[發(fā)明專利]一種可調(diào)諧多波長光源及其調(diào)制方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410498812.3
• 申請日: 2014-09-25
• 公開（公告）號: CN104333419A
• 公開（公告）日: 2015-02-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 唐明;林睿;馮振華;付松年
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號: H04B10/50
• 分類號: H04B10/50;H04B10/548;H04B10/572
• 代理公司: 北京華沛德權(quán)律師事務(wù)所 11302
• 代理人: 劉杰

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于密集波分復(fù)用系統(tǒng)的可調(diào)諧多波長光源及其調(diào)制方法。

背景技術(shù)

密集WDM(DWDM，Wavelength?Division?Multiplexing)技術(shù)，就是在發(fā)射端通過復(fù)用器將多種不同波長的光載波信號匯合在一起，耦合到一根光纖里進(jìn)行傳輸，在接收端將光波解復(fù)用，使各個波長的光載波分離并對其進(jìn)行處理。其中，UDWDM信道間隔通常小于0.2nm，可以復(fù)用超過80個不同波長的光波，這大大增加了單根光纖傳輸容量。

為產(chǎn)生超密集、光譜平坦的DWDM系統(tǒng)多波長光源，業(yè)界目前已有多種方法，如激光器陣列、循環(huán)頻移法、基于非線性的方法以及線性調(diào)制法等。其中，激光器陣列所構(gòu)成的DWDM系統(tǒng)光源具有輸出功率高，各子載波可提供的OSNR大、覆蓋波長范圍及載波間隔靈活可調(diào)等優(yōu)點(diǎn)，但由于陣列中的各激光器分立并且需要獨(dú)立調(diào)節(jié)，操作上相對繁瑣。另外在產(chǎn)生光頻率梳的質(zhì)量方面，由于激光器的個體差異，不同波長的光頻率梳齒在線寬、頻率、相位等方面具有的特性不盡相同，這些子載波間的差異將降低DWDM系統(tǒng)光源的相關(guān)性。而系統(tǒng)所需提供的光頻梳間隔越窄，上述因素的影響越大。

循環(huán)頻移法是一種基于連環(huán)的相位移動產(chǎn)生光頻率梳的方法，該方法能夠產(chǎn)生數(shù)量較多的光子載波，對于RFS循環(huán)頻移系統(tǒng)雖然可以產(chǎn)生平坦的數(shù)量較多的光梳，但該方法在原理上并不適合通信系統(tǒng)，這是由于該方法所產(chǎn)生的光頻率梳是由某一幅光頻梳產(chǎn)生之后循環(huán)激發(fā)下一幅光頻梳，如此循環(huán)往復(fù)才得到了所有的光頻率梳齒。正是由于光頻率梳并非同時產(chǎn)生，才使得這樣的解決方案并不適用于廣泛應(yīng)用于光通信系統(tǒng)。

利用特種光纖的非線性效應(yīng)，同樣也可以得到根數(shù)較多的光頻率梳，但這一方法需要應(yīng)用到特殊光纖，成本昂貴。此外，該方法最大的短板在于其產(chǎn)生的光頻率梳間隔固定且不可調(diào)，靈活性相對較差。

鎖模激光器也是光源的解決方案之一，但該方法產(chǎn)生的不同的頻譜分量間的相位是恒定的，所以產(chǎn)生的光載波頻率間隔是高度精確恒定的，無法調(diào)節(jié)。由于光路上小的光程抖動都會引起這種光源輸出光頻梳極大的不穩(wěn)定性，所以需要極其復(fù)雜的控制系統(tǒng)來保持輸出光頻的穩(wěn)定。

線性調(diào)制種子光源的方法天然適合作為密集波分系統(tǒng)的光源，線性調(diào)制法是利用線性器件對種子光進(jìn)行調(diào)制，所得到的光頻率梳各梳齒由于經(jīng)過的是線性過程，光源的相干性較好。且梳齒之間的頻率間隔取決于獨(dú)立的射頻調(diào)制信號源，所得到的光源的波長覆蓋及頻率間隔靈活可調(diào)諧，是最實(shí)用的密集波分復(fù)用系統(tǒng)的光源解決方案。然而目前的線性調(diào)制種子光源解決方案大多利用的是分立的光調(diào)制器，采用獨(dú)立的強(qiáng)度調(diào)制器(IM)或相位調(diào)制器(PM)級聯(lián)的方法產(chǎn)生光頻梳。如利用兩個相位調(diào)制器和啁啾光纖光柵產(chǎn)生15波長1dB的功率波動的光梳；采用兩個級聯(lián)的強(qiáng)度調(diào)制器和兩個相位調(diào)制器實(shí)現(xiàn)了38波長的功率波動為1dB的光頻梳等。有的還需要多個同步的射頻信號源提供不同頻率的調(diào)制信號。這樣，存在系統(tǒng)能耗大，成本高的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種可調(diào)諧多波長光源及其調(diào)制方法，以克服現(xiàn)有線性調(diào)制技術(shù)所存在的系統(tǒng)能耗大，成本高的缺陷。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種可調(diào)諧多波長光源,包括：

波長可調(diào)諧窄帶光源，用于產(chǎn)生種子光；

偏振控制器，用于調(diào)節(jié)所述種子光的輸出偏振光到合適的偏振態(tài)；

IQ調(diào)制器，內(nèi)部集成了上下臂兩個MZM調(diào)制器，一個相移器，兩個可調(diào)諧微波放大器以及控制偏壓的直流電源，用于對所述偏振控制器輸出的偏振光進(jìn)行調(diào)制，產(chǎn)生多波長光源；

微波信號源，用于產(chǎn)生調(diào)制信號，并通過電纜輸入所述IQ調(diào)制器；

功分器，用于將所述微波信號源產(chǎn)生的調(diào)制信號功率均分，并分別輸入IQ調(diào)制器的上下臂。

本發(fā)明同時提供上述可調(diào)諧多波長光源的調(diào)制方法，步驟如下：

調(diào)節(jié)窄帶種子光源至指定波長；

調(diào)節(jié)所述偏振控制器，使種子光達(dá)到合適的線性偏振態(tài)；

所述線性偏振光進(jìn)入所述IQ調(diào)制器；

所述微波信號源產(chǎn)生調(diào)制信號，根據(jù)系統(tǒng)所需的光子載波間隔調(diào)節(jié)微波信號的輸出頻率，使所述微波信號輸出頻率與光子載波間隔一致；

將所述微波信號源產(chǎn)生的調(diào)制信號功率均分，并分別輸入所述IQ調(diào)制器的上下臂，所述IQ調(diào)制器的上下臂分別以微波信號對進(jìn)入IQ調(diào)制器的線性偏振光進(jìn)行調(diào)制，包括：

調(diào)節(jié)所述IQ調(diào)制器上臂偏壓至輸出功率最高，固定上臂偏壓；調(diào)節(jié)所述IQ調(diào)制器下臂偏壓至輸出功率最高及最低，分別記錄對應(yīng)的偏壓，取兩個偏壓的中間值，固定下臂偏壓；