CN101848037B - 光接收器 - Google Patents

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Abstract

一种光接受器，将进行了DQPSK调制的光信号分支为偏振面正交的两个光波；使一个分支光进一步分支为两个光波，并通过+45度的1/4波片；使另一个分支光进一步分支为两个光波，并通过-45度的1/4波片；使四个光波分支为偏振面正交的两个光波，并使一个光波产生1位延迟后，使两者在偏振面彼此正交的状态下合波；使两个光波分别通过-45度的1/4波片，使偏振面旋转22.5度，并分别分支为偏振面正交的两个光波；使其他两个光波分别通过+45度的1/4波片，使偏振面旋转22.5度，并分别分支为偏振面正交的两个光波；使特定的四个光波通过+45度的半波片，使获得的8个光波以特定的组合在维持偏振面的状态下合波。

Description

光接收器
技术领域
本发明涉及一种光接收器，尤其涉及将进行了DQPSK调制的光信号解调为多级的相位调制信号的光接受器。
背景技术
对于随着通信量的增大而要求高速、大容量化的下一代长距离大容量光通信系统，正在研究利用多级调制解调编码技术。其代表之一包括差分四相相移调制(DQPSK调制，Differential Quadrature PhaseShift keying：差分四相相移键控)方式。该方式与现有的二进制启闭调制(OOK：二进制启闭键控)方式相比，信号带域较窄，除了可实现频率利用效率的提高、传播距离的扩大外，还可实现高灵敏化。
首先，在四相相移调制(QPSK调制，Quadrature Phase Shift keying：四相相移键控)方式中，对由2位数据构成的各符号“00”、“01”、“11”及“10”分配“θ”、“θ+π/2”、“θ+π”及“θ+3π/2”。其中，“θ”是任意的相位。并且，接收器通过检测出接收信号的相位，再生发送数据。作为较容易实现QPSK调制方式的手段，包括DQPSK调制方式，在DQPSK调制中，先发送的符号的值和之后发送的符号的值之间的传播波的相位变化量(“0”、“π/2”、“π”及“3π/2”)与发送信号的2位对应。因此，接收器通过检测出相邻的两个符号间的相位差，可再生发送数据。
如专利文献1或2所示，为了解调进行了DQPSK调制的光信号，需要图1所示的I(In-phase：同相)信号生成用的和Q(Quadrature：正交)信号生成用的两个延迟干涉仪(由波导102和103形成的延迟干涉仪，或由波导104和105形成的延迟干涉仪)，并且需要高精度地解调相位差。在图1中，为了使光信号α进入到两个延迟干涉仪，通过分支部101分支为两部分。但因光接收器的周边温度等的影响，延迟干涉仪内的光路长度改变，相位不稳定，因此难于高精度地解调。并且，存在无法识别用哪个干涉仪解调哪个信号成分的问题。并且，需要将光信号从分支到导入两个干涉仪为止的光路长度之差、构成各干涉仪的光路长度之差调整为最佳，产生控制系统极为复杂的问题。此外，使光波a1和a2、或光波a3和a4入射到各均等(Balanced)受光元件而获得I信号和Q信号。
而在专利文献3中，如图2所示，本申请人提出了着眼于偏振面的光接收器。具体而言，DQPSK调制光α以偏振面在一个方向上一致的状态入射，并导入到1位延迟电路。1位延迟电路由偏振波保持型的光纤耦合器(1、2)构成，并且在一个分支光的路径上配置有使偏振面旋转90度的半波片3。这样一来，合波后的光波是由彼此延迟1位的两个信号光在偏振面正交的状态下合成的。
并且，使用偏振波分离电路4分离为四个信号光，例如将光波b1和b2、或光波b3和b4入射到各均等受光元件，可获得I信号和Q信号。这样一来，1位延迟电路可集约为一个，可降低制造成本，减轻调整光学部件的复杂度。
但例如用偏振波保持型光纤耦合器制作1位延迟电路时，偏振波保持型光纤耦合器对温度变化、外部应力等外部干扰非常敏感，因此产生装置稳定性不良的问题。并且，在使用半透明反射镜等空间光学系统时，由于半透明反射镜有偏振波依存性，因此分支的光波的光路长度易产生误差，在I成分信号和Q成分信号之间产生时间偏差的可能性较高。
专利文献1：日本特开2006-295603号公报
专利文献2：日本特开2007-158852号公报
专利文献3：日本特愿2008-255528号(2008年9月30日申请)
发明内容
本发明的课题是，解决上述问题，提供一种将进行了DQPSK调制的光信号解调为多级的相位调制信号的光接受器，该光接收器没有偏振波依存性。
为了解决上述课题，技术方案1涉及的发明是一种光接收器，将进行了DQPSK调制的光信号解调为多级的相位调制信号，其特征在于，具有：偏振波分支单元，将进行了DQPSK调制的光信号分支为偏振面正交的两个光波(A、B)；第一分支旋转单元，使一个分支的光波(A)进一步分支为两个光波(A1、A2)，并通过+45度的1/4波片；第二分支旋转单元，使另一个分支的光波(B)进一步分支为两个光波(B 1、B2)，并通过-45度的1/4波片；1位延迟电路单元，使经过各分支旋转单元的四个光波(A1、A2、B1、B2)分别分支为偏振面正交的两个光波，并使一个光波产生1位延迟后，使两者在偏振面彼此正交的状态下合波；第一旋转分支单元，使经过1位延迟电路单元的两个光波(A1、B2)分别通过-45度的1/4波片，进一步使偏振面旋转22.5度，并分别分支为偏振面正交的两个光波((A11、A12)或(B21、B22))；第二旋转分支单元，使经过1位延迟电路单元的其他两个光波(A2、B1)分别通过+45度的1/4波片，进一步使偏振面旋转22.5度，并分别分支为偏振面正交的两个光波((A21、A22)或(B11、B12))；以及合波单元，使经过各旋转分支单元的特定的四个光波(B11、B12、B21、B22)通过+45度的半波片，并与经过各旋转分支单元的其他四个光波(A11、A12、A21、A22)以特定的组合((A11、B21)、(A12、B22)、(A21、B11)或(A22、B12))在维持偏振面的状态下合波。
技术方案2涉及的发明的特征在于，在技术方案1所述的光接收器中，上述1位延迟电路单元由一个偏振光分束器和两个棱镜构成。
根据技术方案1涉及的发明，将进行了DQPSK调制的光信号分支为偏振面正交的两个光波，如上所述在各光波中生成利用了偏振面的I信号成分和Q信号成分后，根据各偏振面提取对应的光波，以特定的组合进行合波，从而能够获得没有偏振波依存性的I信号成分和Q信号成分。
根据技术方案2涉及的发明，由于四个光波的1位延迟电路单元由一个偏振光分束器和两个棱镜构成，因此可提供一种能够使空间光学系统小型化的光接收器。
附图说明
图1是表示现有的由两个延迟干涉仪构成的DQPSK调制方式的光接收器的图。
图2是表示本申请人之前提出的申请中所记载的利用了偏振面的DQPSK调制方式的光接收器的图。
图3是说明本发明的光接收器涉及的基本概念的图。
图4是用于说明本发明的光接收器涉及的空间光学系统的侧视展开图。
图5是用于说明本发明的光接收器涉及的空间光学系统的俯视展开图。
具体实施方式
以下，参照优选例对本发明的光接收器进行详细说明。
如图3所示，本发明的一种光接收器，将进行了DQPSK调制的光信号α解调为多级的相位调制信号，其特征在于，具有：偏振波分支单元(201)，将进行了DQPSK调制的光信号α分支为偏振面正交的两个光波(A、B)；分支旋转单元(211、221)，使一个分支光A进一步分支为两个光波(A1、A2)，并通过+45度的1/4波片；分支旋转单元(212、222)，使另一个分支光B进一步分支为两个光波(B1、B2)，并通过-45度的1/4波片；1位延迟电路单元(231～254)，使经过各分支旋转单元的四个光波(A1、A2、B1、B2)分支为偏振面正交的两个光波，并使一个光波产生1位延迟后，使两者在偏振面彼此正交的状态下合波；旋转分支单元，使经过1位延迟电路单元的两个光波(A1、B2)分别通过-45度的1/4波片(261、264)，进一步使偏振面旋转22.5度(270)，并分别分支(281、284)为偏振面正交的两个光波((A11、A12)或(B21、B22))；旋转分支单元，使经过1位延迟电路单元的其他两个光波(A2、B1)分别通过+45度的1/4波片(262、263)，进一步使偏振面旋转22.5度(270)，并分别分支(282、283)为偏振面正交的两个光波((A21、A22)或(B11、B12))；以及合波单元(301～304)，使经过旋转分支单元的特定的四个光波(B11、B12、B21、B22)通过+45度的半波片(290)，使获得的8个光波(A11、A12、A21、A22、B11、B12、B21、B22)以特定的组合((A11、B21)、(A12、B22)、(A21、B11)或(A22、B12))在维持偏振面的状态下合波。
利用这种光学系统获得的各光波(C1～C4)可形成没有偏振波依存性的I信号成分和Q信号成分，即使在光接收器的光学系统中使用半透明反射镜(Halfmirror)时，也不受半透明反射镜的偏振波依存性的影响，可获得适当的I信号成分和Q信号成分。
接着，参照图4及图5说明由与图3对应的空间光学系统构成的光接收器。图4及图5是向光的传播方向(图中向右方向)以串联状态展开所使用的光学部件的展开图。其中，图4是从侧面观察空间光学系统的展开图，图5是从上方观察空间光学系统的俯视展开图。
入射的信号光α由透镜400校准，入射到构成偏振波分支单元401的偏振光分束器402、403，如图4所示，形成上下分离的平行束(A、B)。标号β所示的光波是从偏振光分束器泄漏的漏光。包括±45度的1/4波片和1位延迟电路的光学系统用标号410表示。设定为入射到该光学系统410时经过图5所示的半透明反射镜411和反射镜412。通过半透明反射镜411，光波(A或B)分为光强度是3dB的两个光波(实线A1、虚线A2)或(B1、B2)。
图4的上段侧的光波(A1、A2)入射到+45度的1/4波片413，下段侧的光波(B1、B2)入射到-45度的1/4波片413’。之后，这四个光波由偏振光分束器414分支为偏振面正交的两个光波，由棱镜416及417分别反射，再次入射到偏振光分束器414，使偏振面保持正交状态并合波。此外，棱镜416及417相对于偏振光分束器414的设置位置使光路差为1位，例如为了调整光路长度，将聚合物等透光介质415配置在偏振光分束器和棱镜之间。
在本发明的光接收器中，四个光波的1位延迟电路由一个偏振光分束器414和两个棱镜(416、417)构成，因此可使空间光学系统非常小。
从1位延迟电路出来的光波由反射镜(418、419)导入到-45度的1/4波片420、+45度的1/4波片421。
通过了±45度的1/4波片(420、421)的四个光波进一步通过22.5度的偏振面旋转单元430，被由四个偏振光分束器(441～444)构成的分支单元440分别分支为两个光波。标号γ是从偏振光分束器泄漏的漏光。
图4的下段侧的光波(B11、B12、B21、B22)通过+45度的半波片450，用由反射镜461和偏振光分束器462构成的合波单元460，或用由反射镜461、偏振光分束器462、及根据需要设置的反射镜463构成的合波单元460，上段侧的光波和下段侧的光波构成特定的组合。
如图5所示，由空间光学系统构成时产生光路差。该光路差成为产生光波之间的相位差的原因，因此需要进行校正，以防止在各光波之间产生光路差。
如上所述，根据本发明，提供一种将进行了DQPSK调制的光信号解调为多级的相位调制信号的光接受器，该光接收器没有偏振波依存性。

Claims (2)

1.一种光接收器，将进行了DQPSK调制的光信号解调为多级的相位调制信号，其特征在于，具有：
偏振波分支单元，将进行了DQPSK调制的光信号分支为偏振面正交的两个光波A、B；
第一分支旋转单元，使一个分支的光波A进一步分支为两个光波A1、A2，并通过+45度的1/4波片；
第二分支旋转单元，使另一个分支的光波B进一步分支为两个光波B1、B2，并通过-45度的1/4波片；
1位延迟电路单元，使经过各分支旋转单元的四个光波A1、A2、B1、B2分别分支为偏振面正交的两个光波，并使一个光波产生1位延迟后，使两者在偏振面彼此正交的状态下合波；
第一旋转分支单元，使经过1位延迟电路单元的两个光波A1、B2分别通过-45度的1/4波片，进一步使偏振面旋转22.5度，并分别分支为偏振面正交的两个光波A11、A12或B21、B22；
第二旋转分支单元，使经过1位延迟电路单元的其他两个光波A2、B1分别通过+45度的1/4波片，进一步使偏振面旋转22.5度，并分别分支为偏振面正交的两个光波A21、A22或B11、B12；以及
合波单元，使经过各旋转分支单元的特定的四个光波B11、B12、B21、B22通过+45度的半波片，并与经过各旋转分支单元的其他四个光波A11、A12、A21、A22以特定的组合A11与B21、A12与B22、A21与B11、或A22与B12在维持偏振面的状态下合波。
2.根据权利要求1所述的光接收器，其特征在于，
上述1位延迟电路单元由一个偏振光分束器和两个棱镜构成。
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011077582A (ja) * 2009-09-29 2011-04-14 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd 光受信器
JP5375496B2 (ja) * 2009-09-30 2013-12-25 住友大阪セメント株式会社 光受信器
JP5343878B2 (ja) * 2010-01-29 2013-11-13 住友大阪セメント株式会社 光受信器
JP5589926B2 (ja) * 2011-03-28 2014-09-17 住友大阪セメント株式会社 光変調器
JP5218587B2 (ja) * 2011-03-29 2013-06-26 住友大阪セメント株式会社 電界計測装置
CN103842895B (zh) * 2011-09-30 2017-02-15 住友大阪水泥股份有限公司 载波抑制光发生装置
CN104218992B (zh) * 2014-09-15 2017-01-25 中国科学院半导体研究所 一种零差检测型相干光传输系统
CN105790846B (zh) * 2016-04-08 2018-02-27 重庆三峡学院 集成有线和无线光传输的双偏振态差分正交相移键控接入装置
WO2017194988A1 (en) * 2016-05-10 2017-11-16 Universite De Rennes 1 Optical receiver for full-field optical quadrature demodulation
CN106646757B (zh) * 2017-03-07 2021-01-26 昂纳信息技术（深圳）有限公司 多路复用器及其合光方法
PL238571B1 (pl) * 2017-10-30 2021-09-06 Univ Warszawski Sposób odbierania informacji przy użyciu bardzo słabych impulsów światła oraz odbiornik do odbierania informacji przesyłanej przy użyciu bardzo słabych impulsów światła

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4170298B2 (ja) * 2005-01-31 2008-10-22 富士通株式会社 差分４位相偏移変調方式に対応した光受信器および光受信方法
JP4602148B2 (ja) * 2005-04-12 2010-12-22 三菱電機株式会社 光受信器
JP4768421B2 (ja) * 2005-12-06 2011-09-07 富士通株式会社 Ｄｑｐｓｋ光受信器
US7623796B2 (en) * 2006-02-27 2009-11-24 Alcatel-Lucent Usa Inc. Data-aided multi-symbol phase estimation for optical differential multilevel phase-shift keying signals
US8463141B2 (en) * 2007-09-14 2013-06-11 Alcatel Lucent Reconstruction and restoration of two polarization components of an optical signal field
JP4820854B2 (ja) 2008-09-30 2011-11-24 住友大阪セメント株式会社 光受信器

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