通过线性光学采样的光学信号可视化的制作方法_4

文档序号:8324137阅读:来源:国知局
、具有垂直偏振分量Vsp的脉冲信号SP的副本通过输入端口 123a 进入组合器PBC124内,而穿过臂125到达、具有水平偏振分量Hsp的脉冲信号SP的副本 通过输入端口 123b进入组合器PBC124内。
[0086] 将由第一臂121及第二臂125携载的脉冲信号SPS的副本组合成在组合器PBC 124的输出端128处的单个光纤PMF112内行进的单个信号,但传出信号具有包括垂直分 量Vsp及水平分量Hsp的单个信号的形式。组合器PBC为现成组件,其功能为组合来自两 个光纤的两个光学信号,使得可由单个光纤携载经组合信号。在相反方向上,分离器PBS将 由光纤携载的光学信号分离成具有分别在两个光纤内携载的正交传播模式的两个信号。
[0087] 在组合器PBC124的输出端口 128处,获得具有两个交叉偏振分量PX及等于 (Tp/2+Td)的精确微调时间移位TS的采样脉冲列SP。包括垂直偏振分量Vsp及水平偏振 分量Hsp的传出采样脉冲信号SP源于由组合器PBC124所执行的组合的事实为采样可视 化系统的重要功能,这是因为连接到复制器SPD-PX-TS111的输出端128的单个光纤112 确保将所述经脉冲化、经复制且被精细时间移位的信号SP携载到拆分器PM-TSM-S114。
[0088] 此处所描绘的实施例包括连接器122。此类连接器122用于将光纤PMF的两个部 分接合在一起,但自然可使用任何其它接合方式,例如焊接。
[0089]复制器DD-PX-TS
[0090]图4详细描绘使得能够在引入偏振交叉PX及时间移位TS的情况下划分含数据的 光学信号0S的复制器DD-PX-TS107。在离开分离器PBS104时由光纤PMF携载的光学信 号0S的横向磁模式TM穿过输入端口 106进入复制器DD-PX-TS107。光学信号0S的TM模 式划分成两个副本是通过偏振维持耦合器PMC130来实现。
[0091] 位于耦合器PMC130之后的第一臂131通过连接器132连接到组合器PBC134 的第一输入端口 133a,以便将样本光学信号0S的横向磁模式TM的具有垂直偏振传播模式 Vtm的副本中的一者馈送到其中。此处所描绘的实施例包括连接器132。此类连接器132 用于将光纤PMF的两个部分接合在一起,但自然可使用任何其它接合方式,例如焊接。
[0092] 位于耦合器PMC130之后的第二臂135经由连接器132连接到组合器PBC134的 第二输入端口 133b,以便将光学信号0S的横向磁模式TM的另一副本馈送到其中。最初垂 直、在臂135内循环的光学信号0S的副本的偏振被转90°以产生具有水平偏振传播模式 Htm的信号,在信号进入133b组合器PBC134之前或之后立即应用此旋转。第二臂135还 包括对在其上行进的光学信号0S的横向磁模式TM的副本强加等于脉冲采样信号SP的周 期TP的一半且取决于所用源SPS109的固定时间移位(Tp/2)的时间延迟线136。或者, 如果消除复制器SPD-PX-TS111的第二臂125的可调时间延迟线127,那么可将被称为TDL 的可调时间延迟线添加到复制器DD-PX-TS107的第二臂135。
[0093] 由第一臂131及第二臂135携载的信号被组合到在组合器PBC134的输出端138 处的单个光纤PMF137中,但包括两个正交偏振分量且在两个垂直偏振分量Vtm与水平偏 振分量Htm之间具有Tp/2的固定时间移位TS。耦合器130使得可能将信号划分成两个光 学信号OS,接着将所述光学信号OS分布在源于光纤137、分别通向复制器DD-PX-TS107的 输出端108a及108b的两个光纤PMF137a与137b之间。光纤PMF137a及137b分别通向 装置BD-ADC117的输入端118a及118b。平衡检测需要两个含数据的光学信号OS自光纤 PMF137a及137b同时到达装置BD-ADC117。由臂的一者137b携载的信号(与由另一臂 137a携载的信号相比)还具有由被称为FDL( "固定延迟线")的固定光学时间延迟线139 引入的固定时间移位。此移位是永久固定的且经调整以便使在输出端138与装置BD-ADC 117内的输入端118a之间的光学信号行进时间等于在输出端138与装置BD-ADC117内的 输入端118b之间的光学信号行进时间。
[0094]柝分器PM-TSM-S
[0095] 图5详细描绘用于在脉冲信号SP进入装置BD-ADC117之前调整其时间移位的拆 分器PM-TSM-S114,以便解释如何实现时间移位的微调调整。有必要作出此调整以使得可 能在装置114的两个输出端之间产生正交,以便同时获得待采样信号的实部及虚部。由采 样可视化系统内的光纤PMF携载的信号可经历可在采样脉冲SP到达检测装置BD-ADC117 的输入端116a及116b之时间上造成随机波动的温度相关扰乱及/或机械扰乱,其使得必 需再调整时间移位。必须对于光纤PMF141a及141b内的两个垂直偏振分量Vsp及水平偏 振分量Hsp独立完成时间移位的此精确再调整,这是因为两个垂直偏振分量Vsp及水平偏 振分量Hsp的光学路径不同且两个垂直偏振分量Vsp及水平偏振分量Hsp可具有基于所遭 遇的扰乱的不同表现。
[0096] -旦进入拆分器PM-TSM-S114,那么来自复制器SPD-PX-TS111的输出端口 128 且由光纤PMF112携载的脉冲信号SP由耦合器PMC140划分成分布在两个臂141a与141b 之间的两个副本。包括两个垂直偏振分量Vsp及水平偏振分量Hsp的脉冲信号SP的副本 传播到臂141a中。也包括两个偏振分量(分别为垂直偏振分量Vsp及水平偏振分量Hsp) 的脉冲信号SP的另一副本传播到第二臂141b中,且被直接发送到装置BD-ADC117的输入 端116b。第一臂141a用于精确调整两个副本之间的时间移位。
[0097] 第一臂141a包括将脉冲信号SP的两个偏振分量(垂直偏振分量Vsp及水平偏振 分量Hsp)分离的偏振分离器PBS142,垂直偏振分量Vsp收集在分离器PBS142的输出端 143a处,而水平偏振分量Hsp收集在输出端143b处。垂直偏振分量Vsp穿过由压电材料制 成的圆筒PZT144,光纤PMF卷绕在其周围,使得圆筒PZT144的直径的变更导致光纤PMF 的长度的微调,借此提供光学路径的微调。应通过将装置BD-ADC117的输出信号用作输入 信号的集成电路FPGA( "现场可编程门阵列")来计算必须施加于圆筒PZT144的电压,使 得可实时校正在不同光学路径中的低频波动。压电圆筒PZT114必须使得可能精确再调整 时间移位,以便能在拆分器PM-TSM-S114的两个输出115a与115b之间产生正交以便同时 获得待采样光学信号OS的实部及虚部。最终,光学信号OS在到达组合器PBC147的输入 端146a之前穿过连接器145。此处所描绘的实施例包括连接器145。此类连接器145用于 将光纤PMF的两部分接合在一起,但自然可使用任何其它接合方式,举例来说,焊接。
[0098] 在其自身端,水平偏振分量Hsp在已横越先前已描述其功能的圆筒PZT144、引入 时间移位以使得可能抵消垂直偏振分量Vsp的时间移位的固定时间延迟线FDL148及连接 器145之后被发送到组合器PBC147的输入端口 146b。在此情况中,存在固定时间延迟线 FDL148是非必要的,但在装置的实际实施方案中可为实用的。收集在组合器PBC147的输 出端149处、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采样脉 冲信号SP被发送到装置BD-ADC117的输入端116a。
[0099] 在图5中描绘的用于调整脉冲信号SP的时间移位的拆分器PM-TSM-S114使得可 能对于垂直偏振分量Vsp及水平偏振分量Hsp两者,微调到达经耦合光电二极管的采样脉 冲的光学相位(及因此时间移位)。
[0100] 离开拆分器PM-TSM-S114且分别穿过输入端116a及116b进入装置BD-ADC117 的两个脉冲信号SP必须具有使用压电装置PZT144所获得的正好JI/2的恒定相位差。
[0101]装詈BD-ADC
[0102] 图6详细描绘用于采样及检测光学信号OS以便检索(例如)星座图形式的关于振 幅及相位的信息的装置BD-ADC117。使用在两个输入端处的平衡检测器BD150a-150d("平 衡检测器")及模/数转换器ADC151 ( "模拟至数字转换器")获得光学信号0S的采样及 检测。可规定装置BD-ADC117进一步包括用于比较由平衡光检测器发射的电信号的比较 器。
[0103] 在用于光学信号0S的采样及检测的装置BD-ADC117中,使用固定时间延迟 线FDL152a-152d,其在到达平衡光检测器BD150a-150d的信号之间引入抵消光学路径 中的恒定差的时间移位。然而,固定时间延迟线FDL152a-152d可放置在光检测器BD 150a-150d之后,且如果这样做,那么其为电时间延迟线。由一对孪生光检测器150a、150b 或150c、150d发射的电信号分别被发送到差分放大器153a或153b,接着所述电信号进入 到模/数转换器ADC151中。仅在光学信号0S及脉冲信号SP同时存在于平衡光检测器 BD150a-150d中时,电信号为非零。借此由两对光检测器150a、150b及150c、150d执行采样 特征。
[0104] 全系统
[0105] 图7中概括且更详细描绘使
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