专利名称：基于插入损耗的光纤信号调制器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种光纤系统中传输光信号的调制方法，属光学信号处理领域。
背景技术：
光调制技术作为光通信领域中必不可少的一环，近年来随着全球通信产业的迅猛发展，已不断成熟和完善。现代光纤系统主要使用两类调制器，一种是依赖于一定平面波导载光方式改变的电光调制器，另一种是内部结构类似于激光器的半导体二极管电吸收调制器。电光调制器主要基于压电晶体(如铌酸锂晶体)的线性电光效应；电吸收半导体调制器是一个加反向偏压的半导体二极管。电吸收半导体调制器与电光调制器一样，均为偏振敏感器件；电光调制器的数字传输调制速率较高，而电吸收半导体调制器则可与光源相集成。以上两类调制器均为偏振敏感器件，即对光信号的偏振状态有相应的条件要求。目前，在通信体系中主干网基本已升级至光网络，分支通信网络依然利用铜线互联，因此光纤连接到户成为下一阶段光通信发展的重要课题。而需要指出的是目前常用的半导体调制器和铌酸锂调制器等均被建议用作主干网中光学网络单元中的调制器，对于光纤到户光网络系统，他们具有价格昂贵、制作工艺比较复杂、性能不匹配等缺点。
光纤通信系统工程中光纤间的连接会产生连接损耗。引起光纤连接损耗的原因可归为两类回波损耗和插入损耗。插入损耗是指接续的连接器给系统造成的光功率衰减。插入损耗主要由相接续的两根光纤之间的横向偏移、纵向偏移和角向偏移造成。在连接器的实际对接过程中，因为纤芯与光纤包层的不同心、光纤包层与插针内孔的不同心以及插针内孔与外径的同心度误差等，都会引起光纤间的横向偏移。一方面这种横向偏移在光纤信号传输中可以造成信号的损耗和噪声，另一方面这种损耗还可被有效的利用，本发明利用横向偏移设计了一种光纤信号调制器。
发明内容
本发明利用对接光纤端面的横向偏移所造成的插入损耗，设计一种光纤信号调制器。
一对对接的光纤，在两光纤端面距离足够近且轴向准直的情况下，光纤中传播的光束可以近似看作无损耗地传入下一级光纤。如果使得两光纤的轴心产生横向偏移d，则透射到下一级光纤的光强为I＝[16k2/(1+k)4]exp[-(d/w)2]I0，其中I0为上一级光纤的输出光强，k＝n1/n0，w＝(0.65+1.619V3/2+2.879V4)R，V＝2πRn1[2(n1-n2)/n1λ]1/2，R为光纤端面的半径，λ为光波波长，n0为空气折射率，n1为光纤纤芯的折射率，n2为光纤包层的折射率。
在调节初始截面中心相准直的情况下，通过调节距离足够近的两光纤端面的横向位错d，则可以调节对接光纤间的光耦合效率，实现对输出光强I(t)的调制。在两对接光纤端面间利用压电器件控制光纤端面的横向偏移，将调制信号放大并加载于压电器件，压电器件随调制信号振动，并使光纤端面的横向位错随调制信号同步变化，光纤输出端将输出同样波形的调制光强信号。这种调制方法为振幅调制，输入信号可为正弦、脉冲、开关等信号。
这种光纤信号的调制方法优点在于主要针对振幅调制，原理简单、调制度高、噪声低、耦合方便。可以对光纤传输信号以及光纤光源输出信号直接连接进行调制，并可以将调制后的信号直接输入下一级光纤，适用于全光纤光路，使用方便。所用部件价格低廉，非常易于实现。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明进一步说明。
图1是基于插入损耗的光纤信号调制器的整体装置设计图。
图中1.输入光纤，2.输出光纤，3.五维调整平台，4.压电器件，5.底座，6.放大器，7.调制信号输入端口。
具体实施例方式
在图1中，将压电器件(如压电陶瓷管)(4)和五维调整平台(3)固定在底座(7)上，输入光纤(1)固定于五维调整平台上，输出光纤(2)固定于压电器件(4)上，其中输入光纤(1)的输出端面及输出光纤(2)的输入端面需经光纤切割机或切割刀进行精密切割，激光由输入光纤(1)的输入端输入。通过五维调整平台(3)调节输入光纤端面的径向位移及角向位移，保证两级光纤严格共轴且端面平行，并调节两级光纤端面间距最小，此时激光在两级光纤端面间获得光耦合效率的极大值。由调制信号输入端口(7)输入调制信号，经放大器(6)放大，并加载到压电器件(4)上使其随调制信号振荡，输出光纤(2)的输入端面的横向位移及两级光纤间的光耦合效率将随调制信号的同步变化，从而实现了对传输光信号的调制。
权利要求
一种基于插入损耗的光纤信号调制器。通过调节两对接准直光纤端面的横向位错，来控制两级光纤的光耦合效率，使得输出信号随调制信号的变化而变化，从而实现对输入信号的振幅调制。
全文摘要
一种基于插入损耗的光纤信号调制器。通过调节两对接准直光纤端面的横向位错，来控制两级光纤的光耦合效率，实现对输入信号的振幅调制。在两对接光纤端面间利用压电器件控制光纤端面的横向偏移，将调制信号放大并加载于压电器件，压电器件随调制信号振动，并使光纤端面的横向位错随调制信号同步变化，下一级光纤输出端将输出同样波形的调制光强信号。该调制器原理简单、调制度高、噪声低、耦合方便，适用于全光纤光路中信号调制。
文档编号H04B10/12GK1828369SQ20061001336
公开日2006年9月6日 申请日期2006年3月24日 优先权日2006年3月24日
发明者张天浩, 王顺利, 贾峰, 满江伟, 牛凯, 王旭成, 陈平, 杨 嘉 申请人:南开大学