[发明专利]基于双频光纤干涉仪稳频激光的超稳微波产生装置

说明书

本发明涉及微波领域，公开了一种基于双频光纤干涉仪稳频激光的超稳微波产生方法，即两台超稳激光器经过拍频得到超稳的微波信号，不需要使用光梳作为频率传递媒介，具有成本低、系统体积小、链路简单、信号稳定度高等优点。其中，使用一台鉴频装置如迈克尔逊光纤干涉仪，马赫曾德光纤干涉仪等同时对两台激光器进行频率稳定，进一步简化系统链路。

技术领域

本发明涉及微波领域，在光生微波领域，尤其涉及一种基于双频光纤干涉仪稳频激光的超稳微波产生装置。

背景技术

超稳微波频率源在许多领域中也不可或缺，如高精度雷达、深空探测、高精度比对、通信、导航、引力波的测量以及相对论的验证等。

目前最稳定的超稳微波频率源系统为光生微波技术，通常包含超稳激光源和飞秒光学频率梳为主体的频率综合两个部分。以超稳激光源作为光生微波的参考频率，通过飞秒光学频率梳将激光频率的稳定度传递到射频频段，得到低噪声的超稳微波信号。现阶段商用飞秒光学频率梳价格昂贵，体积庞大，且需要很高的频率稳定性，本发明采用两台超稳激光拍频产生超稳微波信号，不需要使用光梳作为频率传递媒介，不仅大大减小了系成本，缩小了系统体积，简化了系统链路，且其输出超稳微波的稳定性仅依赖于超稳激光，其频率稳定性更高。

同时，光纤干涉仪用作激光器稳频，具有结构简单、体积小重量轻、成本低及可集成化的优势，用一台光纤干涉仪同时对两台超稳激光进行稳频，进一步简化了系统复杂性。

发明内容

为了解决当前光生超稳微波方案中所存在的光学结构复杂、体积较大和成本较高的问题，本发明提出一种双频光生超稳微波装置，使用两台超稳激光拍频得到超稳的微波信号。

本发明所采用的技术方案为：

一种基于双频光纤干涉仪稳频激光的超稳微波产生装置，其特点在于，包括第一激光器，第二激光器，第一伺服反馈电路，第二伺服反馈电路，第一分束器，第二分束器，第二合束器，第三光电探测器，第一合束器，光纤干涉仪，第一光滤波器，第二光滤波器，射频频综电路，第一混频器，第二混频器，第三分束器，第一光电探测器和第二光电探测器；

所述第一激光器的激光波长和所述第二激光器的激光波长不同，所述的第一光滤波器的中心波长与第一激光器的激光波长相等，第二光滤波器的中心波长与第二激光器的激光波长相等，所述第一激光器的激光波长与所述第二光滤波器的阻带波相适配，所述第二激光器的激光波长与所述第一光滤波器的阻带波长相适配；

所述第一激光器的出射激光经过所述第一分束器分为二束光，第一束光进入所述第一合束器，第二束光进入所述第二合束器；

所述第二激光器的出射激光经过所述第二分束器分为二束，第一束光进入所述第一合束器，第二束光进入所述第二合束器；

两个不同波长的激光经所述第二合束器合束拍频后由所述第三光电探测器探测得到超稳微波信号；

两个不同波长的激光经所述第一合束器合束后，经所述光纤干涉仪入射到所述的第三分束器，经该第三分束器分为两束，分别经过所述第一光滤波器和所述第二光滤波器；经第一光滤波器输出光经过所述第一光电探测器得到第一拍频信号，并进入所述第一混频器的RF端；经第二光滤波器的输出光经过所述第二光电探测器得到第二拍频信号，并进入所述第二混频器的RF端；

所述射频频综电路输出三路射频信号，第一路射入所述光纤干涉仪对经所述第一合束器合束后的激光进行移频，第二路进入所述第一混频器的LO端得到第一激光器的鉴频信号后，进入所述第一伺服反馈电路，输出的反馈信号传输至第一激光器，用于激光稳频；第三路进入所述第二混频器的LO端得到第二激光器的鉴频信号后，进入所述第二伺服反馈电路，输出的反馈信号传输至第二激光器，用于激光稳频。

进一步的，超稳微波信号由经过稳频的所述第一激光器和第二激光器输出的激光拍频产生；

进一步的，所述光纤干涉仪可同时用于两台激光器稳频；