光纖頻率傳遞系統(tǒng)中的光學(xué)相位噪聲補(bǔ)償方案的優(yōu)化與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著頻率源頻率穩(wěn)定度的不斷提高,對(duì)頻率傳遞系統(tǒng)的性能也提出了更高的要求。相較于衛(wèi)星雙向時(shí)頻傳遞等傳統(tǒng)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(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),現(xiàn)在已被廣泛研究并用于高精度頻標(biāo)的傳遞工作中。
　　在光纖頻率傳遞系統(tǒng)中,溫度以及一些外部環(huán)境變化等所產(chǎn)生的相位噪聲會(huì)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)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(dòng)光學(xué)相位補(bǔ)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(tǒng)中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,有效擬制了相位噪聲對(duì)頻率傳遞穩(wěn)定度的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在基于Round-Trip方案的20km光纖傳遞1GHz頻率信號(hào)中運(yùn)用動(dòng)態(tài)范圍約為21ns的溫控光纖延遲線能夠達(dá)到優(yōu)于±2.5ps的控制精度;用動(dòng)態(tài)范圍約為4ns的溫控光纖延遲線能夠達(dá)到優(yōu)于±0.6ps的控制精度,傳遞系統(tǒng)能夠達(dá)到8×10-14的秒穩(wěn)定度與4×10-17的10000秒穩(wěn)定度。并用動(dòng)態(tài)范圍約為4ns的溫控光纖延遲線進(jìn)行

3、100km的光纖頻率傳遞能夠達(dá)到優(yōu)于±1ps的控制精度。經(jīng)過光學(xué)相位補(bǔ)償后的光纖頻率傳遞系統(tǒng)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(shè)計(jì)了光學(xué)相位噪聲補(bǔ)償方案的軟硬件以及上位機(jī)。軟件上主要是FPGA平臺(tái)的軟件算法的模塊設(shè)計(jì)、劃分及實(shí)現(xiàn);硬件上主要是基于FPGA的控制電路板的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn);上位機(jī)是基于LabVIEW開發(fā)的可視化界面。
　　(2)依據(jù)光纖延遲線時(shí)延變化與溫度變化的關(guān)系以及半導(dǎo)體制