JP2020522018A - 光周波数コムロックシステム - Google Patents
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Abstract
Description
命令624は更に、伝送媒体を用いて通信ネットワーク626上で送信又は受信されてもよい。命令624は、ネットワークインタフェース装置620と、幾つもある周知の伝送プロトコル(例えば、HTTP)とを用いて伝送され得る。通信ネットワークの例は、ローカルエリアネットワーク(LAN)、広域ネットワーク(WAN)、インターネット、移動電話ネットワーク、プレイン・オールド・テレフォン(POTS)ネットワーク、及び無線データネットワーク(例えば、WiFi及びWiMaxネットワーク)を含む。用語“伝送媒体”は、機械による実行のために命令を格納、エンコード又は搬送することが可能な如何なる無形媒体をも含むように解されるべきであり、また、デジタル若しくはアナログの通信信号、又はソフトウェアの通信を容易にするための他の無形媒体を含む。
実施形態1は、光周波数コムをロックするシステムを含み、このシステムは、前記光周波数コムに対応するビートトーン及びキャリアエンベロープオフセットを有する第1の信号と、前記キャリアエンベロープオフセットを有する第2の信号とを受信し、光周波数コムをロックするための、高速繰り返し率制御、低速繰り返し率制御、高速キャリアエンベロープオフセット制御、及び低速キャリアエンベロープオフセット制御を提供するように構成された誤差測定・制御回路、を有し、前記誤差測定・制御回路は、前記第1及び第2の信号を受信し、ビートトーン誤差及びキャリアエンベロープオフセット誤差を提供するように構成されたコム誤差測定回路と、前記ビートトーン誤差の信号を受信し、前記光周波数コムの前記ビートトーンをロックするための高速繰り返し率制御及び低速繰り返し率制御を提供するように構成された繰り返し率制御回路と、キャリアエンベロープオフセット誤差を受信し、前記光周波数コムの前記キャリアエンベロープオフセットをロックするための高速キャリアエンベロープオフセット制御及び低速キャリアエンベロープオフセット制御を提供するように構成されたキャリアエンベロープオフセット制御回路と、を含む。
前記第1及び第2の信号を用いて前記第1の信号から前記キャリアエンベロープオフセットをミキシングアウトして、前記ビートトーン及び前記キャリアエンベロープオフセットを提供するように構成されたミキサ回路と、前記ビートトーンを受信し、ローカル発振器によって生成された基準信号と前記ビートトーンとの間の位相差を、直交復調を用いて検出して、前記ビートトーン誤差を提供するように構成されたビートトーンデジタル位相検出器回路と、前記キャリアエンベロープオフセットを受信し、前記ローカル発振器によって生成された前記基準信号と前記キャリアエンベロープオフセットとの間の位相差を、直交復調を用いて検出して、前記キャリアエンベロープオフセット誤差を提供するように構成されたキャリアエンベロープオフセットデジタル位相検出器回路とを含む、ことを含む。
実施形態9に記載の方法。
Claims (21)
- 光周波数コムに対応するビートトーン及びキャリアエンベロープオフセットを有する第1の信号と、前記キャリアエンベロープオフセットを有する第2の信号とを受信し、光周波数コムをロックするための、高速繰り返し率制御、低速繰り返し率制御、高速キャリアエンベロープオフセット制御、及び低速キャリアエンベロープオフセット制御を提供するように構成された誤差測定・制御回路、
を有し、
前記誤差測定・制御回路は、
前記第1及び第2の信号を受信し、ビートトーン誤差及びキャリアエンベロープオフセット誤差を提供するように構成されたコム誤差測定回路と、
前記ビートトーン誤差の信号を受信し、前記光周波数コムの前記ビートトーンをロックするための高速繰り返し率制御及び低速繰り返し率制御を提供するように構成された繰り返し率制御回路と、
キャリアエンベロープオフセット誤差を受信し、前記光周波数コムの前記キャリアエンベロープオフセットをロックするための高速キャリアエンベロープオフセット制御及び低速キャリアエンベロープオフセット制御を提供するように構成されたキャリアエンベロープオフセット制御回路と、
を含む、
システム。 - 前記コム誤差測定回路は、
前記第1及び第2の信号を用いて前記第1の信号から前記キャリアエンベロープオフセットをミキシングアウトして、前記ビートトーン及び前記キャリアエンベロープオフセットを提供するように構成されたミキサ回路と、
前記ビートトーンを受信し、ローカル発振器によって生成された基準信号と前記ビートトーンとの間の位相差を、直交復調を用いて検出して、前記ビートトーン誤差を提供するように構成されたビートトーンデジタル位相検出器回路と、
前記キャリアエンベロープオフセットを受信し、前記ローカル発振器によって生成された前記基準信号と前記キャリアエンベロープオフセットとの間の位相差を、直交復調を用いて検出して、前記キャリアエンベロープオフセット誤差を提供するように構成されたキャリアエンベロープオフセットデジタル位相検出器回路と、
を含む、請求項1に記載のシステム。 - 前記ビートトーンデジタル位相検出器回路は、
前記ビートトーンを、前記ローカル発振器から生成された第1の基準信号及び第2の基準信号とミキシングして、第1のミキシングされた信号及び第2のミキシングされた信号を生成するミキシング回路と、
前記第1のミキシングされた信号及び前記第2のミキシングされた信号をサンプリングして、第1のミキシングされたデジタル信号及び第2のミキシングされたデジタル信号を提供するアナログ−デジタル変換器と、
前記第1及び第2のミキシングされたデジタル信号を受信し、前記第1及び第2のミキシングされたデジタル信号に対してアークタンジェント2演算を実行し、そして、前記アークタンジェント2演算の結果を前記ビートトーン誤差として提供するように構成されたアークタンジェント2回路と、
を含む、請求項2に記載のシステム。 - 前記繰り返し率制御回路は、
前記ビートトーン誤差に積分リード制御を適用して、積分リード繰り返し率制御を提供するように構成された積分リード制御回路と、
前記積分リード繰り返し率制御に比例利得制御及び周波数−電圧変換を適用して、前記高速繰り返し率制御を提供するように構成された高速繰り返し率制御回路と、
前記積分リード繰り返し率制御に比例利得制御、積分制御、及び周波数−電圧変換を適用して、前記低速繰り返し率制御を提供するように構成された低速繰り返し率制御回路と、
を含む、請求項1に記載のシステム。 - 前記キャリアエンベロープオフセット制御回路は、
前記ビートトーン誤差に積分リード制御を適用して、積分リードキャリアエンベロープオフセット制御を提供するように構成された積分リード制御回路と、
前記積分リードキャリアエンベロープオフセット制御に比例利得制御及び周波数−電圧変換を適用して、前記高速キャリアエンベロープオフセット制御を提供するように構成された高速キャリアエンベロープオフセット制御回路と、
前記積分リードキャリアエンベロープオフセット制御に比例利得制御、積分制御、及び周波数−電圧変換を適用して、前記低速キャリアエンベロープオフセット制御を提供するように構成された低速キャリアエンベロープオフセット制御回路と、
を含む、請求項1に記載のシステム。 - 前記高速繰り返し率制御、前記低速繰り返し率制御、前記高速キャリアエンベロープオフセット制御、及び前記低速キャリアエンベロープオフセット制御を使用して、ロックされた光周波数コムを提供する光周波数コム発生器、を更に含む請求項1に記載のシステム。
- 前記光周波数コムの単一のコム歯を使用するビート発生器と、前記第1の信号を提供する周波数安定化レーザと、を更に含む請求項6に記載のシステム。
- 前記コム誤差測定回路、前記繰り返し率制御回路、及び前記キャリアエンベロープオフセット制御回路が、単一のフィールドプログラマブルゲートアレイにて実装されている、請求項1に記載のシステム。
- 光周波数コムをロックする方法であって、
誤差測定・制御回路を用いて、前記光周波数コムに対応するビートトーン及びキャリアエンベロープオフセットを有する第1の信号と、前記キャリアエンベロープオフセットを有する第2の信号とを受信し、
コム誤差測定回路と前記第1及び第2の信号とを用いて、ビートトーン誤差及びキャリアエンベロープオフセット誤差を決定し、
繰り返し率制御回路と前記ビートトーン誤差とを用いて、前記光周波数コムの前記ビートトーンをロックするための高速繰り返し率制御及び低速繰り返し率制御を提供し、
キャリアエンベロープオフセット制御回路と前記キャリアエンベロープオフセット誤差とを用いて、前記光周波数コムの前記キャリアエンベロープオフセットをロックするための高速キャリアエンベロープオフセット制御及び低速キャリアエンベロープオフセット制御を提供する、
ことを有する方法。 - 前記ビートトーン誤差及び前記キャリアエンベロープオフセット誤差を決定することは、
ミキシング回路、前記第1の信号、及び前記第2の信号を用いて、前記第1の信号から前記キャリアエンベロープオフセットをミキシングアウトし、
ビートトーンデジタル位相検出器回路、直交復調、及び前記ビートトーンを用いて、前記ビートトーン誤差を決定し、
キャリアエンベロープ位相検出器回路、直交復調、及び前記キャリアエンベロープオフセットを用いて、前記キャリアエンベロープオフセット誤差を決定する、
ことを含む、請求項9に記載の方法。 - 直交復調を用いて前記ビートトーン誤差を決定することは、
ミキサ回路を用いて、前記ビートトーンを、ローカル発振器から生成された第1の基準信号とミキシングして、第1のミキシングされた信号を作り出し、
ミキサ回路を用いて、前記ビートトーンを、前記ローカル発振器から生成された、前記第1の基準信号と位相が90度ずれた第2の基準信号とミキシングして、第2のミキシングされた信号を作り出し、
アナログ−デジタル変換器回路を用いて、前記第1のミキシングされた信号及び前記第2のミキシングされた信号をサンプリングして、第1のミキシングされたデジタル信号及び第2のミキシングされたデジタル信号を生成し、
アークタンジェント2回路を用いて前記第1及び第2のミキシングされたデジタル信号に対してアークタンジェント2関数を実行して、前記ビートトーン誤差を決定する、
ことを含む、請求項10に記載の方法。 - 前記高速繰り返し率制御及び前記低速繰り返し率制御を提供することは、
積分リード回路及び前記ビートトーン誤差を用いて、積分リードループ制御を決定し、
高速利得回路及び周波数−電圧変換器回路を用いて、前記高速繰り返し率制御を決定し、
低速利得回路、積分回路、及び周波数−電圧変換器回路を用いて、前記低速繰り返し率制御を決定する、
ことを含む、請求項9に記載の方法。 - 前記高速キャリアエンベロープオフセット制御及び前記低速キャリアエンベロープオフセット制御を提供することは、
積分リード回路及び前記キャリアエンベロープオフセット誤差を用いて、積分リードループ制御を決定し、
高速利得回路及び周波数−電圧変換器回路を用いて、前記高速キャリアエンベロープオフセット制御を決定し、
低速利得回路、積分回路、及び周波数−電圧変換器回路を用いて、前記低速キャリアエンベロープオフセット制御を決定する、
ことを含む、請求項9に記載の方法。 - 光周波数コム発生器、前記高速繰り返し率制御、前記低速繰り返し率制御、前記高速キャリアエンベロープオフセット制御、及び前記低速キャリアエンベロープオフセット制御を使用して、光周波数コムをロックする、ことを更に有する請求項9に記載の方法。
- 前記コム誤差測定回路、前記繰り返し率制御回路、及び前記キャリアエンベロープオフセット制御回路を用いることは、フィールドプログラマブルゲートアレイを用いて実行される、請求項9に記載の方法。
- 命令を含んだ少なくとも1つの機械読み取り可能媒体であって、前記命令は、機械によって実行されるときに該機械に、光周波数コムをロックするための動作を実行させ、前記動作は、
誤差測定・制御回路を用いて、前記光周波数コムに対応するビートトーン及びキャリアエンベロープオフセットを有する第1の信号と、前記キャリアエンベロープオフセットを有する第2の信号とを受信し、
コム誤差測定回路と前記第1及び第2の信号とを用いて、ビートトーン誤差及びキャリアエンベロープオフセット誤差を決定し、
繰り返し率制御回路と前記ビートトーン誤差とを用いて、前記光周波数コムの前記ビートトーンをロックするための高速繰り返し率制御及び低速繰り返し率制御を提供し、
キャリアエンベロープオフセット制御回路と前記キャリアエンベロープオフセット誤差とを用いて、前記光周波数コムの前記キャリアエンベロープオフセットをロックするための高速キャリアエンベロープオフセット制御及び低速キャリアエンベロープオフセット制御を提供する、
ことを有する、機械読み取り可能媒体。 - 前記動作は更に、
ミキシング回路、前記第1の信号、及び前記第2の信号を用いて、前記第1の信号から前記キャリアエンベロープオフセットをミキシングアウトし、
ビートトーンデジタル位相検出器回路、直交復調、及び前記ビートトーンを用いて、前記ビートトーン誤差を決定し、
キャリアエンベロープ位相検出器回路、直交復調、及び前記キャリアエンベロープオフセットを用いて、前記キャリアエンベロープオフセット誤差を決定する、
ことを有する、請求項16に記載の機械読み取り可能媒体。 - 直交復調を用いて前記ビートトーン誤差を決定することは、
ミキサ回路を用いて、前記ビートトーンを、ローカル発振器から生成された第1の基準信号とミキシングして、第1のミキシングされた信号を作り出し、
ミキサ回路を用いて、前記ビートトーンを、前記ローカル発振器から生成された、前記第1の基準信号と位相が90度ずれた第2の基準信号とミキシングして、第2のミキシングされた信号を作り出し、
アナログ−デジタル変換器回路を用いて、前記第1のミキシングされた信号及び前記第2のミキシングされた信号をサンプリングして、第1のミキシングされたデジタル信号及び第2のミキシングされたデジタル信号を生成し、
アークタンジェント2回路を用いて前記第1及び第2のミキシングされたデジタル信号に対してアークタンジェント2関数を実行して、前記ビートトーン誤差を決定する、
ことを含む、請求項17に記載の機械読み取り可能媒体。 - 前記高速繰り返し率制御及び前記低速繰り返し率制御を提供することは、
積分リード回路及び前記ビートトーン誤差を用いて、積分リードループ制御を決定し、
高速利得回路及び周波数−電圧変換器回路を用いて、前記高速繰り返し率制御を決定し、
低速利得回路、積分回路、及び周波数−電圧変換器回路を用いて、前記低速繰り返し率制御を決定する、
ことを含む、請求項16に記載の機械読み取り可能媒体。 - 前記高速キャリアエンベロープオフセット制御及び前記低速キャリアエンベロープオフセット制御を提供することは、
積分リード回路及び前記キャリアエンベロープオフセット誤差を用いて、積分リードループ制御を決定し、
高速利得回路及び周波数−電圧変換器回路を用いて、前記高速キャリアエンベロープオフセット制御を決定し、
低速利得回路、積分回路、及び周波数−電圧変換器回路を用いて、前記低速キャリアエンベロープオフセット制御を決定する、
ことを含む、請求項16に記載の機械読み取り可能媒体。 - 前記動作は更に、光周波数コム発生器、前記高速繰り返し率制御、前記低速繰り返し率制御、前記高速キャリアエンベロープオフセット制御、及び前記低速キャリアエンベロープオフセット制御を使用して、光周波数コムをロックすることを有する、請求項16に記載の機械読み取り可能媒体。
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