[发明专利]基于双频法布里珀罗腔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法布里珀罗腔稳频激光的超稳微波产生装置，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，使用一台法布里‑珀罗腔，或者原子谱线、光纤环形干涉仪等鉴频装置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法布里珀罗腔稳频激光的超稳微波产生装置。

技术背景

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。

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，本发明提出一种基于双频法布里珀罗腔稳频激光的超稳微波产生方法，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：

一种基于双频法布里珀罗腔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，第一相位调制器，第二相位调制器，第一合束器，第二合束器，第三光电探测器，法布里珀罗腔，第三分束器，第一光电探测器，第一混频器，第一移相器，第一射频源，第二光电探测器，第二混频器，第二移相器，第二射频源；

所述第一激光器的出射激光经过所述第一分束器后，输出光分为二束，第一束光进入所述第一相位调制器，第二束光进入所述第二合束器输入端；所述第二激光器的出射激光经过所述第二分束器后，输出光分为二束，第一束光进入所述第二相位调制器，第二束光进入所述第二合束器输入端；所述第一激光器和所述第二激光器的波长分别对应法布里珀罗腔的不同共振峰。进入所述第二合束器的两个不同波长的激光拍频后由所述第三光电探测器探测得到超稳微波；

所述第一相位调制器和所述第二相位调制器输出的激光，经过所述第一合束器合束后进入所述法布里珀罗腔，所述法布里珀罗腔反射出来的激光经过所述第三分束器得到两束光，第一束光由所述第一光电探测器探测得到第一拍频信号，进入所述第一混频器的RF端，所述第一射频源输出两路射频信号，第一路进入所述第一相位调制器用于所述第一激光器输出激光的相位调制，第二路经过所述第一移相器后，再进入所述第一混频器的LO端对第一拍频信号进行解调，得到第一激光器的鉴频信号；所述第三分束器出射的第二路光由所述第二光电探测器探测得到第二拍频信号，进入所述第二混频器的RF端，所述第二射频源输出两路与第一射频源频率不同的射频信号，第一路进入所述第二相位调制器用于所述第二激光器输出激光的相位调制，第二路经过所述第二移相器后，再进入所述第二混频器的LO端对第二拍频信号进行解调，得到第二激光器的鉴频信号；

所述第一激光器的鉴频信号进入所述第一伺服反馈电路，构成用于激光稳频的反馈回路；所述第二激光器的鉴频信号进入所述第二伺服反馈电路，构成用于激光稳频的反馈回路。

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，所述法布里珀罗腔时用于两台激光器稳频；

进一步的，激光频率被所述的射频源经过所述的相位调制器调制，所述的法布里珀罗腔具有多个光学谐振峰，锁频时，所述的两台激光源锁在不同的谐振峰上，频率误差信号的探测方式为外差式探测；