[发明专利]可调多阶偏振模色散仿真器

说明书

技术领域

本发明涉及在光纤通信领域内对偏振模色散的仿真与补偿。

背景技术

对高性能的光纤通信系统来讲，当传输的速率超过10-Gb/s时，光纤本身及传输链路中元器件所具有的偏振模色散(Polarization ModeDispersion，PMD)所引起的恶化效应成为系统的主要问题。一般来讲，偏振模色散是由于光纤的纤芯本身不是理想的圆形，从而导致当光信号沿着光纤传输时，两个偏振分量所传输的速度不同。在经过一段距离后，两个偏振分量之间产生相对的延迟。这种一阶的偏振模色散效应称之为微分群时延(Differential Group Delay)。另一方面，由于其它的因素导致高阶偏振模色散效应的产生，会进一步恶化信号。对二阶偏振模色散(Second-order PMD，SOPMD)的简单理解可以认为是跟波长相关的微分群时延导致产生。

由于偏振模色散的重要性，不仅需要对它进行补偿的研究，而且需要在实际实验中进行仿真。仿真的必要性主要是因为带有大的偏振模色散值的光纤都已经铺设在实际系统中了，而且实验中不可能长时间等待光纤本身的状态发生快速变化来模拟偏振模色散。因此，提供偏振模色散的仿真与补偿装置具有非常重要的实用意义。

目前偏振模色散仿真器(一般来讲，仿真器也大都可以用作补偿器用，因此，我们主要讨论仿真器)包括几种结构：采用双折射晶体和磁光开关实现可调的一阶PMD仿真(L.-S.Yan，et al，“Programmable groupdelay module using binary polarization switching，”J.Lightwave Technol.，vol.21，no.7，2003)；采用多段保偏光纤配以中间偏振控制器耦合的多阶PMD仿真(R.Khosravani，et al，“Time and frequency domaincharacteristics of polarization-mode dispersion emulators，”IEEE Photon.Technol.Lett.，vol.13，no.2，2001)；采用多段固定耦合的保偏光纤上微加热器改变相位达到PMD仿真(M.C.Hauer，et al，“Electricallycontrollable all-fiber PMD emulator using a compact array of thin-filmmicroheaters，”J.Lightw.Technol.，vol.22，no.4，2004)；采用高精度相位控制产生PMD(J.N.Damask，et al，“Demonstration of a coherent PMDsource，”IEEE Photon.Technol.Lett.，vol.15，no.11，2003)；以及采用多个可调一阶DGD仿真器组成高阶可调的PMD仿真器(L.-S.Yan，et al，“Polarization-mode-dispersion emulator using variable differential groupdelay(DGD)elements and its use for experimental importance sampling，”J.Lightwave Technol.，vol.22，no.3，2004)。

以上结构采用双折射元件与偏振控制器或单个偏振旋转器的方式，存在的问题包括：或者不适于作补偿器；或者速度太慢；或者没有可调性；或者重复性不好。如前面提到的(L.-S.Yan，C.Yeh，G.Yang，L.Lin，Z.Chen，Y.Q.Shi，A.E.Willner，and X.Steve Yao，“Programmable groupdelay module using binary polarization switching，”J.Lightwave Technol.，vol.21，no.7，2003)单个偏振旋转器采用的是90°旋转角度，因此，改变偏振旋转器的状态(0°或90°旋转)可以使得双折射晶体之间的相互关系或者相加(PMD增大)或者相消(PMD减小)，从而使得输出的是可调的一阶偏振模色散(也就是DGD)，不存在二阶效应。

发明内容

鉴于现有技术的以上缺点，本发明的目的是设计一种可调的多阶偏振模色散仿真器或补偿器，以下叙述如无特殊情况，我们称之为仿真器。本发明的目的是通过如下的手段实现的：