[发明专利]一种相位调整的方法、装置及光调制器

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别是指一种相位调整的方法、装置 及光调制器。

背景技术

随着光学和电子通信研究的不断深入，光通信得到快速发展。在 光传输系统中无电中继传输的距离已经达到数百公里。光纤传输时， 采用外调制器使激光器工作在连续波方式，简单又比较彻底的克服频 率啁啾影响。此外，它还能提供更高的速度、更高的消光比和更大的 功率。因此，外调制技术为超高速、长距离光传输的理想选择。

目前的光调制器大部分为马赫-曾德尔调制器，其中，主要是铌酸 锂(LiNbio3)调制器。下面介绍铌酸锂调制器的工作原理。

铌酸锂调制器的工作原理利用特殊材料的折射率会随着外加电 场的变化而变化的特性来实现调制功能。外加电场引起材料折射率的 变化，折射率的变化引起所承载调制光信号的相位变化，光信号相位 的变化再结合特定的铌酸锂马赫(MZ)干涉仪，会使输出信号产生干 涉效应，从而实现光强度的调制，即光功率的调制。

铌酸锂调制器工作的特性曲线如图1所示，V坐标表示调制器的 外加直流偏置(Bias)电压。不同的外加直流偏置电压对应不同的输出光 功率。Bias电压可工作在各个电压点，以达到输出光功率达到最大 (MAX)、最小(MIN)、两个Quad点(即Quad-、Quad+)以及其它 光功率点。在调制器的工作过程中，当光源被高速非归零(NRZ)码 电信号调制下，调制器工作在两个Quad点时，对数字信号系统来说 误码率最低，对模拟系统来说畸变最小。所以尽量把外加直流偏置电 压的电压值稳定在Vpi/2上，以保证光功率稳定在Quad点，这时输出 的光调制信号是最佳的。但是，在实际情况中，铌酸锂调制器的Bias 电压会因为温度发生漂移(即直流电压随温度发生变化)，即输入电压 Vin(Bias电压)会在发生变化。因此，需要不断对直流Bias电压的 漂移进行补偿，使光功率的输出值锁定在Quad点。现有技术对Bias 电压进行偏置控制时主要采用以下两种方式。

第一种方式是采用调幅偏置控制，调幅偏置控制的原理是采用高 频数据信号(RF)进行幅度调制，通过计算调制器的反馈信号的反馈 值来实现Bias电压控制。具体实现过程可参见图2，低频扰动信号(周 期性的正弦信号)加载在幅度驱动器的调幅端实现对RF的幅度调制。 通过背光检测光电二极管(PD)提取调制后的信号，即PD响应信号。 对PD响应信号进行放大，并以低频扰动信号的频率范围进行选频滤 波，得到以低频扰动频率存在的PD响应信号。

当低频扰动信号为正向扰动或负向扰动时，可通过偏置控制模块 同步解调计算正向扰动和负向扰动幅度的最大和最小值，并得到幅度 的差值(Vpp)。当Vpp较小并接近于零时，说明调制器的Bias电压 工作在±Vpi/2上，即光功率工作在±Quad点；当Vpp较大时，说明调 制器的Bias电压工作偏离±Vpi/2，即光功率已经偏离±Quad点。通过 Vpp的大小，即可将得出Bias电压所需的补偿值，从而实现Bias电 压的补偿。

第二种方式加入低频扰动信号与第一种方式不同，不是通过驱动 器的调幅管脚加入，而是通过调制器的Bias端加入。通过计算低频扰 动信号在其扰动频率下的PD响应信号的Vpp以及在低频二次谐波频 率下输出信号的Vpp来判断Bias电压的偏移量，从而得出对Bias电 压的补偿值。

上述第一种方式和第二种方式在实现计算Bias电压补偿值的过 程中，只有在PD响应信号和低频扰动信号的相位差同步时，才能准 确的计算出Vpp，从而实现对Bias电压的补偿。为使从调制器获得的 PD响应信号在信噪比很低时也能得到满足计算Vpp的幅度信号，这 两种方式均采用多级滤波和多级放大电路，由于多级滤波和多级放大 电路在不同温度下相位变化不同，这样会引起PD响应信号和低频扰 动信号之间的不同步，并出现相位差，从而造成计算Vpp的偏差，降 低对Bias电压的控制精度；如果去除部分放大电路、滤波电路以降低 相位差，又会造成PD信号的劣化。因此，PD响应信号和低频扰动信 号之间存在相位差的问题总是困扰着对Bias电压的控制精度。

发明内容

本发明的实施例提供一种相位调整的方法，包括：

获得存在低频扰动信号的响应信号，通过所述响应信号得到低频 扰动信号频率的响应信号；