Dynamic intelligent frequency locking system based on dual-template kernelized correlation filter

Haibo Zhang

doi:10.1016/j.optlaseng.2025.109024

2025-04-26

PRE

DOI：10.1016/j.optlaseng.2025.109024

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摘要

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冷原子 gravimeter 因其高精度和长期稳定性，在海洋动态测量中表现出卓越性能；然而，该系统对环境因素敏感，且其激光频率稳定系统依赖于单个典型 Lamb dip 的峰值，这些峰值受环境因素影响，导致差分信号出现显著波动，进而引入过长的死区时间。本文报道了一种基于人工智能算法的自动激光锁定方案。开发了一种双模板核化相关滤波器（DT-KCF）算法，通过紧凑的光学路径识别饱和吸收光谱（SAS）信号的预设峰值点。实验采用 780 nm 分布反馈激光器（DFB）通过 Rb 腔和 87Rb 的 D2 饱和吸收线验证该智能算法。通过调制-解调与增量 PI 闭环反馈实现频率的精细调节，并提升频率稳定精度。系统实时监测频率锁定状态，一旦失锁将自动启动重新搜索及调制-解调链路。结果表明，系统可在无人干预的情况下约 4.2 s 内自动重新锁定，且长期频率稳定精度达到 10^-12。

Keyword:

Cold atomic gravimeter dynamic measurement

Dual-Template Kernelized correlation Filter

Modulationdemodulation

Intelligent relocking

期刊

Optics and Lasers in Engineering

IF:

3.7

论文数:

7.2K

被引数:

1.7W

机构

Naval Univ Engn

学者数:

320

论文数: 138

被引数: 26

引用论文

Technology roadmap for cold-atoms based quantum inertial sensor in space

AVS Quantum Science

IF0

2023-03-20

OAAI

Sven Abend; Baptiste Allard; Aidan S. Arnold; Ticijana Ban; Liam Barry; Baptiste Battelier; Ahmad Bawamia; Quentin Beaufils; Simon Bernon; Andrea Bertoldi; Alexis Bonnin; Philippe Bouyer; Alexandre Bresson; Oliver S. Burrow; Benjamin Canuel; Bruno Desruelle; Giannis Drougakis; René Forsberg; Naceur Gaaloul; Alexandre Gauguet; Matthias Gersemann; Paul F. Griffin; Hendrik Heine; Victoria A. Henderson; Waldemar Herr; Simon Kanthak; Markus Krutzik; Maike D. Lachmann; Roland Lammegger; Werner Magnes; Gaetano Mileti; Morgan W. Mitchell; Sergio Mottini; Dimitris Papazoglou; Franck Pereira dos Santos; Achim Peters; Ernst Rasel; Erling Riis; Christian Schubert; Stephan Tobias Seidel; Guglielmo M. Tino; Mathias Van Den Bossche; Wolf von Klitzing; Andreas Wicht; Marcin Witkowski; Nassim Zahzam; Michał Zawada

High-accuracy inertial measurements with cold-atom sensors

AVS Quantum Science

IF0

2020-06-23