基于高Q值微环谐振器的光频梳产生与调控

发布时间：2020-09-07 14:15

　　 通过克尔非线性产生光频梳引起了很多关注,这些基于微环谐振器的器件可以用于片上梳状系统,应用在包括光谱学、光通信、测距、频率合成和光时钟在内的各个领域。特别是孤子梳,这类由许多紧密间隔的梳状线组成的高稳定克尔频梳具有良好的光学信噪比,这对于WDM光通信具有潜在的应用价值。本文研究了克尔光频梳的形成的理论,并对基于氮化硅微环谐振器和基于铌酸锂微环谐振器的克尔光频梳进行了研究测试。本文的主要工作可以概括为以下几个方面:(1)求解LLE方程研究了克尔光频梳的形成,仿真实现了不同的孤子态。研究了宽带频梳生成所需的波导条件,使用有限差分本征模求解器模拟了不同宽度波导的群速度色散(GVD),实现了基于氮化硅的宽带平坦色散波导设计。(2)实验研究了基于氮化硅微环谐振器的光频梳激发,较横截面为800 x 1500nm的微环谐振器,横截面为800 x 2000nm的微环谐振器可以产生覆盖范围更宽的光频梳,测试结果与仿真结果相吻合。基于高Q氮化硅微环谐振器实现了谱宽600nm,梳齿间距为99GHz的宽带克尔频率梳。然后提出了一种基于梳齿反馈的光频梳产生系统,通过反馈环路引入的信号增益、滤波等手段实现了梳齿间距为1倍~6倍FSR可控的光频梳。(3)实验制备了铌酸锂微环谐振器,波导中有两个模式,该微环谐振器在1542.05nm和1542.31nm处的Q值分别约为6.88×10~5和4.94×10~5。随后利用此微环谐振器进行测试,实现了光频梳的激发。
【学位单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TN929.1;TN751.2

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本文编号：2813451