[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

说明书

一种基于多次反射的分布式光学频率传递装置与传递方法，装置包括本地端、传递链路、用户端与接入端，本发明在传递链路中通过采用多次反射待传光学频率信号，在接入端采用光耦合器提取多次反射的前向和后向信号在光电转换单元拍频后通过窄带微波滤波器滤出的微波信号进行分频后提供给声光调制器，并通过声光调制器实时补偿接入端的相位噪声。本发明可在传递链路任意位置获得相位稳定的光学频率信号并且不需要其他任何光电转换处理，具有系统噪底低、结构简单、可靠性高的特点。

技术领域

本发明涉及光纤时间与频率传递，特别是一种基于多次反射的分布式光学频率传递装置与传递方法。

背景技术

高精度的时间频率信号在深空探测、射电天文、基础物理研究、地球物理测量、导航定位、精密计量、大地测量与观测等前沿科学研究以及重大基础工程中都发挥着至关重要的作用。随着光学频率标准包括光晶格钟和光离子钟的快速发展，光学频率标准已经成为下一代时间频率基准的有力竞争者。目前基于卫星的天基频率传递系统只能实现10^-15/天的频率传输稳定度。由于光纤具有低损耗、高可靠、大带宽、不受电磁干扰、受外界扰动小等优点，基于光纤光学频率传输技术被多次证明是突破现有技术限制、实现长距离传递的一种有效解决方案。因此，基于光纤的光学频率传递在国际上引起了高度关注和重视，此外为了实现空地一体化时间频率传递，基于自由空间链路光学频率传递引起了国内外研究者的高度关注。美国、欧盟和日本等国家都先后开展了基于光纤和基于只有空间链路的相关研究。为了满足点到多点的分布式光学频率传递的需求，德国G.Grosche等人提出了基于主动补偿链路的多点接人光学频率传递，但是该分布式方法实现的前提是实现稳定的主链路[参见 G.Grosche,“Verfahren zum Bereitstellen einer Referenz-Frequenz,”Germanpatent DE 200810062139(June 24,2010)]，这大大增加了系统的复杂度和可靠性，尤其是当主链路锁相环出现问题时，所有的接入节点都无法工作。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术工作的不足，提供一种基于多次反射的分布式光学频率传递装置与传递方法。本发明通过耦合出主链路多次往返传递的光信号后经过光信号混频、微波滤波与分频处理以及光学移频，可在传递链路任意位置获得相位稳定的光学频率信号并且不需要其他任何光电转换处理，具有系统噪底低、结构简单、可靠性高的特点。

本发明的技术解决方案如下：

一种基于多次反射的分布式光学频率传递装置，其特点在于，包括本地端、传递链路、用户端和接入端，

所述的本地端由光隔离器单元、第一光耦合器、第一法拉第旋转镜、第一声光移频器、第一微波源组成，所述的光隔离器单元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的输出端与所述的第一光耦合器的1端口相连，所述的第一光耦合器的2、3端口分别与所述的第一声光移频器的1端口、所述的第一法拉第旋转镜相连，所述的第一声光移频器的3端口与所述的传递链路的一端相连，所述的第一微波源的输出端与所述的第一声光移频器的2端口端相连；

所述的用户端由第二声光移频器、第二微波源、第二法拉第旋转镜组成，所述的第二声光移频器的1端口与所述的传递链路的另一端相连，所述的第二声光移频器的3端口与所述的第二法拉第旋转镜相连，所述的第二微波源的输出端与第二声光移频器的2端口相连；