电光调制器的偏置电压控制装置和方法制造方法及图纸

技术编号:8532117 阅读:145 留言:0更新日期:2013-04-04 14:39
本发明专利技术公开了一种用于控制电光调制器偏置电压的装置和方法。该装置和方法对电光调制器的偏置电压进行控制,不仅可以使电光调制器稳定的工作以抵抗外界干扰而且可以根据需要控制电光调制器工作在不同的状态。该装置通过对电光调制器输入一个已知周期的连续正弦偏置电压信号,然后解调电光调制器对此信号的响应来判断和确定电光调制器的工作点及其受外界影响导致的工作点的漂移,最后对电光调制器的偏置电压进行调节,使电光调制器稳定的工作在设定的工作点上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电光调制器的偏置电压驱动系统。用于给电光调制器提供合适的偏置电压,使其工作在设定的工作区域。属于光电自动反馈控制领域。
技术介绍
银酸锂马赫-曾德电光调制器(LiNbO3 Mach-Zehnder Modulator)被广泛应用在光通信、光纤传感等领域。其内部由两个相同的波导臂和两个Y型分支组成。输入光在第一个Y分支被分成两束相等的光,然后分别沿两个相同的波导臂传输,最后在第二个Y分支处相遇,并进行干涉。通过调节加在波导臂上的电场可以改变波导晶体的折射率,使两束光在两波导臂传输的速度不同而产生光程差,从而使两束光的干涉光强发生变化,实现对光的振幅调制(AM)。电光调制器波导臂所加电压(即电场)与输出光强关系曲线即电光调制器的传输特性曲线,如图2所示,是一条类余弦函数曲线。由于电光调制器自身结构的原因,外界的环境如温度、机械拉伸及机械振动等会引起其工作点的漂移,从而导致电光调制器工作不稳定,使其性能受到很大影响,给实际应用带来诸多不便。在不同应用中,电光调制器的工作点是不同的。当应用于需要微波调制等的系统中,为获得线性调制,需要电光调制器工作在传输曲线的斜率最大点或者最小的点处,如示意图2中的d点或者b点,而当应用于需要脉冲调制等的系统中,为获取高消光比,需要电光调制器工作在传输特性曲线的谷底,如示意图2中的c点。因此,对电光调制器的工作点进行自动化跟踪和控制是非常必要的。专利ZL201010173594中,公开了一种通过直接测量光功率将电光调制器的工作点控制在谷底的偏压控制方法,但该方法不能够判断电光调制器工作点的漂移方向使得控制精度和反应速度相对降低,而且由于其直接测量光功率,所以其控制精度很容易受到光源功率的波动的影响,另外该方法不能随意改变输入电光调制器的光功率,使得光源的使用很不方便。J. SN0DDY, Y. LI, F. RA VET, et al. “Stabilization of electro-opticmodulator bias voltage drift using alock—in amplifier and a proportional-1ntegral-derivative controller in distributedBriIlouin sensor system,,.Applied optics,2007 :1482 1485.提出了两种偏压控制方法,并比较了这两种方法的优劣。但是这两种方法需要用到锁相放大器或者PC机(个人电脑)等外部大型设备,因此成本较高,且不便于移动。Bui D Tand Journet B, “Electrooptic modulatorbias point optimization by detecting itsnonlinear behavior,,IEEE Int. Conf. onCommunications and Electronics, ICCE2010(Nha Trang, Vietnam,Il_13August 2010)paper no. 1014,pp 118-23提出了一种基于检测探测信号的调制信号的二次谐波进行电光调制器偏压控制的方案,这种方案也是对电光调制器输入一个探测信号,不同的是它检测的是从电光调制器输出的探测信号的调制信号的二次谐波的有无。这种方案需要用到倍频器,结构相对复杂。本专利克服了以上方法的不足。而且以往提出的方案只能将工作点控制在一个点或者两个点上,限制了电光调制器的应用范围。而本专利提出的方案可将工作点控制在多个点上,且实现结构和解调方法简易有效。
技术实现思路
技术问题本专利技术解决的技术问题在于提供一种电光调制器偏压控制装置和方法,将电光调制器的工作点控制在所需要的不同位置,且解决了电光调制器工作点漂移的问题。技术方案该电光调制器偏压控制装置是一个闭环控制装置。该装置通过控制电光调制器的直流偏置电压来调节电光调制器的工作点。电光调制器的传输特性曲线可以用表达式表不,为本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种电光调制器偏压控制装置,其特征在于它由光电探测模块、带通滤波模块、乘法器模块、积分电路模块、模数(AD)转换模块、正弦信号发生器模块、控制器、数模(DA)转换模块、加法电路模块组成。其连接关系是:所述的光电探测器模块的输出端接带通滤波器的输入端,带通滤波器的输出端接乘法器的两个输入端中的一个,乘法器的另一输入端接正弦信号发生器的输出端,乘法器的输出端接积分电路的输入端,积分电路的输出端接AD转换模块的输入端,AD转换模块的输出端接控制器,DA转换模块的输入端也与控制器相连。DA转换模块的输出端接加法电路的两个输入端中的一个,加法电路的另一个输入端接正弦信号发生器输出端,加法电路的输出端接电光调制器的偏压输入端。电光调制器的输出端接一个光纤耦合器或分光器,分出少部分光输入光电探测器模块的输入端。所有上述光电器件共同组成一个闭合控制回路。特别说明的是,上述电光调制器和光纤耦合器或者分光器不包含在本专利技术之内。

【技术特征摘要】
1.一种电光调制器偏压控制装置,其特征在于它由光电探测模块、带通滤波模块、乘法器模块、积分电路模块、模数(AD)转换模块、正弦信号发生器模块、控制器、数模(DA)转换模块、加法电路模块组成。其连接关系是所述的光电探测器模块的输出端接带通滤波器的输入端,带通滤波器的输出端接乘法器的两个输入端中的一个,乘法器的另一输入端接正弦信号发生器的输出端,乘法器的输出端接积分电路的输入端,积分电路的输出端接AD转换模块的输入端,AD转换模块的输出端接控制器,DA转换模块的输入端也与控制器相连。 DA转换模块的输出端接加法电路的两个输入端中的一个,加法电路的另一个输入端接正弦信号发生器输出端,加法电路的输出端接电光调制器的偏压输入端。电光调制器的输出端接一个光纤稱合器或分光器,分出少部分光输入光电探测器模块的输入端。所有上述光电器件共同组成一个闭合控制回路。特别说明的是,上述电光调制器和光纤耦合器或者分光器不包含在本发明之内。2.一种如权利要求1所述的电光调制器偏压控制装置,其特征在于所述的正弦信号发生器产生的正弦信号,频率可在lHZ-20kHZ范围内,振幅可在ImV-1OOmV范围内。3.—种如权利要求1所述的电光调制器偏压控制装置,其特征在于使用乘法器模块进行信号处理。4.一种如权利要求3所述的乘法器模块,其特征在于所述的乘法器模块实现将原输入到电光调制器的探测信号与经过电光调制器调制了的相位未移动的探测信号相乘的功倉泛。5.一种如权...

【专利技术属性】
技术研发人员:李裔张彩霞张震伟马世安
申请(专利权)人:中国计量学院
类型:发明
国别省市:

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