[发明专利]一种基于温漂补偿的偏置工作点自动控制系统

说明书

本发明公开了一种基于温漂补偿的偏置工作点自动控制系统，通过反馈环路模块监测记录调制器输出光功率的大小，计算输出光功率和最大输出光功率的比值作为初始温度下的偏置工作点的衡量值以及监测导频信号的基波和二次谐波分量大小，计算求得调制器偏置相位系数，每一个功率比值对应的一个相位系数，并将此时的相位系数作为直流偏置相位系数标准值，完成调制器偏置工作点的初始化工作，并关闭导频信号；温度监测模块检测调制器的实时温度，当温度变化时，发送控制信号至反馈环路模块；反馈环路模块接收控制信号，启用导频法修正工作点，不断调整偏置电压，直至标准值漂移趋近于零，实现了任意偏置工作点的稳定，并且基本不受温度变化的影响。

技术领域

本发明涉及调制器控制技术领域，尤其涉及一种基于温漂补偿的偏置工作点自动控制系统。

背景技术

微波光子链路在雷达系统、射频光纤传输、微波信号产生、光纤传感等领域都有重要的应用，其中射频光纤传输(ROF)是一种将射频信号调制到光载波，利用光纤进行传输的技术，相比于同轴电缆传输，ROF具有重量轻、损耗低、速率高、容量大的优势。一种基本的基于外调制器的ROF链路由激光器、外调制器、光电探测器构成，其中外调制器是一种实现电光变换的重要器件，相比于将射频信号直接加载到激光器来实现电光变换的直接调制方式，外调制方式具有低啁啾噪声和高动态范围等优点。在已有的大量研究中，基于LiNbO3的马赫曾德尔强度调制器(MZM)被广泛应用，以实现抑制链路非线性分量、降低链路噪声系数、提高信号的布里渊散射功率阈值等效果。但在实际工程应用中，马赫曾德尔调制器的工作点容易受环境变化的影响，如温度、压力、机械振动会导致调制器工作点的偏移，导致链路性能恶化。现有稳定MZM工作点的方法主要有导频法和光功率控制法，而导频法无法实现任意工作点的稳定且导频会在载波附近带来交调，影响信号的相位纯度。光功率控制法受温度变化影响控制精度不高，因此现存的两种方法难以满足高精度的任意偏置工作点的稳定需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于温漂补偿的偏置工作点自动控制系统，旨在实现任意偏置工作点的稳定，并且基本不受温度变化的影响。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于温漂补偿的偏置工作点自动控制系统，包括激光器、调制器、耦合光分路器、第一探测器、第二探测器、反馈环路模块和温度监测模块，所述激光器与所述调制器的光输入端连接，所述耦合光分路器与所述调制器的光输出端连接，所述第一探测器和所述第二探测器均与所述耦合光分路器连接，所述反馈环路模块与所述第二探测器连接，所述温度监测模块与所述调制器连接；

所述激光器，用于发射激光信号；

所述调制器，用于将射频信号加载到所述激光器上进行电光变换调制；

所述耦合光分路器，用于将所述调制器输出的光电信号分为第一路光信号和第二路光信号；

所述第一探测器，用于接收第一路光电信号，输出解调的射频信号；

所述第二探测器，用于接收第二路光电信号，输出至所述反馈环路模块调整偏置电压；

所述反馈环路模块，用于通过监测、记录所述调制器输出光功率的大小，计算输出光功率和目标输出光功率的比值作为初始温度下的偏置工作点的衡量值，其中，所述目标输出光功率为输出光功率降序排列在前的第一输出光功率；还用于通过监测导频信号的基波和二次谐波分量大小，计算求得所述调制器偏置相位系数，每一个比值对应的相位系数，并将此时的相位系数作为直流偏置相位系数标准值，完成所述调制器偏置工作点的初始化工作，并关闭导频信号；

所述温度监测模块，用于检测所述调制器的实时温度，当温度变化时，发送控制信号至所述反馈环路模块；

所述反馈环路模块，还用于接收控制信号，启用导频法修正工作点，不断调整偏置电压，直至标准值漂移趋近于零。

其中，所述反馈环路模块包括分路器，所述分路器与所述第二探测器连接，用于输出监控信号和滤波信号。