專利名稱：偏振模仿真及色散補(bǔ)償器件及其光波分復(fù)用通信裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
偏振模仿真及色散補(bǔ)償器件及其光波分復(fù)用通信裝置
背景技術(shù)：
本實用新型屬于光信息處理和光信息傳輸技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及偏振模式仿真器件 以及偏振模色散補(bǔ)償器件。
背景技術(shù)：
利用光學(xué)設(shè)備或系統(tǒng)測得的的光線的光學(xué)特性、參數(shù)等可以有多方面的應(yīng)用。例 如，這種光學(xué)測量可用于決定設(shè)備或系統(tǒng)的性能和工作條件。光偏振信息是各種光學(xué)系統(tǒng)、 器件、應(yīng)用中光學(xué)信號的一個重要參數(shù)。兩個偏振態(tài)正交的光的偏振信息、光信噪比、差分 群延遲等都是光學(xué)應(yīng)用中非常重要的參數(shù)。在光纖通信系統(tǒng)中，偏振模色散(PMD)可以極 大的影響光學(xué)設(shè)備或系統(tǒng)的正常性能與表現(xiàn)，通信系統(tǒng)傳輸?shù)乃俾试娇欤@種影響就越強(qiáng) (例如，從IOGbps到40Gbps、IOOGbps甚至更高)。偏振模色散主要將引起一個光信號的兩 個主偏振分量以不同的速度進(jìn)行傳播因此擴(kuò)展了信號的比特寬度。結(jié)果導(dǎo)致它會增加誤碼 率(BER)以及服務(wù)中斷的產(chǎn)生。與其他的系統(tǒng)缺陷不同(例如色度色散，偏振模色散對系 統(tǒng)的影響是隨機(jī)的而且隨時間迅速變化的，因此減少偏振模色散也變得很難。發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種偏振模仿真及色散補(bǔ)償器件及其光波分復(fù)用通信 裝置，通過采用多個可調(diào)光偏振旋轉(zhuǎn)器，該可調(diào)光偏振旋轉(zhuǎn)器具有不同分立偏振旋轉(zhuǎn)態(tài)，用 于產(chǎn)生和分析在不同應(yīng)用下一束光的偏振態(tài)。本實用新型提出一種偏振模仿真及色散補(bǔ)償器器件，其特征在于，包括以下部 分一組的差分群延遲(DOT)單元，每個差分群時延單元沿光的傳播方向間隔排列；—組產(chǎn)生不同的偏振旋轉(zhuǎn)的可調(diào)光偏振旋轉(zhuǎn)器，每個可調(diào)光偏振旋轉(zhuǎn)器分別放置 在兩個差分群延遲單元之間的空隙中；一個用以和可調(diào)光偏振旋轉(zhuǎn)器進(jìn)行通信的控制器，分別與各個可調(diào)光偏振旋轉(zhuǎn)器 相連。上述每個D⑶單元來實現(xiàn)光的雙折射效應(yīng)，這種效應(yīng)對經(jīng)過D⑶單元輸入光兩束 正交偏振態(tài)之間引入差分群時延。各個D⑶單元彼此分立，分別放置在由入光口接收入射 光的光路上。每個可調(diào)光偏振旋轉(zhuǎn)器可旋轉(zhuǎn)在DGD單元和下一個DGD單元之間的光偏振態(tài) 的。該可調(diào)光偏振旋轉(zhuǎn)器至少包括一個連續(xù)可調(diào)的光旋轉(zhuǎn)器，用連續(xù)可調(diào)的控制信號實現(xiàn) 連續(xù)旋轉(zhuǎn)光偏振態(tài)，達(dá)到光的目標(biāo)偏振態(tài)，以及分立可調(diào)光偏振旋轉(zhuǎn)器用相應(yīng)的分立控制 信號來產(chǎn)生兩個或更多的不同分立偏振旋轉(zhuǎn)。整個器件還包含一個可控模塊可以和可調(diào)光 偏振旋轉(zhuǎn)器通信，來實現(xiàn)每個可調(diào)光偏振旋轉(zhuǎn)器的控制。這個控制模塊是可調(diào)的可以產(chǎn)生 不同連續(xù)可調(diào)的控制信號值，來實現(xiàn)控制連續(xù)可調(diào)光偏振旋轉(zhuǎn)器，以及產(chǎn)生一個分立值給 每個分立的控制信號來調(diào)節(jié)每個單獨的分立的可調(diào)光偏振旋轉(zhuǎn)器，來產(chǎn)生相應(yīng)的一個或兩 個或更多的偏振旋轉(zhuǎn)態(tài)。這種分立態(tài)可調(diào)光偏振旋轉(zhuǎn)器可以調(diào)節(jié)為兩態(tài)偏振旋轉(zhuǎn)器，每個 可改變通過其光的偏振旋轉(zhuǎn)角度，通過第一個旋轉(zhuǎn)角和與第一個旋轉(zhuǎn)角反方向的第二個旋轉(zhuǎn)角來實 現(xiàn)。上述每個差分群時延(DOT)單元實現(xiàn)光的雙折射效應(yīng)，這種效應(yīng)對經(jīng)過D⑶單元 輸入光兩束正交偏振態(tài)之間引入差分群時延。DGD單元件彼此分立排列在光路中，可調(diào)光偏 振旋轉(zhuǎn)器分別排列在DGD單元之間。每個可調(diào)光偏振旋轉(zhuǎn)器是可旋轉(zhuǎn)在DGD單元和下一個 DGD單元之間的光偏振態(tài)的。每個可調(diào)光偏振態(tài)旋轉(zhuǎn)器響應(yīng)的控制信號產(chǎn)生三個不同的偏 振旋轉(zhuǎn)，一個控制模塊與可調(diào)光偏振旋轉(zhuǎn)器來各自控制每個光偏振旋轉(zhuǎn)器，通過DGD單元 和可調(diào)光偏振旋轉(zhuǎn)器產(chǎn)生三個不同偏振旋轉(zhuǎn)態(tài)中的一個來產(chǎn)生一階或高階偏振模色散。本實用新型還提出一種光波分復(fù)用(WDM)通信裝置，其特征在于，包括以下部分一個從不同的信號路徑和WDM波長中分離出WDM信號的WDM解復(fù)用器；一組光接收器，各自位于不同的信號路徑位置；其中，每個光接收器含有一個偏振模色散補(bǔ)償器，該偏振模色散補(bǔ)償器包括一組差分群時延(DOT)單元，每個D⑶單元沿光的傳播方向間隔排列；一組可調(diào)光偏振旋轉(zhuǎn)器，每個可調(diào)光偏振旋轉(zhuǎn)器放置在兩個D⑶單元之間；一個用以和可調(diào)光偏振旋轉(zhuǎn)器進(jìn)行通信的控制器，分別與各個可調(diào)光偏振旋轉(zhuǎn)器 相連。上述波分復(fù)用解復(fù)用器用于從不同信號路徑分離出不同波分復(fù)用信號；一個在不 同信號路徑的光接收器，相應(yīng)的，每個光接收器接收特定波長的一路波分復(fù)用光信號，并且 從接收的光波分復(fù)用信號中提取數(shù)據(jù)。每個光接收器包含一個偏振模色散(PMD)補(bǔ)償器， 它包括差分群時延遲①⑶)單元，對通過D⑶單元的光的正交偏振光產(chǎn)生雙折射，D⑶單元 彼此分立排列在光路中，可調(diào)的光偏振旋轉(zhuǎn)器相應(yīng)的排列在DGD單元空隙中，一個可調(diào)的 光偏振旋轉(zhuǎn)器，在兩個DGD單元間旋轉(zhuǎn)光的偏振態(tài)，每個可調(diào)光偏振旋轉(zhuǎn)器對應(yīng)的控制信 號產(chǎn)生三個不同的偏振旋轉(zhuǎn)，一個控制模塊與可調(diào)的光偏振旋轉(zhuǎn)器來各自控制每個光偏振 旋轉(zhuǎn)器，通過差分群時延器和可調(diào)的偏振旋轉(zhuǎn)器對通過DGD單元的光產(chǎn)生三個不同偏振旋 轉(zhuǎn)態(tài)中的一個來產(chǎn)生一階或高階偏振模色散?？烧{(diào)光偏振旋轉(zhuǎn)器可以消減接收的波分復(fù)用 信號的偏振模色散。本實用新型還提出一種偏振模仿真及色散補(bǔ)償器件，其特征在于，包括以下幾部 分一個用以接受光的輸入端口 ；一組差分群時延單元，每個差分群延遲單元沿輸入端口接受的光的傳播方向間隔 排列；一組用以產(chǎn)生兩個或多個不同的偏振態(tài)方向的分立態(tài)可調(diào)光偏振旋轉(zhuǎn)器，每個可 調(diào)光偏振旋轉(zhuǎn)器分別放置在兩個差分群延遲之間；一個用以和可調(diào)光偏振旋轉(zhuǎn)器進(jìn)行通信的控制器，分別與各個分立態(tài)可調(diào)光偏振 旋轉(zhuǎn)器相連。本實用新型的特點本實用新型通過采用多個可調(diào)光偏振旋轉(zhuǎn)器，該可調(diào)光偏振旋轉(zhuǎn)器具有不同分立 偏振旋轉(zhuǎn)態(tài)，可用于產(chǎn)生和分析在不同應(yīng)用下一束光的偏振態(tài)。


圖1顯示了本實用新型的一種典型的可用于PMD補(bǔ)償和PMD仿真的光學(xué)器件，該 器件是利用具有3個分立偏振態(tài)的偏振旋轉(zhuǎn)器和不同差分群時延的雙折射材料構(gòu)造的。圖2顯示的是圖1中提到的一種典型的有三種分立偏振態(tài)的偏振旋轉(zhuǎn)器。圖3顯示的是本實用新型的另一種典型的可用于PMD補(bǔ)償和PMD仿真的光學(xué)器 件，該器件基于具有二個分立偏振態(tài)的偏振旋轉(zhuǎn)器和具有不同差分群延遲的雙折射材料所 構(gòu)造。圖4是本實用新型的一種基于帶有兩個分立偏振態(tài)和三個分立偏振態(tài)的混合偏 振旋轉(zhuǎn)器和帶有不同群時延的差分群時延器件用來補(bǔ)償PMD和進(jìn)行PMD仿真的光學(xué)器件。圖5顯示的是本實用新型的一種典型的至少有一個連續(xù)可調(diào)偏振旋轉(zhuǎn)器的PMD補(bǔ) 償和仿真的光學(xué)器件。該器件中偏振旋轉(zhuǎn)器具有不同的偏振態(tài)，差分群時延器件具有不同 的群時延。圖6顯示的是二階PMD對于差分群延遲的一個函數(shù)，該圖像是基于圖5中具有三 個分立偏振態(tài)的偏振旋轉(zhuǎn)器和不同群時延的差分群時延器件的光學(xué)器件得出的。圖7-A和 圖7-B顯示的也是二階PMD關(guān)于微分群延遲的一個函數(shù)，分別是基于連續(xù)可調(diào)偏振旋轉(zhuǎn)器和 具有二個分立偏振態(tài)的偏振旋轉(zhuǎn)器的器件得出的，該器件中的DGD單元具有不同的群時延。圖8顯示的是基于圖5所示器件基礎(chǔ)上的一個偏振態(tài)最優(yōu)化的PMD仿真的例子。圖9A顯示的裝置用來進(jìn)行系的PMD容限測試，即一個光纖通信通道中PMD的容 限。圖9B和9C顯示的是關(guān)于圖9A器件的誤碼率(BER)分別與微分群延遲與PMD的關(guān)系。圖10顯示的是一個使用圖1-5和圖2所示器件用來估計和判定PMD的波分復(fù)用 (WDM)裝置。圖IlA和IlB顯示的是本實用新型的兩個光學(xué)波分復(fù)用通信裝置，這兩個裝置基 于圖1-5所示的器件，可以利用反饋回路提供PMD補(bǔ)償。圖12和13顯示的是本實用新型的兩個典型的帶有PMD檢測和補(bǔ)償?shù)墓馔ㄐ叛b置。
具體實施方式
本實用新型公開的是光學(xué)PMD補(bǔ)償和PMD模擬器件，這些器件使用具有分立偏振 態(tài)偏振旋轉(zhuǎn)器，如雙態(tài)偏振旋轉(zhuǎn)器，三態(tài)偏振旋轉(zhuǎn)器，雙態(tài)和三態(tài)的偏振旋轉(zhuǎn)器組合；本實 用新型還描述了一種使用帶有分立偏振態(tài)和至少一個連續(xù)可調(diào)偏振態(tài)旋轉(zhuǎn)器的PMD補(bǔ)償 和模擬器件。帶有分立偏振態(tài)的偏振旋轉(zhuǎn)器可以在其控制信號的作用下使光產(chǎn)生兩種或者 更多種不同分立的偏振旋轉(zhuǎn)態(tài)。例如，一個三態(tài)偏振旋轉(zhuǎn)器，可以在不同控制信號作用下使 光產(chǎn)生三種不同的偏振旋轉(zhuǎn)態(tài)。所描述的PMD補(bǔ)償和仿真器件中所使用的偏振旋轉(zhuǎn)器(如 2態(tài)、三態(tài)偏振旋轉(zhuǎn)器)都是結(jié)合不同的差分群時延標(biāo)準(zhǔn)下的多段雙折射產(chǎn)生的一階、二階 和高階PMD使用的。因此，可有效利用上述的PMD補(bǔ)償和仿真器進(jìn)行PMD的補(bǔ)償和仿真。圖1顯示的器件100是本實用新型的一種基于三態(tài)偏振旋轉(zhuǎn)器的PMD補(bǔ)償和仿真 的光學(xué)器件，器件100包括多個不同DGD單元110和可調(diào)光偏振旋轉(zhuǎn)器120兩部分。每個DGD單元110由雙折射材料構(gòu)造，當(dāng)光通過該材料時會產(chǎn)生雙折射，這樣使光通過差分群時 延部件會產(chǎn)生連個正交的偏振態(tài)。各個DGD (差分群時延)部分沿著光線傳播的方向依次 排開?？烧{(diào)光偏振旋轉(zhuǎn)器120分別的放在每兩個DGD單元的縫隙中，前一個DGD單元出射 的光將經(jīng)過可調(diào)光偏振旋轉(zhuǎn)器的調(diào)制進(jìn)入后一個DGD單元。每個可調(diào)光偏振旋轉(zhuǎn)器由一個 控制信號控制從而產(chǎn)生三種不同的偏振態(tài)(即三態(tài)偏振旋轉(zhuǎn)器)。一個控制單元130將控 制偏振旋轉(zhuǎn)器這3個不同偏振旋轉(zhuǎn)態(tài)以及光通過D⑶單元110和可調(diào)光偏振旋轉(zhuǎn)器后一階 和更高階PMD的產(chǎn)生。該裝置可用來減少波分復(fù)用系統(tǒng)中光信號的PMD，因此可以作為一個 PMD補(bǔ)償器件，該裝置還可以用于產(chǎn)生PMD的各種仿真效果。不同長度的D⑶單元110會產(chǎn)生不同的差分群時延，如圖1所示，由同種雙折射材 料做成的DGD單元110沿著光線傳播方向從左到右長度遞減，同樣該長度也可以從左到右 遞增。在一些實現(xiàn)方法中，D⑶單元110的長度可以按照參數(shù)2或2m的比例遞增或遞減，其 中m是一個整數(shù)。通過配置這些D⑶單元可以產(chǎn)生固定的D⑶數(shù)值。另外，D⑶單元110也可以通過一個控制信號的作用下產(chǎn)生可變的差分群時延。例 如，對于電光材料，可以通過改變控制電壓，使D⑶單元110產(chǎn)生可變的差分群時延參數(shù)。其 他技術(shù)也可以用來產(chǎn)生可控制DGD單元110。例如，可以將光纖擠壓器耦合進(jìn)保偏光纖中 對光纖進(jìn)行擠壓，該光纖即可作為可調(diào)DGD單元110 ；另外也可以通過光線傳播不同長度時 的級聯(lián)多段雙折射，并用可調(diào)光旋轉(zhuǎn)器耦合毗鄰的雙折射單元來形成DGD單元110。由于 光在傳播時其偏振態(tài)會由于旋轉(zhuǎn)器的作用而改變，則光在傳播時其差分群時延參數(shù)也會改 變。在一些實現(xiàn)方法中，上述的可調(diào)光偏振旋轉(zhuǎn)器也可以被偏振開關(guān)所取代，該開關(guān)將控制 接受到的光的偏振態(tài)在兩種狀態(tài)間變換，第一種狀態(tài)為光通過雙折射單元后快慢軸方向不 變，第二種狀態(tài)為光通過雙折射單元后快慢軸方向互換。當(dāng) 偏振態(tài)開關(guān)調(diào)到第一種狀態(tài)時， 兩個像相毗鄰的雙折射單元的差分群時延增加，調(diào)到第二種狀態(tài)時，該時延會減少。在一些 實現(xiàn)方法中，可調(diào)光偏振旋轉(zhuǎn)器和偏振開關(guān)可以一起使用來連接相鄰雙折射單元以形成可 變的DGD單元110。這些典型的DGD單元110實現(xiàn)方法在美國專利N05978125、和N07227686 中有詳細(xì)描述(專利權(quán)人均為姚曉天)，同時也作為本發(fā)明的參考一并公開?？烧{(diào)的D⑶單元110和可調(diào)光偏振旋轉(zhuǎn)器120可以結(jié)合起來使通過D⑶單元進(jìn)行 PMD補(bǔ)償和仿真具有更好的效果和靈活性。當(dāng)DGD單元110可調(diào)時，控制單元130可以用來 對D⑶單元110和可調(diào)光偏振旋轉(zhuǎn)器120都進(jìn)行控制。圖2顯示的是本實用新型的一種典型的3態(tài)可調(diào)光偏振旋轉(zhuǎn)器120 (如圖1)的實 現(xiàn)。該方法中的每個可調(diào)光偏振旋轉(zhuǎn)器包括兩個沿著光路擺放的雙態(tài)偏振旋轉(zhuǎn)器210、220。 每個雙態(tài)旋轉(zhuǎn)器210或220可以將光的偏振態(tài)從第一個旋轉(zhuǎn)角度旋轉(zhuǎn)到第二個反向的旋轉(zhuǎn) 角度相同的旋轉(zhuǎn)態(tài)。上述兩個旋轉(zhuǎn)器放在一起使用可以產(chǎn)生三種不同的偏振旋轉(zhuǎn)態(tài)。控制 單元130可以用來控制這兩個雙態(tài)偏振旋轉(zhuǎn)器210和220，這樣總的偏振旋轉(zhuǎn)角度是第一 次旋轉(zhuǎn)角度的兩倍。這是三態(tài)可調(diào)光偏振旋轉(zhuǎn)器120可以達(dá)到的第一個偏振態(tài)?？刂茊卧?還可以使第一個雙態(tài)旋轉(zhuǎn)器210產(chǎn)生一個一定角度的偏振旋轉(zhuǎn)，而第二個旋轉(zhuǎn)器則產(chǎn)生一 個反向相同角度的旋轉(zhuǎn)，這樣總得旋轉(zhuǎn)角度即為這兩個旋轉(zhuǎn)的綜合，由于這兩次旋轉(zhuǎn)大小 相同方向相反，所以綜合為0。這是三態(tài)可調(diào)光偏振旋轉(zhuǎn)器120可以達(dá)到的第二個偏振態(tài)。 如果兩個雙態(tài)旋轉(zhuǎn)器210和220都沿反向偏轉(zhuǎn)一定的角度，則偏振的總角度則是上述第二 個偏振器偏轉(zhuǎn)角度的兩倍，這是三態(tài)可調(diào)光偏振旋轉(zhuǎn)器120的第三個偏振態(tài)。態(tài)偏振旋轉(zhuǎn)器210和220可以用磁光旋轉(zhuǎn)器以避免機(jī)械移 動部分帶來的影響。這些利用磁光或其它方法的不需要移動器件的旋轉(zhuǎn)器可以提高器件的 性能。例如，雙態(tài)磁光旋轉(zhuǎn)器可以具有以下的特點(1)當(dāng)一個正的大于飽和電壓的電壓加 到磁光旋轉(zhuǎn)器上時，旋轉(zhuǎn)器可以使SOP旋轉(zhuǎn)+22. 5° ； (2)當(dāng)負(fù)的大于飽和電壓的電壓加到 旋轉(zhuǎn)器上時，則SOP旋轉(zhuǎn)-22. 5°。其他的偏振旋轉(zhuǎn)器，如液晶偏振旋轉(zhuǎn)器和固態(tài)雙折射晶 體旋轉(zhuǎn)器在合適的信號的控制下也可以達(dá)到上述的效果。舉一個特例，假設(shè)雙態(tài)旋轉(zhuǎn)器第一次旋轉(zhuǎn)角度為+22. 5°，第二次旋轉(zhuǎn)角度 為-22.5°，則總得偏振旋轉(zhuǎn)會有如下三種可能(1)總旋轉(zhuǎn)角度為+45°兩個雙態(tài)旋轉(zhuǎn) 器旋轉(zhuǎn)角都為+22.5° ；(2)總偏振角度為0°，第一個旋轉(zhuǎn)器旋轉(zhuǎn)角為+22. 5°，第二個 為-22. 5° ；(3)總偏轉(zhuǎn)角度為-45°，兩個旋轉(zhuǎn)器旋轉(zhuǎn)角都為-22. 5°。將這對旋轉(zhuǎn)器夾入相 鄰的DGD單元便可以形成一個簡單的PMD源。當(dāng)SOP旋轉(zhuǎn)角度是+45°時，這兩個晶體的光 軸的差分群時延會會最大；當(dāng)SOP旋轉(zhuǎn)角度為-45°時，則該差分群時延達(dá)到最小；當(dāng)SOP 旋轉(zhuǎn)角度為0+°時，則兩個晶體光軸之間會有+45°的角度差，從而產(chǎn)生二階PMD，因此，偏 振旋轉(zhuǎn)角度為0的時候會導(dǎo)致PMD補(bǔ)償和仿真器件產(chǎn)生高階的PMD效應(yīng)。PMD的值等于雙折射部分材料的單元數(shù)加1或者可以表示為3N (N為旋轉(zhuǎn)器對的個 數(shù))，例如N = 6時，PMD的值為729。而D⑶的值(一階PMD情況下)則為2N.，例如N = 6時，DGD的值為64。利用上述公式得出的PMD的值為3N，而DGD的最大值則為一半，因為 DGD 值的范圍為-DGDmax/2 到 +DGDmax/2。在圖2中，構(gòu)成三態(tài)可調(diào)光偏振旋轉(zhuǎn)器120的兩個雙態(tài)偏振旋轉(zhuǎn)器210和220可 以選擇在不同的時間被激活以使短暫損耗最小。圖3顯示的是本實用新型的一種基于雙態(tài)偏振旋轉(zhuǎn)器的用于PMD補(bǔ)償和仿真的光 學(xué)器件300。器件300與器件100的構(gòu)造類似，只是用一個雙態(tài)偏振旋轉(zhuǎn)器取代了圖2所 示中的三態(tài)偏振旋轉(zhuǎn)器。該器件PMD值等于雙折射部分材料的單元數(shù)加1或者可以表示為 2N，這比圖1所示的器件的PMD值要小，在兩者D⑶單元110數(shù)目相同的情況下。圖3所示 的偏振旋轉(zhuǎn)器要比三態(tài)旋轉(zhuǎn)器便宜，因為系統(tǒng)中只用到一個雙態(tài)旋轉(zhuǎn)器。圖4顯示的是本實用新型的一種基于雙態(tài)和三態(tài)偏振旋轉(zhuǎn)器混合以及具有不同 群時延的雙折射材料構(gòu)造的PMD補(bǔ)償和仿真的光學(xué)器件。雙態(tài)偏振旋轉(zhuǎn)器210和三態(tài)可調(diào) 光偏振旋轉(zhuǎn)器120的數(shù)量以及相對位置可以根據(jù)特殊的需求和應(yīng)用而定。上述基于具有分立偏振態(tài)的旋轉(zhuǎn)器以及DGD單元110的PMD補(bǔ)償和仿真器件對實 現(xiàn)各種特定的PMD值提供了條件。在某些應(yīng)用中，除了特定的PMD值，它可能也需要從一個 特定PMD值到另一個特定PMD值之間可以連續(xù)可調(diào)。使用一個或多個連續(xù)可調(diào)偏振旋轉(zhuǎn)器 取代只帶有分立態(tài)的旋轉(zhuǎn)器可以提供PMD值的連續(xù)變化，與那些使用具有分立態(tài)的偏振旋 轉(zhuǎn)器相比，增加了 PMD值的數(shù)量。這樣的一個使用一個或者多個連續(xù)可調(diào)偏振旋轉(zhuǎn)器的設(shè)備也可包含一些DGD單 元，從而可以對光通過D⑶單元后雙折射以及差分群延的變化進(jìn)行探究，這些位于相鄰D⑶ 單元之間的連續(xù)可調(diào)偏振旋轉(zhuǎn)器會對從前一個DGD單元出射光的偏振方向進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。具有 分立偏振旋轉(zhuǎn)態(tài)的旋轉(zhuǎn)器包含于連續(xù)可調(diào)偏振旋轉(zhuǎn)器中。每個分立態(tài)的偏振旋轉(zhuǎn)器在控制 信號的作用下可以產(chǎn)生2個或者更多的偏振旋轉(zhuǎn)態(tài)。而可調(diào)偏振旋轉(zhuǎn)器在控制信號(如電壓)作用下其偏振旋轉(zhuǎn)會在一個范圍內(nèi)連續(xù)變化。一種控制模式將分別單獨控制每個分立 態(tài)的偏振旋轉(zhuǎn)器以產(chǎn)生具有不同偏振旋轉(zhuǎn)態(tài)的偏振旋轉(zhuǎn)器。該控制模式也可用于連續(xù)可調(diào) 偏振旋轉(zhuǎn)器的控制中。圖5顯示的本實用新型的一種典型PMD補(bǔ)償和仿真光學(xué)器件500，包括一個連續(xù)可 調(diào)偏振旋轉(zhuǎn)器510、特定分立態(tài)的可調(diào)光偏振旋轉(zhuǎn)器120或210、不同差分群時延的DGD單 元。在該器件中，連續(xù)可調(diào)偏振旋轉(zhuǎn)器510放在器件開始部分第一個和第二個DGD單元之 間，而器件120或210則放在連續(xù)可調(diào)旋轉(zhuǎn)器后面。在其他的裝置中，連續(xù)可調(diào)偏振旋轉(zhuǎn)器 也可放在器件的其他位置。上述各器件中還可包括一個接收輸入光并控制輸入光的偏振態(tài)的輸入偏振態(tài)控 制器，放置在所述一組差分群延遲單元和可調(diào)光偏振旋轉(zhuǎn)器的前面；一個用以探測經(jīng)差分 群延遲單元和可調(diào)光偏振旋轉(zhuǎn)器的輸出光的光探測器，分別連接在每個可調(diào)光偏振旋轉(zhuǎn)器 的輸出端；一個用以測量光探測器輸出的誤碼率的誤碼監(jiān)測器，連接在光探測器的輸出端； 一個用以減少輸出光的誤碼率的反饋控制器，連接在光探測器的輸入端。或者上述各器件中還可包括一個接收輸入光并控制輸入光的偏振態(tài)的輸入偏振 控制器，放置在所述一組差分群延遲單元和可調(diào)光偏振旋轉(zhuǎn)器的前面；一個用以探測經(jīng)差 分群延遲單元和可調(diào)光偏振旋轉(zhuǎn)器的輸出光的光探測器，分別與每個可調(diào)光偏振旋轉(zhuǎn)器的 輸出端相連；一個提取出射頻頻譜最大值或最小值的反饋控制器，連接在光探測器的輸出 端。圖1-5介紹了一些關(guān)于PMD的一些研究。圖1_5所介紹的器件產(chǎn)生的PMD有些與 光波波長有關(guān)，而有些與光波波長沒有關(guān)系。由圖1-5所示器件產(chǎn)生的波長依賴的PMD值 或狀態(tài)會使PMD補(bǔ)償和仿真復(fù)雜，從而使其在波分復(fù)用以及其他有不同波長光波的系統(tǒng)中 應(yīng)用變得困難。因此，需要器件在不依賴光波波長的情況下可以對PMD進(jìn)行補(bǔ)償和仿真。圖6顯示的是由利用圖1所示的三態(tài)偏振旋轉(zhuǎn)器產(chǎn)生的二階PMD(SOPMD)與D⑶ 之間的關(guān)系。二階PMD值分布在該圖的各個區(qū)域中。該器件產(chǎn)生的二階PMD值相對于DGD 值缺少連續(xù)的變化，還可以發(fā)現(xiàn)該器件產(chǎn)生的二階PMD值只有少數(shù)不依賴于光波波長值。值得注意的是，如果圖5所示的器件，只在輸入端用連續(xù)可調(diào)的偏振旋轉(zhuǎn)器，在其 他部分均使用雙態(tài)旋轉(zhuǎn)器，則可以實現(xiàn)該期間產(chǎn)生的所有PMD值都與光源波長無關(guān)。圖 7A和7B顯示的是該器件SOPMD( 二階PMD)與D⑶之間的關(guān)系。圖7A顯示的是D⑶值在 O-IOOps變化時SOPMD的變化。與圖6的PMD-D⑶圖比較，只在輸入端用連續(xù)可調(diào)的偏振旋 轉(zhuǎn)器在其他部分均使用雙態(tài)旋轉(zhuǎn)器的器件可以提供準(zhǔn)連續(xù)的PMD數(shù)值。通過一系列給定的雙態(tài)偏振旋轉(zhuǎn)器和固定值的D⑶單元以及連續(xù)調(diào)節(jié)連續(xù)可調(diào) 偏振旋轉(zhuǎn)器可以得到如7B所示的PMD-D⑶曲線。這個PMD-D⑶圖在一些區(qū)域是連續(xù)的，因 此這種準(zhǔn)連續(xù)的PMD曲線使得圖5所示的器件在PMD補(bǔ)償和仿真中具有優(yōu)勢。圖1-5所示的器件可以在不同的光學(xué)設(shè)備或系統(tǒng)中實現(xiàn)以達(dá)到需要的PMD補(bǔ)償和 仿真效果，具體的例子可以參考圖1所示的器件100，圖2-5的所示的器件也可以實現(xiàn)所需 要的功能。圖8所示的是根據(jù)圖1-5所示器件100優(yōu)化的PMD仿真器件800。在器件800的光 路中，是在如圖1或者圖2-5所示的器件100的DGD單元前面使用了偏振控制器(PC)810， 用來接受輸入的光束801并控制該輸入光束的偏振態(tài)，并產(chǎn)生輸出光束為802。一個輸入起偏器820放置在光路中D⑶單元和可調(diào)旋偏器之前和偏振控制器(PC)SlO之后，用來測量 接收自偏振控制器810的輸入光的偏振。另外，一個輸出檢偏器830放置在DGD和可調(diào)旋 偏器后面用來測量來自DGD和可調(diào)旋偏器的輸出光的偏振態(tài)。控制模塊840通過中央處理 器和電路接口根據(jù)輸入偏振和輸出偏振測量至少控制下面之一 (1)輸入偏振控制器；(2) 可調(diào)光旋偏器。用圖8所示的器件800進(jìn)行一個通信系統(tǒng)的PMD上限的實驗時，要求輸入的SOP 要與PMD源的最大PMD效應(yīng)保持一致。圖8所示的器件可以用來實現(xiàn)當(dāng)PMD得到不同值時 偏振態(tài)的自動優(yōu)化。具體來說圖8所示的器件可以通過用電腦或者微處理器控制的三態(tài)旋 轉(zhuǎn)器來產(chǎn)生不同的PMD值。所有的器件100可能產(chǎn)生的PMD值可以列入一個表中。使用者 可以從表中選擇不同的PMD值，另一方面，也可以通過圖8所示的器件得到一階和二階PMD 的統(tǒng)計分布通過編寫相應(yīng)的程序，使用相應(yīng)的函數(shù)，例如Maxwellian分布。PMD值可以通 過表格中特點分布的統(tǒng)計來得到。在另一個應(yīng)用中，圖8所示的器件可用于DGD為-45度時偏振態(tài)的優(yōu)化。該器件 在輸入端有一個偏振控制器(PC)和偏振檢測器。偏振檢測器可以是一個起偏器或者一個 偏振分束器，其方向與PMD發(fā)生器中的雙折射材料光軸方向相一致。處理器接收到檢測器 的信息并根據(jù)所得到的信號控制PC。例如，處理器可以通過程序控制指示PC與雙折射材料 光軸角度對齊。此外，圖8所示的器件可用于PMD值最差時的偏振優(yōu)化。在輸出端可以放置一些 其他類型的檢測器來檢測偏振度(DOP)和其他光通過該器件時PMD變化的參數(shù)。處理器接 收到第二個檢測器的信號后會指示偏振控制器PC根據(jù)光偏振度的數(shù)值調(diào)整SOP。處理器也 可以控制不同值PMD的產(chǎn)生。例如，處理器可以通過程序控制偏振控制器PC將第二個偏振 檢測器檢測到得DOP最小化。處理器還可以將DOP的數(shù)值與檢測器1、2獲得的其他參數(shù)值 進(jìn)行比較以觀察PMD的影響。圖9A顯示的是用來測試光纖通信系統(tǒng)中可以容忍的PMD上限的器件。圖8所示 的器件800在此處用作PMD源，光源TX910用來產(chǎn)生和準(zhǔn)直輸入光束使其入射到儀器100 中，光接收器RX920被擺放在儀器100和輸出檢偏器830的下部。誤碼率測試儀930用來 測量920輸出信號的誤碼率。圖9A所示的器件是針對最壞的DGD或PMD影響的儀器。隨 著器件100的DGD或PMD值不斷上升，RX920所接受到的數(shù)據(jù)反饋到誤碼率測試儀930中 檢測其誤碼率。誤碼率與D⑶和PMD數(shù)值的對應(yīng)關(guān)系分別如圖94B、94C所示。D⑶、PMD的 上限即定義為當(dāng)誤碼率超過用戶設(shè)定的閾值時所對應(yīng)的DGD、PMD值。圖9A所示的器件也可以用作PMD補(bǔ)償器。圖8所示的器件800在此處可作為探 測器920上部的一個模式接收器。器件800輸入端接收一個光信號，該光信號由光源910 所發(fā)出的光耦合入光纖中產(chǎn)生。器件800的處理器接收到偏振探測器830探測到得D0P、 PMD信息，指示PC810調(diào)整輸入S0P，這樣通過探測器830探測到的光信號的DOP值可以達(dá) 到最大。當(dāng)DOP對應(yīng)PMD值達(dá)到最大時，認(rèn)為PMD可以被補(bǔ)償。為了達(dá)到最優(yōu)的PMD補(bǔ)償， 當(dāng)PC810調(diào)整SOP輸入時，PMD值也會改變。最優(yōu)的PMD補(bǔ)償與最優(yōu)的PMD設(shè)置以及DOP能 否取到最大值有關(guān)。圖10顯示的是使用PMD補(bǔ)償器800的一個WDM系統(tǒng)，器件800基于圖1所示或圖 2-5所示用于鏈路PMD測量和補(bǔ)償器件。該系統(tǒng)中，多個光發(fā)射機(jī)TXslOlO產(chǎn)生不同波長的WDM光信號。波分復(fù)用器MUX 1020連接WDM光信號至光纖鏈路1040中，在接收端接收 到輸出信號。在接收端，WDM解復(fù)用器(DeMux) 1030將接收到的不同波長的WDM信號分成 沿著不同路徑傳播的各自的WDM信號。在各個光路中，器件800提供各個WDM信號的色散 補(bǔ)償，信號在下游會被檢測以做其他處理。在器件800的PMD補(bǔ)償模式中，如圖8，當(dāng)PMD補(bǔ)償最優(yōu)時，相應(yīng)的一階、二階PMD 值可以認(rèn)為與光纖鏈路1040接近。具體說，處理器改變PMD值當(dāng)PC810調(diào)整SOP值使DOP 值最大時。一階、二階PMD的值與PMD源產(chǎn)生的最大DOP值有關(guān)，且其值被認(rèn)為與光纖連 接器1040的PMD值近似。圖IlA和IlB顯示的是兩個提供PMD補(bǔ)償?shù)腤DM系統(tǒng)，PMD補(bǔ)償器件1101主要基 于圖1、圖2-5所示的器件完成。如圖IlA所示，PC810放置在器件100的上游用來控制接 受到光信號的偏振態(tài)，偏振態(tài)監(jiān)測器耦合到器件1的輸出中探測連接和PMD源的PMD信息。 PMD效應(yīng)影響的參數(shù)，如D0P，反饋到微處理器電路840中。電路840控制偏振控制器PC810 調(diào)整輸入到器件100的光的SOP值使參數(shù)達(dá)到最大或最小。如果DOP作為參數(shù)，當(dāng)PMD恰 當(dāng)補(bǔ)償時，其值會達(dá)到最大。接收器RXlllO用來接受探測偏振監(jiān)測器830的輸出信號。圖IlB所示的PMD補(bǔ)償器利用誤碼率作為反饋信息。在該器件中，PMD補(bǔ)償器1102 包括PC810、器件100、接收器RXlllO以及基于電路840和接受器RXlllO的反饋信號的處 理器。接收器RXlllO中的探測器將光信號轉(zhuǎn)化為電信號。該信號與探測器電路接收到的 誤碼率(BER)有關(guān)。BER信息經(jīng)過微處理器電路840處理，PC310調(diào)整SOP值使BER最小。 當(dāng)BER最小時，PMD得到了有效地補(bǔ)償。圖IlB中，PMD補(bǔ)償通過接收到的WDM信號攜帶的射頻信息作為補(bǔ)償實現(xiàn)。在這個 結(jié)構(gòu)中，光發(fā)射機(jī)RXsIOIO將RF信號加到WDM信號上。接收器RX1010內(nèi)的探測器將光信號 轉(zhuǎn)化為電信號，且對信號在特定頻率下的光譜進(jìn)行分析。在這些頻率上的RF信息隨PMD源 和光纖連接器共同造成的PMD影響發(fā)生變化。測得的RF信息反饋到微處理器中，電路840 指示PC810調(diào)整輸入SOP使RF信號達(dá)到最大或最小值。上述技術(shù)可以通過使用上述的偏振旋轉(zhuǎn)器件用來構(gòu)造偏振最優(yōu)PMD源，使用不同 的組合方法以及實現(xiàn)方法。例如，高精度和高重復(fù)性PMD可以通過高重復(fù)性的三態(tài)旋轉(zhuǎn)器 得至I」。這樣一種器件可以產(chǎn)生總共729個PMD狀態(tài)，其中包括64種不依賴D⑶、192種不依 賴光源波長的二階PMD (SOPMD)，其余的都為依賴波長的PMD。可以選擇任意狀態(tài)的PMD，高 重復(fù)性、自定義時間間隔等等。這種儀器可以在Ims或更少的時間產(chǎn)生你所需要的PMD。這 樣可以加速PMD限制的實驗以及當(dāng)PMD突然變化時，PMD補(bǔ)償器的反應(yīng)時間。另一方面，該 儀器還可以自動最優(yōu)化輸入光的偏振態(tài)，當(dāng)進(jìn)行最壞條件下的一階、2階PMD限制測試時。 偏振最優(yōu)化可以減少測試時的不確定條件，并且減少測試時間。這些特點對于PMD上限測 試實驗是很有幫助的。該器件還可用于任意優(yōu)化過的PMD值和用選取的PMD值的PMD補(bǔ)償。 補(bǔ)償通過將輸出端探測到得DOP值最大化完成。PMD和DOP值都會顯示在IXD屏幕上。通 過在DOP最大時調(diào)整PMD的值，用戶可直觀的看出PMD值對PMD補(bǔ)償?shù)挠绊?。在選擇最優(yōu) 化PMD模式時，設(shè)備會經(jīng)歷所有PMD狀態(tài)并尋找最大的DOP值。DOP值最大的PMD狀態(tài)將被 選為最優(yōu)狀態(tài)用于PMD補(bǔ)償。參照圖10、11A、11B，這樣一個器件可用于測量光纖連接器的PMD值，因為最優(yōu)化 下的PMD值與此時光纖連接器的PMD相近。因此，為了測光纖連接器的PMD值，可以用最優(yōu)化過的PMD源來實現(xiàn)。IXD上顯示的最優(yōu)化的PMD即為該連接器的PMD值。在一個特定 ROADM網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)腜MD狀態(tài)，在這種情況下，發(fā)射端需要使用激光光源，接受端使用偏振優(yōu) 化PMD源來進(jìn)行PMD補(bǔ)償。最優(yōu)化過后的PMD值即為光纖傳輸?shù)腜MD值?；赑MD的信 息，它可以決定是否該傳播路線可以進(jìn)行40G傳輸以及是否需要進(jìn)行PMD補(bǔ)償。在具體裝 置中，可以在PMD源前放置光放大器(例如摻鉺光纖放大器EDFA)以加強(qiáng)光信號?；趫D1-5的器件也可用來測量系統(tǒng)的損耗情況。在一個有問題的光纖傳播系統(tǒng) 中，往往很難確定它的問題的原因。無論是PMD的問題、色度色散的問題(CD)、信噪比(SNR) 的問題等等。通過PMD補(bǔ)償可以判斷問題是否是由PMD所造成的。如果PMD補(bǔ)償解決了傳 輸?shù)膯栴}，那么PMD顯示是問題的原因所在，如果PMD補(bǔ)償沒有解決問題，則其可能就不是 產(chǎn)生問題的原因。通過這樣的判斷，才能確定光纖傳輸是否需要進(jìn)行PMD補(bǔ)償。PMD源的另一個應(yīng)用是進(jìn)行PMD仿真，控制PMD源可以得到PMD的統(tǒng)計分布來模擬 光纖系統(tǒng)中PMD的變化。此外，偏振控制單元也可以用同樣的方法實現(xiàn)。內(nèi)部偏振控制器可以實現(xiàn)很多偏 振控制功能，包括專門SOP產(chǎn)生、擾偏、偏振態(tài)追蹤等。因此，該儀器可以滿足所有偏振分 析、控制的要求。偏振優(yōu)化可以通過使用本實用新型中的PMD源來實現(xiàn)。例如，在DGD數(shù)值范圍的 實驗中，輸入SOP可以通過作為D⑶反饋信息探測到得SOP信號得到優(yōu)化。在PMD范圍測 試中，輸入SOP可以通過最小化探測到得DOP值來實現(xiàn)，該DOP值是對D⑶和SOPMD信號造 成的信號衰減信息的反饋。在PMD補(bǔ)償中，輸入的SOP可以通過對上述的DOP值取最大值 來實現(xiàn)最優(yōu)化。圖12、13顯示的是兩個裝裝置有上述PMD檢測器和PMD補(bǔ)償器的典型光通信裝置。圖12所示的光纖通信裝置1200其光源波長可調(diào)以探測不同波長下WDM通道的 PMD值。該可調(diào)信道光源可以產(chǎn)生WDM通道中的任何波長線偏振光。測試光信號直接通過 WDM復(fù)用器1020、光纖傳輸器1040到達(dá)光纖裝置1200。這樣，該測試信號光的PMD可以反 映出該裝置的PMD。該光源包括一個光源1212，可調(diào)光濾波器1214。裝置中，光放大器1216 可用來放大經(jīng)過濾波器后的傳輸光信號，一個光學(xué)偏振片1218可用來去確保測試光信號 的線偏振光進(jìn)入WDM復(fù)用器1020。裝置的接收端有光學(xué)耦合器1220，它位于WDM解復(fù)用器1030的上游，用來將1030 所接受的光信號中包含探測光信號的部分光信號1222分解出來。可調(diào)光濾波器1230用來 接受光探測器信號1222，并產(chǎn)生濾波后光探測信號1232。可調(diào)光濾波器1230調(diào)諧到相同 的可調(diào)諧光濾波器1214波分復(fù)用波長。濾波后的光探測信號將進(jìn)入PMD設(shè)備1201中，該 設(shè)備可為圖1-5中所述設(shè)備中的一種?？烧{(diào)濾波器1214、1230可調(diào)節(jié)到WDM通道的各個波 長來測量各個通道的PMD特性，這樣WDM通道的PMD特性可以在不同的時間內(nèi)測量出來。圖13所示的光纖通信裝置1300，在接收端有可調(diào)光濾波器，因此任意選擇WMD通 道波長都可以產(chǎn)生對應(yīng)的光探測信號。在裝置接收端，光耦合器1220位于WDM解復(fù)用器上 游，將探測信號1222從WDM通道中信號1030中分離出來?？烧{(diào)濾波器1220用來對光探測 信號1222濾波以產(chǎn)生包含已選WDM通道的探測信號。調(diào)節(jié)濾波器1230，WDM通道的PMD特 性可以在不同的時間內(nèi)測量。該設(shè)計中，WDM通道信號用來進(jìn)行PMD測量，圖12中的可調(diào)諧ASE光源信號1210被去掉。該裝置設(shè)計用于圖12和圖13中，使用一個單一的PMD儀器1201與指定的監(jiān)測號 通道連接，使用可調(diào)諧光濾波器1230來監(jiān)測所有渠道的PMD，以便選擇某一時間的WDM渠 道。這些設(shè)計都是基于在所有WDM渠道上共享相同的PMD儀器1201監(jiān)測PMD，因此PMD儀 器1201不必從WDM DeMUX 1030連接到每一個多功能光學(xué)WDM路徑下游。盡管上述內(nèi)容包含了許多細(xì)節(jié)，但這些不應(yīng)被解釋為限制了本實用新型的保護(hù)的 范圍，而是具體描述了實用新型的特殊功能，那些所描述的某些功能也可以結(jié)合成一個單 一的部分中實現(xiàn)。相反的，某一單一部分中描述的各種功能也可以分別在各部分或任何合 適的組合部分中實現(xiàn)。而且，雖然上述功能作用在某些組合部分，但在一些情況下，組合部 分中一個或更多的功能會從組合部分中刪除，所述的組合可能會直接轉(zhuǎn)變?yōu)樵俳M合或再組 合的變更形式。目前只描述了少數(shù)實施例。然而，基于權(quán)利要求書中所描述和說明書所描述的內(nèi) 容，可以對已描述的實施例和其他實施例進(jìn)行變形，修改和改進(jìn)。
權(quán)利要求1.一種偏振模仿真及色散補(bǔ)償器件，其特征在于，包括以下部分一組的差分群延遲單元，每個差分群時延單元沿光的傳播方向間隔排列； 一組產(chǎn)生不同的偏振旋轉(zhuǎn)的可調(diào)光偏振旋轉(zhuǎn)器，每個可調(diào)光偏振旋轉(zhuǎn)器分別放置在兩 個差分群延遲單元之間的空隙中，每個可調(diào)光偏振旋轉(zhuǎn)器受外部控制信號的控制，產(chǎn)生三 種不同的偏振旋轉(zhuǎn)；一個用以和可調(diào)光偏振旋轉(zhuǎn)器進(jìn)行通信的控制器，分別與各個可調(diào)光偏振旋轉(zhuǎn)器相連。
2.如權(quán)利要求1所述的器件，其特征在于所述每個可調(diào)光偏振旋轉(zhuǎn)器均由兩個雙態(tài) 的可調(diào)光偏振旋轉(zhuǎn)器組成，該兩個雙態(tài)的可調(diào)光偏振旋轉(zhuǎn)器沿光傳播方向串聯(lián)放置，每個 雙態(tài)的可調(diào)光偏振旋轉(zhuǎn)器中第二旋轉(zhuǎn)角和第一旋轉(zhuǎn)角方向相反。
3.如權(quán)利要求2所述的器件，其特征在于所述每個雙態(tài)的光偏振旋轉(zhuǎn)器由磁光偏振 旋轉(zhuǎn)器組成。
4.如權(quán)利要求2所述的器件，其特征在于所述每個雙態(tài)的光偏振旋轉(zhuǎn)器，其第一旋轉(zhuǎn) 角度為+22. 5°，第二旋轉(zhuǎn)角度為-22. 5°。
5.如權(quán)利要求1所述的器件，其特征在于所述差分群延遲單元的長度相差為2倍或 an倍，其中m為整數(shù)。
6.如權(quán)利要求1所述的器件，其特征在于還包括一個接收輸入光并控制輸入光的偏振態(tài)的輸入偏振控制器，放置在所述一組差分群延 遲單元和可調(diào)光偏振旋轉(zhuǎn)器的前面；一個測量經(jīng)輸入偏振控制器后的輸入光的偏振態(tài)的輸入起偏器，放置在所述一組差分 群延遲單元和可調(diào)光偏振旋轉(zhuǎn)器之前，輸入偏振態(tài)控制器之后；一個測量經(jīng)差分群延遲單元和可調(diào)光偏振旋轉(zhuǎn)器后的光的偏振態(tài)的輸出檢偏器，放置 在所述一組差分群延遲單元和可調(diào)光偏振旋轉(zhuǎn)器之后。
7.如權(quán)利要求1所述的器件，其特征在于還包括一個用來接收輸入光并控制輸入光的偏振態(tài)的、并根據(jù)所測量到的輸入偏振態(tài)和輸出 偏振態(tài)來控制輸入偏振控制器或可調(diào)光偏振旋轉(zhuǎn)器之一的接收輸入光并控制輸入光的偏 振態(tài)的輸入偏振控制器，放置在所述一組差分群延遲單元和可調(diào)光偏振旋轉(zhuǎn)器的前面；一個測量來自輸入偏振控制器的光的偏振態(tài)的輸入起偏器放置在差分群延遲單元及 可調(diào)光偏振旋轉(zhuǎn)器與輸入偏振控制器之間；一個測量經(jīng)差分群延遲單元和可調(diào)光偏振旋轉(zhuǎn)器后的光的偏振態(tài)的輸出檢偏器，放置 在所述一組差分群延遲單元和可調(diào)光偏振旋轉(zhuǎn)器的后面。
8.如權(quán)利要求7所述的器件，其特征在于還包括一個用以探測經(jīng)差分群延遲單元和可調(diào)光偏振旋轉(zhuǎn)器的輸出光的光探測器，連接在所 述一組可調(diào)光偏振旋轉(zhuǎn)器的輸出端；一個用以測量光探測器輸出的誤碼率的誤碼監(jiān)測器，連接在光探測器的輸出端； 一個根據(jù)從探測器輸出控制模塊測量到的誤碼率提供的反饋信號，并根據(jù)反饋信號對 輸入偏振控制器和光偏振旋轉(zhuǎn)器之一或全部進(jìn)行控制以減少探測器輸出的誤碼率的反饋 控制器，連接在光探測器與輸入偏振控制器或光偏振旋轉(zhuǎn)器之間，或與之全部連接。
9.如權(quán)利要求1所述的器件，其特征在于還包括一個接收輸入光并控制輸入光的偏振態(tài)的輸入偏振控制器，放置在所述一組差分群延 遲單元和可調(diào)光偏振旋轉(zhuǎn)器的前面；一個用以探測經(jīng)差分群延遲單元和可調(diào)光偏振旋轉(zhuǎn)器的輸出光的光探測器，與所述 一組可調(diào)光偏振旋轉(zhuǎn)器的輸出端相連；一個處理來自光探測器的探測輸出，以提取由輸入光束通過射頻信號所攜帶的光譜信 息，并控制控制單元進(jìn)而控制輸入偏振控制器和光偏振旋轉(zhuǎn)器之一或全部，產(chǎn)生一個最大 或最小功率的射頻信號以減少輸出光的誤碼率的反饋控制器，連接在光探測器的輸出端。
10.一種光波分復(fù)用通信裝置，其特征在于，包括以下部分一個從不同的信號路徑和WDM波長中分離出WDM信號的WDM解復(fù)用器； 一組光接收器，各自位于不同的信號路徑位置；其中，每個光接收器含有一個偏振模色散補(bǔ)償器，該偏振模色散補(bǔ)償器包括 一組差分群時延單元，每個差分群延遲單元沿光的傳播方向間隔排列； 一組可調(diào)光偏振旋轉(zhuǎn)器，每個可調(diào)光偏振旋轉(zhuǎn)器放置在兩個差分群延遲單元之間； 一個用以和可調(diào)光偏振旋轉(zhuǎn)器進(jìn)行通信的控制器，分別與各個可調(diào)光偏振旋轉(zhuǎn)器相連。
11.如權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，每個可調(diào)光偏振旋轉(zhuǎn)器由兩個雙態(tài)的可 調(diào)光偏振旋轉(zhuǎn)器組成，該兩個雙態(tài)的可調(diào)光偏振旋轉(zhuǎn)器沿光傳播方向放置，每個雙態(tài)的可 調(diào)光偏振旋轉(zhuǎn)器具有第一旋轉(zhuǎn)角度和與第一旋轉(zhuǎn)角度相反的第二旋轉(zhuǎn)角度。
12.如權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，每個雙態(tài)的光偏振旋轉(zhuǎn)器由磁光偏振旋轉(zhuǎn)器組成。
13.如權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，每個雙態(tài)的光偏振旋轉(zhuǎn)器的第一旋轉(zhuǎn)角度為+22. 5°，第二旋轉(zhuǎn)角度為-22. 5°。
14.如權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，各差分群延遲單元的長度相差為2倍或 an倍，其中m為整數(shù)。
15.如權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，每個光接收器還包括一個接收輸入光并控制輸入光的偏振態(tài)的輸入偏振態(tài)控制器，放置在所述一組差分群 延遲單元和可調(diào)光偏振旋轉(zhuǎn)器的前面；一個測量經(jīng)輸入偏振控制器后的輸入光的偏振態(tài)的輸入起偏器，放置在所述一組差分 群延遲單元和可調(diào)光偏振旋轉(zhuǎn)器的前面，輸入偏振控制器的后面；一個測量經(jīng)差分群延遲單元和可調(diào)光偏振旋轉(zhuǎn)器后的光的偏振態(tài)的輸出檢偏器，放置 在一組差分群延遲單元和可調(diào)光偏振旋轉(zhuǎn)器的下游。
16.如權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，每個光接收器還包括 一個探測輸出檢偏器的光的光探測器，與輸出檢偏器的輸出端相連；一個測量光探測器輸出的誤碼率的誤碼率監(jiān)測器，與光探測器的輸出端相連； 一個根據(jù)從探測器測量到的誤碼率控制輸入偏振控制器和可調(diào)偏振控制器之一或者 全部，以減少輸出光的誤碼的反饋控制器，連接在光探測器和輸入偏振態(tài)控制器或可調(diào)光 偏振旋轉(zhuǎn)器之間，或?qū)⒐馓綔y器與輸入偏振控制器和可調(diào)偏振旋轉(zhuǎn)器同時連接。
17.如權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，每個光接收器還包括一個接收輸入光以控制輸入光，并根據(jù)測量到的輸入和輸出光偏振態(tài)至少控制輸入偏振態(tài)控制器和可調(diào)光偏振旋轉(zhuǎn)器之一的偏振態(tài)的輸入偏振控制器，連接在一組差分群延遲 單元和可調(diào)光偏振旋轉(zhuǎn)器的前面；一個測量經(jīng)差分群延遲單元和可調(diào)光偏振旋轉(zhuǎn)器后的光的偏振態(tài)的輸出檢偏器，連接 在一組差分群延遲單元和可調(diào)光偏振旋轉(zhuǎn)器的后面。
18.如權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，每個光接收器還包括一個接收輸入光并控制輸入光的偏振態(tài)的輸入偏振態(tài)控制器，連接在一組差分群延遲 單元和可調(diào)光偏振旋轉(zhuǎn)器的前面；一個探測差分群延遲單元和可調(diào)光偏振旋轉(zhuǎn)器輸出的光的光探測器，分別連接在每個 可調(diào)光偏振旋轉(zhuǎn)器的輸出端；一個測量光探測器輸出的誤碼率的誤碼率監(jiān)測器，連接在光探測器的輸出端； 一個向控制部分提供基于測量到的探測器輸出誤碼率的反饋信號，并根據(jù)反饋信號至 少控制輸入偏振態(tài)控制器和可調(diào)光偏振方向旋轉(zhuǎn)器用之一以減少輸出光的誤碼率的反饋 控制器，連接在光探測器的輸出端。
19.一種偏振模仿真及色散補(bǔ)償裝置，其特征在于，包括以下幾部分 一個用以接受光的輸入端口；一組差分群時延單元，每個差分群延遲單元沿輸入端口接受的光的傳播方向間隔排列；一組用以產(chǎn)生兩個或多個不同的偏振態(tài)方向的分立態(tài)可調(diào)光偏振旋轉(zhuǎn)器，每個可調(diào)光 偏振旋轉(zhuǎn)器分別放置在兩個差分群延遲之間；一個用以和可調(diào)光偏振旋轉(zhuǎn)器進(jìn)行通信的控制器，分別與各個分立態(tài)可調(diào)光偏振旋轉(zhuǎn) 器相連。
20.如權(quán)利要求19所述的裝置，其特征在于，所述分立態(tài)可調(diào)光偏振旋轉(zhuǎn)器為可調(diào)的 雙態(tài)偏振態(tài)旋轉(zhuǎn)器。
21.如權(quán)利要求20所述的裝置，其特征在于，所述每個雙態(tài)的光偏振旋轉(zhuǎn)器中第一旋 轉(zhuǎn)角度為+22. 5°，相反的第二旋轉(zhuǎn)角度為-22. 5°。
22.如權(quán)利要求19所述的裝置，其特征在于，所述分立態(tài)可調(diào)光偏振旋轉(zhuǎn)器包括 可調(diào)的三態(tài)偏振態(tài)旋轉(zhuǎn)器和可調(diào)的雙態(tài)偏振態(tài)旋轉(zhuǎn)器。
23.如權(quán)利要求22所述的裝置，其特征在于，所述每個可調(diào)的三態(tài)偏振態(tài)旋轉(zhuǎn)器包括 沿光傳播方向排列的兩個雙態(tài)偏振態(tài)旋轉(zhuǎn)器，以使其合并產(chǎn)生三個不同的旋轉(zhuǎn)角度。
專利摘要本實用新型涉及偏振模仿真及色散補(bǔ)償器件及其光波分復(fù)用通信裝置，屬于光學(xué)偏振器件及其應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，該光學(xué)器件包括一組的差分群延遲單元，每個差分群時延單元沿光的傳播方向間隔排列；一組產(chǎn)生不同的偏振旋轉(zhuǎn)的可調(diào)光偏振旋轉(zhuǎn)器，每個可調(diào)光偏振旋轉(zhuǎn)器分別放置在兩個差分群延遲單元之間的空隙中；一個用以和可調(diào)光偏振旋轉(zhuǎn)器進(jìn)行通信的控制器，分別與各個可調(diào)光偏振旋轉(zhuǎn)器相連。該器件通過采用多個可調(diào)偏振旋轉(zhuǎn)器，具有不同分立偏振旋轉(zhuǎn)態(tài)，用于產(chǎn)生和分析在不同應(yīng)用下一束光的偏振態(tài)。
文檔編號H04B10/18GK201926824SQ20102022827
公開日2011年8月10日 申請日期2010年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月13日
發(fā)明者姚曉天 申請人:北京高光科技有限公司, 通用光訊光電技術(shù)(北京)有限公司