[發明專利]一種用于光纖時間傳遞的激光波長自動跟蹤方法及系統在審
| 申請號： | 201911066967.9 | 申請日： | 2019-11-04 |
| 公開（公告）號： | CN110646101A | 公開（公告）日： | 2020-01-03 |
| 發明（設計）人： | 陳法喜;趙侃;李博;劉博;郭新興;劉濤;張首剛 | 申請（專利權）人： | 中國科學院國家授時中心 |
| 主分類號： | G01J9/00 | 分類號： | G01J9/00 |
| 代理公司： | 61200 西安通大專利代理有限責任公司 | 代理人： | 孟大帥 |
| 地址： | 710600 陜*** | 國省代碼： | 陜西;61 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 參考光信號 光纖時間傳遞 跟蹤 波長差異 激光波長 自動跟蹤 波長 拍頻 頻率測量單元 雙向傳輸時延 運算控制單元 光電探測器 準確度 高度一致 雙向激光 激光器 分頻器 測量 老化 | ||
1.一種用于光纖時間傳遞的激光波長自動跟蹤方法，其特征在于，包括：
步驟1，對跟蹤激光器發出的跟蹤光信號及參考激光器發出的參考光信號進行拍頻，獲得拍頻信號；
步驟2，對步驟1獲得的拍頻信號進行分頻處理，獲得處理后的信號；
步驟3，對步驟2獲得的處理后的信號進行測量，獲得跟蹤光信號和參考光信號的頻率差值Δf；
步驟4，根據步驟3獲得的頻率差值Δf計算獲得跟蹤光信號和參考光信號的波長差值Δλ；
其中，計算公式為，
式中，c為實驗環境中的光速，λ1為參考光標稱波長，λ2為跟蹤光標稱波長；
步驟5，根據步驟4獲得的波長差值Δλ控制跟蹤光激光器的工作溫度來調整跟蹤激光器的波長，使雙向激光波長差異保持在預設的閾值之內，實現激光波長自動跟蹤。
2.根據權利1所述的一種用于光纖時間傳遞的激光波長自動跟蹤方法，其特征在于，步驟1具體包括：將跟蹤激光器發出的跟蹤光信號與參考激光器發出的參考光信號，通過一個合束器一同輸入到光電探測器進行拍頻，獲得拍頻信號。
3.根據權利2所述的一種用于光纖時間傳遞的激光波長自動跟蹤方法，其特征在于，步驟2具體包括：將步驟1中光電探測器輸出的拍頻信號輸入N倍分頻器，獲得N倍分頻器處理后的信號。
4.根據權利3所述的一種用于光纖時間傳遞的激光波長自動跟蹤方法，其特征在于，步驟3具體包括：將獲得的N倍分頻器處理后的信號輸入頻率測量單元，測量其頻率差值Δf；然后將頻率差值Δf輸入運算控制單元，通過運算控制單元計算獲得波長差值Δλ。
5.根據權利1所述的一種用于光纖時間傳遞的激光波長自動跟蹤方法，其特征在于，步驟5中，跟蹤激光器工作溫度與激光波長的關系表達式為，
E(T)的計算表達式為，
式中，T為工作溫度；E0為跟蹤激光器常數，a＝5.405*10-4，b＝204。
6.根據權利1所述的一種用于光纖時間傳遞的激光波長自動跟蹤方法，其特征在于，步驟5中，根據獲得的波長差值Δλ采用高精度數字控溫的方法，對跟蹤激光器的激光管進行控溫，使跟蹤激光器的工作溫度改變至Tout，使雙向激光波長差異保持在預設的閾值之內；
其中，Tout的計算表達式為，
7.根據權利1所述的一種用于光纖時間傳遞的激光波長自動跟蹤方法，其特征在于，能夠使雙向激光波長的差值小于等于0.02pm。
8.一種用于光纖時間傳遞的激光波長自動跟蹤系統，其特征在于，包括：
光電探測器，用于對跟蹤激光器發出的跟蹤光信號及參考激光器發出的參考光信號進行拍頻，獲得拍頻信號；
分頻器，用于對光電探測器獲得的拍頻信號進行分頻處理，獲得處理后的信號；
頻率測量單元，用于對分頻器獲得的處理后的信號進行測量，獲得跟蹤光信號和參考光信號的頻率差值Δf；
運算控制單元，用于根據頻率測量單元獲得的頻率差值Δf計算獲得跟蹤光信號和參考光信號的波長差值Δλ；
其中，計算公式為，
式中，c為實驗環境中的光速，λ1為參考光標稱波長，λ2為跟蹤光標稱波長；
精密控溫單元，用于根據運算控制單元獲得的波長差值Δλ控制跟蹤光激光器的工作溫度來調整跟蹤激光器的波長，使雙向激光波長差異保持在預設的閾值之內，實現激光波長自動跟蹤。
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