本发明涉及频率控制，具体涉及一种光频梳宽频带自动锁模检测方法及装置。
背景技术：
1、光频梳作为连接光学频标和微波频标的桥梁，以结构简单，成本低廉，在近些年来得到了快速发展。光频梳的实现首先解决了光学频率难以测量的问题，是迄今为止最为有效的绝对光学频率测量工具。同时，由于频率、时间和空间尺度等参数之间的相互关系，光频梳为时间频率传递、绝对距离及绝对角度测量提供了较为理想的研究工具，在载人航天，深空探测、卫星授时和现代制造业等领域具有广阔的应用空间。
2、光频梳应用的基础是实现光频梳有效的锁模。目前对光频梳而言，锁模方式主要分主动和被动两种，主动锁模通常是在激光腔内增加周期性损耗的调制器件，通过调制器件对光路的有效调节，实现锁模，而被动锁模利用全光非线性效应，利用可饱和吸收体等具有脉冲强度筛选类的光学器件完成光学脉宽压缩和模式锁定。相较于主动锁模，被动锁模无需增加外界调制器件，由腔内自由运转即可实现锁模，锁模脉冲信噪比高。同时被动锁模结构简单，成本低廉，具有应用优势。
3、对于以被动锁模实现光频梳锁模光脉冲的产生，目前多采用的方式是在光学振荡器搭建完成后，通过调节泵浦激光功率，使得注入至振荡器内具有较高脉冲能量，当脉冲能量累计到锁模阈值后即可完成锁模，但是此时锁模状态通常仍需调整，光谱平滑程度和多脉冲的存在都将影响后续使用。这就需要操作人员在观察示波器和光谱仪的同时，微调泵浦电流，实现最佳锁模状态的输出。这种方式锁模具有繁琐性，时间较长，给光梳集成应用带来困难。
4、目前，也有关于光频梳自动锁模检测的方法，其采用的方式主要用频率计和光功率计组合测量，通过频率计检测锁模状态的频率变化，通过功率计检测锁模状态下的功率变化，通过频率信息来判断是否完成锁模。此类方式虽然可以完成锁模检测，但是由于频率计的测量方式，仅仅只能测量是否锁模，无法检测多脉冲的存在，同时由于频率计体积较大，集成较为困难，也难以真正实现小型化应用。
技术实现思路
1、有鉴于此，本发明提供了一种光频梳宽频带自动锁模检测方法及装置，能够实现光频梳的自动锁模及锁模后状态的有效检测。
2、本发明采用的技术方案如下：
3、一种光频梳宽频带自动锁模检测方法，通过fpga控制泵浦源的电流，使得光频梳振荡器输出光频梳脉冲激光，所述光频梳脉冲激光通过分束器分为两路输出，第一路作为测量光，用于后续测量；第二路由光电探测器ⅰ转换为电信号用于后续锁模状态的判断；
4、fpga控制并逐渐增加泵浦源的泵浦电流，同时将光电探测器ⅰ转换后的电信号输入至射频功率检波器，根据电信号的峰值特征输出检波电压信号；当通过检波电压信号判断光电探测器ⅰ输出电信号的脉冲峰值大于1v时，对所述检波电压信号进行多次采样，对相邻两次采样结果作差后取绝对值并进行累加和处理，当所述累加和小于微控制器设定的阈值时，判断光频梳完成锁模，此时停止增加泵浦电流。
5、本发明还提供了一种光频梳宽频带自动锁模检测装置，包括fpga、泵浦源、光频梳振荡器、分束器、光电探测器ⅰ、射频功率检波器及模数转换器；
6、所述fpga用于控制泵浦源的电流，使得光频梳振荡器输出光频梳脉冲激光；所述分束器用于将所述光频梳脉冲激光分为两路输出，第一路作为测量光，用于后续测量；第二路输入光电探测器ⅰ；所述光电探测器ⅰ用于将光信号转换为电信号；所述射频功率检波器用于根据转换后电信号的峰值特征输出检波电压信号；所述模数转换器用于采集所述检波电压信号，供所述fpga判断光频梳的锁模状态；当通过检波电压信号判断光电探测器ⅰ输出电信号的脉冲峰值大于1v时，对所述检波电压信号进行多次采样，对相邻两次采样结果作差后取绝对值并进行累加和处理，当所述累加和小于微控制器设定的阈值时，判断光频梳完成锁模。
7、有益效果：
8、1、本发明能够使得光频梳的锁模摆脱人工操作的方式，提升光频梳的锁模质量，使得光频梳具有更广泛的应用范围，能够很大程度的促进光频梳在工程应用中的发展。同时，该装置结构简单，方法有效，能实现光频梳锁模光信号直接检测，检测带宽可达ghz量级，针对高重复频率的光频梳也无需进行变频处理，同时也无需严格研究光频梳振荡器内是否具有温控，环境适应性强。
9、2、本发明能够检测最佳锁模状态，经过测试，在实现光频梳自动锁模的过程中，能够在优于500ms的时间完成最佳锁模脉冲的产生，保证光频梳振荡器在实际输出时具有良好的信号光质量。
10、3、本发明装置结构简单，具有小型化、集成化特点。
1.一种光频梳宽频带自动锁模检测方法，其特征在于，通过fpga控制泵浦源的电流，使得光频梳振荡器输出光频梳脉冲激光，所述光频梳脉冲激光通过分束器分为两路输出，第一路作为测量光，用于后续测量；第二路由光电探测器ⅰ转换为电信号用于后续锁模状态的判断；
2.如权利要求1所述的光频梳宽频带自动锁模检测方法，其特征在于，所述泵浦源包括压控恒流源和泵浦激光器，压控恒流源用于为泵浦激光器提供驱动电流，所述fpga控制压控恒流源，从而调节泵浦激光器的泵浦电流。
3.如权利要求1所述的光频梳宽频带自动锁模检测方法，其特征在于，所述检波电压信号由fpga上模数转换器采集，所述fpga根据采集到的检波电压信号判断光频梳的锁模状态。
4.如权利要求3所述的光频梳宽频带自动锁模检测方法，其特征在于，所述fpga对电压信号进行1ms采集，10ms采样10次，相邻两次采样结果作差取绝对值并累计作和，如果累加和小于100，结合当前脉冲峰值大于1v，判断光频梳完成锁模。
5.如权利要求1-4任一项所述的光频梳宽频带自动锁模检测方法，其特征在于，所述光频梳脉冲激光通过分束器还输出第三路，用于最佳锁模状态的检测；
6.如权利要求5所述的光频梳宽频带自动锁模检测方法，其特征在于，所述比较电压低于所述锁模峰值10mv。
7.一种光频梳宽频带自动锁模检测装置，其特征在于，包括fpga、泵浦源、光频梳振荡器、分束器、光电探测器ⅰ、射频功率检波器及模数转换器；
8.如权利要求7所述的光频梳宽频带自动锁模检测装置，其特征在于，还包括光电探测器ⅱ、比较器、数模转换器；
9.如权利要求8所述的光频梳宽频带自动锁模检测装置，其特征在于，所述比较电压低于所述锁模峰值10mv。
