[发明专利]一种四工作点可调的外调制电光转换系统及方法

说明书

一种四工作点可调的外调制电光转换系统及方法，包括宽带集成铌酸锂电光调制器‑保偏光源器件、保偏光源驱动控制电路、调制器偏压控制电路、RS485通信接口电路，所述宽带集成铌酸锂电光调制器‑保偏光源器件包括铌酸锂电光调制器和保偏光源，其中：保偏光源驱动控制电路控制所述保偏光源的电流和温度，调制器偏压控制电路给所述铌酸锂电光调制器提供稳定的工作电压。该组件具有体积小、重量轻、损耗低、易于布线、幅度和相位稳定性高、抗电磁干扰等优点。

技术领域

本发明涉及一种四工作点可调的外调制电光转换系统及方法，属于光纤通信技术领域。

背景技术

外调制电光转换系统是光纤通信中的一个重要组件，特别是近年来高速光纤传输系统的迅猛发展，人们对带宽的要求也越来越高。外调制电光转换系统是目前高速、长距离的光纤通信系统中必不可少的组件。

在模拟光纤传输系统中，外调制电光转换系统可以用于相控阵列天线系统，微波光子系统，雷达和毫米波上路、下路转换等。以相控阵雷达为例，相控阵天线多达数千甚至上万个天线辐射单元，每一个辐射单元都需要发射和接收信号。发射信号、接收信号和波束控制信号等均需要相应的信号传输和分配网络。常规相控阵天线的信号分配网络由同轴电缆或波导完成，波束控制移相由微波PIN二极管等移相器实现。这些器件体积庞大，重达数吨，温度稳定性差，易受电磁干扰，且带宽有限。其信号分配和传输网络变得十分复杂和庞大，成本很高。若要满足机载预警飞机等相控阵的特殊要求，其难度更大，采用光纤传输和分配网络代替相应的同轴电缆或波导网络，不仅体积和重量大大减小，并且损耗低，易于布线，幅度和相位稳定性高，抗电磁干扰，整个系统成本也会随之降低，有着明显的优势。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种四工作点可调的外调制电光转换系统，该组件集成度高，调制带宽大，传输损耗小，可实现电光调制器在最大点、最小点、Q+点、Q-点四个工作点的稳定偏压控制，满足各种光纤通信的使用要求。

本发明采用的技术方案为：

一种四工作点可调的外调制电光转换系统，包括：宽带集成铌酸锂调制器-保偏光源器件(1)、保偏光源驱动控制电路(2)、调制器偏压控制电路(3)、RS485通信接口电路(4)；

上位机通过RS485通信接口电路(4)发送指令给调制器偏压控制电路(3)，调制器偏压控制电路(3)选择工作点并提供给宽带集成铌酸锂调制器-保偏光源器件(1)，宽带集成铌酸锂调制器-保偏光源器件(1)在保偏光源驱动控制电路(2)和调制器偏压控制电路(3)的控制下，将外部输入的射频信号转化成光信号，并对外输出，并将工作状态信息通过RS485通信接口电路(4)传递给上位机。

进一步的，宽带集成铌酸锂调制器-保偏光源器件(1)包括铌酸锂电光调制器(5)和保偏光源(6)；

保偏光源(6)在保偏光源驱动控制电路(2)的驱动下，产生光信号送入铌酸锂电光调制器(5)中，铌酸锂电光调制器(5)在调制器偏压控制电路(3)的控制下，稳定工作在给定工作点，并将外部输入的射频信号调制到光信号中对外输出。

进一步的，铌酸锂电光调制器输出光功率的强度P与其两端所加的电压Vb的转换关系呈三角函数关系，所述工作点包括：最大点、最小点、+Q点和-Q点；

最大点是指：转换关系曲线中，铌酸锂电光调制器光功率输出最大的点max；

最小点是指：转换关系曲线中，铌酸锂电光调制器光功率输出最小的点min；

Q+点是指：转换关系曲线中，正斜率值最大的点Q+；

Q-点是指：转换关系曲线中，负斜率值的绝对值最大的点Q-。

进一步的，所述保偏光源驱动控制电路(2)包括恒温控制电路(7)和恒功率驱动电路(8)；所述恒温控制电路(7)和恒功率驱动电路(8)控制保偏光源工作在恒温恒流的状态下。