一种IQ调制器的控制方法及系统与流程

技术特征：

1.一种IQ调制器的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.根据第一扰动频率f₁以及第二扰动频率f₂，获得I路控制信号的偏置V_I、Q路控制信号的偏置V_Q以及P路控制信号V_P；其中，所述第一扰动频率与第二扰动频率之比f₁:f₂为0.5～2，N₁*f₂≠N₂*f₁，N₁、N₂为1～6的任意自然数；

S2.根据I路控制信号的偏置V_I以及Q路控制信号的偏置V_Q，获得I路控制信号V_I’＝V_I+Asin(2πf₁t)以及Q路控制信号V_Q’＝V_Q+Asin(2πf₂t)；其中，幅值A为1％～10％V_π，V_π为IQ调制器的半波电压，t为时间。

2.如权利1所述的控制方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括：

$\frac{-{\mathrm{\π}}^2{\mathrm{ATf}}_1}{2V_{\mathrm{\π}}}\[sin\left(\frac{\mathrm{\π}(V_I-V_{I_0})}{V_{\mathrm{\π}}}\right)+2sin\left(\frac{\mathrm{\π}(V_I-V_{I_0})}{2V_{\mathrm{\π}}}\right)sin\left(\frac{\mathrm{\π}(V_Q-V_{Q_0})}{2V_{\mathrm{\π}}}\right)cos\left(\frac{\mathrm{\π}(V_P-V_{P_0})}{2V_{\mathrm{\π}}}\right)\]={\∫}_0^{T}sin\left(2{\mathrm{\πf}}_{1}t\right)s\left(t\right)dt,$

$\frac{-{\mathrm{\π}}^2{\mathrm{ATf}}_2}{2V_{\mathrm{\π}}}\[sin\left(\frac{\mathrm{\π}(V_Q-V_{Q_0})}{V_{\mathrm{\π}}}\right)+2sin\left(\frac{\mathrm{\π}(V_I-V_{I_0})}{2V_{\mathrm{\π}}}\right)sin\left(\frac{\mathrm{\π}(V_Q-V_{Q_0})}{2V_{\mathrm{\π}}}\right)cos\left(\frac{\mathrm{\π}(V_P-V_{P_0})}{2V_{\mathrm{\π}}}\right)\]={\∫}_0^{T}sin\left(2{\mathrm{\πf}}_{2}t\right)s\left(t\right)dt$

$,\frac{{\mathrm{\π}}^{2}AT(f_1+f_2)}{V_{\mathrm{\π}}}sin\left(\frac{\mathrm{\π}(V_I-V_{I_0})}{2V_{\mathrm{\π}}}\right)sin\left(\frac{\mathrm{\π}(V_Q-V_{Q_0})}{2V_{\mathrm{\π}}}\right)cos\left(\frac{\mathrm{\π}(V_P-V_{P_0})}{2V_{\mathrm{\π}}}\right)={\∫}_0^{T}sin\left(2{\mathrm{\πf}}_{1}t\right)sin\left(2{\mathrm{\πf}}_{2}t\right)s\left(t\right)dt;$

其中，s(t)为IQ调制器的实时光功率，T为检测周期，和分别为IQ调制器的直流光功率s’(t)＝s’(t)_max或s’(t)＝s’(t)_min时，I路控制信号的偏置、Q路控制信号的偏置以及P路控制信号，s’(t)_max为直流光功率s’(t)的最大值，s’(t)_min为直流光功率s’(t)的最小值，所述直流光功率

3.如权利2所述的控制方法，其特征在于，在所述步骤S1中，还包括：根据目标光功率，调节I路控制信号的偏置V_I、Q路控制信号的偏置V_Q以及P路控制信号V_P，使得CI＝CQ＝CP＝0；其中，所述目标光功率为直流光功率的最小值s’(t)_min或直流光功率的最大值s’(t)_max，I路相关系数Q路相关系数P路相关系数

4.如权利1所述的控制方法，其特征在于，在所述步骤S2之后，还包括步骤S3：将I路控制信号V_I’输入IQ调制器的I路MZM调制器，将Q路控制信号V_Q’输入IQ调制器的Q路MZM调制器，将P路控制信号V_P输入IQ调制器的相位延迟器；使得所述IQ调制器的实时光功率为返回步骤S1，j为虚数单位；

其中，I路MZM调制器的光功率信号I(t)和Q路MZM调制器的光功率信号Q(t)满足：

$Q^2\left(t\right)={\{cos\[\frac{\mathrm{\π}(V_Q-V_{Q_0}+Asin(2{\mathrm{\πf}}_{2}t))}{2V_{\mathrm{\π}}}\]\}}^2,$

$I\left(t\right)Q\left(t\right)=cos\[\frac{\mathrm{\π}(V_I-V_{I_0}+Asin(2{\mathrm{\πf}}_{1}t))}{2V_{\mathrm{\π}}}\]*cos\[\frac{\mathrm{\π}(V_Q-V_{Q_0}+Asin(2{\mathrm{\πf}}_{2}t))}{2V_{\mathrm{\π}}}\].$

5.如权利1所述的控制方法，其特征在于，所述第一扰动频率f₁以及第二扰动频率f₂为1kHz～10kHz。

6.一种IQ调制器的控制系统，其特征在于，包括功率监测模块、频率源、相关积分模块、反馈控制模块以及耦合单元；

所述功率监测模块的输出端连接反馈控制模块的第一输入端，所述功率监测模块用于获得IQ调制器的直流光功率其中，s(t)为IQ调制器的实时光功率，t为时间，T为检测周期；

所述频率源的第一输出端连接相关积分模块的第一输入端，第二输出端连接耦合单元的第一输入端；所述频率源用于发出具有第一扰动频率f₁的第一扰动信号以及具有第二扰动频率f₂的第二扰动信号，所述第一扰动频率与第二扰动频率之比f₁:f₂为0.5～2，N₁*f₂≠N₂*f₁，N₁、N₂为1～6的任意自然数；

所述相关积分模块的输出端连接反馈控制模块的第二输入端，所述相关积分模块用于根据具有第一扰动频率f₁的第一扰动信号以及具有第二扰动频率f₂的第二扰动信号，获取I路相关系数Q路相关系数以及P路相关系数

所述反馈控制模块的第一输出端连接耦合单元的第二输入端，第二输出端用于连接IQ调制器的相位延迟器；所述反馈控制模块用于根据I路相关系数CI、Q路相关系数CQ、P路相关系数CP以及直流光功率s’(t)，获得I路控制信号的偏置V_I、Q路控制信号的偏置V_Q以及P路控制信号V_P；其中，

$sin\left(\frac{\mathrm{\π}(V_I-V_{I_0})}{V_{\mathrm{\π}}}\right)+2sin\left(\frac{\mathrm{\π}(V_I-V_{I_0})}{2V_{\mathrm{\π}}}\right)sin\left(\frac{\mathrm{\π}(V_Q-V_{Q_0})}{2V_{\mathrm{\π}}}\right)cos\left(\frac{\mathrm{\π}(V_P-V_{P_0})}{2V_{\mathrm{\π}}}\right)=-CI*\frac{2V_{\mathrm{\π}}}{{\mathrm{\π}}^2{\mathrm{ATf}}_1},$

$sin\left(\frac{\mathrm{\π}(V_Q-V_{Q_0})}{V_{\mathrm{\π}}}\right)+2sin\left(\frac{\mathrm{\π}(V_I-V_{I_0})}{2V_{\mathrm{\π}}}\right)sin\left(\frac{\mathrm{\π}(V_Q-V_{Q_0})}{2V_{\mathrm{\π}}}\right)cos\left(\frac{\mathrm{\π}(V_P-V_{P_0})}{2V_{\mathrm{\π}}}\right)=-CQ*\frac{2V_{\mathrm{\π}}}{{\mathrm{\π}}^2{\mathrm{ATf}}_2},$

$sin\left(\frac{\mathrm{\π}(V_I-V_{I_0})}{2V_{\mathrm{\π}}}\right)sin\left(\frac{\mathrm{\π}(V_Q-V_{Q_0})}{2V_{\mathrm{\π}}}\right)\cos \left(\frac{\mathrm{\π}(V_P-V_{P_0})}{2V_{\mathrm{\π}}}\right)=CP*\frac{2V_{\mathrm{\π}}}{{\mathrm{\π}}^{2}AT(f_1+f_2)};$

幅值A为1％～10％V_π，V_π为IQ调制器的半波电压，和分别为IQ调制器的直流光功率s’(t)＝s’(t)_max或s’(t)＝s’(t)_min时，I路控制信号的偏置、Q路控制信号的偏置以及P路控制信号，s’(t)_max为直流光功率s’(t)的最大值，s’(t)_min为直流光功率s’(t)的最小值；

所述耦合单元的第一输出端用于连接IQ调制器的I路MZM调制器，第二输出端用于连接IQ调制器的Q路MZM调制器；所述耦合单元用于获得I路控制信号V_I’＝V_I+Asin(2πf₁t)以及Q路控制信号V_Q’＝V_Q+Asin(2πf₂t)。

7.如权利要求6所述的控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括信号采集模块，所述控制系统还包括信号采集模块，所述信号采集模块的第一输出端连接所述功率监测模块的第一输入端，第二输入端连接所述相关积分模块的第二输入端，所述信号采集模块用于获得IQ调制器的实时光功率s(t)。

8.如权利要求7所述的控制系统，其特征在于，所述信号采集模块包括依次相连的光纤耦合器、光电探测器以及模数转换器；所述光纤耦合器的输入端作为所述信号采集模块的输入端，用于获取IQ调制器的实时光信号，所述光电探测器用于将所述实时光信号转换为实时光功率s(t)，所述模数转换器的输出端作为所述信号采集模块的输出端，用于将所述实时光功率s(t)转换为数字信号。

9.如权利要求6所述的控制系统，其特征在于，所述第一扰动信号为Asin(2πf₁t)，所述第二扰动信号为Asin(2πf₂t)。

10.如权利要求6所述的控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括功能选择模块，所述功能选择模块连接功率监测模块的第二输入端，所述功能选择模块用于设定目标光功率；所述目标光功率为直流光功率的最小值s’(t)_min或直流光功率的最大值s’(t)_max。