CN110620615B - 一种注入锁定反馈装置及注入锁定反馈方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种注入锁定反馈装置及注入锁定反馈方法，所述注入锁定反馈装置，应用于注入锁定式相位编码模块中，注入锁定反馈装置包括干涉仪模块、注入锁定性能探测模块和注入锁定反馈模块，干涉仪模块将注入锁定式相位编码模块中输出的编码信号光进行干涉得到干涉光信号，注入锁定性能探测模块通过分析干涉光信号，得到注入锁定性能信号，注入锁定反馈模块根据注入锁定性能信号，计算得到控制信号，反馈给注入锁定式相位编码模块中的主激光器或从激光器的控制端口。也即本发明中提供的注入锁定反馈装置，能够监测并反馈控制注入锁定状态，让注入锁定式相位编码模块保持较好的锁定状态，从而保证注入锁定式相位编码模块长期可靠运行。
Description
技术领域
本发明涉及量子保密通信领域，特别是提供了一种注入锁定反馈装置及注入锁定反馈方法。
背景技术
量子密钥分发(QuantumKey Distribution，QKD)与经典密钥体系的根本不同在于其采用单个光子或纠缠光子对作为密钥的载体，由量子力学的基本原理保证了该过程的不可窃听、不可破译性，从而提供了一种更为安全的密钥体系。
结合诱骗态方案的BB84协议能很好地解决非理想单光子源安全隐患，是目前应用最广泛和实用化程度最高的方案。其BB84编码方案中主要采用偏振编码、相位编码和时间比特-相位编码等编码方式。对于偏振编码，其优势为成本低廉且结构简单，而其劣势为偏振系统容易受到光纤偏振扰动的影响，直接影响其误码率，由此而导致的对偏振的补偿措施，造成了时间上的浪费以致成码率降低或者不稳定。
相比于偏振编码，采用相位编码方式的方案通过不等臂干涉仪制备光脉冲，利用前后光脉冲的相位差作为信息载体，而光纤的偏振变化对相位差的影响较小，因此偏振变化不会造成误码率上升，有利于远距离传输或在有强烈外界干扰的环境中使用。传统相位系统由于接收端需插入相位调制器进行解码，因此插损很大，导致成码率以及最远成码距离低于偏振系统。
时间比特-相位编码方案，其接收端可以做到完全的偏振无关性，而且能大大降低接收端插损，从而提高系统的成码率、成码距离，以及实现抗外界环境扰动的稳定性，更好地适应长距离架空光缆环境。
目前的可同时用于时间编码和相位编码的编码装置存在编码不稳定、消光比不佳的问题，这直接导致最终的通信传输效率低下，传输距离有限。
现有技术中提供了一种利用注入锁定光源的技术手段同时对时间和相位进行编码。Z基矢的对比度决定于激光器不触发光脉冲的消光程度，消光比高且稳定，不受环境影响，主激光脉冲注入从激光，通过注入锁定产生的两个内调脉冲具有固定而非随机的相位从而可用于X基矢的相位编码。
但是在系统长期运行时，激光器经常会受温度等因素的影响而出现漂移的情况，影响注入锁定的效果和质量，会存在编码不稳定和性能下降等问题，从而导致最终的通信传输效率低下。现有技术中大多是采用光谱仪等仪器对激光器进行重新调试校正，但是，这种调试校正方法不能及时地发现激光器的漂移，不能及时地对激光器的漂移进行校正，采用这种昂贵的设备也不利于产品化。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种注入锁定反馈装置及注入锁定反馈方法，以解决现有技术中系统长期运行时，会存在编码不稳定和性能下降等问题，从而导致最终的通信传输效率低下的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种注入锁定反馈装置，应用在注入锁定式相位编码模块中，所述注入锁定式相位编码模块包括主激光器、从激光器和相位调制器；
所述从激光器在所述主激光器输出光的激励下，以注入锁定的方式输出从激光器脉冲，所述相位调制器接收所述从激光器脉冲，并对其进行编码，输出编码信号光；
所述注入锁定反馈装置包括：
干涉仪模块、注入锁定性能探测模块和注入锁定反馈模块；
所述干涉仪模块接收所述注入锁定式相位编码模块的编码信号光，并输出干涉光信号；
所述注入锁定性能探测模块接收所述干涉光信号，进行探测得到注入锁定性能信号，并输出；
所述注入锁定反馈模块接收所述注入锁定性能信号，所述注入锁定反馈模块根据所述注入锁定性能信号，计算得到控制信号，并反馈给所述主激光器或所述从激光器的控制端口。
优选地，还包括第一分束器，所述第一分束器接收所述编码信号光，并将所述编码信号光分为两束，其中一束输入至所述干涉仪模块，另一束输出。
优选地，所述干涉仪模块为马赫曾德干涉仪；
所述马赫曾德干涉仪的其中一个臂中包括移相器，所述移相器用于调整所述马赫曾德干涉仪的两臂的相位差；
所述马赫曾德干涉仪两臂相交位置分别包括第二分束器和第三分束器，其中，所述第二分束器接收第一分束器输出的光，并将所述光分为两部分，分别输入至所述马赫曾德干涉仪的两个臂中；
所述第三分束器将所述马赫曾德干涉仪两个臂中的光进行干涉后输出。
优选地，所述马赫曾德干涉仪输出干涉相长的第一干涉光信号和干涉相消的第二干涉光信号；
所述注入锁定性能探测模块包括：
第一探测器，用于接收所述第一干涉光信号，并将所述第一干涉光信号转换为第一电信号；
第二探测器，用于接收所述第二干涉光信号，并将所述第二干涉光信号转换为第二电信号；
注入锁定性能计算模块，接收所述第一电信号和所述第二电信号，通过做注入锁定性能算法处理，得到注入锁定性能信号。
优选地，所述第一探测器为PIN光电管或单光子探测器；所述第二探测器为PIN光电管或单光子探测器。
优选地，所述马赫曾德干涉仪输出第三干涉光信号；
所述注入锁定性能探测模块包括：
第三探测器，用于接收所述第三干涉光信号，并将所述第三干涉光信号转换为第三电信号；
注入锁定性能计算模块，接收所述第三电信号，并记录调节所述马赫曾德干涉仪一个臂上的移相器得到的第三干涉光信号的最大值和最小值，计算对比度值。
优选地，所述第三探测器为PIN光电管或单光子探测器。
优选地，所述马赫曾德干涉仪的第三分束器端还用于接收所述主激光器输出光，并将所述主激光器输出光分成先后的两个脉冲部分，分别用于激励所述从激光器输出从激光器脉冲。
优选地，所述马赫曾德干涉仪的第三分束器与所述主激光器之间还设置有第一环形器，所述第二分束器与所述从激光器之间设置有第二环形器。
本发明还提供一种注入锁定反馈方法，基于上面任意一项所述的注入锁定反馈装置，所述注入锁定反馈方法包括：
获取注入锁定式相位编码模块的编码信号光；
基于所述编码信号光得到干涉光信号；
基于所述干涉光信号得到注入锁定性能信号；
根据所述注入锁定性能信号计算得到控制信号，并反馈给所述注入锁定式相位编码模块中主激光器或从激光器的控制端口，以保持所述注入锁定式相位编码模块的注入锁定状态。
优选地，所述根据所述注入锁定性能信号计算得到控制信号，并反馈给所述注入锁定式相位编码模块中主激光器或从激光器的控制端口，以保持所述注入锁定式相位编码模块的注入锁定状态，具体包括：
根据所述注入锁定性能信号计算得到控制信号，并反馈给所述注入锁定式相位编码模块中主激光器或从激光器的控制端口；
通过控制所述注入锁定式相位编码模块中的主激光器和从激光器的相对波长、相位延时、相对幅度中的一种或多种信息，以保持所述注入锁定式相位编码模块的注入锁定状态。
经由上述的技术方案可知，本发明提供的注入锁定反馈装置，应用于注入锁定式相位编码模块中，所述注入锁定反馈装置包括干涉仪模块、注入锁定性能探测模块和注入锁定反馈模块，所述干涉仪模块将所述注入锁定式相位编码模块中输出的编码信号光进行干涉得到干涉光信号，所述注入锁定性能探测模块通过分析所述干涉光信号，得到注入锁定性能信号，所述注入锁定反馈模块根据注入锁定性能信号，计算得到控制信号，反馈给注入锁定式相位编码模块中的主激光器或从激光器的控制端口。也即本发明中提供的注入锁定反馈装置，能够监测并反馈控制注入锁定状态，让注入锁定式相位编码模块保持较好的锁定状态，从而保证注入锁定式相位编码模块长期可靠运行。
本发明还提供一种注入锁定反馈方法，基于上述注入锁定反馈装置，通过获取注入锁定式相位编码模块的编码信号光，并对所述编码信号光进行解析、分析、计算得到控制信号，再反馈给注入锁定式相位编码模块的主激光器或从激光器的控制端口，以保持所述注入锁定式相位编码模块的较好锁定状态，进而保证注入锁定式相位编码模块长期可靠运行。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为现有技术中提供的一种利用注入锁定光源实现编码的注入锁定式相位编码模块结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种注入锁定反馈装置结构示意图；
图3为本发明实施例提供的另一种注入锁定反馈装置结构示意图；
图4为本发明实施例提供的一种注入锁定性能探测模块结构示意图；
图5为本发明实施例提供的一种注入锁定反馈模块的具体结构示意图；
图6为本发明实施例提供的另一种注入锁定反馈装置结构示意图；
图7为本发明实施例提供的另一种注入锁定性能探测模块结构示意图；
图8为本发明实施例提供的另一种注入锁定反馈装置的结构示意图；
图9为本发明实施例提供的一种注入锁定反馈方法流程示意图。
具体实施方式
正如背景技术部分所述，现有技术中利用注入锁定光源实现编码的系统在长期运行时，会存在编码不稳定、解码干涉对比度下降等问题，从而导致最终的通信传输效率低下的问题。
发明人发现，出现上述技术问题的原因是，如图1所示，为现有技术中提供的一种利用注入锁定光源实现编码的注入锁定式相位编码模块，主要包括：主激光器01、从激光器02和相位调制器03。
其中，主激光器01基于主驱动信号源提供的主驱动信号的驱动输出一个主激光器脉冲，以用于形成种子光；从激光器02基于从驱动信号源提供的从驱动信号的驱动在所述种子光的激励下以注入锁定的方式输出从激光器脉冲，用于编码信号光脉冲。
也即，所述从激光器02在所述主激光器01输出光的激励下，以注入锁定的方式输出从激光器脉冲，再通过相位调制器(PM)03接收所述从激光器脉冲，并对其进行编码，输出编码信号光。
注入锁定式相位编码模块中的主激光器01周期性触发长脉冲信号，注入到从激光器02中，从激光器02以两倍于主激光器01的触发频率进行触发，并且从激光器02的两个脉冲信号要求时序上落在主激光器01的长脉冲之内，然后从激光器02输出的两个脉冲信号相位差恒定，经过后面的相位调制器(PM)03，可用于相位编码。
其中，注入锁定技术就是将种子光注入到从激光器谐振腔增益区中，受激辐射过程中使得与种子光模式相同的优先起振，其他模式由于竞争被抑制，从而输出频率、相位与种子光相同，能量更加集中(线宽更窄)，脉冲质量更好(噪声和抖动更小)的激光器输出，一般而言，锁定状态光谱质量(包括线宽、脉冲形状等)较好。而当锁定状态发生变化，偏离注入锁定条件，比如种子光和从激光波长偏离较大，种子光功率偏离，输出的就是从激光器的光，光谱质量会变差，出现注入锁定状态失锁。
因此，系统长期运行时，主激光器和从激光器由于受到温度变化、功率下降以及波长变化的影响，主激光器从激光的锁定状态可能发生变化或者说失锁，那么就存在编码不稳定、解码干涉对比度下降等问题，从而导致最终的通信传输效率低下。
基于此，本发明中提供一种注入锁定反馈装置，应用在注入锁定式相位编码模块中，所述注入锁定式相位编码模块包括主激光器、从激光器和相位调制器；
所述从激光器在所述主激光器输出光的激励下，以注入锁定的方式输出从激光器脉冲，所述相位调制器接收所述从激光器脉冲，并对其进行编码，输出编码信号光；
所述注入锁定反馈装置包括：
干涉仪模块、注入锁定性能探测模块和注入锁定反馈模块；
所述干涉仪模块接收所述注入锁定式相位编码模块的编码信号光，并输出干涉光信号；
所述注入锁定性能探测模块接收所述干涉光信号，进行探测得到注入锁定性能信号，并输出；
所述注入锁定反馈模块接收所述注入锁定性能信号，所述注入锁定反馈模块根据所述注入锁定性能信号，计算得到控制信号，并反馈给所述主激光器或所述从激光器的控制端口。
本发明提供的注入锁定反馈装置，应用于注入锁定式相位编码模块中，所述注入锁定反馈装置包括干涉仪模块、注入锁定性能探测模块和注入锁定反馈模块，所述干涉仪模块将所述注入锁定式相位编码模块中输出的编码信号光进行干涉得到干涉光信号，所述注入锁定性能探测模块通过分析所述干涉光信号，得到注入锁定性能信号，所述注入锁定反馈模块根据注入锁定性能信号，计算得到控制信号，反馈给注入锁定式相位编码模块中的主激光器或从激光器的控制端口。也即本发明中提供的注入锁定反馈装置，能够监测并反馈控制注入锁定状态，让注入锁定式相位编码模块保持较好的锁定状态，从而保证注入锁定式相位编码模块长期可靠运行。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参见图2，图2为本发明实施例提供的一种注入锁定反馈装置，所述注入锁定反馈装置，应用在注入锁定式相位编码模块中，注入锁定式相位编码模块包括主激光器、从激光器和相位调制器；从激光器在主激光器输出光的激励下，以注入锁定的方式输出从激光器脉冲，相位调制器接收从激光器脉冲，并对其进行编码，输出编码信号光。
本发明实施例中提供的注入锁定式相位编码模块10的工作原理为：
注入锁定式相位编码模块10中的主激光器11周期性触发长脉冲信号，注入到从激光器12中，从激光器12以两倍于主激光器11的触发频率进行触发，并且从激光器12的两个脉冲信号要求时序上落在主激光器11的长脉冲之内，然后从激光器12输出的两个脉冲信号相位差恒定，经过后面的相位调制器(PM)13，可用于相位编码。
需要说明的是，本发明实施例中不限定注入锁定式相位编码模块的具体结构，可以包括一个主激光器、一个从激光器，也可以包括两个主激光器，一个从激光器，本实施例中对此不作限定，可选的，本实施例中以注入锁定式相位编码模块包括一个主激光器11和一个从激光器12为例进行说明。
主激光器11和从激光器12之间通过光学传输元件14连接。光学传输元件14可以包括三个端口1-3，且被设置成：从端口1进入的光可以从端口2输出，从端口2进入的光可以从端口3输出。本实施例中，主激光器11的输出端连接光学传输元件14的端口1，从激光器12的输出端连接光学传输元件14的端口2，光学传输元件14的端口3作为光源的输出端口。本实施例中不限定光学传输元件的具体形式，可选的，所述光学传输元件14可以是环形器或分束器，本实施例中光学传输元件14可选为环形器。
请继续参见图2，本实施例中注入锁定反馈装置20包括：干涉仪模块21、注入锁定性能探测模块22和注入锁定反馈模块23。干涉仪模块接收注入锁定式相位编码模块的编码信号光，并输出干涉光信号；注入锁定性能探测模块接收干涉光信号，进行探测得到注入锁定性能信号，并输出；注入锁定反馈模块接收注入锁定性能信号，注入锁定反馈模块根据注入锁定性能信号，计算得到控制信号，并反馈给主激光器的控制端口。
在本发明的其他实施例中，所述控制信号也可以反馈给从激光器的控制端口，本实施例中以反馈给主激光器的控制端口为例进行说明，但并不对本发明进行限定。
本发明实施例中不限定干涉仪模块的具体结构，可选的，如图3所示，本实施例中干涉仪模块为马赫曾德干涉仪，马赫曾德干涉仪21包括两个臂，其中一个臂中包括移相器(PS)211，移相器用于调整所述马赫曾德干涉仪的两臂的相位差。
需要说明的是，马赫曾德干涉仪的输出可以只输出一路光，也可以输出两路光，马赫曾德干涉仪两臂相交位置分别包括第二分束器(BS)212和第三分束器(BS)213，其中，所述第二分束器(BS)212接收第一分束器(BS)30输出的光，并将所述光分为两部分，分别输入至所述马赫曾德干涉仪的两个臂中。也即，马赫曾德干涉仪21通过第一分束器(BS)30接收来自注入锁定式相位编码模块10的编码信号光，再通过第二分束器(BS)212分别进入到马赫曾德干涉仪的两个臂中，然后输出至注入锁定性能探测模块22中。马赫曾德干涉仪输出干涉相长的第一干涉光信号和干涉相消的第二干涉光信号。
对应的，本实施例中，如图4所示，为本发明实施例提供的一种注入锁定性能探测模块结构示意图，所述注入锁定性能探测模块22包括：第一探测器221，用于接收所述第一干涉光信号，并将所述第一干涉光信号转换为第一电信号；第二探测器222，用于接收所述第二干涉光信号，并将所述第二干涉光信号转换为第二电信号；注入锁定性能计算模块223，接收所述第一电信号和所述第二电信号，通过做注入锁定性能算法处理，得到注入锁定性能信号。
本实施例中不限定第一探测器和第二探测器的具体结构，只要能够将光信号转变为电信号的探测器均可以，可选的，所述第一探测器221为PIN光电管或单光子探测器；所述第二探测器222为PIN光电管或单光子探测器。本实施例中，如图4中所示，第一探测器221为PIN光电管；所述第二探测器222也为PIN光电管。
将编码信号光经过分光器分出一部分进入干涉仪模块进行干涉，马赫曾德干涉仪21的工作原理为：通过调整马赫曾德干涉仪其中一臂的移相器(PS)，调整两臂的相位差，输出干涉相长光信号和干涉相消的光信号，输入到注入锁定性能探测模块，注入锁定性能探测模块中的第一探测器和第二探测器将光信号转变为电信号，然后做注入锁定性能的算法处理，得到注入锁定性能信号。
请参见图5，本实施例中不限定注入锁定反馈模块的具体结构，可选的，如图5所示，注入锁定反馈模块23包括反馈算法模块231和控制信号生成模块232，其中，反馈算法模块231接收注入锁定性能探测模块发送而来的注入锁定性能信号，经过反馈算法分析，判断出经过编码的相位态是否处在最佳的干涉对比度状态，然后控制信号生成模块232根据判断的结果，产生控制信号输出给注入锁定式相位编码模块的主激光器的控制端口，通过控制如控制主激光器和从激光器的相对波长、相位延时、相对幅度等信息，实现注入锁定的反馈控制，注入锁定状态的长期保持。
另外，如图6所示，为本发明实施例提供的另一种注入锁定反馈装置结构示意图；其中，与上面实施例中不同的是，本实施例中马赫曾德干涉仪模块21中的第三分光器(BS)为合束器，将马赫曾德干涉仪模块21两臂上的光同时输出，也即仅输出一个第三干涉光信号。对应的，请参见图7，为本发明实施例提供的另一种注入锁定性能探测模块，所述注入锁定性能探测模块22’包括：第三探测器224，用于接收所述第三干涉光信号，并将所述第三干涉光信号转换为第三电信号；注入锁定性能计算模块225，接收所述第三电信号，并记录调节所述马赫曾德干涉仪一个臂上的移相器得到的第三干涉光信号的最大值和最小值，计算对比度值。
本实施例中其他结构与上面实施例中的结构相同，本实施例中对此不作赘述。
本实施例中，干涉光信号只由一个探测器(如光电管、单光子探测器)接收，输出电信号由注入锁定性能计算模块记录，通过调节干涉仪其中一臂的移相器，记录干涉光信号的最大值和最小值(即干涉相长和干涉相消)，然后计算对比度值。同样能够得到注入锁定性能信号。
本发明提供的注入锁定反馈装置，应用于注入锁定式相位编码模块中，所述注入锁定反馈装置包括干涉仪模块、注入锁定性能探测模块和注入锁定反馈模块，所述干涉仪模块将所述注入锁定式相位编码模块中输出的编码信号光进行干涉得到干涉光信号，所述注入锁定性能探测模块通过分析所述干涉光信号，得到注入锁定性能信号，所述注入锁定反馈模块根据注入锁定性能信号，计算得到控制信号，反馈给注入锁定式相位编码模块中的主激光器或从激光器的控制端口。也即本发明中提供的注入锁定反馈装置，能够监测并反馈控制注入锁定状态，让注入锁定式相位编码模块保持较好的锁定状态，从而保证注入锁定式相位编码模块长期可靠运行。
需要说明的是，在本发明的其他实施例中，所述注入锁定式相位编码模块本身带有干涉仪模块，此时，本发明提供的注入锁定反馈装置中的干涉模块可以复用注入锁定式相位编码模块中的干涉仪模块，从而简化整个系统的结构。
如图8所示，为本发明实施例提供的另一种注入锁定反馈装置的结构示意图，该装置包括注入锁定式相位编码模块40和注入锁定反馈装置50，注入锁定式相位编码模块40和注入锁定反馈装置50共用干涉仪模块，本实施例中继续以马赫曾德干涉仪为例进行说明，也即在上面实施例的基础上，马赫曾德干涉仪43的第三分束器433端还用于接收主激光器41输出光，并将主激光器41输出光分成先后的两个脉冲部分，分别用于激励从激光器42输出从激光器脉冲。
本实施例中马赫曾德干涉仪的第三分束器与主激光器41之间还设置有第一环形器44，第二分束器432与从激光器之间设置有第二环形器45。其中，第一环形器44包括三个端口1-3，且被设置成：从端口1进入的光可以从端口2输出，从端口2进入的光可以从端口3输出。同样的，第二环形器45三个端口1-3，且被设置成：从端口1进入的光可以从端口2输出，从端口2进入的光可以从端口3输出。
本实施例中，马赫曾德干涉仪43既对主激光器41进行分光，用于激励从激光器42，也对从激光器42输出的注入锁定光进行干涉。然而该干涉仪43对主激光器41、从激光器42的造成的相位差可能不一样，而对于该光路，移相器不能补偿两者的相位相位差。对于该相位差不一样的情况，可以通过相位调制器(PM)调整从激光器42相比主激光器41的相位差，使得从激光器42在马赫曾德干涉仪43的分束器433上干涉输出干涉相长光信号和干涉相消的光信号。后续注入锁定性能探测模块和注入锁定反馈模块的工作方式同图3、图6实施例所示，此处不赘述。
需要说明的是，本发明实施例中提供的注入锁定反馈装置应用在注入锁定式相位编码模块中，本实施例中不限定注入锁定式相位编码模块的具体功能，所述注入锁定式相位编码模块为纯相位编码器或者时间相位编码器。
本发明实施例还提供一种注入锁定反馈方法，基于上面任意一实施例中所述的注入锁定反馈装置，请参见图9，图9为本发明实施例提供的一种注入锁定反馈方法流程示意图，所述注入锁定反馈方法包括：
S101：获取注入锁定式相位编码模块的编码信号光；
本实施例中不限定注入锁定式相位编码模块的具体功能，所述注入锁定式相位编码模块为纯相位编码器或者时间相位编码器。
S102：基于所述编码信号光得到干涉光信号；
本实施例中通过干涉仪模块将编码信号光转变为干涉光信号，可选的，所述干涉仪模块为马赫曾德干涉仪，所述干涉光信号可以是包括干涉相长光信号和干涉相消的光信号，也可以是一个干涉光信号，通过调整马赫曾德干涉仪其中一个臂上的移相器得到一个输出端的干涉长光信号和干涉相消的光信号。
S103：基于所述干涉光信号得到注入锁定性能信号；
本实施例中采用注入锁定性能探测模块得到注入锁定性能信号。
S104：根据所述注入锁定性能信号计算得到控制信号，并反馈给所述注入锁定式相位编码模块中主激光器或从激光器的控制端口，以保持所述注入锁定式相位编码模块的注入锁定状态。
根据注入锁定性能信号经过反馈算法分析，判断出经过编码的相位态是否处在最佳的干涉对比度状态，然后根据判断的结果，产生控制信号输出给注入锁定式相位编码模块的主激光器或从激光器的控制端口，通过控制如控制主激光器和从激光器的相对波长、相位延时、相对幅度等信息，实现注入锁定的反馈控制，注入锁定状态的长期保持。
也即，所述根据所述注入锁定性能信号计算得到控制信号，并反馈给所述注入锁定式相位编码模块中主激光器或从激光器的控制端口，以保持所述注入锁定式相位编码模块的注入锁定状态，具体包括：根据所述注入锁定性能信号计算得到控制信号，并反馈给所述注入锁定式相位编码模块中主激光器或从激光器的控制端口；通过控制所述注入锁定式相位编码模块中的主激光器和从激光器的相对波长、相位延时、相对幅度中的一种或多种信息，以保持所述注入锁定式相位编码模块的注入锁定状态。
本发明提供的注入锁定反馈方法，基于上述注入锁定反馈装置，通过获取注入锁定式相位编码模块的编码信号光，并对所述编码信号光进行解析、分析、计算得到控制信号，再反馈给注入锁定式相位编码模块的主激光器或从激光器的控制端口，以保持所述注入锁定式相位编码模块的注入锁定状态，进而保证注入锁定式相位编码模块长期可靠运行。
需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括上述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种注入锁定反馈装置，其特征在于，应用在注入锁定式相位编码模块中，所述注入锁定式相位编码模块包括主激光器、从激光器和相位调制器；
所述从激光器在所述主激光器输出光的激励下，以注入锁定的方式输出从激光器脉冲，所述相位调制器接收所述从激光器脉冲，并对其进行编码，输出编码信号光；
所述注入锁定反馈装置包括：
第一分束器、干涉仪模块、注入锁定性能探测模块和注入锁定反馈模块；
所述第一分束器接收所述编码信号光，并将所述编码信号光分为两束，其中一束输入至所述干涉仪模块，另一束输出；
所述干涉仪模块接收所述注入锁定式相位编码模块的编码信号光，并输出干涉光信号；
所述注入锁定性能探测模块接收所述干涉光信号，进行探测得到注入锁定性能信号，并输出；
所述注入锁定反馈模块接收所述注入锁定性能信号，所述注入锁定反馈模块根据所述注入锁定性能信号，判断出经过编码的相位态是否处在最佳的干涉对比度状态，计算得到控制信号，并反馈给所述主激光器或所述从激光器的控制端口。
2.根据权利要求1所述的注入锁定反馈装置，其特征在于，所述干涉仪模块为马赫曾德干涉仪；
所述马赫曾德干涉仪的其中一个臂中包括移相器，所述移相器用于调整所述马赫曾德干涉仪的两臂的相位差；
所述马赫曾德干涉仪两臂相交位置分别包括第二分束器和第三分束器，其中，所述第二分束器接收第一分束器输出的光，并将所述光分为两部分，分别输入至所述马赫曾德干涉仪的两个臂中；
所述第三分束器将所述马赫曾德干涉仪两个臂中的光进行干涉后输出。
3.根据权利要求2所述的注入锁定反馈装置，其特征在于，所述马赫曾德干涉仪输出干涉相长的第一干涉光信号和干涉相消的第二干涉光信号；
所述注入锁定性能探测模块包括：
第一探测器，用于接收所述第一干涉光信号，并将所述第一干涉光信号转换为第一电信号；
第二探测器，用于接收所述第二干涉光信号，并将所述第二干涉光信号转换为第二电信号；
注入锁定性能计算模块，接收所述第一电信号和所述第二电信号，通过做注入锁定性能算法处理，得到注入锁定性能信号。
4.根据权利要求3所述的注入锁定反馈装置，其特征在于，所述第一探测器为PIN光电管或单光子探测器；所述第二探测器为PIN光电管或单光子探测器。
5.根据权利要求2所述的注入锁定反馈装置，其特征在于，所述马赫曾德干涉仪输出第三干涉光信号；
所述注入锁定性能探测模块包括：
第三探测器，用于接收所述第三干涉光信号，并将所述第三干涉光信号转换为第三电信号；
注入锁定性能计算模块，接收所述第三电信号，并记录调节所述马赫曾德干涉仪一个臂上的移相器得到的第三干涉光信号的最大值和最小值，计算对比度值。
6.根据权利要求5所述的注入锁定反馈装置，其特征在于，所述第三探测器为PIN光电管或单光子探测器。
7.根据权利要求2所述的注入锁定反馈装置，其特征在于，所述马赫曾德干涉仪的第三分束器端还用于接收所述主激光器输出光，并将所述主激光器输出光分成先后的两个脉冲部分，分别用于激励所述从激光器输出从激光器脉冲。
8.根据权利要求7所述的注入锁定反馈装置，其特征在于，所述马赫曾德干涉仪的第三分束器与所述主激光器之间还设置有第一环形器，所述第二分束器与所述从激光器之间设置有第二环形器。
9.一种注入锁定反馈方法，其特征在于，基于权利要求1-8任意一项所述的注入锁定反馈装置，所述注入锁定反馈方法包括：
获取注入锁定式相位编码模块的编码信号光；
基于所述编码信号光得到干涉光信号；
基于所述干涉光信号得到注入锁定性能信号；
根据所述注入锁定性能信号计算得到控制信号，并反馈给所述注入锁定式相位编码模块中主激光器或从激光器的控制端口，以保持所述注入锁定式相位编码模块的注入锁定状态。
10.根据权利要求9所述的注入锁定反馈方法，其特征在于，所述根据所述注入锁定性能信号计算得到控制信号，并反馈给所述注入锁定式相位编码模块中主激光器或从激光器的控制端口，以保持所述注入锁定式相位编码模块的注入锁定状态，具体包括：
根据所述注入锁定性能信号计算得到控制信号，并反馈给所述注入锁定式相位编码模块中主激光器或从激光器的控制端口；
通过控制所述注入锁定式相位编码模块中的主激光器和从激光器的相对波长、相位延时、相对幅度中的一种或多种信息，以保持所述注入锁定式相位编码模块的注入锁定状态。
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