光集成无源器件在相干光通信中的应用

《光集成无源器件在相干光通信中的应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、lg8g年光通信技术第3期OPTICALCOMMUNICATIONTE℃H-NOLoGY光集成无源器件在相干光通信中的应用胡台光(武汉邮电科学研完院)脯要t本文根据桓干光通信系统的特点，以一些典型光路为何，介绍光集成无源器件在相干光通信系统中的应用。文中也简单介绍有关无源器件的原理。关ll'm,集成光学，无源器件’相干光}通信信系统各个光源的频率十分稳定，能有效地一提高渡分复用方式的复用度。、前言在零差系统中，本撮激光器的频率必须避十年来，糨干光通信研究十分活跃。与接收信号的频率匹配，以便混频输出的信理论

2、分析稻实验结果表聪，撼千光通信系统号她在基带上。而在外差系统中，本振激光比强度调斜直接检涵系统更能改善接收灵敏器的频率必须对于接收信号频率保持有一个度。一是利用外差I零差检澍能改善接收机固定的偏差，以便混额信号频率保持在某个前置放大器辕出信噪比’二是采用相干调制固定的中频上。在两种系统申，频率控制器／解调技术能降n§溪码率。各种形式的外差／件是必需的，为使接收信号与本振信号能发零差村相干谓船／解调方案的接收机灵敏度生有效的混频，本地振荡信号的偏振要匹配改善状况示于图i[I】。眉为接峻机灵敏度获于接收信号的

3、偏据，困而，偏振控错器又是得明显晦改善，可实现j扭缝距离S'e0km以上必需的。除此以外，本地振荡信号的相位必的长距离光通信【21。嗷此旺梅，相干光通须与接收信号的相位保持弱步，因此，系统要求有相位控制器。总而言之，在相干光通信系统中，无源器件始终起着举足轻重的作用，甚至是系统能否获得成功的关键器件。在早期研究的相干光通信系魏中，所采用的无源器件多是分立的，器件驱动功率目l各种形式的外差／零差相干调制／高、体积大、稳定性差。随着光集成的不断解调方案的接收机灵敏度眨善图发展，涌现出各种各样的光集成无源器件。

4、这1．强度调制直接检泌}2．强度调瓤外差l3．频丰调斟外盖I4四些器件的时间响应快，工作频带宽、驱动功电平蠛率调制外差，5．^电平频率低、结构简单可靠、重复性能好并适宜大率调制外差}6．橱位调制外差I批量生产。此外，从发展的删点看，将来一7。橱位谓-；I4零差定可以把多个器件集成在同一衬底上。团此，可以减少许多耦台器件和连接器，这样能提1g88年12月13日收稿国内统一刊号CNl蚰一11∞高幕统∞稳定可靠性，而且l也能斌少系统盼插入损耗，进一步提高接收机的灵敏度。本文详细介绍光集成无源器件在相于光通信系统

5、的应用，对有关无源器件的工作原理及其在系统中的作用也作扼要叙述。二、稳定光源频率用无源器件围3可调光集成环开j谐振器相干光通信系统的关键技术之一是信号光源和本振光源必须稳定，而且要求频谱1．输入j2．输出；3．黄金电极l窄。4、5．黄金反射镜对两个3dB耦台器组成的波导回路有一个最T．囊定发射光源频率佳耦合系数。根据图3所示，当我们调节图2所示是利用可调光集成环形谐振器Vr，使谐振器在我们选定的系统工作频率作鉴频器稳定发射光源频率的光路[2]。在上谐振时，便可调节V，，使直波导段对波光路中，当激光器工作频

6、率发生偏移时，环导回路形成最佳耦合。在这种条件下，波导形谐振器就产生一个频率误差信号反馈到激回路内的功率损耗等于耦台进波导回路的功光器的偏流中，以电流控制激光器的频率。率，谐振器的输出为零。如果系统工作频率偏离谐振频率，谐振器有功率输出，由此便可提取误差信号。．一在图4所示的光隔离器中【4]，当光从2端输入时，如果我们给电极加上适当的偏压，则入射光能顺利地从l端输出，而从1端反射的光由3端输出，即2端和i端是隔离的，反之亦然，3端和1端是隔离的。在图5所示的光集成定向耦合器中[5]，给耦台器的电极加适当的

7、电压，就能实现波导之间的耦合，即从1端输入的光，在电光效应作用下，按一定的分光比从2、3端输出，为了防止传输光反射使激光器工作不稳定，1端和’4端是隔离的。反之亦然，2端和3需要采用隔离度60dB左右的光隔离器。定端是隔离的。向耦台器是从传输光中耦合部分能量给谐振器产生误差信号的。谐振器、隔离器和定向耦台器均用Ti：LiNbO。波导制成，它们分别示于图3、4、5。、图3所示是可调光集成环形谐振器￡3】，它的谐振频率可用外加电压调节，而且可以做得很小，在一块10×12ram。的衬底上可集成20个环形谐振器。

8、环形谐振器直波导段2．稳定本最光■频率三、调制与检波用无源器件采用前面介绍的反馈技术可稳定本振光源的频率。然而，在相干零差检测系统中，i．调制相干光通信可采用直接调制要求信号光源和本振光源的相位同步。否也可采用外部调制。但是，如果采用直接调则，系统将受激光器相位抖动的影响而不能制方式，要保证激光器有窄的频谱并有高度获得稳定的输出，而且不能有效利用本振功的频率稳定性，必须采用复杂的技术。相率。用光学锁相环能实现信号和本振光的相反