[发明专利]相位调制型的光学模/数转换器

权利要求书

1.相位调制型的光学模/数转换器，其特征在于含有：第一偏振控制器、相位调制器、保偏光分束器、光移相器阵列，第二偏振控制器和检偏器阵列、光电探测器阵列和比较器阵列，其中：

第一偏振控制器，输入为用光纤传输的光脉冲序列，输出为偏振态受到调节的光脉冲序列。其中，光脉冲的两正交偏振态各自平行于所述相位调制器中铌酸锂晶体的x轴和y轴；

相位调制器，输入是所述第一偏振控制器输出的光脉冲序列，在该相位调制器只调节其中一个光偏振态的相位后，便输出所述两正交偏振态相位差受到该相位调制器上所加的一个模拟信号电压强度线性调制的光脉冲序列；

保偏光分束器，输入是所述相位调制器输出的光脉冲序列，该保偏光分束器把输入信号保偏后均分为N路输出；

光移相器阵列，共有N个移相器，每一个输入是对应保偏光分束器的一个输出，每一个移相器给对应的通路光的两个正交偏振态上加上一个附加相位差Δφ＝T/2N(T是光脉冲周期)，且随着路数N的增加，第i路以Δφ为单位递增，第i路的附加相位差为i·Δφ，但输出依然是脉冲序列，光脉冲中两正交偏振态的相位差是电压模拟信号调制得到的相位差和所述第i路光移相器附加相位差的叠加。

第二偏振控制器和检偏器阵列，也有N组，每组输入是所述光移相器的输出，其中第二偏振控制器使得每路光脉冲的两个正交偏振态都与检偏器的检偏方向成45度角，而检偏器使得光脉冲中的两个正交偏振态通过其后发生干涉，从而第i路第二偏振控制器和检偏器的输出为干涉后的光强I_i：

其中I₀是透过光强峰值，V是电压模拟信号，V_λ/2是相位调制器的半波电压，λ是波长。

光电探测器阵列，有N组，输入是所述检偏器输出的光脉冲，该光电探测器阵列把N路干涉光强转化为N路电信号再输出；

比较器阵列，有N组，输入是光电探测器输出的各路电信号，并根据设定的0.5倍归一化光强的阈值判定其为“0”或者“1”，实现对电压模拟信号的一次采样信号的量化编码；

在所述相位调制型光学模/数转换器中，光移相器阵列是各路长度依次以Δl为单位递增的N路保偏双折射光纤，Δl＝Δ×B/π＝T·B/(2Nπ)，共有N路，其中B是保偏双折射光纤的拍长。

2.根据权利要求1所述的相位调制型光学模/数转换器，其特征在于，所述的光移相器阵列是N路长度相同并都缠绕一段在相同压电陶瓷上的保偏双折射光纤，压电陶瓷上所加电压以ΔV为单位递增，用以实现各路光纤长度Δl的递增，ΔV＝TBk/(2Nπ)，k是光纤被拉长1米所需加的电压，是设定值。

3.根据权利要求1所述的相位调制型光学模/数转换器，其特征在于，所述的光移相器阵列，是N路铺设电极的铌酸锂晶体波导，每个铌酸锂波导和所铺设的电极的相对关系满足铌酸锂晶体z向通光，外电场方向沿该晶体x或y方向，每路铌酸锂晶体长度L和所加可调直流电压V的乘积按照V·L为单位递增，V·L=Tλ0d/(4πNn03r22),]]>其中λ₀是所用光在真空中的波长，n₀是铌酸锂晶体在x方向和y方向上的折射率，d是电极间距，r₂₂是铌酸锂晶体的一个电光系数，在室温下，r₂₂＝3.4×10^-12m/V。