CN111916982B - 光本振生成系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及光本振生成系统及方法，该系统包括：载波激光器，用于产生载波激光；本振激光器，用于产生本振激光；低频参考源，用于提供低频参考信号；复用单元，用于根据本振激光获得具有预定频率间隔的多个光本振，并且对多个光本振进行选择配置；锁相环路，用于在第一信号满足预定条件时，将载波激光与目标光本振的偏移频率进行相位锁定；控制单元，用于对低频参考源的频率进行调谐，以对偏移频率的大小进行调谐，在第一信号满足预定条件时，载波激光器和本振激光器的相位锁定在调谐后的新的频率位置；以及在第一信号不满足预定条件时，调整载波激光器和本振激光器的频率，以使得第一信号满足预定条件。由此，实现光本振的大范围动态调谐。

Description

光本振生成系统及方法
技术领域
本发明涉及微波光子学技术领域，尤其涉及一种光本振生成系统及方法。
背景技术
可调谐光本振广泛应用于超宽带光子接收、相干光通信、超宽带光子雷达、精密测量、量子通信、高分辨光谱等领域。以接收机为例，当前的接收机系统正朝着宽频段、大瞬时带宽、多功能可重构方向发展。在接收机系统中，本振产生是最为核心的部分之一，而对于超宽带接收机，本振的频率调谐范围和精度决定着整个接收机的工作频率范围和频率调谐精度，本振信号的质量决定着下变频后中频信号的质量。
传统电子接收机中采用的是电本振，然而受限于电子技术的瓶颈，电本振难以突破高达几十GHz的频率覆盖范围，并且难以保证从低频到高频的高度一致性。因此，利用光子技术突破传统电子接收机在频率范围、瞬时带宽、全频段一致性、抗电磁干扰等方面的瓶颈尤为重要。在基于光子技术的接收机系统中，光本振的调谐范围、调谐精度、动态调谐能力、以及可配置性是关系到超宽带光子接收机系统功能和性能的关键因素之一。
近几年兴起的微波光子接收机系统中的可调谐光本振大多采用光电混合方式产生。相关技术中，面向超宽带光子接收产生光电混合本振的方法主要包含两类，这两类都是由同源激光分成两路，一路用于光载波，一路用于光本振。第一类采用宽带可调谐的电本振对本振路激光经强度调制器进行载波抑制调制，产生大范围可调谐的光本振；第二类将两路激光分别经电光调制器产生载波和本振光频梳，并行实现多通道载波和本振间的下变频。
第一类光本振产生方法的架构较简单，是目前微波光子接收机系统中最常用的光本振产生方法。在该方法中，同源激光被分成两路，一路激光作为光载波加载待测射频信号，一路激光由可调谐电本振经电光调制(典型的调制方式为载波抑制调制)产生可调谐的光本振。第一类光本振产生方法的技术特点是：光本振的调谐性能归根结底取决于可调谐电本振和电光调制器，调谐范围、噪声水平、全频段一致性等受到电本振本身性能的限制。此外，由于电光调制器的双边带调制特性，选取其中一个边带作为光本振需要对光本振进行单边带光滤波，以降低零阶以及更高阶次边带带来的杂散、串扰等方面的影响。由于当前光滤波器的滤波带宽、滚降系数、带外抑制及平坦度等性能限制，相干变频后的低频段中难以完全消除光本振中零阶成分带来的杂散，因此，第一类光本振产生方法产生的光本振无法满足低频段(小于5GHz)的信号接收及检测。
在第二类光本振产生方法中，通过种子光源产生一对相干的信号光频梳和本振光频梳，可以实现宽带信号的多信道切割和并行相干接收检测，且变频后具有较优的动态范围。第二类光本振产生方法的技术特点是可以将大瞬时带宽的信号进行多信道并行处理，同时降低对微波元器件及后端信号处理模块的压力。但是接收信号的频率范围受限于载波光频梳的梳齿间隔，要同时覆盖整个超宽带频率范围需要海量梳齿，传统的电光调制方法难以实现，系统复杂度高且难以消除信道之间的串扰。
发明内容
有鉴于此，本发明提出了一种光本振生成系统及方法。
根据本发明的一方面，提供了一种光本振生成系统，包括：
载波激光器，用于产生载波激光；
本振激光器，用于产生本振激光；
低频参考源，用于提供低频参考信号；
复用单元，用于根据所述本振激光获得具有预定频率间隔的多个光本振，并且对所述多个光本振进行选择配置；
锁相环路，用于在第一信号满足预定条件时，将所述载波激光与目标光本振的偏移频率进行相位锁定，其中所述第一信号是根据所述载波激光、所述目标光本振以及所述低频参考信号所生成的信号，所述目标光本振是根据所述多个光本振得到的；以及
控制单元，用于对所述低频参考源的频率进行调谐，以对所述偏移频率的大小进行调谐，在所述第一信号满足所述预定条件时，所述载波激光器和所述本振激光器的相位锁定在调谐后的新的频率位置；以及在所述第一信号不满足所述预定条件时，调整所述载波激光器和所述本振激光器的频率，以使得所述第一信号满足所述预定条件。
根据本发明的另一方面，提供了一种光本振生成方法，包括：
根据来自本振激光器的本振激光获得具有预定频率间隔的多个光本振，并对所述多个光本振进行选择配置；
在第一信号满足预定条件时，将来自载波激光器的载波激光与目标光本振的偏移频率进行相位锁定，其中所述第一信号是根据所述载波激光、目标光本振以及低频参考源所提供的低频参考信号所生成的信号，所述目标光本振是根据所述多个光本振得到的；
对所述低频参考源的频率进行调谐，以对所述偏移频率的大小进行调谐，在所述第一信号满足所述预定条件时，所述载波激光器和所述本振激光器的相位锁定在调谐后的新的频率位置；
在所述第一信号不满足所述预定条件时，调整所述载波激光器和所述本振激光器的频率，以使得所述第一信号满足所述预定条件。
根据本公开的光本振生成系统及方法，可实现光本振的大范围动态调谐。
根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本发明的其它特征及方面将变得清楚。
附图说明
包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本发明的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本发明的原理。
图1示出根据一示例性实施例示出的一种光本振生成系统的框图。
图2示出根据一示例性实施例示出的光载波和光本振自由运转(图2的(a))和相位锁定后(图2的(b))的差拍信号测试频谱图。
图3示出根据一示例性实施例示出的光载波和光本振自由运转(图3的(a))和相位锁定后(图3的(b))的频率稳定性测试结果图。
图4示出根据一示例性实施例示出的光本振单边复用(图4的(a))和交叉复用(图4的(b))的工作原理示意图。
图5示出根据一示例性实施例示出的光载波和经扩展后的光本振相位锁定后进行大于40GHz调谐范围的光谱图。
图6示出根据一示例性实施例示出的光本振经级联电光调制器扩展后产生多个平坦光本振的光谱图。
图7示出根据一示例性实施例示出的一种光本振生成系统的框图。
图8示出根据一示例性实施例示出的一种光本振生成方法的流程图。
具体实施方式
以下将参考附图详细说明本发明的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。
另外，为了更好的说明本发明，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本发明同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本发明的主旨。
图1示出根据一示例性实施例示出的一种光本振生成系统的框图。如图1所示，该光本振生成系统包括：
载波激光器110，用于产生载波激光(也可称为“光载波”)；
本振激光器120，用于产生本振激光；
低频参考源130，用于提供低频参考信号；
复用单元140，用于根据所述本振激光获得具有预定频率间隔的多个光本振，并且对所述多个光本振进行选择配置；
锁相环路150，用于在第一信号满足预定条件时，将所述载波激光与目标光本振的偏移频率进行相位锁定，其中所述第一信号是根据所述载波激光、所述目标光本振以及所述低频参考信号所生成的信号，所述目标光本振是根据所述多个光本振得到的；以及
控制单元160，用于对所述低频参考源的频率进行调谐，以对所述偏移频率的大小进行调谐，在所述第一信号满足所述预定条件时，所述载波激光器和所述本振激光器的相位锁定在调谐后的新的频率位置；以及在所述第一信号不满足所述预定条件时，调整所述载波激光器和所述本振激光器的频率，以使得所述第一信号满足所述预定条件。
本实施例中，载波激光器110产生连续载波激光。可选的，载波激光器110所产生的载波激光经光分路器分成两路，其中较弱的一路载波激光被输入到锁相环路150，另一路载波激光作为后端相干接收或通信等应用中的光载波。
本实施例中，本振激光器120作为被锁激光器产生连续本振激光，本振激光器120所产生的本振激光被输入到复用单元140。由于可调谐窄线宽(线宽<10kHz)激光器的PZT电压或电流调谐范围很难大于20GHz，因此，即便是锁定了载波激光器110和本振激光器120的偏移频率，快速调谐范围仍然受限。为了解决前述偏移频率的调谐范围受限的问题，本实施例引入复用单元140，经由复用单元140来产生具有预定频率间隔的多个光本振，其中该预定频率间隔可为固定值，即，可经由复用单元140来产生频率间隔固定的多个光本振。
可选的，复用单元140可包括本振扩展射频源，相应地，复用单元140可根据本振扩展射频源来将本振激光器120的本振激光扩展为频率间隔为该本振扩展射频源的频率的多个光本振，并且可通过优化该本振扩展射频源的功率来使得各个光本振的功率保持一致。示例性的，本实施例中的本振扩展射频源的频率可为15GHz。可选的，复用单元140所产生的多个光本振经光分路器来分路，其中的一路光本振被输入到锁相环路150。
本实施例中，可根据复用单元140所产生的多个光本振来获得目标光本振，在一种实现方式中，可通过光分路器来对复用单元140所产生的多个光本振进行分路并从其中的一路光本振滤出频率最接近被输入到锁相环路150的载波激光的光本振，滤出的光本振作为目标光本振被输入到锁相环路150。换言之，与被输入到锁相环路150的载波激光的偏移频率最小的光本振经光滤波器滤出，经由锁相环路150来对被输入到锁相环路150的光本振与被输入到锁相环路150的载波激光进行相位锁定。
本实施例中，锁相环路150根据被输入到锁相环路150的载波激光、被输入到锁相环路150的目标光本振和低频参考源130所提供的低频参考信号来生成用于控制是否对被输入到锁相环路150的载波激光和目标光本振的偏移频率进行相位锁定的第一信号。其中，若该第一信号满足预定条件，则对前述偏移频率进行相位锁定，由此将载波激光器110和本振激光器120的相位锁定在某一频率位置；否则，不对前述偏移频率进行相位锁定。
可选的，若该第一信号接近直流信号，则该第一信号满足预定条件，因此对前述偏移频率进行相位锁定，其中对前述偏移频率进行相位锁定后的差拍信号测试频谱图如图2的(b)所示，该差拍信号是对被输入到锁相环路150的载波激光和目标光本振进行拍频所得到的信号。若该第一信号不接近直流信号，则该第一信号不满足预定条件，因此不对前述偏移频率进行相位锁定。其中载波激光和目标光本振进行自由运转的测试频谱图如图2的(a)所示。
图3示出根据一示例性实施例示出的光载波和光本振自由运转(图3的(a))和相位锁定后(图3的(b))的频率稳定性测试结果图。如图3的(a)和(b)所示，锁定后的差拍信号频率极为稳定，秒稳为mHz量级，长时间稳定度约为50mHz，与频率稳定性为MHz量级的自由运转情况相比，稳定度提升约8个数量级。
应能够理解，锁相环路150将复用单元140所产生的多个光本振中的一路光本振与被输入到锁相环路150的载波激光锁定后，复用单元140所产生的所有光本振均与该载波激光锁定，只是各光本振与该载波激光锁定的偏移频率有所不同。
本实施例中，复用单元140可根据不同的接收频段需求或通信频段需求等应用需求，对锁定的多个光本振进行快速选择和灵活配置，以输出符合前述应用需求的光本振，从而解决光本振的调谐频率不能大范围覆盖的问题(即，前述偏移频率的调谐范围受限的问题)。
示例性的，图4给出了光本振复用的工作原理，被输入到锁相环路150的光载波与复用单元140所产生的多个光本振中的频率最接近的一个光本振锁定后，当复用单元140扩展出N个频率间隔为fspan的光本振时，总的偏移频率的调谐范围可从fspan增大到N·fspan。具体地，若该光载波与该光本振的偏移频率可以在0～fspan频率范围内进行精确调谐，则第N个光本振与该光载波的偏移频率可以在(N-1)·fspan～N·fspan频率范围内进行精确调谐，因此总的偏移频率的调谐范围可以覆盖0～N·fspan，从而解决光本振的调谐频率不能大范围覆盖的问题。
光本振复用的方法主要有两类，一类为同向本振复用，如图4的(a)所示，这类方法中光本振的频率间隔等于fspan，在对光本振进行选择和配置时，复用单元140所包括的光滤波器的带宽要小于fspan，且具有足够好的滚降系数和带外抑制比。另一类为交叉本振复用，如图4的(b)所示，这类方法中光本振的频率间隔等于2fspan，相比于同向本振复用方法，交叉本振复用方法对复用单元140所包括的光滤波器的带宽、滚降系数及带外抑制的要求更为宽松，但是在后面的信号接收和信号重构中需要考虑不同频段信号的镜像关系。
在一种实现方式中，复用单元140可采用相位调制的光本振扩展方式来根据本振激光获得具有预定频率间隔的多个光本振。示例性的，本振激光器120所产生的本振激光经过复用单元140所包括的相位调制器产生三个频率间隔为15GHz的等功率光本振，对载波激光进行动态调谐并与最近的光本振进行相位锁定，实验结果如图5所示。当被输入到锁相环路150的载波激光与-1阶光本振的偏移频率锁定到1GHz、5GHz、10GHz、13GHz时，被输入到锁相环路150的载波激光与0阶光本振和+1阶光本振的锁定偏移频率分别比该载波激光与-1阶光本振的锁定偏移频率大15GHz和30GHz。
在一种实现方式中，复用单元140可采用载波抑制调制的强度调制方式来根据本振激光获得具有预定频率间隔的多个光本振。示例性的，本振激光器120所产生的本振激光经过光分路器进行分光可获得0阶光本振，本振激光器120所产生的本振激光经过复用单元140所包括的强度调制器的载波抑制调制可产生-1阶光本振和+1阶光本振。由此，分别滤出频率间隔为2fspan的-1阶光本振和+1阶光本振，可以降低对光滤波器性能的要求，减少后端杂散和串扰的来源。
在一种实现方式中，复用单元140可采用级联或并联的电光调制器来产生平坦光频梳进行扩展，以根据本振激光获得具有预定频率间隔的多个光本振。如图6所示，通过级联的电光调制器可以产生20多个频率间隔为20GHz的较平坦光梳齿，原则上可以支持覆盖频率范围为几百GHz的频率调谐范围，即，能够将光本振的调谐范围扩展到百GHz甚至THz频段。
因此，本实施例的光本振生成系统通过复用单元140，可对光本振进行快速选择和灵活配置，从而降低对上述偏移频率控制及调谐所需的低频参考源及激光器的调谐能力的要求。由此，可满足未来大于40GHz甚至V、W波段的可重构通信系统或收发信机对大范围可调谐光本振的需求。因此本实施例的光本振生成系统可适用于基于微波光子技术的超宽带光子接收、相干光通信、超宽带光子雷达、超宽带光子变频和高精密测量等应用领域。
本实施例中，控制单元160监控锁相环路150是否处于锁定状态，即，控制单元160监控锁相环路150是否将目标光本振与被输入到锁相环路150的载波激光进行相位锁定。
若监控到锁相环路150将目标光本振与被输入到锁相环路150的载波激光进行相位锁定(即，第一信号满足预定条件)。当需要对上述偏移频率大小进行调谐时，控制单元160通过调谐低频参考源的频率来对上述偏移频率的大小进行精确调谐，由此，在第一信号重新满足预定条件时，锁相环路150重新将目标光本振与被输入到锁相环路150的载波激光进行相位锁定，这样，将载波激光器110和本振激光器120的相位锁定在调谐后的新的频率位置。如此，可实现将光载波与光本振的偏移频率锁定在可调谐的不同频率位置。
因此，本实施例的光本振生成系统通过调谐低频参考源的频率，可实现光本振在超大频率范围内的动态调谐，示例性的，调谐范围大于40GHz甚至上百GHz。
若监控到锁相环路150没有将目标光本振与被输入到锁相环路150的载波激光进行相位锁定(即，第一信号不满足预定条件)，则控制单元160调整载波激光器110和本振激光器120的频率，直至第一信号满足预定条件为止。因此，本实施例的载波激光器110和本振激光器120均是可调谐的激光器。
因此，本实施例的光本振生成系统，载波激光器和本振激光器之间的偏移频率通过锁相环路锁定和控制，控制单元对偏移频率进行实时监控，根据频偏状态对载波激光器和本振激光器的频率进行实时干预，提升了工作稳定性。
复用单元根据本振激光获得具有预定频率间隔的多个光本振并对多个光本振进行选择配置，由此实现了光本振复用，从而使得光本振的调谐频率能够大范围覆盖；控制单元通过调谐低频参考源的频率来对载波激光与光本振的偏移频率的大小进行精确调谐，从而能够实现光本振在大频率范围内的动态调谐，由此，本实施例的光本振生成系统实现了大于40GHz甚至100GHz的调谐范围和高精度(0.1Hz)的光本振调谐和控制，可同时实现光本振的大范围调谐、精确定位、稳定控制。
通过本实施例的光本振生成系统，一方面可降低传统可调谐光本振产生方式对大范围可调谐电本振的要求，保证全频段的一致性；另一方面克服了由于激光器快速调谐范围小、调谐精度低、稳定性差等因素造成的光本振精确调谐范围难以突破40GHz甚至更高频率的难题。由此，能够满足在大于40GHz甚至上百GHz频率范围内任意频段超宽带信号的微波光子下变频及相干通信等需求，同时降低传统光本振产生方法和架构中对电本振源的频率范围和相噪的要求。
在一种可能的实现方式中，复用单元140可以包括：
本振扩展信号源，用于提供本振扩展信号；
电光调制单元，用于根据所述本振激光和所述本振扩展信号来产生具有所述预定频率间隔的多个光本振；
光放大器，用于对所述多个光本振进行放大；
选择配置单元，用于对放大后的多个光本振进行选择配置。
在一种可能的实现方式中，上述光本振生成系统还可以包括：
光分路器，用于对所述光放大器所放大后的多个光本振进行分路；
光滤波器，用于对所述光分路器所分路得到的一路光本振进行滤波，以滤出频率最接近所述载波激光的光本振作为所述目标光本振。
在一种可能的实现方式中，选择配置单元可以包括：
光开关单元，其包括与所述光分路器所分路得到的多路光本振相对应的多个光开关，其中需要选中的光本振所对应的光开关被接通；
滤波器单元，用于对被接通的光开关所对应的光本振进行滤波。
本实施例中，电光调制单元不限于单个电光调制器，也可以是多个电光调制器的级联或并联，具体可参见前文描述，在此不再赘述。如图7所示，本振激光器120所产生的本振激光经电光调制器142后产生频率间隔为本振扩展信号源141的频率的多个光本振，频率扩展后的多个光本振经光放大器143放大后，经光分路器710分成两路，其中一路经光滤波器720将离被输入至锁相环路150的光载波频率最近的光本振(即，目标光本振)滤出后经由光合路器730输入锁相环路150。扩展后的被锁定的光本振可经由光开关单元和滤波器单元(可调/切换光滤波器组144)进行光本振的灵活选择和动态配置，以输出符合应用需求的光本振。另外，载波激光器110所产生的载波激光经光分路器740分成两路，其中较弱的一路载波激光依次经由偏振控制器750和光合路器730输入锁相环路150。
通过选择与被输入至锁相环路150的光载波的偏移频率最小的光本振，可以降低低频参考源的频率要求。
在一种可能的实现方式中，锁相环路150可以包括：
光电探测器，用于对所述载波激光和所述目标光本振进行拍频以得到拍频信号；
分频器，用于对所述拍频信号进行分频以得到分频后的拍频信号；
鉴频鉴相器，用于对所述分频后的拍频信号和所述低频参考信号进行鉴频鉴相以得到所述第一信号。
在一种可能的实现方式中，锁相环路150还可以包括：
环路滤波器，用于对所述第一信号进行滤波以得到反馈信号，
其中，所述反馈信号被提供至所述本振激光器，以调节所述本振激光器的PZT电压或电流，从而调整所述本振激光器所产生的本振激光的频率，直至所述第一信号满足所述预定条件为止。
在一种可能的实现方式中，在所述第一信号接近直流信号时，所述第一信号满足所述预定条件。
本实施例中，如图7所示，光电探测器151将光合路器730所输入的载波激光和目标光本振进行拍频以获得差拍信号(也称为拍频信号)，差拍信号经分频器152分频后由鉴频鉴相器153与低频参考源130所提供的低频参考射频信号进行鉴频鉴相，鉴频鉴相后的误差信号(即，第一信号)经环路滤波器154滤波后反馈给本振激光器120以调节本振激光器120的PZT电压或控制电流，直到误差信号为直流信号，即实现载波激光与目标光本振的偏移频率的相位锁定。其中，当误差信号接近直流信号时，锁相环路150将载波激光器110和本振激光器120的差拍信号分频后的频率相位与低频参考射频信号的频率相位锁定到一起，从而实现载波激光与目标光本振的偏移频率的相位锁定。
在一种可能的实现方式中，所述控制单元160被配置为：
将所述第一信号转换为直流电压；
将所述直流电压转换为数字信号；
根据所述数字信号判断所述第一信号是否满足所述预定条件，
其中，若所述数字信号为低电平，则判断为所述第一信号满足所述预定条件；若所述数字信号为高电平，则判断为所述第一信号不满足所述预定条件。
本实施例中，控制单元160例如为微处理器。如图7所示，控制单元160将鉴频鉴相器153输出的信号转换成直流电压，将该直流电压转换为数字信号，判断该数字信号是否是低电平，若该数字信号是低电平，则误差信号为直流信号，第一信号满足预定条件，锁相环路150此时处于锁定状态，控制单元160可调谐低频参考源的频率来对载波激光与目标光本振的偏移频率的大小进行精确调谐。
在一种可能的实现方式中，所述控制单元160被配置为：
在所述第一信号不满足所述预定条件时，生成幅度控制字；
根据所述幅度控制字控制数模转换器生成用于调整所述载波激光器和所述本振激光器的频率的调整信号；
将所述调整信号输出至所述载波激光器和所述本振激光器，以调整所述载波激光器和所述本振激光器的频率，直至所述第一信号满足所述预定条件为止。
本实施例中，控制单元160例如为微处理器。如图7所示，当载波激光与目标光本振的偏移频率由于漂移或外部扰动使得误差信号不为直流信号时，控制单元160将鉴频鉴相器153输出的信号转换成高电平直流电压，生成幅度控制字，根据该幅度控制字来控制数模转换器生成扫描电压/电流作为调整信号来调整载波激光器110和本振激光器120的频率，直至误差信号为直流信号为止(即，直至锁相环路150重新恢复到锁定状态为止)。其中，在误差信号为直流信号时，即，第一信号满足预定条件时，使锁相环路150继续保持锁定状态。
图8示出根据一示例性实施例示出的一种光本振生成方法的流程图。如图8所示，该方法可以包括：
在步骤S1中，根据来自本振激光器的本振激光获得具有预定频率间隔的多个光本振；
在步骤S2中，在第一信号满足预定条件时，将来自载波激光器的载波激光与目标光本振的偏移频率进行相位锁定，其中所述第一信号是根据所述载波激光、目标光本振以及低频参考源所提供的低频参考信号所生成的信号，所述目标光本振是根据所述多个光本振得到的；
在步骤S3中，对所述低频参考源的频率进行调谐，以对所述偏移频率的大小进行调谐；
在步骤S4中，在所述第一信号不满足所述预定条件时，调整所述载波激光器和所述本振激光器的频率，以使得所述第一信号重新满足所述预定条件；
在步骤S5中，重新将来自所述载波激光器的新的载波激光与新的目标光本振的偏移频率进行相位锁定，其中，所述载波激光器和所述本振激光器的相位锁定在调谐后的新的频率位置；
在步骤S6中，对锁定的多个光本振进行选择配置。
需要说明的是，在执行步骤S2以将来自载波激光器的载波激光与目标光本振的偏移频率进行相位锁定之后，可执行步骤S6以对锁定的多个光本振进行选择配置。也就是说，按照步骤S1-S2-S6的时序执行上述方法。
当然，在执行步骤S2以将来自载波激光器的载波激光与目标光本振的偏移频率进行相位锁定之后，若需要对该偏移频率的大小进行调谐，则代替执行步骤S6，执行步骤S3以对偏移频率的大小进行调谐、然后执行步骤S4以调整载波激光器和本振激光器的频率从而使得第一信号(新的第一信号)重新满足预定条件、然后执行步骤S5以重新进行锁定再执行步骤S6以对重新锁定的多个光本振进行选择配置。也就是说，按照步骤S1-S2-S3-S4-S5-S6的时序执行上述方法。
关于上述实施例中的方法，其中各个步骤执行操作的具体方式已经在有关该系统的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (10)

1.一种光本振生成系统，其特征在于，包括：
载波激光器，用于产生载波激光；
本振激光器，用于产生本振激光；
低频参考源，用于提供低频参考信号；
复用单元，用于根据所述本振激光获得具有预定频率间隔的多个光本振，并且对所述多个光本振进行选择配置；
锁相环路，用于在第一信号满足预定条件时，将所述载波激光与目标光本振的偏移频率进行相位锁定，其中所述第一信号是根据所述载波激光、目标光本振以及所述低频参考信号所生成的信号，所述目标光本振是根据所述多个光本振得到的；以及
控制单元，用于对所述低频参考源的频率进行调谐，以对所述偏移频率的大小进行调谐，在所述第一信号满足所述预定条件时，所述载波激光器和所述本振激光器的相位锁定在调谐后的新的频率位置；以及在所述第一信号不满足所述预定条件时，调整所述载波激光器和所述本振激光器的频率，以使得所述第一信号满足所述预定条件；
所述光本振生成系统能够满足在大于40 GHz频率范围内任意频段超宽带信号的微波光子下变频及相干通信需求。
2.根据权利要求1所述的光本振生成系统，其特征在于，所述复用单元包括：
本振扩展信号源，用于提供本振扩展信号；
电光调制单元，用于根据所述本振激光和所述本振扩展信号来产生具有所述预定频率间隔的多个光本振；
光放大器，用于对所述多个光本振进行放大；
选择配置单元，用于对放大后的多个光本振进行选择配置。
3.根据权利要求2所述的光本振生成系统，其特征在于，还包括：
光分路器，用于对所述光放大器所放大后的多个光本振进行分路；
光滤波器，用于对所述光分路器所分路得到的一路光本振进行滤波，以滤出频率最接近所述载波激光的光本振作为所述目标光本振。
4.根据权利要求3所述的光本振生成系统，其特征在于，所述选择配置单元包括：
光开关单元，其包括与所述光分路器所分路得到的多路光本振相对应的多个光开关，其中需要选中的光本振所对应的光开关被接通；
滤波器单元，用于对被接通的光开关所对应的光本振进行滤波。
5.根据权利要求1所述的光本振生成系统，其特征在于，所述锁相环路包括：
光电探测器，用于对所述载波激光和所述目标光本振进行拍频以得到拍频信号；
分频器，用于对所述拍频信号进行分频以得到分频后的拍频信号；
鉴频鉴相器，用于对所述分频后的拍频信号和所述低频参考信号进行鉴频鉴相以得到所述第一信号。
6.根据权利要求5所述的光本振生成系统，其特征在于，所述锁相环路还包括：
环路滤波器，用于对所述第一信号进行滤波以得到反馈信号，
其中，所述反馈信号被提供至所述本振激光器，以调节所述本振激光器的PZT电压或电流，从而调整所述本振激光器所产生的本振激光的频率，直至所述第一信号满足所述预定条件为止。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的光本振生成系统，其特征在于，所述控制单元被配置为：
将所述第一信号转换为直流电压；
将所述直流电压转换为数字信号；
根据所述数字信号判断所述第一信号是否满足所述预定条件，
其中，若所述数字信号为低电平，则判断为所述第一信号满足所述预定条件；若所述数字信号为高电平，则判断为所述第一信号不满足所述预定条件。
8.根据权利要求7所述的光本振生成系统，其特征在于，所述控制单元被配置为：
在所述第一信号不满足所述预定条件时，生成幅度控制字；
根据所述幅度控制字控制数模转换器生成用于调整所述载波激光器和所述本振激光器的频率的调整信号；
将所述调整信号输出至所述载波激光器和所述本振激光器，以调整所述载波激光器和所述本振激光器的频率，直至所述第一信号满足所述预定条件为止。
9.根据权利要求1-6中任一项所述的光本振生成系统，其特征在于，
在所述第一信号接近直流信号时，所述第一信号满足所述预定条件。
10.一种光本振生成方法，其特征在于，利用权利要求1至9任一项所述的光本振生成系统，包括：
根据来自本振激光器的本振激光获得具有预定频率间隔的多个光本振；
在第一信号满足预定条件时，将来自载波激光器的载波激光与目标光本振的偏移频率进行相位锁定，其中所述第一信号是根据所述载波激光、目标光本振以及低频参考源所提供的低频参考信号所生成的信号，所述目标光本振是根据所述多个光本振得到的；
对所述低频参考源的频率进行调谐，以对所述偏移频率的大小进行调谐；在所述第一信号不满足所述预定条件时，调整所述载波激光器和所述本振激光器的频率，以使得所述第一信号重新满足所述预定条件；
重新将来自所述载波激光器的新的载波激光与新的目标光本振的偏移频率进行相位锁定，其中，所述载波激光器和所述本振激光器的相位锁定在调谐后的新的频率位置；
对锁定的多个光本振进行选择配置；
光本振生成方法能够满足在大于40 GHz频率范围内任意频段超宽带信号的微波光子下变频及相干通信需求；
采用级联或并联的电光调制器来产生平坦光频梳进行扩展，以根据本振激光获得具有预定频率间隔的多个光本振，支持覆盖频率范围为几百GHz的频率调谐范围。
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