[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
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【說明書】：

本發明公開了一種用于光纖時間傳遞的激光波長自動跟蹤方法及系統，將跟蹤光信號與參考光信號使用光電探測器進行拍頻，拍頻得到的信號經過分頻器后采用頻率測量單元進行測量，運算控制單元測得的頻率值，計算跟蹤光信號與參考光信號的波長差異，控制跟蹤激光器的工作溫度，使跟蹤光信號的波長長期與參考光信號的波長保持高度一致。本發明采用激光波長高精度自動跟蹤方法，可消除溫度、老化等因素對雙向激光波長差異的影響，能夠極大提高雙向傳輸時延的對稱性，可提升長距離光纖時間傳遞準確度。

技術領域

本發明屬于光纖時間傳遞的激光波長鎖定技術領域，特別涉及一種用于光纖時間傳遞的激光波長自動跟蹤方法及系統。

背景技術

高精度光纖時間頻率傳遞技術以其安全、可靠、穩定的諸多優勢，已經成為了航空航天、高速通信、大地測量、精密計量、深空探測、引力波探測等領域的關鍵支撐技術之一。雙向傳輸延時的不對稱性是影響長距離光纖時間傳遞準確度和穩定度的主要因素之一，為提高光纖時間傳遞的準確度和穩定度，目前國內外多采用雙向同纖同波方案來克制雙向傳輸延時的對稱性。

在實際應用中，雙向同纖同波方案由于雙向激光波長隨著溫度和激光器老化等因素存在差異，會影響光纖時間傳遞的準確度，這個影響會隨著傳遞距離的增加而進一步增大。

為了保證雙向激光波長差異控制在足夠小的范圍，可以采用原子分子光譜、參考腔等激光波長鎖定的方法，但這些傳統方法不僅結構復雜，而且價格昂貴，與光纖時間傳遞廣泛應用的場景不符，難以推廣應用，亟需一種高精度激光波長鎖定的方法。

發明內容

本發明的目的在于針對實際光纖時間傳遞過程中存在的由于雙向激光波長差異引起的時延不對稱性問題，提供一種用于光纖時間傳遞的激光波長自動跟蹤方法及系統，以減小雙向激光波長差異引入的時間傳遞的準確度偏差。

為達到上述目的，本發明采用以下技術方案：

本發明的一種用于光纖時間傳遞的激光波長自動跟蹤方法，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；