专利名称：：一种光信号解调器和解调方法
技术领域：
：本发明涉及一种光位相解码器，尤其涉及一种用于解调光通讯信号的解调器和调节方法。
背景技术：
：在相干光传输中，光位相解调器的功效是将光传输中的光位相信号转换为光强度信号。其原理如图l所示输入的信号光束(a)、信号光束(b)为相位调制信号，转换为强度信号光束(a，)、强度信号光束(b，)，最后以强度信号光束(c)输出。现有技术的光位相解调器通常利用迈克尔逊干涉原理，将存在与光束中的位相信息转换为强度信息，如图2所示干涉后出射的两束光的光强与位相差之间的关系如下/。□sin2(了)口sin2(~^~)，X/7。^^/6□cos2(^")口cos2(~^")，X/7口~~^~~在自由空间中n-l,△L-L2-L1。通过计算，针对每个ITU波长，设定AL，通过上述公式可以得出下表，完成相位解调<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>为了能达到高信噪比的解调，所述干涉仪的两臂之间的延时差必须满足两个条件。首先，延时必须等于通信信号的比特时间的整数倍；其次，光相位延时差对于光载波信号而言必须是n的整数倍，以便干涉光波准确地同相或反相。由于在固态(solid-state)应用中，光通过其在干涉仪中传播的材料的折射率是与温度相关的，因此干涉仪的温度波动可能导致干涉仪的失谐，因此，利用热电冷却器冷却干涉仪达到了温度稳定是解决该温度波动的一种方案。由于上述热电冷却器冷却干涉仪会产生温度差，导致频率漂移严重，尤其对于对光通信带宽中的任一波长信号或多个波长信号的解调功能。
发明内容本发明的目的在于提出一种光信号波长可调、温度稳定的光信号解调器。本发明的另一目的在于提供一种光信号波长可调、温度稳定的解调方法。为了实现上述目的，本发明提供一种光信号解调器，包括光信号输入端口，第一、二光信号输出端口以及千涉仪结构，其特征在于所述干涉仪结构包括等功率分光器具有一分光膜，将输入光信号分成两束等功率的第一、二光信号；所述分光器的上端面具有第一分隔器，将分光膜分离的第一光信号返回分光器；一第二分隔器贴于该分光器的右端面，所述第二分隔器具有两等距长度的分隔臂，所述分隔臂具有较低的膨胀系数，所述分隔臂的右側具有第二反射膜，所述分隔器还包括一折射率可调光学组件置于第二光信号的光路中，通过改变温度或电压调节其折射率，从而调节第二光信号的光程，所述分光膜分离的第二光信号通过所述光学元件的分隔臂，以及折射率可调光学组件，借由第二反射膜返回分光器；第一、二光信号在预期位置发生干涉，两束干涉光分别从第一、二光信号输出端口输出。其中，较佳实施方案为所述第一分隔器可为分光器的上端面镀有一第一反射膜。其中，较佳实施方案为所述折射率可调光学组件包括一热敏电阻对该光学组件的温度进行反馈，以及一电阻膜对该光学组件调节温度。其中，较佳实施方案为所述折射率可调光学组件可为硅材质或液晶组成o■其中，较佳实施方案为所述输入端口、光信号输出端口分别包括一光准直器，对光信号进行准直。其中，较佳实施方案为所述干涉仪可为Mach-Zehnder、泰勒以及迈克尔逊干涉仪。其中，较佳实施方案为所述分光器的左、右以及下端设有高透膜。其中，较佳实施方案为所述至少一分隔臂的膨胀系数可为0.Olppm/K-0.04ppm/K之间。本发明还包括一种光信号解调器的解调方法，其步骤为a.组建所述光信号解调器，其包括光信号输入端口，第一、二光信号输出端口以及干涉仪结构，其中，光信号输入端口输入位相调制光信号；b.调节折射率可调光学组件连接电阻膜的温度，从而调节折射率可调光学组件的折射率使该解调器的解调波长与输入光信号波长匹配；c.通过热敏电阻反馈环境温度改变引起的折射率可调光学组件的温度变化；d.锁定折射率可调光学组件的温度，从而锁定解调波长，第一、二光信号输出端口输出解调后的强度调制光信号。其中，较佳方案为步骤a中，组建干涉仪，所述干涉仪结构包括等功率分光器具有一分光膜，将输入光信号分成两束等功率的第一、二光信号；所述分光器的上端面具有第一分隔器，将分光膜分离的第一光信号返回分光器；一第二分隔器贴于该分光器的右端面，所述第二分隔器具有两等距长度的分隔臂，所述分隔臂具有较低的膨胀系数，所述分隔臂的右侧具有第二反射膜，所述分隔器还包括一折射率可调光学组件置于第二光信号的光路中，通过改变温度或电压调节其折射率，从而调节第二光信号的光程，所述分光膜分离的第二光信号通过所述光学元件的分隔臂，以及折射率可调光学组件，借由第二反射膜返回分光器；第一、二光信号在预期位置发生干涉，两束干涉光分别从第一、二光信号输出端口输出。其中，较佳方案为所述第一分隔器可为分光器的上端面镀有一第一反射膜。其中，较佳方案为所述折射率可调光学组件包括一热敏电阻对该光学组件的温度进行反馈，以及一电阻膜对该光学组件调节温度。其中，较佳方案为所述折射率可调光学组件可为硅材质或液晶组成。其中，较佳方案为所述干涉仪可为Mach-Zehnder、泰勒以及迈克尔逊干涉仪。其中，较佳方案为所述分光器的左、右以及下端设有高透膜。其中，较佳方案为所述至少一分隔臂的膨胀系数可为0.Olppm/K-0.04ppm/K之间。本发明的优点为由于通过折射率可调光学组件可以随着温度变化折射率改变，使该解调器的解调波长与输入光信号波长匹配，且光程差可微调；再者，由于所述第一、二空隙具有膨胀系数为0.01卯m/K-0.(M卯m/K之间，使其温度稳定性更好。下面接合附图对本发明的实施例进一步说明图1为现有光信号解调器的原理图。图2为现有光信号解调器的结构原理图。图3为本发明光信号解调器的第一实施例的结构示意图。图4为本发明光信号解调器的第二实施例的结构示意图。图5为本发明光信号解调器的光路图。图6为折射率可调光学组件334的结构示意图。图7为本发明光信号解调器的调解方法的框图。图8表示本发明光调解信号在不同温度状态下的干涉图像。具体实施例方式下面结合附图对本发明快速高精度对数转换作进一步说明。图3为本发明的解调器的第一实施例的结构示意图。该解调器的输入端口l接收输入信号，所述输入端口1包括第一光准值器ll，被连接到Mach-Zehnder干涉仪3的功率分光器(powersplitter)31。其具有一分光膜311;所述分光器31的右端面光学连接分隔器33,所述分隔器33具有相对应的第一分隔臂331、第二分隔臂332，其长度为L，其中所述第一、二分隔臂331、332具有低膨胀系数，其膨胀系数可为0.Olppm/K-0.04Ppm/K之间，分光器31的上端面包括第一反射膜312，所述第一、二分隔臂331、332的右侧具有第二反射膜313镀于基底20上，所述第一、二分隔臂3n、332之间包括一折射率可调光学组件334置于光路中，具有一定的折射率，并且该光学材料的折射率随着温度的变化而改变。使该解调器的解调波长与输入光信号波长匹配，以及第一、二光信号输出端口2、4输出调制后的强度调制信号。其中，所述第一反射膜312也可为一分隔器，和分隔器33类似，其两路光程差满足其干涉条件即可。其中，较佳实施例为，所述分光器31除了上端面设有第一反射膜312，其余的左、右以及下端面设有高透膜314、315以及316。图4为本发明光信号解调器的第二实施例的结构示意图，如图4所示，该解调器的输入端口l接收输入信号，所述输入端口1包括第一光准值器11，被连接到干涉仪3的功率分光器(powersplitter)31。其具有一分光膜311;所述分光器31的右端面光学连接分隔器33,分隔器40可包括一ll型结构的凹槽41，所述U型结构的凹槽41横向光胶合与分光器31的右端面，所述凹槽41包括第一、二分隔臂411、412，所述第一、二分隔臂411、412具有低膨胀系数，其膨胀系数可为G.Olppm/K-0.04ppm/K之间，分光器31的上端面包括第一反射膜312,所述凹槽41的槽底413镀有第二反射膜313，所述凹槽41内容置一折射率可调光学组件334置于光路中，并且该光学材料的折射率随着温度的变化而改变，使该解调器的解调波长与输入光信号波长匹配，以及第一、二光信号输出端口2、4输出调制后的强度调制信号。图5为本发明光信号解调器的光路原理图，如图5所示入射光束L从光信号输入端口1经由第一准值器ll准值射入，借由分光器31的分光膜311分成两束等功率的光束L1、L2，后其中第一束光束L1以预期光路借由第一反射膜312反射回分光器；这样第二束光束L2以预期光路透过分光膜311，经过第一、二分隔臂之间的折射率可调光学组件334后，借由第二反射膜313反射回分光器31;上述反射回分光器的第一光束L1、第二光束L2在预期位置发生干涉，后第一干涉光L1'从第二光信号输出端口4经过准直器ll出射，图6为本发明折射率可调光学组件334的结构示意图，所述折射率可调光学组件334包括通光部分335和非通光部分336，非通光部分336镀有电阻膜3341，该电阻膜3341的电阻范围为5欧姆到15欧姆之间，而非通光部分336的另一端面包括一热敏电阻3342,可以实时反馈该组件温度。其中，较佳实施例为，所述折射率可调光学组件34可为硅材质或液晶组成，从而满足温度或电压调节其折射率。图7为本发明的解调器的调节方法，如图6所示，其步骤为a.组建上述光信号调解器，其包括光信号输入端口1,第一、二光信号输出端口2、4以及干涉仪结构3，其中，光信号输入端口1输入位相调制光信号；b.调节折射率可调光学组件334连接电阻膜3341的温度，从而调节折射率可调光学組件334的折射率使该解调器的解调波长与输入光信号波长匹配；c.通过热敏电阻3342反馈环境温度改变引起的折射率可调光学组件334的温度变化；d.锁定折射率可调光学组件334的温度，从而锁定解调波长，第一、二光信号输出端口2、4输出解调后的强度调制光信号。其中，步骤a中，组建上述Mach-Zehnder干涉仪，其中，包括等功率分光器31具有一分光膜311，一分隔器33贴于该分光器31的右侧，该分隔器33具有两等距长度为L的分隔臂331、332以及411、412,所述分隔臂331、332以及411、412具有较低的膨胀系数(CTE)，其膨胀系数具体可为0.Olppm/K-0.04ppm/K之间为较佳的实施方案，所述第一、二分隔臂331、332以及411、412的右侧具有第一反射膜312，所述分隔器33还包括一折射率可调光学组件334置于光路中，且所述折射率可调光学组件334在非通光面包括一热敏电阻3341对该光学组件的温度进行反馈，以及一电阻膜3342对该光学组件调节温度；所述分光器31的另一光路具有第二反射膜313，将在分光膜12分离的光束返回。其中，所述第一反射膜312也可为一分隔器，和分隔器33类似，其两路光程差满足其干涉条件即可。其中，较佳实施例为，所述分光器31除了上端面设有第一反射膜312,其余的左、右以及下端面设有高透膜314、315以及316。如图8所示，所述折射率可调光学组件334的折射率温度系数值(An/△T)范围为50-150*10E6(1/C)。所述折射率可调光学组件334可调节光程差，变化量的范围为1.5um-4.5um之间。由于通过温度来控制分隔器33的光相延时。图8中的实曲线指出了随温度改变的输出光信号曲线，其中，包括45。C、50°C、55°C、60°C、65°C下输出的解调信号，由于使折射率可调光学组件334的折射率取决于温度，因此该光程差可微调，从而对干涉波形的谷值点进行调节，最终将谷值波长点对应至工作波长，然后通过温度锁定光学组件折射率，一边能够准确地控制干涉信号地两个部分之间的相位关系。本发明的优点为由于通过折射率可调光学组件33可以随着温度变化折射率改变，使该解调器的解调波长与输入光信号波长匹配，且光程差可微调；再者，由于所述第一、二分隔臂331、332具有膨胀系数为0.Olppm/K-0.04ppm/K之间，使其温度稳定性好。以上所述者，仅为本发明最佳实施例而已，并非用于限制本发明的范围，凡依本发明申请专利范围所作的等效变化或修饰，皆为本发明所涵盖。权利要求1、一种光信号解调器，包括光信号输入端口，第一、二光信号输出端口以及干涉仪结构，其特征在于所述干涉仪结构包括等功率分光器具有一分光膜，将输入光信号分成两束等功率的第一、二光信号；所述分光器的上端面具有第一分隔器，将分光膜分离的第一光信号返回分光器；一第二分隔器贴于该分光器的右端面，所述第二分隔器具有两等距长度的分隔臂，所述分隔臂具有较低的膨胀系数，所述分隔臂的右侧具有第二反射膜，所述分隔器还包括一折射率可调光学组件置于第二光信号的光路中，通过改变温度或电压调节其折射率，从而调节第二光信号的光程，所述分光膜分离的第二光信号通过所述光学元件的分隔臂，以及折射率可调光学组件，借由第二反射膜返回分光器；第一、二光信号在预期位置发生干涉，两束干涉光分别从第一、二光信号输出端口输出。2、如权利要求1所述的光信号调节器，其特征在于所述第一分隔器可为分光器的上端面镀有一第一反射膜。3、如权利要求1所述的光信号调节器，其特征在于所述折射率可调光学组件包括一热敏电阻对该光学组件的温度进行反馈，以及一电阻膜对该光学组件调节温度。4、如权利要求1所述的光信号调节器，其特征在于所述折射率可调光学组件可为石圭材质或液晶组成。5、如权利要求1所述的光信号调节器，其特征在于所述输入端口、光信号输出端口分别包括一光准直器，对光信号进行准直。6、如权利要求1所述的光信号调节器，其特征在于所述干涉仪可为Mach-Zehnder、泰勒以及迈克尔逊干涉仪。7、如权利要求1所述的光信号调节器，其特征在于所述分光器的左、右以及下端设有高透膜。8、如权利要求1所述的光信号调节器，其特征在于所述至少一分隔臂的膨胀系数可为0.Olppm/K-0.04ppm/K之间。9、一种光信号解调器的解调方法，其步骤为a.组建所述光信号解调器，其包括光信号输入端口，第一、二光信号输出端口以及干涉仪结构，其中，光信号输入端口输入位相调制光信号；b.调节折射率可调光学组件连接电阻膜的温度，从而调节折射率可调光学组件的折射率使该解调器的解调波长与输入光信号波长匹配；c.通过热敏电阻反馈环境温度改变引起的折射率可调光学组件的温度变化；d.锁定折射率可调光学组件的温度，从而锁定解调波长，第一、二光信号输出端口输出解调后的强度调制光信号。10、如权利要求9所述的光信号调节器的解调方法，其特征在于步骤a中，组建干涉仪，所述干涉仪结构包括等功率分光器具有一分光膜，将输入光信号分成两束等功率的第一、二光信号；所述分光器的上端面具有第一分隔器，将分光膜分离的第一光信号返回分光器；一第二分隔器贴于该分光器的右端面，所述第二分隔器具有两等距长度的分隔臂，所述分隔臂具有较低的膨胀系数，所述分隔臂的右侧具有第二反射膜，所述分隔器还包括一折射率可调光学组件置于第二光信号的光路中，通过改变温度或电压调节其折射率，从而调节第二光信号的光程，所述分光膜分离的第二光信号通过所述光学元件的分隔臂，以及折射率可调光学组件，借由第二反射膜返回分光器；第一、二光信号在预期位置发生干涉，两束干涉光分别从第一、二光信号输出端口输出。11、如权利要求9所述的光信号调节器的解调方法，其特征在于所述第一分隔器可为分光器的上端面镀有一第一反射膜。12、如权利要求9所述的光信号调节器的解调方法，其特征在于所述折射率可调光学组件包括一热敏电阻对该光学组件的温度进行反馈，以及一电阻膜对该光学组件调节温度。13、如权利要求9所述的光信号调节器的解调方法，其特征在于所述折射率可调光学组件可为硅材质或液晶组成。14、如权利要求9所述的光信号调节器的解调方法，其特征在于所述干涉仪可为Mach-Zehnder、泰勒以及迈克尔逊干涉仪。15、如权利要求9所述的光信号调节器的解调方法，其特征在于所述分光器的左、右以及下端设有高透膜。16、如权利要求9所述的光信号调节器的解调方法，其特征在于所述至少一分隔臂的膨胀系数可为0.Olppm/K-0.04ppm/K之间。全文摘要本发明提供一种光信号解调器和解调方法，其解调方法为一束位相调制的光信号输入至上述解调器，经由其中的干涉仪结构解调为两束具有预定位相差的强度调制光信号。通过解调器中的可调折射率光学组件还可实现对光通信带宽中的任一波长信号或多个波长信号的解调功能。文档编号G02F2/00GK101620357SQ20081006817公开日2010年1月6日申请日期2008年7月2日优先权日2008年7月2日发明者包虞健,红谢申请人:昂纳信息技术(深圳)有限公司