同时监测强度调制和频率调制的光取样系统技术方案

一种监测重复输入的高速信号光的光取样方法，此方法包括以下步骤：　　　　用一个光脉冲发生器产生脉冲宽度比信号光的频偏之倒数要短的光脉冲，光脉冲的周期略为不同于信号光的重复周期；　　　　用各自的分光镜将每个信号光和光脉冲分裂成两部分；　　　　用延迟单元将信号光或光脉冲的一个分裂出来的部分延迟指定的时间；　　　　将信号光和光脉冲的一个分裂出来的部分输入到第一个光混合器，同时将信号光和光脉冲的另一个分裂出来的部分输入到第二个光混合器；　　　　用第一个和第二个平衡式光接收器接收来自第一个光混合器的输出光，并输出电流１和电流２；　　　　用第三个和第四个平衡式光接收器中接收来自第二个光混合器的输出光，并输出电流３和电流４　　　　用一个计算处理装置根据电流１－４的值执行计祘处理来得到信号光的频率调制分量。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用以监测重复输入的高速信号光的光取样方法、系统和程序，尤其是以不能被普通的光电探测元件或电路监测到的速度调制了的信号光。
技术介绍
传统的光取样系统，采用的一种技术是，通过监测信号光和本地产生的光脉冲之间的线性相关性来监测低能高速的重复光信号，例如(请参见申请号为9-162808(1977)的日本专利申请)。如图2所示，在这种传统的光取样系统中，信号光和来自取样光脉冲发生器1的、由本地产生的光脉冲和信号光被注入到一个光混合器8，从这个光混合器8输出的大部分光被平衡式光接收器5a和5b所接收，平衡式光接收器5a和5b的输出信号经矩形波整形电路6a和6b整形成矩形波后，被一个相加器7合并在一起，从而当本地产生的光脉冲和信号光相互重叠时，获得一个与信号光的强度成比例的输出。用这种方法，就有可能实现不依赖于电路的处理速度的、其时间分辨率等于本地光脉冲的脉宽的光取样操作。通常，光信号经常会在被强度调制的同时又被频率调制。例如，当采用对半导体激光器的注入电流进行通/断控制来进行调制时，所产生的激光束的强度当然发生了变化，但同时，激光束的频率也改变了。同样，当纯粹强度调制的激光束通过光纤传送时，由于光纤的被称作自相位调制的非线性光效应，经传送后的光信号的频率也将被调制。因而，传统的光取样系统始终存在一个问题，即它虽可以监测光信号的强度变化，但却不能得到光信号频率如何变化了的任何信息。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种光取样方法、系统和程序，它在保持了能监测超高速度信号光的高速性能和能监测低功率信号光的高灵敏度的情况下，能同时监测信号光的强度调制信息和频率调制信息。根据本专利技术的一个方面，提供了一种监测重复输入的高速信号光的光取样方法，此方法包括以下步骤用光脉冲发生器产生脉宽比信号光的频偏之倒数要短的光脉冲，光脉冲的周期略为不同于信号光的重复周期；用各自的分光镜分别将信号光和光脉冲分裂成两个部分；用延迟单元将信号光或光脉冲的一个光束延迟一个指定的时间；将信号光和光脉冲的一束分裂出的部分输入到第一个光混合器，同时将信号光和光脉冲的另一束分裂出的部分输入到第二个光混合器；用第一个和第二个平衡式光接收器接收来自第一个光混合器的输出光，并输出电流1和电流2；用第三个和第四个平衡式光接收器接收来自第二个光混合器的输出光，并输出电流3和电流4；用一个计算处理装置根据电流1至4的值进行计算处理而获得信号光的频率调制分量。根据本专利技术的另一个方面，提供了一个用于监测重复输入的高速信号光的光取样系统，此系统的组成是一个光脉冲发生器，用于产生脉宽比信号光的频偏之倒数要短的光脉冲，光脉冲的周期略为不同于信号光的重复周期；数个分光镜，用于将信号光和光脉冲分裂成两个光束；一个延迟单元，用于将信号光或光脉冲的一束分裂出的光束延迟指定的时间；一个第一个光混合器，用于输入信号光和光脉冲的一束分裂出的光束；一个第二个光混合器，用于输入信号光和光脉冲的另一束分裂出的光束；第一个和第二个平衡式光接收器，用于接收来自第一个光混合器的输出光，并输出电流1和电流2；第三个和第四个平衡式光接收器，用于接收来自第二个光混合器的输出光，并输出电流3和电流4；一个计算处理装置，用于根据电流1至4的值进行计算处理而获得信号光的频率调制分量。根据本专利技术的另一个方面，提供了一个计算机程序产品，它可以使一台计算机在监测重复输入的高速信号光的光取样系统中作为计算处理装置，以得到信号光的频率调制分量，此计算机程序产品由以下部分组成一个光脉冲发生器，用于产生脉宽比信号光的频偏之倒数要短的光脉冲，光脉冲的周期略为不同于信号光的重复周期；数个分光镜，用于将每个信号光和光脉冲分裂成两个部分；一个延迟单元，用于将信号光或光脉冲的一个分裂出来的部分延迟指定的时间；一个第一个光混合器，用于输入信号光和光脉冲的一个分裂出来的部分；一个第二个光混合器，用于输入信号光和光脉冲的另一个分裂出来的部分；第一个和第二个平衡式光接收器，用于接收来自第一个光混合器的输出光，并输出电流1和电流2；第三个和第四个平衡式光接收器，用于接收来自第二个光混合器的输出光，并输出电流3和电流4；计算机程序产品包括一个计算机程序代码，用于使一台计算机根据电流1至4的值进行计算处理而获得信号光的频率调制分量。通过下述阐述，结合附图，本专利技术的其它特征和优点将是显而易见的。附图说明图1是根据本专利技术具体实施的一个光取样系统的示范性配置的方框图。图2是一个传统光取样系统的示范性配置的方框图。具体实施例方式参照附图1，下面将详细阐述一个根据本专利技术的光取样系统的具体装置。图1展示了作为本专利技术的一个具体实施例的光取样系统的代表性的配置。该光学取样系统不仅能获得以周期1/f重复输入的信号光的强度调制分量，而且能获得其频率调制分量，并且，该光取样系统有一个正弦波发生器2，用于输出周期为1/(f+Δf)的、略为不同于信号光重复周期1/f的正弦波电信号(例如，Δf可以是f/100或f/1000)，该光取样系统还有一个取样光脉冲发生器1，由正弦波产生器2输出的正弦波电信号驱动，产生周期为1/(f+Δf)的取样光脉冲，在此，偏移量Δf加到了信号光的重复周期1/f上。取样光脉冲发生器1输出的、由本地产生的取样光脉冲被第一个分光镜11a分裂成两部分，一束分裂光束进入第一个90°光混合器8a的光耦合器4a，而另一束分裂光束在被延迟器3迟延指定的时间后，进入第二个90°光混合器8b的光耦合器4e。同样，周期为1/f的重复输入的信号光被第二个分光镜11b分裂成两部分，一束分裂光束进入第一个90°光混合器8a的光耦合器4b，另一束分裂光束在被延迟器3迟延指定的时间后，进入第二个90°光混合器8b的光耦合器4f。更明确地说，分光镜11a和11b是由光耦合器或单向透视玻璃构成。需注意，延迟单元3迟延通过分光镜11a的、由取样光脉冲发生器输出的取样光脉冲，但其目的是控制信号光和取样光脉冲发生器1输出的取样光脉冲之间的相对延迟，因而，也可以将延迟单元3放在分光镜11b的输出端而不是放在分光镜11a的输出端，来将信号光延迟一个指定的时间。第一个和第二个90°光混合器8a和8b(以下简称光混合器)分别是由光耦合器4a、4b、4c和4d，以及光耦合器4e、4f、4g和4h构成，并设置得使光路长度A和光路长度C之间的光路长度差比光路长度B和光路长度D之间的光路长度差大λ/4或小λ/4(λ为光的波长)。众所周知，光混合器8可以由采用单向透视玻璃或集成光路的自由空间光系统实现。第一个和第二个平衡式光接收器5a和5b接收来自第一个光混合器8a的四束输出光。从第一个和第二个平衡式光接收器5a和5b输出的两个电流由第一个和第二个低通滤波器10a和10b进行波形均衡，低通滤波器10a和10b的阻断频率应设置在近似等于分解间隔T的倒数。；第一个和第二个数值采样单元9a和9b将上述两个输出电流转换成数字值，并送入计算处理装置13。同样，第三个和第四个平衡式光接收器5c和5d接收来自第二个光混合器8b的四束输出光。从第三个和第四个平衡式光接收器5c和5d输出的两束电流由第三个和第四个低通滤波器10c和10d进行波形均衡，类似地，低通滤波器10c和10d的阻断频率应设置在近似本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：伊藤文彦，
申请(专利权)人：日本电信电话株式会社，
类型：发明
国别省市：