[發明專利]一種用于電光調制器的載波抑制裝置和方法

有效

• 申請號: 202111006846.2
• 申請日: 2021-08-30
• 公開（公告）號: CN113922884B
• 公開（公告）日: 2023-02-28
• 發明（設計）人: 潘亮;楊瀟君;梅影;楊勇;李瑞艷;馬勝利
• 申請（專利權）人: 北京航天控制儀器研究所
• 主分類號: H04B10/516
• 分類號: H04B10/516;H04B10/54
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 高志瑞

本發明公開了一種用于電光調制器的載波抑制裝置和方法，其中，該系統包括：電光調制器輸出光分光探測與電壓反饋裝置；根據反饋光強的偏置電壓穩定控制算法。本發明通過在偏置工作點兩端取樣反饋，判斷偏置工作點是否發生漂移，判斷發生漂移時方向和程度，并通過反饋調節偏置電壓，實現對載波的有效抑制，提高邊帶調制信號的信噪比。

技術領域

本發明屬于光電自動反饋控制技術領域，尤其涉及一種用于電光調制器的載波抑制裝置和方法。

背景技術

電光強度調制器被廣泛的用于光通信和光纖傳感領域。以鈮酸鋰馬赫曾德電光強度調制器為例，其內部由兩個波導臂和兩個Y型分支組成。輸入光在第一個Y波導處被分為兩束相等的光，經兩個波導臂，在第二個Y分支處干涉。通過調節加載在波導臂上的高頻微波信號，可以改變兩束光的光程差，從而使輸出光中包含有不同頻率的光分量。

其中，微波信號的頻率決定了輸出光分量之間的頻移間距，而微波信號的直流偏置決定了輸出光中不同頻率分量的強度分布。

由于電光強度調制器內部晶體受溫度和載波頻率的影響，會發生折射率變化，從而導致輸出光在不同頻率分量上的強度發生漂移，因此需要對偏置電壓進行實時調節來確保輸出光的穩定性。

傳統的載波抑制方法主要是先通過對偏置電壓進行掃描，獲取輸出光強度最小時對應的偏置電壓作為工作點；當電光強度調制器的溫度或載波頻率發生變化時，最小光強對應的偏置電壓也會發生改變，需要實時調節偏置電壓，使輸出光強回到最小值點。這種方法的前提是電光強度調制器的光插入損耗不變，然而事實上，電光強度調制器的插入損耗隨著溫度或載波頻率的改變而發生改變，即電光強度調制器的輸出光的最大或最小強度發生改變，導致調節后的偏置電壓處于非最佳工作點，影響載波抑制或邊帶抑制效果。

發明內容

本發明解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供了一種用于電光調制器的載波抑制裝置和方法，通過在偏置工作點兩端取樣反饋，判斷偏置工作點是否發生漂移，判斷發生漂移時方向和程度，并通過反饋調節偏置電壓，實現對載波的有效抑制，提高邊帶調制信號的信噪比。

本發明目的通過以下技術方案予以實現：一種用于電光調制器的載波抑制裝置，包括：窄線寬激光器、電光調制器、光分束器、光電探測器、微控制器、運算放大電路和微波信號源；其中，窄線寬激光器的輸出端與電光調制器的輸入端連接；電光調制器的輸出端與光分束器的輸入端連接；光分束器的其中一個輸出端與光電探測器連接；光電探測器的輸出端與微控制器的模數轉換輸入端連接；微控制器數模轉換輸出端與運算放大電路的輸入端連接；運算放大電路的輸出端與電光調制器的偏置輸入輸連接；微控制器的串口與微波信號源的控制輸入端連接；微波信號源的射頻輸出端與電光強度調制器的射頻輸入端連接。

上述用于電光調制器的載波抑制裝置中，窄線寬激光器輸出的連續光入射到電光調制器中；電光調制器受到微波信號源的射頻信號調制，實現對入射光的邊帶調制，其邊帶諧波分量的強度受到與微控制器產生的電壓控制；微控制器產生的電壓經運算放大電路處理，加載到電光調制器的偏置電壓輸入端；微控制器同時負責對微波信號源的射頻信號中心頻率控制；電光調制器輸出的調制光信號經光分束器分光后，一部分光信號被微控制接收，作為反饋信號調節微控制器用于偏置控制的電壓強度；光分束器的另一部分光作為信號光用于后續使用。

上述用于電光調制器的載波抑制裝置中，所述窄線寬激光器的中心波長和線寬分別為1550nm和200kHz。

上述用于電光調制器的載波抑制裝置中，所述電光強度調制器為Mach-Zehnder干涉型調制器。

上述用于電光調制器的載波抑制裝置中，所述微波信號源的掃頻范圍為10GHz至11.7GHz。

上述用于電光調制器的載波抑制裝置中，所述光分束器的分光比為1:99，其工作波段為C波段。