基于非線性相關探測的時間抖動延遲測量裝置及方法
【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及時間延遲測量，特別是涉及基于非線性相關探測的時間抖動延遲測量裝置及方法。
【背景技術】
[0002]隨著網(wǎng)絡化、信息化的高速推進和高精尖武器裝備的飛速發(fā)展，以精確導航制導、分布式雷達系統(tǒng)、空間探測、激光聚變技術、相位陣列天線技術、高性能原子鐘時間比對、自由電子激光器為代表的先進信息技術領域和前沿科學領域?qū)τ诟呔葧r間同步及其性能的評估校準要求不斷提升，從原有的毫秒、微秒、亞微秒量級發(fā)展到現(xiàn)在的納秒、亞納秒甚至皮秒以下量級，這就給高精度時間同步技術帶來了新的困難和挑戰(zhàn)，而實現(xiàn)高精度時間同步前提和關鍵就是解決兩路時間脈沖序列的高分辨力時間抖動測量問題。傳統(tǒng)的測量方法不管是時域還是空域，對任意的變化過程或者空間尺度的測量都需要更快更短的尺度來衡量，但是現(xiàn)有的光電響應器件最快的響應時間通常為納秒量級，很難達到Ps量級測量水平，同時，在時間同步系統(tǒng)中，希望所設計的時間抖動時延測量系統(tǒng)在提高測量能力的同時具備結(jié)構(gòu)簡單的特點。因此，現(xiàn)有技術已經(jīng)無法適應科學研究和技術應用快速發(fā)展對時間同步水平越來越高的要求，探索高精度時間同步的新體制、新概念，特別是突破高精度時間抖動延遲的測量技術已經(jīng)成為國內(nèi)外研究重點，是高精度時間同步的關鍵基礎之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種基于非線性相關探測的時間抖動延遲測量裝置及方法，解決了高精度時間同步領域中高分辨力時間抖動延遲測量的關鍵問題。
[0004]為解決上述技術問題，本發(fā)明采用下述技術方案:
[0005]基于非線性相關探測的時間抖動延遲測量裝置，該裝置包括
[0006]第一待測脈沖輸入接口 ；
[0007]第二待測脈沖輸入接口 ；
[0008]依次設置在第一脈沖傳播路徑上的時間延遲線和非線性倍頻晶體；
[0009]設置在第二脈沖傳播路徑上的非線性倍頻晶體；
[0010]非線性倍頻晶體基于第一待測脈沖和延時的第二帶車脈沖產(chǎn)生倍頻相關脈沖；[0011 ] 用于采集倍頻相關脈沖的光電探頭。
[0012]優(yōu)選的，該裝置進一步包括依次設置在第一待測脈沖輸入接口和非線性倍頻晶體之間以及時間延遲線和非線性倍頻晶體間的第一半透半反鏡和第一反射鏡。
[0013]優(yōu)選的，該裝置進一步包括設置在非線性倍頻晶體脈沖入射端的第一聚焦鏡。
[0014]優(yōu)選的，該裝置進一步包括設置在非線性倍頻晶體脈沖出射端的第二聚焦鏡。
[0015]優(yōu)選的，該裝置進一步包括設置在光電探頭采集端的濾波片。
[0016]優(yōu)選的，所述第一待測脈沖和第二待測脈沖的波長相同，波長范圍為800-1600_。
[0017]優(yōu)選的，
[0018]所述二次諧波產(chǎn)生介質(zhì)的工作波長為800-1600mm ；
[0019]所述時間延遲線的延遲調(diào)整分辨力小于lps。
[0020]基于非線性相關探測的時間抖動延遲測量方法，該方法的步驟包括
[0021]獲取第一待測脈沖和第二待測脈沖；
[0022]經(jīng)過時間延遲線延時的第二待測脈沖和第一待測脈沖輸入至非線性倍頻晶體，并產(chǎn)生倍頻相關脈沖；
[0023]倍頻相關脈沖經(jīng)聚焦濾波后，由光電探頭接收；
[0024]調(diào)整時間延遲線，使光電探頭的示值達到最大。
[0025]優(yōu)選的，該方法進一步包括由于受到時間抖動延遲，光電探頭示值將變小，對時間延遲線進行調(diào)整，使光電探頭的示值再次達到最大，此時，對時間延遲線的調(diào)整量的相反數(shù)即為第一待測脈沖和第二待測脈沖之間的時間抖動延遲。
[0026]本發(fā)明的有益效果如下:
[0027]現(xiàn)有時間抖動延遲測量很難達到ps量級，本發(fā)明所述技術方案比現(xiàn)有方法測量精度更高，能夠?qū)崿F(xiàn)對高精度時間同步領域中高分辨力時間抖動延遲測量，測量精度可達1PS，具備分辨力高、結(jié)構(gòu)簡單的特點。
【附圖說明】
[0028]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步詳細的說明；
[0029]圖1示出基于非線性相關探測的時間抖動延遲測量裝置的示意圖；
[0030]圖2示出基于非線性相關探測的時間抖動延遲測量方法的示意圖。
[0031]附圖標號
[0032]1、第一反射鏡，2、時間延遲線，3、第一半透半反鏡，4、第二反射鏡，5、第一聚焦鏡，6、非線性倍頻晶體，7、第二聚焦鏡，8、濾波片，9、光電探頭，Al、第一待測脈沖輸入接口，A2、第二待測脈沖輸入接口。
【具體實施方式】
[0033]為了更清楚地說明本發(fā)明，下面結(jié)合優(yōu)選實施例和附圖對本發(fā)明做進一步的說明。附圖中相似的部件以相同的附圖標記進行表示。本領域技術人員應當理解，下面所具體描述的內(nèi)容是說明性的而非限制性的，不應以此限制本發(fā)明的保護范圍。
[0034]本發(fā)明公開了一種基于非線性相關探測的時間抖動延遲測量裝置，該裝置包括第一反射鏡1、時間延遲線2、第一半透半反鏡3、第二反射鏡4、第一聚焦鏡5、非線性倍頻晶體
6、第二聚焦鏡7、濾波片8和光電探頭9，以及第一待測脈沖輸入接口 Al和第二待測脈沖輸入接口 A2。
[0035]第一待測脈沖10利用第一待測脈沖輸入接口 Al輸入測量裝置，通過第一半透半反鏡3的透射面、第二反射鏡4和第一聚焦鏡5入射至非線性倍頻晶體6 ;第二待測脈沖11利用第二待測脈沖輸入接口 A2輸入測量裝置，通過第一反射鏡1、時間延遲線2、第一半透半反鏡3的反射面、第二反射鏡4和第一聚焦鏡5入射至非線性倍頻晶體6 ;第一待測脈沖10和經(jīng)過時間延遲線的第二待測脈沖11產(chǎn)生倍頻相關脈沖，倍頻相關脈沖經(jīng)第二聚焦鏡聚焦和濾波片濾去雜波后，由光電探頭接收。
[0036]本發(fā)明進一步公開了一種基于非線性相關探測的時間抖動延遲測量方法，該方法的步驟包括獲取第一待測脈沖和第二待測脈沖SI ;將經(jīng)過時間延遲線延時的第二待測脈沖和第一待測脈沖輸入至非線性倍頻晶體，并產(chǎn)生倍頻相關脈沖S2 ;倍頻相關脈沖經(jīng)聚焦濾波后，由光電探頭接收，并顯示其示值；調(diào)整時間延遲線，使光電探頭的示值達到最大。由于受到時間抖動延遲，光電探頭