[發(fā)明專(zhuān)利]被動(dòng)相位補(bǔ)償光學(xué)頻率傳遞鏈路的中繼裝置和方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010786516.9
• 申請(qǐng)日: 2020-08-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112019275B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-11-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡亮;吳龜靈;陳建平
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H04B10/2543
• 分類(lèi)號(hào): H04B10/2543;H04B10/29;H04B10/50;H04B10/58
• 代理公司: 上海恒慧知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 31317
• 代理人: 張寧展

本發(fā)明公開(kāi)了一種在被動(dòng)相位補(bǔ)償光學(xué)頻率傳遞鏈路的中繼裝置和方法，該方法是分別接收并采用光學(xué)鎖相方式放大上一級(jí)光纖鏈路的探測(cè)光信號(hào)和補(bǔ)償后的光信號(hào)；放大后的探測(cè)光信號(hào)向上一級(jí)鏈路發(fā)送返回；放大的補(bǔ)償后的光信號(hào)向下一級(jí)光纖鏈路發(fā)送，同時(shí)接收下一級(jí)光纖鏈路返回的探測(cè)光探測(cè)鏈路引入的相位噪聲并采用被動(dòng)相位噪聲補(bǔ)償方式實(shí)現(xiàn)對(duì)光纖鏈路引入的相位噪聲進(jìn)行補(bǔ)償。本發(fā)明可以解決傳統(tǒng)全光放大無(wú)法實(shí)現(xiàn)高的放大倍數(shù)并且噪聲較大的問(wèn)題，而且有適應(yīng)復(fù)雜的鏈路、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明設(shè)計(jì)的被動(dòng)相位補(bǔ)償光學(xué)頻率傳遞鏈路中的中繼站可以應(yīng)用于光學(xué)原子鐘比對(duì)、超高精度光鐘信號(hào)傳輸、光纖時(shí)間頻率系統(tǒng)組網(wǎng)、引力波探測(cè)等前沿科學(xué)研究領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光纖時(shí)間與頻率傳遞，特別是一種在被動(dòng)相位補(bǔ)償光學(xué)頻率傳遞鏈路的中繼裝置和方法。

背景技術(shù)

隨著光學(xué)頻率標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)的飛速發(fā)展，已經(jīng)成為下一代時(shí)間頻率基準(zhǔn)的有力競(jìng)爭(zhēng)者。目前基于衛(wèi)星的天基時(shí)間頻率同步系統(tǒng)只能實(shí)現(xiàn)納秒量級(jí)的時(shí)間同步精度和10^-15/天的頻率傳輸穩(wěn)定度，其傳輸精度已經(jīng)不能滿足高精度光鐘信號(hào)的遠(yuǎn)距離傳輸。我國(guó)擁有豐富的光纖鏈路資源，而且光纖在通訊波段1550nm具有極低的損耗(0.2dB/km)。基于光纖或者自由空間鏈路光學(xué)頻率傳輸技術(shù)被多次證明是突破現(xiàn)有技術(shù)限制、實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離傳遞的一種有效解決方案。其中，光纖具有低損耗、高可靠、大帶寬、不受電磁干擾、受外界擾動(dòng)小等優(yōu)點(diǎn)。然而由于光纖鏈路通過(guò)架設(shè)和地埋等方式鋪設(shè)而成，容易受到外界環(huán)境的干擾，如震動(dòng)和溫度等；此外，光信號(hào)在光纖中傳輸時(shí)，隨著距離的增加損耗也會(huì)積累，從而造成信號(hào)質(zhì)量的惡化。因此，要實(shí)現(xiàn)光頻信號(hào)在光纖中穩(wěn)定的進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸，就必須要解決傳輸過(guò)程中的損耗和易受干擾等問(wèn)題。

目前，歐美發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)相繼開(kāi)展了利用基于光放大的光纖鏈路傳遞高精度光學(xué)頻率信號(hào)的研究，并且已經(jīng)取得了相當(dāng)可喜的成果。但是基于光放大的方案由于鏈路的時(shí)延，帶寬有限，這也限制了噪聲的抑制效果。針對(duì)以上問(wèn)題，法國(guó)在2015年提出一種中繼放大的方案，即在中繼站中將一臺(tái)激光器鎖定到該信號(hào)光上，以此產(chǎn)生出一個(gè)新的傳輸光分別往上一級(jí)和繼續(xù)向下一級(jí)鏈路傳輸，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的前后兩條鏈路信號(hào)光的放大[N.Chiodo,N.Quintin,F.Stefani,F.Wiotte,E.Camisard,C.Chardonnet,G.Santarelli,A.Amy-Klein,P.E.Pottie,and O.Lopez,Cascaded optical fiber link using the internetnetwork for remote clocks comparison.Optics express,23(26),pp.33927-33937,2015]。通過(guò)這種方式可以很好的解決控制帶寬和鏈路容易受干擾的問(wèn)題。然而，該方案只適合于主動(dòng)相位補(bǔ)償?shù)墓鈱W(xué)頻率傳遞，并不合適被動(dòng)相位補(bǔ)償光學(xué)頻率傳遞[CN201911298790.5,基于被動(dòng)相位補(bǔ)償?shù)墓鈱W(xué)頻率傳遞裝置與傳遞方法]；

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)以及工作的不足，提供一種在被動(dòng)相位補(bǔ)償光學(xué)頻率傳遞鏈路中的中繼方法和裝置。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下：

一種在被動(dòng)相位補(bǔ)償光學(xué)頻率傳遞鏈路的中繼裝置，其特點(diǎn)在于，包括接收部分和發(fā)送部分；