[发明专利]一种波分复用偏振补偿方法及其装置

权利要求书

1.一种波分复用偏振补偿装置，包括：

共轭参考光模块，用于输出共轭参考光；

密集波分复用器，用于将两束共轭参考光合束到光纤信道上；

电控偏振控制器，用于改变光纤信道上共轭参考光的偏振状态，形成共轭偏振光并输出；

光环形器，用于使从电控偏振控制器输出的共轭偏振光按照规定的端口输出至接收端密集复用器；

密集复用器,用于将从光环形器输出的共轭偏振光进行分离；

偏振检测模块，用于分别检测密集复用器输出的两束共轭偏振光的偏振态；

控制模块，用于根据检测到的偏振态对电控偏振控制器的偏振态进行补偿，使得电控偏振控制器输出的共轭参考光其偏振态在预设的补偿范围内；

其特征在于，所述共轭参考光输出模块包括：一个2*2的保偏偏振分束器、法拉第旋转器；

所述2*2的保偏偏振分束器有两个输入与两个输出口，所述2*2保偏偏振分束器用于接收参考光，其中一路输出与法拉第旋转器相连，从法拉第旋转器输出的参考光与从2*2的保偏偏振分束器另外一个输出端输出的参考光构成共轭参考光。

2.根据权利要求1所述的波分复用偏振补偿装置，其特征在于，所述偏振检测模块包括：

与密集复用器输出端分别连接的两个偏振检测器、与所述两个偏振检测器分别连接的两个复用减法电路，与所述两个复用减法电路分别连接的两个A/D转换模块，所述两个A/D转换模块的输出端与控制模块连接。

3.根据权利要求2所述的波分复用偏振补偿装置，其特征在于，所述控制模块的补偿方法包括以下步骤：

步骤1:控制模块接收到所述两个A/D转换模块转化的信号后，根据公式V1＝a*AD1+b；V2＝a*AD2+b，获取不同A/D信号对应的电压值，其中，A/D转换模块1对应的电压值为V10,V11,V12,V13；A/D转换模块2对应的电压值为V20,V21,V22,V23；

步骤2:根据所述A/D信号对应的电压值以及所述偏振检测模块给出的不同波长所对应M矩阵，计算当前电压值所对应的斯托克斯参量值S10、S11，S20、S22；计算公式为：M*V；

步骤3:将所述斯托克斯参量值进行归一化处理，处理方式为：

SS1＝S11/S10、SS2＝S22/S20；

步骤4:计算当前归一化斯托克斯参量与目标斯托克斯参量sst1、sst2之间的差值E11＝sst1-SS1,E22＝sst2-SS2；并且应用上述两个差值的和E＝E11+E22，将差值和与所设范围Ethr进行比较，超出范围则进行补偿；

步骤5:在进行补偿时，首先将计算得到的E值保存在E1中，之后控制模块在电控偏振控制器上加抖动电压D，即V_i＝V_i+D，控制电动偏振控制器发生轻微抖，之后再通过上述步骤计算出偏差E值，将此值保存在E2中，然后计算梯度值grad＝E2-E1，之后再根据计算公式V_i＝r(V_i-D)+τ×(E2-E1)得到更新后的电压值，控制电动偏振控制器，直到将偏振态补偿到合适的范围；

步骤6:重复步骤1到步骤5，保证偏振态在所设置的范围之内。

4.一种波分复用偏振补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1:将参考光发射模块发送的波长不同的两束参考光经过共轭参考光模块输出两束共轭参考光，该两束共轭参考光先后经过密集波分复用器、电控偏振控制器、光环形器、密集复用器解复用后，通过偏振检测模块分别检测两束共轭偏振光的偏振态；

步骤S2:所述偏振检测模块将检测到的偏振信息输出为四路模拟电压信号，此四路电压信号经过复用减法电路、再分别经过A/D转换模块1、A/D转换模块2，之后将数字信息发送给控制模块FPGA，控制模块FPGA同步读取A/D转换模块1、A/D转换模块2的数据信号；

步骤S3:控制模块FPGA接收到A/D信号后，根据公式V1＝a*AD1+b；V2＝a*AD2+b，获取不同A/D信号对应的电压值，其中，A/D转换模块1对应的电压值为V10,V11,V12,V13；A/D转换模块2对应的电压值为V20,V21,V22,V23；

步骤S4:根据所述A/D信号对应的电压值以及所述偏振检测模块给出的不同波长所对应M矩阵，计算当前电压值所对应的斯托克斯参量值S10、S11，S20、S22；计算公式为：M*V；

步骤S5:将所述斯托克斯参量值进行归一化处理，处理方式为：

SS1＝S11/S10、SS2＝S22/S20；

步骤S6:计算当前归一化斯托克斯参量与目标斯托克斯参量sst1、sst2之间的差值E11＝sst1-SS1,E22＝sst2-SS2；并且应用上述两个差值的和E＝E11+E22，将差值和与所设范围Ethr进行比较，超出范围则进行补偿；

步骤S7:在进行补偿时，首先将计算得到的E值保存在E1中，之后控制模块FPGA在电控偏振控制器上加抖动电压D，即V_i＝V_i+D，控制电动偏振控制器发生轻微抖，之后再通过上述步骤计算出偏差E值，将此值保存在E2中，然后计算梯度值grad＝E2-E1，之后再根据计算公式V_i＝r(V_i-D)+τ×(E2-E1)得到更新后的电压值，控制电动偏振控制器，直到将偏振态补偿到合适的范围；

步骤S8:重复S1到S7的步骤，保证偏振态在所设置的范围之内。