随着人类对信息容量需求的急剧膨胀,超稳定高速采样信号源在高速通信、大型计算机、高精密仪器设备、以及雷达等领域具有迫切的需求。尽管基于电子学方法的高速采样源持续发展,但其在速率和稳定性方面发展得太缓慢,远不能满足信息容量高速发展的需求。本项目基于光电振荡(OEO)和光学频率梳产生器(OFCG)原理,提出一种创新性的光子集成结构,实现超稳定窄脉冲高速采样激光种子源;利用单一结构的多种功能集成实现光域的InP基单片集成,避免了光子集成领域的异质不兼容问题;利用光学滤波器代替电子学滤波器,突破电子元器件带宽的限制。通过本项目的研究,揭示高速低相位噪声采样种子源的集成机理,为实现高速、窄脉宽、低相位噪声的集成采样光源提供理论与实验基础。
Sampling laser source;photoelectric oscillation;optical frequency comb;photonic integration;low phase noise
本项目基于光电振荡(OEO)和光学频率梳产生器(OFCG)原理,提出一种创新性的光子集成结构,实现超稳定窄脉冲高速采样激光种子源;利用光学滤波器代替电子学滤波器,突破电子元器件带宽的限制。通过本项目的研究,揭示高速低相位噪声采样种子源的集成机理,为实现高速、窄脉宽、低相位噪声的集成采样光源提供理论与实验基础。我们研制的光学频率梳脉冲激光器测试结果,梳齿数目≥40;梳齿间隔10GHz;梳齿幅度平坦度优于10dB;梳齿幅度稳定度波动小于3dB/天;边模抑制比(SMSR)≥30dB。同时我们研究了被动锁模F-P激光器,梳齿间隔100GHz, 梳齿幅度平坦度优于10dB;梳齿幅度稳定度波动小于3dB/天;边模抑制比(SMSR)≥40dB。关于C波段1550nm量子点激光器的研究,我们获得了100GHz重复频率的量子点激光器的脉冲宽度1.2ps。基于DBR 激光器的可调谐微波扫频源,实验获得了扫频周期为5μs 和40μs、最大扫描范围到38.45GHz 的扫频信号。基于偏振调制的倍频光电振荡器,基频信号及倍频信号在10 kHz偏移处的相位噪声值分别为-117.8 dBc/Hz 和-111.6 dBc/Hz。本项的实施培养了3名博士生,发表论文11篇,均为SCI 收录论文,申请专利7项,其中授权1项。完成项目指标。