[发明专利]基于半导体光放大器的偏振编码方法及装置

摘要

一种基于半导体光放大器(SOA)的偏振编码(PE)方法及装置，该方法使用SOA进行偏振旋转，并采用三种方法实现功率均衡的偏振编码：其一，采用电控方式编码，通过单路衰减实现功率均衡；其二，采用光电同步控制方式实现功率均衡的偏振编码；其三，采用光控方式编码，通过单路衰减实现功率均衡。基于这三种编码控制方法采用正交偏振编码方法实现三种相应的偏振编码器，在正交偏振编码方法中，S偏振态表示逻辑“0”，P偏振态表示逻辑“1”，并且两正交偏振光脉冲功率相同。根据本发明实现的偏振编码器编码速度比常规偏振编码器快很多，而且结构简单，操作方便，实用性强。

主权项

1.一种基于半导体光放大器的偏振编码方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤1  依据SOA的偏振旋转原理，利用SOA的偏振相关特性实现输出光的正交偏振旋转；所述正交偏振旋转用于实现正交偏振态的输出，其正交偏振态的S偏振态表示逻辑“0”，P偏振态表示逻辑“1”；S偏振态表示的逻辑“0”与P偏振态表示的逻辑“1”的光脉冲功率相同；所述偏振旋转原理包括：其一，将SOA看作一个光学系统，输出偏振态与输入偏振态的关系利用斯托克斯矢量和密勒矩阵M描述，即S→out=MS→in]]>；所述密勒矩阵M是一个与模式增益相关的4×4矩阵，其模型方程描述如下：M=MA·MR·MP=]]>G·1000010000cosθsinθ00-sinθcosθ·1cos2α00cos2α10000sin2α0000sin2α---(1)]]>其中，M_P代表部分线性偏振器，M_R为双折射波片，M_A为偏振无关放大器；该模型方程表明光信号经过SOA所发生的物理过程可以等效为：首先，光信号经过一个具有α角的部分线偏振器；然后，通过一个延迟量为θ的双折射波片，光信号的偏振矢量绕S₁轴旋转θ；最后，由偏振无关的放大器放大G倍完成整个过程；其二，实现正交偏振态输出，使两输出偏振矢量在Poincaré球的同一大圆上，即经过PLP的光信号其偏振态必须在S₂-S₃平面上，故输入光信号须满足：cos2α＝-s₁/s₀                 (2)其中，s₁、s₀为输入光偏振矢量的Stokes分量；其三，由偏振态正交条件知，双折射波片对两个待编码信号的延迟量θ须满足：Δθ＝θ₂-θ₁＝π                  (3)在满足方程(2)的条件下，通过增加SOA的偏置电流或控制光的功率，可使输出光的偏振态产生180°(π)旋转，即符合方程(3)的要求；步骤2  应用三种功率均衡单元(PEU)进行功率调整，相应地通过三种方式来实现功率均衡的偏振编码：其一，采用电控偏振编码方式，通过单路衰减实现功率均衡；其二，采用光电同步控制偏振编码方式实现功率均衡；其三，采用光控偏振编码方式，通过单路衰减实现功率均衡。