基于直接数字式频率合成器的光学锁相环装置和锁相方法制造方法及图纸

一种基于直接数字式频率合成器的光学锁相环装置和锁相方法，装置包括：90度光学桥接器、平衡探测器、混频器、可编程逻辑门阵列、数模转换器、模数转换器、直接数字式频率合成器、带通微波放大器、窄线宽可调谐激光器、光学强度调制器、光纤光栅滤波器、光纤分束器和光纤放大器。软件利用线性扫频和傅里叶变换实现锁相环的初始进入，采用PID算法实现光学锁相环的相位精确控制。该装置不需要辅助锁相捕获电路，可以实现光学锁相环的高精度相位锁定和大范围的频移补偿。使用DDS取代压控振荡器，实现电压到相位的直接转换，改善环路相位余量，提高控制带宽进而提高光学锁相环的锁相性能。本发明专利技术可以快速实现光学锁相和激光相干通信信号解调。

Optical phase locked loop device and phase locked method based on direct digital frequency synthesizer

【技术实现步骤摘要】
基于直接数字式频率合成器的光学锁相环装置和锁相方法
本专利技术涉及自由空间相干通信和光纤相干通信，特别是一种基于直接数字式频率合成器的光学锁相环装置和锁相方法。
技术介绍
激光相干通信具有灵敏度高、通信带宽大可以进行密集波分复用等优点，是光纤通信的技术热点，正在逐步取代骨干网上激光强度调制通信。进行激光相干通信需要进行接收端本地激光器与发射端信号激光器的相位同步或者说相位锁定。由于光学锁相环技术难度较大，目前国内主要采用DSP(数字信号处理)对信号进行算法处理进而进行相位估计和信号解调。这种方式不需要对激光器进行相位精确控制，但是对DSP和高速DA的要求很高，功耗大，热处理复杂，也较难用于卫星平台的激光相干通信(需要宇航级DSP和高速DA)。光学锁相环技术不需要进行高速的算法处理，系统功耗低对硬件的要求也大大降低，是实现相干通信的关键技术。随着光纤相干通信和卫星平台激光相干通信需求的不断提高，光学锁相环技术越来越受到重视，成为国内外研究热点。现有技术[1](KazovskyLG.Decision-drivenphase-lockedloopforopticalhomodynerece本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于直接数字式频率合成器的光学锁相环装置，特征在于其构成包括：90度光学桥接器(1)、第一平衡探测器(2)、第二平衡探测器(3)、混频器(4)、第一模数转换器(5)、串并转换芯片(6)、FPGA(7)、DDS(8)、带通微波放大器(9)、光学强度调制器(10)、光纤光栅滤波器(11)、光纤分束器(12)、光纤放大器(13)、第一数模转换器(14)、窄线宽可调谐激光器(15)、光纤滤波器监控模块(16)、第二模数转换器(17)和第二数模转换器(18)；所述的90度光学桥接器(1)的0度和180度输出端口分别与所述的第一平衡探测器(2)的两个输入端口相连，90度光学桥接器(1)的90度和270...

【技术特征摘要】
1.一种基于直接数字式频率合成器的光学锁相环装置，特征在于其构成包括：90度光学桥接器(1)、第一平衡探测器(2)、第二平衡探测器(3)、混频器(4)、第一模数转换器(5)、串并转换芯片(6)、FPGA(7)、DDS(8)、带通微波放大器(9)、光学强度调制器(10)、光纤光栅滤波器(11)、光纤分束器(12)、光纤放大器(13)、第一数模转换器(14)、窄线宽可调谐激光器(15)、光纤滤波器监控模块(16)、第二模数转换器(17)和第二数模转换器(18)；所述的90度光学桥接器(1)的0度和180度输出端口分别与所述的第一平衡探测器(2)的两个输入端口相连，90度光学桥接器(1)的90度和270度输出端口分别与所述的第二平衡探测器(3)的两个输入端口相连，所述的第一平衡探测器(2)的第一输出端口经串并转换芯片(6)与所述的FPGA(7)的第三输入管脚相连，所述的第一平衡探测器(2)的第二输出端口和第二平衡探测器的(3)的输出端口分别与混频器(4)的两个输入端口相连，该混频器(4)的输出端口与第一模数转换器(5)输入端口相连，该第一模数转换器(5)与FPGA(7)的第一输入管脚相连，该FPGA(7)的第一输出管脚与DDS(8)的输入端相连，该DDS(8)的输出端与带通微波放大器(9)的输入端相连，该带通微波放大器(9)的输出端与光学强度调制器(10)的调制端相连，该光学强度调制器(10)的光学输入端与窄线宽可调谐激光器(15)输出端相连，该光学强度调制器(10)的光学输出端与光纤光栅滤波器(11)的光学输入端相连，该光纤光栅滤波器(11)的输出端与1:9光纤分束器(12)的输入端相连，其中1:9光纤分束器(12)的90％输出端接光纤放大器(13)的输入端，1:9光纤分束器(12)的10％输出端与光纤滤波器监控模块(16)的输入端相连，所述的光纤放大器(13)的输出端与所述的90度光学桥接器(1)的本振光输入端口相连，所述的光纤滤波器监控模块(16)的输出端与第二模数转换器(17)的输入端相连，该第二模数转换器(17)的输出端与FPGA(7)的第二输入管脚相连，该FPGA(7)的第三输出管脚与第二数模转换器(18)的输入端相连，该第二数模转换器(18)的输出端与光纤光栅滤波器(11)控制端口相连，第一数模转换器(14)的输入端与FPGA(7)的第二输出管脚相连，第一数模转换器(14)的输出端与所述的窄线宽可调谐激光器(15)的频率控制端相连，FPGA(7)的第四输出管脚(19)与下一级通信设备输入接口相连。2.根据权利要求1所述的基于直接数字式频率合成器的光学锁相环装置，其特征在于，所述的90度光学桥接器(1)、第一平衡探测器(2)、第二平衡探测器(3)、混频器(4)、第一模数转换器(5)、FPGA(7)、DDS(8)、微波放大器(9)、光学强度调制器(10)、光纤光栅滤波器(11)、光纤分...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈卫标，岳朝磊，孙建锋，朱韧，张晓曦，刘磊，
申请(专利权)人：中国科学院上海光学精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：上海,31