一种频率测量装置及使用方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种频率测量装置及使用方法，包括：光电探测器，用于接收飞秒激光器产生的部分激光，提取其脉冲重复频率的谐波信号；参考微波频，用于输出参考信号；鉴相器，用于接收所述谐波信号与所述参考信号，进行鉴相处理后作为误差信号输出；腔长控制系统，用于接收所述误差信号，输出反馈控制信号控制飞秒激光器的腔长，以进行激光脉冲重复频率到参考频率源的锁定；透镜，用于聚焦输出的飞秒激光；光电导天线，用于接收聚焦输出的飞秒激光于光电导天线的间隙处产生太赫兹频率梳，使得飞秒激光激励光电导天线产生所述太赫兹频率梳的相应梳齿成分与待测频率信号在光电导天线中混频后产生射频信号，本发明专利技术可以大幅提高太赫兹频段频率测量的精度。频率测量的精度。频率测量的精度。

【技术实现步骤摘要】
一种频率测量装置及使用方法


[0001]本专利技术属于太赫兹通信
，特别是一种频率测量装置及使用方法。

技术介绍

[0002]太赫兹波通常是指频率范围在0.1THz到10THz的电磁波，它在电磁波谱中位于微波和红外光学之间。尽管自然世界中充斥着太赫兹辐射，但在20世纪80年代中期之前，由于缺乏这一频段高效率的发射源和灵敏的探测器，太赫兹技术的发展受到了很大的限制，只有极少数的技术和屈指可数的应用。太赫兹频段成为电磁波谱中有待全面研究的最后一个频段，被称为“太赫兹间隙”。从计量需求的角度来看，太赫兹商业应用的匮乏，一直以来难以驱动太赫兹计量的发展，形成了电子学计量和光学计量之间的“计量间隙”。
[0003]随着太赫兹应用领域的拓展，对太赫兹计量的需求日益迫切。各种实用化连续波太赫兹源的出现，也对连续波太赫兹的频率计量工作提出了要求。频率作为电磁波的基本物理量值之一，对其进行测量的手段多种多样。在光频段，通常利用干涉度量法进行频率测量，通过比较待测单色光源和光频标准(如稳频的激光器)经过给定路径后干涉条纹的不同，可以获得待测光源的准确频率。在微波和亚毫米波段，差拍法是频率计量的典型手段，将待测波源与本振产生的已知频率的标准信号进行混频，产生的差拍信号落在射频波段，可由射频仪器直接而精确的进行测量，从而间接获得待测波源的频率值。太赫兹波段处于微波波段与光波波段之间，这种特殊性给它的信号测量带来了很多困难，尤其是频率测量更为困难。相对传统微波信号，太赫兹频率太高，无法使用频谱仪或者示波器直接测量，而它相对于光波信号频率又太低，无法采用干涉度量法来测量频率。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种频率测量装置及使用方法，解决准确测量太赫兹波的问题。
[0005]有鉴于此，本专利技术提供一种频率测量装置，其特征在于，包括：
[0006]光电探测器，用于接收飞秒激光器产生的部分激光，提取其脉冲重复频率的谐波信号；
[0007]参考微波频，用于输出参考信号；
[0008]鉴相器，用于接收所述谐波信号与所述参考信号，进行鉴相处理后作为误差信号输出；
[0009]腔长控制系统，用于接收所述误差信号，输出反馈控制信号控制飞秒激光器的腔长，以进行激光脉冲重复频率到参考频率源的锁定；
[0010]腔长调节装置，用于通过改变腔镜位置控制振荡腔腔长，以对所述激光脉冲重复频率进行控制；
[0011]衰减器，用于衰减控制后输出的飞秒激光；
[0012]透镜，用于聚焦所述输出的飞秒激光；
[0013]光电导天线，用于接收聚焦输出的飞秒激光于光电导天线的间隙处产生太赫兹频率梳，使得飞秒激光激励光电导天线产生所述太赫兹频率梳的相应梳齿成分与待测频率信号在光电导天线中混频后产生射频信号。
[0014]进一步地，所述激光振荡腔内放置压电促动器和电动平移台作为所述腔长调节装置。
[0015]进一步地，所述腔长控制系统为锁相环电路。
[0016]进一步地，所述参考频率源为原子钟。
[0017]进一步地，还包括计数器，用于实测飞秒激光脉冲重复频率。
[0018]进一步地，所述待测频率源输出信号，在空间传输后由硅透镜耦合馈入所述光电导天线。
[0019]进一步地，还包括；
[0020]放大器，用于放大所述射频信号；
[0021]频谱仪，用于探测所述放大后的射频信号。
[0022]本专利技术的另一目的在于提供一种频率测量装置的使用方法，其特征在于，包括：
[0023]光电探测器接收飞秒激光器产生的部分激光，提取其脉冲重复频率的谐波信号；
[0024]参考微波频输出参考信号；
[0025]鉴相器接收所述谐波信号与所述参考信号，进行鉴相处理后作为误差信号输出；
[0026]腔长控制系统接收所述误差信号，输出反馈控制信号控制飞秒激光器的腔长，以进行激光脉冲重复频率到参考频率源的锁定；
[0027]腔长调节装置通过改变腔镜位置控制振荡腔腔长，以对所述激光脉冲重复频率进行控制；
[0028]衰减器衰减控制后输出的飞秒激光；
[0029]透镜聚焦所述输出的飞秒激光；
[0030]光电导天线接收聚焦输出的飞秒激光于光电导天线的间隙处产生太赫兹频率梳，使得飞秒激光激励光电导天线产生所述太赫兹频率梳的相应梳齿成分与待测频率信号在光电导天线中混频后产生射频信号。
[0031]本专利技术实现了以下显著的有益效果：
[0032]实现简单，包括：光电探测器，用于接收飞秒激光器产生的部分激光，提取其脉冲重复频率的谐波信号；参考微波频，用于输出参考信号；鉴相器，用于接收所述谐波信号与所述参考信号，进行鉴相处理后作为误差信号输出；腔长控制系统，用于接收所述误差信号，输出反馈控制信号控制飞秒激光器的腔长，以进行激光脉冲重复频率到参考频率源的锁定；腔长调节装置，用于通过改变腔镜位置控制振荡腔腔长，以对所述激光脉冲重复频率进行控制；衰减器，用于衰减控制后输出的飞秒激光；透镜，用于聚焦所述输出的飞秒激光；光电导天线，用于接收聚焦输出的飞秒激光于光电导天线的间隙处产生太赫兹频率梳，使得飞秒激光激励光电导天线产生所述太赫兹频率梳的相应梳齿成分与待测频率信号在光电导天线中混频后产生射频信号，可以大幅提高太赫兹频段频率测量的精度。
附图说明
[0033]图1为本专利技术的频率测量装置的结构示意图；
[0034]图2为本专利技术的频率测量装置的使用方法的原理图。
具体实施方式
[0035]以下结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细说明，根据下面说明和权利要求书，本专利技术的优点和特征将更清楚。需要说明的是，附图均采用非常简化的形式且均适用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。
[0036]需要说明的是，为了清楚地说明本专利技术的内容，本专利技术特举多个实施例以进一步阐释本专利技术的不同实现方式，其中，该多个实施例是列举式而非穷举式。此外，为了说明的简洁，前实施例中已提及的内容往往在后实施例中予以省略，因此，后实施例中未提及的内容可相应参考前实施例。
[0037]虽然该专利技术可以以多种形式的修改和替换来扩展，说明书中也列出了一些具体的实施图例并进行详细阐述。应当理解的是，专利技术者的出发点不是将该专利技术限于所阐述的特定实施例，正相反，专利技术者的出发点在于保护所有给予由本权利声明定义的精神或范围内进行的改进、等效替换和修改。同样的元模块件号码可能被用于所有附图以代表相同的或类似的部分。
[0038]请参照图1至图2，一种频率测量装置，包括：
[0039]光电探测器，用于接收飞秒激光器产生的部分激光，提取其脉冲重复频率的谐波信号；
[0040]参考微波频，用于输出参考信号；
[0041]鉴相器，用于接收所述谐波信号与所述参考信号，进行鉴相处理后作为误差信号输出；
[0042]腔长控制系统，用于接收所述误差信号，输出反馈控制信号本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种频率测量装置，其特征在于，包括：光电探测器，用于接收飞秒激光器产生的部分激光，提取其脉冲重复频率的谐波信号；参考微波频，用于输出参考信号；鉴相器，用于接收所述谐波信号与所述参考信号，进行鉴相处理后作为误差信号输出；腔长控制系统，用于接收所述误差信号，输出反馈控制信号控制飞秒激光器的腔长，以进行激光脉冲重复频率到参考频率源的锁定；腔长调节装置，用于通过改变腔镜位置控制振荡腔腔长，以对所述激光脉冲重复频率进行控制；衰减器，用于衰减控制后输出的飞秒激光；透镜，用于聚焦所述输出的飞秒激光；光电导天线，用于接收聚焦输出的飞秒激光于光电导天线的间隙处产生太赫兹频率梳，使得飞秒激光激励光电导天线产生所述太赫兹频率梳的相应梳齿成分与待测频率信号在光电导天线中混频后产生射频信号。2.根据权利要求1所述的频率测量装置，其特征在于：所述激光振荡腔内放置压电促动器和电动平移台作为所述腔长调节装置。3.根据权利要求2所述的频率测量装置，其特征在于：所述腔长控制系统为锁相环电路。4.根据权利要求3所述的频率测量装置，其特征在于：所述参考频率源为原子钟。5.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵环，杨宏雷，张升康，杨文哲，薛潇博，陈星，张璐，王暖让，
申请(专利权)人：北京无线电计量测试研究所，
类型：发明
国别省市：