[发明专利]一种基于可调谐激光器的光纤稳相装置

说明书

本发明公开了一种基于可调谐激光器的光纤稳相装置，利用激光器发出连续光信号中的待测信号依次经过第一光环形器、可调光纤延时线和待测光纤，经过第二光环形器的反射后，再经过待测光纤和可调光纤延时线，进入第一光环形器，与连续光信号中的参考光信号一起进入第一光电探测器中，发生干涉拍频，并由示波器显示，并通过数字信号处理器进行离散傅里叶频谱分析，并进行频谱细化，得到延时标准值，同时由比例积分微分控制器通过控制可调光纤延时线补偿待测光纤的延时变化，维持光纤的延时稳定，结构简单，易于实现高稳定的射频信号光纤传输。

技术领域

本发明涉及光纤稳相技术领域，尤其涉及一种基于可调谐激光器的光纤稳相装置。

背景技术

深空网络、分布式合成孔径雷达系统、高精度时钟分配以及粒子加速器等应用领域往往要求射频信号传输后保持非常稳定的相位，即射频信号的相位抖动尽可能小，这就需要相应的相位稳定系统支撑。最初射频信号稳定系统一般都在电域上对射频信号做处理，例如利用鉴相器分析射频信号的相位，进而通过反馈环路去不断调整链路中的移相器，最终实现射频信号相位稳定。随着射频信号光纤传输的出现，为稳相技术提供了一种新的思路。射频信号光纤传输技术将射频信号调制到光载波上，并通过光纤进行传输，其具有光域固有的大带宽、低损耗、高速率等优势。但受环境的干扰，传输光纤有效长度会产生波动，进而导致加载在光载波上的射频信号相位抖动。为了实现稳定射频信号光纤传输，人们提出了多种光纤稳相的方法，通常分为无源和有源两大类。现有的无源光纤稳相的方法利用多级混频实现相位矫正，由于在电域进行混频，链路存在带宽受限的缺点。有源光纤稳相的方法则利用有光源锁相环提取光纤延时抖动量，再利用可调谐光纤延时线进行补偿，这类方法的补偿结构往往较为复杂，高稳定的射频信号光纤传输的实现难度大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于可调谐激光器的光纤稳相装置，结构简单，易于实现高稳定的射频信号光纤传输。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于可调谐激光器的光纤稳相装置，所述基于可调谐激光器的光纤稳相装置包括激光器、第一光环形器、可调光纤延时线、待测光纤、第二光环形器、第一光电探测器、示波器、数字信号处理器和比例积分微分控制器，所述激光器与所述第一光环形器连接，并位于所述第一光环形器一侧，所述可调光纤延时线与所述第一光环形器连接，并位于远离所述激光器一侧，所述待测光纤与所述可调光纤延时线连接，并位于远离所述第一光环形器一侧，所述第二光环形器与所述待测光纤连接，并位于远离所述可调光纤延时线一侧，所述第一光电探测器与所述第一光环形器连接，并位于所述第一光环形器一侧，所述示波器与所述第一光电探测器连接，并位于远离所述第一光环形器一侧，所述数字信号处理器与所述示波器连接，并位于远离所述第一光电探测器一侧，所述比例积分微分控制器与所述数字信号处理器和所述可调光纤延时线连接，并位于所述数字信号处理器和所述可调光纤延时线之间。

其中，所述激光器的光纤稳相装置还包括波分复用器，所述波分复用器与所述激光器和所述第一光环形器连接，并位于所述激光器和所述第一光环形器之间。

其中，所述激光器的光纤稳相装置还包括分路器，所述分路器与所述波分复用器和所述激光器连接，并位于所述波分复用器和所述激光器之间。

其中，所述激光器的光纤稳相装置还包括波分解复用器，所述波分解复用器与所述待测光纤和所述第二光环形器连接，并位于所述待测光纤和所述第二光环形器之间。

其中，所述激光器的光纤稳相装置还包括第二光电探测器，所述第二光电探测器与所述波分解复用器连接，并位于所述第二光环形器一侧。

其中，所述激光器的光纤稳相装置还包括合路器，所述合路器与所述分路器、所述第一光环形器和所述第一光电探测器连接，并位于所述第一光环形器和所述第一光电探测器之间。