通过线性光学采样的光学信号可视化的制作方法_2

文档序号:8324137阅读:来源:国知局
括下列步骤:
[0032] -将光学信号OS分离成彼此正交的两个传播模式E1及E2,
[0033] -通过在两个副本之间引入偏振交叉及时间移位来将传播模式E1、E2划分成两个 副本,
[0034] -将两个副本组合成包括彼此正交且时间移位的垂直偏振分量Vtm、Vte及水平偏 振分量Htm、Hte的单个所得信号,
[0035] -将所得脉冲信号OS划分成两个副本,且在所述两个副本之间引入固定时间移 位,
[0036] -将脉冲信号OS的两个副本引入到用于采样及检测光学信号OS的装置中。
[0037] 根据一个方面,由脉冲光学信号SP在两个副本之间引入的时间移位等于脉冲信 号S的周期Tp的一半与光学信号OS的位时间Td的和(Tp/2+Td)。
[0038] 根据另一方面,通过在施加于压电材料圆筒的电压的作用下使卷绕在所述圆筒周 围的偏振维持光纤的长度改变,独立实现脉冲信号SP的垂直偏振分量Vsp及水平偏振分量 Hsp的两个副本之间的时间移位的精确调整。
[0039] 根据又一方面,脉冲信号SP的垂直偏振分量Vsp平行于光学信号OS的垂直偏振 分量Vtm、Vte,且脉冲信号SP的水平偏振分量Hsp平行于光学信号OS的水平偏振分量Htm、 Hte,使得可能生成干扰。所述信号分解成被称为垂直及水平的两个正交偏振分量。脉冲信 号SP分解成垂直分量Vsp及水平分量Hsp,且光学信号OS的横向磁传播模式TM及横向电 传播模式TE分别产生垂直分量Vtm及Vte以及水平分量Htm及Hte。垂直及水平分量为 时间移位分量。脉冲信号SD的垂直分量及水平分量与光学信号OS的垂直分量及水平分量 平行。对垂直分量及水平分量的连续、同步检测使得可能采样通过电子处理可视化的信号 os〇
[0040] 线性光学采样可视化系统及相关联方法具有下列优点:避免了复制处理复合光学 信号的单个分量所需的装置而获得能够处理此信号的两个分量的可视化系统。因此,所提 议可视化系统比现存系统简单且便宜。此线性光学采样可视化系统特定来说意在用于测试 光子集成电路PIC。
【附图说明】
[0041] 在阅读通过非限制性实例且在附图中自然给出的一个实施例的下文描述时,将明 白本发明的其它特征及优点,其中:
[0042]图1描绘用于通过线性光学采样使相位编码及/或振幅编码的信号可视化的整个 系统的一个实施例,
[0043] 图2以简化方式示意性描绘图1的线性光学采样可视化系统的部分,
[0044] 图3详细描绘用于采样脉冲复制的复制器PSD-PX-TS,
[0045] 图4详细描绘用于光学信号数据复制的复制器DD-PX-TS,
[0046] 图5详细描绘用于精确调整时间移位的拆分器PM-TSM-S,
[0047] 图6详细描绘用于采样及检测光学信号的装置BD-AC-TS,
[0048] 图7描绘整个线性光学采样可视化系统。
【具体实施方式】
[0049] 线件光学采样可视化系统综沐
[0050] 图1描绘用于通过线性光学采样使极高速复合(相位编码及/或振幅编码)光学 信号0S可视化的整个系统的一个实施例。事实上,待可视化光学信号0S使用未知模式传 播。进入系统的光学信号OS因此投射到彼此正交的两个任意线性传播模式上(由模式El及模式E2标示)。此正交必须具有最广泛意义(意谓其代数意义),且不限于垂直意义。举 例来说,此类传播模式E1及E2可分别对应于在偏振维持光纤PMF内引导的向量光学信号 0S的横向磁模式TM及横向电模式TE。
[0051] 为简单起见,在图1中所描绘的线性光学采样可视化系统100分解成与含有采样 脉冲的信号相关的第一子系统1及与含有经传输数据的待分析光学信号相关的子系统2。
[0052]与含有采样脉冲的信号相关的第一子系统
[0053] 与含有采样脉冲的信号相关的第一子系统1包括发射由偏振维持光纤PMF4("偏 振维持光纤")携载的采样脉冲信号SP( "采样脉冲")的激光源SPS3( "采样源脉冲")。 脉冲信号SP被发送到将所述脉冲信号SP划分成两个副本且同时在所述两个副本之间引入 偏振交叉PX及时间移位TS的复制器SPD-PX-TS5 ("具有偏振交叉及时间移位的采样脉冲 复制器")。"划分"信号意指产生各具有传入信号的一半功率的两个相同副本。此两个偏 振交叉且时间移位的副本接着经组合以产生经复制传出脉冲信号SP。经复制传出脉冲信号 SP借此包括所谓垂直偏振分量Vsp及所谓水平偏振分量Hsp,在所述两个偏振分量之间具 有时间移位。在当前情况中,与水平偏振分量Hsp相比,垂直偏振分量Vsp移位达一半周期 加一个位时间。
[0054] 垂直偏振分量Vsp及水平偏振分量Hsp表不源于分解构成脉冲信号SP的光场的 光场(或电磁场)齐次向量。此分解是基于已知的本征向量(因为其已由用户任意挑选) (举例来说,偏振维持光纤PMF的横向磁传播模式TM或横向电传播模式TE)而进行的。举 例来说,垂直偏振分量Vsp及水平偏振分量Hsp为正交向量且如果脉冲信号SP为原始向 量,那么向量关系为:SP=Vsp+Hsp。
[0055] 复制器SPD-PX-TS5之后是耦合器6,其将经复制信号划分成两个副本,每一副本 传播到分别馈送到拆分器PM-TSM-S9及10( "偏振维持及时间移位维持拆分器")中的两 个臂7及8的一者中。在下文中,术语"耦合器"指代能够取决于相对于光学信号行进方向 放置的方向既用以耦合光学信号又用以划分光学信号的装置。
[0056] 在维持先前已引入的偏振及时间移位的同时,PM-TSM-S拆分器9及10的每一者 划分经复制脉冲信号SP。拆分器PM-TSM-S9将通过臂7进入的信号划分成两个副本,每一 副本包括垂直偏振分量Vsp及水平偏振分量Hsp,在所述两个分量之间具有时间移位。拆 分器PM-TSM-S9还在两个所得副本中的一者的路径上相对于另一副本精确再调整时间移 位。两个副本分别收集在拆分器PM-TSM-S9的输出端11a及lib处。各具有包括垂直偏 振分量Vsp及Hsp的单个信号的形式的两个副本接着被分别引入到用于采样及检测光学信 号0S的装置BD-ADC13( "平衡检测器及模/数转换器")的输入端12a及12b中。同样 地,拆分器PM-TSM-S10将通过臂8进入的信号划分成两个副本,在所述两个副本之间精确 再调整时间移位。分别在拆分器PM-TSM-S10的输出端14a及14b处接收两个副本。各具 有包括垂直偏振分量Vsp及水平偏振分量Hsp的单个信号的形式的此两个副本接着被分别 引入到用于采样及检测携载数据的光学信号0S的装置BD-ADC16的输入端15a及15b中。
[0057] 与待分析光学信号相关的第二子系统
[0058] 待分析光学信号0S穿过拆分器PBS21 ( "偏振束拆分器")的进入端口 20进入线 性光学采样可视化系统100的子系统2,所述拆分器使得可能将两个传播模式E1及E2 (举 例来说,分别为横向磁模式TM及横向电模式TE)彼此分离。收集在拆分器PBS21的输出 端22a处且注入到子系统2的支路2a中的横向磁模式TM与收集在拆分器PBS21的输出 端22b处且注入到子系统2的支路2b中的横向电模式TE分离。
[0059] 与横向磁模式TM相关的支路2a包括复制器DD-PX-TS23 ("具有偏振交叉-时间 移位的数据复制器")。复制器DD-PX-TS23将横向磁模式TM划分成两个副本且在两个副 本之间引入偏振交叉PX及时间移位TS。横向磁模式TM接着划分成两个副本,每一者包括 所谓垂直偏振分量Vtm及所谓水平偏振分量Htm。两个副本分别收集在复制器DD-PX-S23 的输出端24a及24b处。根据先前描述的外差过程,接着将光学信号OS的横向磁模式TM 的两个副本与来自激光源SPS3的脉冲信号混合。接着,在初始OS信号仅在横向磁模式TM 中偏振的情况下,一旦混合,就将两个副本分别引入到用于采样及检测光学信号OS的装置 BD-ADC13的输入端25a及25b中,以便在电子处理后(例如)以星座图或眼图形式显示。
[0060] 与横向电模式TE相关的支路2b包括将光学信号OS的横向电模式TE划分成两个 副本且在两个副本之间引入偏振交叉PX及时间移位TS的复制器DD-PX-TS26。横向电模 式TE划分成两个副本,每一者包括分别收集在复制器DD-PX-TS26的输出端27a及27b处 的所谓垂直偏振分量Vte及所谓水平偏振分量Hte。根据先前描述的外差过程,接着将光学 信号OS的横向电模式TE的两个副本与来自激光源SPS3的脉冲信号混合。接着,在初始 OS信号仅在横向电模式TE中偏振的情况下,一旦混合,就将两个副本分别引入到用于采样 及检测光学信号OS的装置BD-ADC16的输入端28a及28b中,以便在电子处理后(例如) 以星座图或眼图形式显示。
[0061] 如由图1所描绘的线性光学采样可视化系统方案的制造因此比现存系统简单且 便宜。
[0062] 在初始OS信号的偏振未知且可为任一者的情况下,星座图或眼图的可视化应在 源于关于横向磁模式TM的支路2a的信号及源于关于横向电模式TE的支路2b的信号的组 合处理之后实行。
[0063] 分别对应于光学信号OS的横向磁传播模式TM及横向电传播模式TE的水平偏振 分量Htm及Hte为光场齐次向量。所述分量沿携载脉冲信号SP及光学信号OS的偏振分量
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