用于光生超穩(wěn)微波源的飛秒光梳頻率自動(dòng)鎖定系統(tǒng)及方法 技術(shù)領(lǐng)域 [0001] 本發(fā)明屬于光頻梳技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于光生超穩(wěn)微波源的飛秒光梳頻率自動(dòng)鎖定系統(tǒng)及方法。 背景技術(shù) [0002] 光頻梳可以使激光的頻率或相位穩(wěn)定到一個(gè)外部參考源，鎖定控制電磁輻射(可見光，紅外，微波等電磁波)頻率、相位可以提高激光的精度和穩(wěn)定性，應(yīng)用于高性能頻標(biāo)、雷達(dá)、導(dǎo)航等領(lǐng)域，也是光生超穩(wěn)微波源的重要組成部分。光生超穩(wěn)微波源是基于超穩(wěn)激光和光頻梳的技術(shù)，可以將超高穩(wěn)定度的超穩(wěn)激光頻率信號轉(zhuǎn)換到微波頻段產(chǎn)生超穩(wěn)微波源，是目前頻率穩(wěn)定度最高的微波頻率源。光生超穩(wěn)微波源也是未來頻率標(biāo)準(zhǔn)(光頻標(biāo))推廣應(yīng)用的基礎(chǔ)，無論是時(shí)間的產(chǎn)生還是絕大多數(shù)的精密測量，都需要將光頻標(biāo)的輸出激光變換為超穩(wěn)的基帶頻率信號后才能夠?qū)崿F(xiàn)。 [0003] 光頻梳在鎖定電磁輻射頻率方面有著重要的應(yīng)用價(jià)值，可以實(shí)現(xiàn)對電磁頻率的精確測量和控制。光頻梳是一種產(chǎn)生超穩(wěn)微波信號的裝置，為了實(shí)現(xiàn)這一目的，需要將光頻梳的重復(fù)頻率和載波包絡(luò)頻移分別鎖定到一個(gè)穩(wěn)定的參考信號上，從而使光頻梳的每一個(gè)頻率齒都具有確定的數(shù)值。常用的鎖定方法是利用鎖相環(huán)技術(shù)進(jìn)行鎖定，并且，在光頻梳的應(yīng)用中，需要將光頻梳頻率鎖定至參考頻率上，通常需要手動(dòng)調(diào)整光頻梳頻率到參考頻率，使其鎖定，由于操作復(fù)雜，操作人員需要具備一定的專業(yè)知識，非常熟悉設(shè)備，手動(dòng)調(diào)節(jié)過程通常需要較長時(shí)間，頻繁的調(diào)試和校準(zhǔn)會占用大量時(shí)間。在鎖定光拍頻頻率信號fbeat時(shí)，由于信號頻率變化對調(diào)節(jié)量非常敏感，需要較高的調(diào)節(jié)精度，手動(dòng)鎖定難以達(dá)到。失鎖時(shí)，需要人工值守，重新鎖定，不利于設(shè)備長期運(yùn)行。 [0004] 也就是說，現(xiàn)有的光梳頻率鎖定流程需要人工介入，操作復(fù)雜，對操作人員的專業(yè)度要求高，鎖定所需時(shí)間長，鎖定精度低，并且，不利于設(shè)備長期運(yùn)行。 發(fā)明內(nèi)容 [0005] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)中所存在的上述問題，本發(fā)明提供了一種用于光生超穩(wěn)微波源的飛秒光梳頻率自動(dòng)鎖定系統(tǒng)及方法。 [0006] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)： [0007] 本發(fā)明提供一種用于光生超穩(wěn)微波源的飛秒光梳頻率自動(dòng)鎖定系統(tǒng)，包括： [0008] 光頻梳、頻差電壓產(chǎn)生電路、電壓調(diào)理電路和鎖相環(huán)電路；所述光頻梳、所述頻差電壓產(chǎn)生電路和所述電壓調(diào)理電路構(gòu)成鎖頻環(huán)電路，所述鎖頻環(huán)電路與所述鎖相環(huán)電路并聯(lián)；其中，所述光頻梳的輸出端分別與所述頻差電壓產(chǎn)生電路的輸入端和所述鎖相環(huán)電路的輸入端電連接，所述頻差電壓產(chǎn)生電路的一個(gè)輸入端和所述鎖相環(huán)電路的一個(gè)輸入端還用于接入?yún)⒖夹盘?，所述頻差電壓產(chǎn)生電路的輸出端與所述電壓調(diào)理電路的輸入端電連接； [0009] 所述光頻梳用于輸出光梳信號；所述頻差電壓產(chǎn)生電路用于確定表示輸入的光梳信號和輸入的參考信號之間的頻率差的電壓信號；所述電壓調(diào)理電路用于對所述電壓信號進(jìn)行調(diào)理，得到所述光梳信號對應(yīng)的調(diào)理后的電壓信號，并將所述調(diào)理后的電壓信號反饋至所述光頻梳；所述光頻梳還用于根據(jù)所述調(diào)理后的電壓信號改變輸出的光梳信號的頻率；所述鎖相環(huán)電路用于對輸入的參考信號和輸入的經(jīng)過所述鎖頻環(huán)電路進(jìn)行頻率調(diào)節(jié)后的光梳信號進(jìn)行鎖定，得到相位差信號，并將所述相位差信號反饋至所述光頻梳；所述光頻梳還用于根據(jù)所述相位差信號進(jìn)行所述頻率調(diào)節(jié)后的光梳信號的相位鎖定。 [0010] 在一些實(shí)施例中，所述頻差電壓產(chǎn)生電路包括：頻差產(chǎn)生子單元和電壓產(chǎn)生子單元；其中，所述頻差產(chǎn)生子單元的一個(gè)輸入端與所述光頻梳的輸出端電連接，所述頻差產(chǎn)生子單元的另一個(gè)輸入端用于接入所述參考信號，所述頻差產(chǎn)生子單元的輸出端與所述電壓產(chǎn)生子單元的輸入端電連接，所述電壓產(chǎn)生子單元的輸出端與所述電壓調(diào)理電路的輸入端電連接； [0011] 所述頻差產(chǎn)生子單元用于根據(jù)輸入的光梳信號與輸入的參考信號確定差頻信號； [0012] 所述電壓產(chǎn)生子單元用于根據(jù)所述差頻信號生成表示輸入的光梳信號和輸入的參考信號之間的頻率差的電壓信號。 [0013] 在一些實(shí)施例中，所述頻差產(chǎn)生子單元包括：混頻器和低通濾波器；其中，所述混頻器的一個(gè)輸入端與所述光頻梳的輸出端電連接，所述混頻器的另一個(gè)輸入端用于接入所述參考信號，所述混頻器的輸出端與所述低通濾波器的輸入端電連接，所述低通濾波器的輸出端與所述電壓產(chǎn)生子單元的輸入端電連接。 [0014] 在一些實(shí)施例中，所述電壓產(chǎn)生子單元為鑒頻器。 [0015] 在一些實(shí)施例中，所述電壓調(diào)理電路包括具有預(yù)設(shè)PID參數(shù)的PID電路，其中，所述預(yù)設(shè)PID參數(shù)用于控制所述鎖頻環(huán)電路進(jìn)行信號鎖定時(shí)的頻率范圍。

1.一種用于光生超穩(wěn)微波源的飛秒光梳頻率自動(dòng)鎖定系統(tǒng)，其特征在于，包括： 光頻梳、頻差電壓產(chǎn)生電路、電壓調(diào)理電路和鎖相環(huán)電路；所述光頻梳、所述頻差電壓產(chǎn)生電路和所述電壓調(diào)理電路構(gòu)成鎖頻環(huán)電路，所述鎖頻環(huán)電路與所述鎖相環(huán)電路并聯(lián)； 其中，所述光頻梳的輸出端分別與所述頻差電壓產(chǎn)生電路的輸入端和所述鎖相環(huán)電路的輸入端電連接，所述頻差電壓產(chǎn)生電路的一個(gè)輸入端和所述鎖相環(huán)電路的一個(gè)輸入端還用于接入?yún)⒖夹盘?，所述頻差電壓產(chǎn)生電路的輸出端與所述電壓調(diào)理電路的輸入端電連接； 所述光頻梳用于輸出光梳信號；所述頻差電壓產(chǎn)生電路用于確定表示輸入的光梳信號和輸入的參考信號之間的頻率差的電壓信號；所述電壓調(diào)理電路用于對所述電壓信號進(jìn)行調(diào)理，得到所述光梳信號對應(yīng)的調(diào)理后的電壓信號，并將所述調(diào)理后的電壓信號反饋至所述光頻梳；所述光頻梳還用于根據(jù)所述調(diào)理后的電壓信號改變輸出的光梳信號的頻率；所述鎖相環(huán)電路用于對輸入的參考信號和輸入的經(jīng)過所述鎖頻環(huán)電路進(jìn)行頻率調(diào)節(jié)后的光梳信號進(jìn)行鎖定，得到相位差信號，并將所述相位差信號反饋至所述光頻梳；所述光頻梳還用于根據(jù)所述相位差信號進(jìn)行所述頻率調(diào)節(jié)后的光梳信號的相位鎖定。 2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于光生超穩(wěn)微波源的飛秒光梳頻率自動(dòng)鎖定系統(tǒng)，其特征在于，所述頻差電壓產(chǎn)生電路包括：頻差產(chǎn)生子單元和電壓產(chǎn)生子單元；其中，所述頻差產(chǎn)生子單元的一個(gè)輸入端與所述光頻梳的輸出端電連接，所述頻差產(chǎn)生子單元的另一個(gè)輸入端用于接入所述參考信號，所述頻差產(chǎn)生子單元的輸出端與所述電壓產(chǎn)生子單元的輸入端電連接，所述電壓產(chǎn)生子單元的輸出端與所述電壓調(diào)理電路的輸入端電連接； 所述頻差產(chǎn)生子單元用于根據(jù)輸入的光梳信號與輸入的參考信號確定差頻信號； 所述電壓產(chǎn)生子單元用于根據(jù)所述差頻信號生成表示輸入的光梳信號和輸入的參考信號之間的頻率差的電壓信號。 3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于光生超穩(wěn)微波源的飛秒光梳頻率自動(dòng)鎖定系統(tǒng)，其特征在于，所述頻差產(chǎn)生子單元包括：混頻器和低通濾波器；其中，所述混頻器的一個(gè)輸入端與所述光頻梳的輸出端電連接，所述混頻器的另一個(gè)輸入端用于接入所述參考信號，所述混頻器的輸出端與所述低通濾波器的輸入端電連接，所述低通濾波器的輸出端與所述電壓產(chǎn)生子單元的輸入端電連接。 4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于光生超穩(wěn)微波源的飛秒光梳頻率自動(dòng)鎖定系統(tǒng)，其特征在于，所述電壓產(chǎn)生子單元為鑒頻器。