[發(fā)明專利]高精度單腔多梳頻率測(cè)量控制系統(tǒng)及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210239209.8
• 申請(qǐng)日: 2022-03-11
• 公開（公告）號(hào): CN114640016A
• 公開（公告）日: 2022-06-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曾和平;郭政儒;劉婷婷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華東師范大學(xué)重慶研究院;上海朗研光電科技有限公司;云南華譜量子材料有限公司;廣東朗研科技有限公司;華東師范大學(xué);重慶華譜智能裝備有限公司;重慶華譜量子科技有限公司
• 主分類號(hào): H01S3/13
• 分類號(hào): H01S3/13;H01S3/137;H01S3/098;G02B26/00;G02F1/01
• 代理公司: 重慶強(qiáng)大凱創(chuàng)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 50217
• 代理人: 趙玉乾

1.高精度單腔多梳頻率測(cè)量控制系統(tǒng)，其特征在于，包括：?jiǎn)吻欢嗍崦}沖振蕩器、頻率探測(cè)模塊和頻率反饋控制模塊，所述單腔多梳脈沖振蕩器包括激光器、輸出端口和頻率響應(yīng)點(diǎn)，所述激光器用于輸出至少兩個(gè)中心波長(zhǎng)和重復(fù)頻率均具有一定差值的鎖模脈沖串，所述輸出端口用于將鎖模脈沖串按激光波長(zhǎng)分束后傳送至頻率探測(cè)模塊，所述頻率響應(yīng)點(diǎn)用于對(duì)頻率反饋控制模塊處理的電信號(hào)進(jìn)行響應(yīng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)各頻率信號(hào)的分別鎖定；所述頻率探測(cè)模塊用于對(duì)鎖模脈沖串的頻率分別同時(shí)進(jìn)行探測(cè)，并輸出電信號(hào)；所述頻率反饋控制模塊用于將頻率探測(cè)模塊的電信號(hào)進(jìn)行規(guī)范處理，然后輸送至單腔多梳脈沖振蕩器中的頻率響應(yīng)點(diǎn)，控制頻率響應(yīng)點(diǎn)應(yīng)變，實(shí)現(xiàn)對(duì)鎖模脈沖串的頻率進(jìn)行反饋控制。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度單腔多梳頻率測(cè)量控制系統(tǒng)，其特征在于：所述單腔多梳脈沖振蕩器為雙波長(zhǎng)脈沖振蕩器，所述頻率響應(yīng)點(diǎn)包括重復(fù)頻率響應(yīng)點(diǎn)、重頻差響應(yīng)點(diǎn)和載波包絡(luò)偏移頻率差響應(yīng)點(diǎn)，各頻率響應(yīng)點(diǎn)不互相串?dāng)_。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高精度單腔多梳頻率測(cè)量控制系統(tǒng)，其特征在于：所述頻率響應(yīng)點(diǎn)的響應(yīng)參量為激光器腔長(zhǎng)、介質(zhì)折射率、腔內(nèi)色散系數(shù)、雙波長(zhǎng)脈沖中心波長(zhǎng)間距、泵浦功率和腔內(nèi)非線性系數(shù)中的一種或多種。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高精度單腔多梳頻率測(cè)量控制系統(tǒng)，其特征在于：所述雙波長(zhǎng)脈沖振蕩器的增益介質(zhì)為增益光纖或增益晶體，所述增益光纖包括鉺、鐿和銩中的一種或多種，所述增益晶體為Yb：YAG、Yb：CaF2和Yb：KYW中的一種或多種。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高精度單腔多梳頻率測(cè)量控制系統(tǒng)，其特征在于：所述雙波長(zhǎng)脈沖振蕩器為雙波長(zhǎng)光纖脈沖振蕩器，所述重復(fù)頻率響應(yīng)點(diǎn)根據(jù)光纖折射率進(jìn)行響應(yīng)，控制重復(fù)頻率，所述光纖折射率通過(guò)全光方法控制；所述重頻差響應(yīng)點(diǎn)根據(jù)腔內(nèi)色散系數(shù)進(jìn)行響應(yīng)，控制重頻差，所述腔內(nèi)色散系數(shù)通過(guò)電機(jī)拉伸腔內(nèi)啁啾光纖光柵控制；所述載波包絡(luò)偏移頻率差響應(yīng)點(diǎn)根據(jù)泵浦功率進(jìn)行響應(yīng)，控制載波包絡(luò)偏移頻率差。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高精度單腔多梳頻率測(cè)量控制系統(tǒng)，其特征在于：所述雙波長(zhǎng)脈沖振蕩器為雙波長(zhǎng)固體脈沖振蕩器，所述重復(fù)頻率響應(yīng)點(diǎn)根據(jù)激光器腔長(zhǎng)進(jìn)行響應(yīng)，控制重復(fù)頻率，所述激光器腔長(zhǎng)通過(guò)壓電陶瓷伸縮調(diào)節(jié)；所述重頻差響應(yīng)點(diǎn)根據(jù)腔內(nèi)色散系數(shù)進(jìn)行響應(yīng)，控制重頻差，所述腔內(nèi)色散系數(shù)通過(guò)壓電陶瓷位移拉伸腔內(nèi)啁啾光纖光柵控制；所述載波包絡(luò)偏移頻率差響應(yīng)點(diǎn)根據(jù)泵浦功率進(jìn)行響應(yīng)，控制載波包絡(luò)偏移頻率差。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高精度單腔多梳頻率測(cè)量控制系統(tǒng)，其特征在于：所述雙波長(zhǎng)脈沖振蕩器為雙波長(zhǎng)光纖脈沖振蕩器，所述重復(fù)頻率響應(yīng)點(diǎn)根據(jù)光纖折射率進(jìn)行響應(yīng)，控制重復(fù)頻率，所述光纖折射率通過(guò)全光方法控制；所述重頻差響應(yīng)點(diǎn)根據(jù)腔內(nèi)色散系數(shù)進(jìn)行響應(yīng)，控制重頻差，所述腔內(nèi)色散系數(shù)通過(guò)調(diào)節(jié)啁啾光纖光柵溫度控制；所述載波包絡(luò)偏移頻率差響應(yīng)點(diǎn)根據(jù)泵浦功率進(jìn)行響應(yīng)，控制載波包絡(luò)偏移頻率差。

8.根據(jù)權(quán)利要求5-7任一項(xiàng)所述的高精度單腔多梳頻率測(cè)量控制系統(tǒng)，其特征在于：所述頻率探測(cè)模塊包括兩路獨(dú)立的重復(fù)頻率探測(cè)單元和兩路獨(dú)立的載波包絡(luò)偏移頻率探測(cè)單元；每路重復(fù)頻率探測(cè)單元包括分束器、光電探測(cè)器、帶通濾波器、射頻放大器、分頻器和計(jì)數(shù)器，所述分束器用于將振蕩器輸出的光信號(hào)按激光波長(zhǎng)分成多束，所述光電探測(cè)器將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換，所述帶通濾波器用于將電信號(hào)的重復(fù)頻率基頻信號(hào)或重復(fù)頻率諧波信號(hào)選出，濾除雜波，所述射頻放大器用于將濾波的電信號(hào)進(jìn)行功率放大，所述分頻器用于將電信號(hào)一分為二，一束作為檢測(cè)監(jiān)測(cè)信號(hào)，一束作為應(yīng)用，所述計(jì)數(shù)器用于實(shí)時(shí)觀察和采集電信號(hào)的頻率信息；每路載波包絡(luò)偏移頻率探測(cè)單元包括f-2f探測(cè)器、光電探測(cè)器、帶通濾波器和射頻放大器，所述f-2f探測(cè)器用于探測(cè)振蕩器輸出的光信號(hào)的載波包絡(luò)偏移頻率，所述光電探測(cè)器將f-2f探測(cè)器的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換，所述帶通濾波器用于將電信號(hào)的重復(fù)頻率基頻信號(hào)或重復(fù)頻率諧波信號(hào)選出，濾除雜波，所述射頻放大器用于將濾波的電信號(hào)進(jìn)行功率放大。