[發(fā)明專利]激光系統(tǒng)頻率同步系統(tǒng)及同步方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410503285.0
• 申請日: 2014-09-26
• 公開（公告）號: CN104283100B
• 公開（公告）日: 2017-09-29
• 發(fā)明（設計）人: 劉元山;王屹山;馮野;徐昕;胡曉鴻;張偉;楊直;李飛濤;王向林;趙衛(wèi)
• 申請（專利權）人: 中國科學院西安光學精密機械研究所
• 主分類號: H01S3/10
• 分類號: H01S3/10;H01S3/067
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司61211
• 代理人: 姚敏杰

1.一種激光系統(tǒng)頻率同步系統(tǒng)，其特征在于：所述激光系統(tǒng)頻率同步系統(tǒng)包括一路主頻率信號發(fā)生單元、標準電信號產生單元以及一路或多路次頻率信號發(fā)生單元；所述標準電信號產生單元分別接入主頻率信號發(fā)生單元以及一路或多路次頻率信號發(fā)生單元；所述主頻率信號發(fā)生單元分別接入一路或多路次頻率信號發(fā)生單元；

所述主頻率信號發(fā)生單元包括第一激光系統(tǒng)、第一光電探測器、第一電濾波器、第一電放大器、功分器、主頻率信號發(fā)生單元電混頻器以及第一伺服器；所述第一激光系統(tǒng)依次經過第一光電探測器、第一電濾波器以及第一電放大器接入功分器；所述功分器分別接入主頻率信號發(fā)生單元電混頻器以及一路或多路次頻率信號發(fā)生單元；所述標準電信號產生單元依次通過主頻率信號發(fā)生單元電混頻器和第一伺服器接入第一激光系統(tǒng)。

2.根據權利要求1所述的激光系統(tǒng)頻率同步系統(tǒng)，其特征在于：所述主頻率信號發(fā)生單元還包括設置在第一激光系統(tǒng)上的第一頻率鎖定單元；所述標準電信號產生單元依次通過主頻率信號發(fā)生單元電混頻器和第一伺服器接入第一頻率鎖定單元。

3.根據權利要求2所述的激光系統(tǒng)頻率同步系統(tǒng)，其特征在于：所述次頻率信號發(fā)生單元包括第二激光系統(tǒng)、第二光電探測器、第二電濾波器、第二電放大器、次頻率信號發(fā)生單元第一電混頻器、次頻率信號發(fā)生單元第二電混頻器以及第二伺服器；所述第二激光系統(tǒng)依次通過第二光電探測器、第二電濾波器、第二電放大器以及次頻率信號發(fā)生單元第一電混頻器接入次頻率信號發(fā)生單元第二電混頻器；所述功分器接入次頻率信號發(fā)生單元第一電混頻器；所述標準電信號產生單元依次通過次頻率信號發(fā)生單元第二電混頻器和第二伺服器接入第二激光系統(tǒng)。

4.根據權利要求3所述的激光系統(tǒng)頻率同步系統(tǒng)，其特征在于：所述次頻率信號發(fā)生單元還包括設置在第二激光系統(tǒng)上的第二頻率鎖定單元；所述標準電信號產生單元依次通過次頻率信號發(fā)生單元第二電混頻器和第二伺服器接入第二頻率鎖定單元。

5.根據權利要求4所述的激光系統(tǒng)頻率同步系統(tǒng)，其特征在于：所述第一頻率鎖定單元以及第二頻率鎖定單元均是由壓電陶瓷或聲光調制器所形成的頻率鎖定單元。

6.根據權利要求1-5中任一所述的激光系統(tǒng)頻率同步系統(tǒng)，其特征在于：所述第一激光系統(tǒng)以及第二激光系統(tǒng)均是光頻梳系統(tǒng)或激光產生系統(tǒng)。

7.根據權利要求6所述的激光系統(tǒng)頻率同步系統(tǒng)，其特征在于：所述第一激光系統(tǒng)以及第二激光系統(tǒng)均是光頻梳系統(tǒng)時，所述光頻梳系統(tǒng)包括固體光頻梳系統(tǒng)、光纖光頻梳系統(tǒng)、片上集成光頻梳系統(tǒng)、微腔的光頻梳系統(tǒng)以及由穩(wěn)頻方式所產生光頻梳的系統(tǒng)；所述光頻梳系統(tǒng)是光纖光頻梳系統(tǒng)時，所述光纖光頻梳系統(tǒng)包括保偏光纖光頻梳系統(tǒng)、非保偏光纖光頻梳系統(tǒng)以及不同波段的光纖光頻梳系統(tǒng)；所述第一激光系統(tǒng)以及第二激光系統(tǒng)均是激光產生系統(tǒng)時，所述激光產生系統(tǒng)是以鎖模方式產生的光脈沖激光產生系統(tǒng)、增益開關激光產生系統(tǒng)、調制產生的激光產生系統(tǒng)或準連續(xù)激光產生系統(tǒng)；所述激光產生系統(tǒng)是以鎖模方式產生的光脈沖激光產生系統(tǒng)時，所述激光產生系統(tǒng)是主動鎖模方式產生的光脈沖激光產生系統(tǒng)或被動鎖模方式產生的光脈沖激光產生系統(tǒng)。

8.根據權利要求7所述的激光系統(tǒng)頻率同步系統(tǒng)，其特征在于：所述標準電信號產生單元包括原子鐘以及頻率綜合器；所述頻率綜合器的數量與主頻率信號發(fā)生單元和次頻率信號發(fā)生單元的數量和相同；所述原子鐘分別通過頻率綜合器與主頻率信號發(fā)生單元以及次頻率信號發(fā)生單元相連。

9.一種基于如權利要求8所述的激光系統(tǒng)頻率同步系統(tǒng)的頻率同步方法，其特征在于：所述方法包括以下步驟：

1)由第一激光系統(tǒng)以及第二激光系統(tǒng)分別輸出含有重復頻率fr1的光信號以及含有重復頻率fr2的光信號；

2)使含有重復頻率fr1的光信號以及含有重復頻率fr2的光信號分別經過第一光電探測器以及第二光電探測器，將重復頻率fr1光信號以及含有重復頻率fr2的光信號分別轉換成第一電信號以及第二電信號；

3)第一電信號依次經第一濾波器、第一電放大器以及功分器后的電信號分為兩路，其中一路與來自原子鐘經第一頻率綜合器變頻的標準電信號在第一電混頻器上進行混頻，獲得的誤差信號經第一伺服器反饋給第一光頻梳系統(tǒng)的頻率鎖定單元；另一路注入次頻率信號發(fā)生單元第一電混頻器；

4)第二電信號依次經過第二濾波器以及第二電放大器后與來自第一電信號經功分器后的電信號一同注入次頻率信號發(fā)生單元第一電混頻器進行混頻，得到誤差電信號，所述次頻率信號發(fā)生單元第一電混頻器產生的誤差電信號包含第一激光系統(tǒng)頻率變化信息以及第二激光系統(tǒng)頻率變化信息；

5)將步驟4)中由次頻率信號發(fā)生單元第一電混頻器所產生的誤差信號與來自原子鐘經第二頻率綜合器變頻的標準電信號在次頻率信號發(fā)生單元第二電混頻器上進行混頻，獲得由次頻率信號發(fā)生單元第二電混頻器產生的誤差信號；將由次頻率信號發(fā)生單元第二電混頻器產生的誤差信號經第二伺服器反饋給第二激光系統(tǒng)的頻率鎖定單元。