[發(fā)明專利]一種MZ電光調(diào)制器偏置點(diǎn)控制方法及系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010089057.9
• 申請(qǐng)日: 2020-02-12
• 公開（公告）號(hào): CN111258092A
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 余華;黃勤;史書新;石崇鈺;袁浚
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 重慶大學(xué)
• 主分類號(hào): G02F1/03
• 分類號(hào): G02F1/03
• 代理公司: 北京方圓嘉禾知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11385
• 代理人: 馮靜

1.一種MZ電光調(diào)制器偏置點(diǎn)控制方法，其特征在于，包括：

向馬赫曾德MZ電光調(diào)制器加入kHz級(jí)的擾動(dòng)信號(hào)，并獲取所述MZ電光調(diào)制器的輸出光強(qiáng)以及偏置電壓；

根據(jù)所述擾動(dòng)信號(hào)確定所述輸出光強(qiáng)以及所述偏置電壓之間的輸出光強(qiáng)-偏置電壓關(guān)系；

對(duì)所述輸出光強(qiáng)-偏置電壓關(guān)系進(jìn)行預(yù)處理，確定處理后的輸出光強(qiáng)-偏置電壓關(guān)系；

根據(jù)所述處理后的輸出光強(qiáng)-偏置電壓關(guān)系確定一次諧波分量與二次諧波分量的諧波比；

根據(jù)所述諧波比控制所述MZ電光調(diào)制器的偏置點(diǎn)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的MZ電光調(diào)制器偏置點(diǎn)控制方法，其特征在于，所述根據(jù)所述擾動(dòng)信號(hào)確定所述輸出光強(qiáng)以及所述偏置電壓之間的輸出光強(qiáng)-偏置電壓關(guān)系，具體包括：

利用公式確定所述擾動(dòng)信號(hào)引起的相移；其中，Vsin(ωt+θ(ω))為擾動(dòng)信號(hào)；為擾動(dòng)信號(hào)引起的相移；θ(ω)為由于微波-光速度不匹配導(dǎo)致的調(diào)制信號(hào)相位響應(yīng)延遲；V_π(ω)為所述MZ電光調(diào)制器的半波電壓關(guān)于輸入信號(hào)頻率的函數(shù)；

利用公式根據(jù)所述相移確定所述輸出光強(qiáng)以及所述偏置電壓之間的輸出光強(qiáng)-偏置電壓關(guān)系；其中，P_out為調(diào)制器的輸出光功率；T_D為調(diào)制器的固有損耗；P₀為輸入信號(hào)的輸入功率；為所述MZ電光調(diào)制器的兩分支臂的固有相位差。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的MZ電光調(diào)制器偏置點(diǎn)控制方法，其特征在于，所述對(duì)所述輸出光強(qiáng)-偏置電壓關(guān)系進(jìn)行預(yù)處理，確定處理后的輸出光強(qiáng)-偏置電壓關(guān)系，具體包括：

利用泰勒公式處理所述輸出光強(qiáng)-偏置電壓關(guān)系，確定展開后的輸出光強(qiáng)-偏置電壓關(guān)系；

對(duì)所述展開后的輸出光強(qiáng)-偏置電壓關(guān)系的高次頻率項(xiàng)重新排序，確定處理后的輸出光強(qiáng)-偏置電壓關(guān)系。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的MZ電光調(diào)制器偏置點(diǎn)控制方法，其特征在于，所述根據(jù)所述處理后的輸出光強(qiáng)-偏置電壓關(guān)系確定一次諧波分量與二次諧波分量的諧波比，具體包括：

利用公式確定一次諧波分量與二次諧波分量的諧波比；其中，I_1st為一次諧波分量，a＝πV/V_π(ω)，ε為光電探測器的響應(yīng)度；I_2nd為二次諧波分量，R為諧波比。

5.一種MZ電光調(diào)制器偏置點(diǎn)控制系統(tǒng)，其特征在于，包括：光電探測器、電流I-電壓V轉(zhuǎn)換及放大電路、帶通濾波器、信號(hào)幅度調(diào)節(jié)電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、現(xiàn)場可編程門陣列FPGA、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路、信號(hào)放大電路以及低通濾波器；

所述光電探測器、所述I-V轉(zhuǎn)換及放大電路、所述帶通濾波器、所述信號(hào)幅度調(diào)節(jié)電路、所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、所述現(xiàn)場可編程門陣列FPGA、所述數(shù)模轉(zhuǎn)換電路、信號(hào)放大電路以及所述低通濾波器依次連接；所述光電探測器用于輸出光電探測器信號(hào)，所述光電探測器信號(hào)為MZ電光調(diào)制器輸出的光信號(hào)經(jīng)光電探測器轉(zhuǎn)換后的電流信號(hào)；所述I-V轉(zhuǎn)換及放大電路用于將所述電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為放大后的電壓信號(hào)；所述帶通濾波器用于濾除擾動(dòng)信號(hào)中的直流信號(hào)及高頻干擾信號(hào)；所述信號(hào)幅度調(diào)節(jié)電路用于將-5V～+5V的輸入電壓按比例減小到1V-3V的范圍；所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路用于將所述減小后的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；所述FPGA用于分析一次諧波分量與二次諧波分量，并用于輸出控制電壓信號(hào)；所述數(shù)模轉(zhuǎn)換電路用于將輸出的控制電壓信號(hào)從數(shù)字電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬電壓信號(hào)；所述信號(hào)放大電路用于放大所述模擬電壓信號(hào)，放大后的模擬電壓信號(hào)為所述MZ電光調(diào)節(jié)器的偏置電壓；所述低通濾波器用于將高頻成分濾除；所述擾動(dòng)信號(hào)由所述FPGA中的數(shù)字控制振蕩器NCO模塊產(chǎn)生的1kHz低頻正弦信號(hào)，與所述偏置電壓一起加載到MZ電光調(diào)制器的直流偏置端，控制所述MZ電光調(diào)制器的偏置點(diǎn)。