专利名称：高速电光调制器最佳偏置相位点检测控制装置及其方法
技术领域：
本发明涉及一种电光调制器偏置相位检测控制装置及其控制方法，具体地说，是一种基于交流小相位调制下的谐波抑制比法对高速电光调制器偏置相位点检测最优控制装置及其控制方法，应用于光通信等高速电光调制领域。
背景技术：
激光调制技术是现代激光通信的关键技术之一。由于采用电光调制器对激光采用外调制方式，减小了激光器本身的啁啾现象，更容易实现高速调制，因此在高速率光通信系统中被广为利用。偏置相位漂移使得电光器进行调制输出光功率等发生变化，调制效率下降。因此在应用电光调制器时，给电光晶体加载一个偏置电压调节电光调制器偏置相位来保证电光晶体在信号调制时可以工作在最佳偏置相位工作点，从而保证调制信号不失真，得到很高的调制效率。传统的偏置电压方式是给电光调制器加载固定偏置电压。但电光调制器工作在高速率调制状态下，由于电光介质的热积累效应和环境变化，会使电光调制晶体的最佳偏置相位工作点发生漂移，如果给晶体提供固定的偏置电压，则使电光调制器偏离了其最佳偏置相位工作点，使调制信号变差。本发明采用电光调制器最佳偏置相位工作点自动控制技术，将闭环反馈闭环系统应用到偏置电压加载部分，实时监测电光调制器偏置相位工作点的漂移，使最佳偏置相位工作点不随温度和环境变化而变化，保证电光调制器始终工作在最佳偏置相位工作点。
发明内容
本发明要 解决的具体技术问题是在高速调制状态下，电光调制晶体的最佳偏置相位发生漂移的问题，进而提供一种高速电光调制器最佳偏置相位点检测控制装置及其方法，以保证电光调制器调制信号不失真，进一步提高调制器的调制效率。本发明所提供的一种高速电光调制器最佳偏置相位点检测控制装置，包括激光输入信号、偏振控制器、电光调制器、光分路器、输出激光信号光电探测器和电光控制器；其特征在于:
所述激光输入信号通过偏振控制器后进入电光调制器，电光调制器输出激光信号通过99:1的光分路器后分为两束光,一束光输出激光信号；另一束光由光电探测器接收，并输入给电光控制器，得到最佳直流偏置电压点。本发明一种用于上述高速电光调制器最佳偏置相位点检测控制装置的检测控制方法，其具体检测控制方法是通过对电光调制器的交流小相位调制后，建立偏置相位变化项和谐波抑制比和相位调制度的关系，相位调制度可以由输入正弦信号幅度和电光调制器的半波电压确定，进而通过测量谐波抑制比可以实时估计高速率下的电光调制器最佳偏置相位相位误差。实现本发明上述的用高速电光调制器最佳偏置相位点检测控制装置及其方法，与现有技术相比，本发明解调装置结构简单，灵敏度高，性能稳定；本发明通过对电光调制器的交流小相位调制后，建立了偏置相位变化项和谐波抑制比和相位调制度的关系，相位调制度可以由输入正弦信号幅度和电光调制器的半波电压确定，进而通过测量谐波抑制比可以实时估计高速率下的电光调制器最佳偏置相位相位误差，在求解最佳偏置相位的同时能实时估计实际偏置相位与最佳偏置相位的误差，极大的提高电光调制器的工作效率，可广泛应用于高速光纤通信，相位式光纤传感等领域。
图1是本发明光调制器最佳偏置相位点检测控制装置及其方法示意图。图中:1:激光输入信号；2:偏振控制器；3:电光调制器；4:光分路器；5:输出激光信号；6:光电探测器；7:电光控制器；8:正弦信号发生器。
具体实施例方式
下面对本发明的具体实施方式
做出说明。实施本发明所提供的一种高速电光调制器最佳偏置相位点检测控制装置，包括激光输入信号、偏振控制器、电光调制器、光分路器、输出激光信号、光电探测器和电光控制器；其结构组成关系如下:
将激光输入信号I通过偏振控制器2后进入电光调制器3,电光调制器3输出激光信号通过99:1的光分路器4后分为两束光，一束光输出激光信号5 ;另一束光由光电探测器6接收，并输入给电光控制器7，得到最佳直流偏置电压点。实施本发明所提供的一种用于上述高速电光调制器最佳偏置相位点检测控制装置的检测控制方法，其所述检测控制方法如下:
通过对电光调制器3的交流 小相位调制后，建立偏置相位变化项和谐波抑制比和相位调制度关系，相位调制度由输入正弦信号幅度和电光调制器3的半波电压确定，进而通过测量谐波抑制比实时估计高速率下的电光调制器3的最佳偏置相位误差。下面结合附图对本发明的具体实施方式
作出进一步的详细说明。如附图1所示，激光输入信号I通过偏振控制器2后进入电光调制器3，电光调制器3输出激光信号通过99:1的光分路器4后分为两束光,其中绝大部分为输出激光信号5,很少一部分由光电探测器6接收，光电探测器6接收的信号输入给电光控制器7，电光控制器7通过结合谐波抑制比法的高速率电光调制器最佳偏置相位相位误差估计方法，对直流偏置电压点进行迭代寻优，进而得到最佳直流偏置电压点，实现对电光调制器3偏置相位的闭环反馈控制，同时对偏振控制器2进行控制。由于交流小相位调制对电路的微光探测能力提出要求，在电光控制器7中采用锁相放大原理，得到一次和二次谐波项系数。其中模拟正弦波信号发生器输出信号给电光调制器，进行交流小相位调制。本发明从高速电光调制器偏置相位控制模型出发，在交流小相位调制下的谐波抑制比法对高速电光调制器偏置相位相位误差进行估计，进而通过迭代寻优得到高速电光调制器偏置相位最优值，进而克服电光调制器在高速率调制状态下，由于电光介质的热积累效应和环境变化，使得电光调制晶体的最佳偏置相位工作点发生漂移的现象，保证了电光调制器调制信号不失真，得到很高的调制效率。提出在交流小相位调制下的谐波抑制比法对高速电光调制器偏置相位相位误差进行估计，进而通过迭代寻优得到高速电光调制器偏置相位最优值，其具体调制方法如下:
对一个典型铌酸锂(LmbOz )电光调制器(EOM)来说，它的传递函数为:
权利要求
1.一种高速电光调制器最佳偏置相位点检测控制装置，包括激光输入信号、偏振控制器、电光调制器、光分路器、输出激光信号、光电探测器和电光控制器；其特征在于: 所述激光输入信号(I)通过偏振控制器(2 )后进入电光调制器(3 )，电光调制器(3 )输出激光信号通过99:1的光分路器(4)后分为两束光，一束光输出激光信号(5);另一束光由光电探测器(6)接收，并输入给电光控制器(7)，得到最佳直流偏置电压点。
2.一种用于如权利要求1所述的高速电光调制器最佳偏置相位点检测控制装置的检测控制方法，其特征在于: 所述检测控制方法是通过对电光调制器(3)的交流小相位调制后，建立偏置相位变化项和谐波抑制比和相位调制度关系，相位调制度由输入正弦信号幅度和电光调制器(3)的半波电压确定，进而通过测量谐波抑制比实时估计高速率下的电光调制器(3)的最佳偏置相位误差。
3.—种如权利要求2所述的高速电光调制器最佳偏置相位点检测控制装置的检测控制方法，其具体检测控制方法如下: 一电光调制器(EOM)的传递函数如下:
全文摘要
一种高速电光调制器最佳偏置相位点检测控制装置及其方法，所述装置是由激光输入信号、偏振控制器、电光调制器、光分路器、输出激光信号、光电探测器和电光控制器构成；所述方法是激光输入信号通过偏振控制器后进入电光调制器，电光调制器输出激光信号通过光分路器后分为两束光，一束光输出激光信号；另一束光由光电探测器接收，并输入给电光控制器，得到最佳直流偏置电压点。本装置结构简单，灵敏度高，性能稳定；本方法在求解最佳偏置相位的同时能实时估计实际偏置相位与最佳偏置相位的误差，极大地提高了电光调制器的工作效率，可广泛应用于高速光纤通信，相位式光纤传感等领域。
文档编号G02F1/03GK103235623SQ201310096838
公开日2013年8月7日 申请日期2013年3月25日 优先权日2013年3月25日
发明者张超, 王云才, 张明江 申请人:太原理工大学