[发明专利]光混合器以及应用光混合器进行信号解调的方法

说明书

技术领域

本发明涉及光纤通信领域，尤其涉及一种光混合器以及应用光混合器进行信号解调的方法。

背景技术

光纤通信是一种以光波为信息载体，通过光纤来传递信息的通讯系统。因其具有容量大、传输距离远、传输速度快等特点，在高速光通信领域得到广泛应用。目前，在光纤通讯网络中，100Gpbs以及更高速的光信号的解调和接收普遍采用基于相干接收的DP-QPSK（Dual Polarization Quadrature Phase Shift Keying，双偏振正交相移键控）调制技术。该技术应用于光纤通讯网络中的相干光接收机以实现DP-QPSK光信号的解调和接收。

图1是相干光接收机的内部结构框图。图中结构包括：相干光解调器110，PD（光电二极管）接收器件阵列104和信号放大及控制电路105。其中，相干光解调器包括：偏振光分束器PBS103以及光混合器101和102；每个PD接收器件阵列104包括4个光电二极管器件。

目前，相干光解调器采用基于PLC（Planar Optical Waveguide，平面光波导）技术的光混合器来实现光信号的解调。图2是基于PLC技术的光混合器的原理图。DP-QPSK光信号的调制信号经PBS分束后，一束偏振光输入第一光混合器的调制信号输入端口（Signal）；同时，一束与该偏振光具有相同频率、相同振幅以及相同偏振态的本地参考激光信号偏振光输入第一光混合器的参考信号输入端口（Local）。这两束偏振光经过由耦合器201-204以及平面光波导205-208组成的光混合器进行混合后，在输出端口1（OUT1）和输出端口2（OUT2）得到具有DP-QPSK光信号信息的两束相干光输出信号，从而解调出该偏振态的DP-QPSK光信号。DP-QPSK光信号的调制信号经PBS分束后的另一束偏振光输入第二光混合器的调制信号输入端口；同时，一束与该偏振光具有相同频率、相同振幅以及相同偏振方向的本地参考信号偏振光输入第二光混合器的参考信号输入端口。同理，在第二光混合器的输出端口得到两束相干光输出信号，从而解调出该偏振态的DP-QPSK光信号。

然而，采用PLC技术的产品制作成本高，所要求的设备投入大，而且基于PLC技术的光混合器插入损耗大，易受温度影响。

因此，有必要提供一种成本低，插入损耗小，温度稳定性高的光混合器，以实现对DP-QPSK光信号的解调信号的解调。

发明内容

本发明的实施例提供了一种光混合器以及应用光混合器进行信号解调的方法，用以降低光混合器的成本，以较低成本实现对DP-QPSK光信号的解调。

根据本发明的一个方面，提供了一种光混合器，包括：两个立方体的非偏振光束分束器BS，以及两个立方体的偏振光分束器PBS；其中，

两个BS和两个PBS组成一个长方体块，且两个BS的分束界面位于第一平面中，两个PBS的分束界面位于第二平面中；第一平面与第二平面相互垂直；

所述两个PBS中的第一PBS的光束入射界面作为所述光混合器的调制信号入射界面；所述两个PBS中的第二PBS的光束入射界面作为所述光混合器的参考信号入射界面；

所述两个BS中的第一BS的两个出射界面分别作为所述光混合器的两个第一偏振态输出信号出射界面，所述两个BS中的第二BS的两个出射界面分别作为所述光混合器的两个第二偏振态输出信号出射界面。

较佳地，第一PBS，其光束透射界面与第一BS的第一光束入射界面相重合，其光束反射界面与第二BS的第一光束入射界面相重合；调制信号从第一PBS的光束入射界面中心位置射入第一PBS后，经第一PBS内的分束界面的透射作用后，所述调制信号中的第一偏振态的光信号从第一BS的第一光束入射界面入射到第一BS；所述调制信号经第一PBS内的分束界面的反射作用后，其中第二偏振态的光信号从第二BS的第一光束入射界面入射到第二BS；

第二PBS，其光束透射界面与第一BS的第二光束入射界面相重合，其光束反射界面与第二BS的第二光束入射界面相重合；与所述调制信号具有相同频率和相同振幅的参考信号从第二PBS的光束入射界面中心位置射入第二PBS后，经第二PBS内的分束界面的透射作用后，所述参考信号中的第一偏振态的光信号从第一BS的第二光束入射界面入射到第一BS；所述参考信号经第二PBS内的分束界面的反射作用后，其中第二偏振态的光信号从第二BS的第二光束入射界面入射到第二BS；其中，第一BS的第一光束入射界面与第二光束入射界面位于第一BS的分束界面的两侧；