[实用新型]副载波光锁相环系统

说明书

技术领域

本实用新型实施例涉及光锁相环技术领域，尤其涉及一种副载波光锁相环系统。

背景技术

随着自由空间光通信技术的发展，为了增加自由空间光通信系统的灵敏度，在自 由空间光通信系统中使用光锁相环系统，通过光锁相环系统可以将信号光和本振光的频率 及相位锁定。

在现有技术中，光锁相环系统的工作原理如下：将信号激光器生成信号光、以及光 压控振荡器生成的本振光传输至相位检测模块，相位检测模块对信号光和本振光进行处 理，得到信号光和本振光的相位差信号U_d(t)，U_d(t)包含了信号光和本振光之间的相位差信 息，相位检测模块将U_d(t)传输至环路滤波器，环路滤波器根据U_d(t)的频率确定控制电压U_c(t)，并将U_c(t)发送至光压控振荡器以调整本振光的输出频率，然后光压控振荡器将输出 频率调整后的本振光发送至相位检测模块，重复上述过程，直至信号光和本振光的相位差 恒定、频率相等，使得信号光和本振光的频率及相位锁定。

然而，在现有技术中，只有当信号光和本振光的频差(U_d(t)的频率)小于预设频率 时，环路滤波器才能正常工作，对于常用的一阶有源滤波器，假设该滤波器的阻尼系数为ζ， 自然频率为f_n,只有当U_d(t)的频率小于2×ζ×f_n时，环路滤波器才能正常工作；由于滤波器 的阻尼系数ζ为定值，光锁相环系统的相位误差和自然频率f_n成正比，若自然频率f_n过高时， 会导致光锁相环系统的相位误差增大，性能降低，因此，需要将自然频率f_n设置在一定范围 内，进而使得环路滤波器的工作频带较窄，导致光锁相环系统的工作频带较窄。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种副载波光锁相环系统，用以提高副载波光锁相环系统 的工作频带。

本实用新型实施例提供一种一种副载波光锁相环系统，包括：信号激光器、相位检 测模块、频差调整模块、环路滤波器、控制电压处理模块以及光压控振荡器，其中，

所述信号激光器的输出端与所述相位检测模块的第一输入端连接，所述相位检测 模块的第一输出端与所述频差调整模块的输入端连接，所述相位检测模块的第二输出端与 所述环路滤波器的输入端连接，所述频差调整模块的输出端与所述控制电压处理模块的第 一输入端连接，所述环路滤波器的输出端与所述控制电压处理模块的第二输入端连接，所 述控制电压处理模块的输出端与所述光压控振荡器的输入端连接，所述光压控振荡器的输 出端与所述相位检测模块的第二输入端连接；

所述相位检测模块，用于接收所述信号激光器发送的信号光和所述光压控振荡器 发送的第一本振光，确定所述信号光和所述第一本振光的相位差信号，并分别向所述频差 调整模块和所述环路滤波器发送所述相位差信号；

所述频差调整模块，用于接收所述相位差信号，根据所述相位差信号的频率确定 第一控制电压，并向所述光压控振荡器发送所述第一控制电压；

所述环路滤波器，用于接收所述相位差信号，在所述相位差信号的频率小于预设 频率时，根据所述相位差信号的频率确定第二控制电压，并向所述光压控振荡器发送所述 第二控制电压；

所述控制电压处理模块，用于在所述相位差信号的频率大于预设频率时，接收所 述第一控制电压，根据所述第一控制电压确定综合控制电压，并向所述光压控振荡器发送 所述综合控制电压；或者，在所述相位差信号的频率小于或等于预设频率时，接收第一控制 电压和第二控制电压，根据第一控制电压和所述第二控制电压确定综合控制电压，并向所 述光压控振荡器发送所述综合控制电压；

所述光压控振荡器还用于，接收所述综合控制电压，并根据所述综合控制电压生 成第二本振光，并向所述相位检测模块发送所述第二本振光。

如上所述的副载波光锁相环系统，所述相位检测模块包括混频器和平衡接收机； 其中，