[发明专利]一种快速可调谐相移键控信号解调器

说明书

技术领域

本发明涉及一种快速可调谐相移键控信号解调器。 

背景技术

相移键控信号是高速光通信系统广泛使用的一种调制格式，包括差分相移键控信号（DPSK），四相位相移键控信号（QPSK），以及正交幅度调制信号（QAM）等。随着通信速率的不断提高，相移键控（PSK）信号成为40Gb/s以上高速光通信的主流技术。在应用相移键控（PSK）信号的系统中，调制器与解调器是两个关键器件。目前国内外已知的相移键控（PSK）信号解调器主要有： 

1.基于马赫—曾德尔干涉原理的解调器，如图1所示.待解调的PSK信号首先经过一个分束器10分为两路，两路信号通过具有1个比特延时差的两个干涉臂12、13，并在合束器14内干涉，将PSK信号转变成振幅调制信号，实现解调。 

2.基于相位—偏振转换的解调器，如图2所示，首先利用偏振控制器15改变待解调光信号的偏振态，使得待解调信号光的偏振态与保偏光纤16两个偏振轴成45°。由于待解调信号光在两个偏振轴上的正交分量振幅相等、传输速度不相等，在保偏光纤16的输出端两个正交分量产生时延，输出光偏振态与输入光偏振态成45°或-45°，转换成PoLSK信号，经过偏振分束器17后，将PoLSK信号转变成振幅调制信号，实现解调。 

3.利用滤波器进行解调的方法，如图3所示，采用高斯线性滤波器和光纤光栅滤波器18作为鉴频器实现对相移键控（PSK）信号进行解调。 

4.采用四波混频（FWM）解调的方法，如图4所示，信号光和泵浦光经2×2耦合器19之后，在光纤环内正反向传输，在环内的非线性介质20和群速度色散介质21发生四波混频（FWM）和群色散延迟，将信号光中的信号加载到由四波混频（FWM）产生的另外一个频率光上。通过调节泵浦光的波长可以对不同速率信号解调。 

现有的相移键控（PSK）信号解调器虽然都能够实现解调功能，但要实现快速调谐都比较困难。方法1与2都是需要改变光纤的长度，调谐速度慢。方法3本质上是一种鉴频器而非鉴相器，不能调谐。方法4需要改变泵浦光波长实现调谐，成本高、技术难度大。本发明旨在提出一种对速率变化时相移键控（PSK）信号的快速调谐方法与装置。 

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种结构简单、使用方便的快速可调谐相移键控信号解调器。 

本发明的快速可调谐相移键控信号解调器，包括光环行器、自聚焦透镜和全反射装置，所述光环行器、自聚焦透镜和全反射装置由左到右依次排列，光环行器的11号端口连接被解调的光信号，光信号由光环行器的12号端口输出到自聚焦透镜上，自聚焦透镜的右侧设置全反射装置，全反射装置和自聚焦透镜均设置在安装架上，光信号在自聚焦透镜的端面发生一次反射，其余的透射光经全反射装置二次反射，返回进入自聚焦透镜，两束反射光在自聚焦透镜内发生干涉，通过快速调节两个安装架之间的距离，实现解调器的快速调谐，并由光环行器的13号端口输出。 

本发明的快速可调谐相移键控信号解调器，所述全反射装置为全反射镜或法拉第旋转镜。 

本发明的快速可调谐相移键控信号解调器，所述安装架为光学调整架。 

本发明的快速可调谐相移键控信号解调器，所述全反射装置通过压电陶瓷固定在安装架上，通过改变压电陶瓷的控制电压，使压电陶瓷产生伸缩，实现快速调节两个安装架之间的距离。 

本发明的快速可调谐相移键控信号解调器，所述自聚焦透镜和全反射装置底部的安装架均固定在电动平移台上，通过电动平移台实现快速调节两个安装架之间的距离。 

本发明的快速可调谐相移键控信号解调器，所述自聚焦透镜和全反射装置底部的安装架均固定在电动平移台上，全反射装置通过压电陶瓷固定在安装架上，通过电动平移台和压电陶瓷共同实现快速调节两个安装架之间的距离。 

本发明的快速可调谐相移键控信号解调器，所述自聚焦透镜的输入端面上镀一层防止额外反射的高增透膜，自聚焦透镜的输出端面上镀一层具有一定反射率和透射率的增透膜，使一次反射与二次反射光的干涉最强。 

与现有技术相比本发明的有益效果为： 

1）由于光信号是在自聚焦透镜内完成干涉转变为强度信息，与MZ型光纤干涉仪相比，受相位抖动的干扰影响较小； 

2）本发明采用光-空气-光中传输，光从光纤中出射到空气中之后又返回至光纤中，只需将光路准直后，调节自聚焦透镜和全反射镜之间的距离即可实现对不同速率PSK信号的解调； 

3）通过采用电动平移台可以实现对大范围内不同速率PSK信号的快速调谐解调；