[發明專利]一種利用空間相干性濾除帶內白噪聲的方法

在審

• 申請號: 202110320259.4
• 申請日: 2021-03-25
• 公開（公告）號: CN113050217A
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發明（設計）人: 李洵;周玉蘭;趙佳;杜劉革;黃衛平
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: G02B6/02
• 分類號: G02B6/02;G02B5/28
• 代理公司: 青島華慧澤專利代理事務所(普通合伙) 37247
• 代理人: 劉娜

本發明公開了一種利用空間相干性濾除帶內白噪聲的方法，利用信號和白噪聲的空間相干性不同濾除帶內白噪聲，具體而言，使得信號和白噪聲通過同一個干涉結構后的傳輸路徑分開，從而在信號輸出端可以得到濾除帶內白噪聲的信號。同時，對上述干涉結構進行優化，減小其對信號造成的失真。本發明所公開的方法在濾除帶內白噪聲的同時，減小信號失真，從而提高光接收器件或系統的靈敏度。

技術領域

本發明涉及一種濾除帶內白噪聲的方法，特別涉及一種利用空間相干性濾除帶內白噪聲的方法。

背景技術

隨著互聯網技術的發展，光通信系統對于接收機靈敏度的要求越來越高。光接收機靈敏度是系統性能的綜合反映，其主要影響因素是噪聲。為了降低噪聲的影響，光接收機中通常會加入濾波器。常見的濾波器是帶通濾波器，但無論是帶通濾波器還是低通、高通、帶阻濾波器等，它們均是基于頻譜濾波作用，即僅在波長層面上對信號進行篩選，留下需要的波段的信號，濾除不需要的波段的信號，進而起到抑制寬譜噪聲的作用。

頻譜濾波方式具有一定的局限性，它只能濾除帶外噪聲，無法對信號和帶內白噪聲進行區分。為了盡可能多地濾除噪聲，頻譜濾波方式的濾波器需要較窄的通帶寬度和較好的通帶特性，但即使通帶足夠窄，帶內的白噪聲仍無法避免，且過窄的通帶可能導致信號的失真。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供了一種利用空間相干性濾除帶內白噪聲的方法，以達到在濾除帶內白噪聲的同時，減小信號失真，從而提高光接收器件或系統的靈敏度的目的。

為達到上述目的，本發明的技術方案如下：

一種利用空間相干性濾除帶內白噪聲的方法。

上述方案中，所述方法包括如下過程：

(1)設計一個干涉結構，使得白噪聲和信號的路徑分開；具體來說，白噪聲和信號的空間相干性不同，通過干涉結構時兩者的傳輸路徑可以分開。

該干涉結構包括光纖布拉格光柵或平行平板。

在光纖布拉格光柵中，信號沿反射路徑傳輸，而白噪聲沿透射路徑傳輸；在平行平板中，信號沿透射路徑傳輸，而白噪聲沿反射路徑傳輸，從而可以將白噪聲和信號分開。

(2)本發明除了利用干涉結構濾除帶內白噪聲外，還需對該干涉結構進行優化，減小其對信號造成的失真，即使得該結構對信號帶內所有頻率的幅值譜近似為常數、相位譜近似為線性。

如光纖布拉格光柵雖然可以使得信號和白噪聲沿不同路徑傳輸，但是其對信號造成了較大失真；厚平行平板使得信號和白噪聲沿不同路徑傳輸的同時，也對信號造成了較大失真。

優化后的干涉結構包括啁啾光纖光柵或薄平行平板級聯系統，啁啾光纖光柵不僅可以區分信號和白噪聲，還能避免信號的失真，而薄平行平板級聯系統則不僅可以區分信號和白噪聲，還能減小信號的失真。

更進一步的技術方案中，所述啁啾光纖光柵的長度為40mm，啁啾系數為1e-12，等效折射率為1.47，折射率變化率為3e-4。

更進一步的技術方案中，所述薄平行平板級聯系統由數個薄平行平板級聯組成，薄平行平板厚度為2.29μm。

通過上述技術方案，本發明提供的一種利用空間相干性濾除帶內白噪聲的方法在濾除帶內白噪聲的同時，還可以減小信號失真，提高光接收器件或系統的靈敏度；同時，本方法還可以濾除帶外噪聲。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹。

圖1a為輸入為相干信號時，啁啾光纖光柵的反射率；

圖1b為輸入為相干信號時，啁啾光纖光柵的反射系數的相位；