基于光学锁相环的三波长大范围快速移频研究

三频比率技术是钠多普勒激光雷达探测大气中层顶区温度和风场的重要技术,实现三频比率技术要求发射的三束589 nm波长激光(f_(+),f_(0),f_(-))频率稳定、频率切换速度快以及两个频率(f_(+),f_(-))相对中心频率(f_(0))偏频锁定630 MHz。为满足上述技术需求,提出一种基于光学锁相环(OPLL)实现三频比率技术的方案。利用OPLL实现偏频锁定,偏频锁定范围为±(200~2500) MHz,最小步进为200 kHz,拍频信号抖动在±50 Hz以内。通过设置移频值和改变误差信号的极性,使从激光器波长不断变化,实现三波长输出。优化PID(proportional,integral,derivative)电路,提高了拍频信号的稳定性,减小了频率切换时间,切频时间小于10 ms。实验结果表明,该OPLL系统可以实现三个频率快速切换锁定,满足三频比率技术需求。