[发明专利]激光系统相位信息同步系统及同步方法

说明书

技术领域

本发明属于激光技术领域，涉及一种激光系统相位信息同步系统及同步方法，尤其涉及一种可使相位联动和同步的激光系统相位信息同步系统及同步方法。

背景技术

对飞秒激光器进行频率锁定和载波相位锁定之后，其可产生间隔、幅度、功率都非常稳定的时域超短脉冲信号，该脉冲序列具有丰富的傅里叶变换频谱，可实现微波频率与光学频率的直接连接。用一台锁模飞秒脉冲激光器就可实现了从近红外到可见光区域的所有光学频率的直接绝对测量，这一成果被公认为光频测量领域具有革命性意义的突破。基于锁模飞秒脉冲激光技术的梳状光学频率发生器被认为是实现光学频率与微波频率传递的光齿轮，利用飞秒光频梳技术的光时钟，不但拥有丰富的频率，而且还具有可与原子钟媲美的频率稳定度，其在激光无导轨绝对距离测量中有着十分广泛重要的应用，例如工业中的高速铁路、大型飞机、核电与风电等大型机械装备系统的制备和装调，其尺寸在几十米甚至上百米，精度要求在微米量级，而在太空中的卫星编队，其测量距离长达几千公里，精度要求微米量级。在这些特殊行业光梳作为高精度尺子，显示着巨大优势。

科学技术在突飞猛进发展的同时，推动着测量精度和测量距离要求的发展。单个光纤光梳虽然在短距离高精度、长距离一般精度上有一定的优势，但是对于长距离高精度测量方面有无法克服的缺点，具体表现在：

1)在地面测试时，要精确测量大尺寸、超大尺寸的设备和器件，空气折射率的扰动、不同区域的温度变化等因素，对测距精度有较大的影响，无法做出相应的补偿；

2)采用单个光纤光梳测距时，数据量很大，很难做到实时测量；

3)即使采用双光梳或多光梳，也存在频率和相位不同步的问题，导致测量误差。

发明内容

为了解决背景技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种可实现两套或多套激光系统尤其是光频梳系统的相位的相互锁定及同步的激光系统相位信息同步系统及同步方法。

本发明的技术解决方案是：本发明提供了一种多光频梳系统同步系统，其特殊之处在于：所述系统包括一路主相位信息发生单元、标准电信号产生单元以及一路或多路次相位信息发生单元；所述标准电信号产生单元分别接入主相位信息发生单元以及一路或多路次相位信息发生单元；所述主相位信息发生单元分别接入一路或多路次相位信息发生单元。

上述主相位信息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、主相位信息发生单元电混频器以及第一电锁相环器；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主相位信息发生单元电混频器；所述标准电信号产生单元依次通过主相位信息发生单元电混频器、功分器以及第一电锁相环器接入第一激光系统；所述功分器分别接入一路或多路次相位信息发生单元。

上述主相位信息发生单元还包括设置在第一激光系统上的第一相位锁定单元；所述标准电信号产生单元依次通过主相位信息发生单元电混频器、功分器以及第一电锁相环器接入第一相位锁定单元。

上述次相位信息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、次相位信息发生单元第一电混频器、次相位信息发生单元第二电混频器以及第二电锁相环器；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、第二电放大器接入次相位信息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相位信息发生单元第一电混频器、次相位信息发生单元第二电混频器以及第二电锁相环器接入第二激光系统；所述功分器接入次相位信息发生单元第二电混频器。

上述次相位信息发生单元还包括设置在第二激光系统上的第二相位锁定单元；所述标准电信号产生单元依次通过次相位信息发生单元第一电混频器、次相位信息发生单元第二电混频器以及第二电锁相环器接入第二相位锁定单元。

上述第一相位锁定单元以及第二相位锁定单元均是由电流源、声光调制器或光楔等所形成的相位锁定单元。

上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。