[发明专利]在光纤传输中压缩低频相位噪声的方法

摘要

本发明涉及相位噪声压缩技术，具体是一种精确消除光纤传输中低频相位噪声的方法。本发明解决了现有的不同频段的噪声对反馈回路的贡献不同引起的不能精确消除相位噪声的问题，利用低通滤波器提取出相位噪声中的低频部分进行反馈，有效压缩低频相位噪声。通过对噪声信号进行比例积分微分处理后反馈给声光调制器，通过声光调制器对光束移频调节相位，最终实现低频相位噪声的精密压缩。本发明有效地解决了现有的补偿方法不能有效消除低频相位噪声的问题，适用于量子密钥分发、相干测量等光纤传输系统的相位噪声处理。

主权项

一种在光纤传输中压缩低频相位噪声的方法，其特征在于：包括如下步骤：（1）、以激光器为光源发出的光依次经光纤隔离器FOI和光纤衰减器FOA后分为参考光和信号光两束光；所述激光器发出的光源相位是φ_ref；（2）、初始相位为φ_ref的信号光经声光调制器AOM₁移频后相位变为φ_ref+φ₁，所述声光调制器AOM₁的驱动频率信号由压控振荡器VCO提供，该信号光经过长距离光纤向远端传输信息的传输过程中会携带引入的相位噪声，设定相位噪声的相位为φ_n，该信号光的相位变为φ_ref+φ₁+φ_n； （3）、初始相位为φ_ref的参考光经声光调制器AOM₂移频后相位变为φ_ref+φ₂，所述声光调制器AOM₂的驱动频率信号是由射频信号发生器RF提供的标准正弦信号；（4）、相位为φ_ref+φ₁+φ_n的信号光和相位为φ_ref+φ₂的参考光一起进入光电探测器PD拍频，在光电探测器PD的交流输出端得到两束光的光差频信号，所述光差频信号的相位为φ₂‑φ₁‑φ_n；（5）、压控振荡器VCO和射频信号发生器RF提供的两个驱动频率信号依次经过混频器和低通滤波器LPF₁后得到驱动频率差频信号，所述驱动频率差频信号的相位为φ₂‑φ₁；（6）、光差频信号和驱动频率差频信号依次通过混频器和低通滤波器LPF₂后得到信号光所携带引入的相位噪声，得到该相位噪声的相位φ_n；（7）、步骤（6）得到的噪声信号分为两路，一路传输至数字示波器进行快速傅里叶变换FFT显示频谱，另一路依次通过比例积分微分控制器PID和加法器后输入压控振荡器VCO；（8）、调节不同的比例积分微分控制器PID参数，通过压控振荡器VCO反馈给声光调制器AOM₁，实时调节声光调制器AOM₁的驱动频率信号，进而补偿相位噪声使得数字示波器进行快速傅里叶变换FFT的值最小，接近本底噪声即可。