一种光信号波形检测装置及方法制造方法及图纸

本申请实施例公开了一种光信号波形检测装置及方法，其中，该装置包括：级联光电调制器，用于基于光学傅里叶变换原理，将待检测光信号的时域波形测量转换为频域光谱进行检测，得到光谱包络信息；计算单元，用于得到光谱包络信息后，通过频域到时域间的包络尺度变换关系，计算得到待检光信号的时域波形。

【技术实现步骤摘要】
一种光信号波形检测装置及方法
本申请实施例涉及但不限于电子技术，尤其涉及一种光信号波形检测装置及方法。
技术介绍
相关技术中的光信号波形检测方法主要包括光学成像法和基于非线性光纤光学法两大类。光学成像法中，通过级联多种光学器件实现光信号波形检测。由于透镜等光学器件为分立器件，测量时需要将各器件级联并进行复杂的光路校准及保持。基于非线性光纤光学法中，采用辅助光源产生参考光信号，再与待测光信号一同注入光纤，基于光纤的非线性效应进行光信号波形检测。该方案中，需要额外提供高质量辅助光脉冲，提升系统成本；温度、震动、弯曲等环境变化，将影响光纤的非线性效应，从而降低测量系统的稳定性。
技术实现思路
有鉴于此，本申请实施例为解决相关技术中存在的至少一个问题而提供一种光信号波形检测装置及方法。本申请实施例的技术方案是这样实现的：本申请实施例提供一种光信号波形检测装置，所述装置包括：级联光电调制器，用于基于光学傅里叶变换原理，将待检测光信号的时域波形测量转换为频域光谱进行检测，得到光谱包络信息；计算单元，用于得到光谱包络信息后，通过频域到时域间的包络尺度变换关系，计算得到待检光信号的时域波形。本申请实施例提供一种光信号波形检测方法，所述方法包括：基于光学傅里叶变换原理，将待检测光信号的时域波形测量转换为频域光谱进行检测，得到光谱包络信息；得到光谱包络信息后，通过频域到时域间的包络尺度变换关系，计算得到待检光信号的时域波形。本申请实施例中，该装置包括：级联光电调制器，用于基于光学傅里叶变换原理，将待检测光信号的时域波形测量转换为频域光谱进行检测，得到光谱包络信息；计算单元，用于得到光谱包络信息后，通过频域到时域间的包络尺度变换关系，计算得到待检光信号的时域波形；如此，本申请提供的技术方案无需高精度分立光学器件以及复杂光路，无需复杂的光路校准及保持过程，即可完成光信号波形检测。附图说明图1为本申请实施例光信号波形检测装置的组成结构示意图；图2为本申请实施例光信号波形检测装置的组成结构示意图；图3为图2中经相位调制单元、色散介质、强度调制单元后待检测光信号加载的相位信息图；图4本申请实施例中实验中待检测光信号的时域波形图；图5本申请实施例中实验中经相位调制单元、色散介质、强度调制单元后，待检测光信号对应的光谱图；图6为本申请实施例光信号波形检测方法的实现流程示意图。具体实施方式光信号波形测量是衡量光信号质量的重要途径。伴随光网络容量日益增长，光信号重复频率逐步提高，从2.5GHz(吉赫兹)、10GHz到现在主流的25GHz。光信号重复频率的提升，需要相应频率响应的检测装置。目前，对高重复频率光信号的波形测量，通常采用高精度的专业仪表。而面向未来软件定义网络(SoftwareDefinedNetwork，SDN)化光网络和智能运维，需要实时的监测光信号各维度的性能。独立的高精度检测仪表成本高、体积大，迫切需要将其功能集成于设备系统，在保证一定精度的前提下，向集成化、小型化演进。相关技术中的光信号波形检测方法主要包括光学成像法和基于非线性光纤光学法两大类。其中，光学成像法中将待检测光信号直接射入到一系列组合好的透镜等光学器件中，将入射光信号分为透射光和反射光，通过检测脉冲中的多种特征值，完成波形检测。光学成像法中，通过级联多种光学器件实现光信号波形检测。由于透镜等光学器件为分立器件，测量时需要将各器件级联并进行复杂的光路校准及保持。基于非线性光纤光学法则将待检测光信号与一个参考脉冲同时输入到波形检测装置中，利用参考脉冲信号与待检测光信号间的相关性实现对光信号波形的检测，主要有双积分光谱剪切干涉分析法、双频率梳互相关技术和频率分辨光学开关法。基于非线性光纤光学法中，采用辅助光源产生参考光信号，再与待测光信号一同注入光纤，基于光纤的非线性效应进行光信号波形检测。该方案中，需要额外提供高质量辅助光脉冲，提升系统成本；温度、震动、弯曲等环境变化，将影响光纤的非线性效应，从而降低测量系统的稳定性。基于以上，本申请实施例提出一种可集成的高重复频率光信号波形测量装置。该装置基于光学傅里叶变换原理，通过级联光电调制器和色散介质，对待测光信号加载二次相位调制，将时域波形测量转换为频域光谱测量，再根据二者间的傅里叶变换关系，实现光信号波形检测。该装置中的光电调制器、色散介质等主要单元均具备集成化的潜力，且光电调制单元的频率响应范围与目前OTU板卡中调制器的频率响应范围一致，可实现对重复频率为25GHz、甚至50GHz的光信号的测量。下面结合附图和实施例对本申请的技术方案进一步详细阐述。本申请实施例提供一种光信号波形检测装置，图1为本申请实施例其光信号波形检测装置的组成结构示意图，如图1所示，所述装置100包括：级联光电调制器101，用于基于光学傅里叶变换原理，将待检测光信号的时域波形测量转换为频域光谱进行检测，得到光谱包络信息；计算单元102，用于得到光谱包络信息后，通过频域到时域间的包络尺度变换关系，计算得到待检光信号的时域波形。在一些实施例中，所述级联光电调制器，用于基于光学傅里叶变换原理，对待测光信号加载二次相位调制，将时域波形测量转换为频域光谱进行检测，得到调制信号的光谱包络信息。在一些实施例中，所述级联光电调制器包括：相位调制单元，用于加载正弦型微波信号，使得待检测光信号进行正弦型相位调制，得到调制信号；光谱包络检测单元，用于检测调制信号的光谱包络信息。在一些实施例中，如果所述相位调制单元，得到调制信号的光谱包络与时域波形之间存在严重的尺度变换失配时，所述级联光电调制器还包括：色散介质，用于通过群速度色散效应，将失配部分挤压到待检测光信号时间周期的边缘部分。在一些实施例中，所述级联光电调制器还包括：强度调制单元，用于通过强度调制，抑制其时间周期边缘的失配部分；移相器，用于调节相位调制单元和强度调制单元之间的相对相位，使得强度调制单元的开关窗口位于待检测光信号的中心位置。在一些实施例中，所述级联光电调制器还包括：正弦微波产生单元，用于产生正余弦型的微波信号；功分器，用于将微波信号分为两路，分别作为相位调制单元和强度调制单元的驱动信号；对应地，所述相位调制单元，用于加载所述驱动信号；所述强度调制单元，用于通过驱动信号进行强度调制。在一些实施例中，所述级联光电调制器中的以下组合可以被集成：组合一：相位调制单元、光谱包络检测单元；组合二：相位调制单元、光谱包络检测单元、色散介质；组合三：相位调制单元、光谱包络检测单元、色散介质、强度调制单元、移相器；组合四：相位调制单元、光谱包络检测单元、色散介质、强度调制单元、移相器、正弦微波产生单元、功分器。本申请实施例中，该装置包括：级联光电调制器，用于基于光学傅里本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光信号波形检测装置，其特征在于，所述装置包括：/n级联光电调制器，用于基于光学傅里叶变换原理，将待检测光信号的时域波形测量转换为频域光谱进行检测，得到光谱包络信息；/n计算单元，用于得到光谱包络信息后，通过频域到时域间的包络尺度变换关系，计算得到待检光信号的时域波形。/n

【技术特征摘要】
1.一种光信号波形检测装置，其特征在于，所述装置包括：
级联光电调制器，用于基于光学傅里叶变换原理，将待检测光信号的时域波形测量转换为频域光谱进行检测，得到光谱包络信息；
计算单元，用于得到光谱包络信息后，通过频域到时域间的包络尺度变换关系，计算得到待检光信号的时域波形。


2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述级联光电调制器，用于基于光学傅里叶变换原理，对待测光信号加载二次相位调制，将时域波形测量转换为频域光谱进行检测，得到调制信号的光谱包络信息。


3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述级联光电调制器包括：
相位调制单元，用于加载正弦型微波信号，使得待检测光信号进行正弦型相位调制，得到调制信号；
光谱包络检测单元，用于检测调制信号的光谱包络信息。


4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，如果所述相位调制单元，得到调制信号的光谱包络与时域波形之间存在严重的尺度变换失配时，所述级联光电调制器还包括：
色散介质，用于通过群速度色散效应，将失配部分挤压到待检测光信号时间周期的边缘部分。


5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述级联光电调制器还包括：
强度调制单元，用于通过强度调制，抑制其时间周期边缘的失配部分；
移相器，用于调节相位调制单元和强度调制单元之间的相对相位，使得强度调制单元的开关窗口位于待检测光信号的中心位置。


6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述级联光电调制器还包括：
正弦微波产生单元，用于产生正余弦型的微波信号；
功分器，用...

【专利技术属性】
技术研发人员：王东，李允博，张德朝，赵阳，王磊，李晗，
申请(专利权)人：中国移动通信有限公司研究院，中国移动通信集团有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11