CN101860397B - 连续平衡路径补偿的光电接收机及其补偿方法 - Google Patents

Abstract

一种连续平衡路径补偿的光电接收机，有分别位于分波棱镜：出射光侧的第一直角全反射棱镜，反射光侧的第二直角全反射棱镜，一侧接收穿过分波棱镜的从第一直角全反射棱镜所反射的光的第三直角全反射棱镜；位于分波棱镜和第三直角全反射棱镜一侧的分别接收穿过分波棱镜从第二直角全反射棱镜所反射的光以及从第三直角全反射棱镜所反射的光的正方棱柱多面反射镜，位于正方棱柱多面反射镜远离第三直角全反射棱镜一侧的第四直角全反射棱镜，依次从第三直角全反射棱镜和正方棱柱多面反射镜所反射的第一反射光以及依次从第四直角全反射棱镜和正方棱柱多面反射镜所反射的第二反射光共同进入合波输出电路。本发明方法简单，调节和控制方便，能够获得对称理想的差分信号眼图。

Description

连续平衡路径补偿的光电接收机及其补偿方法

技术领域

本发明涉及一种光电接收机。特别是涉及一种采用微光学方法对DPSK/DQPSK解调后的双束光进行的连续平衡路径补偿的光电接收机及其补偿方法。

背景技术

新的调制方式和解调接收方式逐渐在超高速，大容量光通信技术中成为主流。在这些新型调制方式中，差分二相相移键控（Differential Phase-shift Keying,DPSK）与差分四相相移键控（Differential Quadrature Phase-shift Keying,DQPSK）受到了尤其广泛的关注。相对于强度调制方式，这两种调制码型的优点在于提高的了接收机的灵敏度和系统对各种线性以及非线性损伤的容限。DPSK调制方式的最大优点在于，在达到相同的误码率情况下对光信噪比的要求降低了3dB（使用平衡检测的接收方式）；DQPSK是一种多级的差分相移键控方式，它以相邻码元之间的四种相位差代表传输的比特信息，与DPSK相比，在同样的码元速率下，DQPSK传输的比特率是DPSK的两倍。因此使用DQPSK调制方式的系统对色度色散（Chromatic Dispersion，CD）与偏振膜色散（Polarization Mode Dispersion，PMD）的容忍度相对于DPSK系统提高了约1倍，同时降低了对光学滤波的要求。因此，DPSK/DQPSK已逐渐成为应用于40Gb/s以上高速光通信系统最主要的调制方式。

DPSK/DQPSK平衡光电接收机主要包括两个部分：DPSK/DQPSK光解调器（光学部分）和用于检测信号强度的平衡探测器及相应射频（Radio Frequency，RF）电路部分，其原理结构可以用附图-1来表示。附图中图-1是DQPSK平衡光电接收机的原理结构图，由于对称平衡检测的要求，尤其在高速条件下，必须确保其解调信号路径的高度对称性。信号路径的对称性要求体现在两个方面：首先是在I信号中经过非对称干涉仪解调后的A+和A-路径（Q信号也完全类似），包括干涉仪输出的两个光学路径和经两路光电转换后的RF放大和信号合路的光学和电学两部分，A+和A-路径必须在合波点实现理想的同步才能得到对称的差分信号眼图；另外，由于I信号和Q信号实际经历的物理路径（各自的光路和电路）不同，在输出端也会引入I/Q信号之间的时延偏差，因此理想的DQPSK平衡光电接收机也必须有补偿I/Q信号相对时延的方法。对于DPSK平衡光电接收机，其光路和电路部分仅相当于DQPSK的一个分支（I路或Q路），因此在DPSK平衡光电接收机中，主要是要求对干涉仪解调后的信号路径补偿，类似图-1中的A+和A-路径。

针对这些问题，尤其是前面提到的第一个问题，即非对称干涉仪解调后的双路差分信号的平衡补偿，目前有基于光学和电学的两种方法。在光学方面，一般通过在解调后的光路中插入固定光程补偿部分来实现路径补偿，该方法在美国专利申请文件US2007/0003184A1“Delay time adjustment device and receiver using it”提到。同样在该专利申请中，申请人提出了一种电路补偿方法，通过在射频部分（电学）利用不同长度的连接导线来补偿整个接收机的路径时延。

图2是已有的补偿平衡光接收机信号路径的典型方法（美国专利US2007/0003184A1），包括光学（图2(a)）和电学(图2(b)都有，其共同之处是路径补偿是不连续的。其中，在光学部分是通过在解调输出的光信号路径中加入相应的光程补偿片来调整输出解调信号的路径差异，这种补偿片可以是通光面均镀有增透膜的玻璃介质；而在电路部分，众所周知，对于高速差分信号而言，即使较小的路径差就可导致明显的眼图（上/下）不对称，从而影响对信号的判决，因此在高速平衡光接收机中，对进入平衡光电探测器对的双路光信号的光程差，以及光电转换后的并行差分信号的电路长度差均有严格的要求。然而在具体制作中，在光和电两个组件部分及其连接过程中均会不同程度引入路径差异，很明显，不连续的路径补偿将难以适应多种因素引入的光电两类路径的长度不确定性，因此采用具有连续路径补偿功能的结构十分必要。

对于图2(b)所示的电学路径补偿方法，除了长度不连续外，实际上还存在另一个问题，即RF阻抗特性与短线长度的关联性，使得电长度的改变常常伴随阻抗特性的变化，尤其在20Gb/s以上的高速率宽带RF路径上，因为电信号频率极高，波长很短，信号线长度的微小改变会显著改变阻抗特性；另外，即使像美国专利US2007/0003184A1所描述的通过不同长度连接导线补偿的方法，也有微带片准确安放和如何连接IC等问题；而且当采用电信号线长度变化补偿路径时，由于RF光电部分并不完整，也无法通过信号在线监控方法调整长度，在这一点上，电学路径补偿方法不如基于完整电学组件的光路调整方法，所以通过电信号线长度变化补偿路径差在制造上显然是很难接受的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种使用微光学连续调节方式来实现信号路径平衡（差分信号同步）的连续平衡路径补偿的光电接收机及其补偿方法。

本发明所采用的技术方案是：一种连续平衡路径补偿的光电接收机，包括：分波棱镜，位于分波棱镜的出射光侧的第一直角全反射棱镜，位于分波棱镜的反射光侧的第二直角全反射棱镜，位于分波棱镜一侧接收穿过分波棱镜的从第一直角全反射棱镜所反射的光的第三直角全反射棱镜，位于分波棱镜以及第三直角全反射棱镜一侧的分别接收穿过分波棱镜的从第二直角全反射棱镜所反射的光以及从第三直角全反射棱镜所反射的光的用于调节输出光束间距的正方棱柱多面反射镜，以及位于正方棱柱多面反射镜远离第三直角全反射棱镜一侧的用于补偿光程差的第四直角全反射棱镜，依次从第三直角全反射棱镜和正方棱柱多面反射镜所反射的第一反射光以及依次从第四直角全反射棱镜和正方棱柱多面反射镜所反射的第二反射光共同进入合波输出电路，所述的第一直角全反射棱镜和第四直角全反射棱镜均是可移动的直角全反射棱镜，所述的正方棱柱多面反射镜为可移动的反射镜。

所述的合波输出电路包括有：接收第一反射光的第一光电探测器，与第一光电探测器相连并将第一光电探测器输出的电信号放大后送入差分放大器或信号合路器的第一高速跨阻放大器；以及接收第二反射光的第二光电探测器，与第二光电探测器相连并将第二光电探测器输出的电信号放大后送入差分放大器或信号合路器的第二高速跨阻放大器。

一种连续平衡路径补偿的光电接收机，包括：3dB分波器,接收3dB分波器出射光的分波棱镜，位于分波棱镜的出射光侧的第一直角全反射棱镜，位于分波棱镜的反射光侧的第二直角全反射棱镜，的反射光路即第二直角全反射棱镜的入射光路上设置有第一相位补偿片，所述的分波棱镜的入射光路即第二直角全反射棱镜的反射光路上设置有第二相位补偿片，且第一相位补偿片和第二相位补偿片不在同一光路上，，依次设置于分波棱镜一侧接收穿过分波棱镜的从第一直角全反射棱镜所反射的光的第四直角全反射棱镜和第三直角全反射棱镜，位于分波棱镜一侧的接收穿过分波棱镜的从第二直角全反射棱镜所反射的光的第一直角三棱柱多面反射镜，依次设置于第一直角三棱柱多面反射镜反射光侧接收第一直角三棱柱多面反射镜的反射光，并再将该反射光反射到第一直角三棱柱多面反射镜的第五直角全反射棱镜和第六直角全反射棱镜，设置于第四直角全反射棱镜一侧分别对应的接收第四直角全反射棱镜和第三直角全反射棱镜的反射光的第三直角三棱柱多面反射镜和第二直角三棱柱多面反射镜，所述的第一直角三棱柱多面反射镜所反射的第一反射光、第二直角三棱柱多面反射镜所反射的第二反射光、第一直角三棱柱多面反射镜所反射的第三反射光以及第三直角三棱柱多面反射镜所反射的第四反射光共同进入合波输出电路，所述的第三直角全反射棱镜和第五直角全反射棱镜是可移动的直角全反射棱镜，所述的第四直角全反射棱镜和第六直角全反射棱镜是可移动的直角全反射棱镜。

所述的合波输出电路包括有：接收第二反射光的第一光电探测器，接收第一反射光的第二光电探测器，接收第三反射光的第三光电探测器，以及接收第四反射光的第四光电探测器，所述的第一光电探测器通过第一高速跨阻放大器连接第一差分放大器或第一信号合路器，所述的第二光电探测器通过第二高速跨阻放大器连接第一差分放大器或第一信号合路器，所述的第三光电探测器通过第三高速跨阻放大器连接第二差分放大器或第二信号合路器，所述的第四光电探测器通过第四高速跨阻放大器连接第二差分放大器或第二信号合路器。

所述的第三直角三棱柱多面反射镜和第二直角三棱柱多面反射镜是可移动的反射棱镜。

一种连续平衡路径补偿的光电接收机的补偿方法，通过第四直角全反射棱镜的移动连续改变所述的光电接收机输出光信号的一个分支光程长度，实现对DPSK光解调器干涉解调后的双路信号路径长度的连续平衡补偿的功能；并且通过正方棱柱多面反射镜的移动连续改变DPSK光解调器干涉解调后的双路光信号即第一反射光和第二反射光的间隔，以适应第一、第二光探测器间距的变化。

一种连续平衡路径补偿的光电接收机的补偿方法，通过四个可移动的全反射棱镜：第三直角全反射棱镜和第五直角全反射棱镜以及第四直角全反射棱镜和第六直角全反射棱镜，连续改变两个光解调器干涉解调后输出的四路光信号的任意两路光信号之间的相对路径长度，实现对DQPSK光解调器干涉解调后的两个双路信号路径长度的连续平衡补偿；同时也改变第二反射光与第一反射光以及第三反射光与第四反射光之间的间隔，以适应第一光电探测器与第二光电探测器和第三光电探测器与第四光电探测器间距的变化。

本发明的连续平衡路径补偿的光电接收机及其补偿方法，具有以下优点和积极效果：

1、采用微光学方法对DPSK/DQPSK解调器后的双束光进行路径补偿，具体通过采用光路上引入可动部件的方法连续调整其中一束光的光程，补偿包括光电平衡检测器光电转换以后RF路径在内的整个双路信号路径，实现差分信号精确同步，在光接收机的输出端得到对称的眼图。

2、这种光学路径补偿方法降低了光电平衡检测器光电转换部分及高速信号合路部分RF路径的平衡精度要求，更适于光-电模块化制造的质量控制。

3、基于反馈控制的连续精确时延调整使平衡接收机能够实时追踪眼图的劣化情况从而对微光学部分进行调整。

4、通过可动微光学结构实现输出光束间距调整的适应性，对于耦合成对的探测器具有灵活方便的特点。

附图说明

图1是DPSK/DQPSK平衡光电接收机原理结构示意图；

图2是已有的补偿平衡光接收机信号路径的方法，

其中，（a）是光学路径补偿，（b）是电学路径补偿；

图3是本发明涉及的DPSK平衡光电接收机结构示意图；

图4是本发明涉及的DQPSK平衡光电接收机结构示意图；

图5是调节解调后输出两路光信号路径时延的原理图；

图6是调节解调后输出两路光信号间隔的原理图；

图7是I支路输出的两路互补光信号的路径时延补偿示意图；

图8第一反射光和第二反射光之间的间距调整示意图。

其中

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明的连续平衡路径补偿的光电接收机及其补偿方法做出详细说明。

本专利申请中提到用不同长度的连接导线来补偿光电转换和信号合路部分的电学路径差异。

如图3所示，本发明的连续平衡路径补偿的光电接收机，包括：分波棱镜1，位于分波棱镜1的出射光侧的第一直角全反射棱镜3，位于分波棱镜1的反射光侧的第二直角全反射棱镜2，位于分波棱镜1一侧接收穿过分波棱镜1的从第一直角全反射棱镜3所反射的光的第三直角全反射棱镜4，位于分波棱镜1以及第三直角全反射棱镜4一侧的分别接收穿过分波棱镜1的从第二直角全反射棱镜2所反射的光以及从第三直角全反射棱镜4所反射的光的用于调节输出光束间距的正方棱柱多面反射镜6，以及位于正方棱柱多面反射镜6远离第三直角全反射棱镜4一侧的用于补偿光程差的第四直角全反射棱镜5，依次从第三直角全反射棱镜4和正方棱柱多面反射镜6所反射的第一反射光7以及依次从第四直角全反射棱镜5和正方棱柱多面反射镜6所反射的第二反射光8共同进入合波输出电路17。

所述的合波输出电路17包括有：接收第一反射光7的第一光电探测器9，与第一光电探测器9相连并将第一光电探测器9输出的电信号放大后送入差分放大器或信号合路器15的第一高速跨阻放大器11；以及接收第二反射光8的第二光电探测器10，与第二光电探测器10相连并将第二光电探测器10输出的电信号放大后送入差分放大器或信号合路器15的第二高速跨阻放大器12。

所述的第一直角全反射棱镜3和第四直角全反射棱镜5是可移动的直角全反射棱镜。

通过第四直角全反射棱镜5的移动连续改变本光电接收机输出光信号的一个分支光程长度，实现对DPSK光解调器干涉解调后的双路信号路径长度的连续平衡补偿。这种补偿包括经干涉解调后的双路光信号路径和第一光电探测器9和第二光电探测器10、第一高速跨阻放大器11和第二高速跨阻放大器12和差分放大器或信号合路器15等的RF信号路径，使双路RF信号13、14在交汇点---差分放大器或信号合路器15输出端得到理想对称的眼图16输出。

通过可移动的第一直角全反射棱镜3的移动连续改变DPSK光解调器非对称干涉仪的时延大小，可适应不同速率的信号解调。

所述的正方棱柱多面反射镜6为可移动的反射镜。

通过一个可移动正方棱柱多面反射镜6的移动可连续改变DPSK光解调器干涉解调后的双路光信号即第一反射光7和第二反射光8的间隔，可灵活适应第一光电探测器9和第二光电探测器10的间隔变化。

在图3所示的DPSK光电接收机中，DPSK输入光信号首先经自由空间光DPSK解调器进行DPSK解调过程从而将相位调制信号转化为强度调制信号。这里，以典型的Michelson时延干涉仪型DPSK解调器为例来说明解调器的工作原理：DPSK光信号被分波棱镜1分为透射光和反射光两部分，透射光和反射光分别经过第一直角全反射棱镜3第二直角全反射棱镜2反射后再次回到分波棱镜1并发生干涉，产生两路互补输出光强度调制信号。为了获得良好的输出眼图，本发明采用微光学连续调节技术来补偿信号的路径时延。具体来讲，路径时延补偿部分由第三直角全反射棱镜4和第四直角全反射棱镜5以及正方棱柱多面反射镜6组成。经解调后输出光信号的其中一路（第一反射光7）被第三直角全反射棱镜4反射两次以改变传输方向，对应第二反射光8的那一路光信号则要分别被正方棱柱多面反射镜6和第四直角全反射棱镜5反射从而使两路光信号平行输出，便于和平衡探测器芯片耦合。

图5为调节输出光信号路径时延的原理图，在图5所示的平面内，若使第三直角全反射棱镜4和正方棱柱多面反射镜6固定不动，在该平面内左右移动第四直角全反射棱镜5的位置，可以在不改变第一反射光7和第二反射光8之间间隔的情况下连续调节解调输出两路光信号的路径时延（也可以将第四直角全反射棱镜5和正方棱柱多面反射镜6固定不动，左右移动第三直角全反射棱镜4的位置），从而使得整个接收机中光学路径时延与电学路径时延匹配，此时经差分输出后的电眼图的张开度最大，接收机性能最优。为了使解调输出的光信号间距与平衡探测器芯片对的间距匹配，可以通过移动正方棱柱多面反射镜6来实现，具体实现方式如图6所示。在图6所示的平面中，如果左右移动正方棱柱多面反射镜6，那么输出第一反射光7和第二反射光8的间距可以连续调整，以适应平衡探测器芯片对的间距。由于解调器的自由光谱范围（Free Spectral Range，FSR）由光程差唯一确定，为了适应不同速率的信号解调，也可以将第一直角全反射棱镜3设计为可移动的形式来改变时延干涉仪两臂的光程差，从而使得该接收机能够匹配不同速率（如40Gb/s，100Gb/s）的DPSK系统。

如图4所示，本发明的连续平衡路径补偿的光电接收机，包括：3dB分波器0,接收3dB分波器0出射光的分波棱镜1，位于分波棱镜1的出射光侧的第一直角全反射棱镜3，位于分波棱镜1的反射光侧的第二直角全反射棱镜2.0，所述的分波棱镜1和第二直角全反射棱镜2.0的入射光路及反射光路上设置有第一相位补偿片2.1和第二相位补偿片2.2，依次设置于分波棱镜1一侧并接收穿过分波棱镜1的被第一直角全反射棱镜3所反射的光的第四直角全反射棱镜4.2和第三直角全反射棱镜4.1，位于分波棱镜1一侧的接收穿过分波棱镜1的被第二直角全反射棱镜2.0所反射的光的第一直角三棱柱多面反射镜5.0，依次设置于第一直角三棱柱多面反射镜5.0反射光侧接收第一直角三棱柱多面反射镜5.0的反射光，并再将该反射光反射到第一直角三棱柱多面反射镜5.0的第五直角全反射棱镜5.1和第六直角全反射棱镜5.2，设置于第四直角全反射棱镜4.2一侧分别对应的接收第四直角全反射棱镜4.2和第三直角全反射棱镜4.1的反射光的第三直角三棱柱多面反射镜6.2和第二直角三棱柱多面反射镜6.1，所述的第一直角三棱柱多面反射镜5.0所反射的第一反射光8.1、第二直角三棱柱多面反射镜6.1所反射的第二反射光7.1、第一直角三棱柱多面反射镜5.0所反射的第三反射光7.2以及第三直角三棱柱多面反射镜6.2所反射的第四反射光8.2共同进入合波输出电路18。

所述的合波输出电路18包括有：接收第二反射光7.1的第一光电探测器9.1，接收第一反射光8.1的第二光电探测器10.1，接收第三反射光7.2的第三光电探测器9.2，以及接收第四反射光8.2的第四光电探测器10.2，所述的第一光电探测器9.1通过第一高速跨阻放大器11.1连接第一差分放大器或信号合路器15.1，所述的第二光电探测器10.1通过第二高速跨阻放大器12.1连接第一差分放大器或信号合路器15.1，所述的第三光电探测器9.2通过第三高速跨阻放大器11.2连接第二差分放大器或信号合路器15.2，所述的第四光电探测器10.2通过第四高速跨阻放大器12.2连接第二差分放大器或信号合路器15.2。

所述的第三直角全反射棱镜4.1和第五直角全反射棱镜5.1是可移动的直角全反射棱镜。或者所述的第四直角全反射棱镜4.2和第六直角全反射棱镜5.2是可移动的直角全反射棱镜。

通过两个可移动的第三直角全反射棱镜4.1和第五直角全反射棱镜5.1（或第四直角全反射棱镜4.2和第六直角全反射棱镜5.2）的移动,既可以连续改变DQPSK两分支光信号（I支路信号和Q支路信号）实际经历的物理路径长度从而补偿输出端I支路与Q支路之间的时延偏差；也可以实现对DQPSK光解调器干涉解调后的两个双路信号路径长度的连续平衡补偿，补偿也包括经干涉解调后的两个双路光信号路径（即第二反射光7.1，第一反射光8.1；第三反射光7.2，第四反射光8.2），和第一光电探测器9.1，第二光电探测器10.1；第三光电探测器9.2，第四光电探测器10.2，和第一高速跨阻放大器11.1，第二高速跨阻放大器12.1；第三高速跨阻放大器11.2，第四高速跨阻放大器12.2，和第一差分放大器或信号合路器15.1，第二差分放大器或信号合路器15.2等的RF信号路径，使DQPSK双路解调信号I和Q得到理想对称的眼图输出。

通过采用两组直角全反射棱镜（第三直角全反射棱镜4.1，第四直角全反射棱镜4.2；第五直角全反射棱镜5.1，第六直角全反射棱镜5.2）分开两路信号（I，Q）的光程路径和补偿路径，使入射的DQPSK光信号经分路解调和光电转换后在输出端第一差分放大器或信号合路器15.1和第二差分放大器或信号合路器15.2可实现相同的（或可控的）信号延时。

所述的第三直角三棱柱多面反射镜6.2和第二直角三棱柱多面反射镜6.1是可移动的反射棱镜。

通过采用两个可移动的第三直角三棱柱多面反射镜6.2和第二直角三棱柱多面反射镜6.1可分别连续改变DQPSK干涉解调后的双路光信号第二反射光7.1和第一反射光8.1，以及第三反射光7.2和第四反射光8.2之间的相对位置，适应第一光电探测器9.1，第二光电探测器10.1；第三光电探测器9.2，第四光电探测器10.2的间隔变化。

在图4所示的DQPSK光电接收机中，入射DQPSK光信号首先经过3dB分波器0被分为功率相等的两路信号，作为I和Q两路分支。I和Q两路分支分别经历了一个DPSK解调过程，其原理光路图与图3所示的DPSK解调光路类似。需要注意到的是，在DQPSK解调器中，I路解调分支与Q路解调分支有一个π/2相位差，为了实现I与Q支路的相位差，加入了第一相位补偿片2.1和第二相位补偿片2.2作为相位调节装置从而使得I支路与Q支路的光谱响应曲线在频域上分开四分之一的自由光谱范围（0.25FSR）。下面我们针对I支路与Q支路分别说明：

Q支路输出的两路互补光信号（光束7.3与8.3）的路径时延补偿由第三直角全反射棱镜4.1和第五直角全反射棱镜5.1，以及第一直角三棱柱多面反射镜5.0和第二直角三棱柱多面反射镜6.1实现。其实现原理图如图7所示，具体操作时，可将第五直角全反射棱镜5.1设为可动元件，在图7所示的平面内左右移动第五直角全反射棱镜5.1的位置（也可以将第三直角全反射棱镜4.1设为可动元件，左右移动第三直角全反射棱镜4.1的位置），便可在不改变输出光束间距的情况下实现对光束7.3与8.3的路径调节，经路径调节后输出光束为第一反射光8.1和第二反射光7.1；同样，第一反射光8.1和第二反射光7.1之间的间距可以通过移动第二直角三棱柱多面反射镜6.1来实现，以匹配输出光信号的间距与平衡第一光电探测器9.1与第二光电探测器10.1的间距，具体操作如图8所示。I支路的情况与Q支路类似，I支路的解调输出光束为7.4和8.4，它们之间的路径时延补偿部分由第四直角全反射棱镜4.2和第六直角全反射棱镜5.2，第一直角三棱柱多面反射镜5.0和第三直角三棱柱多面反射镜6.2组成。为了调整输出光束7.4与8.4之间的路径时延从而获得良好的眼图输出，可以将第六直角全反射棱镜5.2设为可动元件，在图4所示的平面内左右移动第六直角全反射棱镜5.2的位置（也可以将第四直角全反射棱镜4.2设为可动元件，在图4所示的平面内左右移动第四直角全反射棱镜4.2的位置），获得补偿后的Q支路输出第三反射光7.2，第四反射光8.2。与Q支路相同，光束第三反射光7.2与第四反射光8.2之间的间距可以通过移动第三直角三棱柱多面反射镜6.2来实现，以匹配输出光信号的间距与第三光电探测器9.2与第四光电探测器10.2的间距，这里就不再赘述。需要注意到的是，在DQPSK解调光路部分，由于解调输出的光束7.3与8.4需要穿过第四直角全反射棱镜4.2与第五直角全反射棱镜5.1，因此在第四直角全反射棱镜4.2与第五直角全反射棱镜5.1表面上对应光束7.3与8.4的通过部分，需要镀有相应的增透膜。

与DPSK光电接收机不同，由于I信号和Q信号实际经历的物理路径（各自的光路和电路）不同，在DQPSK输出端也会引入I/Q信号的时延偏差。为了匹配四个输出端口之间的时延，同样可以通过调节I支路（或者Q支路）的路径来实现。具体来说，对于I支路，可以通过同时调节第三直角全反射棱镜4.1与第四直角全反射棱镜4.2与第五直角全反射棱镜5.1来补偿I支路与Q支路之间的路径时延。

参考图3，本发明的连续平衡路径补偿的光电接收机的补偿方法，其特征在于，通过第四直角全反射棱镜5的移动连续改变所述的光电接收机输出光信号的一个分支光程长度，实现对DPSK光解调器干涉解调后的双路信号路径长度的连续平衡补偿的功能；并且通过正方棱柱多面反射镜6的移动可连续改变DPSK光解调器干涉解调后的双路光信号即第一反射光7和第二反射光8的间隔，以适应第一、第二光探测器9，10间距的变化。

参考图4，本发明的的连续平衡路径补偿的光电接收机的补偿方法，其特征在于，通过四个可移动的全反射棱镜：第三直角全反射棱镜4.1和第五直角全反射棱镜5.1以及第四直角全反射棱镜4.2和第六直角全反射棱镜5.2，可以连续改变两个光解调器干涉解调后输出的四路光信号7.1、7.2、8.1、8.2的两两相对路径长度，实现对DQPSK光解调器干涉解调后的两个双路信号路径长度的连续平衡补偿；同时也改变光信号7.1与8.1以及光信号7.2与8.2之间的间隔，以适应第一光探测器9.1与第二光探测器10.1和第三光探测器9.2与第四光探测器10.2间距的变化。

Claims (7)

1.一种连续平衡路径补偿的光电接收机，其特征在于：包括：分波棱镜（1），位于分波棱镜（1）的出射光侧的第一直角全反射棱镜（3），位于分波棱镜（1）的反射光侧的第二直角全反射棱镜（2），位于分波棱镜（1）一侧接收穿过分波棱镜（1）的从第一直角全反射棱镜（3）所反射的光的第三直角全反射棱镜（4），位于分波棱镜（1）以及第三直角全反射棱镜（4）一侧的分别接收穿过分波棱镜（1）的从第二直角全反射棱镜（2）所反射的光以及从第三直角全反射棱镜（4）所反射的光的用于调节输出光束间距的正方棱柱多面反射镜（6），以及位于正方棱柱多面反射镜（6）远离第三直角全反射棱镜（4）一侧的用于补偿光程差的第四直角全反射棱镜（5），依次从第三直角全反射棱镜（4）和正方棱柱多面反射镜（6）所反射的第一反射光（7）以及依次从第四直角全反射棱镜（5）和正方棱柱多面反射镜（6）所反射的第二反射光（8）共同进入合波输出电路（17），所述的第一直角全反射棱镜（3）和第四直角全反射棱镜（5）均是可移动的直角全反射棱镜，所述的正方棱柱多面反射镜（6）为可移动的反射镜。

2.根据权利要求1所述的连续平衡路径补偿的光电接收机，其特征在于：所述的合波输出电路（17）包括有：接收第一反射光（7）的第一光电探测器（9），与第一光电探测器（9）相连并将第一光电探测器（9）输出的电信号放大后送入差分放大器或信号合路器（15）的第一高速跨阻放大器（11）；以及接收第二反射光（8）的第二光电探测器（10），与第二光电探测器（10）相连并将第二光电探测器（10）输出的电信号放大后送入差分放大器或信号合路器（15）的第二高速跨阻放大器（12）。

3.一种连续平衡路径补偿的光电接收机，其特征在于：包括：3dB分波器（0）,接收3dB分波器（0）出射光的分波棱镜（1），位于分波棱镜（1）的出射光侧的第一直角全反射棱镜（3），位于分波棱镜（1）的反射光侧的第二直角全反射棱镜（2.0），所述的分波棱镜（1）的反射光路即第二直角全反射棱镜（2.0）的入射光路上设置有第一相位补偿片（2.1），所述的分波棱镜（1）的入射光路即第二直角全反射棱镜（2.0）的反射光路上设置有第二相位补偿片（2.2），且第一相位补偿片（2.1）和第二相位补偿片（2.2）不在同一光路上，依次设置于分波棱镜（1）一侧接收穿过分波棱镜（1）的从第一直角全反射棱镜（3）所反射的光的第四直角全反射棱镜（4.2）和第三直角全反射棱镜（4.1），位于分波棱镜（1）一侧的接收穿过分波棱镜（1）的从第二直角全反射棱镜（2.0）所反射的光的第一直角三棱柱多面反射镜（5.0），依次设置于第一直角三棱柱多面反射镜（5.0）反射光侧接收第一直角三棱柱多面反射镜（5.0）的反射光，并再将该反射光反射到第一直角三棱柱多面反射镜（5.0）的第五直角全反射棱镜（5.1）和第六直角全反射棱镜（5.2），设置于第四直角全反射棱镜（4.2）一侧分别对应的接收第四直角全反射棱镜（4.2）和第三直角全反射棱镜（4.1）的反射光的第三直角三棱柱多面反射镜（6.2）和第二直角三棱柱多面反射镜（6.1），所述的第一直角三棱柱多面反射镜（5.0）对于来自第五直角全反射镜（5.1）的光进行反射输出的第一反射光（8.1）、第二直角三棱柱多面反射镜（6.1）所反射的第二反射光（7.1）、第一直角三棱柱多面反射镜（5.0）对于来自第六直角全反射棱镜（5.2）的光进行反射输出的第三反射光（7.2）以及第三直角三棱柱多面反射镜（6.2）所反射的第四反射光（8.2）共同进入合波输出电路（18），所述的第三直角全反射棱镜（4.1）和第五直角全反射棱镜（5.1）是可移动的直角全反射棱镜，所述的第四直角全反射棱镜（4.2）和第六直角全反射棱镜（5.2）是可移动的直角全反射棱镜。

4.根据权利要求3所述的连续平衡路径补偿的光电接收机，其特征在于，所述的合波输出电路（18）包括有：接收第二反射光（7.1）的第一光电探测器（9.1），接收第一反射光（8.1）的第二光电探测器（10.1），接收第三反射光（7.2）的第三光电探测器（9.2），以及接收第四反射光（8.2）的第四光电探测器（10.2），所述的第一光电探测器（9.1）通过第一高速跨阻放大器（11.1）连接第一差分放大器或第一信号合路器（15.1），所述的第二光电探测器（10.1）通过第二高速跨阻放大器（12.1）连接第一差分放大器或第一信号合路器（15.1），所述的第三光电探测器（9.2）通过第三高速跨阻放大器（11.2）连接第二差分放大器或第二信号合路器（15.2），所述的第四光电探测器（10.2）通过第四高速跨阻放大器（12.2）连接第二差分放大器或第二信号合路器（15.2）。

5.根据权利要求3所述的连续平衡路径补偿的光电接收机，其特征在于，所述的第三直角三棱柱多面反射镜（6.2）和第二直角三棱柱多面反射镜（6.1）是可移动的反射棱镜。

6.一种权利要求1所述的连续平衡路径补偿的光电接收机的补偿方法，其特征在于，通过第四直角全反射棱镜（5）的移动连续改变所述的光电接收机输出光信号的一个分支光程长度，实现对DPSK光解调器干涉解调后的双路信号路径长度的连续平衡补偿的功能；并且通过正方棱柱多面反射镜（6）的移动连续改变DPSK光解调器干涉解调后的双路光信号即第一反射光（7）和第二反射光（8）的间隔，以适应第一第二光探测器（9，10）间距的变化。

7.一种权利要求3所述的连续平衡路径补偿的光电接收机的补偿方法，其特征在于，通过四个可移动的全反射棱镜：第三直角全反射棱镜（4.1）和第五直角全反射棱镜（5.1）以及第四直角全反射棱镜（4.2）和第六直角全反射棱镜（5.2），连续改变两个光解调器干涉解调后输出的四路光信号（7.1）、（7.2）、（8.1）、（8.2）的任意两路光信号之间的相对路径长度，实现对DQPSK光解调器干涉解调后的两个双路信号路径长度的连续平衡补偿；同时也改变第二反射光（7.1）与第一反射光（8.1）以及第三反射光（7.2）与第四反射光（8.2）之间的间隔，以适应第一光电探测器（9.1）与第二光电探测器（10.1）和第三光电探测器（9.2）与第四光电探测器（10.2）间距的变化。

Images