[发明专利]一种自适应双光梳光谱补偿信号提取方法

摘要

本发明公开了一种自适应双光梳光谱补偿信号提取系统，其特点是迈克尔逊干涉仪和电学拍频获得自适应双光梳光谱补偿信号，采用时域延时和频域选择的方式，有效利用迈克尔逊干涉仪相干探测一定延时的前后脉冲，提取出表征单个脉冲激光器自身重复频率抖动和载波包络相位抖动的信号，最后通过电学倍频及混频过程，获得表征两个脉冲激光器相对重复频率抖动和相对载波包络相位抖动的补偿信号，可直接用于自适应双光梳光谱测量。本发明与现有技术相比完全避免了自适应双光梳光谱中需要引入两台窄线宽连续激光器提取补偿信号的方式，补偿信号受连续光波长飘移干扰小，信号稳定可靠，进一步提高了自适应双光梳光谱系统的稳定性和可靠性。

主权项

一种自适应双光梳光谱补偿信号提取方法，包括超短脉冲激光器、光电探测器、电学倍频及滤波单元和双光梳光谱数据处理单元，其特征在于采用两个独立的迈克尔逊干涉仪分别测量两台超短脉冲激光器的频率抖动，然后将两迈克尔逊干涉仪的输出光分别进入两光学分束器，两光学分束器将输出光分别耦合到四个光学滤波器，滤波后的四个光信号分别由四个光电探测器进行探测，每个光电探测器将探测的光信号平均分为两路输出，一路输出光经电学倍频及滤波单元后与另一路输出光依次分别进入一级混频和二级混频，然后将二级混频处理后的光信号作为自适应双光梳光谱的补偿信号接入双光梳光谱数据处理单元；所述每个光电探测器将探测到的光信号平均分为两路输出为四个光电探测器分别探测得到①、②、③和④四个光信号，每个光信号平均分为两路输出，两光电探测器一路输出的①和②两个光信号分别经两个电学倍频及滤波单元后进入一级混频，两光电探测器另一路输出的①和②两个光信号分别直接进入一级混频；另两光电探测器一路输出的③和④两个光信号分别经另两个电学倍频及滤波单元后进入另一个一级混频，另两光电探测器另一路输出的③和④两个光信号分别直接进入另一个一级混频；所述四个电学倍频及滤波单元中的两个电学倍频及滤波单元分别对①和③光信号作(p‑1)倍的倍频处理，另两个电学倍频及滤波单元分别对②和④光信号作p倍的倍频处理，分别得到①×(p‑1)、②×p、③×(p‑1)和④×p四个倍频后的信号，将倍频后的①×(p‑1)、②×p和未倍频的①和②光信号进入一级混频，一级混频将①×(p‑1)与①、②×p与②的光信号混频后，分别得到①‑②和②×p‑①×(p‑1)两个混频的光信号；将倍频后的③×(p‑1)、④×p和未倍频的③、④光信号进入另一个一级混频，另一个一级混频将③×(p‑1)与③、④×p与④的光信号混频后，分别得到③‑④和④×p‑③×(p‑1)两个混频的光信号，然后将①‑②、②×p‑①×(p‑1)两个混频的光信号和③‑④和④×p‑③×(p‑1)两个混频的光信号分别进入二级混频，经二级混频处理后分别得到(①‑②)‑(③‑④)和[②×p‑①×(p‑1)]‑[④×p‑③×(p‑1)]两个作为自适应双光梳光谱的补偿信号接入双光梳光谱数据处理单元；所述两个自适应双光梳光谱的补偿信号分别为(n‑m)△fr和△f0+q△fr，其中：△fr为两台超短脉冲激光器的相对重复频率抖动；△f0为两台超短脉冲激光器的相对载波包络相位抖动；p、n和m均为正整数。