[發明專利]一種無擾動的電光調制器的最佳工作點控制裝置及方法

有效

• 申請號: 201810224556.7
• 申請日: 2018-03-19
• 公開（公告）號: CN108491016B
• 公開（公告）日: 2019-10-22
• 發明（設計）人: 張益昕;傅思怡;張旭蘋;徐偉弘;王順;單媛媛;杜鵬昊
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: G02F1/03
• 分類號: G02F1/03;G05F1/46;G05B19/042;H04B10/64
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 朱楨榮

本發明公開了一種無擾動的電光調制器的最佳工作點控制裝置，主要用于基于電光調制器的光學移頻，本發明包括激光器、電光調制器、光耦合器、偏置控制模塊。其中所述偏置控制模塊包括光電轉換信號放大模塊、模數轉換模塊、控制器、直流偏置輸出電路、混沌信號發生器、正弦信號發生器和信號混合電路；本發明還公開了一種無擾動的電光調制器的最佳工作點控制裝置的實現方法。本發明可以實現一步到位的最佳工作點控制，提高了最佳工作點歸位速度，使得電光調制器最佳工作點的控制效率更高，進一步提升了該電光調制器所在系統的性能。

技術領域

本發明涉及光通信光傳感技術領域，特別是一種無擾動的電光調制器的最佳工作點控制裝置及方法。

背景技術

電光調制器是利用某些晶體的電光效應對光信號進行調制的器件，在高速光通信、光纖傳感等領域應用非常廣泛。電光調制根據所施加的電場方向的不同, 可分為縱向電光調制和橫向電光調制；根據調制類型的不同，可分為電光相位調制和電光強度調制。典型的電光調制器輸出特性曲線見示意圖2，電光調制器輸出特性曲線是一個余弦函數形狀的曲線。對于電光調制器，環境溫度、機械扭曲、機械振動以及輸入光的偏振態變化都會引起電光調制器工作點的緩慢漂移（示意見圖2），從而導致電光調制器的性能變壞，給電光調制器的應用帶來了麻煩。因此，對電光調制器工作點進行自動跟蹤和控制是十分必要的。

此外，在對電光調制器工作點進行自動跟蹤和控制時，傳統的電光調制器偏置控制裝置如圖3所示，工作點控制方案往往采用在直流偏置端輸入的低頻擾動信號作為反饋信號，這種方法往往會帶入大量的噪聲，使得在后續頻譜處理中出現不必要的噪聲。而且控制時多為逐步逼近最佳工作點，因此速度較慢，效率較低。此外，傳統電光調制器偏置控制裝置采用直接探測反饋光的方式，探測敏感度較低，需要較大的反饋光才能支持整個裝置的正確運行。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是克服現有技術的不足而提供一種無擾動的電光調制器的最佳工作點控制裝置及方法，本發明可以實現一步到位的最佳工作點控制，提高了最佳工作點歸位速度，使得電光調制器最佳工作點的控制效率更高，進一步提升了該電光調制器所在系統的性能。

本發明為解決上述技術問題采用以下技術方案：

根據本發明提出的一種無擾動的電光調制器的最佳工作點控制裝置，包括激光器、第一光耦合器、電光調制器、聲光移頻器、第二光耦合器、第三光耦合器、信號發生器和偏置控制模塊，所述偏置控制模塊包括光電信號轉化調理模塊、模數轉換模塊、控制器和直流偏置輸出電路；其中，

激光器，用于輸出連續的激光至第一光耦合器；

第一光耦合器，用于將連續的激光分成兩路：第一路光輸入電光調制器，第二路光輸入至聲光移頻器；

信號發生器，用于產生移頻正弦信號以及調制信號，移頻正弦信號輸出至聲光移頻器，調制信號輸出至電光調制器；

電光調制器，用于根據接收到的調制信號，將第一路光進行調制，輸出調制后的第一路光至第二光耦合器；

聲光移頻器，用于根據接收到的移頻正弦信號，將第二路光進行移頻，移頻后的第二路光輸出至第三光耦合器；

第二光耦合器，用于將調制后的第一路光分成兩路：第一路調制后的光作為探測光，第二路調制后的光輸入至第三光耦合器；

第三光耦合器，用于將移頻后的第二路光與第二路調制后的光進行拍頻，拍頻后的光信號輸出至光電信號轉化調理模塊；

光電信號轉化調理模塊，用于將光信號轉化為電信號，并對電信號進行放大濾波，輸出調理后的電信號至模數轉換模塊；

模數轉換模塊，用于將調理后的電信號轉換成數字信號，該數字信號作為反饋信號輸出至控制器；