[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

技術領域

本發明屬于激光技術領域，涉及一種激光系統相位信息同步系統及同步方法，尤其涉及一種可使相位聯動和同步的激光系統相位信息同步系統及同步方法。

背景技術

對飛秒激光器進行頻率鎖定和載波相位鎖定之后，其可產生間隔、幅度、功率都非常穩定的時域超短脈沖信號，該脈沖序列具有豐富的傅里葉變換頻譜，可實現微波頻率與光學頻率的直接連接。用一臺鎖模飛秒脈沖激光器就可實現了從近紅外到可見光區域的所有光學頻率的直接絕對測量，這一成果被公認為光頻測量領域具有革命性意義的突破。基于鎖模飛秒脈沖激光技術的梳狀光學頻率發生器被認為是實現光學頻率與微波頻率傳遞的光齒輪，利用飛秒光頻梳技術的光時鐘，不但擁有豐富的頻率，而且還具有可與原子鐘媲美的頻率穩定度，其在激光無導軌絕對距離測量中有著十分廣泛重要的應用，例如工業中的高速鐵路、大型飛機、核電與風電等大型機械裝備系統的制備和裝調，其尺寸在幾十米甚至上百米，精度要求在微米量級，而在太空中的衛星編隊，其測量距離長達幾千公里，精度要求微米量級。在這些特殊行業光梳作為高精度尺子，顯示著巨大優勢。

科學技術在突飛猛進發展的同時，推動著測量精度和測量距離要求的發展。單個光纖光梳雖然在短距離高精度、長距離一般精度上有一定的優勢，但是對于長距離高精度測量方面有無法克服的缺點，具體表現在：

1)在地面測試時，要精確測量大尺寸、超大尺寸的設備和器件，空氣折射率的擾動、不同區域的溫度變化等因素，對測距精度有較大的影響，無法做出相應的補償；

2)采用單個光纖光梳測距時，數據量很大，很難做到實時測量；

3)即使采用雙光梳或多光梳，也存在頻率和相位不同步的問題，導致測量誤差。

發明內容

為了解決背景技術中存在的上述技術問題，本發明提供了一種可實現兩套或多套激光系統尤其是光頻梳系統的相位的相互鎖定及同步的激光系統相位信息同步系統及同步方法。

本發明的技術解決方案是：本發明提供了一種多光頻梳系統同步系統，其特殊之處在于：所述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。

上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。

上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。

上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。

上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。

上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、聲光調制器或光楔等所形成的相位鎖定單元。

上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。