[發明專利]電光調制器的偏置電壓控制裝置和方法

無效

• 申請號: 201210562354.6
• 申請日: 2012-12-18
• 公開（公告）號: CN103019286A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 李裔;張彩霞;張震偉;馬世安
• 申請（專利權）人: 中國計量學院
• 主分類號: G05F1/46
• 分類號: G05F1/46;G02F1/01
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種電光調制器的偏置電壓驅動系統。用于給電光調制器提供合適的偏置電壓，使其工作在設定的工作區域。屬于光電自動反饋控制領域。

背景技術

鈮酸鋰馬赫-曾德電光調制器(LiNbO₃?Mach-Zehnder?Modulator)被廣泛應用在光通信、光纖傳感等領域。其內部由兩個相同的波導臂和兩個Y型分支組成。輸入光在第一個Y分支被分成兩束相等的光，然后分別沿兩個相同的波導臂傳輸，最后在第二個Y分支處相遇，并進行干涉。通過調節加在波導臂上的電場可以改變波導晶體的折射率，使兩束光在兩波導臂傳輸的速度不同而產生光程差，從而使兩束光的干涉光強發生變化，實現對光的振幅調制(AM)。電光調制器波導臂所加電壓(即電場)與輸出光強關系曲線即電光調制器的傳輸特性曲線，如圖2所示，是一條類余弦函數曲線。由于電光調制器自身結構的原因，外界的環境如溫度、機械拉伸及機械振動等會引起其工作點的漂移，從而導致電光調制器工作不穩定，使其性能受到很大影響，給實際應用帶來諸多不便。在不同應用中，電光調制器的工作點是不同的。當應用于需要微波調制等的系統中，為獲得線性調制，需要電光調制器工作在傳輸曲線的斜率最大點或者最小的點處，如示意圖2中的d點或者b點，而當應用于需要脈沖調制等的系統中，為獲取高消光比，需要電光調制器工作在傳輸特性曲線的谷底，如示意圖2中的c點。因此，對電光調制器的工作點進行自動化跟蹤和控制是非常必要的。

專利ZL201010173594中，公開了一種通過直接測量光功率將電光調制器的工作點控制在谷底的偏壓控制方法，但該方法不能夠判斷電光調制器工作點的漂移方向使得控制精度和反應速度相對降低，而且由于其直接測量光功率，所以其控制精度很容易受到光源功率的波動的影響，另外該方法不能隨意改變輸入電光調制器的光功率，使得光源的使用很不方便。J.SNODDY，Y.LI，F.RAVET，et?al.“Stabilization?of?electro-optic?modulator?bias?voltage?drift?using?alock-in?amplifier?and?a?proportional-integral-derivative?controller?in?distributedBrillouin?sensor?system”.Applied?optics，2007：1482～1485.提出了兩種偏壓控制方法，并比較了這兩種方法的優劣。但是這兩種方法需要用到鎖相放大器或者PC機(個人電腦)等外部大型設備，因此成本較高，且不便于移動。Bui?D?Tand?Journet?B，“Electrooptic?modulator?bias?point?optimization?by?detecting?itsnonlinear?behavior”IEEE?Int.Conf.on?Communications?and?Electronics，ICCE2010(Nha?Trang，Vietnam，11-13August?2010)paper?no.1014，pp?118-23提出了一種基于檢測探測信號的調制信號的二次諧波進行電光調制器偏壓控制的方案，這種方案也是對電光調制器輸入一個探測信號，不同的是它檢測的是從電光調制器輸出的探測信號的調制信號的二次諧波的有無。這種方案需要用到倍頻器，結構相對復雜。本專利克服了以上方法的不足。

而且以往提出的方案只能將工作點控制在一個點或者兩個點上，限制了電光調制器的應用范圍。而本專利提出的方案可將工作點控制在多個點上，且實現結構和解調方法簡易有效。

發明內容

技術問題：本發明解決的技術問題在于提供一種電光調制器偏壓控制裝置和方法，將電光調制器的工作點控制在所需要的不同位置，且解決了電光調制器工作點漂移的問題。