一种低半波电压MZM直流偏置点控制装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种适用于低半波电压MZM的通用化偏置点控制装置及方法，能够修正在大射频功率输入下的偏置点控制失效问题。首先对射频信号与半波电压的比值进行判断，明确在此应用场合中的附加相位，并综合导频信号1阶2阶强度和相位，对其偏置点信息进行判断。本发明专利技术公开的直流偏置方法能够同时适用MZM工作在线性区、非线性区乃至深度调制区的场合，避免以往偏置点控制方法在大射频功率输入下偏置点控制失效的问题。制失效的问题。制失效的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种低半波电压MZM直流偏置点控制装置及方法


[0001]本专利技术属于电光调制器偏置点控制
，具体涉及一种低半波电压MZM直流偏置点控制装置及方法。

技术介绍

[0002]马赫－曾德尔调制器(MZM)是重要的光学器件，可实现信号从微波频段到光频段的转换。由于其应用场景广，可实现功能多，因此如何提升其性能、以及更好的发挥其性能成为关注的焦点。一方面，可通过优化调制器设计实现性能提升，例如降低半波电压、降低光插入损耗、增加调制效率、增加频率响应带宽等；另一方面，通过高精度高稳定度的直流偏置控制，使器件在实际工作中能够长时间稳定在最佳工作点。
[0003]本专利技术主要关注直流偏置控制装置及方法。在实际应用环境中，由于温度、应力、振动等因素，导致电光调制器的材料折射率变化，行波匹配电路效率改变，因此直流偏置点也会相应漂移。若不及时调整偏置点，则会带来链路性能的恶化，甚至导致模块功能的失效。
[0004]目前，MZM偏置点控制主要分为功率法和导频法。功率法受限于链路中各有源无源器件光功率的波动，准确性难以保证，且由于光功率测量精本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低半波电压MZM直流偏置点控制装置，其特征在于，该装置包括：光探测器、数据采样模块、参考采样模块、计算处理模块、附加相位判别模块、导频信号模块、直流信号模块、偏置电压模块，偏置点控制装置中的光探测器能够接收电光变换链路中MZM的输出光信号，偏置点控制装置能够输出含有导频信号的直流偏置电压到MZM的直流偏置口，以控制MZM工作在不同的偏置点上；光探测器对经过MZM的光信号进行光电变换；数据采样模块对光电变换后的信号进行采样；参考采样模块对本地产生的导频信号进行采样；计算处理模块对输入其的信号进行综合计算处理，输入计算处理模块的信号包括：数据采样信号、参考采样信号和附加相位信号；导频信号模块产生低频扰动信号，选为1k
‑
1MHz，共有两个输出，其中一路和直流偏置电压一起送入MZM直流口，另一路送入参考采样模块；直流信号模块产生直流电压，其直流电压大小受计算处理模块的控制。2.一种低半波电压MZM直流偏置点控制方法，其特征在于，该方法基于权利要求1中的装置实现，该方法步骤如下：步骤1、根据工作场景，通过外部输入，向偏置点控制装置输入射频信号；此时，外部输入的加载到MZM上的射频信号为V
RF
sin(ω
RF
t)，偏置点控制装置中的附加相位判别模块获得射频信号强度V
RF
，即射频信号的幅度值V
RF
；步骤2、偏置点控制装置输出含有导频信号V
d
sin(ω
d
t)的偏置电压给MZM，并对直流偏置电压V
DC
进行扫描，扫描范围超过2倍的半波电压；通过数据采样模块和计算处理模块，得到不同直流电压下导频1阶信号和2阶信号的幅度比值，通过幅度比值的变化，能够测量得到MZM的半波电压V
π
；得到V
π
的具体步骤为：步骤2.1、通过数据采样模块对信号进行采样，并送入计算处理模块，通过傅里叶变换或其他等价方式获得导频信号在1阶和2阶的强度；其中导频信号1阶强度为：其中导频信号2阶强度为上面两个式子中，I
dc
是MZM工作在正交点时的直流输出强度，是直流偏置电压对应的相位，即偏置点相位，是导频信号强度对应的相位，是射频信号强度对应的相位，V
d
是导频信号强度；J0、J1、J2为0阶贝塞尔函数、1阶贝塞尔函数和2阶贝塞尔函数；V
π
是调制器的半波电压；步骤2.2、计算处理模块对1阶和2阶信号强度进行比值操作，可得当比值两次出现最大值时，这两次最大值对应的直流偏置电压V
DC
的差值即为半波电压V
π
；同样的，当比值两次出现最小时，这两次最小值对应的直流偏置电压V
DC
的差值也为半波电压V
π
；
步骤3、将外部输入的射频信号强度V
RF
和测量得到的半波电压V
π
输入到附加相位判别模块，根据公式J0(πV
RF
/V
π
)，若J0(πV
RF
/V
π
)>0，则附加相位为θ
add
＝0
°
，输入到计算处理模块中，若J0(πV
RF
/V
π
)<0，则附加相位为θ
add
＝180
°
，输入到计算处理模块中；因此，携带了附加相位信息的ratio计算公式为：步骤4、外部设置直流偏置点；偏置点包括：最大传输点MATB、最小传输点MITB、正交正斜率点Q+、正交负效率点Q
‑
；步骤5、对数据采样中的信号进行计算处理，通过傅里叶变换或等价方式，获得导频信号1阶和2阶信号强度ratio，调节直流偏压，根据设置的直流偏置点，通过ratio判别选择合适的直流偏压；根据公式(4)，当ratio趋向于正无穷时，MZM工作在Q+或Q
‑
点，但仅凭幅度信息无法区别Q+或Q
‑
；当ratio趋向于0时，工作在MATB或MITB，但仅凭幅度信息无法区别MATB或MITB；步骤6、根据直流偏置点判别条件、以及附加相位信息θ
add
、导...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵光灏，叶星炜，翟计全，杨予昊，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十四研究所，
类型：发明
国别省市：