光频梳生成超短脉冲及在光模数转换应用

"基于光频梳的超短光脉冲的产生及其在光模数转换中的应用" 本文探讨了利用光频梳生成超短光脉冲的方法，并将其应用于光模数转换，展示了其在高速信号处理中的潜力。作者窦玉杰、张洪明和姚敏玉来自清华大学电子工程系，他们提出了一种创新的技术，通过级联的强度调制器和相位调制器直接调制直流激光，以产生稳定的光频梳。实验结果显示，生成的光频梳具有29条谱线，且顶部功率差异小于1.5 dB，这意味着频梳的均匀性非常高。 进一步，研究团队利用单模光纤的色散特性对光频梳进行整形，将其转化为重复频率为10 GHz、脉宽为2.68 ps的超短光脉冲。这样的光脉冲具有极高的时间分辨率，适于高精度的光信号采样。在实验中，该系统成功地对1到4 GHz的电信号进行了采样，实现了高达33.83 dB的信噪比，等效于5.33 bit的有效比特数。这表明，基于光频梳的光模数转换系统在信号质量和转换效率方面表现出优越性能。 光频梳是一种在光学领域中广泛应用的工具，其等间隔的频率分布使得它可以作为频率参考，实现频率的精确测量和转换。在超快光学和信号处理中，光频梳可以用来创建宽带光脉冲序列，这些脉冲具有纳秒甚至皮秒级别的脉宽，对于高速光通信和光学采样等应用至关重要。本文的贡献在于提供了一种高效、稳定的光频梳生成方案，以及演示了它在高数据速率信号处理中的实用性。 通过这种方法产生的光脉冲，不仅在光模数转换中有用，还可以用于光学频率合成、光学时钟同步、光学雷达和量子计算等多个领域。这项研究推动了光电子学和信息科学的发展，为未来构建更高速、更精确的光学信息系统奠定了基础。