被设置为选择光梳中的单光调，并同时排斥光梳中的其他光调。经选择的光调可以是激光器I运行下的激光载波频率的光。在一些设计中，如果激光器I具有带高腔Q因子(high cavity Q factor)且窄线宽的光学谐振器而不能同时出现通过非线性谐振器100内的非线性光学相互作用在光梳中生成的两个不同光调，则光学滤波器4可被去除。
[0023]图1的光学谐振器100和本申请中描述的其他三重振荡器装置可以是以多种谐振器配置实现的。相应光学耦合器5或者图18中的其它光学耦合器可以被配置在适用于光学谐振器100的特定实现方式的耦合器配置中。光学回音壁模式谐振器是光学谐振器100的示例，并且可被用于利用回音壁模式谐振器的多种技术特征来满足具体应用的多种要求。在其他实现方式中，此处描述的三重振荡器装置可以使用与回音壁模式谐振器不同的其他光学谐振器实现。
[0024]下面的段落将使非线性WGM谐振器100的结构细节及其基于非线性性产生期望光梳的操作变得具体。
[0025]光学谐振器可以被配置为支持被认为是回音壁(“WG”)模式的一套特殊谐振器模式的光学回音壁模式(“WGM (whispering-gallery-mode)”)谐振器。这些WG模式表示因边界处的全内反射而局限在接近谐振器表面的内部区域中的光场。例如，介质球可用于形成WGM谐振器，其中WGM模式表示因球体边界处的全内反射而局限在接近球体围绕其赤道的表面的内部区域中的光场。具有数量级为10?IO2微米的直径的石英微球已被用于形成Q值大于IO9的紧凑型光学谐振器。这种高Q型WGM谐振器可被用于产生具有高谱纯度和低噪音的振荡信号。一旦稱合到回音壁模式中，光能量可以长光子寿命时间在球体赤道处或者附近循环。
[0026]本申请中描述的由晶体制成的WGM谐振器可以是光学优于由熔融硅制成的WGM谐振器。由晶体CaF2制成的WGM谐振器可产生大于或等于IOltl的Q因子。这种高Q值允许多种应用，包括因克尔非线性效应而生成的低阈值光学超参量振荡和千赫光学共振。下面的段落首先描述用于晶体WGM谐振器的示例性几何结构，然后描述由不同材料制成的WGM谐振器的属性。
[0027]图2A、图2B和图3示出了三个示例性WGM谐振器。图2A示出了为固体介质球体的球形WGM谐振器100。球体100在平面102中具有赤道，平面102围绕z轴101对称。平面102的圆周是圆形并且平面102是圆形截面。WG模式存在于球形外表面内的赤道周围并且在谐振器100内循环。绕赤道平面102的外表面的球形曲率沿z方向及其垂直方向提供空间限制以支持WG模式。球体100的偏心率通常是低的。[0028]图2B示出了示例性球状微谐振器200。该谐振器200可通过沿短椭圆轴101 (Z)绕对称轴旋转椭圆(具有轴向长度a和b)而形成。因此，与图2A中的球形谐振器相似，图2B中的平面102也具有圆形周长并且是圆形截面。与图2A中的设计不同，图2B中的平面102是非球形椭球体的圆形截面并且围绕椭球体的短椭圆轴。谐振器100的偏心率是(l-b2/a2)1/2并且通常是高的，S卩，大于10'因此，谐振器200的外表面不是球体的一部分并且沿z方向在模式上提供比球形外部更多的空间限制。更具体地，腔在Z所处的平面(诸如zy或Zx平面)中的几何形状是椭圆形。谐振器200的中心处的赤道平面102与轴101(z)垂直，并且WG模式在谐振器200内在平面102的圆周附近循环。
[0029]图3示出了具有非球形外部的另一示例性WGM谐振器300，其外部轮廓是可通过笛卡尔坐标系的一元二次方程以数学方式表示的大致圆锥形状。与图2A和图2B中的几何形状相似，外表面在平面102的方向和垂直于平面102的z方向上提供曲率以限制并支持WG模式。除其他之外，这种非球形的、非椭圆形的表面可以是抛物面或双曲面。应该注意，图3中的平面102是圆形截面并且WG模式绕赤道中的圆循环。
[0030]图2A、图2B和图3中的上述三个示例性几何形状的公共几何特征为，它们都绕轴101 (z)轴向或圆柱向对称，其中WG模式在平面102中绕101 (z)轴循环。弯曲的外表面绕平面102是平滑的，并且在平面102周围提供二维限制以支持WG模式。
[0031]应该注意，WG模式在每个谐振器中沿z方向101的空间范围被限制在平面102上方和下方，并因此其可不必具有球体100、椭球体200或圆锥形状300的全部。相反，大到足以支持回音壁模式的、仅平面102周围的整个形状的一部分可被用于形成WGM谐振器。例如，环、盘和通过球体的适当部分形成的其他几何结构可被用作为球形WGM谐振器。
[0032]图4A和图4B分别示出了盘状WGM谐振器400和环状WGM谐振器420。在图4A中，固体盘400在中心平面102上方具有顶面401A，在平面102下方具有底面401B，顶面401A与底面401B相隔距离H。距离H的值大到足以支持WG模式。在中心平面102上方的足够距离以外，谐振器可具有如图3、图4A和图4B所示的锐边(sharp edge)。外部弯曲表面402可选自图2A、图2B和图3中所示形状中的任一种，以获得期望的WG模式和谱特性。图4B中的环状谐振器420可通过从图4A中的固体盘400去除中心部分410而形成。因为WG模式存在于环420的靠近外表面402的外部部分附近，所以环的厚度h可被设置为大到足以支持WG模式。
[0033]光学耦合器通常被用于通过消逝耦合将光能耦合到或耦合出WGM谐振器。图5A和图5B示出了结合到WGM谐振器的两个示例性光学耦合器。光学耦合器可与谐振器的外表面直接接触或者通过与其隔开一定间隙来完成期望的临界耦合。图5A示出了角抛光的光纤末端作为用于WGM谐振器的耦合器。具有倾斜端面的波导(诸如平面波导或其他波导)也可用作耦合器。图5B示出了微棱镜作为WGM谐振器的耦合器。也可使用其他消逝耦合器，诸如通过光子带间隙材料形成的耦合器。
[0034]WGM谐振器可用于提供在长时间段内将光子限制在小体积中的有效方式。因此，WGM谐振器在基础研究和实际装置中具有广泛的应用。例如，WGM谐振器可用于存储线性光学的光，作为原子光存储的替代，以及在可调光延迟线中基于原子的慢光实验的替代。在其他应用中，WGM谐振器也可用于光学滤波和光电振荡器。
[0035]在表征WGM谐振器的许多参数(例如输入和输出耦合的效率、模体积、自由光谱范围等)中，质量因子Q是基础参数。与光能在谐振器模式(τ )中的寿命相关的Q因子为Q=2n υ τ，其中V为模式的线性频率。与具有Q=2 X 101°和波长Σ =1.3 T m的模式对应的衰荡时间(ring down time)为15 T s，由此使超高Q的谐振器作为光存储装置而具有潜在的吸引力。此外，一些晶体足够透明以允许极高Q的回音壁模式，并且具有重要的非线性特征以允许WGM特征的连续操作并进一步扩大它们的用处。
[0036]在电介质谐振器中，最大的质量因子不能超过Q=2 Iitl/(Σ I)，其中n0是材料的反射率，Σ是光在真空中的波长，I是介电材料的吸收系数。吸收越小，Q越大。因此，为了预测WGM的最窄可能的线宽K= τ-1，需要知道在透明电介质(在它们的透明窗内，其中对于绝大多数的应用，损失被视为可忽略不计)中的光学衰减值。这个关于剩余的基本吸收的问题对于大多数材料仍然悬而未决的，因为缺乏具有足够灵敏度的测量方法。幸运地，高Q的回音壁模式本身代表在多种透明材料中测量非常小的光学衰减的独特工具。
[0037]以前通过适用于非晶体材料的热回流方法制造WGM谐振器进行的实验导致Q因子小于9X IO90测量是通过熔融硅微腔执行的，其中近乎完美的谐振器表面产生的表面张力得到了接近于由材料吸收确定的基本限制的测量得到的Q因子。期望光学晶体将比熔融硅具有更小损耗，因为晶体理论上具有完美晶格，而不包括总存在于非晶体材料中的夹杂物和不均匀性。对于许多晶体材料的透明度的窗是远宽于熔融硅的窗。因此，通过足够高纯度的材料，当瑞利散射边缘和多声子吸收边缘分别被推动远离紫外和红外区域时，可期待在透明窗口的中间出现非常小的衰减。此外，晶体可能受到更少或者根本不受到由OH离子和水的化学吸附作用而导致的外在吸收的影响，对于熔融硅的Q的报告限制因子靠近透明窗的底部1.55 μ m。
[0038]直到最近，实现结晶质WGM谐振器剩下的一个问题是不存在会产生球状表面的纳米级平滑度而消除表面散射的制造处理。最近这个问题得到解决。已使用机械光学抛光技术制造Q接近IO9的超高Q的晶体WGM谐振器。在本申请中，将进一步描述通过透明晶体制造的WGM谐振器中的高质量因子(Q=2 X 101°)。
[0039]在室温下具有千赫范围内的共振带宽并具有高共振对比度(50%及更高)的晶体WGM谐振器被结合到高性能光学网络中是有希望的。因为小模态量和极窄单光子共振，多种低阈值非线性效果可在基于小宽带非线性磁化率的WGM谐振器中观察到。作为一个示例，下面报告晶体谐振器中热光学不稳定性的观察,初期报告体积较小的高Q娃微球体。
[0040]在光学晶体的透明窗内的小光学衰减方面存在很少一致的实验数据。例如，仅因为数公里的由材料制造的光纤，对专门准备的熔融硅(Σ =1.55 T m的I =0.2dB/km(-1 > IO-7CnT1))的最小吸收进行高灵敏度测量变得可能。可惜，该方法不适用于晶体材料。纤维也已产自诸如蓝宝石的晶体，但是其衰减通过其表面散射而确定(每米数dB)。用于在透明电介质中测量光吸收的量热方法存在-1 > KT7CnT1量级的误差。已通过量热方法对一些透明材料的剩余吸收进行了测试，而其他通过直接散射实验表征，且都得到了与101°级别的Q限制对应的、几个ppm/cm级别的线性衰减。问题是，如果基本限制或测量结果受到所使用的晶体的瑕疵的限制。
[0041]对于最高Q的WGM谐振器的材料的选择必须基于基本因子，诸如最宽透明窗、高纯度等级以及环境稳定性。碱卤化物因其吸湿性和对大气湿度的敏感性而可能不合适。固体透明材料中的大量损失可以通过下面的现象学关系式来估计[0042]
【权利要求】
1.一种三重振荡器装置，用于生成单光调、射频(RF)振荡信号以及具有不同光频率的光频梳信号，所述三重振荡器装置包括: 光学谐振器，由展示三阶光学非线性的非线性光学材料形成； 连续波(CW)激光器，用于产生激光载波频率的激光束，所述激光束与所述谐振器的非线性光学材料相互作用，以在所述谐振器内生成具有不同光频率的光频梳，所述不同光频率包含所述激光载波频率； 光学耦合器，用于将所述激光束耦合到所述谐振器中，以及将所述谐振器内的光耦合到所述谐振器之外作为朝向所述激光器的自注入反馈光束； 光学滤波器，位于所述激光器与所述谐振器之间，以对从所述光学消逝耦合器被引导至所述激光器的自注入反馈光束进行滤波，从而将所述激光载波频率下的光引导到所述激光器，使得所述激光器在所述激光载波频率处被注入锁定到所述谐振器，并同时阻挡所述自注入反馈光束中的其他谱分量进入所述激光器； 第一分束器，位于所述激光器与所述光学滤波器之间，以透射所述激光器与所述光学滤波器之间的光束的一部分并且将所述光束的另一部分引导作为第一装置输出，所述第一装置输出为所述激光载波频率下的单光调； 光电二极管，定位成接收从所述谐振器耦合出的、携带所述光频梳的输出光学束以产生RF振荡信号作为第 二装置输出；以及 第二分束器，位于由所述光电二极管接收到的所述输出光学束的光学路径中，以将输出光学束的一部分透射到所述光电二极管用于生成所述RF振荡信号，并且将所述光束的另一部分引导作为第三装置输出，所述第三装置输出为在所述谐振器内生成的光频梳的副本。
2.如权利要求1所述的装置，其中，所述激光器是半导体激光器。
3.如权利要求1所述的装置，包括: 基板，其上设置有所述谐振器；以及 光学波导，形成在所述基板上，所述光学波导将来自所述激光器的激光束携带至所述谐振器并且携带来自具有所述光梳的所述谐振器的输出光学束。
4.如权利要求1所述的装置，包括: 相位控制部分，位于所述激光器与所述谐振器之间，并且被配置成控制所述激光器与所述谐振器之间的光的相位以稳定所述装置，并且控制所述激光载波频率与所述谐振器的谐振器模式之间的频率失谐，其中在所述谐振器模式下所述激光器的注入被锁定。
5.如权利要求4所述的装置，其中所述相位控制部分包括: 加热器，所述加热器改变所述相位控制部分的温度以控制所述激光器与所述谐振器之间的光的相位。
6.如权利要求4所述的装置，其中所述相位控制部分包括: 压电元件，所述压电元件改变所述激光器与所述谐振器之间的光的相位。
7.如权利要求4所述的装置，其中所述相位控制部分包括: 半导体移相器，所述半导体移相器改变所述激光器与所述谐振器之间的光的相位。
8.如权利要求4所述的装置，其中，所述相位控制部分被配置成产生用于改变所述激光器与所述谐振器之间的光的相位的可调节延迟。
9.如权利要求1所述的装置，其中，所述光学耦合器被用于将来自所述激光器的激光束耦合到所述谐振器中，所述光学耦合器还用于将所述谐振器内的光作为所述输出光学束耦合到所述光电二极管。
10.如权利要求1所述的装置，包括: 第二光学耦合器，所述第二光学耦合器光学耦合到所述谐振器，以将所述谐振器内的光作为所述输出光学束耦合到所述光电二极管。
11.如权利要求1所述的装置，其中， 所述谐振器是支持回音壁模式的回音壁模式谐振器，以及 所述光学耦合器是光学消逝耦合器。
12.—种三重振荡器装置，用于生成单光调、射频(RF)振荡信号以及具有不同光频率的光频梳信号，所述三重振荡器装置包括: 光学谐振器，由展示三阶光学非线性的非线性光学材料形成； 反射式放大器，用于反射光并放大来自所述谐振器的光以将被反射的光朝向所述谐振器引导，以便与所述谐振器的所述非线性光学材料进行相互作用，从而在所述谐振器内生成具有不同光频率的光频梳，所述反射式放大器提供光学增益以将所述反射式放大器与所述谐振器之间的激光振荡维持在激光载波频率； 光学耦合器，用于将来自所述反射式放大器的光耦合到所述谐振器中，以及将所述谐振器内的光耦合到所述 谐振器之外作为朝向所述反射式放大器的反馈光束，并且进一步将来自所述反射式放大器的光耦合到所述谐振器中； 光学滤波器，位于所述反射式放大器与所述谐振器之间，以对从所述光学耦合器被引导至所述反射式放大器的反馈光束进行滤波，从而将所述反馈光束内的、处于所述激光载波频率的光引导进所述反射式放大器中以使所述激光载波频率下的光放大； 第一分束器，位于所述反射式放大器与所述光学滤波器之间，以透射所述反射式放大器与所述光学滤波器之间的光束的一部分并且将所述光束的另一部分引导作为第一装置输出，所述第一装置输出为所述激光载波频率下的单光调； 光电二极管，定位成接收从所述谐振器耦合出的、携带所述光频梳的输出光学束以产生RF振荡信号作为第二装置输出；以及 第二分束器，位于由所述光电二极管接收到的所述输出光学束的光学路径中，以将输出光学束的一部分透射到所述光电二极管用于生成所述RF振荡信号，并且将所述光束的另一部分引导作为第三装置输出，所述第三装置输出为在所述谐振器内生成的光频梳的副本。
13.如权利要求12所述的装置，包括: 基板，其上设置有所述谐振器；以及 光学波导，形成在所述基板上，所述光学波导将来自所述反射式放大器的光携带至所述谐振器并且携带来自具有所述光频梳的所述谐振器的输出光学束。
14.如权利要求12所述的装置，包括: 相位控制部分，位于所述反射式放大器与所述谐振器之间并且被配置成控制所述反射式放大器与所述谐振器之间的光的相位。
15.如权利要求14所述的装置，其中所述相位控制部分包括:加热器，所述加热器改变所述相位控制部分的温度以控制所述反射式放大器与所述谐振器之间的光的相位。
16.如权利要求14所述的装置，其中所述相位控制部分包括: 压电元件，所述压电元件改变所述反射式放大器与所述谐振器之间的光的相位。
17.如权利要求14所述的装置，其中所述相位控制部分包括: 半导体移相器，所述半导体移相器改变所述反射式放大器与所述谐振器之间的光的相位。
18.如权利要求14所述的装置，其中，所述相位控制部分被配置成产生用于改变所述反射式放大器与所述谐振器之间的光的相位的可调节延迟。
19.如权利要求12所述的装置，其中，所述光学耦合器被用于将来自所述反射式放大器的光耦合到所述谐振器中，所述光学耦合器还用于将所述谐振器内的光作为所述输出光学束耦合到所述光电二极管。
20.如权利要求12所述的装置，包括: 第二光学耦合器，所述第二光学耦合器光学耦合到所述谐振器，以将所述谐振器内的光作为所述输出光学束耦合到所述光电二极管。
21.如权利要求12所述的装置，其中， 所述谐振器是支持回音壁模式的回音壁模式谐振器，以及 所述光学耦合器是光学消逝耦合器。
【文档编号】H01S3/08GK103703635SQ201280023595
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2012年5月15日 优先权日:2011年5月16日
【发明者】卢特·马利基, 安德烈·马茨科 申请人:Oe电波公司