光纖頻率傳遞系統中的光學相位噪聲補償方案的優(yōu)化與實現.pdf

1、隨著頻率源頻率穩(wěn)定度的不斷提高,對頻率傳遞系統的性能也提出了更高的要求。相較于衛(wèi)星雙向時頻傳遞等傳統的頻率傳遞方法而言,光纖頻率傳遞具有帶寬高、損耗小、抗干擾性強等優(yōu)點,現在已被廣泛研究并用于高精度頻標的傳遞工作中。
　　在光纖頻率傳遞系統中,溫度以及一些外部環(huán)境變化等所產生的相位噪聲會對整個系統的頻率傳遞穩(wěn)定度帶來極大的影響。本文主要研究了溫控光纖延遲線和壓電陶瓷(PZT)光纖延遲線組合而成的主動光學相位補償方案,開發(fā)了基于FP

2、GA的軟件算法,在光纖頻率傳遞系統中進行實驗驗證,有效擬制了相位噪聲對頻率傳遞穩(wěn)定度的影響。實驗結果表明,在基于Round-Trip方案的20km光纖傳遞1GHz頻率信號中運用動態(tài)范圍約為21ns的溫控光纖延遲線能夠達到優(yōu)于±2.5ps的控制精度;用動態(tài)范圍約為4ns的溫控光纖延遲線能夠達到優(yōu)于±0.6ps的控制精度,傳遞系統能夠達到8×10-14的秒穩(wěn)定度與4×10-17的10000秒穩(wěn)定度。并用動態(tài)范圍約為4ns的溫控光纖延遲線進行

3、100km的光纖頻率傳遞能夠達到優(yōu)于±1ps的控制精度。經過光學相位補償后的光纖頻率傳遞系統能夠滿足高穩(wěn)定度頻率源傳遞需求。
　　本文的主要工作包括:
　　(1)設計了光學相位噪聲補償方案的軟硬件以及上位機。軟件上主要是FPGA平臺的軟件算法的模塊設計、劃分及實現;硬件上主要是基于FPGA的控制電路板的設計與實現;上位機是基于LabVIEW開發(fā)的可視化界面。
　　(2)依據光纖延遲線時延變化與溫度變化的關系以及半導體制