[發明專利]激光系統相位信息同步系統及同步方法

有效

• 申請號: 201410503398.0
• 申請日: 2014-09-26
• 公開（公告）號: CN104283666B
• 公開（公告）日: 2017-12-05
• 發明（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
• 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: H04L7/033
• 分類號: H04L7/033;H04B10/548
• 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

1.一種激光系統相位信息同步系統，其特征在于：所述激光系統相位信息同步系統包括一路主相位信息發生單元、標準電信號產生單元以及一路或多路次相位信息發生單元；所述標準電信號產生單元分別接入主相位信息發生單元以及一路或多路次相位信息發生單元；所述主相位信息發生單元分別接入一路或多路次相位信息發生單元；

所述主相位信息發生單元包括第一激光系統、第一光電探測器、第一電濾波器、第一電放大器、功分器、主相位信息發生單元電混頻器以及第一電鎖相環器；所述第一激光系統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主相位信息發生單元電混頻器；所述標準電信號產生單元依次通過主相位信息發生單元電混頻器、功分器以及第一電鎖相環器接入第一激光系統；所述功分器分別接入一路或多路次相位信息發生單元；

所述主相位信息發生單元還包括設置在第一激光系統上的第一相位鎖定單元；所述標準電信號產生單元依次通過主相位信息發生單元電混頻器、功分器以及第一電鎖相環器接入第一相位鎖定單元；

所述次相位信息發生單元包括第二激光系統、第二光電探測器、第二電濾波器、第二電放大器、次相位信息發生單元第一電混頻器、次相位信息發生單元第二電混頻器以及第二電鎖相環器；所述第二激光系統依次通過第二光電探測器、第二電濾波器、第二電放大器接入次相位信息發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相位信息發生單元第一電混頻器、次相位信息發生單元第二電混頻器以及第二電鎖相環器接入第二激光系統；所述功分器接入次相位信息發生單元第二電混頻器；

所述次相位信息發生單元還包括設置在第二激光系統上的第二相位鎖定單元；所述標準電信號產生單元依次通過次相位信息發生單元第一電混頻器、次相位信息發生單元第二電混頻器以及第二電鎖相環器接入第二相位鎖定單元。

2.根據權利要求1所述的激光系統相位信息同步系統，其特征在于：所述第一相位鎖定單元以及第二相位鎖定單元均是由電流源、聲光調制器或光楔所形成的相位鎖定單元。

3.根據權利要求1或2所述的激光系統相位信息同步系統，其特征在于：所述第一激光系統以及第二激光系統均是光頻梳系統或激光產生系統。

4.根據權利要求3所述的激光系統相位信息同步系統，其特征在于：所述第一激光系統以及第二激光系統均是光頻梳系統時，所述光頻梳系統包括固體光頻梳系統、光纖光頻梳系統、片上集成光頻梳系統、微腔的光頻梳系統以及由穩頻方式所產生光頻梳的系統；所述光頻梳系統是光纖光頻梳系統時，所述光纖光頻梳系統包括保偏光纖光頻梳系統、非保偏光纖光頻梳系統以及不同波段的光纖光頻梳系統；所述第一激光系統以及第二激光系統均是激光產生系統時，所述激光產生系統是以鎖模方式產生的光脈沖激光產生系統、增益開關激光產生系統、調制產生的激光產生系統或準連續激光產生系統；所述激光產生系統是以鎖模方式產生的光脈沖激光產生系統時，所述激光產生系統是主動鎖模方式產生的光脈沖激光產生系統或被動鎖模方式產生的光脈沖激光產生系統。

5.根據權利要求4所述的激光系統相位信息同步系統，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相位信息發生單元和次相位信息發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相位信息發生單元以及次相位信息發生單元相連。

6.一種基于如權利要求5所述的激光系統相位信息同步系統的相位同步方法，其特征在于：所述方法包括以下步驟：

1)由第一激光系統以及第二激光系統分別輸出含有相位信息fceo1的光信號以及含有相位信息fceo2的光信號；

2)使含有相位信息fceo1的光信號以及含有相位信息fceo2的光信號分別經過第一光電探測器以及第二光電探測器，將相位信息fceo1光信號以及含有相位信息fceo2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以及第一電放大器后注入主相位信息發生單元電混頻器并與來自原子鐘經第一頻率綜合器變頻的標準電信號在主相位信息發生單元電混頻器上進行混頻，獲得的誤差信號接入功分器；所述誤差信號經功分器后分為兩路，其中一路注入次相位信息發生單元第二電混頻器，另一路通過第一電鎖相環器接入第一激光系統；

4)第二電信號依次經過第二濾波器以及第二電放大器后注入次相位信息發生單元第一電混頻器后與來自原子鐘經第二頻率綜合器變頻的標準電信號在次相位信息發生單元第一電混頻器上進行混頻，產生相位誤差信號；

5)將步驟4)中由次相位信息發生單元第一電混頻器所產生的相位誤差信號與來自經功分器并注入次相位信息發生單元第二電混頻器的電信號一同注入次相位信息發生單元第二電混頻器進行混頻，產生與第一激光系統以及第二激光系統有關的相位誤差信號；將與第一激光系統以及第二激光系統有關的相位誤差信號經第二電鎖相環器反饋至第二激光系統的相位鎖定單元。