[发明专利]一种光学频率标准传递中的超低噪声放大器

摘要

一种光学频率标准传递中的超低噪声的光放大器，包括PID电路板、鉴相器、光电探测器、电光调制器、声光调制器、1×2光耦合器、环形器、从激光器、压控振荡器、低通滤波器、带通滤波器和射频放大器，基于从激光器注入锁定原理，设计了两级PID反馈环路。本发明反馈环路一保证了注入光频和从激光器光频的大范围实时跟踪，自动锁定，通过第二级的反馈环路实现了注入光频和从激光器输出光频相位的锁定，从而实现传输光频的超低噪声放大。可在远地端高精度地再生出传输的光学频率参考信号，整个系统同时实现了窄带宽、高增益、超低噪声，适用于光钟比对、光学频率标准传递等领域，有助于减轻传输系统复杂度，提高系统的传输精度。

主权项

1.一种光学频率标准传递中的超低噪声放大器，其特征在于，包括第一1×2光耦合器(11)、电光调制器(12)、声光调制器(13)、环形器(14)、从激光器(15)、第二1×2光耦合器(16)、第三1×2光耦合器(17)、第四1×2光耦合器(18)、射频带通滤波器(19)、第一射频放大器(20)、射频参考信号电路(21)、第一鉴相器(22)、第一PID电路板(23)、射频低通滤波器(24)、第二射频放大器(25)、第二鉴相器(26)、第二PID电路板(27)、第一光电探测器(28)、第二光电探测器(29)和压控振荡器(30)；所述的射频参考信号电路(21)发出三路频率参考信号：第一路本地频率参考信号(211)进入第一鉴相器(22)的参考频率输入端口(221)，第二路频率参考信号(212)进入第二鉴相器(26)的参考频率输入端口(261)，第三路频率参考信号进入所述的电光调制器(12)的微波输入端口(122)；所述的第一1×2光耦合器(11)的输入端(111)接收到光频参考信号后，通过该第一1×2光耦合器(11)的第一输出端口(112)输出光学频率标准信号，并经电光调制器(12)的光学输入端口(121)输入至电光调制器(12)，通过电光调制器(12)调制形成具有调制边带的激光后，经该电光调制器(12)的输出端(123)和声光调制器(13)的光学输入端(131)输入至声光调制器(13)，该声光调制器(13)的输出口(133)连接环形器(14)的第一端口(141)，环形器(14)的第二端口(142)的输出光经从激光器(15)的光学端口(152)注入从激光器(15)，经该从激光器(15)放大后经该从激光器(15)的光学端口(152)输出，依次经环形器(14)的第二端口(142)、第三端口(143)和第二1×2光耦合器(16)的输入端(161)输入第二1×2光耦合器(16)，该第二1×2光耦合器(16)将输入光分为二路，一路经第二1×2光耦合器(16)的第一输出端(162)输出，入射到第一光电探测器(28)产生射频信号后依次经射频带通滤波器(19)、射频放大器(20)和第一鉴相器(22)的信号频率输入端(222)输入第一鉴相器(22)，并与所述的本地频率参考信号(211)比对产生误差信号后由第一鉴相器(22)的输出端(223)输出，经第一PID电路板(23)输出控制信号经从激光器(15)的电流调制口(151)输入，对从激光器(15)进行电流调制；另一路经第二1×2光耦合器(16)的第二输出端(163)输出，经第三1×2光耦合器(17)再分为两路，其中一路从第三1×2光耦合器(17)的第一输出端(172)输出作为放大后的光频输出注入到下一路光纤链路中或提供给用户使用，另外一路从第三1×2光耦合器(17)的第二输出端(173)输出，和通过该第一1×2光耦合器(11)的第二输出端口(113)输出的光频参考信号在所述的第四1×2光耦合器(18)上合束后，经第四1×2光耦合器(18)的输出端(183)输出到第二光电探测器(29)拍频产生射频信号，该射频信号依次经射频低通滤波器(24)和第二射频放大器(25)后，通过第二鉴相器(26)的信号频率输入端口(262)输入到第二鉴相器(26)中，并和第二路频率参考信号(212)比对后经由第二鉴相器(26)的输出端口(263)输出误差信号至第二PID电路板(27)，经该第二PID电路板(27)输出控制信号作用于压控振荡器(30)，该压控振荡器(30)输出射频信号作用于声光调制器(13)，从而驱动声光调制器(13)进行频率调制，完成第二级PID环路反馈。