[发明专利]一种偏振无关相干接收机

说明书

技术领域

本发明涉及光通信技术领域，特别涉及一种偏振无关相干接收机。

背景技术

在光电通信领域，更大的带宽、更长的传输距离、更高的接收灵敏度，永远是光电通信技术的发展目标。相干光检测技术因其在灵敏度上巨大趋势，可以大大延长中继距离，并能有效保证光学载波的带宽优势，极大地提高了通信容量，缓解了传统光通信带宽和功率受限的问题，已经成为未来光通信系统的主要发展方向。

然而，作为相干光通信系统的核心器件，光学相干接收机对相干接收具有非常严苛要求，大大增加了系统的光学和电子器件成本，限制了相干通信技术的大范围应用。偏振敏感就是相干探测的一个固有难点，只有在信号光和本振光的偏振态完全一致时，相干接收机才能获得最大的相干增益而得到良好的接收灵敏度，而在相干通信系统中的实际应用中，因为光学信道在环境的影响下会导致传输的信号光的偏振态发生随机扰动，进一步增加了相干接收机的偏振匹配难度。目前商用上对此采用方案是通过偏振分集技术来实现相干接收机的偏振无关，但大大增加系统的复杂程度，使之应用范围受到限制。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种提升抗传输扰动，降低匹配难度，提高相干增益而获得良好灵敏度的相干接收机。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种偏振无关相干接收机，包括：

本振光源，所述本振光源产生线偏本振光；

本振光调制单元，所述本振光调制单元与所述本振光源相连，调节所述本振光的偏振态，以适应不同偏振态的信号光；

混频器，与所述本振光调制单元相连，接收所述本振光，并将其与信号光进行混频生成混频信号光；

光电转换模块，所述光电转换模块与所述混频器相连，接收所述混频信号光，转换成电信号输出，将所述信号光的偏振信息，转为输出信号的强度信息和相位信息；

其中，所述本振光调制单元包括：偏振分束器、相位调制器以及偏振合束器；

所述偏振分束器接收所述线偏本振光，并将其分成功率相等，偏振态相互垂直的第一线偏光和第二线偏光；

所述相位调制器与所述偏振分束器相连，接收所述第一线偏光并调整其相位，产生第三线偏光；

所述偏振合束器，接收所述第三线偏光和所述第二线偏光，并将二者合束成一束，产生所述调制本振光。

进一步地，所述光电转换模块包括：平衡探测器；所述平衡探测器与所述混频器相连，接收所述混频信号光转换成电信号。

进一步地，所述混频器为90°混频器； 

所述光电转换模块包括：

四个光电探测器PD以及与之对应的四个低通滤波器LPF，所述四个光电探测器PD以及与之对应的四个低通滤波器LPF接收所述90°混频器输出的混频信号光，生成I₁、I₂、Q₁和Q₂四路信号；

其中，所述I₁信号与所述I₂信号相乘，所述Q₁信号与所述Q₂信号相乘；两个乘积叠加，抵消中频部分，获得OOK信号，实现OOK信号的相位无关和频率无关。

进一步地，所述偏振无关相干接收机还包括：强度和相位调制模块； 所述强度和相位调制模块连接在所述本振光源与所述偏振分束器之间，补偿器件损失造成的功率和相位偏差。

进一步地，在所述信号光为线偏信号光的情况下，所述本振光为圆偏本振光，所述第三线偏光与所述第二线偏光的相位差为90°。

进一步地，在以知所述信号光的椭圆率的情况下，通过所述相位调制器调节所述第一线偏光的相位，使所述第三线偏光与所述第二线偏光的相位差为90°，获得椭圆本振光，与所述信号光混频。

进一步地，在所述信号光的偏振态为非线偏光的情况下，在所述相位调制器上施加动态周期性扫描电压，控制所述第三线偏光与所述第二线偏光的相位差在-π～π范围内动态变化，实现相位扫描；

其中，输出信号为单个周期内信号强度的平均值；所述动态电压的周期与所述信号光周期同步或者使所述信号光周期的整数倍。