鎖模激光器的原理簡介在一個簡單的激光器中，每一個模式都獨立地振蕩，彼此之間沒有固定的關系，本質上就像一組獨立的激光器，它們都以略微不同的頻率發光。每種模式中光波的各個相位都不是固定的，可能會因激光器材料的熱變化等因素而隨機變化。在只有少數振蕩模式的激光器中，模式之間的干擾會導致激光輸出中的拍頻效應，導致強度波動；在具有數千個模式的激光器中，這些干擾效應趨于平均到接近恒定的輸出強度。如果不是獨立振蕩，而是每個模式運行時與其他模式之間保持固定的相位差，則激光輸出的行為會截然不同。激光模式將周期性地相互干涉，而不是隨機或恒定的輸出強度，從而產生強烈的光脈沖或脈沖。這種激光器被稱為鎖模激光器。這些脈沖 ...

鎖模激光器的主動鎖模常見的有源鎖模技術將駐波電光調制器置于激光腔中。當用電信號驅動時，這會產生腔內光的正弦幅度調制。在頻域中考慮到這一點，如果模式具有光頻率 ν 并在頻率 f 處進行幅度調制，則所得信號在光頻率 - f 和 + f 處具有邊帶。如果調制器以與腔模式間隔 相同的頻率驅動，則這些邊帶對應于與原始模式相鄰的兩個腔模式。由于邊帶被同相驅動，中心模式和相鄰模式將被鎖相在一起。調制器在邊帶上的進一步操作會鎖定 - 2f 和 + 2f 模式的相位，依此類推，直到增益帶寬中的所有模式都被鎖定。如上所述，典型的激光器是多模的，并且沒有根模播種。因此需要多種模式來確定使用哪個階段。在應用了這種鎖定 ...

鎖模激光器的被動鎖模被動鎖模技術不需要激光器外部的信號（例如調制器的驅動信號）來產生脈沖。相反，他們使用腔中的光來引起某些腔內元素的變化，然后它本身會產生腔內光的變化。實現此目的的常用裝置是可飽和吸收體?？娠柡臀阵w是一種光學器件，它表現出與強度相關的透射，這意味著該器件的行為取決于通過它的光的強度。對于被動鎖模，理想情況下，可飽和吸收體選擇性地吸收低強度光，但透射足夠高強度的光。當放置在激光腔中時，可飽和吸收體會衰減低強度的連續光。然而，由于非鎖模激光器所經歷的有點隨機的強度波動，任何隨機的、強烈的尖峰都會優先通過可飽和吸收體傳輸。隨著腔體中的光振蕩，這個過程重復，導致高強度尖峰的選擇性放大 ...

了收益于恒波鎖模激光器中的可飽和吸收層的全調制深度，脈沖能量必須足夠高以讓吸收層發生光漂白。為了滿足這個條件，SESAM上的脈沖能量密度需要5倍于制造商提供的吸收層飽和值。SESAM上另一個重要的參數是損傷閾值，制造商用強度來表示它。損傷閾值限制了SESAM上的最小光斑尺寸。KGW激光典型輸出功率是2W，我們設計輸出耦合為10%，重復頻率為56MHz，相應的腔內脈沖能量是0.36uJ。SESAM上的束腰接近250um，產生的能量密度是183uJ/cm2，這個值是飽和注入量70uJ/cm2的2.6X。使用r=500cm(M4)可以獲得11.4X于飽和注入量的能量密度，并且能獲得穩定的模式鎖定，但 ...

質低相位噪聲鎖模激光器，來滿足高端基本時間常數變化應用研究的需求[14 16]。近期，長期相位穩定性和較佳噪聲性能都在微波和光學頻率之間的高精度合成中找到了新的應用，例如，在產生高純微波的本振中，在同步激光微波網絡中，以及在雷達系統中，[19]。對相位噪聲性能的Z終限制的關鍵，是通過對兩個自由度fr和fceo的波動來控制設定的?？紤]和基波波動對梳狀線的貢獻，各模態n的相位噪聲功率譜密度（PSD）該表達式表明，單個梳模的相位波動是由這兩個自由度的波動推導出來的。相位波動的影響對于擴大精密計量的范圍至關重要。為了減少相位波動的影響，需要寬的動態范圍和高調制帶寬。通過使用快、慢壓電傳感器（PZTs） ...

系?；陲w秒鎖模激光器，目前一般可以通過鎖定其重復頻率(frep)和載波包絡偏移頻率(fceo)來使得光梳梳齒穩定。雖然工作頻率接近100MHz重復頻率的光頻梳正在成為一種成熟的技術，但重復頻率為GHz的梳子仍然存在著大量挑戰。首先，傳統的激光器架構很難構建低噪聲且重復頻率>0.5 GHz的諧振結構。然而近期，Menhir Photonics提出其MENHIR-1550飛秒激光器可以作為飛秒脈沖光梳的穩定光源模塊。其可以在100 MHz至5 GHz的重復頻率下產生超低噪聲的鎖模脈沖，且生成的每一根頻率梳線功率都大于50 μW。根據其實驗室所提供的資料，利用該激光器所形成的光梳可以做到線寬 ...

系?；陲w秒鎖模激光器，目前一般可以通過鎖定其重復頻率(frep)和載波包絡偏移頻率(fceo)來使得光梳梳齒穩定。frep主要由諧振腔的幾何腔長L與介質折射率n決定，使用外加電壓調控壓電陶瓷制動器(PZT)的方法就可以實現對frep的鎖定。相比之下，鎖定fceo則更為困難，常見的方法是通過f-2f自參考過程，生成超連續譜將光譜展寬至至少一個倍頻程，然后將低頻倍頻后與高頻拍頻測得fceo后接入鎖相環反饋器件進行鎖定。雖然工作頻率接近100MHz重復頻率的光頻梳正在成為一種成熟的技術，但重復頻率為GHz的梳子仍然存在著大量挑戰。首先，傳統的激光器架構很難構建低噪聲且重復頻率>0.5GHz的 ...

系?；陲w秒鎖模激光器，目前一般可以通過鎖定其重復頻率(frep)和載波包絡偏移頻率(fceo)來使得光梳梳齒穩定。雖然工作頻率接近100MHz重復頻率的光頻梳正在成為一種成熟的技術，但重復頻率為GHz的梳子仍然存在著大量挑戰。首先，傳統的激光器架構很難構建低噪聲且重復頻率>0.5 GHz的諧振結構。然而近期，Menhir Photonics提出其MENHIR-1550飛秒激光器可以作為飛秒脈沖光梳的穩定光源模塊。其可以在100 MHz至5 GHz的重復頻率下產生超低噪聲的鎖模脈沖，且生成的每一根頻率梳線功率都大于50 μW。根據其實驗室所提供的資料，利用該激光器所形成的光梳可以做到線寬 ...

9-GHz的鎖模激光器的光通過80ps的延遲干涉儀（12.5-GHz自由光譜范圍）導入到非線性晶體中，以實現高速糾纏源。新開發的低抖動差分超導納米線單光子探測器（SNSPDs）可以使time-bin量子比特解析為80ps寬的倉。波長復用被用來實現多個高可見度的通道配對，這些配對共同加起來形成了一個高符合率。每對配對可以被視為光子糾纏的獨立載體，因此整個系統通過使用波長選擇性交換適用于靈活網格架構。每個通道的亮度和可見度被量化，作為泵浦功率、收集效率以及符合率的函數。在低平均光子數（$$μ_L=5.6×10^{-5}±9.0×10^{-6}$$）時8通道系統可見度可達到平均99.3%，而在較高功 ...

9-GHz的鎖模激光器的光通過80ps的延遲干涉儀（12.5-GHz自由光譜范圍）導入到非線性晶體中，以實現高速糾纏源。低抖動差分超導納米線單光子探測器（SNSPDs）可以使time-bin量子比特解析為80ps寬的bin。而波長復用被用來實現多個高可見度的通道配對，這些配對共同加起來形成了一個高符合率。在低平均光子數（μL=5.6×10-5±9.0×10-6）時8通道系統可見度可達到平均99.3%，而在較高功率時（μH=5.0×10-3±3.0×10-4），演示時總符合率為3.55MHz，平均可見度為96.6%。裝置具體分為糾纏光子源以及光譜復用以及探測部分。糾纏光子源下圖展現了該實驗裝置。 ...