[实用新型]一种基于马赫-曾德尔光纤干涉仪的光纤相位补偿器

说明书

本实用新型为一种基于马赫‑曾德尔光纤干涉仪的光纤相位补偿器，单纵模激光信号经1×2光纤耦合器分出一路接入第一波分复用器透射端，业务光信号接入其反射端，其公共端输出合波信号经传输光纤接入光纤相位调制器；相位补偿后的光信号送到第二波分复用器公共端解波分，其反射端输出相位补偿后的业务光信号，其透射端输出的激光信号接入3×3光纤耦合器一输入端为MZ干涉仪测量臂；1×2光纤耦合器分出的另一路激光信号接入3×3光纤耦合器另一输入端为MZ干涉仪参考臂；两激光信号相干输出三路相位差120度的干涉信号，其中两路接入反馈控制电路，得相位控制信号接入光纤相位调制器对光信号相位补偿。含光纤放大器的传输光纤也能得相位补偿。

技术领域

本实用新型涉及一种光纤传输射频相参信号、激光相干信号或同步激光信号的光纤稳相传输设备，具体涉及一种基于马赫-曾德尔光纤干涉仪的光纤相位补偿器。

背景技术

光纤相位补偿器是一种应用于光纤传输射频相参信号的光纤稳相传输设备，也可以应用在大型激光装置的激光时域同步控制上。现有的发射端的光纤相位补偿器主机包括单纵模激光器、迈克尔逊光纤干涉仪、反馈控制电路、波分复用器、基于PZT的光纤相位调制器，传输光纤另一端为解波分复用器和光纤反射镜构成的解波分光纤盒。传输光纤两端的设备共同完成传输光纤的光纤相位抖动补偿，以及业务光信号在传输光纤上的透明传输。

由于现有光纤相位补偿器使用的光纤干涉仪是迈克尔逊干涉仪，激光探测信号需要在传输光纤中往返传输再与本地激光信号干涉，其优点是一定程度上抵消了传输过程中激光偏振态不稳定的问题，但也使得带有单向传输器件的光纤放大器无法实现相位补偿；同时，迈克尔逊干涉仪使激光探测信号传输光程加倍，对激光器的相干长度要求更高。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服迈克尔逊干涉仪的干涉臂不能使用带有隔离器的光纤放大器的缺点，提供一种基于马赫-曾德尔光纤干涉仪的光纤相位补偿器，以扩展光纤相位补偿器的适用范围，使包含光纤放大器的传输光纤也能够实现相位漂移的补偿。

本实用新型设计的一种基于马赫-曾德尔光纤干涉仪的光纤相位补偿器包括1×2光纤耦合器，光纤相位调制器和传输光纤，还包括单纵模激光器、两个波分复用器、3×3光纤耦合器和反馈控制电路，单纵模激光器输出的激光信号经1×2光纤耦合器分为两路，其中一路单纵模激光信号接入第一波分复用器的透射端，业务光信号接入第一波分复用器的反射端，第一波分复用器的公共端输出单纵模激光信号与业务光信号的合波信号，合波信号经传输光纤接入光纤相位调制器，或者合波信号直接接入光纤相位调制器再进入传输光纤；光纤相位调制器进行相位补偿后输出的光信号送到第二波分复用器的公共端，第二波分复用器将单纵模激光信号与业务光信号解波分，第二波分复用器的反射端输出相位补偿后的业务光信号，其透射端输出的单纵模激光信号接入3×3光纤耦合器的一个输入端，作为马赫-曾德尔光纤干涉仪的测量臂；上述1×2光纤耦合器的另一路单纵模激光信号接入3×3光纤耦合器的另一个输入端，作为马赫-曾德尔光纤干涉仪的参考臂；测量臂与参考臂的单纵模激光信号在3×3光纤耦合器里相干输出三路相位差120度的干涉信号，其中两路分别接入反馈控制电路，反馈控制电路检测两路干涉信号，计算传输光纤上的相位漂移大小和方向。根据当前光信号的相位漂移大小和方向所得的相位控制信号接入光纤相位调制器，控制光纤相位调制器对光信号进行光纤相位补偿。

所述第一波分复用器和第二波分复用器结构相同，各有三个端口，分别为公共端、透射端、反射端，其中透射端中心波长与单纵模激光器波长一致，透射带宽内不包含业务光信号波长。

所述光纤相位调制器是一组或两组光纤缠绕在管状发射型压电陶瓷的器件，或者是一组光纤缠绕在管状发射型压电陶瓷的器件与一组可调光纤延迟线的组合，所述可调光纤延迟线为电动可调光纤延迟线或温控可调光纤延迟线。

所述传输光纤是光纤或光缆，在传输光纤前、后或中间插入光纤放大器。

所述反馈控制电路包含光电检测模块、相位漂移识别模块和相位补偿反馈控制模块。