[发明专利]一种自动偏振均衡的光相干接收方法

说明书

本发明涉及一种自动偏振均衡的光相干接收装置，包括第一耦合器、第二耦合器、第三耦合器、声光调制器、光纤放大器、环形器、偏振光分束器、探测器、控制器和电控偏振控制器；第一耦合器与声光调制器以及电控偏振控制器连接，声光调制器与光纤放大器连接；第三耦合器与电控偏振控制器连接；控制器与所述探测器连接，电控偏振控制器与所述控制器连接。本发明提供的自动偏振均衡的光相干接收装置通过对分布式传感光纤中后向散射回来的光信号强度进行统计分析，使用电控偏振控制器对本振光信号偏振态自动调节补偿，实现了偏振分极接收两路光信号能量的均衡，该处理过程对光信号的影响小，设备简单而效果良好，成本较低。

技术领域

本发明涉及光纤通信技术领域，特别是涉及一种自动偏振均衡的光相干接收装置。

背景技术

分布式光纤传感系统原理是同时利用光纤作为传感敏感元件和传输信号介质，采用先进的OTDR技术，能够实现对光纤沿线不同位置处的温度和应变等多种参量的测量，在建筑养护、健康监测、地质勘探、周界安全防护等领域有着广泛的应用和良好的前景。其中采用相干分集接收的传感装置能够有效克服光纤中后向散射光信号的偏振随机效应，然而两个偏振方向上本振光能量的不均衡降低了该方案的有效性。为克服该问题，现有方案多采用基于全保偏光纤的解决思路，但这对光源输入光的偏振态提出了更高的要求，成本昂贵且复杂。

发明内容

基于此，有必要针对上述提到的至少一个问题，提供一种自动偏振均衡的光相干接收装置及方法。

一种自动偏振均衡的光相干接收装置，包括第一耦合器、第二耦合器、第三耦合器、声光调制器、光纤放大器、环形器、偏振光分束器、探测器、控制器和电控偏振控制器；所述第一耦合器与声光调制器以及电控偏振控制器连接，所述声光调制器与所述光纤放大器连接，所述光纤放大器与所述环形器连接；所述环形器与所述偏振光分束器连接，所述偏振光分束器还与所述第二耦合器连接；所述第二耦合器还与所述第三耦合器以及所述探测器连接，所述探测器用于将光信号转换为电信号；所述第三耦合器与所述电控偏振控制器连接；所述控制器与所述探测器连接，所述电控偏振控制器与所述控制器连接，所述控制器用于分析光信号，控制所述电控偏振控制器。

作为一个优选的方案，所述环形器上还连接有传感光纤；所述环形器包括有第一端口、第二端口和第三端口，所述第一端口与所述光纤放大器连接，所述传感光纤连接所述第二端口与所述第三端口。

作为一个优选的方案，还包括模数转换器，所述模数转换器连接所述探测器与所述控制器，用于将模拟电信号转换为数字电信号。

作为一个优选的方案，所述光纤放大器采用掺铒光纤放大器。

一种自动偏振均衡的光相干接收方法，采用如上述的自动偏振均衡的光相干接收装置，执行下列步骤：

采用所述第一耦合器将光信号分为本振光和发射光；

将所述发射光处理为X偏振态与Y偏振态后进入所述第二耦合器，同时将所述本振光输入所述第二耦合器，经所述第二耦合器后分别形成两路探测光信号；

对所述探测光信号经所述电控偏振控制器处理后获得并接收到偏振均衡的后向光信号。

在其中一个实施例中，所述对所述耦合光信号经所述电控偏振控制器处理的具体步骤包括：

统计所述两路探测光信号的散射均方根值，获取两路探测光信号中的偏振态的能量差值；

所述控制器判断到所述能量差值符合预定能量差值范围，接收所述偏振均衡光信号。

进一步的，所述控制器判断到所述能量差值超过所述预定能量差值范围，将所述后向光信号输入所述电控偏振控制器以调整偏振态。

在其中一个实施例中，所述第二耦合器和所述探测器均分别包括两个输入端口和两个输出端口。