一种基于光频梳的片上多波长光源

本发明涉光通信光源领域，尤其涉及一种基于光频梳的片上多波长光源。

背景技术：

1、随着信息时代的发展，人们对通信容量以及通信速率的需求不断增加，单波长下的数据传输不能满足日益增长的通信需求。波分复用技术是提高通信容量的有效方法和常用手段，多波长光源是波分复用系统中的重要组成部分，目前大部分多波长光源采用的是多个具有不同输出波长的激光器组成的阵列结构，即单波长激光器阵列。但采用此方法产生的多波长光源，不同波长的光波之间不具有相干性，且输出的光波波长在频域上难以实现严格的等距排列；此外，激光器阵列一般尺寸较大且需要多个驱动，限制了其在相干通信系统中的进一步应用。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供一种基于光频梳的片上多波长光源，多波长光源中任意相邻的两束光的频率间隔一致。

2、作为本发明的第一个方面，提供一种基于光频梳的片上多波长光源，包括：

3、泵浦光源，适用于发出泵浦光；

4、光波导芯片，包括：

5、衬底；

6、下包层，设置在所述衬底上；

7、芯层，设置于所述下包层上，所述芯层包括：

8、偏振分束器，形成于所述下包层上，适用于根据所述泵浦光得到电场或磁场矢量方向平行于波导横截面的目标线偏振光；

9、微谐振腔，形成于所述下包层上，所述目标线偏振光在所述微谐振腔中产生谐振，其中，在所述微谐振腔内的光功率的达到预设阈值的情况下，在所述微谐振腔内产生四波混频现象，得到光频梳，所述光频梳包括多个波长等间隔排列的不同波长的光；

10、波分解复用器，形成于所述下包层上，所述波分解复用器包括多个通道，来自于所述微谐振腔下载端口的不同波长的光经不同的通道输出；

11、上包层，设置在所述芯层上。

12、根据本发明的实施例，所述芯层还包括：

13、多个可变光衰减器，形成于下包层上，所述可变光衰减器适用于一一对应的对所述波分解复用器输出的对应波长的光的光功率进行调节，以使调节后的各波长的光的光功率相同。

14、根据本发明的实施例，片上多波长光源，其中，还包括：

15、光分束器，适用于将所述微谐振腔的输出端口输出的光分成第一光束和第二光束；

16、光功率计，适用于对所述第一光束的功率进行探测；

17、光谱仪，适用于对所述第二光束的波长进行探测。

18、根据本发明的实施例，片上多波长光源，还包括，

19、光放大器，适用于对所述泵浦光源发出的泵浦光的功率进行放大，并将功率放大后的泵浦光输入至所述偏振分束器。

20、根据本发明的实施例，片上多波长光源，还包括，

21、加热模块，适用于对所述微谐振腔进行加热，以使得所述微谐振腔输出的光频梳的频率保持稳定。

22、根据本发明的实施例，所述偏振分束器包括多模干涉仪、马赫增德尔干涉仪、定向耦合器型偏振分束器。

23、根据本发明的实施例，所述定向耦合型偏振分束器包括第一波导、第二波导和第三波导；

24、其中，所述泵浦光自第一波导输入，在传输的过程中，所述泵浦光中中的第一线偏振光自第一波导耦合到第二波导中，并在第二波导中发生模式转换，模式转换后的第一线偏振光耦合至第三波导并发生模式转换，得到所述第一线偏振光，所述泵浦光中第二线偏振光在所述第一波导中传输，所述第一线偏振光的偏振方向与所述第二线偏振光的偏振方向垂直；

25、所述目标线偏振光为第一线偏振光或者第二线偏振光。

26、根据本发明的实施例，所述芯层还包括传输波导，所述偏振分束器与所述微谐振腔之间，所述微谐振腔与所述所述波分解复用器之间、所述波分解复用器与所述可变光衰减器阵列之间通过所述传输波导连接。

27、根据本发明的实施例，所述芯层的材料包括二氧化硅、硅、氮化硅、铌酸锂或iii v族半导体化合物或聚合物。

28、根据本发明的实施例，所述可变光衰减器阵列包括两个或两个以上的对称或非对称马赫增德尔型可变光衰减器。

29、根据本发明的实施例，利用微谐振腔产生的光频梳中，任意相邻的两个波长的光之间的距离相等，且任意相邻波长的光之间的距离为微谐振腔腔长的整数倍，因此本发明实施例中的光频梳为等间距的。

30、根据本发明的实施例，由于光频梳中波长不同的光都是在同一个微谐振腔产生的，各波长的光的产生都符合微谐振腔的谐振条件，因此，本发明实施例产生的各个波长的光之间相干性较好。

技术特征：

1.一种基于光频梳的片上多波长光源，包括：

2.根据权利要求1所述的片上多波长光源，其中，所述芯层还包括：

3.根据权利要求1所述的片上多波长光源，其中，还包括：

4.根据权利要求1所述的片上多波长光源，还包括，

5.根据权利要求1所述的片上多波长光源，还包括，

6.根据权利要求1所述的片上多波长光源，其中，所述偏振分束器包括多模干涉仪、马赫增德尔干涉仪、定向耦合器型偏振分束器。

7.根据权利要求1所述的片上多波长光源，其中，所述定向耦合型偏振分束器包括第一波导、第二波导和第三波导；

8.根据权利要求1所述的片上多波长光源，其中，所述芯层还包括传输波导，所述偏振分束器与所述微谐振腔之间，所述微谐振腔与所述波分解复用器之间、所述波分解复用器与所述可变光衰减器阵列之间通过所述传输波导连接。

9.根据权利要求1所述的片上多波长光源，其中，所述芯层的材料包括二氧化硅、硅、氮化硅、铌酸锂或iii-v族半导体化合物或聚合物。

10.根据权利要求1所述的片上多波长光源，其中，所述可变光衰减器阵列包括两个或两个以上的对称或非对称马赫增德尔型可变光衰减器。

技术总结
一种基于光频梳的片上多波长光源，泵浦光源，适用于发出泵浦光；光波导芯片，包括：衬底；下包层，设置在衬底上；芯层，设置于下包层上，芯层包括：偏振分束器，形成于下包层上，适用于根据泵浦光得到电场或磁场矢量方向平行于波导横截面的目标线偏振光；微谐振腔，形成于下包层上，目标线偏振光在微谐振腔中产生谐振，其中，在微谐振腔内的光功率的达到预设阈值的情况下，在微谐振腔内产生四波混频现象，得到光频梳，光频梳包括多个波长等间隔排列的不同波长的光；波分解复用器，形成于下包层上，波分解复用器包括多个通道，来自于微谐振腔输出的下载端口的不同波长的光经不同的通道输出；上包层，设置在芯层上。

技术研发人员：马骏驰,王玥,王亮亮,安俊明,吴远大
受保护的技术使用者：中国科学院半导体研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15