基于偏振調(diào)制的線性光調(diào)制方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明屬于光纖通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及光調(diào)制器技術(shù)，更具體地涉及一種基于偏振調(diào)制的線性光調(diào)制方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]光纖通信系統(tǒng)是以光為載波，利用光導(dǎo)纖維作為傳輸媒介，通過光電變換，用光來傳輸信息的通信系統(tǒng)。光纖通信作為信息化的主要技術(shù)支柱之一，其通信網(wǎng)絡(luò)已遍布全球，成為互聯(lián)網(wǎng)和全球信息通信的基礎(chǔ)。但是，隨著各種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的急速增長，尤其是在下一代互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、智慧城市等為代表的大數(shù)據(jù)時代，各種信息業(yè)務(wù)流量需求促使光纖通信系統(tǒng)必須及時快速地更新傳輸速率和容量。目前，采用高級調(diào)制技術(shù)和多維復(fù)用技術(shù)是光纖通信系統(tǒng)廣泛研究的關(guān)鍵技術(shù)。對于高級調(diào)制技術(shù)來說，性能優(yōu)異的光調(diào)制器可以有效地提高調(diào)制效率和提升系統(tǒng)傳輸性能。因此，性能優(yōu)異的光調(diào)制器對于光纖通信系統(tǒng)的性能提升具有重要的研究意義和實際價值。
[0003]高級調(diào)制技術(shù)對光調(diào)制器的要求很高，其要求光調(diào)制器具備低光學(xué)損耗、高數(shù)模轉(zhuǎn)換分辨率以及弱非線性損傷等等，而目前絕大部分光調(diào)制器都是基于強(qiáng)度的非線性調(diào)制，很難滿足多維高階調(diào)制技術(shù)的要求。
[0004]因此，急需尋找一種新的光調(diào)制器技術(shù)來滿足下一代超大容量光纖通信系統(tǒng)的實驗工作和實際運行的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明人經(jīng)過長期研究，提出一種基于偏振調(diào)制的線性光調(diào)制方法及裝置，其能夠在保證傳輸系統(tǒng)誤碼率性能的前提下大幅提高光發(fā)射機(jī)的效率，即具備低光學(xué)損耗、高數(shù)模轉(zhuǎn)換分辨率以及弱非線性損傷特點，同時具有更寬的調(diào)制帶寬。
[0006]依據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種基于偏振調(diào)制的線性光調(diào)制方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0007]S1.激光源發(fā)射的光信號經(jīng)過偏振調(diào)制系統(tǒng)之后產(chǎn)生單次調(diào)制輸出信號光，并一分為二成單次反射信號光和直通輸出信號光；
[0008]S2.單次反射信號光反向再次進(jìn)入偏振調(diào)制系統(tǒng)產(chǎn)生反向輸出信號光；
[0009]S3.直通輸出信號光與反向輸出信號光一起在集成檢偏器的作用下，完成輸入信號光的光場線性調(diào)制。
[0010]其中，步驟SI具體為:輸入激光源先經(jīng)偏振控制器和集成保偏光耦合器進(jìn)入偏振調(diào)制器，在射頻驅(qū)動信號和直流偏置電壓的作用下，完成激光源兩個正交分量的獨立調(diào)制，再經(jīng)過集成保偏光耦合器等比例一分為二成兩路輸出信號光，其中一路輸出信號經(jīng)集成可調(diào)時延器件和集成反射鏡后成為單次反射信號光，而另一路則成直通輸出信號光。
[0011 ]其中，步驟S2具體為:單次反射信號光經(jīng)過集成可調(diào)時延器件和集成保偏光耦合器后，再次進(jìn)入偏振調(diào)制器，在射頻驅(qū)動信號和直流偏置電壓的作用下，完成單次反射信號光兩個正交分量的再次獨立相位調(diào)制，產(chǎn)生反向輸出信號光。
[0012]其中，步驟S3具體為:直通輸出信號光經(jīng)保偏環(huán)路與反向輸出信號光按合適的耦合比例經(jīng)過不對稱集成保偏光耦合器之后，在集成檢偏器的作用下，完成激光源的光場線性調(diào)制，產(chǎn)生光場線性調(diào)制的輸出光信號，通過光譜儀可對輸出信號光進(jìn)行接收探測。
[0013]依據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種實現(xiàn)上述方法的基于偏振調(diào)制的線性光調(diào)制裝置，其特征在于包括:偏振控制器、偏振調(diào)制器、集成可調(diào)延時器件和集成光反射鏡，所述偏振控制器可以調(diào)節(jié)輸入信號光的偏振態(tài)，使其偏振方向與偏振調(diào)制器的快軸成α角;所述偏振調(diào)制器主要完成輸入光信號的兩個正交偏振分量的獨立相位調(diào)制;所述集成可調(diào)延時器件主要完成單次反射信號光的相位延時以及反射功率的適度可調(diào);所述集成光反射鏡主要完成單次反射信號光的反射;所述集成檢偏器主要通過在特定偏振方向?qū)斎胄盘柟膺M(jìn)行正交分解，用來完成單次反射信號光和直通信號光的相干疊加，實現(xiàn)對輸入信號光的光場線性調(diào)制。
[0014]進(jìn)一步地，所述裝置還包括激光源、集成保偏光耦合器、射頻驅(qū)動信號、直流偏置電壓和光譜儀，所述激光源主要用來提供輸入光信號;所述集成保偏光耦合器用來完成輸入光信號的耦合與等比例分離，并保持偏振態(tài)不變;所述射頻驅(qū)動信號用于偏振調(diào)制器進(jìn)行相位調(diào)制的模擬調(diào)制信號;所述直流偏置電壓主要用來控制偏振調(diào)制器的工作狀態(tài)，使其工作在無啁啾調(diào)制狀態(tài);所述光譜儀主要用于實驗觀察線性調(diào)制的輸出信號光。
[0015]本發(fā)明實施例對比現(xiàn)今光纖通信系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用的基于非線性光場響應(yīng)的光調(diào)制器來說有如下優(yōu)點和效果:在同樣的射頻驅(qū)動信號的作用下，由于是基于線性光場響應(yīng)的調(diào)制原理，可以有效降低光學(xué)損耗、提高數(shù)模轉(zhuǎn)換器分辨率和減少非線性效應(yīng)導(dǎo)致的光發(fā)射機(jī)性能劣化;基于偏振調(diào)制的集成調(diào)制器結(jié)構(gòu)，具有很寬的調(diào)制帶寬，很容易實現(xiàn)單信道大容量傳輸信號的產(chǎn)生，同時也可用于微波光子學(xué)等領(lǐng)域，用以產(chǎn)生高純度的光生微波、毫米波等頻率很高的電信號。
【附圖說明】
[0016]圖1是依據(jù)本發(fā)明的基于偏振調(diào)制的線性光調(diào)制器裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0017]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。另外地，不應(yīng)當(dāng)將本發(fā)明的保護(hù)范圍僅僅限制至下述具體模塊或具體參數(shù)。
[0018]本發(fā)明基于偏振調(diào)制的光調(diào)制器技術(shù)被作為有可能應(yīng)用于高速光纖通信光發(fā)射機(jī)或微波光子學(xué)等光生電信號的一種線性光調(diào)制技術(shù)得到了發(fā)明與研究。
[0019]在本發(fā)明中，一種基于偏振調(diào)制的線性光調(diào)制方法包括以下步驟:
[0020]S1.激光源發(fā)射的光信號經(jīng)過偏振調(diào)制系統(tǒng)之后產(chǎn)生單次調(diào)制輸出信號光，并一分為二成單次反射信號光和直通輸出信號光；
[0021]S2.單次反射信號光反向再次進(jìn)入偏振調(diào)制系統(tǒng)產(chǎn)生反向輸出信號光；
[0022]S3.直通輸出信號光與反向輸出信號光一起在集成檢偏器的作用下，完成輸入信號光的光場線性調(diào)制。
[0023]具體地，步驟SI為:激光源發(fā)射的光信號作為輸入信號光經(jīng)過偏振控制器，經(jīng)過偏振調(diào)制器之后，在射頻驅(qū)動信號和直流偏置電壓作用下產(chǎn)生單次調(diào)制輸出信號光，并等比例一分為二成單次反射信號光和直通輸出信號光。步驟S2具體為:單次反射信號光反向進(jìn)入偏振調(diào)制器，在射頻驅(qū)動信號和直流偏置電壓的再次調(diào)制作用下產(chǎn)生反向輸出信號光。步驟S3具體為:直通輸出信號光與反向輸出信號光一起進(jìn)入集成檢偏器后，完成正交分量的相干疊加，產(chǎn)生光場線性調(diào)制的輸出光信號，由光譜分析儀進(jìn)行接收探測。
[0024]更近一步地，上述步驟SI為:輸入激光源先經(jīng)偏振控制器和集成保偏光耦合器進(jìn)入偏振調(diào)制器，在射頻驅(qū)動信號和直流偏置電壓的作用下，完成激光源兩個正交分量的獨立調(diào)制，再經(jīng)過偏振控制器和集成保偏光耦合器等比例一分為二成兩路輸出信號光，其中一路輸出信號經(jīng)集成可調(diào)時延器件和集成反射鏡后成為單次反射信號光，而另一路則成直通輸出信號光。
[0025]所述激光源中心波長在C波段;所述集成保偏光耦合器為對稱光耦合器，功率比為1:1;所述偏振控制器控制激光源所發(fā)射信號光的偏振態(tài)，使其線偏振方向與集成保偏光耦合器的快軸成α角;所述偏振調(diào)制器的快/慢軸與集成保偏光耦合器的快/慢軸保持一致，并在射頻驅(qū)動信號和直流偏置電壓的作用下，對輸入信號光的正交分量進(jìn)行獨立相位調(diào)制，產(chǎn)生單次調(diào)制的信號光;所述射頻驅(qū)動信號主要用來產(chǎn)生模擬電驅(qū)動信號，其頻率可調(diào)范圍寬;所述直流偏置電壓主要用來產(chǎn)生直流電偏置信號，使偏振調(diào)制器工作在零附加相移狀態(tài)Φο = 0;所述集成可調(diào)時延器件用來控制反射信號光的時延相位，并具有衰減ατ可調(diào)的能力;所述集成光反射鏡用來反射輸入光信號，其引起的附加相位和集成可調(diào)時延器件引起的時延相位Φ整體為I
[0026]更近一步地，上述步驟S2的具體為:單次反射信號光經(jīng)過集成可調(diào)時延器件和集成保偏光耦合器后，再次進(jìn)入偏振調(diào)制器，在射頻驅(qū)動信號和直流偏置電壓的作用下，完成單次反射信號光兩個正交分量的獨立相位調(diào)制，產(chǎn)生反向輸出信號光。
[0027]更近一步地，上述步驟S3的具