[发明专利]一种可调谐多波长光源及其调制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于密集波分复用系统的可调谐多波长光源及其调制方法。

背景技术

密集WDM(DWDM，Wavelength Division Multiplexing)技术，就是在发射端通过复用器将多种不同波长的光载波信号汇合在一起，耦合到一根光纤里进行传输，在接收端将光波解复用，使各个波长的光载波分离并对其进行处理。其中，UDWDM信道间隔通常小于0.2nm，可以复用超过80个不同波长的光波，这大大增加了单根光纤传输容量。

为产生超密集、光谱平坦的DWDM系统多波长光源，业界目前已有多种方法，如激光器阵列、循环频移法、基于非线性的方法以及线性调制法等。其中，激光器阵列所构成的DWDM系统光源具有输出功率高，各子载波可提供的OSNR大、覆盖波长范围及载波间隔灵活可调等优点，但由于阵列中的各激光器分立并且需要独立调节，操作上相对繁琐。另外在产生光频率梳的质量方面，由于激光器的个体差异，不同波长的光频率梳齿在线宽、频率、相位等方面具有的特性不尽相同，这些子载波间的差异将降低DWDM系统光源的相关性。而系统所需提供的光频梳间隔越窄，上述因素的影响越大。

循环频移法是一种基于连环的相位移动产生光频率梳的方法，该方法能够产生数量较多的光子载波，对于RFS循环频移系统虽然可以产生平坦的数量较多的光梳，但该方法在原理上并不适合通信系统，这是由于该方法所产生的光频率梳是由某一幅光频梳产生之后循环激发下一幅光频梳，如此循环往复才得到了所有的光频率梳齿。正是由于光频率梳并非同时产生，才使得这样的解决方案并不适用于广泛应用于光通信系统。

利用特种光纤的非线性效应，同样也可以得到根数较多的光频率梳，但这一方法需要应用到特殊光纤，成本昂贵。此外，该方法最大的短板在于其产生的光频率梳间隔固定且不可调，灵活性相对较差。

锁模激光器也是光源的解决方案之一，但该方法产生的不同的频谱分量间的相位是恒定的，所以产生的光载波频率间隔是高度精确恒定的，无法调节。由于光路上小的光程抖动都会引起这种光源输出光频梳极大的不稳定性，所以需要极其复杂的控制系统来保持输出光频的稳定。

线性调制种子光源的方法天然适合作为密集波分系统的光源，线性调制法是利用线性器件对种子光进行调制，所得到的光频率梳各梳齿由于经过的是线性过程，光源的相干性较好。且梳齿之间的频率间隔取决于独立的射频调制信号源，所得到的光源的波长覆盖及频率间隔灵活可调谐，是最实用的密集波分复用系统的光源解决方案。然而目前的线性调制种子光源解决方案大多利用的是分立的光调制器，采用独立的强度调制器(IM)或相位调制器(PM)级联的方法产生光频梳。如利用两个相位调制器和啁啾光纤光栅产生15波长1dB的功率波动的光梳；采用两个级联的强度调制器和两个相位调制器实现了38波长的功率波动为1dB的光频梳等。有的还需要多个同步的射频信号源提供不同频率的调制信号。这样，存在系统能耗大，成本高的缺陷。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种可调谐多波长光源及其调制方法，以克服现有线性调制技术所存在的系统能耗大，成本高的缺陷。

为解决上述技术问题，本发明提供一种可调谐多波长光源,包括：

波长可调谐窄带光源，用于产生种子光；

偏振控制器，用于调节所述种子光的输出偏振光到合适的偏振态；

IQ调制器，内部集成了上下臂两个MZM调制器，一个相移器，两个可调谐微波放大器以及控制偏压的直流电源，用于对所述偏振控制器输出的偏振光进行调制，产生多波长光源；

微波信号源，用于产生调制信号，并通过电缆输入所述IQ调制器；

功分器，用于将所述微波信号源产生的调制信号功率均分，并分别输入IQ调制器的上下臂。

本发明同时提供上述可调谐多波长光源的调制方法，步骤如下：

调节窄带种子光源至指定波长；

调节所述偏振控制器，使种子光达到合适的线性偏振态；

所述线性偏振光进入所述IQ调制器；

所述微波信号源产生调制信号，根据系统所需的光子载波间隔调节微波信号的输出频率，使所述微波信号输出频率与光子载波间隔一致；

将所述微波信号源产生的调制信号功率均分，并分别输入所述IQ调制器的上下臂，所述IQ调制器的上下臂分别以微波信号对进入IQ调制器的线性偏振光进行调制，包括：

调节所述IQ调制器上臂偏压至输出功率最高，固定上臂偏压；调节所述IQ调制器下臂偏压至输出功率最高及最低，分别记录对应的偏压，取两个偏压的中间值，固定下臂偏压；