高分辨率光频梳检测

高分辨率光频梳检测

被动锁模激光器在超快激光领域被广泛认知，它们能够自然产生自由运行和干净的频率梳状波，通过对两个参数fCEO和frep提供反馈，可以将其转变为稳定的梳状波。已经证明了具有1 GHz线间距的频率梳 [1]，然而，使用标准的光谱分析仪无法解析单个梳状波线。

本文接下来描述如何使用Aragon Photonics的布里渊光谱分析仪(BOSA)对具有1 GHz梳状线的MENHIR-1550激光器进行直接且容易的表征[2]。 BOSA能够以重复性实现10 MHz的绝对分辨率，结合MENHIR-1550的被动稳定性，可以解析激光器的单个梳状线，从而无需额外的光源即可检测fCEO和frep的精确变化。

BOSA可以测量自由运行的MENHIR-1550的性能。

MENHIR-1550直接连接到Aragon Photonics BOSA，可以维持50mW的激光输出。

fCEO和frep设置点可以由计算机在MENHIR-1550硬件中进行编程。

宽带和短波谱

Aragon Photonics BOSA是基于受激布里渊散射（SBS）的高分辨率光谱分析仪。该技术是在光纤中创建了10 MHz的非常窄的纯光滤波效果，用于扫描测试系统，具有无与伦比的无杂散动态范围（80 dB）。图2显示了当MENHIR-1550直接插入BOSA时的宽波段频谱：整体频谱符合被动锁模激光器的双曲正割平方型脉冲形状。放大频谱的一部分（图2中的红色部分）可以揭示BOSA在分辨MENHIR-1550的单个梳状线时的能力（1 GHz = 0.008 nm）。这得益于MENHIR-1550的高稳定性，确保fCEO和frep这两个定义输出频率梳组合的参数不随时间变化。尽管单个梳状线的固有线宽（<10 kHz）低于BOSA的10 MHz分辨率，但由于光谱线之间的频率分离较大，可以评估梳状线的所有光谱线。

图2                                            

图3

改变frep重复频率

MENHIR-1550飞秒激光器具有稳定两个梳状参数（fCEO和frep）的所有输入。每个梳状线的定义为f = fCEO + n frep，其中n 是一个接近200,000的整数值。图3 描述了将重复频率微小变化1 kHz与基准重复频率1.0 GHz的激光器相比的效果。橙色的迹线 相比蓝色迹线向较高频率（即波长较小）偏移，这是由于在恒定fCEO下，梳状线间距稍微增加所致。

References

1. D. M. B. Lesko, A. J. Lind, N. Hoghooghi, A. Kowligy, H. Timmers, P. Sekhar, B. Rudin, F. Emaury, G. B. Rieker, S. A. Diddams, Fully phase-stabilized 1 GHz turnkey frequency comb at 1.56 μm, OSA Continuum 3, 2070 (2020)

2. J. M. Subías Domingo, J. Pelayo, F. Villuendas, C. D. Heras, and E. Pellejer, Very High Resolution Optical Spectrometry by Stimulated Brillouin Scattering, IEEE Photonics Technol. Lett. 17, 855 (2005)

针对高分辨率频率梳检测，我公司可以提供成套设备：包括高稳定性MENHIR-1550飞秒激光器和高分辨率Aragon Photonics BOSA光谱分析仪。