[发明专利]基于多次反射的分布式光学频率传递装置与传递方法

权利要求书

1.一种基于多次反射的分布式光学频率传递装置，其特征在于，包括本地端(1)、传递链路(2)、用户端(3)和接入端(4)，

所述的本地端(1)由光隔离器单元(10)、第一光耦合器(11)、第一法拉第旋转镜(12)、第一声光移频器(13)和第一微波源(14)组成，所述的光隔离器单元(10)的输入端为待传光学频率信号的输入端，所述的光隔离器单元(10)的输出端与所述的第一光耦合器(11)的1端口相连，所述的第一光耦合器(11)的2、3端口分别与所述的第一声光移频器(13)的1端口、所述的第一法拉第旋转镜(12)相连，所述的第一声光移频器(13)的3端口与所述的传递链路的一端相连，所述的第一微波源(14)的输出端与所述的第一声光移频器(13)的2端口端相连；

所述的用户端(3)由第二声光移频器(15)、第二微波源(17)和第二法拉第旋转镜(16)组成，所述的第二声光移频器(15)的1端口与所述的传递链路(2)的另一端相连，所述的第二声光移频器(15)的3端口与所述的第二法拉第旋转镜(16)相连，所述的第二微波源(17)的输出端与第二声光移频器(15)的2端口相连；

所述的接入端(4)由第二光耦合器(18)、光电转换单元(21)、分频器单元(23)、第三声光移频器(24)、微波滤波器(22)、光滤波器(25)、第三光耦合器(19)和第四光耦合器(20)组成，所述的第二光耦合器(18)位于所述的传递链路(2)的任意节点，所述的第二光耦合器(18)的四个端口分别与所述的传递链路(2)任意节点的两端、所述的第三光耦合器(19)输入端、所述的第四光耦合器(20)的1端口相连，所述的第三光耦合器(19)的输出端分别与所述的第三声光移频器(24)的1端口、所述的第四光耦合器(20)的2端口相连，所述的第四光耦合器(20)的3端口与所述的光电转换单元(21)的输入端相连，所述的光电转换单元(21)的输出端与所述的微波滤波器(22)的输入端相连，所述的第三声光移频器(24)的3端口与所述的光滤波器(25)的输入端相连，所述的微波滤波器(22)的输出端与所述的分频器单元(23)的输入端相连，所述的分频器单元(23)的输出端与所述的第三声光移频器(24)的2端口相连。

2.根据权利要求1所述的基于多次反射的分布式光学频率传递装置，其特征在于，所述的传递链路(2)为光纤链路或自由空间链路，所述的自由空间链路由自由空间光发射模块、接收模块与自由空间链路组成。

3.利用权利要求1所述的基于多次反射的分布式光学频率传递装置的光学频率传递方法，其特征在于，该方法包括如下具体步骤：

1)待传的光学频率信号E₀经过所述的光隔离器(10)、第一光耦合器(11)的1端口、2端口、所述的第一声光移频器(13)后进入所述的传递链路(2)，所述的第一微波源(14)输出的微波信号加载到所述的第一声光移频器(13)的2端口的微波信号的角频率为ω_l，所述的用户端(3)接收的光学频率信号E₀经所述的第二声光移频器(15)上移频后的输出为E₁：

E₁∝cos[(v+ω_l+ω_r)t+φ_p]

式中，v、ω_r和φ_p分别为输入的光学频率信号E₀的角频率、所述的第二声光移频器(15)工作信号角频率和所述的传递链路(2)引入的相位噪声，这里忽略了输入光学频率信号E₀、所述的第一微波源(14)和第二微波源(17)输出信号的初始相位和信号幅度,光学频率信号E₁经所述的第二法拉第旋转镜(16)反射并依次经所述的第二声光移频器(15)的3端口、1端口、所述的传递链路(2)返回到本地端，返回本地端(1)的信号经过所述的第一声光移频器(13)的3端口、1端口、所述的第一光耦合器(11)的2端口、3端口、所述的第一法拉第旋转镜(12)后再次经过所述的第一光耦合器(11)的3端口、2端口、所述的第一声光移频器(13)1端口、3端口后进入所述的传递链路(2)传递到用户端(3)；

在所述的传递链路(2)的任意节点的第二光耦合器(18)获取传递链路中前向光信号E₂与后向光信号E₃：

式中，φ_a为本地端(1)到接入端(4)的传递链路(2)引入的相位噪声，φ_b为用户端(3)与接入端(4)之间传递链路(2)引入的相位噪声，此相位关系为φ_p＝φ_a+φ_b；通过将E₂与E₃经过所述的第四光耦合器(20)后输入到所述的光电转换单元(21)拍频后经过所述的微波滤波器(22)后为E₄：

E₄∝cos[2ω_lt+2φ_a]

所述的E₄经过所述的分频器单元(23)的二分频之后，可获得E₅：

E₅∝cos[ω_lt+φ_a]

将E₅加载到所述的第三声光移频器(24)的2端口后，传递信号E₆：

上式E₆的第一项可通过所述的光滤波器(25)滤出，获得相位稳定的光学频率信号E₇∝cos[vt]输出。