本披露内容针对改进生成用于频率梳激光器的频率梳。
背景技术：
1、梳状激光器是特殊类型的激光器，它产生由等间隔的离散频率组成的输出。这使得激光器具有当在频域中观察时看起来像梳状的输出。如此，梳状激光器的输出通常被称为频率梳。频率梳具有许多应用，例如它们通常用于例如光谱学、原子钟、频率合成、精密gps、光学计量、电信等领域。
2、传统上，梳状激光器是使用锁模激光器制造的。在这些锁模激光器中，产生一系列光脉冲。每个脉冲与下一个脉冲在时域中通过激光器腔的往返时间分开。所得到的脉冲列的频谱近似于由激光器的重复率(往返时间的倒数)分开的一系列狄拉克δ函数。这一系列尖锐的频谱线被称为频率狄拉克梳。
3、梳状激光器可以使用具有沉积在套管上的分布式布拉格反射器的光纤来实现。这种系统受到可用的材料和装置的限制，即光纤具有低非线性并提供低折射率对比度。在欧洲公开号ep3 479 443中描述了这种类型的梳状激光器的示例。光纤激光器体积大且成本高，这限制了它们的部署范围。
4、用于获得频率梳的较新技术是通过使用基于克尔非线性的级联四波混频。四波混频是三个频率的强光相互作用以产生第四频率的光的过程。如果这三个频率是完美间隔的频率梳的一部分，那么从数学上讲，第四频率也需要是同一梳的一部分。
5、与锁模梳状激光器不同，这两种类型的梳状激光器不取决于泵浦激光器的增益介质。替代地，它们依赖于波导或微谐振器的非线性特性。结果，原则上可以在任何期望的泵浦频率周围生成频率梳。
6、基于克尔非线性的频率梳(在本领域中也称为克尔频率梳)深受欢迎，因为与锁模激光器(10mhz至1ghz)相比，基于克尔非线性的频率梳由于它们的自由频谱范围(fsr)而提供了大的模式间隔(10ghz至1thz)。迄今为止，用于克尔频率梳生成的大多数片上微谐振器或者是微环，或者是微盘。这些圆形谐振器的对称性质对于获得大的q因子是有用的。大的q因子进而促进利用激光器腔介质中的非线性来实现四波混频，这是梳形成所需的关键过程。
7、激光器的腔(在本领域中也称为光学谐振器)的总色散是确定由激光器发射的脉冲的持续时间的主要因素。可以布置一对棱镜来产生净负色散，该净负色散可以用于平衡激光介质的通常正色散。衍射光栅也可以用于产生色散效应；这些通常用于高功率激光放大器系统中。近来，已经开发出棱镜和光栅的替代物：啁啾反射镜。这些介质反射镜被涂覆，使得不同的波长具有不同的穿透长度，并因此具有不同的群延迟。涂层可以被定制以实现净负色散。然而，这种类型的啁啾反射镜与芯片上集成不兼容。
8、尽管它们很受欢迎，但上述现有技术的梳状激光器(即基于圆形谐振器的梳状激光器)仅允许对色散进行有限的控制。色散控制对于确保均匀间隔的谐振和有效的四波混频是重要的。
9、本披露内容针对通过提供梳源以提供更好的色散控制来解决这些和其他问题。
技术实现思路
1、根据本发明，如所附权利要求中阐述的，提供了一种频率梳激光器装置，该频率梳激光器装置包括：激光器腔，该激光器腔具有用于将光耦入到包括色散材料的波导的光学增益材料；在光学增益材料的一端处的反射器，以及在光学增益材料的另一端处的谐振反射镜；其中，谐振反射镜包括片上波导，该片上波导耦接到由一个或多个光子晶体反射器形成的法布里珀罗腔，使得用激光器腔维持激光操作。
2、本发明提供了新颖的片上fp腔，其由于在腔的端部处的高反射光子晶体结构(phc)而产生高q纵向模式。从片上波导耦入到fp腔提供了高效的机制来激励fp腔的模式，这使损耗最小化。此配置还作为谐振反射镜操作，将光学反馈提供到发射激光所需的反射式半导体光学放大器中。
3、在一个实施例中，激光器腔被配置为与由法布里珀罗腔支持的模式之一谐振，使得储存在法布里-珀罗腔内的光包括足以引起参数四波混频并产生光梳的光密度。
4、在一个实施例中，色散材料是氮化硅。
5、在一个实施例中，腔是法布里-珀罗(fabry-pérot(fp))腔。
6、在一个实施例中，光子晶体结构是啁啾的。
7、在一个实施例中，种子激光器利用接入波导而耦接到光学腔。
8、在一个实施例中，种子激光器的至少一个反射镜是耦接到波导的布拉格反射镜。
9、在一个实施例中，所看到的激光器的至少一个反射镜、种子激光器的至少一个反射镜是耦接到波导的芯片的端面。
10、在一个实施例中，法布里珀罗由在每一侧上具有光子晶体反射镜的带状负载波导形成。
11、在一个实施例中，带状负载波导由铌酸锂和氮化硅的层构成。
12、本发明提供了一种创建由一个或多个光子晶体构成的法布里珀罗的装置。
13、在另一实施例中，提供了一种频率梳激光器装置，该频率梳激光器装置包括：
14、激光器腔，该激光器腔具有用于将光耦入到包括色散材料的波导的光学增益材料；
15、在增益材料的端部处的反射器、以及谐振反射镜，其中，谐振反射镜包括由一个或多个光子晶体反射器形成的法布里珀罗腔，使得用激光器腔维持激光操作。
1.一种频率梳激光器装置，包括：
2.如权利要求1所述的装置，其中，所述激光器腔内的激光模式被配置为与由所述法布里珀罗腔支持的模式之一谐振，使得储存在所述法布里-珀罗腔内的光包括足以引起参数四波混频并产生光梳的光密度。
3.如权利要求1或2所述的装置，其中，所述光子晶体的参数被选择为将所述梳中的线的数量限制为期望数量。
4.如任一前述权利要求所述的装置，其中，所述色散材料是氮化硅。
5.如任一前述权利要求所述的装置，其中，所述法布里珀罗腔被设计为平衡所支持模式的色散。
6.如任一前述权利要求所述的装置，其中，所述光子晶体结构是啁啾的。
7.如任一前述权利要求所述的装置，其中，种子激光器耦接到所述法布里珀罗腔以生成光梳。
8.如任一前述权利要求所述的装置，其中，所述法布里珀罗腔由在每一侧上具有光子晶体反射镜的带状负载波导形成。
9.如任一前述权利要求所述的装置，其中，所述带状负载波导由铌酸锂和氮化硅的层构成。
