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Octave Photonics: 基于光波导的超紧凑型光学频率梳
来源:原创 | 作者:陈亚辉 博士 海科思锐 | 发布时间: 535天前 | 853 次浏览 | 分享到:

Octave Photonics: 基于光波导的超紧凑型光学频率梳

  光学频率梳(Frequency Combs)是一种由等距线组成的光学光谱,这种光谱的每一条线都对应一个精确的频率,这些频率之间的间距是相等的,因此被称为“梳状”。2000年,John L. Hall和Theodor W. Hänsch两位科学家首次实现了光学频率梳的实际应用,并因此获得了2005年的诺贝尔物理学奖。光学频率梳的应用非常广泛,主要包括精密测量、光学同步、光谱学、天文学等领域。目前以德国Menlosytems公司为主的公司可以提供多种商品化的光学频率梳产品。但类似产品都存在共同的缺点:系统复杂、体积庞大、不易维护、成本高昂,这些缺点限制了光学频率梳的应用范围。

  美国Octave Photonics公司开发出了基于光波导的纳米光子器件,并在此器件基础上开发出了超连续谱模块和光学频率梳偏频锁定模块,这些模块可以用于研制低成本、超小型、易维护的光学频率梳系统。

光波导纳米光子器件


  纳米光子器件为非线性光学打开了一个可能性的世界。例如,纳米光子波导能够产生脉冲能量远低于传统非线性光纤的超连续谱。类似地,微谐振器能够以最小的输入功率在GHz和THz重复率下产生频率梳。此外,纳米光子芯片是紧凑的(几毫米),可以大规模制造。

  Octave Photonics专门从事非线性纳米光子器件的设计、模拟、制造和封装,可以提供针对特定应用定制的封装器件。此外,我们的团队在应用非线性纳米光子学解决计量和光谱领域的现实问题方面拥有多年的经验,可以提供围绕我们的纳米光子器件构建的完整解决方案。

通过纳米光子波导传播的光通常具有极小的模面积。这一事实使得以高效率、可靠性和可重复性将光耦合到芯片上和芯片外具有挑战性。

Octave Photonics专门将集成光子芯片封装到简单易用的设备中。在最简单的封装中,我们将专用光纤与专门设计的光子波导精确对齐,将光纤粘合到位,并将组件封装在坚固的外壳中。然而,也可以使用更复杂的封装方案,包括多个输入和输出、温度稳定以及多个纳米光子组件的接口。

超连续谱产生光波导模块

  超连续谱的产生允许具有窄带宽的脉冲激光器被加宽到其先前带宽的许多倍。宽带宽对于许多应用是至关重要的,包括频谱和频率梳的自参考。纳米光子波导允许具有比非线性光纤低得多的脉冲能量的超连续谱,并提供对输出光谱形状的控制。

   我们提供完全连接的非线性超连续谱波导,提供简单的即插即用性。我们最受欢迎的版本能够有效地从1560 nm锁模激光器中产生780 nm的光,以实现低功率频率梳的稳定。可以使用小于<100 pJ(脉宽<200 fs)的脉冲能量。

  我们的封装非晶钽钽非线性波导实现了卓越的耦合效率,并且具有机械坚固性。这项技术为精确计时、量子科学、生物成像和遥感打开了新的大门。Octave Photonic的封装超连续谱波导目前正在许多实验室中使用。

选项包括:

◆保偏光纤
◆准直自由空间输出
◆气密性密封
◆主动温度稳定
◆瓦级功率处理

光学频率梳offset稳定模块(COSMO)

  Octace Photonics光学频率梳offset稳定模块(COSMO)为激光频率梳的f-2f自参考提供了一种紧凑方便的解决方案。此外,COSMO允许以异常低的脉冲能量检测载波包络偏移(CEO)频率,从而实现更低的功耗或更高的重复率。

  COSMO简化了f-2f自参考过程。COSMO通过光纤连接器(FC/APC或类似接头)连接到激光器,并提供可连接到梳状稳定电子设备的电输出。

主要特点:

◆输入波长:~1560 nm
◆输入脉冲能量:>200 pJ
◆输入:PM1550光纤
◆输出:SMA连接器
◆尺寸:约40x25x15 mm
◆CEO信噪比:>35 dB

应用案例: Simplified offset stabilization of a low-noise 1 GHz oscillator

我们利用Octave Photonics光学频率梳offset稳定模块(COSMO)来检测Menhir Photonics 1 GHz、1550 nm振荡器的载波包络偏移频率(fCEO),脉冲能量小于140 pJ(<140 mW的平均功率)。

Electro-Optic Frequency Combs

  飞秒激光频率梳的前沿应用,如天文摄谱仪校准和高速数据传输,需要具有10 GHz及以上重复频率的激光器,远高于飞秒激光器的典型100 MHz。幸运的是,最近的技术突破现在允许在10+GHz下调制连续波(CW)激光器,从而在超高重复率下提供稳健、灵活和稳定的频率梳。

2018年,Octave Photonics的科学家将非线性波导与电光(EO)激光器相结合,制成了第一个超短和超稳定的EO激光源,巩固了EO梳作为多GHz重复率下宽带、稳定飞秒脉冲的首要来源的地位。

Octave Photonics设计并构建客户定制EO频率梳。此外,我们可以将EO梳与我们的超连续谱波导相结合,以提供宽带光谱,为天文摄谱仪校准提供理想的来源。

主要特征:
◆具有均匀间隔光学频率的频谱。
◆大带宽上的光谱相干性。
◆重复频率介于5和30 GHz之间
◆光输出功率高达5瓦
◆脉冲持续时间短至20 fs

美国Octave Photonics公司成立于2019年,专注于光波导纳米光子器件及超连续谱产生模块、低功率超紧凑光学频率梳锁频模块、GHz高带宽光学频率梳锁频模块等产品的研发。北京海科思锐光电仪器有限公司是Octave Photonics公司在中国的正式授权代理商,全面负责其所有产品在国内的市场推广、产品销售以及售后服务。

北京海科思锐作为一家专业的激光/光电产品代理公司,代理产品包括:各种激光器(半导体激光器,固体激光器,光纤激光器,气体激光器等,连续,纳秒,亚纳秒,皮秒,飞秒,单频,宽调谐激光器等),激光测试设备(激光功率计/能量计,光斑分析仪,M2仪,光谱仪,波长计,红外观察仪,光电探测器,自相关仪,spider等),激光与光学元器件(激光镜片,隔离器,光栅,滤波片,半导体激光电源,光纤器件),光谱仪器,光机械(光学隔震平台,位移台,调整架,光机组件等)。

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