[實用新型]光纖延遲線相位控制的相干光探測系統

有效

• 申請號: 201320674518.4
• 申請日: 2013-10-29
• 公開（公告）號: CN203587230U
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 何寧;龔雨心;黃靈鷺;廖欣;馮太琴;張雷
• 申請（專利權）人: 桂林電子科技大學
• 主分類號: G01J9/02
• 分類號: G01J9/02
• 代理公司: 桂林市持衡專利商標事務所有限公司 45107
• 代理人: 陳躍琳

技術領域

本實用新型涉及光通信領域，具體涉及一種光纖延遲線相位控制的相干光探測系統。

背景技術

激光及光纖技術的飛速發展，使得相干光通信實現了又一次重要的飛躍，不僅在光通信領域得到了廣泛的應用，在其他領域如傳感、信號處理等也有很廣的應用。由于良好的濾波性能、頻帶利用率高、接收靈敏度高等優勢，使其成為滿足通信終端高要求、解決光通信瓶頸的有效手段。相干光探測系統（參見圖1）其輸出信號滿足：該公式成立的條件為信號光與參考光的波前在整個探測器光敏面上必須保持相同的頻率和相位關系。按探測方式，相干光探測系統可分為零差探測和外差探測。當信號光與參考光頻率不等，即ω_s-ω_L≠0時，稱之為外差探測；當兩者相等，即ω_s-ω_L=0時，稱之為零差探測。零差的探測靈敏度比外差高3dB，且激光為同源，激光特性參數和光學匹配便于控制，不論是為了滿足相干光探測輸出信號公式成立的必要條件，還是為了采用更高效簡便的零差探測，保持信號光與參考光之間相位的一致對于相干光探測的實現和性能的提升都起到了至關重要的作用。然而在常規激光通信信號傳輸的過程中存在光程差異，將不可避免的會引入一定的相位變化，當激光頻率一致的情況下，最終的探測結果將取決于相位的變化。隨著兩路光信號相位差在0～2π之間變化，相干探測輸出信號會產生波動，系統的接收靈敏度、信噪比和輸出信號的穩定性等參數將受到不同程度的影響。如何進行相位的控制，成為信號傳輸接收的關鍵。由于光的頻率極高，其具體的相位無法精確控制，而通過相位與時間的映射關系，采用傳輸時間控制來替代相位控制相對簡單得多。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種光纖延遲線相位控制的相干光探測系統，其能夠通過控制相位，補償參考光與信號光支路間的相位差來提高接收靈敏度、信噪比及系統輸出穩定性。

為解決上述問題，本實用新型是通過以下技術方案實現的：

光纖延遲線相位控制的相干光探測系統，主要由光纖激光器、光纖分路器、調制器、光纖延遲線、光纖合路器和光電探測器組成；其中光纖激光器的輸出端與光纖分路器的輸入端相連；光纖分路器的第一輸出端連接調制器的一個輸入端，該調制器的另一個輸入端與外部的RF信號發生器相連，該調制器的輸出端連接光纖合路器的一個輸入端；光纖分路器的第二輸出端連接光纖合路器的另一個輸入端；光纖延遲線串接在調制器的輸出端和光纖合路器的一個輸入端之間或光纖延遲線串接在光纖分路器的第二輸出端和光纖合路器的另一個輸入端之間；光纖合路器的輸出端連接光電探測器的輸入端。

為了調節兩支路信號光功率，以選擇合適的分光比，上述系統所述光纖分路器的第一輸出端上和第二輸出端上接有衰減器。

上述系統中，所述光纖激光器為中心頻率是1550nm的單頻激光器。

上述系統中，所述光纖合路器為保偏光纖耦合器。

上述系統中，所述光電探測器的輸出端上還接有頻譜分析儀和示波器。

與現有技術相比，本實用新型采用外調制方法，在激光發射光路上實現信號調制，減小激光諧振腔瞬時過程帶來的許多不利因素，保證激光器的頻率穩定性，有利于提高調制速率、增加傳輸距離，同時便于相位控制的處理。并且采用保偏光纖耦合器對兩路信號進行合路混頻，使兩路信號的偏振態保持一致，有利于減小偏振波動帶來的輸出信號起伏。此為，本實用新型的核心改進點之一是在相干光探測系統中采用光纖延遲線進行相位控制，改進了傳統無相位控制的相干探測系統中混頻信號相位差的隨機性，極大提高了相干探測信號輸出的確定性，將難以精確控制的相位轉換為時間控制，通過調節信號傳輸光程來控制相位延遲，補償在傳輸過程中不可避免的相位變化，微調信號光與參考光之間的相位差，使參與混頻的兩路光信號滿足一定的相位關系，有利于提高混頻效率和探測靈敏度，提升了相干光探測的性能，增強其在光纖通信中的應用價值。

附圖說明

圖1為相干光探測原理圖；

圖2為一種光纖延遲線相位控制的相干光探測系統示意圖；

圖3為另一種光纖延遲線相位控制的相干光探測系統示意圖。

具體實施方式

實施例1：