一种混合调制方法及系统与流程

[0001]
本发明涉及空间光调制技术领域，特别是涉及一种混合调制方法及系统。


背景技术：

[0002]
近年来，随着光学通信的不断发展，通信系统对通信器件的要求也逐步提高，特别是光学通信系统中的核心模块波长选择开关。而波长选择开关的核心器件为空间光调制器，目前使用的较多的调制器是mems(micro-electro-mechanical system，微机电系统)器件，但其灵活性不够，逐渐无法满足现有通信技术的要求。而随着硅基液晶器件的逐步发展，其有较高衍射效率、高分辨率、高刷新率、高灵活性、高集成度等诸多优点，且具有光束调制功能，被视为下一代空间光调制器的重要替代器件之一。但目前的硅基液晶器件应用于波长选择开关时，也存在着一些问题，如其衍射效率不够高，光纤端口之间的隔离度也不够，这些问题使得硅基液晶器件无法得到大规模的商业生产。


技术实现要素：

[0003]
基于此，本发明的目的是提供一种混合调制方法及系统，通过提高光纤端口的隔离度，提高衍射效率，从而提升光通信网络的传输速率。
[0004]
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
[0005]
一种混合调制方法，所述方法包括：
[0006]
设定相位调制范围；
[0007]
建立空间光调制器的仿真模型；
[0008]
通过所述仿真模型，获取闪耀光栅对各通信端口的相位调制深度：0号端口为输出端口，所述闪耀光栅的目标通信端口依次为第1号通信端口、
…
、第k号通信端口、
…
和第k号通信端口，k为最大编号，在所述相位调制范围内，通过仿真模型获取将光衍射进第k号通信端口时，不同相位调制深度时各阶次的衍射效率，根据所述衍射效率计算第k号通信端口的隔离度，选择最高隔离度对应的a
k
π相位调制深度为对第k号通信端口的相位调制深度，k∈(0,k)；
[0009]
对通信光纤0号端口输出的要衍射进第k号通信端口的光进行a
k
π相位深度调制。
[0010]
可选地，通过virtual lab fusion建立空间光调制器的仿真模型。
[0011]
可选地，通过空间光调制器对0号端口输出的要衍射进第k号通信端口的光进行a
k
π相位深度调制。
[0012]
可选地，所述空间光调制器为硅基液晶空间光调制器。
[0013]
本发明还公开了一种混合调制系统，所述混合调制方法应用于所述混合调制系统；
[0014]
所述混合调制系统包括依次设置的通信光纤、第一透镜、透射式光栅、第二透镜和空间光调制器。
[0015]
可选地，所述第一透镜为准直透镜。
[0016]
可选地，所述第二透镜为柱面透镜。
[0017]
可选地，所述空间光调制器为硅基液晶空间光调制器。
[0018]
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
[0019]
本发明公开了一种混合调制方法及系统，通过中间部分的端口进行不同相位深度的交替调制，降低了各通信端口之间的串扰，提升了通信端口的隔离度，从而提高了光通信网络的传输速率。
附图说明
[0020]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]
图1为本发明一种混合调制方法流程示意图；
[0022]
图2为本发明对第二号通信端口进行6π相位深度调制时装置光路图；
[0023]
图3为本发明对第三号通信端口进行4π相位深度调制时装置光路图；
[0024]
图4为本发明一种混合调制系统结构示意图。
具体实施方式
[0025]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0026]
本发明的目的是提供一种混合调制方法及系统，通过提高光纤端口的隔离度，提高衍射效率，从而提升光通信网络的传输速率。
[0027]
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
[0028]
图1为本发明一种混合调制方法流程示意图，如图1所示，一种混合调制方法包括：
[0029]
步骤101：设定相位调制范围；
[0030]
步骤102：建立空间光调制器的仿真模型；
[0031]
步骤103：通过所述仿真模型，获取闪耀光栅对各通信端口的相位调制深度：0号端口为输出端口，所述闪耀光栅的目标通信端口依次为第1号通信端口、
…
、第k号通信端口、
…
和第k号通信端口，k为最大编号，在所述相位调制范围内，通过仿真模型获取将光衍射进第k号通信端口时、不同相位调制深度时各阶次的衍射效率，根据所述衍射效率计算第k号通信端口的隔离度，选择最高隔离度对应的a
k
π相位调制深度为对第k号通信端口的相位调制深度，k∈(0,k)；
[0032]
步骤104：对通信光纤0号端口输出的要衍射进第k号通信端口的光进行a
k
π相位深度调制。
[0033]
其中，步骤103中通过virtual lab fusion建立空间光调制器的仿真模型。隔离度为入射进目标端口的光强与入射进其他端口的光强之比，一般会取对数。隔离度的计算公
式为：q表示第k号通信端口与第j号通信端口的隔离度，j≠k，i
k
为第k号通信端口的入射光强，i
j
为第j号通信端口的入射光强。
[0034]
其中，步骤104中通过空间光调制器对0号端口输出的要衍射进第k号通信端口的光进行a
k
π相位深度调制。
[0035]
所述空间光调制器为硅基液晶空间光调制器。
[0036]
如图4所示，本发明还公开了一种混合调制系统，所述混合调制方法应用于所述混合调制系统；
[0037]
所述混合调制系统包括依次设置的通信光纤、准直透镜、透射式光栅、柱面透镜和硅基液晶空间光调制器。
[0038]
本发明利用混合调制方法来对通信端口进行选通，提升波长选择开关模块的端口隔离度以及衍射效率，且方法简便。
[0039]
图2为本发明对第2号通信端口进行6π相位深度调制时装置光路图。如图2所示，自上至下分别为：通信端口阵列1、透镜2和空间光调制器3，通信端口阵列1从左至右依次为第0号通信端口101、第1号通信端口102、第2号通信端口103、第3号通信端口104、第4号通信端口105、第5号通信端口106和第6号通信端口107，各通信端口包括通信端口芯108。通信时光路4包括入射光信号401、第一级次衍射光线402、第二级次衍射光线403、第三级次衍射光线404和第四级次衍射光线405。对第二号通信端口103进行6π相位深度调制时，入射光信号401从第0号通信端口101出射，首先经过透镜2的中心，落在空间光调制器3上，且入射光信号101在空间光调制器3的落点恰好为透镜2的焦点。入射光信号101经过空间光调制器3的调制后，入射光信号101分解为多级次衍射光信号，包括第一级次衍射光线402、第二级次衍射光线403、第三级次衍射光线404和第四级次衍射光线405。其中第零级次衍射未画出，第零级次衍射会按照入射光信号401返回到第0号通信端口101中；其他高级次的衍射光很多，能量很低，故未画出，仅画出代表性的几束衍射光。其中第三级次衍射光404能量最高，落在选通的第2号通信端口103的芯上。第一级次衍射光402则会落在第0号通信端口101与第1号通信端口102的通信端口芯108之间；第二级次衍射光403则会落在第1号通信端口102与第2号通信端口103的通信端口芯108之间；第四级次衍射光405则会落在第2号通信端口103与第3号通信端口104的通信端口芯108之间。除了目标衍射级次的能量落在目标通信端口芯108上，其他的衍射级次的能量都没有命中通信端口芯108，从而极大的降低了通信端口之间的串扰，提升了端口隔离度。
[0040]
图3为本发明对第3号通信端口进行4π相位深度调制时装置光路图。如图3所示，自上至下分别为：通信端口阵列1、透镜2和空间光调制器3，通信端口阵列1从左至右依次为第0号通信端口101、第1号通信端口102、第2号通信端口103、第3号通信端口104、第4号通信端口105、第5号通信端口106和第6号通信端口107，各通信端口包括通信端口芯108。通信时光路4包括入射光信号401、第一级次衍射光线402、第二级次衍射光线403和第三级次衍射光线404。对第3号通信端口104进行4π相位深度调制时，入射光信号401会从第0号通信端口101出射，首先会经过透镜2的中心，落在空间光调制器3上，且入射光信号101在空间光调制器3的落点恰好为透镜2的焦点。经过空间光调制器3的调制后，入射光信号101分解为多级次衍射光信号，包括第一级次衍射光线402、第二级次衍射光线403、第三级次衍射光线404。
其中第零级次衍射未画出，其会按照入射光信号401返回到第零号通信端口101中；其他高级次的衍射光很多，能量很低，故未画出，仅画出代表性的几束衍射光。其中第二级次衍射光403能量最高，落在选通的第3号通信端口104的芯上。第一级次衍射光402则会落在第1号通信端口102与第2号通信端口103的通信端口芯108之间；第三级次衍射光404则会落在第4号通信端口105与第5号通信端口106的通信端口芯108之间。除了目标衍射级次的能量落在目标通信端口芯108上，其他的衍射级次的能量都没有命中通信端口芯108，从而极大的降低了通信端口之间的串扰，提升了端口隔离度。
[0041]
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
[0042]
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。