[发明专利]基于偏振调制的线性光调制方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于光纤通信技术领域，具体涉及光调制器技术，更具体地涉及一 种基于偏振调制的线性光调制方法及装置。

背景技术

光纤通信系统是以光为载波，利用光导纤维作为传输媒介，通过光电变换， 用光来传输信息的通信系统。光纤通信作为信息化的主要技术支柱之一，其通 信网络已遍布全球，成为互联网和全球信息通信的基础。但是，随着各种数据 业务的急速增长，尤其是在下一代互联网、物联网、智慧城市等为代表的大数 据时代，各种信息业务流量需求促使光纤通信系统必须及时快速地更新传输速 率和容量。目前，采用高级调制技术和多维复用技术是光纤通信系统广泛研究 的关键技术。对于高级调制技术来说，性能优异的光调制器可以有效地提高调 制效率和提升系统传输性能。因此，性能优异的光调制器对于光纤通信系统的 性能提升具有重要的研究意义和实际价值。

高级调制技术对光调制器的要求很高，其要求光调制器具备低光学损耗、 高数模转换分辨率以及弱非线性损伤等等，而目前绝大部分光调制器都是基于 强度的非线性调制，很难满足多维高阶调制技术的要求。

因此，急需寻找一种新的光调制器技术来满足下一代超大容量光纤通信系 统的实验工作和实际运行的需要。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明人经过长期研究，提出一种基于偏振调制的 线性光调制方法及装置，其能够在保证传输系统误码率性能的前提下大幅提高 光发射机的效率，即具备低光学损耗、高数模转换分辨率以及弱非线性损伤特 点，同时具有更宽的调制带宽。

依据本发明的第一方面，提供一种基于偏振调制的线性光调制方法，其特 征在于，包括以下步骤：

S1.激光源发射的光信号经过偏振调制系统之后产生单次调制输出信号光， 并一分为二成单次反射信号光和直通输出信号光；

S2.单次反射信号光反向再次进入偏振调制系统产生反向输出信号光；

S3.直通输出信号光与反向输出信号光一起在集成检偏器的作用下，完成输 入信号光的光场线性调制。

其中，步骤S1具体为：输入激光源先经偏振控制器和集成保偏光耦合器进 入偏振调制器，在射频驱动信号和直流偏置电压的作用下，完成激光源两个正 交分量的独立调制，再经过集成保偏光耦合器等比例一分为二成两路输出信号 光，其中一路输出信号经集成可调时延器件和集成反射镜后成为单次反射信号 光，而另一路则成直通输出信号光。

其中，步骤S2具体为：单次反射信号光经过集成可调时延器件和集成保偏 光耦合器后，再次进入偏振调制器，在射频驱动信号和直流偏置电压的作用下， 完成单次反射信号光两个正交分量的再次独立相位调制，产生反向输出信号光。

其中，步骤S3具体为：直通输出信号光经保偏环路与反向输出信号光按合 适的耦合比例经过不对称集成保偏光耦合器之后，在集成检偏器的作用下，完 成激光源的光场线性调制，产生光场线性调制的输出光信号，通过光谱仪可对 输出信号光进行接收探测。

依据本发明的第二方面，提供一种实现上述方法的基于偏振调制的线性光 调制装置，其特征在于包括：偏振控制器、偏振调制器、集成可调延时器件和 集成光反射镜，所述偏振控制器可以调节输入信号光的偏振态，使其偏振方向 与偏振调制器的快轴成α角；所述偏振调制器主要完成输入光信号的两个正交偏 振分量的独立相位调制；所述集成可调延时器件主要完成单次反射信号光的相 位延时以及反射功率的适度可调；所述集成光反射镜主要完成单次反射信号光 的反射；所述集成检偏器主要通过在特定偏振方向对输入信号光进行正交分解， 用来完成单次反射信号光和直通信号光的相干叠加，实现对输入信号光的光场 线性调制。

进一步地，所述装置还包括激光源、集成保偏光耦合器、射频驱动信号、 直流偏置电压和光谱仪，所述激光源主要用来提供输入光信号；所述集成保偏 光耦合器用来完成输入光信号的耦合与等比例分离，并保持偏振态不变；所述 射频驱动信号用于偏振调制器进行相位调制的模拟调制信号；所述直流偏置电 压主要用来控制偏振调制器的工作状态，使其工作在无啁啾调制状态；所述光 谱仪主要用于实验观察线性调制的输出信号光。