[发明专利]基于组合波片偏振调节的快速偏振控制方法

说明书

技术领域

本发明属于光通信技术领域，涉及光信号的偏振态控制和带内OSNR检测等技术。

背景技术

随着光网络信号传输速率的提高，与偏振相关的传输损伤对系统性能的影响变得越来越显著，因此光信号的偏振控制对保证系统传输性能很重要。同时，随着WDM复用密度的增加及系统码速的提高，对光传输信道性能的监测，如WDM系统带内OSNR和误码率的监测，变得越来越困难，而基于偏振控制的带内OSNR性能检测也成为高速系统信号性能检测等的一种重要手段。

就光信号的偏振控制而言，现有的偏振控制通常采用对多个偏振调节单元的单独分立调节实现对偏振态的控制，其中偏振状态遍历的方法是最为常见的，控制过程比较复杂，其偏振控制的时间与偏振调节精度的n次方(n为偏振调节单元的数目)呈正比、偏振控制所需时间相对较长。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于组合波片偏振调节的快速偏振控制方法，用于具有多个可调偏振单元的偏振控制系统的偏振功率检测反馈控制型偏振控制。

本发明采用如下技术方案：

基于组合波片偏振调节的快速偏振控制方法，用于具有多个可调偏振单元的偏振控制系统的偏振功率检测反馈控制型偏振控制，偏振调节过程分为两个阶段：其中第一阶段单独调节一个偏振控制单元，在第二阶段按比例同时调节两个控制单元。

偏振调节的两个可调偏振单元中包含一个1/4波片和一个半波片组合，或包含可以等效为1/4波片和一个半波片的组合单元。

偏振控制的过程首先保持1/4波片不动而调节半波片；若偏振检测光功率随之变化为第一种情况，此时调节半波片使得光检测器的输出达到极值，然后1/4波片和半波片同步调节，且半波片调节的角度是1/4波片的一半，直至光检测器的输出达到新的极值，此即为最值；若偏振检测光功率随之不变化则为第二种情况，此时先将1/4波片的角度改变π/4、再调节半波片使得光检测器的输出达到极值，即获得所需最值。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1.偏振控制方法简单高效，由于利用两个偏振调节单元的按比例同时调节的方式，相同调节步长的情况下，要获得所需的偏振态，此方法所需的步数相比遍历的方法可以降低一个数量级以上，基于市场上现有的偏振调节器件，该方法的偏振控制时间在所需调节步数最多时只需200μs至几ms即可实现。

2.利用该方法可以低成本地实现信号带内OSNR的检测和偏振态的在线控制。

附图说明

图1是本发明的偏振控制算法流程图。

图2是偏振检测光功率的极值与1/4波片光轴与输入信号偏振轴角度的关系，说明了本发明的原理。

图3是一应用案例：该偏振控制方法用于进行信号带内OSNR检测的一种简单方案的系统结构示意图。

图4是另一应用案例：该偏振控制方法用于信号偏振态在线控制的系统结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例进一步说明本发明。

图1所示为偏振控制实现步骤的一个实例，这里以寻找偏振检测光功率I₁的最小值为例。图中θ_q、θ_h、Δ_q、Δ_h分别表示1/4波片的角度、半波片的角度、1/4波片的调节步长(角度)和半波片的调节步长(角度)，Δ₀根据系统调节精度决定。如图所示，偏振控制的基本步骤为首先调整半波片角度寻找偏振光功率检测的极值，再根据flag q的取值，flag q为0时半波片和1/4波片按1∶2的角度调节关系进行同步调节使偏振检测光功率达到新的极值，此即所需最值。从精度的角度考虑通常寻找极小和最小值比寻找极大和最大值具有更好的精度。

图2所示为偏振检测光功率的极值与1/4波片光轴与输入信号偏振轴角度的关系，获得极值时1/4波片光轴与半波片之间角度满足下面的关系

θ_h＝θ_q/2+kπ/4，k为整数。

此图说明了本发明的原理。

图3所示为该偏振控制方法用于进行信号带内OSNR检测的一种简单方案，信号光或部分信号经偏振调节模块后被偏振滤波器滤波，然后被光检测器(PD)接收，按照前述偏振控制方法找出输出光功率的最大和最小值，即可计算得到带内OSNR。

图3所示检测系统中的偏振滤波器滤波和光检测器还可用偏振分束器和一对光检测器代替，则偏振检测光功率的最大值和最小值可以同时检测到，所需器件较多但偏振控制时间相对较短。