光頻梳是一種基于鎖模激光器和頻率穩(wěn)定電路的頻率源。它利用微波領域的鎖相環(huán)原理將脈沖激光頻率鎖定到高穩(wěn)定度的頻率源上保證光脈沖頻率的高穩(wěn)定度。鎖定后的光頻梳形成一個光頻和微波頻率直接連接,研究人員把它稱作光齒輪。由于鎖定后的光頻梳具有很高的頻率精度,它作為光學時鐘廣泛應用于精密測量等領域,如光學計量學,頻率鏈生成,光學原子鐘,高精度光譜學和更精確的GPS技術(shù)等一些應用潛力很強的技術(shù)。電源是一個系統(tǒng)運行的能量源泉,低噪聲,紋波小的電源對于系統(tǒng)的運行至關(guān)重要,特別是對于精密設備,電源的噪聲會直接地影響整個系統(tǒng)的噪聲。光頻梳系統(tǒng)內(nèi)部的敏感器件眾多,為了滿足光頻梳小型化,低噪聲的頻率輸出,一個低噪聲結(jié)構(gòu)緊湊的電源對于光頻梳不可或缺。另一方面,目前國內(nèi)的研制出光頻梳系統(tǒng)頻率鎖定部分體積巨大,頻率信號處理和鑒相及鎖定控制環(huán)節(jié)都是通過鎖相放大器和伺服儀器進行鎖定,并沒有針對系統(tǒng)做特殊的鎖定電路設計,導致整個系統(tǒng)非常臃腫。為了將光頻梳應用于更多領域,一個小型化的低噪電源和結(jié)構(gòu)緊湊的頻率鎖定模塊顯得尤為重要。本文利用低壓差線性穩(wěn)壓器設計并制作了面向光頻梳系統(tǒng)的低噪供電模塊,同時設計并制作光頻梳輸出光的重復... 

【文章來源】：陜西師范大學陜西省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２－１光頻梳的時域和頻域圖??Ｆｉｇｕｒｅ?２－１?Ｔｉｍｅ－ｄｏｍａｉｎ?ａｎｄ?ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ－ｄｏｍａｉｎ?ｄｉａｇｒａｍｓ?ｏｆ?ｏｐｔｉｃａｌ?ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ?ｃｏｍｂｓ??

低壓差線性穩(wěn)壓器（ＬＤＯ）是利用負反饋原理進行線性實時電壓控制的一種電??源芯片。典型的低壓差線性穩(wěn)壓器（ＬＤＯ）由參考電壓、誤差放大器、反ｆ分壓器和??傳輸晶體管組成，它們通過一個電阻反饋網(wǎng)絡提供反饋信號。如圖２－２南示。輸出??電流通過傳輸晶體管控制。傳輸器件的柵極電壓由誤差放大器調(diào)控，誤差放大器輸??出參考電壓和反饋電壓的差值，然后將兩者的差值放大調(diào)整傳輸晶體管的柵極電??壓從而調(diào)節(jié)輸出電壓以減小誤差電壓。當ＬＤＯ輸出端電壓下降時，通過電阻反饋??網(wǎng)絡提供反饋信號，誤差放大器同向輸入端的電壓上升，通過和誤差放大器反相輸??入端的基準電壓進行比較，調(diào)整誤差放大器輸出信號調(diào)整柵極電壓，從而驅(qū)動功率??器件向外提供更多的電流，抬升ＬＤＯ的輸出電壓。ＬＤＯ輸出電壓上升時過程則相??反。??９??

陜西師范大學碩士學位論文??電學模塊具體結(jié)構(gòu)包括信號的探測放大和處理部分、鎖定控制部分。如圖２－５??所示。探測到的重復頻率信號經(jīng)光電探測器后通１Ｇ的帶通濾波器后做１００分頻后??與恒溫高穩(wěn)晶振（ＯＣＸＯ）的１０ＭＨｚ參考信號做鑒相，鑒相后的誤差信號通過模數(shù)??轉(zhuǎn)換器（ＡＤＣ）采集到ＦＰＧＡ里，ＦＰＧＡ再對誤差信號做處理壓電陶瓷（ＰＺＴ）—個反??饋電壓，動態(tài)調(diào)節(jié)腔長。??探測到的載波包絡偏移頻率信號經(jīng)光電探測器后通過電路板的微帶線分為粗??調(diào)和精調(diào)兩路。粗調(diào)一路經(jīng)過一個低通濾波器后濾出在４０ＭＨｚ附近波動的信號，??通過與一個掃頻信號混頻后，再通過一個低通濾波器將混頻后的低頻信號送到??ＦＰＧＡ；精調(diào)一路通過一個帶通濾波器濾出６４０ＭＨｚ的信號后做６４分頻再和恒溫??高穩(wěn)晶振的１０ＭＨｚ信號做鑒相，將鑒相后的信號再輸入ＦＰＧＡ。??｜—－－?ｂｆ?—謹一卜?＿?Ｘ?－－－?－—??＾ｉ＞｜?ｆｒｅｐ?ＴＰＨＤ??士?＜?－?－?－?＇?—?Ｐｕｌｔｕｎ?－?－－?－?－??Ｊｃｅｏ?＿ｐ＾ｅｒ??＾ＪＬｐｈｄ??Ｌ?＾?ＢＦ?－?－?６４０ＭＨｚ?一?＋６４?－?Ｘ?????圖２－５光頻梳系統(tǒng)電學模塊??Ｆｉｇｕｒｅ?２－５?Ｏｐｔｉｃａｌ?ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ?ｃｏｍｂ?ｓｙｓｔｅｍ?ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ?ｍｏｄｕｌｅ??其中ＰＤ為光電探測器（Ｐｈｏｔｏ?Ｄｅｔｅｃｔｏｒ），ＢＦ為帶通濾波器（Ｂａｎｄ?ｐａｓｓ?Ｆｉｌｔｅｒ），??ＬＦ?為低通濾波器（Ｌｏｗ?ｐａｓｓ?Ｆｉｌｔｅｒ）

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]脈沖光纖激光器及超穩(wěn)光纖光學頻率梳的實驗研究[D]. 龐利輝.中國科學院大學(中國科學院物理研究所) 2017
[2]聯(lián)動雙飛秒光纖光頻梳技術(shù)與微腔光頻梳理論研究[D]. 徐昕.中國科學院大學(中國科學院西安光學精密機械研究所) 2016

碩士論文
[1]無線通信信號測試系統(tǒng)時鐘同步控制方法研究及實現(xiàn)[D]. 王暘.中國科學院大學(工程管理與信息技術(shù)學院) 2013
[2]摻鉺光纖激光器強度噪聲的研究[D]. 張飛.安徽大學 2011
[3]DC/DC變換器的紋波電壓測試及數(shù)據(jù)處理[D]. 蔣利田.華南理工大學 2010
[4]鈮錳—鋯鈦酸鉛壓電陶瓷材料的研究[D]. 劉亞威.天津大學 2009
[5]鈮銻—鋯鈦酸鉛系壓電陶瓷的研究[D]. 張偉.天津大學 2008



本文編號：3303691