[發明專利]提高光性能監測儀波長分辨率的方法

有效

• 申請號: 02115661.1
• 申請日: 2002-03-29
• 公開（公告）號: CN1373350A
• 公開（公告）日: 2002-10-09
• 發明（設計）人: 胡強高;陳曉虎;馬琨;肖清明
• 申請（專利權）人: 武漢光迅科技有限責任公司
• 主分類號: G01J3/18
• 分類號: G01J3/18;G01J3/28
• 代理公司: 武漢開元專利代理有限責任公司
• 代理人: 劉志菊

?????????????????????技術領域

本發明涉及一種提高光性能監控儀波長分辨率的方法，特別是提高基于光柵和陣列探測器的光性能監控儀(OPM)波長分辨率的方法。

?????????????????????背景技術

高速大容量密集波分復用系統及全光網絡已經開始廣泛的應用，為保證信息穩定、可靠的傳輸，需要使用光性能監控儀在光傳輸層實時監控光信號的性能(光信號的性能包括三個指標：功率、波長、光信噪比)。這種應用對光性能監控儀提出了很高的要求：既要具有與實驗室使用的光譜分析儀相比擬的光譜分析能力，又要具有高速檢測及報告故障的能力(典型的測量及報告時間在毫秒量級，而且要小于光網絡自動保護的50ms時間)，同時光性能監控儀也要適用于現場的安裝使用，又要求其盡可能小的校準及再校準需求。為滿足對光性能監控儀的各項要求，大部分的光性能監控儀采用光柵加高分辨率陣列探測器的結構。這種結構的光性能監控儀具有體積小、結構緊湊、高速測量的優點而且由于沒有需要移動的部件，校準后幾乎不需要再校準。經過算法處理后的這種光性能監控儀在測量光功率和光信噪比的能力方面能夠與實驗室使用的光譜分析儀相比擬。但是這種結構的光性能監控儀依靠陣列探測器像素的尺寸和總象素的個數來提供波長的測量和分辨能力。受單個象素尺寸和總象素數目的限制，波長分辨率不能滿足高性能的光性能監控儀的要求。例如，用象素線寬25um、總數512象素的陣列探測器監控C波段32nm的光譜范圍內光信號的光性能監控儀，其波長分辨率為每象素0.0625nm，經過處理后，波長分辨率剛剛滿足50GHz的光性能監控的要求，而對于較寬的光譜范圍甚至更寬的C+L段的光譜范圍，則無法提供要求的波長分辨率。為了提高波長分辨率，目前采用的方法是減小單個象素的尺寸，同時增加象素總數。目前單個象素尺寸最小在25um，通常是采用增加象素總數的辦法來增加波長分辨率，這會導致整個器件的尺寸增大和成本的巨大耗費。

??????????????????????發明內容

本發明的目的是提供一種提高波長分辨率的簡單易行的方法。這種方法在保持象素的尺寸及總象素的數目不變的同時，能成倍的提高光性能監控儀(OPM)的波長分辨率。

本發明的技術方案是：通過光輸入端口輸入光信號，通過色散部分的分光元件組將光信號的光譜空間分布在陣列探測平面上，通過數據處理部分對測量數據進行分析和處理，其特征是將光信號空間分布的光譜在探測平面上依次平移一段距離，使同一像素能測量不同的波長值。

所述的提高基于光柵和陣列探測器的光性能監控儀波長分辨率的方法之一是光輸入端口采用具有路選功能的光開關，光開關的N個輸出端口與色散部分的N個輸入端口相連，光開關依次選通N個輸入端口，把光信號依次輸入到色散部分的N個輸入端口中，通過控制相鄰光信號輸入端口的夾角，來控制輸入光信號的整個光譜在探測平面上平移一段距離，使同一像素能測量不同的波長值。

所述的提高基于光柵和陣列探測器的光性能監控儀波長分辨率的方法之二是通過等間隔的轉動分光元件組中的光柵的角度，控制整個光譜在探測平面上平移相應的一段距離，使同一像素能測量不同的波長值。

所述的提高基于光柵和陣列探測器的光性能監控儀波長分辨率的方法之三是等間隔的移動陣列探測器，使同一像素能測量不同的波長值。

所述的提高基于光柵和陣列探測器的光性能監控儀波長分辨率的方法之四是等間隔的改變入射角的方向，控制整個光譜在探測平面上平移相應的一段距離，使同一像素能測量不同的波長值。

所述的提高基于光柵和陣列探測器的光性能監控儀波長分辨率的方法，其特征是將光信號空間分布的光譜在探測平面上依次平移2-7次，使同一像素能測量2-7個不同的波長值。

當選用光開關時，選用2-7個輸出端口的光開關與色散部分的2-7個輸入端口相連，光開關依次選通2-7個輸入端口。

所述的提高基于光柵和陣列探測器的光性能監控儀波長分辨率的方法，其中將光信號空間分布的光譜在探測平面上依次平移的距離是象素線寬的N分之一。

???????????????????????附圖說明