[发明专利]一种数字信号控制的光纤相位补偿器及补偿方法

权利要求书

1.一种数字信号控制的光纤相位补偿器，包括单纵模激光器、光纤干涉仪、微处理器、光电探测器、数模转换电路、模数转换电路、波分复用器以及基于发射型压电陶瓷的光纤相位调制器，其特征在于：

所述光纤干涉仪为基于3×3光纤耦合器的迈克尔逊干涉仪，单纵模激光器接入迈克尔逊干涉仪的3×3光纤耦合器的第2端口，其第4端口作为迈克尔逊干涉仪的测量臂，连接波分复用器，与同时输入波分复用器的业务光信号合波，波分复用器公共端经A调制器和B调制器连接传输光纤；3×3光纤耦合器第6端口作为参考臂连接迈克尔逊干涉仪的光纤反射镜，从传输光纤和第6端口的光纤反射镜反射回来的两路光信号分别经第4和第6端口返回3×3光纤耦合器，并经第1和第3端口分别接入第一和第二光电探测器，第1和第3端口输出的光信号相位相差2π/3；所述3×3光纤耦合器的第5端口空置；

所述第一和第二光电探测器光电转换所得的两路模拟电信号经模数转换模块后接入微处理器，微处理器输出的两路控制信号各经一个数模转换模块后接入光纤串联的A调制器和B调制器，二者串联的先后位置任选，二者同时分别对相位漂移进行精补偿和粗补偿；在光纤上串联位置在后的调制器的光纤输出端为本数字信号控制的光纤相位补偿器的光纤输出端；

所述A调制器即小量程光纤相位调制器，B调制器即大量程光纤相位调制器；

所述3×3光纤耦合器的分光比为1:1:1，即分到4、5、6端口输出的光信号功率相等；

所述的数字信号控制的光纤相位补偿器的补偿方法具体步骤如下：

Ⅰ、确定两个光纤相位调制器的协同工作数值S

确定控制两个光纤相位调制器协同工作数值S，S为A调制器调节步长的10～100倍；

Ⅱ、初始相位调节点处于50％量程处

A调制器和B调制器上电后，默认相位调节点处于50％量程处；

Ⅲ、微处理器控制两个光纤相位调制器协同工作

微处理器根据双光路的信号采用双光路判向法识别相位漂移方向，采用条纹计数法检测相位漂移量的大小，发送控制信号到两个光纤相位调制器；当判断相位漂移量M＜S，B调制器保持当前状态，A调制器根据微处理器的控制指令完成相位补偿；当判断相位漂移量M≥S，M/S的整数部分等于n，B调制器补偿相位漂移的nS部分，A调制器补偿剩余部分，即补偿相位漂移的(M-nS)部分；

Ⅳ、A调制器的量程调节

当A调制器达到其调节量程的5％或95％时，微处理器发出数字控制信号经数模转换同向缓慢调节B调制器，直至A调制器的相位调节数值恢复到45％～55％量程；

Ⅴ、复位操作

当B调制器达到其调节量程5％或95％时，微处理器发出数字控制信号，两个光纤相位调制器进行复位操作，各自恢复到相位调节量程的50％处，然后重新开始工作。

2.根据权利要求1所述的数字信号控制的光纤相位补偿器，其特征在于：

所述B调制器的调节步长为A调制器调节步长的10～100倍。

3.根据权利要求1所述的数字信号控制的光纤相位补偿器，其特征在于：

所述B调制器的最大调节量程为A调制器最大调节量程的10～100倍。

4.根据权利要求1所述的数字信号控制的光纤相位补偿器，其特征在于：

所述两个光电探测器各输出一路模拟信号，分别经过一个相同的信号放大电路后再接入一个模数转换模块后接入所述微处理器，所述两路的信号放大电路相同。

5.根据权利要求1所述的数字信号控制的光纤相位补偿器，其特征在于：

所述微处理器输出的2路控制信号各经1个数模转换模块和1个高压放大电路后再分别接入A调制器和B调制器，所述两路的高压放大电路相同。