[实用新型]一种马赫曾德尔强度调制器的直流偏置工作点控制回路

说明书

技术领域

本实用新型涉及光通信技术领域，具体为一种马赫曾德尔强度调制器 (MZM)的直流偏置工作点控制回路。

背景技术

铌酸锂马赫曾德尔强度调制器(MZM)是光通信链路中常用的光外调制器，主要用于满足长距离高速光传输的需求。MZM的传输函数近似余弦曲线，因此是非线性的，这种非线性是限制模拟电信号无杂散动态指标的主要因素之一。通常把MZM的直流偏置工作点设置在对应于该曲线的某个最佳工作电压，当调制电输入信号以该偏置电压点为中心变化时，被调制输出的光信号将基本按照与调制电信号对应的规律变化，从而实现信息的调制。由于温度和外界电场等环境因素影响，MZM的传输函数曲线容易发生漂移。当传输函数曲线产生漂移时，如果直流偏置电压值还是保持不变，由于调制信号将不再是围绕最佳工作点变化，最终影响调制信号的质量。因此MZM需要专门的直流偏置控制回路以解决漂移问题，保证MZM的最佳工作点锁定。

目前常用的直流偏置工作点稳定方案是采用反馈控制，已有的多种反馈控制方式基本上都只应用于高速数字信号(如QPSK)光外调制链路，用光探测器恢复出电信号后，通过监测二次谐波或基波信号幅度的变化，把直流偏置工作点锁定于MZM的传输函数曲线的4个特殊点上(如正交点、最低点或最高点)，以获得较低的数字信号误码率，但这种方法并不合适于长距离宽带模拟光传输系统。

实用新型内容

鉴于现有技术中存在的问题，本实用新型的主要目的在于解决现有技术的缺陷，提供一种马赫曾德尔强度调制器(MZM)的直流偏置工作点控制回路，监测MZM最佳工作电压的偏移导致的三阶交调抑制值变化，然后采用反馈电路控制MZM的直流偏置电压的改变，从而锁定马赫曾德尔强度调制器于最佳工作点。该电路抑制马赫曾德尔强度调制器的非线性导致的三阶交调失真，适用于长距离宽带模拟光传输系统中，以获取最佳的模拟电信号无杂散动态范围。

本实用新型提供的一种马赫曾德尔强度调制器(MZM)的直流偏置工作点控制回路，包括100km～500km的长光纤连接的光发射端和光接收端，在光发射端，激光器的输出连接到马赫曾德尔强度调制器的光输入端口，频率为FIN ＝300MHz～30GHz的调制电信号被输入到马赫曾德尔强度调制器的调制端口，在马赫曾德尔强度调制器的偏置端口连接直流偏置电压电路，马赫曾德尔强度调制器的光输出端口经所述长光纤连接光接收端的光电探测器，光电转换后恢复出电信号经过高通滤波器，得到调制电信号被输出。

由于马赫曾德尔强度调制器的传输函数的非线性，在电光调制过程中将产生三阶交调信号，其频率分别为2F₁-F₂和2F₂-F₁。本回路的光发射端马赫曾德尔强度调制器的偏置端口还连接频率分别为F₁和F₂的第一参考电信号和第二参考电信号，F₁或F₂均低于调制电信号频率FIN,且与电信号频率FIN 差的绝对值均大于或等于100MHz。两个参考电信号的频率F₁和F₂不相等，F₁和F₂差的绝对值大于或等于1MHz。在光接收端，光探测器还连接反馈控制电路，反馈控制电路包括第一极窄带滤波器和第二极窄带滤波器，与之对应的 2个模数变换器和2个对数放大器，以及比较器。光电转换后恢复出电信号有小部分经第一极窄带滤波器和第二极窄带滤波器分别得到频率为F₁的第一参考电信号和频率为2F₁-F₂的三阶交调信号，各经第一、第二模数变换器和第一、第二对数放大器后，接入比较器进行幅度比较，得到三阶交调抑制值 IM3。比较器的输出端连接电光转换器，所得三阶交调抑制值光信号经另一根长光纤连接光发射端的光电转换器，恢复三阶交调抑制值电信号，接入直流偏置电压电路，自动按当前反馈的三阶交调抑制值微调马赫曾德尔强度调制器的直流偏置电压，锁定马赫曾德尔强度调制器于最佳工作点。

所述反馈控制电路也可设置于光发射端，马赫曾德尔强度调制器的光输出端口连接光耦合器，光耦合器分光后大部分的光接入长光纤传输到光接收端的光探测器，小部分光接入光电转换器，恢复的电信号接入反馈控制电路，反馈控制电路输出的三阶交调抑制值直接接入直流偏置电压电路。

所述光耦合器的分光比为(90～99)/(10～1)。