本文關(guān)鍵詞：鍶光鐘用激光和光纖相位噪聲控制技術(shù)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著時代的進(jìn)步,激光技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究領(lǐng)域中的應(yīng)用范圍越來越廣泛。為了實(shí)現(xiàn)多平臺之間的激光信號傳遞,通常會采用光纖作為激光的傳遞媒介。但是在光纖傳遞激光的標(biāo)準(zhǔn)光學(xué)信號的過程中,常常會由于傳輸過程的一些因素而對光學(xué)信號產(chǎn)生一定的干擾。這些干擾主要包括由光纖傳遞引入的功率抖動和光纖相位噪聲。在實(shí)驗(yàn)室的鍶原子光晶格鐘實(shí)驗(yàn)中,為了應(yīng)對多變的實(shí)驗(yàn)環(huán)境和復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)需求,達(dá)到利用光纖傳遞后的激光不僅保持功率的穩(wěn)定,且可以同時進(jìn)行時序性調(diào)控的目的。針對上述這一需求,文中采用了聲光調(diào)制的方法,基于聲光晶體的衍射效率隨加載于其上的射頻功率變化而變化這一基本原理,設(shè)計并搭建了一套激光功率的反饋控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了激光功率的主動穩(wěn)定以及功率設(shè)定值的時序性可控。在滿足功率抖動抑制的同時,為了對光纖傳遞過程中引入的光纖相位噪聲進(jìn)行補(bǔ)償,滿足窄線寬激光頻率標(biāo)準(zhǔn)信號傳遞的基本要求。文中再次采用了聲光調(diào)制作為核心技術(shù)手段,以聲光調(diào)制的基本原理為理論支持,利用了聲光調(diào)制中的1級和-1級的衍射光頻率會隨驅(qū)動聲光調(diào)制器的射頻信號頻率變化而發(fā)生改變的這一現(xiàn)象。設(shè)計并搭建了一套光纖傳遞的相位噪聲抑制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了光纖傳遞時引入的光纖相位噪聲的抑制,提升了光纖傳遞時光學(xué)信號的頻率穩(wěn)定度。本文對上述兩套完成搭建的系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測試,對得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析后得到了如下結(jié)論。在可時序性控制的激光功率穩(wěn)定系統(tǒng)的工作過程中,激光能夠根據(jù)時序控制信號穩(wěn)定地工作在控制范圍內(nèi)的任意功率強(qiáng)度上。與無功率穩(wěn)定系統(tǒng)的狀態(tài)相比,經(jīng)過光纖傳遞后的激光功率穩(wěn)定度從10-2量級提升到了10-4量級,達(dá)到了國際上同類激光功率穩(wěn)定系統(tǒng)的相同水平。與一般的功率穩(wěn)定系統(tǒng)不同之處在于該系統(tǒng)能夠?qū)す獾墓β蔬M(jìn)行穩(wěn)定的時序控制。在光纖的相位噪聲抑制系統(tǒng)中,利用了激光本身與其反射光進(jìn)行自拍頻的方法進(jìn)行了光纖相位噪聲信號的探測。并通過了鎖相環(huán)路控制系統(tǒng)對傳遞過程中產(chǎn)生的光纖相位噪聲進(jìn)行了抑制。在最終的實(shí)驗(yàn)結(jié)果中,該系統(tǒng)有效的將拍頻信號的頻率線寬從102Hz的量級壓窄到了10-1Hz的量級。與系統(tǒng)的開環(huán)狀態(tài)的拍頻信號穩(wěn)定度相比,利用ALLAN偏差表征的頻率穩(wěn)定度從10-6量級提升到了10-12量級。以上數(shù)據(jù)表明該系統(tǒng)成功的抑制了光纖相位噪聲對激光頻率穩(wěn)定度的影響。根據(jù)上述結(jié)果推出如果在實(shí)驗(yàn)中進(jìn)一步采用超窄線寬激光提供標(biāo)準(zhǔn)的光學(xué)信號,該系統(tǒng)將能進(jìn)一步的提升拍頻信號的頻率穩(wěn)定度,達(dá)到國內(nèi)外的領(lǐng)先水平。
【關(guān)鍵詞】：測量 聲光調(diào)制 時序控制 伺服反饋 相位噪聲 鎖相環(huán)路
【學(xué)位授予單位】：中國計量大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN24
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-8
• Abstract8-14
• 1 緒論14-18
• 1.1 研究的目的和意義14-15
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-17
• 1.3 本論文的主要研究內(nèi)容17-18
• 2 聲光調(diào)制器的原理及應(yīng)用18-24
• 2.1 聲光調(diào)制的基本原理18-21
• 2.1.1 聲光效應(yīng)和聲光調(diào)制18-19
• 2.1.2 拉曼-奈斯衍射19-20
• 2.1.3 布拉格衍射20-21
• 2.2 聲光調(diào)制驅(qū)動的設(shè)計21-23
• 2.3 本章小結(jié)23-24
• 3 激光功率穩(wěn)定系統(tǒng)的設(shè)計24-36
• 3.1 AOM驅(qū)動模塊24-25
• 3.2 時序控制電路25-28
• 3.2.1 數(shù)據(jù)選擇器的基本原理25-27
• 3.2.2 基于選擇器的時序控制模塊27-28
• 3.3 伺服控制電路28-33
• 3.3.1 PID控制的基本原理28-31
• 3.3.2 高速伺服控制系統(tǒng)的工作原理31-33
• 3.4 穩(wěn)功系統(tǒng)的基本原理和實(shí)驗(yàn)裝置33-35
• 3.5 本章小結(jié)35-36
• 4 光纖的相位噪聲抑制系統(tǒng)36-52
• 4.1 相位噪聲的原理36-37
• 4.2 相位噪聲抑制的原理37-39
• 4.3 相位噪聲的測量39-41
• 4.4 鎖相環(huán)路的原理和設(shè)計41-48
• 4.4.1 鎖相環(huán)路的基本原理和組成41-44
• 4.4.2 光纖相位噪聲抑制系統(tǒng)中的鎖相環(huán)路設(shè)計44-48
• 4.5 光纖相位噪聲抑制系統(tǒng)的原理和實(shí)驗(yàn)裝置48-51
• 4.6 本章小結(jié)51-52
• 5 實(shí)驗(yàn)的結(jié)果與數(shù)據(jù)分析52-63
• 5.1 功率穩(wěn)定系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和分析52-55
• 5.1.1 系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)和穩(wěn)定度的計算52-54
• 5.1.2 激光功率穩(wěn)定系統(tǒng)時序控制分析54-55
• 5.2 光纖相位噪聲抑制系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和分析55-62
• 5.2.1 環(huán)路未鎖定時的拍頻信號分析55-57
• 5.2.2 進(jìn)入環(huán)路鎖定狀態(tài)時的拍頻信號分析57-59
• 5.2.3 激光頻率穩(wěn)定度的計算59-62
• 5.3 本章小結(jié)62-63
• 6 總結(jié)與展望63-65
• 6.1 論文的工作總結(jié)63
• 6.2 今后工作的展望63-65
• 參考文獻(xiàn)65-68
• 作者簡介68

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 馮媛;谷磊;;相位噪聲及其測試技術(shù)[J];科技信息;2009年07期

2 賀靜波;胡生亮;羅亞松;劉忠;;基于隨機(jī)微分的相位噪聲統(tǒng)計特性[J];中國激光;2012年10期

3 謝勇;李劉鋒;王春;陳李生;;激光光纖傳輸中遠(yuǎn)端相位噪聲的測量與控制[J];激光與光電子學(xué)進(jìn)展;2011年05期

4 楊淑莉;;信號時域抖動與頻域相位噪聲之間的關(guān)系[J];科技信息;2010年15期

5 謝瑋霖;董毅;周潛;常樂;何浩;胡衛(wèi)生;;光頻域反射技術(shù)中激光相位噪聲影響分析[J];光學(xué)學(xué)報;2011年07期

6 張兵;;相位噪聲函數(shù)的非線性最小二乘曲線擬合[J];硅谷;2012年01期

7 王云才;用相位噪聲和諧波分析法測量激光脈沖的時基抖動[J];光電子·激光;2003年09期

8 屈社省;光纖中熱力學(xué)本征漲落相位噪聲[J];應(yīng)用光學(xué);2001年01期

9 耿濤,李剛,董雅賓,王軍民,張?zhí)觳?激光自混頻干涉效應(yīng)中相位噪聲的測量[J];量子光學(xué)學(xué)報;2004年S1期

10 黎珉;洪煒寧;錢良存;周宗立;;光源相位噪聲對干涉?zhèn)鞲邢到y(tǒng)信噪比影響分析[J];長江大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2012年08期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 劉輝;楊石玲;張江華;;相位噪聲相關(guān)對消技術(shù)研究[A];2007年全國微波毫米波會議論文集（下冊）[C];2007年

2 時勇;許小鋒;劉毅;;信號分析儀中的相位噪聲測量技術(shù)[A];第二十八屆中國（天津）2014IT、網(wǎng)絡(luò)、信息技術(shù)、電子、儀器儀表創(chuàng)新學(xué)術(shù)會議論文集[C];2014年

3 吳濤;唐小宏;肖飛;;相位噪聲對頻率步進(jìn)雷達(dá)的影響仿真[A];2009年全國微波毫米波會議論文集（下冊）[C];2009年

4 聶偉;帥濤;劉亞歡;李國通;;相位噪聲對衛(wèi)星信號解調(diào)誤碼率的影響分析[A];第三屆中國衛(wèi)星導(dǎo)航學(xué)術(shù)年會電子文集——S04原子鐘技術(shù)與時頻系統(tǒng)[C];2012年

5 李鵬;米紅;鄭晉軍;陳忠貴;;導(dǎo)航信號相位噪聲指標(biāo)分析[A];第二屆中國衛(wèi)星導(dǎo)航學(xué)術(shù)年會電子文集[C];2011年

6 姜春榮;謝碧華;王兆永;;信號源相位噪聲的自動化測試系統(tǒng)[A];1991年全國微波會議論文集（卷Ⅱ）[C];1991年

7 潘光斌;;基于頻譜儀的相位噪聲測試及不確定度分析[A];第三次全國會員代表大會暨學(xué)術(shù)會議論文集[C];2002年

8 鄧永生;熊蔚明;謝春堅(jiān);陳小敏;;相位噪聲對BPSK系統(tǒng)誤碼率的影響[A];第二十三屆全國空間探測學(xué)術(shù)交流會論文摘要集[C];2010年

9 徐偉;鮑景富;廖汗青;劉虹;;DDS噪聲分析及設(shè)計[A];2005'全國微波毫米波會議論文集（第三冊）[C];2006年

10 李長生;王文騏;詹福春;;射頻應(yīng)用的壓控振蕩器相位噪聲的研究[A];2003'全國微波毫米波會議論文集[C];2003年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 羅德與施瓦茨中國有限公司;信號源綜合分析的高端技術(shù)[N];中國電子報;2008年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 董紹鋒;基于異頻信號間相位群特征的相位噪聲測量技術(shù)研究[D];西安電子科技大學(xué);2014年

2 李智鵬;非線性電路中相位噪聲模型及其應(yīng)用研究[D];電子科技大學(xué);2016年

3 嚴(yán)剛峰;基于動力系統(tǒng)模型的振蕩器相位噪聲分析的方法研究[D];電子科技大學(xué);2011年

4 王艷;反饋式振蕩器相位噪聲的理論分析及優(yōu)化技術(shù)研究[D];電子科技大學(xué);2013年

5 陳鵬;無線通信中相位噪聲和載波頻偏的估計與消除[D];北京郵電大學(xué);2012年

6 Ibo Mooketsi Ngebani;V-OFDM無線空中接口中的相位噪聲分析與補(bǔ)償[D];浙江大學(xué);2015年

7 馬海虹;W波段低相噪鎖相頻綜技術(shù)研究[D];電子科技大學(xué);2007年

8 井慶豐;OFDM系統(tǒng)中相位噪聲的自適應(yīng)補(bǔ)償方法研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2009年

9 約翰（Jean Temga）;CO-OFDM系統(tǒng)中相位噪聲的理論和實(shí)驗(yàn)研究[D];華中科技大學(xué);2014年

10 劉勇;基于基片集成波導(dǎo)的高性能毫米波平面振蕩器研究與應(yīng)用[D];電子科技大學(xué);2013年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 朱德沼;微波光子鏈路殘余相位噪聲測量的研究[D];東南大學(xué);2015年

2 趙博;CO-OFDM系統(tǒng)的相位噪聲補(bǔ)償算法研究[D];吉林大學(xué);2016年

3 鮑鵬鑫;SCMA-OFDM系統(tǒng)中相位噪聲抑制算法研究[D];西南交通大學(xué);2016年

4 潘曼;CO-OFDM系統(tǒng)中的相位噪聲估計與補(bǔ)償[D];暨南大學(xué);2016年

5 顧宇斌;OFDM系統(tǒng)中相位噪聲的跟蹤與抑制[D];電子科技大學(xué);2016年

6 李天龍;60GHz無線通信系統(tǒng)中載波同步與相位噪聲抑制[D];電子科技大學(xué);2016年

7 王學(xué)亮;微波毫米波相位噪聲測試系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的研究[D];東南大學(xué);2015年

8 粟恒智;基于CMOS工藝LC振蕩器電流效率的研究與環(huán)形振蕩器的設(shè)計[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2016年

9 朱登建;基于微波光子技術(shù)的寬帶微波源相位噪聲測量研究[D];南京航空航天大學(xué);2016年

10 暢靈庫;一種應(yīng)用于TDC的低抖動多相高頻時鐘產(chǎn)生電路設(shè)計[D];東南大學(xué);2016年

  本文關(guān)鍵詞：鍶光鐘用激光和光纖相位噪聲控制技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：304873