一种无近似无迭代的腔内电光调制型光频梳光谱分析方法、设备及介质

技术特征：
1.一种无近似无迭代的腔内电光调制型光频梳光谱分析方法，其特征在于，所述方法具体包括以下步骤：步骤一：根据腔内电光调制型光频梳光源的入射激光频率、谐振腔谐振频率和腔内电光调制频率，并结合腔内材料色散情况，计算激光在谐振腔内单次传播的残余相位延迟；步骤二：分析腔内电光调制型光频梳光源的出射传输特性，根据谐振腔内循环传播次数n，获得对应的出射激光电场强度e
n
，由于谐振腔内存在电光调制，e
n
的指数项中包含三角函数系数；步骤三：将全部循环传播次数n对应的出射激光电场强度e
n
进行累加，获得完整的腔内电光调制型光频梳出射激光电场强度e，e的各个指数项中同样包含三角函数系数；步骤四：利用雅各比-安格尔恒等变形，将步骤三e中包含三角函数系数的指数项无近似的化简为基于贝塞尔函数无穷谐波项的累加和，得到新的腔内电光调制型光频梳出射激光电场强度e’；步骤五：将步骤四得到的腔内电光调制型光频梳出射激光电场强度e’视作傅里叶级数，提取得到第k阶梳齿的出射激光电场强度e
k’；步骤六：利用矩阵计算的方法将步骤五的e
k’与其自身的共轭相乘，得到第k阶梳齿的出射激光光强i
k
，根据出射激光光强i
k
精准分析腔内电光调制型光频梳的光谱；步骤七：根据步骤一至步骤六对腔内电光调制型光频梳的精准光谱分析与光谱包络曲线仿真结果，对比实测光频梳光谱，可判断当前腔内电光调制型光频梳光源的工作状态，进而指导优化设计及调试。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤一中腔内电光调制型光频梳光源的谐振腔结构为线型腔、环形腔、折叠腔或复合腔。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤一中腔内电光调制型光频梳光源的实现方式为基于分立空间光器件的电光调制光频梳光源、基于集成式光纤环形腔的电光调制光频梳光源或基于片上微谐振腔的电光调制光频梳光源。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤一中的激光在谐振腔内单次传播的残余相位延迟包括三种残余相位延迟：第一种残余相位延迟，由于入射激光频率和谐振腔谐振频率不匹配引入的残余相位延迟；第二种残余相位延迟，由于谐振腔谐振频率和电光调制频率不匹配引入的残余相位延迟；第三种残余相位延迟，由于腔内材料色散引入的残余相位延迟。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤二中的腔内电光调制型光频梳光源的出射传输特性分析为以下四种分析中的任一种：第一种，基于空间双镜线型腔出射传输模型的分析；第二种，基于多镜环形腔出射传输模型的分析；第三种，基于光纤环形腔出射传输模型的分析；第四种，基于片上微谐振腔出射传输模型的分析。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤二中的出射激光电场强度e
n
为以下两种中的任一种：第一种，透射激光电场强度e
tn
；第二种，反射激光电场强度e
rn
。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤三中累加激光电场强度e
n
时，参加累加计算的全部循环传播次数n都应满足：所对应的激光电场强度e
n
与其自身共轭相乘得到的激光光强i
n
，在存在浮点数截尾误差的前提下始终大于0。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤六中e
k’与其自身的共轭相乘得到
出射激光光强i
k
的仿真计算方法为直接计算方法或间接计算方法；所述直接计算方法为重复调用贝塞尔函数生成完整的e
k’及其共轭，进行矩阵相乘的直接计算方法；所述间接计算方法为预先生成完整的贝塞尔函数参数集，调用参数集生成e
k’及其共轭，仅进行相乘与累积运算的间接计算方法。9.一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1-8所述方法的步骤。10.一种计算机可读存储介质，用于存储计算机指令，其特征在于，所述计算机指令被处理器执行时实现权利要求1-8所述方法的步骤。

技术总结
本发明提出了一种无近似无迭代的腔内电光调制型光频梳光谱分析方法、设备及介质，所述方法包括：计算激光在谐振腔内单次传播的残余相位延迟、分析腔内电光调制型光频梳光源的出射传输特性、将全部循环传播次数n对应的激光电场强度进行累加得到出射激光电场强度E、获得新的无近似腔内电光调制型光频梳出射激光电场强度E’、获得第k阶梳齿的出射激光电场强度E


技术研发人员：杨睿韬 胡鹏程 谭久彬
受保护的技术使用者：哈尔滨工业大学
技术研发日：2022.01.28
技术公布日：2022/5/20