CN114485419B - 基于相干接收机延迟自零差探测的激光线宽测量***及方法 - Google Patents

基于相干接收机延迟自零差探测的激光线宽测量***及方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种基于相干接收机延迟自零差探测的激光线宽测量***及方法，该方法包括：S1、将激光信号分成两路，对其中一路做延时处理，另一路作为本振信号；S2、对经延时处理后的该路激光信号与该本振信号进行自零差探测，获得拍频信号；S3、将拍频信号转换为电信号；S4、对电信号进行解调，获得激光信号的相位；S5、根据激光信号的相位，还原原始拍频信号或高频噪声信号，对于线宽较宽的待测激光信号，根据原始拍频信号或高频噪声信号，确定待测的激光信号的线宽，对于线宽较窄的待测激光信号，根据高频噪声信号确定待测的激光信号的线宽。本发明可以提高测量准确度，降低***体积且可实现KHz量级以下的激光线宽测量。

Description

基于相干接收机延迟自零差探测的激光线宽测量***及方法
技术领域
本发明属于激光线宽测量领域，具体涉及一种基于相干接收机延迟自零差探测的激光线宽测量***及方法。
背景技术
单频激光器在大容量光纤通信、高精密传感测量、光原子钟等领域有着较多的应用。对于激光信号源来说，激光线宽是一项重要的指标，如何对其测量是十分重要的。传统的激光线宽测量方法对激光信号和经延时处理后的激光信号进行自零差探测后获得的拍频信号的中心频率通常在0Hz(赫兹)附近，拍频信号容易受到环境噪声的影响，测量准确度较低，且为了消除激光信号和延时处理后激光信号的时间相干性，获得较好的拍频信号，通常需要采用较长的延时光纤对激光信号进行延时处理，测量***体积较大，此外，传统的激光线宽测量方法只适用于线宽为KHz(千赫兹)量级的激光信号线宽测量，很难对更窄的激光信号进行线宽测量。由此可见，传统的激光线宽测量方法的测量准确度较低，测量***体积较大且很难对KHz量级以下的激光信号进行线宽测量。
发明内容
本发明提供一种基于相干接收机延迟自零差探测的激光线宽测量***及方法，以解决采用传统的激光线宽测量方法的测量准确度较低，测量***体积较大且很难对KHz量级以下的激光信号进行线宽测量的问题。
根据本发明实施例的第一方面，提供一种基于相干接收机延迟自零差探测的激光线宽测量***，包括耦合器、延时光纤、相干接收机、采集装置和处理器，所述耦合器的输入端用于输入激光信号，第一输出端通过所述延时光纤连接所述相干接收机的第一输入端，第二输出端连接所述相干接收机的第二输入端；所述相干接收机的两个输出端分别连接所述采集装置的采集端，所述采集装置的输出端连接所述处理器；所述耦合器将所述激光信号光分成两路，一路传输给所述延时光纤，该路激光信号经所述延时光纤延时处理后传输给所述相干接收机，另一路作为本振信号，直接传输给所述相干接收机；
所述相干接收机对经延时处理后的激光信号与该本振信号进行自零差探测，获得拍频信号，并将所述拍频信号转换为电信号；所述采集装置对所述电信号进行采集并传输给所述处理器；
所述处理器对所述电信号进行解调，获得所述激光信号的相位，根据所述激光信号的相位，还原原始拍频信号或高频噪声信号，对于线宽较宽的待测激光信号，根据所述原始拍频信号或高频噪声信号，确定待测的所述激光信号的线宽，对于线宽较窄的待测激光信号，根据所述高频噪声信号确定待测的所述激光信号的线宽。
在一种可选的实现方式中，在根据所述原始拍频信号确定待测的所述激光信号的线宽时，所述延时光纤选用长延时光纤；在根据所述高频噪声信号确定待测的所述激光信号的线宽时，所述延时光纤选用短延时光纤。
在另一种可选的实现方式中，所述处理器在根据所述原始拍频信号确定待测的所述激光信号的线宽时，首先确定所述原始拍频信号的频谱，然后根据确定的所述频谱，获得待测的所述激光信号的线宽；
所述处理器在根据所述高频噪声信号确定待测的所述激光信号的线宽时，若所述处理器在对所述电信号解调时采用双边带解调，则待测的所述激光信号的线宽等于所述高频噪声信号的平均噪声谱密度乘以2π；若所述处理器在对所述电信号解调时采用单边带解调，则待测的所述激光信号的线宽等于所述高频噪声信号的平均噪声谱密度乘以π。
在另一种可选的实现方式中，所述线宽较窄的待测激光信号为线宽量级在KHz以下的激光信号。
在另一种可选的实现方式中，所述处理器在对所述电信号进行解调之前，还采用施密特正交化算法对所述电信号进行相位校正。
在另一种可选的实现方式中，所述相干接收机包括90度混频器、第一光电平衡探测器和第二光电平衡探测器，所述90度混频器的两输入端分别作为所述相干接收机的第一输入端和第二输入端，用于分别输入该本振信号以及经延时处理后的激光信号；所述90度混频器的两个输出端连接所述第一光电平衡探测器的探测端，另外两个输出端连接所述第二光电平衡探测器的探测端；所述第一光电平衡探测器的输出端和第二光电平衡探测器的输出端作为该相干接收机的两输出端，分别连接所述采集装置的采集端；
所述90度混频器对所述本振信号和经延时处理后的激光信号进行混频，生成相对相差分别为0°、90°、180°、270°的四个混频信号，所述四个混频信号从所述90度混频器的四个输出端输出，其中0°和180°混频信号提供给所述第一光电平衡探测器，90°和270°混频信号提供给所述第二光电平衡探测器；
所述第一光电平衡探测器对输入的0°和180°混频信号进行拍频，获得第一拍频信号并将所述第一拍频信号转换为第一电信号；所述第二光电平衡探测器对输入的90°和270°混频信号进行拍频，获得第二拍频信号并将所述第一拍频信号转换为第二电信号，其中所述第一电信号为I信号，第二信号为Q信号，I信号和Q信号为同相正交信号，两信号的相位相差90度；
所述处理器对所述电信号进行解调包括：对所述I信号和Q信号进行IQ解调。
根据本发明实施例的第二方面，提供一种激光线宽测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将激光信号分成两路，对其中一路做延时处理，另一路作为本振信号；S2、对经延时处理后的激光信号与该本振信号进行自零差探测，获得拍频信号；
S3、将所述拍频信号转换为电信号；
S4、对所述电信号进行解调，获得所述激光信号的相位；
S5、根据所述激光信号的相位，还原原始拍频信号或高频噪声信号，对于线宽较宽的待测激光信号，根据所述原始拍频信号或高频噪声信号，确定待测的所述激光信号的线宽，对于线宽较窄的待测激光信号，根据所述高频噪声信号确定待测的所述激光信号的线宽。
在一种可选的实现方式中，所述步骤S1中采用延时光纤对其中一路做延时处理，在所述步骤S5中根据所述原始拍频信号确定待测的所述激光信号的线宽时，所述延时光纤选用长延时光纤；在所述步骤S5中根据所述高频噪声信号确定待测的激光信号的线宽时，所述延时光纤选用短延时光纤。
在另一种可选的实现方式中，所述步骤S5中，在根据所述高频噪声信号确定待测的所述激光信号的线宽时，若在对所述电信号解调时采用双边带解调，则待测的所述激光信号的线宽等于所述高频噪声信号的平均噪声谱密度乘以2π；若在对所述电信号解调时采用单边带解调，则待测的所述激光信号的线宽等于所述高频噪声信号的平均噪声谱密度乘以π。
在另一种可选的实现方式中，所述步骤S2中，采用相干接收机对经延时处理后的激光信号与该本振信号进行自零差探测；
在所述步骤S4中，对所述电信号进行解调之前，还包括：采用施密特正交化算法对所述电信号进行相位校正。
本发明的有益效果是：
1、本发明引入了相干接收机，通过相干接收机可以获得频率噪声的高频部分，从而可以还原高频噪声信号，虽然采用短延时光纤对分成的其中一路激光信号进行延时处理，会减少激光信号在光纤传输过程中的高斯展宽，高斯展宽的减少会导致激光信号线宽测量不准确，但是频率噪声的高频部分不受此影响，因此在根据高频噪声信号确定待测激光信号的线宽时，即便使用短延时光纤也可以实现激光线宽准确测量，另外相比于长延时光纤，测量时采用短延时光纤可使测量更加稳定，因此对于线宽较宽的待测激光信号而言，根据高频噪声信号确定待测激光信号线宽，可以在保证线宽测量准确性的基础上，提高线宽测量稳定性并减小***体积；对于线宽较窄的待测激光信号而言，根据高频噪声信号确定待测激光信号线宽，可以降低测量难度，尤其是降低KHz量级以下线宽的激光信号测量难度，并且线宽测量准确性高、稳定性强、***体积较小；本发明利用相干接收机对经延时处理后的激光信号和激光本振信号进行自零差探测，由此获得的拍频信号，可以更准确地还原原始拍频信号，对于线宽较宽的待测激光信号而言，在根据原始拍频信号确定待测激光信号的线宽时，可以提高线宽测量准确度；
2、本发明采用施密特正交化算法对相干接收机输出的拍频电信号进行相位校正，可以进一步提高线宽测量准确度。
附图说明
图1是本发明基于相干接收机延迟自零差探测的激光线宽测量***的结构方框图；
图2是本发明激光线宽测量方法的流程图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例中的技术方案，并使本发明实施例的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明实施例中技术方案作进一步详细的说明。
在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
参见图1，为本发明基于相干接收机延迟自零差探测的激光线宽测量***的结构方框图。该基于相干接收机延迟自零差探测的激光线宽测量***可以可以包括耦合器、延时光纤、相干接收机、采集装置和处理器，所述耦合器的输入端用于输入激光信号，第一输出端通过所述延时光纤连接所述相干接收机的第一输入端，第二输出端连接所述相干接收机的第二输入端；所述相干接收机的两个输出端分别连接所述采集装置的采集端，所述采集装置的输出端连接所述处理器；所述耦合器将所述激光信号光分成两路，一路传输给所述延时光纤，该路激光信号经所述延时光纤延时处理后传输给所述相干接收机，另一路作为本振信号，直接传输给所述相干接收机；所述相干接收机对经延时处理后的激光信号与该本振信号进行自零差探测，获得拍频信号，并将所述拍频信号转换为电信号；所述采集装置对所述电信号进行采集并传输给所述处理器；所述处理器对所述电信号进行解调，获得所述激光信号的相位，根据所述激光信号的相位，还原原始拍频信号或高频噪声信号，对于线宽较宽的待测激光信号，根据所述原始拍频信号或高频噪声信号，确定待测的所述激光信号的线宽，对于线宽较窄的待测激光信号，根据所述高频噪声信号确定待测的所述激光信号的线宽。
传统的激光线宽测量方法在选用延时光纤对分成的其中一路激光信号进行延时处理时，为了消除激光信号和延时处理后激光信号的时间相干性，获得较好的拍频信号，通常激光信号的线宽越窄，需要的延时光纤的长度越长，例如在测量1MHz量级的激光信号线宽时，需要的延时光纤大约为200m，测量10KHz量级的激光信号线宽时，延时光纤大约为20km，测量1KHz量级的激光信号线宽时，需要的延时光纤大约为200km。可见，采用传统的激光线宽测量方法很难对1KHz以下的激光信号线宽进行测量，且采用长延时光纤对较窄激光信号进行测量时，***体积较大。
经研究发现，激光信号的频率噪声的低频部分容易受到震动、温度变化等外界环境影响，不能真实反映出激光信号的线宽，频率噪声的高频部分则能用来表征激光信号的线宽，传统的激光线宽测量方法获得拍频信号的中心频率在0Hz附近，无法获得激光信号的高频噪声信号(即频率噪声的高频部分)。为此，本发明引入了相干接收机，相干接收机的带宽非常大，能够达到几十GHz，因此通过相干接收机可以获得频率噪声的高频部分，从而可以还原高频噪声信号，虽然采用短延时光纤对分成的其中一路激光信号进行延时处理，会减少激光信号在光纤传输过程中的高斯展宽，高斯展宽的减少会导致激光信号线宽测量不准确，但是频率噪声的高频部分不受此影响，因此在根据高频噪声信号确定待测激光信号的线宽时，即便使用短延时光纤也可以实现激光线宽准确测量，另外相比于长延时光纤，测量时采用短延时光纤可使测量更加稳定，因此对于线宽较宽的待测激光信号而言，根据高频噪声信号确定待测激光信号线宽，可以提高线宽测量稳定性并减小***体积；对于线宽较窄的待测激光信号而言，根据高频噪声信号确定待测激光信号线宽，可以降低测量难度，尤其是降低KHz量级以下线宽的激光信号测量难度，并且线宽测量稳定性高、***体积较小；本发明利用相干接收机对经延时处理后的激光信号和激光本振信号进行自零差探测，由此获得的拍频信号，可以更准确地还原原始拍频信号，对于线宽较宽的待测激光信号而言，在根据原始拍频信号确定待测激光信号的线宽时，可以提高线宽测量准确度。
本实施例中，在根据所述原始拍频信号确定待测的所述激光信号的线宽时，所述延时光纤选用长延时光纤；在根据所述高频噪声信号确定待测的所述激光信号的线宽时，所述延时光纤选用短延时光纤。所述处理器在根据所述原始拍频信号确定待测的所述激光信号的线宽时，首先确定所述原始拍频信号的频谱，然后根据确定的所述频谱，获得待测的所述激光信号的线宽；
所述处理器在根据所述高频噪声信号确定待测的所述激光信号的线宽时，若所述处理器在对所述电信号解调时采用双边带解调，则待测的所述激光信号的线宽等于所述高频噪声信号的平均噪声谱密度乘以2π；若所述处理器在对所述电信号解调时采用单边带解调，则待测的所述激光信号的线宽等于所述高频噪声信号的平均噪声谱密度乘以π。所述线宽较窄的待测激光信号为线宽量级在KHz以下的激光信号。由于相干接收机本身具有的缺陷，其输出的拍频信号并不是完美的正交信号，因此所述处理器在对所述电信号进行解调之前，还采用施密特正交化算法对所述电信号进行相位校正。本发明采用施密特正交化算法对相干接收机输出的拍频电信号进行相位校正，可以进一步提高线宽测量准确度。
其中，所述相干接收机可以包括90度混频器、第一光电平衡探测器和第二光电平衡探测器，所述90度混频器的两输入端分别作为所述相干接收机的第一输入端和第二输入端，用于分别输入该本振信号以及经延时处理后的激光信号；所述90度混频器的两个输出端连接所述第一光电平衡探测器的探测端，另外两个输出端连接所述第二光电平衡探测器的探测端；所述第一光电平衡探测器的输出端和第二光电平衡探测器的输出端作为该相干接收机的两输出端，分别连接所述采集装置的采集端；所述90度混频器对所述本振信号和经延时处理后的激光信号进行混频，生成相对相差分别为0°、90°、180°、270°的四个混频信号，所述四个混频信号从所述90度混频器的四个输出端输出，其中0°和180°混频信号提供给所述第一光电平衡探测器，90°和270°混频信号提供给所述第二光电平衡探测器；所述第一光电平衡探测器对输入的0°和180°混频信号进行拍频，获得第一拍频信号并将所述第一拍频信号转换为第一电信号；所述第二光电平衡探测器对输入的90°和270°混频信号进行拍频，获得第二拍频信号并将所述第一拍频信号转换为第二电信号，其中所述第一电信号为I信号，第二信号为Q信号，I信号和Q信号为同相正交信号，两信号的相位相差90度。所述处理器对所述电信号进行解调包括：对所述I信号和Q信号进行IQ解调。另外，该采集装置可以为采集卡或高频示波器，该耦合器的输入端可以与激光器的输出端连接，以对激光器输出的激光信号进行线宽测量。耦合器可以为分光比为50:50的1x2光纤耦合器，延时光纤可以为单模光纤。本发明激光信号可以为单频激光信号，耦合器的输入端可以连接激光器的输出端，用于接收激光器提供的激光信号。
由上述实施例可见，本发明引入了相干接收机，通过相干接收机可以获得频率噪声的高频部分，从而可以还原高频噪声信号，虽然采用短延时光纤对分成的其中一路激光信号进行延时处理，会减少激光信号在光纤传输过程中的高斯展宽，高斯展宽的减少会导致激光信号线宽测量不准确，但是频率噪声的高频部分不受此影响，因此在根据高频噪声信号确定待测激光信号的线宽时，即便使用短延时光纤也可以实现激光线宽准确测量，另外相比于长延时光纤，测量时采用短延时光纤可使测量更加稳定，因此对于线宽较宽的待测激光信号而言，根据高频噪声信号确定待测激光信号线宽，可以在保证线宽测量准确性的基础上，提高线宽测量稳定性并减小***体积；对于线宽较窄的待测激光信号而言，根据高频噪声信号确定待测激光信号线宽，可以降低测量难度，尤其是降低KHz量级以下线宽的激光信号测量难度，并且线宽测量准确性高、稳定性强、***体积较小；本发明利用相干接收机对经延时处理后的激光信号和激光本振信号进行自零差探测，由此获得的拍频信号，可以更准确地还原原始拍频信号，对于线宽较宽的待测激光信号而言，在根据原始拍频信号确定待测激光信号的线宽时，可以提高线宽测量准确度。
另外，本发明还提供一种激光线宽测量方法，如图2所示，其可以包括以下步骤：S1、将激光信号分成两路，对其中一路做延时处理，另一路作为本振信号；S2、对经延时处理后的激光信号与该本振信号进行自零差探测，获得拍频信号；
S3、将所述拍频信号转换为电信号；
S4、对所述电信号进行解调，获得所述激光信号的相位；
S5、根据所述激光信号的相位，还原原始拍频信号或高频噪声信号，对于线宽较宽的待测激光信号，根据所述原始拍频信号或高频噪声信号，确定待测的所述激光信号的线宽，对于线宽较窄的待测激光信号，根据所述高频噪声信号确定待测的所述激光信号的线宽。
所述步骤S1中采用延时光纤对其中一路做延时处理，在所述步骤S5中根据所述原始拍频信号确定待测的所述激光信号的线宽时，所述延时光纤选用长延时光纤；在所述步骤S5中根据所述高频噪声信号确定待测的所述激光信号的线宽时，所述延时光纤选用短延时光纤。
所述步骤S5中，在根据所述高频噪声信号确定待测的所述激光信号的线宽时，若所述处理器在对所述电信号解调时采用双边带解调，则待测的所述激光信号的线宽等于所述高频噪声信号的平均噪声谱密度乘以2π；若所述处理器在对所述电信号解调时采用单边带解调，则待测的所述激光信号的线宽等于所述高频噪声信号的平均噪声谱密度乘以π。
所述步骤S2中，采用相干接收机对经延时处理后的激光信号与该本振信号进行自零差探测；在所述步骤S4中，对所述电信号进行解调之前，还包括：采用施密特正交化算法对所述电信号进行相位校正。
其中，所述步骤S5中在根据所述原始拍频信号确定待测的所述激光信号的线宽时，首先确定所述原始拍频信号的频谱，然后根据确定的所述频谱，获得待测的所述激光信号的线宽。所述步骤S2包括：所述相干接收机中的90度混频器对所述本振信号和经延时处理后的激光信号进行混频，生成相对相差分别为0°、90°、180°、270°的四个混频信号，所述四个混频信号从所述90度混频器的四个输出端输出，其中0°和180°混频信号提供给所述第一光电平衡探测器，90°和270°混频信号提供给所述第二光电平衡探测器；所述第一光电平衡探测器对输入的0°和180°混频信号进行拍频，获得第一拍频信号并将所述第一拍频信号转换为第一电信号；所述第二光电平衡探测器对输入的90°和270°混频信号进行拍频，获得第二拍频信号并将所述第一拍频信号转换为第二电信号，其中所述第一电信号为I信号，第二信号为Q信号，I信号和Q信号为同相正交信号，两信号的相位相差90度。对应地，所述步骤S4包括：对所述I信号和Q信号进行IQ解调。
由上述实施例可见，本发明引入了相干接收机，通过相干接收机可以获得频率噪声的高频部分，从而可以还原高频噪声信号，虽然采用短延时光纤对分成的其中一路激光信号进行延时处理，会减少激光信号在光纤传输过程中的高斯展宽，高斯展宽的减少会导致激光信号线宽测量不准确，但是频率噪声的高频部分不受此影响，因此在根据高频噪声信号确定待测激光信号的线宽时，即便使用短延时光纤也可以实现激光线宽准确测量，另外相比于长延时光纤，测量时采用短延时光纤可使测量更加稳定，因此对于线宽较宽的待测激光信号而言，根据高频噪声信号确定待测激光信号线宽，可以在保证线宽测量准确性的基础上，提高线宽测量稳定性并减小***体积；对于线宽较窄的待测激光信号而言，根据高频噪声信号确定待测激光信号线宽，可以降低测量难度，尤其是降低KHz量级以下线宽的激光信号测量难度，并且线宽测量准确性高、稳定性强、***体积较小；本发明利用相干接收机对经延时处理后的激光信号和激光本振信号进行自零差探测，由此获得的拍频信号，可以更准确地还原原始拍频信号，对于线宽较宽的待测激光信号而言，在根据原始拍频信号确定待测激光信号的线宽时，可以提高线宽测量准确度。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来管制。

Claims (9)

1.一种基于相干接收机延迟自零差探测的激光线宽测量***，其特征在于，包括耦合器、延时光纤、相干接收机、采集装置和处理器，所述耦合器的输入端用于输入激光信号，第一输出端通过所述延时光纤连接所述相干接收机的第一输入端，第二输出端连接所述相干接收机的第二输入端；所述相干接收机的两个输出端分别连接所述采集装置的采集端，所述采集装置的输出端连接所述处理器；所述耦合器将所述激光信号光分成两路，一路传输给所述延时光纤，该路激光信号经所述延时光纤延时处理后传输给所述相干接收机，另一路作为本振信号，直接传输给所述相干接收机；
所述相干接收机对经延时处理后的激光信号与该本振信号进行自零差探测，获得拍频信号，并将所述拍频信号转换为电信号；所述采集装置对所述电信号进行采集并传输给所述处理器；
所述处理器对所述电信号进行解调，获得所述激光信号的相位，根据所述激光信号的相位，还原高频噪声信号，根据所述高频噪声信号确定待测的所述激光信号的线宽；
通过相干接收机获得所述高频噪声信号，从而还原高频噪声信号，在根据高频噪声信号确定待测激光信号的线宽时，即便使用短延时光纤也可实现激光线宽准确测量，且可对1KHz以下的激光信号线宽进行测量；采用短延时光纤对分成的其中一路激光信号进行延时处理，会减少激光信号在光纤传输过程中的高斯展宽，高斯展宽的减少会导致激光信号线宽测量不准确，但是所述高频噪声信号不受此影响，所述高频噪声为频率噪声的高频部分。
2.根据权利要求1所述的基于相干接收机延迟自零差探测的激光线宽测量***，其特征在于，在根据所述高频噪声信号确定待测的所述激光信号的线宽时，所述延时光纤选用短延时光纤。
3.根据权利要求1或2所述的基于相干接收机延迟自零差探测的激光线宽测量***，其特征在于，所述处理器在根据所述高频噪声信号确定待测的所述激光信号的线宽时，若所述处理器在对所述电信号解调时采用双边带解调，则待测的所述激光信号的线宽等于所述高频噪声信号的平均噪声谱密度乘以2π；若所述处理器在对所述电信号解调时采用单边带解调，则待测的所述激光信号的线宽等于所述高频噪声信号的平均噪声谱密度乘以π。
4.根据权利要求1所述的基于相干接收机延迟自零差探测的激光线宽测量***，其特征在于，所述处理器在对所述电信号进行解调之前，还采用施密特正交化算法对所述电信号进行相位校正。
5.根据权利要求1所述的基于相干接收机延迟自零差探测的激光线宽测量***，其特征在于，所述相干接收机包括90度混频器、第一光电平衡探测器和第二光电平衡探测器，所述90度混频器的两输入端分别作为所述相干接收机的第一输入端和第二输入端，用于分别输入该本振信号以及经延时处理后的激光信号；所述90度混频器的两个输出端连接所述第一光电平衡探测器的探测端，另外两个输出端连接所述第二光电平衡探测器的探测端；所述第一光电平衡探测器的输出端和第二光电平衡探测器的输出端作为该相干接收机的两输出端，分别连接所述采集装置的采集端；
所述90度混频器对所述本振信号和经延时处理后的激光信号进行混频，生成相对相差分别为0°、90°、180°、270°的四个混频信号，所述四个混频信号从所述90度混频器的四个输出端输出，其中0°和180°混频信号提供给所述第一光电平衡探测器，90°和270°混频信号提供给所述第二光电平衡探测器；
所述第一光电平衡探测器对输入的0°和180°混频信号进行拍频，获得第一拍频信号并将所述第一拍频信号转换为第一电信号；所述第二光电平衡探测器对输入的90°和270°混频信号进行拍频，获得第二拍频信号并将所述第一拍频信号转换为第二电信号，其中所述第一电信号为I信号，第二信号为Q信号，I信号和Q信号为同相正交信号，两信号的相位相差90度；
所述处理器对所述电信号进行解调包括：对所述I信号和Q信号进行IQ解调。
6.一种激光线宽测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将激光信号分成两路，对其中一路做延时处理，另一路作为本振信号；
S2、利用相干接收机对经延时处理后的激光信号与该本振信号进行自零差探测，获得拍频信号；
S3、将所述拍频信号转换为电信号；
S4、对所述电信号进行解调，获得所述激光信号的相位；
S5、根据所述激光信号的相位，还原高频噪声信号，根据所述高频噪声信号确定待测的所述激光信号的线宽；
通过相干接收机获得频率噪声的高频部分，从而还原高频噪声信号，在根据高频噪声信号确定待测激光信号的线宽时，即便使用短延时光纤也可实现激光线宽准确测量，且可对1KHz以下的激光信号线宽进行测量；采用短延时光纤对分成的其中一路激光信号进行延时处理，会减少激光信号在光纤传输过程中的高斯展宽，高斯展宽的减少会导致激光信号线宽测量不准确，但是所述高频噪声信号不受此影响，所述高频噪声为频率噪声的高频部分。
7.根据权利要求6所述的激光线宽测量方法，其特征在于，所述步骤S1中采用延时光纤对其中一路做延时处理，在所述步骤S5中根据所述高频噪声信号确定待测的所述激光信号的线宽时，所述延时光纤选用短延时光纤。
8.根据权利要求6或7所述的激光线宽测量方法，其特征在于，所述步骤S5中，在根据所述高频噪声信号确定待测的所述激光信号的线宽时，若在对所述电信号解调时采用双边带解调，则待测的所述激光信号的线宽等于所述高频噪声信号的平均噪声谱密度乘以2π；若在对所述电信号解调时采用单边带解调，则待测的所述激光信号的线宽等于所述高频噪声信号的平均噪声谱密度乘以π。
9.根据权利要求8所述的激光线宽测量方法，其特征在于，所述步骤S2中，采用相干接收机对经延时处理后的激光信号与该本振信号进行自零差探测；
在所述步骤S4中，对所述电信号进行解调之前，还包括：采用施密特正交化算法对所述电信号进行相位校正。
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