[发明专利]一种光学频率梳载波包络偏移频率锁定装置及方法

权利要求书

1.一种光学频率梳载波包络偏移频率锁定装置，其特征在于：主要由光学频率梳(1)、带通滤波器(2)、射频放大器(3)、低通滤波器(4)、比例积分微分电路(5)组成，依次之间由射频传输线连接；所述光学频率梳(1)向带通滤波器2输入载波包络偏移频率信号，比例积分微分电路(5)的输出信号反馈到所述光学频率梳(1)的种子源驱动电流上，形成闭环；所述射频放大器(3)用于信号放大；所述低通滤波器(4)用于滤出拍信号的包络。

2.如权利要求1所述的一种光学频率梳载波包络偏移频率锁定装置，其特征在于：所述载波包络偏移频率信号包含频率为载波包络偏移频率(频率值为f₀)的信号成分和频率为重频与偏频之差(频率值为f_r-f₀)的信号成分；

实施锁定时，调整所述光学频率梳(1)的种子源驱动电流，使f₀信号与f_r-f₀信号靠近，直至接近f_r/2，将叠加所得的拍信号作为误差信号输入所述比例积分微分电路(5)，启动所述比例积分微分电路(5)的锁定开关，完成载波包络偏移频率的锁定。

3.一种光学频率梳载波包络偏移频率锁定方法，基于如权利要求1或2所述的一种光学频率梳载波包络偏移频率锁定装置实现，其特征在于：获取到所述光学频率梳(1)的载波包络偏移频率信号，该载波包络偏移频率信号实际包含频率为载波包络偏移频率(频率值为f₀)的信号成分和频率为重频与偏频之差(频率值为f_r-f₀)的信号成分；改变光学频率梳(1)的种子源驱动电流时，两者的频率值会发生改变，变化的方向相反；调整所述光学频率梳(1)的种子源驱动电流，使f₀信号与f_r-f₀信号靠近，当两者接近f_r/2时，发生叠加；f₀信号与f_r-f₀信号的叠加过程描述如下：

由(1)式可见，叠加信号是一个频率为f_r/2而振幅受到调制的波,形成“拍”的现象；当f₀＝f_r/2时，叠加信号成为频率f_r/2的正规正弦波，受到所述低通滤波器(4)的阻挡，输出的直流电平为零；当f₀偏离f_r/2时，拍出现，低频的拍信号通过所述低通滤波器(4)，输出的直流电平不再为零；因此该拍信号能够作为输入所述比例积分微分电路(5)的误差信号，用来进行载波包络偏移频率锁定；所述带通滤波器(2)的通频带中心频率约为f_r/2，用于滤出f₀信号与f_r-f₀信号；所述射频放大器(3)用于信号放大；所述低通滤波器(4)用于滤出拍信号的包络。