低相噪振荡器的锁频电路模型

为了有效地改善振荡器相位噪声指标,研究了传输式锁频电路.分析了传输式锁频电路的工作原理,并完成了该类型电路模型的设计;建立了鉴频电路的传输模型,推导出表征锁频电路幅频特性的关系式,即鉴频灵敏度;分别考虑输入功率Pin及环路中谐振器端口耦合系数β的变化对于鉴频灵敏度的影响;最后利用鉴频电路传输方程H和鉴频灵敏度S,导出了振荡器的相位噪声表达式,利用该模型便于分析影响相噪指标的因素,所得结论与文献结论吻合较好.基于所建立的鉴频电路模型得出传输式锁频电路设计准则:提高输入功率Pin以及提高电路端口耦合度β,可取得更高的鉴频灵敏度,从而提高振荡器相位噪声性能.

一种用于超稳激光的数字控制锁频电路

超稳激光具有超高的频率稳定度和极窄线宽等优点,广泛应用于各种精密测量物理实验。为了确保不引入额外开关噪声,其频率锁定电路通常采用模拟电路实现,但是模拟控制电路存在锁定参数调节不方便、难以实现自动锁定和远程控制等方面的不足。针对这些问题,提出一种基于数字控制的通用型模拟锁频电路。该电路可以通过数字开关实现对锁定参数的大范围调节,通过数字算法实现自动重锁,同时该电路具有USB通信功能,可以通过电脑远程调整锁频参数和实现频率锁定。利用该电路实现了激光器频率到高精细光学谐振腔的长期锁定,锁定后激光频率稳定度1 s积分时间4.6×10^(-16),2~10 s积分时间小于4.2×10^(-16),接近10 cm超稳腔的热噪声极限。这种长期稳定运行的超稳激光系统将有利于基于超稳激光的精密测量物理实验的开展和光钟走向应用。

角速度传感测试系统中锁频模块的应用研究

介绍了一种基于光纤环形腔的角速度传感测试系统,通过对几个重要电路模块的分析,描述了系统中用来实现对激光器反馈控制和对谐振点跟踪锁定的锁频电路模块。实验结果证明:该电路模块能够将透射峰锁定在最低点,将激光器中心频率始终锁定在谐振点处,一定时间内转台转速小于1 r/s时,锁频精细度高。