正交多载波光源及pdm-qpsk信号发射装置的制造方法
【技术领域】 [0001] 光
[0002] 本发明涉及相干通信领域，具体而言，涉及一种正交多载波光源及偏振复用正 交相位调制(Polarization division multiplexed quadrature phase shift keying, PDM-QPSK)信号发射装置。
【背景技术】
[0003] 在光通信领域中，广泛的应用频率锁定且功率平坦的正交多载波产生技术，该技 术能够用于微波光子学、全光信号处理、光任意波形发生以及波分复用（WDM)超宽带光源 等。特别是在多载波作为WDM相干超宽带光源时，正交多载波产生技术被认为是未来Tbit/ S光通信的一项关键的使能技术。
[0004] 目前在正交多载波产生技术方面的主要技术方案包括：（1)基于相位调制器（PM) 和强度调制器（IM)的级联方案；（2)基于相位调制器及其倍频驱动的级联方案；（3)基于 I/Q调制器的产生方案；（4)基于相位调制的环路多载波产生方案；（5)基于IQ调制器与频 移环路（RFS)结合的产生方案等。以上方案均能产生波长可调、频率锁定且功率平坦的正 交多载波，但却具有高插入损耗与高成本的不足。
[0005] 在相关技术中，还提出了一类基于直接调制分布反馈激光器（DML)和相位调制器 级联的多载波产生方案，该方案虽能有效克服以上五种方案成本高的不足并且具有结构简 单的特点，但该方案生成的子载波具有相对较宽的线宽（约25MHz)，因而只能用于调制强 度调制光信号，不同用于调制PDM-QPSK调制信号。
[0006] 然而，与直接探测强度调制信号相比，相干探测PDM-QPSK调制信号具有更高的频 谱效率且应用也日趋广泛。因而针对能应用于PDM-QPSK调制信号相干光探测系统中的正 交多载波产生技术尤为重要。
[0007] 针对相关技术中在产生PDM-QPSK调制信号时存在的高插入损耗与高成本的问 题，目前尚未提出有效的解决方案。
【发明内容】
[0008] 针对相关技术中在产生PDM-QPSK调制信号时存在的高插入损耗与高成本的问 题，本发明提供了一种正交多载波光源及PDM-QPSK信号发射装置，以至少解决上述问题。
[0009] 根据本发明的一个方面，提供了一种正交多载波光源，包括：电吸收调制激光器， 相位调制器，正弦射频信号源，功率分配器，相移器，第一电功率放大器，以及第二电功率放 大器，其中；所述正弦射频信号源，用于输出预定信号频率的正弦射频信号至所述功率分配 器；所述功率分配器，用于将输入的所述正弦射频信号分为左路正弦射频信号和右路正弦 射频信号，将所述左路正弦射频信号输入到所述电功率放大器，将所述右路正弦射频信号 输入到所述相移器；所述第一电功率放大器，用于对所述左路正弦射频信号进行功率放大， 将功率放大后的所述左路正弦射频信号输入到所述电吸收调制激光器；所述相移器，用于 对所述右路正弦射频信号进行调整，以使所述右路正弦射频信号同所述左路正弦射频信号 同步，并输出调整后的所述右路正弦射频信号；所述第二电功率放大器，用于对经所述相 移器调整后的所述右路正弦射频信号进行功率放大，将功率放大后的所述右路正弦射频信 号输入到所述相位调制器；所述电吸收调制激光器，用于在所述第一电功率放大器输出的 所述左路正弦射频信号的驱动下产生光信号，并将产生的所述光信号输入到所述相位调制 器；所述相位调制器，用于在所述第二电功率放大器输出的所述右路正弦射频信号的驱动 下，对输入的所述光信号进行调制，产生频率锁定且正交的多载波。
[0010] 可选地，还包括：2倍频器，连接在所述相移器和所述第二电功率放大器之间，用 于实现所述相移器输出的所述右路正弦射频信号的2倍频，将2倍频后的所述右路正弦射 频信号输入到所述第二电功率放大器。
[0011] 可选地，所述电吸收调制激光器包括：分布反馈激光器，用于输出光信号；电吸收 调制器，用于在所述第一电功率放大器输出的所述左路正弦射频信号的驱动下，对所述分 布反馈激光器输出的所述光信号进行光调制，输出调制后的光信号。
[0012] 可选地，所述分布反馈激光器的工作电流大于所述分布反馈激光器的阈值电流。
[0013] 可选地，所述电吸收调制器的偏置电压在所述电吸收调制器的线性调制区域内。
[0014] 可选地，所述电吸收调制激光器还包括：半导体光放大器，用于对所述电吸收调制 器输出的所述光信号进行进入补偿，以补偿所述电吸收调制器的插入损耗，输出补偿后的 光信号。
[0015] 可选地，所述电吸收调制激光器的线宽为1.9MHz。
[0016] 可选地，所述相位调制器还用于通过增大驱动所述相位调制器的射频信号幅度增 加生成的正交子载波数目。
[0017] 可选地，所述电吸收调制激光器还用于通过调节驱动所述电吸收调制激光器的射 频信号幅度使生成的子载波的幅度平坦。
[0018] 根据本发明的另一个方面，还提供了一种偏振复用正交相位调制PDM-QPSK信号 发射装置，包括：顺序连接的正交多载波光源、光子载波选择模块、以及PDM-QPSK光信号发 射模块；其中，所述正交多载波光源为上述的正交多载波光源；所述光子载波选择模块包 括：光分插复用器，用于将所述正交载波光源输出的多载波分为奇偶两部分，将奇数路多载 波或偶数路多载波输入到可调谐光滤波器；所述可调谐光滤波器，用于通过调节所述可调 谐光滤波器的带宽与波长，对输入多载波进行滤波以得到所需的光载波；所述PDM-QPSK光 信号发射模块，包括：I/Q调制器，上下两臂的相位差为η/2,用于在所述光子载波选择模 块输出的光载波驱动下，产生并输出光QPSK信号；偏振复用器，用于将I/Q调制器输出的光 QPSK信号分为两个分支，对其中一路光信号进行延迟，对另一路光信号进行功率均衡，然后 将两路光信号进行合并，模拟信号的偏振复用，生成PDM-QPSK光信号，将所述PDM-QPSK光 信号经光纤链路发射。
[0019] 可选地，所述光分插复用器为频率为12. 5/25-GHz。
[0020] 可选地，所述偏振复用器包括：一个偏振保持光耦合器、一段光延迟线、一个光衰 减器和一个偏振合束器，其中，所述偏振保持光稱合器用于将输入的QPSK光信号分为两个 分支，其中一路信号输入至所述光延迟线，另一路则输入至所述光衰减器；所述光延迟线， 用于通过模拟对输入的QPSK光信号产生150个符号长度的延迟，将延迟后的QPSK光信号 输入至所述偏振合束器；所述光衰减器，用于对儆的QPSK光信号的功率进行调整，实现对 两支路所述QPSK光信号功率的均衡，将调整后的QPSK光信号输入至所述偏振合束器；所 述偏振合束器，用于对输入的两路光信号通过进行合并，模拟信号的偏振复用，生成所述 PDM-QPSK 信号。
[0021] 通过本发明，采用基于电吸收调制激光器（EML)与相位调制器（PM)级联的正交多 载波光源，不仅能够生成一定数目且平坦度良好的子载波，还有效克服了 DML与PM级联方 案中生成子载波线宽过大的不足，从而可以对高速PDM-QPSK调制信号进行相干光接收。
【附图说明】
[0022] 此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发 明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
[0023] 图1为根据本发明实施例的正交多载波光源的结构示意图；
[0024] 图2为根据本发明实施例正交多载波光源输出的光谱的示意图；
[0025] 图3A为根据本发明实施例的PDM-QPSK信号发射装置的结构示意图；
[0026] 图3B为根据本发明实施例的PDM-QPSK信号相干光接收系统的结构示意图；
[0027] 图4为根据本发明实施例的光子载波选择模块的结构示意图；
[0028] 图5为本发明实施例中采用的光子载波选择模块的光分插复用器输出的奇数路 多载波的光谱图；
[0029] 图6为本发明实施例中采用的光子载波选择模块偏振保持可调谐光滤波器输出 的所需光子载波的光谱图；
[0030] 图7为根据本发明实施例中的PDM-QPSK光信号发射模块的结构示意图；
[0031] 图8为根据本发明实施例的零差相干光探测模块的结构示意图。
【具体实施方式】
[0032] 下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的 情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0033] 根据本发明实施例，提供了一种正交多载波光源。
[0034] 图1为根据本发明实施例的正交多载波光源的结构示意图，如