[發(fā)明專利]一種基于雙向復用90°混頻器的相干接收裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210919782.3
• 申請日: 2022-08-02
• 公開（公告）號: CN115242314B
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王東;趙義博;陳東升
• 申請（專利權(quán)）人: 北京中科國光量子科技有限公司
• 主分類號: H04B10/61
• 分類號: H04B10/61
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種基于雙向復用90°混頻器的相干接收裝置，屬于光通信技術(shù)領(lǐng)域，包括本振激光器、偏振旋轉(zhuǎn)模塊、第一環(huán)形器、第二環(huán)形器、雙向復用90°混頻器、第一平衡探測器、第二平衡探測器以及電信號處理模塊。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過將輸入信號光進行偏振分束，結(jié)合雙向復用90°混頻器，使信號光的兩個偏振分量分別與本地本振光的兩個幅度相等的分量進行混頻，并對其中一個本振光分量進行調(diào)相，可以實現(xiàn)偏振不敏感的相干接收，而不受信號光偏振變化的影響。本發(fā)明可消除信號光偏振態(tài)隨機變化對接收機的影響，提升了接收系統(tǒng)的穩(wěn)定性，同時只使用一個90°混頻器，消除了多個混頻器性能不一致對混頻結(jié)果的影響，并且降低了成本和復雜度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光通信技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于雙向復用90°混頻器的相干接收裝置。

背景技術(shù)

隨著日益增長的傳輸帶寬與速率需求，相干光傳輸技術(shù)由于具有接收靈敏度高、傳輸容量大、傳輸距離遠等優(yōu)勢而得到了廣泛的研究及應(yīng)用。相干檢測需要使用光混頻器來疊加接收的光信號和本振光信號，要求接收光信號的偏振態(tài)與本振光的偏振態(tài)匹配，當兩者的偏振態(tài)一致時，拍頻效率最高，如果偏振態(tài)互為垂直，拍頻信號完全抵消，導致無法正常接收。然而信號光通過光纖信道傳輸?shù)浇邮斩耍捎跇藴蕟文９饫w存在雙折射效應(yīng)，其偏振態(tài)會發(fā)生隨機變化，無法保證信號光和本振光的偏振態(tài)一致，從而難以實現(xiàn)穩(wěn)定的混頻。

針對上述問題，現(xiàn)有的一類解決方案是在接收端采用偏振控制器來維持本振光或信號光的偏振穩(wěn)定性，該方案增加了系統(tǒng)的復雜度，不僅需要進行實時的偏振校準，還無法應(yīng)對惡劣環(huán)境影響導致偏振的高速變化。專利CN104767570B提供了一種針對本地本振光調(diào)節(jié)的偏振無關(guān)方案，然而該方案對本振光的偏振和頻率穩(wěn)定性，以及混頻器的保偏特性要求較高。目前更常用的解決方案是采用偏振分集技術(shù)，通過將信號光分成偏振相互垂直的兩個分量分別與本振光進行混頻探測，通過電信號的比較或求和來恢復信號加載的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。但是偏振分集技術(shù)同樣需要多個混頻器以及額外的電子學處理模塊，增大了系統(tǒng)復雜度。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在以上缺陷，本發(fā)明提出一種基于雙向復用90°混頻器的相干接收裝置。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：

一種基于雙向復用90°混頻器的相干接收裝置，包括：

包括本振激光器、偏振旋轉(zhuǎn)模塊、第一環(huán)形器、第二環(huán)形器、雙向復用90°混頻器、第一平衡探測器、第二平衡探測器以及電信號處理模塊，

所述本振激光器用于產(chǎn)生水平偏振的本振光信號；

所述偏振旋轉(zhuǎn)模塊用于將水平偏振的本振光信號旋轉(zhuǎn)45°；

所述第一環(huán)形器用于將經(jīng)過偏振旋轉(zhuǎn)45°的本振光信號傳輸至雙向復用90°混頻器的第一端口；

所述第二環(huán)形器用于將接收到的信號光傳輸至雙向復用90°混頻器的第二端口；

所述雙向復用90°混頻器用于將本振光進行偏振分束，產(chǎn)生幅度相同的第一本振光分量和第二本振光分量，并對第二本振光分量進行調(diào)相，同時將信號光進行偏振分束，產(chǎn)生第一信號光分量和第二信號光分量，使第一信號光分量、第二信號光分量分別對應(yīng)地與第一本振光分量、第二本振光分量進行90°混頻，產(chǎn)生第一混頻光信號、第二混頻光信號、第三混頻光信號和第四混頻光信號，分別對應(yīng)從雙向復用90°混頻器的第二端口、第四端口、第三端口和第一端口出射；

所述第一環(huán)形器還用于將第四混頻光信號傳輸至第二平衡探測器；所述第二環(huán)形器還用于將第一混頻光信號傳輸至第一平衡探測器；

所述第一平衡探測器用于對第一混頻光信號和第二混頻光信號進行平衡探測，產(chǎn)生I分量電信號；所述第二平衡探測器用于對第三混頻光信號和第四混頻光信號進行平衡探測，產(chǎn)生Q分量電信號；

所述電信號處理模塊用于接收I分量電信號和Q分量電信號，對二者進行平方律檢測并求和后進一步處理以恢復業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。