同步辐射光源是继电光源、X光源和激光光源之后的为人类文明带来革命性推动的崭新光源，已广泛应用于材料、环境、生命科学等前沿研究。目前，国际上广泛使用的是第三代同步辐射加速器驱动X光源，同时关于第四代先进光源的研究也已广泛开展。其中，能量循环直线加速器作为下一代先进光源的候选驱动装置，相比前三代的储能环设计，更容易实现大功率能量输出，为泵浦亮度更高，单色性更好，发散度更小，脉冲宽度更短的X射线自由电子激光提供了一个理想的驱动器。

但是，用于产生X射线自由电子激光的能量循环直线加速器通常输出功率高达GeV，占地达方圆几百平方米甚至几平方公里以上，由几十上百个分系统组成。各分系统间的协调与精确同步是实现激光能量输出的一重要决定因素，皮秒级的时间抖动都会导致系统之间脱锁。为实现这样一个大系统的精确时间同步，稳频飞秒激光器的激光脉冲通过光纤分发到各分系统，通过各分系统中激光信号与激光信号的同步，以及激光信号和飞秒信号的同步，实现各分系统间的严格同步。实验验证了一种光电混合式的锁相环设计，这种锁相环设计结合了萨格纳克环和马赫-曾德干涉仪的优点，从而简单而有效地避免了直接光电探测所带来的各种非线性效应，将压电振荡器输出的RF射频信号锁定在参考的飞秒激光信号之上。

因为光电直接测量的相位噪声受到半导体探测器自身的非线性效应限制。为避免这些非线性效应，通常采用两个互为反向的振幅调节器，将激光信号分割成两束同时通过两个互为反向的振幅调节器。当光信号和RF射频信号不同步时，两个振幅调节器的输出信号是不平衡的，从而可输出一个反馈信号给压电振荡器来调节RF信号的频率适应激光信号。马赫-曾德干涉仪就是一种典型的振幅调节器。与此同时，为避免机械振动和温度变化对马赫-曾德干涉仪的两臂产生影响，还引入了萨格纳克环状设计。实验系统中，采用了基于萨格纳克环状设计的马赫-曾德干涉仪构成了同步装置的光电探测部分，有效地绕开了直接探测的非线性影响，将时域空间的信息转变成干涉仪两臂输出光强的不均衡性，简单有效地得到了激光信号和RF射频信号间的相位差异信息，结合锁相环设计，将这些信息作为负反馈信号输入压电振荡器中，调节振荡器输出的RF射频信号频率，即可实现飞秒激光信号和RF射频信号的同步。