[发明专利]光发射机IQ调制器偏置控制方法

说明书

本发明公开了一种光发射机IQ调制器偏置控制方法，其利用两路正交、幅度可控的微扰信号分别调制IQ调制器的上下两臂，控制过程如下：利用分光器分出IQ调制器输出光信号的5％‑10％，经光电探测器转化成电信号，采样后送入数据处理单元进行谐波提取；首先使两路正交微扰信号幅度相同，利用二次谐波分量使IQ调制器MZM3的直流偏置处于最佳；然后利用一次谐波分量同步调节MZM1和MZM2的直流偏置，使MZM1和MZM2的偏置处于最佳点附近；最终利用二次谐波分量使MZM1和MZM2的偏置点处于最佳位置。本发明利用较简单的控制结构和和算法便可以实现IQ调制器偏置点的精确控制。

技术领域

本发明涉及光通信领域，尤其涉及光发射机中IQ调制器偏置控制方法。

背景技术

随着通信速率的不算提升，高阶调制格式如QPSK(Quadrature Phase ShiftKeying)、QAM(QuadratureAmplitude Modulation)等由于具有更高的频谱效率，是目前和未来高速激光通信调制技术研究的重点。铌酸锂材料具有良好的光电特性，基于铌酸锂材料制成的MZ调制器(Mach-Zenhder Modulator)具有良好的调制效果。IQ调制器可以看作是由三个MZ调制器组成的(如图1)，可以实现光信号的高阶调制。但是铌酸锂材料的光电特性容易受周围环境及自身结构缺陷的影响，导致其偏置点漂移，使输出的光信号恶化，严重影响通信效果。因此，需要对IQ调制器的三个偏置点进行精确控制。

目前已有的IQ调制器偏置控制方法大多是从MZ调制器偏置控制方法中演变来的。对于单个的MZ调制器，可以利用微扰信号法(导频法)或基于输出光信号统计特性(如光功率)的方法来实现偏置控制。

对于IQ调制器或由多个MZ调制器组成的调制系统，可以利用时分复用的方式对每个MZ调制器分别进行偏置控制，但这样需要频繁的变换扰动信号的调制对象，或需要多个微扰信号发生器。利用两个频率不同的微扰信号去分别调制IQ调制器的上下两路子MZ调制器的方法同样需要两个微扰信号发生器，且由于微扰信号频率不同，会导致后续处理模块更复杂。利用两个同频正交微扰信号去分别调制上下两路子MZ调制器的方法只需要一个微扰信号发生器，且不需要反复切换微扰信号的调制对象，系统实现更简单。目前的控制流程是先调节MZM1和MZM2的偏置电压使输出光功率最小，此时MZM1和MZM2的偏置点被控制在NULL点附近；然后利用输出信号的二次谐波分量控制MZM3的偏置点在最佳位置；最后利用输出信号的一次谐波分量进一步控制MZM1和MZM2的偏置点。

基于微扰信号的偏置控制方法，为了不影响调制信息的正确解调，加入的扰动信号的幅值比调制信号小很多。由于三次以上的谐波分量很弱，一般采用一次谐波、二次谐波或两者的比值来对某一个偏置点进行反馈控制。但是由于在最佳偏置点附近，所选取的参考量可能对偏置电压的漂移不敏感，因此仅依靠微扰信号的一次谐波分量、二次谐波分量和两者比值中的某一个参量并不能实现偏置点的精确控制。通过使输出光功率最小的方法只能应用于NULL偏置点的控制，对正交偏置点不适用。

发明内容

本发明的目的在于针对上述背景技术中的不足提供一种结构简单、可以快速实现IQ调制器偏置点精确控制的方法，该方法只需一个微扰信号发生器，可以实现IQ调制器任意偏置点的精确控制。

本发明采用的技术方案为：

本发明提供的光发射机IQ调制器偏置控制方法，其实现包括以下步骤：

(1)利用两个幅度可控、彼此正交的微扰信号分别调制IQ调制器的上下两个子调制器MZM1和MZM2，分离出5％-10％的输出光信号并转化为电信号，将电信号进行离散采样并计算微扰信号的一次和二次谐波分量；

(2)调节MZM3的偏置电压使二次谐波分量为0，此时MZM3的偏置处于最佳；

(3)同步调节MZM1和MZM2的偏置电压使一次谐波分量最大或最小，同时将MZM1和MZM2的偏置点处于最佳点附近；