[发明专利]激光系统频率同步系统及同步方法

权利要求书

1.一种激光系统频率同步系统，其特征在于：所述激光系统频率同步系统包括一路主频率信号发生单元、标准电信号产生单元以及一路或多路次频率信号发生单元；所述标准电信号产生单元分别接入主频率信号发生单元以及一路或多路次频率信号发生单元；所述主频率信号发生单元分别接入一路或多路次频率信号发生单元；

所述主频率信号发生单元包括第一激光系统、第一光电探测器、第一电滤波器、第一电放大器、功分器、主频率信号发生单元电混频器以及第一伺服器；所述第一激光系统依次经过第一光电探测器、第一电滤波器以及第一电放大器接入功分器；所述功分器分别接入主频率信号发生单元电混频器以及一路或多路次频率信号发生单元；所述标准电信号产生单元依次通过主频率信号发生单元电混频器和第一伺服器接入第一激光系统。

2.根据权利要求1所述的激光系统频率同步系统，其特征在于：所述主频率信号发生单元还包括设置在第一激光系统上的第一频率锁定单元；所述标准电信号产生单元依次通过主频率信号发生单元电混频器和第一伺服器接入第一频率锁定单元。

3.根据权利要求2所述的激光系统频率同步系统，其特征在于：所述次频率信号发生单元包括第二激光系统、第二光电探测器、第二电滤波器、第二电放大器、次频率信号发生单元第一电混频器、次频率信号发生单元第二电混频器以及第二伺服器；所述第二激光系统依次通过第二光电探测器、第二电滤波器、第二电放大器以及次频率信号发生单元第一电混频器接入次频率信号发生单元第二电混频器；所述功分器接入次频率信号发生单元第一电混频器；所述标准电信号产生单元依次通过次频率信号发生单元第二电混频器和第二伺服器接入第二激光系统。

4.根据权利要求3所述的激光系统频率同步系统，其特征在于：所述次频率信号发生单元还包括设置在第二激光系统上的第二频率锁定单元；所述标准电信号产生单元依次通过次频率信号发生单元第二电混频器和第二伺服器接入第二频率锁定单元。

5.根据权利要求4所述的激光系统频率同步系统，其特征在于：所述第一频率锁定单元以及第二频率锁定单元均是由压电陶瓷或声光调制器所形成的频率锁定单元。

6.根据权利要求1-5中任一所述的激光系统频率同步系统，其特征在于：所述第一激光系统以及第二激光系统均是光频梳系统或激光产生系统。

7.根据权利要求6所述的激光系统频率同步系统，其特征在于：所述第一激光系统以及第二激光系统均是光频梳系统时，所述光频梳系统包括固体光频梳系统、光纤光频梳系统、片上集成光频梳系统、微腔的光频梳系统以及由稳频方式所产生光频梳的系统；所述光频梳系统是光纤光频梳系统时，所述光纤光频梳系统包括保偏光纤光频梳系统、非保偏光纤光频梳系统以及不同波段的光纤光频梳系统；所述第一激光系统以及第二激光系统均是激光产生系统时，所述激光产生系统是以锁模方式产生的光脉冲激光产生系统、增益开关激光产生系统、调制产生的激光产生系统或准连续激光产生系统；所述激光产生系统是以锁模方式产生的光脉冲激光产生系统时，所述激光产生系统是主动锁模方式产生的光脉冲激光产生系统或被动锁模方式产生的光脉冲激光产生系统。

8.根据权利要求7所述的激光系统频率同步系统，其特征在于：所述标准电信号产生单元包括原子钟以及频率综合器；所述频率综合器的数量与主频率信号发生单元和次频率信号发生单元的数量和相同；所述原子钟分别通过频率综合器与主频率信号发生单元以及次频率信号发生单元相连。

9.一种基于如权利要求8所述的激光系统频率同步系统的频率同步方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

1)由第一激光系统以及第二激光系统分别输出含有重复频率fr1的光信号以及含有重复频率fr2的光信号；

2)使含有重复频率fr1的光信号以及含有重复频率fr2的光信号分别经过第一光电探测器以及第二光电探测器，将重复频率fr1光信号以及含有重复频率fr2的光信号分别转换成第一电信号以及第二电信号；

3)第一电信号依次经第一滤波器、第一电放大器以及功分器后的电信号分为两路，其中一路与来自原子钟经第一频率综合器变频的标准电信号在第一电混频器上进行混频，获得的误差信号经第一伺服器反馈给第一光频梳系统的频率锁定单元；另一路注入次频率信号发生单元第一电混频器；

4)第二电信号依次经过第二滤波器以及第二电放大器后与来自第一电信号经功分器后的电信号一同注入次频率信号发生单元第一电混频器进行混频，得到误差电信号，所述次频率信号发生单元第一电混频器产生的误差电信号包含第一激光系统频率变化信息以及第二激光系统频率变化信息；

5)将步骤4)中由次频率信号发生单元第一电混频器所产生的误差信号与来自原子钟经第二频率综合器变频的标准电信号在次频率信号发生单元第二电混频器上进行混频，获得由次频率信号发生单元第二电混频器产生的误差信号；将由次频率信号发生单元第二电混频器产生的误差信号经第二伺服器反馈给第二激光系统的频率锁定单元。