[發明專利]一種波分復用偏振補償方法及其裝置

有效

• 申請號: 201910341141.2
• 申請日: 2019-04-25
• 公開（公告）號: CN110086611B
• 公開（公告）日: 2022-01-28
• 發明（設計）人: 王金東;趙家鈺;杜聰;源毅萍;陳艷輝;馬瑞麗;何昱霏;唐璨;何廣強;魏正軍;於亞飛;張智明
• 申請（專利權）人: 華南師范大學
• 主分類號: H04L9/08
• 分類號: H04L9/08;H04B10/61;G02B6/27
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 馬超前

1.一種波分復用偏振補償裝置，包括：

共軛參考光模塊，用于輸出共軛參考光；

密集波分復用器，用于將兩束共軛參考光合束到光纖信道上；

電控偏振控制器，用于改變光纖信道上共軛參考光的偏振狀態，形成共軛偏振光并輸出；

光環形器，用于使從電控偏振控制器輸出的共軛偏振光按照規定的端口輸出至接收端密集復用器；

密集復用器,用于將從光環形器輸出的共軛偏振光進行分離；

偏振檢測模塊，用于分別檢測密集復用器輸出的兩束共軛偏振光的偏振態；

控制模塊，用于根據檢測到的偏振態對電控偏振控制器的偏振態進行補償，使得電控偏振控制器輸出的共軛參考光其偏振態在預設的補償范圍內；

其特征在于，所述共軛參考光輸出模塊包括：一個2*2的保偏偏振分束器、法拉第旋轉器；

所述2*2的保偏偏振分束器有兩個輸入與兩個輸出口，所述2*2保偏偏振分束器用于接收參考光，其中一路輸出與法拉第旋轉器相連，從法拉第旋轉器輸出的參考光與從2*2的保偏偏振分束器另外一個輸出端輸出的參考光構成共軛參考光。

2.根據權利要求1所述的波分復用偏振補償裝置，其特征在于，所述偏振檢測模塊包括：

與密集復用器輸出端分別連接的兩個偏振檢測器、與所述兩個偏振檢測器分別連接的兩個復用減法電路，與所述兩個復用減法電路分別連接的兩個A/D轉換模塊，所述兩個A/D轉換模塊的輸出端與控制模塊連接。

3.根據權利要求2所述的波分復用偏振補償裝置，其特征在于，所述控制模塊的補償方法包括以下步驟：

步驟1:控制模塊接收到所述兩個A/D轉換模塊轉化的信號后，根據公式V1＝a*AD1+b；V2＝a*AD2+b，獲取不同A/D信號對應的電壓值，其中，A/D轉換模塊1對應的電壓值為V10,V11,V12,V13；A/D轉換模塊2對應的電壓值為V20,V21,V22,V23；

步驟2:根據所述A/D信號對應的電壓值以及所述偏振檢測模塊給出的不同波長所對應M矩陣，計算當前電壓值所對應的斯托克斯參量值S10、S11，S20、S22；計算公式為：M*V；

步驟3:將所述斯托克斯參量值進行歸一化處理，處理方式為：

SS1＝S11/S10、SS2＝S22/S20；

步驟4:計算當前歸一化斯托克斯參量與目標斯托克斯參量sst1、sst2之間的差值E11＝sst1-SS1,E22＝sst2-SS2；并且應用上述兩個差值的和E＝E11+E22，將差值和與所設范圍Ethr進行比較，超出范圍則進行補償；

步驟5:在進行補償時，首先將計算得到的E值保存在E1中，之后控制模塊在電控偏振控制器上加抖動電壓D，即V_i＝V_i+D，控制電動偏振控制器發生輕微抖，之后再通過上述步驟計算出偏差E值，將此值保存在E2中，然后計算梯度值grad＝E2-E1，之后再根據計算公式V_i＝r(V_i-D)+τ×(E2-E1)得到更新后的電壓值，控制電動偏振控制器，直到將偏振態補償到合適的范圍；

步驟6:重復步驟1到步驟5，保證偏振態在所設置的范圍之內。

4.一種波分復用偏振補償方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟S1:將參考光發射模塊發送的波長不同的兩束參考光經過共軛參考光模塊輸出兩束共軛參考光，該兩束共軛參考光先后經過密集波分復用器、電控偏振控制器、光環形器、密集復用器解復用后，通過偏振檢測模塊分別檢測兩束共軛偏振光的偏振態；

步驟S2:所述偏振檢測模塊將檢測到的偏振信息輸出為四路模擬電壓信號，此四路電壓信號經過復用減法電路、再分別經過A/D轉換模塊1、A/D轉換模塊2，之后將數字信息發送給控制模塊FPGA，控制模塊FPGA同步讀取A/D轉換模塊1、A/D轉換模塊2的數據信號；

步驟S3:控制模塊FPGA接收到A/D信號后，根據公式V1＝a*AD1+b；V2＝a*AD2+b，獲取不同A/D信號對應的電壓值，其中，A/D轉換模塊1對應的電壓值為V10,V11,V12,V13；A/D轉換模塊2對應的電壓值為V20,V21,V22,V23；

步驟S4:根據所述A/D信號對應的電壓值以及所述偏振檢測模塊給出的不同波長所對應M矩陣，計算當前電壓值所對應的斯托克斯參量值S10、S11，S20、S22；計算公式為：M*V；

步驟S5:將所述斯托克斯參量值進行歸一化處理，處理方式為：

SS1＝S11/S10、SS2＝S22/S20；

步驟S6:計算當前歸一化斯托克斯參量與目標斯托克斯參量sst1、sst2之間的差值E11＝sst1-SS1,E22＝sst2-SS2；并且應用上述兩個差值的和E＝E11+E22，將差值和與所設范圍Ethr進行比較，超出范圍則進行補償；

步驟S7:在進行補償時，首先將計算得到的E值保存在E1中，之后控制模塊FPGA在電控偏振控制器上加抖動電壓D，即V_i＝V_i+D，控制電動偏振控制器發生輕微抖，之后再通過上述步驟計算出偏差E值，將此值保存在E2中，然后計算梯度值grad＝E2-E1，之后再根據計算公式V_i＝r(V_i-D)+τ×(E2-E1)得到更新后的電壓值，控制電動偏振控制器，直到將偏振態補償到合適的范圍；

步驟S8:重復S1到S7的步驟，保證偏振態在所設置的范圍之內。