[发明专利]一种基于单信号参考源的光梳频率传递被动补偿方法

说明书

本发明公开了一种基于单信号参考源的光梳频率传递被动补偿方法。本方法为：将进行光梳频率传递的发送端所发出的光学频率梳依次经光电转换模块、带通滤波器后输出信号将s₁(t)转换为光信号加载到所述光学频率梳，然后将其经传输链路传至远端再传回发送端，滤波得到信号将参考源与信号s₁(t)进行下转换混频，得到将信号s₂(t)与s₃(t)混频并滤出直流部分作为PID的误差信号；待PID中所述直流信号被稳定为0后，所述远端将接收的光学频率梳信号转换为电信号并进行滤波，得到与s₀(t)同频的信号。

技术领域

本发明涉及信息科学中时间频率传递和测量领域，尤其涉及基于单信号参考源的光梳频率传递被动补偿方法。

背景技术

近年来，随着人类对未知世界的探索，大规模的大科学实验对时间同步精度提出也越来越高的要求。为了实现高精度的时间同步，需要使用空间或光线等介质，将原子钟或光钟的稳定频率信号在成百甚至上千公里的距离上进行稳定的传输和相位的补偿。频率传输的方法主要有三种：即射频调制、光梳传递和光频直传。其中光梳频率传递即通过将光学频率梳的重频锁定于参考信号进行传递的方案。由于光梳含有光频段的信息，并且经光电转换后有多阶的射频分量等，该方案具有可以时频同传、光频射频同传、多射频同传等等优点，从而在近几年得到了一定的发展。

对于光梳频率传递，传统的链路噪声补偿方法是“测量-计算-补偿”的主动补偿方案，由于涉及到相位计算的步骤，难免要使用计算设备，并要与测量设备和补偿设备进行数据通信，不仅增大了系统复杂度，还将系统的补偿速度限制在了几十毫秒每次的量级。相比之下，使用PID锁定的被动补偿方法虽然在射频调制的方案中得到了较好的发展，但往往需要使用压控振荡器、倍频器、分频器等电学设备进行频率的变换操作，增加了系统的噪声来源。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的在于利用光梳含有多阶射频分量的特性，提出一种单信号参考源的光梳频率传递被动补偿方法。本发明通过利用光梳和带通滤波器，实现对光纤链路引入相位噪声的高速补偿。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种基于单信号参考源的光梳频率传递被动补偿方法，其步骤包括：

将进行光梳频率传递的发送端所发出的光学频率梳依次经光电转换模块、带通滤波器后输出信号其中，ω为所述光学频率梳的第n阶重频对应的角频率，ω＝2πnf，f为所述光学频率梳的重复频率，为所述光学频率梳的初始相位；

将该信号s₁(t)转换为光信号加载到所述光学频率梳，然后将其经传输链路传至远端再传回所述发送端，进行光电转换和滤波得到信号其中，为传输链路单程引入的链路噪声；

将参考频率源与信号s₁(t)进行下转换混频，得到信号将信号s₂(t)与s₃(t)混频并滤出直流部分作为PID的误差信号；

待PID中所述直流信号被稳定为0后，所述远端将接收的光学频率梳信号转换为电信号并进行滤波，得到与所述参考频率源s₀(t)同频的信号即在所述远端恢复出与所述参考频率源同频、同相的信号。

进一步的，将该信号s₂(t)与远端传回的s₃(t)进行下转换混频所得直流信号，作为PID的误差输入。

进一步的，ω为所述光学频率梳的任意阶重频对应的角频率。

一种光梳频率传递被动补偿系统的发送端，其特征在于，包括光梳模块、PID、第一光电转换模块、第二光电转换模块、第三光电转换模块、第一带通滤波器、第二带通滤波器、第一下转换混频模块和第二下转换混频模块；其中，