一种光纤光频传递系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种光纤光频传递系统及方法，所述系统包括本地端和远程端，本地端包括：激光器、第一X型耦合器、第一Y型耦合器、第一声光调制器和第二声光调制器，远程端包括：双向掺铒光纤放大器Bi

【技术实现步骤摘要】
一种光纤光频传递系统及方法


[0001]本专利技术属于光纤通信
，具体涉及一种光纤光频传递系统及方法。

技术介绍

[0002]随着时间频率领域的研究飞速发展，时间频率的测量精度达到前所未有的水平。国际上以锶原子光频标为代表的光钟不确定度和稳定度达到甚至超越E
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量级。高精度时间频率以这些高精度光钟为工具，可以开展精密测量研究与应用，对科学技术和工程应用的发展具有重要推动作用。因此，如何高精度地传递频率信号，已经成为我国基础科研与工程应用领域的迫切需求。
[0003]目前，利用光纤可以实现最高精度的频率传递。激光在光纤中传输时，由于传输延时的存在导致光纤输出的激光存在相位差。在外界环境的影响下，导致传输光纤的光学路径发生变化，导致传输光场的相位发生波动，等效于附加的激光频率噪声。而光纤光频传递技术的目标是：尽量消除各种因素对光场相位的影响，使得用户可以在光纤远端获得与光纤本地端具有近似稳定度和准确度的光学频率信号，即实现光学频率信号的远程传递。因此需要在传输的过程中对干扰因素进行主动抑制。
[0004]现有技术中，在光纤光频传递过程中，通常利用声光调制器来抑制光纤链路引入的多普勒频移，但是，声光调制器的驱动射频源和用于解调的参考射频源会因异地而不同步，因此其自身噪声会影响传递稳定度性能。

技术实现思路

[0005]为了解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供了一种光纤光频传递系统及方法。本专利技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
[0006]第一方面，本专利技术提供一种光纤光频传递系统，包括：本地端和远程端，所述本地端与所述远程端通过光纤链路进行通信；所述本地端包括：激光器、第一X型耦合器、第一Y型耦合器、第一声光调制器和第二声光调制器，所述远程端包括：双向掺铒光纤放大器、第三声光调制器和第二Y型耦合器；其中，
[0007]所述激光器通过光纤依次连接第一X型耦合器、第一声光调制器、第一Y型耦合器和第二声光调制器，所述激光器用于生成激光束，所述第一X型耦合器用于将所述激光束分束后得到第一子光束，所述第一声光调制器用于对所述第一子光束进行移频处理，获得0阶衍射输出和
‑
1阶衍射输出，所述第一Y型耦合器用于耦合所述0阶衍射输出和
‑
1阶衍射输出，得到第二子光束，所述第二声光调制器用于对所述第二子光束进行移频处理，得到第三子光束；
[0008]所述双向掺铒光纤放大器、第三声光调制器和第二Y型耦合器通过光纤依次连接，所述双向掺铒光纤放大器用于对经光纤链路传输的第三子光束的光强进行补偿，所述第三声光调制器用于对补偿后的第三子光束进行移频处理，得到第四子光束，所述第二Y型耦合器用于将所述第四子光束分束后得到发送至用户端的光频信号。
[0009]在本专利技术的一个实施例中，所述远程端还包括：第二法拉第镜；
[0010]所述第二法拉第镜用于将所述第四子光束分束后得到的第五子光束反射回所述第二Y型耦合器，并在依次经过所述第三声光调制器、所述双向掺铒光纤放大器、所述第二声光调制器、所述第一Y型耦合器、所述第一声光调制器和所述第一X型耦合器后，注入本地端中的探测器。
[0011]在本专利技术的一个实施例中，所述本地端还包括：第一法拉第镜、探测器、带通滤波器和分频器，所述第一X型耦合器的端口a1与所述激光器连接、端口a2与所述探测器连接、端口a3与第一法拉第镜连接、端口a4与所述第一声光调制器连接；其中，
[0012]所述第一X型耦合器还用于将所述激光束分束后得到第六子光束，所述第一法拉第镜用于反射所述第六子光束至探测器，以使所述第六子光束与所述第五子光束在拍频后得到拍频信号，所述探测器用于检测所述拍频信号的频率，所述带通滤波器用于对所述拍频信号进行带通滤波，得到包含光纤噪声信息的射频信号，所述分频器用于对所述射频信号进行二分频，获得所述第一X型耦合器的驱动信号。
[0013]在本专利技术的一个实施例中，所述第二声光调制器的驱动频率为ω
l
，所述第三声光调制器的驱动频率为ω
r
，所述第一声光调制器的驱动频率为ω
l
+ω
r
。
[0014]在本专利技术的一个实施例中，所述第一声光调制器中端口a3、a4的分光比为90:10。
[0015]在本专利技术的一个实施例中，所述激光器的线宽小于5Hz。
[0016]第二方面，本专利技术提供一种光纤光频传递方法，应用于第一方面所述的光纤光频传递系统，包括：
[0017]在本地端生成激光束；
[0018]将所述激光束分束后得到第一子光束和第六子光束，对所述第一子光束进行移频处理，获得0阶衍射输出和
‑
1阶衍射输出；
[0019]耦合所述0阶衍射输出和
‑
1阶衍射输出，得到第二子光束；
[0020]对所述第二子光束进行移频处理，得到第三子光束，并通过光纤链路将所述第三子光束传输至所述远程端；
[0021]对经光纤链路传输的第三子光束的光强进行补偿，并对补偿后的第三子光束进行移频处理，得到第四子光束；
[0022]对所述第四子光束进行分束后，获得发送至用户端的光频信号和第五子光束，将所述第五子光束反射回所述第二Y型耦合器，并使所述第五子光束依次经过所述第三声光调制器、所述双向掺铒光纤放大器、所述第二声光调制器、所述第一Y型耦合器、所述第一声光调制器和所述第一X型耦合器后，注入本地端中的探测器；
[0023]将所述第五子光束与所述第六子光束进行拍频，获得拍频信号；
[0024]检测所述拍频信号的频率，并对所述拍频信号进行带通滤波，得到包含光纤噪声信息的射频信号；
[0025]对所述射频信号进行二分频，得到第一X型耦合器的驱动信号。
[0026]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
[0027]本专利技术提供一种光纤光频传递系统及方法，利用具有负频移的第一声光调制器的0级光往返通过光纤链路，可探测出光纤附件的相位噪声，并将含有光纤链路噪声信息的射频信号来驱动第一声光调制器，从而在无需高精度时钟参考的情况下消除光纤链路的噪
声。
[0028]以下将结合附图及实施例对本专利技术做进一步详细说明。
附图说明
[0029]图1是本专利技术实施例提供的光纤光频传递系统的一种结构示意图；
[0030]图2是本专利技术实施例提供的光纤光频传递方法的一种流程图。
具体实施方式
[0031]下面结合具体实施例对本专利技术做进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。
[0032]图1是本专利技术实施例提供的光纤光频传递系统的一种结构示意图。请参见图1。本专利技术实施例提供一种光纤光频传递系统，包括：本地端(Local site)和远程端(Remote site)，本地端与远程端通过光纤链路进行通信；本地端包括：激光器Laser、第一X型耦合器OC1、第一Y型耦合器OC2、第一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光纤光频传递系统，其特征在于，包括：本地端和远程端，所述本地端与所述远程端通过光纤链路进行通信；所述本地端包括：激光器、第一X型耦合器、第一Y型耦合器、第一声光调制器和第二声光调制器，所述远程端包括：双向掺铒光纤放大器、第三声光调制器和第二Y型耦合器；其中，所述激光器通过光纤依次连接第一X型耦合器、第一声光调制器、第一Y型耦合器和第二声光调制器，所述激光器用于生成激光束，所述第一X型耦合器用于将所述激光束分束后得到第一子光束，所述第一声光调制器用于对所述第一子光束进行移频处理，获得0阶衍射输出和
‑
1阶衍射输出，所述第一Y型耦合器用于耦合所述0阶衍射输出和
‑
1阶衍射输出，得到第二子光束，所述第二声光调制器用于对所述第二子光束进行移频处理，得到第三子光束；所述双向掺铒光纤放大器、第三声光调制器和第二Y型耦合器通过光纤依次连接，所述双向掺铒光纤放大器用于对经光纤链路传输的第三子光束的光强进行补偿，所述第三声光调制器用于对补偿后的第三子光束进行移频处理，得到第四子光束，所述第二Y型耦合器用于将所述第四子光束分束后得到发送至用户端的光频信号。2.根据权利要求1所述的光纤光频传递系统，其特征在于，所述远程端还包括：第二法拉第镜；所述第二法拉第镜用于将所述第四子光束分束后得到的第五子光束反射回所述第二Y型耦合器，并在依次经过所述第三声光调制器、所述双向掺铒光纤放大器、所述第二声光调制器、所述第一Y型耦合器、所述第一声光调制器和所述第一X型耦合器后，注入本地端中的探测器。3.根据权利要求2所述的光纤光频传递系统，其特征在于，所述本地端还包括：第一法拉第镜、探测器、带通滤波器和分频器，所述第一X型耦合器的端口a1与所述激光器连接、端口a2与所述探测器连接、端口a3与第一法拉第镜连接、端口a4与所述第一声光调制器连接；其中，所述第一X型耦合器还用于将所述激光束分束后得到第六子光束，所述第一法拉第镜用于反射所述第六子光束至探测器，以使所述第六子光束与所述第五子光束在拍...

【专利技术属性】
技术研发人员：张翔，邓雪，臧琦，董瑞芳，刘涛，张首刚，
申请(专利权)人：中国科学院国家授时中心，
类型：发明
国别省市：