[发明专利]一种高精度光纤干涉仪的光纤相位补偿器

说明书

本发明公开一种高精度光纤干涉仪的光纤相位补偿器，采用等长光纤替代法，即令输入端或输出端光纤干涉仪的测量臂中非公共光纤段长度与盲区光纤长度一致，从而等效测量盲区光纤的相位漂移，实现了业务光信号在光纤链路传输的相位漂移检测误差最小化，从而获得更高的相位补偿精度。实验表明，在等长替代光纤长度误差为1cm时，该段等长替代光纤造成的长期(24h)系统相位漂移检测误差小于10fs，短时间(1s)的系统相位漂移检测误差可以忽略不计。

技术领域

本发明涉及光纤稳相传输技术领域，具体涉及一种高精度光纤干涉仪的光纤相位补偿器。

背景技术

光纤相位补偿器是一种应用于光纤传输射频相参信号的光纤稳相传输设备，其特点将光纤传输链路作为光纤干涉仪的测量臂，获得传输链路的相位漂移，并根据相位漂移检测结果从改变光纤时延上进行相位补偿；业务信号则通过波分复用技术与光纤相位补偿器的探测光信号共同在经过相位补偿的光纤传输链路上传输，从而实现稳相传输。

现有光纤相位补偿器，如申请号为CN201410173968的中国发明“光纤相位补偿器及其使用方法”、申请号为CN201710818733的中国发明专利申请“一种级联光纤相位补偿器和光纤传输系统”，如申请号为CN201810863552的中国发明专利申请“一种基于马赫-曾德尔光纤干涉仪的光纤相位补偿器”等，其均通过在ROF信号发射端和ROF信号接收端之间的设置光纤干涉仪来实现相位漂移检测。虽然这些光纤相位补偿器在100m量级的短光纤上可以实现±λ/4的相位补偿精度(λ为光纤相位补偿器探测光源波长)，在几十千米的长光纤上可以实现小于0.1ps的相位补偿精度。但是现有光纤相位补偿器在进行相位漂移检测时，并没有考虑到信号发射端和信号接收端，以及1×N分发器和单向中继光路等位置会存在检测盲区的问题，而这些检测盲区由于无法进行对应地相位补偿会带来光纤稳相传输的系统误差。虽然这些系统误差对于非精密的系统而言，是属于可连接受的相位噪声，但是对于要求精密的系统而言，却属于不可连接受的相位噪声，特别是在较大温度范围下以及多级级联的积累下，可能造成超出系统容许范围的相位噪声。

发明内容

本发明所要解决的是现有光纤相位补偿器存在相位漂移检测盲区光纤段而使得相位补偿出现误差的问题，提供一种高精度光纤干涉仪的光纤相位补偿器。

为解决上述问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种高精度光纤干涉仪的光纤相位补偿器，该光纤相位补偿器设置在光纤传输链路上，该光纤传输链路包括1个业务信号发射端和1个业务信号接收端；该光纤相位补偿器包括输入端光纤干涉仪、输出端光纤干涉仪、控制电路和相位补偿模块；输入端光纤干涉仪和输出端光纤干涉仪结构相同，均为迈克尔逊干涉仪；每个迈克尔逊干涉仪各由远端波分复用器、远端法拉第磁旋转反射镜、本地波分复用器、本地法拉第磁旋转反射镜、光纤耦合器、2个光电探测器、以及窄线宽激光器组成；其中光纤耦合器至少包括5个端口，其中2个端口位于该光纤耦合器的一侧，另外3个端口位于光纤耦合器的另一侧；输入端光纤干涉仪的远端波分复用器的反射端与业务信号发射端连接；输出端光纤干涉仪的远端波分复用器的反射端与业务信号接收端连接；远端波分复用器的透射端连接远端法拉第磁旋转反射镜；远端波分复用器的公共端与本地波分复用器的公共端连接；本地波分复用器的透射端和本地法拉第磁旋转反射镜分别与光纤耦合器的一侧的2个端口连接；窄线宽激光器和2个光电探测器分别与光纤耦合器的另一侧的3个端口连接；输入端光纤干涉仪的本地波分复用器的反射端与输出端光纤干涉仪的本地波分复用器的反射端连接；输入端光纤干涉仪的2个光电探测器与输出端光纤干涉仪的2个光电探测器连接控制电路的输入端；控制电路的输出端连接相位补偿模块的控制端；相位补偿模块设置在输入端光纤干涉仪和/或输出端光纤干涉仪的远端波分复用器的公共端和本地波分复用器的公共端之间的测量臂内。