光电锁相环的制作方法

本申请涉及锁相环，特别是涉及一种光电锁相环。

背景技术：

1、传统的光电锁相环主要通过外部模拟电路与激光器相结合，保证激光器的良好工作状态。激光器的良好工作状态的需求主要有两点，一是需求较窄的光线宽，二是需求较高的扫描线性度。

2、光线宽是激光光源发射光谱的光强半峰全宽，即达到光强峰值一半高度所对应的两个频率(我们记作f1和f2)中间的宽度，数值上等于两个频率的频率差值。光线宽是激光器在扫描在单个频点时的特性，大多数激光器通过调节内部相位完成光线宽的调节。

3、扫描线性度是判定激光器在进行波长扫频时是否是线性扫描的(或者说有多大程度上属于线性扫描的)，大多数激光器通过调节光栅部分完成扫描线性度的调节。

4、传统的光电锁相环主要通过外部模拟电路与激光器相结合，仅能完成线性扫频的相位和频率线性度锁定，给激光器加载低速率信号需要额外使用其他外部调制器，也就是说传统光电锁相环的激光器的扫描范围和扫描精度都是固定的，变更扫描线性度需要重新定制外部模拟电路。

5、综上，传统的光电锁相环只能在压窄光线宽和降低扫描线性度之间选择其一，无法二者兼得，需要分别设计不同的外部模拟电路与激光器来满足不同的需求，无法同时满足窄光线宽和低扫描线性度的需求。也即需要设计两套模拟电路来满足窄光线宽和低扫描线性度的需求。并且由于两套外部模拟电路相互独立，因此无法共存。

6、此外，当扫描波不同的时候，例如针对三角波，锯齿波，也需要设计不同的外部模拟电路与激光器来完成扫频。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对传统光电锁相环无法同时满足窄光线宽和低扫描线性度的需求的问题，提供一种光电锁相环。

2、本申请提供一种光电锁相环，包括：

3、可调激光器，用于输出波长可调节的激光信号；

4、频率鉴别器，与可调激光器连接，用于将激光信号延时，并将延时后的激光信号和未延时的激光信号耦合并进行拍频，输出两路拍频电信号；

5、微处理单元，与频率鉴别器连接，所述微处理单元还与所述可调激光器连接，用于采集两路拍频电信号并对两路拍频电信号进行数字信号处理，依据数字信号处理结果调节所述可调激光器内的相位参数与光栅参数。

6、进一步地，所述可调激光器包括：

7、前光栅；

8、增益元件，与所述前光栅连接；

9、移相器，与所述增益元件连接；

10、后光栅，与所述移相器连接。

11、进一步地，所述频率鉴别器包括：

12、直接传输元件，与所述可调激光器连接；

13、延时传输元件，与所述可调激光器连接；

14、耦合元件，与所述直接传输元件连接，所述耦合元件还与所述延时传输元件连接；

15、第一输出端，与所述耦合元件连接；

16、第二输出端，与所述耦合元件连接。

17、进一步地，所述频率鉴别器还包括连接于耦合元件和第一输出端之间的第一平衡光电二极管和第一跨阻放大器；

18、所述第一平衡光电二极管的一端与所述耦合元件连接，另一端与所述第一跨阻放大器连接；

19、所述第一跨阻放大器一端与所述第一平衡光电二极管连接，另一端与所述第一输出端连接。

20、进一步地，所述频率鉴别器还包括连接于耦合元件和第二输出端之间的第二平衡光电二极管和第二跨阻放大器；

21、所述第二平衡光电二极管的一端与所述耦合元件连接，另一端与所述第二跨阻放大器连接；

22、所述第二跨阻放大器一端与所述第二平衡光电二极管连接，另一端与所述第二输出端连接。

23、进一步地，所述微处理单元包括：

24、鉴频鉴相器，鉴频鉴相器的输入端与所述第一跨阻放大器连接，所述鉴频鉴相器的输出端还与所述第二跨阻放大器连接；

25、模数转换器，模数转换器的输入端与所述鉴频鉴相器的输出端连接；

26、可编程逻辑单元，与所述模数转换器的输出端连接；

27、数模转换器，数模转换器的输入端与所述可编程逻辑单元连接，所述数模转换器的输出端与所述可调激光器连接。

28、进一步地，所述微处理单元还包括：

29、滤波器，设置于所述鉴频鉴相器和所述模数转换器之间。

30、进一步地，所述微处理单元还包括：

31、压控电流单元，设置于所述数模转换器与所述可调激光器之间。

32、进一步地，所述微处理单元还包括：

33、外部晶振，与所述鉴频鉴相器连接。

34、进一步地，所述直接传输元件包括第一光纤臂，所述延时传输元件包括第二光纤臂，所述第二光纤臂的长度大于所述第一光纤臂的长度。

35、本申请涉及一种光电锁相环，用数字电路代替传统光电锁相环中的外围电路，通过数字电路的灵活性，提高了激光扫描仪的多样性。本申请可以实时调节激光器的相位部分和光栅部分，以实时调节激光器的扫描时间和扫描波形。

36、附图说明

37、图1为本申请一实施例提供的光电锁相环的结构示意图。

38、图2为本申请另一实施例提供的光电锁相环的结构示意图。

技术特征：

1.一种光电锁相环，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的光电锁相环，其特征在于，所述可调激光器包括：

3.根据权利要求1所述的光电锁相环，其特征在于，所述频率鉴别器包括：

4.根据权利要求3所述的光电锁相环，其特征在于，所述频率鉴别器还包括连接于耦合元件和第一输出端之间的第一平衡光电二极管和第一跨阻放大器；

5.根据权利要求4所述的光电锁相环，其特征在于，所述频率鉴别器还包括连接于耦合元件和第二输出端之间的第二平衡光电二极管和第二跨阻放大器；

6.根据权利要求5所述的光电锁相环，其特征在于，所述微处理单元包括：

7.根据权利要求6所述的光电锁相环，其特征在于，所述微处理单元还包括：

8.根据权利要求7所述的光电锁相环，其特征在于，所述微处理单元还包括：

9.根据权利要求8所述的光电锁相环，其特征在于，所述微处理单元还包括：

10.根据权利要求3所述的光电锁相环，其特征在于，所述直接传输元件包括第一光纤臂，所述延时传输元件包括第二光纤臂，所述第二光纤臂的长度大于所述第一光纤臂的长度。

技术总结
本申请涉及一种光电锁相环，用数字电路代替传统光电锁相环中的外围电路，通过数字电路的灵活性，提高了激光扫描仪的多样性。本申请可以实时调节激光器的相位部分和光栅部分，以实时调节激光器的扫描时间和扫描波形。

技术研发人员：张璟
受保护的技术使用者：长沙思木锐信息技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13