光频梳重复频率锁定方法及控制系统与流程

本技术涉及光学频率梳，尤其涉及一种光频梳重复频率锁定方法及控制系统。

背景技术：

1、光频梳光学系统是一种先进的精密光谱仪器，它在光谱学和精密测量领域中有着广泛的应用。光频梳光学系统的基础原理是通过非线性介质中的超短光脉冲产生高度精确的频率。这种先进仪器的频率精度极高，可用于取代传统的频率标准，其应用包括但不限于高精度时间和频率测量、天文学中的红移测量、生物医学图像学中的高分辨率成像以及光通信中的信息传输。近年来，研究人员一直在致力于提高光频梳重复频率的稳定性，以便更好的应用于各个领域。光频梳光学系统的重复频率锁定是一种关键的技术，它确保光频梳的稳定性和可用性。而现有技术中，对于光频梳光学系统的重复频率的锁定，通常根据光频梳光学系统传输的信号来调节光频梳光学系统的重复频率，以锁定光频梳光学系统的重复频率，然而在调节过程中由于信号传输过程中会产生噪声，无法准确调节光频梳光学系统的重复频率，导致光频梳光学系统的重复频率无法稳定。

技术实现思路

1、有鉴于此，本技术的目的在于提出一种光频梳重复频率锁定方法及控制系统，以解决现有技术中无法准确的调节光频梳光学系统的重复频率的问题。

2、基于上述目的，本技术提供了一种光频梳重复频率锁定方法，应用于控制系统，所述方法包括：

3、获取光频梳光学系统输出的光信号，将所述光信号进行转化，得到时间幅度值；

4、将所述时间幅度值与预设标准幅度值进行比较，得到幅度差值；

5、判断所述幅度差值是否满足预设条件，响应于所述幅度差值不满足预设条件，对所述光频梳光学系统执行如下调节操作，直至所述幅度差值满足预设条件为止：

6、根据所述幅度差值和所述光频梳光学系统内的预设的调节范围，确定所述光频梳光学系统的目标调节指标；并根据所述幅度差值，调节所述目标调节指标的数值，并重新获取所述光频梳光学系统输出的光信号，对重新获取的光信号进行转化，得到重新确定的时间幅度值，将所述重新确定的时间幅度值与预设标准幅度值进行比较，得到重新确定的幅度差值；

7、响应于所述幅度差值满足预设条件，将所述光频梳光学系统当前输出的光信号对应的重复频率作为锁定的重复频率。

8、可选地，所述将所述光信号进行转化，得到时间幅度值，包括：

9、将所述光信号转换为电信号，对所述电信号进行滤波，得到滤波后的电信号；

10、将所述滤波后的电信号的时间间隔信息进行转化，得到所述时间幅度值。

11、可选地，所述调节范围包括：温度对应的幅度差值范围和器件频率对应的幅度差值范围；所述目标调节指标包括温度和器件频率；

12、所述根据所述幅度差值和所述光频梳光学系统内的预设的调节范围，确定所述光频梳光学系统的目标调节指标，包括：

13、响应于所述幅度差值位于所述温度对应的幅度差值范围内，确定所述光频梳光学系统的目标调节指标为温度；

14、响应于所述幅度差值位于所述器件频率对应的幅度差值范围内，确定所述光频梳光学系统的目标调节指标为器件频率。

15、可选地，根据所述幅度差值，调节所述所述光频梳光学系统的目标调节指标的数值，包括：

16、响应于所述光频梳光学系统的目标调节指标为温度，根据所述幅度差值，确定温度调节模式；

17、根据所述温度调节模式和预设温度调节规则，调节所述光频梳光学系统内的温度值；

18、响应于所述光频梳光学系统的目标调节指标为器件频率，根据所述幅度差值，确定器件频率调节模式以及器件频率调节规则；

19、根据所述器件频率调节模式和器件频率调节规则，调节所述光频梳光学系统的器件频率值。

20、可选地，所述温度调节模式包括：温度调低模式和温度调高模式；

21、所述根据所述幅度差值，确定温度调节模式，包括：

22、当所述幅度差值为正数，确定所述温度调节模式为温度调高模式；

23、当所述幅度差值为负数，确定所述温度调节模式为温度调低模式。

24、可选地，所述器件频率调节规则包括：第一调节规则和第二调节规则；

25、根据所述幅度差值，确定器件频率调节规则，包括：

26、响应于所述幅度差值位于超精细调节范围内，确定器件频率调节规则为第一调节规则；

27、响应于所述幅度差值位于精细调节范围内，确定器件频率调节规则为第二调节规则，所述第一调节规则的调节幅度大于所述第二调节规则的调节幅度。

28、可选地，所述器件频率调节模式包括：器件频率调高模式和器件频率调低模式；

29、所述根据所述幅度差值，确定器件频率调节模式，包括：

30、当所述幅度差值为负数，确定所述器件频率调节模式为器件频率调高模式；

31、当所述幅度差值为正数，确定所述器件频率调节模式为器件频率调低模式。

32、基于同一发明构思，本技术还提供了一种控制系统，包括：

33、转换装置，被配置为获取光频梳光学系统输出的光信号，将所述光信号进行转化，得到时间幅度值；还被配置为并重新获取所述光频梳光学系统输出的光信号，对重新获取的光信号进行转化，得到重新确定的时间幅度值；

34、比较装置，被配置为将所述时间幅度值与预设标准幅度值进行比较，得到幅度差值；还被配置为将所述重新确定的时间幅度值与预设标准幅度值进行比较，得到重新确定的幅度差值；

35、控制器，被配置为判断所述幅度差值是否满足预设条件，响应于所述幅度差值不满足预设条件，对所述光频梳光学系统执行如下调节操作，直至所述幅度差值满足预设条件为止：根据所述幅度差值和所述光频梳光学系统内的预设的调节范围，确定所述光频梳光学系统的目标调节指标；并根据所述幅度差值，调节所述目标调节指标的数值；还被配置为响应于所述幅度差值满足预设条件，将所述幅度差值对应的重复频率作为锁定的重复频率。

36、可选地，所述转换装置，包括相连接的光电探测器、带通滤波放大器和时间幅度转换电路，所述光电探测器的输入端与所述光频梳光学系统信号输出端连接，所述时间幅度转换电路的输出端与所述控制器输入端连接。

37、可选地，所述比较模块包括幅度鉴相器，所述幅度鉴相器的输出端与所述时间幅度转换电路输入端连接。

38、从上面所述可以看出，本技术提供的一种光频梳重复频率锁定方法及控制系统，所述方法包括：获取光频梳光学系统的光信号，通过将光信号进行转化，得到时间幅度值，通过将幅度值与预设标准幅度值比较，得到幅度差值，可根据幅度差值来调节光频梳光学系统的目标调节指标，从而使光频梳光学系统的重复频率变化，实现对重复频率的调节，这样，通过光信号进行转换，可以滤除信号传输过程中产生的噪声，能够准确的调节重复频率，提高光频梳光学系统的重复频率的稳定性。判断幅度差值是否满足预设条件，在幅度差值不满足预设条件时，说明光频梳光学系统的重复频率不稳定需要进行调节，根据幅度差值和光频梳光学系统内的预设的调节范围，对光频梳光学系统内的调节指标进行调节，以实现对光频梳光学系统的重复频率的调节。在调节过程中，对调节指标每调节一次，就重新获取光频梳光学系统输出的光信号，对重新获取的光信号进行转化，得到重新确定的时间幅度值，将重新确定的时间幅度值与预设标准幅度值进行比较，得到重新确定的幅度差值；然后根据重新确定的幅度差值对光频梳光学系统内的调节指标进行调节，直至幅度差值满足预设条件为止，将幅度差值对应的重复频率作为锁定的重复频率，从而根据幅度差值完成光频梳光学系统的目标调节指标的调节，实现重复频率的调节，这样，根据幅度差值能够准确的调节光频梳光学系统的重复频率，提高光频梳光学系统的重复频率的稳定性。