[發(fā)明專利]基于組合波片偏振調(diào)節(jié)的快速偏振控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110450045.5
• 申請(qǐng)日: 2011-12-29
• 公開（公告）號(hào): CN102571197A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 樊鶴紅;孫小菡
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號(hào): H04B10/08
• 分類號(hào): H04B10/08;G02B26/06
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 許方

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光通信技術(shù)領(lǐng)域，涉及光信號(hào)的偏振態(tài)控制和帶內(nèi)OSNR檢測(cè)等技術(shù)。

背景技術(shù)

隨著光網(wǎng)絡(luò)信號(hào)傳輸速率的提高，與偏振相關(guān)的傳輸損傷對(duì)系統(tǒng)性能的影響變得越來(lái)越顯著，因此光信號(hào)的偏振控制對(duì)保證系統(tǒng)傳輸性能很重要。同時(shí)，隨著WDM復(fù)用密度的增加及系統(tǒng)碼速的提高，對(duì)光傳輸信道性能的監(jiān)測(cè)，如WDM系統(tǒng)帶內(nèi)OSNR和誤碼率的監(jiān)測(cè)，變得越來(lái)越困難，而基于偏振控制的帶內(nèi)OSNR性能檢測(cè)也成為高速系統(tǒng)信號(hào)性能檢測(cè)等的一種重要手段。

就光信號(hào)的偏振控制而言，現(xiàn)有的偏振控制通常采用對(duì)多個(gè)偏振調(diào)節(jié)單元的單獨(dú)分立調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)對(duì)偏振態(tài)的控制，其中偏振狀態(tài)遍歷的方法是最為常見(jiàn)的，控制過(guò)程比較復(fù)雜，其偏振控制的時(shí)間與偏振調(diào)節(jié)精度的n次方(n為偏振調(diào)節(jié)單元的數(shù)目)呈正比、偏振控制所需時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種基于組合波片偏振調(diào)節(jié)的快速偏振控制方法，用于具有多個(gè)可調(diào)偏振單元的偏振控制系統(tǒng)的偏振功率檢測(cè)反饋控制型偏振控制。

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

基于組合波片偏振調(diào)節(jié)的快速偏振控制方法，用于具有多個(gè)可調(diào)偏振單元的偏振控制系統(tǒng)的偏振功率檢測(cè)反饋控制型偏振控制，偏振調(diào)節(jié)過(guò)程分為兩個(gè)階段：其中第一階段單獨(dú)調(diào)節(jié)一個(gè)偏振控制單元，在第二階段按比例同時(shí)調(diào)節(jié)兩個(gè)控制單元。

偏振調(diào)節(jié)的兩個(gè)可調(diào)偏振單元中包含一個(gè)1/4波片和一個(gè)半波片組合，或包含可以等效為1/4波片和一個(gè)半波片的組合單元。

偏振控制的過(guò)程首先保持1/4波片不動(dòng)而調(diào)節(jié)半波片；若偏振檢測(cè)光功率隨之變化為第一種情況，此時(shí)調(diào)節(jié)半波片使得光檢測(cè)器的輸出達(dá)到極值，然后1/4波片和半波片同步調(diào)節(jié)，且半波片調(diào)節(jié)的角度是1/4波片的一半，直至光檢測(cè)器的輸出達(dá)到新的極值，此即為最值；若偏振檢測(cè)光功率隨之不變化則為第二種情況，此時(shí)先將1/4波片的角度改變?chǔ)?4、再調(diào)節(jié)半波片使得光檢測(cè)器的輸出達(dá)到極值，即獲得所需最值。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1.偏振控制方法簡(jiǎn)單高效，由于利用兩個(gè)偏振調(diào)節(jié)單元的按比例同時(shí)調(diào)節(jié)的方式，相同調(diào)節(jié)步長(zhǎng)的情況下，要獲得所需的偏振態(tài)，此方法所需的步數(shù)相比遍歷的方法可以降低一個(gè)數(shù)量級(jí)以上，基于市場(chǎng)上現(xiàn)有的偏振調(diào)節(jié)器件，該方法的偏振控制時(shí)間在所需調(diào)節(jié)步數(shù)最多時(shí)只需200μs至幾ms即可實(shí)現(xiàn)。

2.利用該方法可以低成本地實(shí)現(xiàn)信號(hào)帶內(nèi)OSNR的檢測(cè)和偏振態(tài)的在線控制。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的偏振控制算法流程圖。

圖2是偏振檢測(cè)光功率的極值與1/4波片光軸與輸入信號(hào)偏振軸角度的關(guān)系，說(shuō)明了本發(fā)明的原理。

圖3是一應(yīng)用案例：該偏振控制方法用于進(jìn)行信號(hào)帶內(nèi)OSNR檢測(cè)的一種簡(jiǎn)單方案的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是另一應(yīng)用案例：該偏振控制方法用于信號(hào)偏振態(tài)在線控制的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。

圖1所示為偏振控制實(shí)現(xiàn)步驟的一個(gè)實(shí)例，這里以尋找偏振檢測(cè)光功率I₁的最小值為例。圖中θ_q、θ_h、Δ_q、Δ_h分別表示1/4波片的角度、半波片的角度、1/4波片的調(diào)節(jié)步長(zhǎng)(角度)和半波片的調(diào)節(jié)步長(zhǎng)(角度)，Δ₀根據(jù)系統(tǒng)調(diào)節(jié)精度決定。如圖所示，偏振控制的基本步驟為首先調(diào)整半波片角度尋找偏振光功率檢測(cè)的極值，再根據(jù)flag?q的取值，flag?q為0時(shí)半波片和1/4波片按1∶2的角度調(diào)節(jié)關(guān)系進(jìn)行同步調(diào)節(jié)使偏振檢測(cè)光功率達(dá)到新的極值，此即所需最值。從精度的角度考慮通常尋找極小和最小值比尋找極大和最大值具有更好的精度。

圖2所示為偏振檢測(cè)光功率的極值與1/4波片光軸與輸入信號(hào)偏振軸角度的關(guān)系，獲得極值時(shí)1/4波片光軸與半波片之間角度滿足下面的關(guān)系

θ_h＝θ_q/2+kπ/4，k為整數(shù)。

此圖說(shuō)明了本發(fā)明的原理。

圖3所示為該偏振控制方法用于進(jìn)行信號(hào)帶內(nèi)OSNR檢測(cè)的一種簡(jiǎn)單方案，信號(hào)光或部分信號(hào)經(jīng)偏振調(diào)節(jié)模塊后被偏振濾波器濾波，然后被光檢測(cè)器(PD)接收，按照前述偏振控制方法找出輸出光功率的最大和最小值，即可計(jì)算得到帶內(nèi)OSNR。

圖3所示檢測(cè)系統(tǒng)中的偏振濾波器濾波和光檢測(cè)器還可用偏振分束器和一對(duì)光檢測(cè)器代替，則偏振檢測(cè)光功率的最大值和最小值可以同時(shí)檢測(cè)到，所需器件較多但偏振控制時(shí)間相對(duì)較短。