[其他]光学外差接收机

说明书

公开一种用于振幅移位键控法、移相键控法、移频键控法和微分移相键控法调制过的信号的具有偏振控制器的光学外差接收机。它包括以差分检测器原理工作的部件（Ｑ、Ｑ′、Ｑ″），以消除发射圆偏振光的本机振荡器（ＬＯ）的散粒噪声，还包括直角相位解调器（Ｄ、Ｄ′、Ｄ″），该解调器除输出有用信号（Ｎ）外，还提供偏振控制信号（Ｓ、Ｓｗ），用该控制信号调节接收光（Ｅｓ）的椭圆度和偏振角，使接收光（Ｅｓ）以４５°或１３５°线性偏振。

本发明涉及光学外差接收机。

在1985年9月12日出版的“电子学通讯”（“Electronics Letters”）第21卷第19期的867至868页上，描述了一个用于振幅移位键控法（ASK）和微分移位键控法（DPSK）调制过的信号的光学外差接收机。一个2×2的光纤耦合器的两个输入口分别接收线偏振光和圆偏振光，这个耦合器的其中一个输出口与偏振选择分束器相连，此分束器输送两束相位正交的光信号，该光信号经独立的光电转换和解调以后，相叠加形成一个有用的信号。为了改进这个接收机的灵敏度，如图1如示，采用一个独立于该接收机的自动偏振控制器。对于这个偏振控制，没有说明具体的实施例和方法。

因此，本发明的目的是详细说明怎样才能在一个光学外差接收机中采用简单的方式实现偏振控制。通过主权利要求中的装置达到这个目的。从属权利要求中包括了进一步的改进和不同的调制方法。

这种新型外差接收机的优点是适宜接收以很高的比特率调制的信号，因为它的中间频率，至少就振幅移位键控法、移相键控法和微分移相键控法调制过的信号来说，与信号带宽相比可以是非常低的。

现在参考附图说明本发明的实施例，其中

图1是用于振幅移位键控法调制过的信号的光学接收机;

图2是用于移相键控法调制过的信号的光学接收机;

图3是用于移频键控法调制过的信号的光学接收机。

如图1所示，这个光学外差接收机具有一个非偏振的、非双折射的耦合器K，K的一个输入口接收来自发射器的光Es，这束光通过了放在耦合器K前面的两个连续的偏振控制元件PW、PE，K的另一个输入口接收来自本机振荡器LO的圆偏振光E_LO。使

Es＝｜Es｜exp（ivt）和E_LO＝｜E_LO｜exp（iwt）。

这里双用复数形式表示的光振荡，其中t表示时间，i是-1的平方根，V和W分别表示光振荡的角频率。

根据所使用的调制方法，Es采用振幅调制（ASK）、频率调制（FSK）或相位调制（PSK、DPSK）。

耦合器K的一个输出口输出有用的光学信号Ek＝｜Ek｜exp（ift），式中f＝v-w，另一个输出口提供信号-Ek，这两个输出信号都具有叠加在其上的本机振荡器LO的散粒噪声作为同相分量。耦合器K的两个输出口与部件Q相连，Q分别提供两个输出信号Qx＝｜Q｜sin ft和Qy＝｜Q｜cos ft，这两个输出信号不再具有叠加在其上的LO散粒噪声了。信号Qx、Qy送入解调器D，D输出解调过的有用信号N，和通过控制器RW和偏振控制元件PW调节光Es的偏振角度的控制信号SW，以及通过控制器RE和偏振控制元件PE调节光Es的椭圆度的控制信号SE。

部件Q含有两个偏振选择分束器P1，P2，信号Ek和-Ek分别输入P1和P2，每个分束器后面都跟随着W1至W4中的两个光电转换器，每个光电转换器的输出都与前端放大器V1至V4中的一个相连。前端放大器V1的输出连接于放大器VX的正相输入，前端放大器V3的输出连接于VX的反相输入。前端放大器V2的输出连接于放大器VY的正相输入，前端放大器V4的输出连接于VY的反相输入。放大器VX输出信号Qx，而放大器VY输出信号Qy。

用于解调振幅移位键控法调制信号的解调器D含有混合器M，M使信号Qx、Qy相乘形成控制信号S_E。D中还包括全波整流器G1和全波整流器G2，信号Qx和Qy分别输入到G1和G2中去。两个全波整流器的输出通过减法器D彼此相减形成控制信号Sw，并通过加法器A彼此相加形成有用信号N。