一种引入参考光的电光调制器光脉冲整形装置及整形方法_2

文档序号:9809458阅读:来源:国知局
后计算平均值,以此平均值作为该偏置电压点参考光的光强度采样值。采样的次数为5~15 次。
[0027] 光电探测器反映输出光脉冲的完整形状,模数转换单元的采样周期大于输出脉冲 的宽度,也即是说模数转换单元连续两次采样所得的数据中最多只有一个含有参考光脉冲 的信息。电光调制器虽然具备高达30dB的高消光比,但仍有部分信号光的功率泄漏过来,在 输入光为连续光且功率大于lyw的情况下,可在电光调制器输出端检测到泄漏的功率。本装 置输出脉冲宽度ns级,频率1~1kHz的低频窄脉冲,占空比很小。
[0028] 微处理器依次获得各偏置电压下的光电探测器输出的信号光功率和参考光光强 度采样值。
[0029]此波长信号光输出功率为最小时,对应的偏置电压为该波长信号光的最佳偏置电 压,记录此最佳偏置电压值Vo;信号光输出功率为最小时对应的参考光光强度采样值为参 考光光强度参照值ADo,并得到所述最佳偏置电压值Vo与参考光最小光强度米样值对应的偏 置电压值V'的关系,将针对该波长信号光所得的最佳偏置电压值Vo、参考光光强度参照值 ADo以及Vo和V'的大小关系存储于微处理器当中。
[0030] 如果参考光波长或信号光波长改变,重新执行步骤1。
[0031] 微处理器遍历光电调制器的偏置电压的扫描分为粗略扫描和精细扫描两步。
[0032]先进行粗略扫描,微处理器从最高偏置电压遍历到最低偏置电压,步长为0.005~ 0.015V,获得粗略的最佳偏置电压。
[0033]之后进行精细扫描,精细扫描在粗略最佳偏置点电压值±0.02V范围内进行,步长 为0.001~0.003V,确定精确的最佳偏置电压值。
[0034] 步骤2、本装置工作自动跟踪调整偏置点对信号光脉冲整形
[0035] 信号光和参考光输入波分复用器,射频驱动器放大电调制信号并送入电光调制 器。微处理器经数模转换单元向电光调制器送出步骤1所得的最佳偏置电压Vo。
[0036] 由于电调制信号和输出脉冲之间的变换不是线性的,为了获得指定波形的输出脉 冲,需针对电调制信号进行特殊设计。系统正常工作时,电调制信号与输出脉冲间有以下变 换关系:
[0038] 其中,I为输出脉冲的光强,Imax为电光调制器透过的最大光强,k为射频驱动器的 放大倍数,Μ为电调制信号,νπ为电光调制器的半波电压,即透过光最大时对应的偏置电压 与透过光最小时对应的偏置电压之差。对于指定的脉冲波形,可逆向求取对应的电调制信 号。
[0039]微处理器设置阈值。微处理器实时比较当前参考光光强度采样值与步骤1所得的 参考光光强度参照值ADo,当二者差的绝对值达到设置阈值时,对偏置电压进行小步长修 正,并根据参考光采样值的变动判断修正效果,如果小步长增加偏置电压后当前参考光光 强度采样值与步骤1所得的参考光光强度参照值ADo的差缩小,说明增加偏置电压的修正正 确,继续增加偏置电压,使当前参考光采样值与参考光光强度参照值ADo的差的绝对值小于 设置阈值;反之,则小步长减小偏置电压,以达到二者差小于设置阈值。
[0040] 如果是紧接步骤1完成后,信号光和参考光波长不改变、继续步骤2,可直接使用步 骤1所得的最佳偏置电压。
[0041] 由于温度、静电等环境因素的改变,即使信号光和参考光波长不改变,每次重新启 动装置时,其最佳偏置电压仍存在波动。为更精确地进行控制,需要重新调整最佳偏置电 压。光电调制器引入相同的信号光和参考光,微处理器遍历各偏置电压点,微处理器实时比 较不同偏置电压下参考光光强度采样值与步骤1所得的参考光光强度参照值ADo,当二者差 的绝对值最小,且对应的偏置电压与参考光最小光强度采样值对应的偏置电压值V'的大小 关系与步骤1存储的Vo和V'的大小关系一致时,此时对应的偏置电压为该波长信号光的当 前最佳偏置电压,记录此当前最佳偏置电压值,存储于微处理器当中。
[0042]调整最佳偏置电压时微处理器遍历光电调制器的偏置电压的扫描分为粗略扫描 和精细扫描两步,与步骤1相同。此时遍历各偏置电压不仅可得到参考光最小光强度,用于 确定最佳偏置电压,同时遍历各偏置电压还可使本装置运行稳定、适应性更强。
[0043] 所述偏置电压修正的小步长为0.001~0.003V。
[0044] 所述阈值为步骤1中的最佳偏置电压点对应的、模数转换单元送入的参考光光强 度采样值的1 %~3 %。
[0045] 与现有技术相比,本发明一种引入参考光的电光调制器光脉冲整形装置及整形方 法的有益效果是:1、突破现有技术的局限,设计参考光光路,由参考光路搜索获得最佳偏置 点电压,并通过监测参考光的当前光强度状态、间接掌握电光调制器的当前工作状态,适用 于连续激光或脉冲光的信号光,实时调整电光调制器的偏置电压,有效克服静电荷积累及 温度变化引起的偏置电压漂移影响,以保证输出高对比度任意整形光脉冲;2、引入高稳定 的参考光路,获得稳定的反馈值,并可根据参考光路的反馈方便地搜索获得适用于信号光 的最佳偏置点电压;3、微处理器采样时采取多次采样、剔除最大值后再进行平均的方法,获 取了反映偏置点漂移的准确光强信息,有利于微处理器的正确调整;4、本发明工作稳定,易 于实现,能够适用于线偏振连续激光或多种ms或ys级的脉冲激光的信号光,偏置电压控制 精度达0.002V,实现任意波形脉冲整形,时域整形精度小于100ps,输出脉冲对比度大于 200:1〇
【附图说明】
[0046] 图1为本引入参考光的电光调制器光脉冲整形装置实施例结构示意图;
[0047] 图2为本引入参考光的电光调制器的光脉冲整形方法实施例1步骤1流程图;
[0048] 图3为本引入参考光的电光调制器的光脉冲整形方法实施例1步骤2流程图;
[0049] 图4为本引入参考光的电光调制器的光脉冲整形方法实施例1步骤1参考光与信号 光的波长差异与最佳偏置电压的关系示意图;
[0050] 图5为本引入参考光的电光调制器的光脉冲整形方法实施例1的信号光输出波形;
[0051] 图6为本引入参考光的电光调制器的光脉冲整形方法实施例2的信号光输出波形。
【具体实施方式】
[0052]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明进行详细说明。
[0053]引入参考光的电光调制器光脉冲整形装置实施例
[0054]本引入参考光的电光调制器光脉冲整形装置实施例如图1所示,图中虚线连线表 不光纤连接,实线连线表不导线连接。信号光λ?ΙΝ和参考光λ2ΙΝ输入波分复用器合为一路,接 入电光调制器对信号光和参考光进行幅度调制,产生整形脉冲,再接入解波分复用器,将调 制后的信号光和参考光分开,解波分复用器输出的信号光λ?ουτ为本装置的输出,解波分复 用器输出的参考光λ 2〇υΤ经衰减器接入光电探测器,光电探测器经放大器、模数转换单元接 入微处理器,微处理器由光电探测器获取监测信号,微处理器的控制信号接RF驱动器(即射 频驱动器)和数模转换单元,电调制信号接入RF驱动器;RF驱动器和数模转换单
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