CN102158284B - 一种光信号偏振方向确定及功率均衡系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光信号偏振方向确定及功率均衡系统，包括偏振方向确定部分以及功率均衡两个部分。当经过长途传输的、具有随机偏振方向光信号S₁到来时，首先进入本发明偏振方向确定部分，经过功率提升、滤波，然后用偏振分束器分解为正交偏振的平行方向光信号S_//和垂直方向光信号S_⊥，注入保偏光纤中，受保偏光纤自相位调制进行频谱展宽后信号分离出来，再分别通过偏移滤波器提取出进行了夹角判决和功率初步均衡的光信号输出得到了偏振方向确定并一致、抖动幅度小功率均衡的光信号输出S′_1-1、S′_1-2。光信号输出S′_1-1、S′_1-2在功率均衡部分全光逻辑或门来实现得到系统输出光信号S₅，而输出光信号S₅的功率主要由探测波功率来确定，这样就实现了本发明中的功率均衡。另外也由于本发明中所需要的材料都是已经商业化的产品，所以实现本发明也很容易。

Description

一种光信号偏振方向确定及功率均衡系统

技术领域

本发明属于光纤通信技术领域，更为具体地讲，涉及一种在光通信局端进行全光信号处理前，对输入的光信号偏振方向随机性和幅度抖动进行处理，得到偏振方向确定及功率均衡光信号的系统。

背景技术

为了实现长距离传输需要进行光信号的再生处理。随着通信信息量的增大和光纤传输速率的大幅度提高，在电域进行再生处理具有速率瓶颈，因此，光信号的再生处理必须使用全光再生处理技术。

在全光3R(Reamplified，Retiming，Reshaping)再生处理技术中，主要有基于有源方式的全光再生处理方法和使用高非线性光纤中非线性效应的全光再生处理方法两种方法：

1、有源方式

在有源方式的全光再生处理方法中，利用了半导体激光二极管或半导体光放大器的增益饱和与非线性幅度调制和相位调制特性，由于这类器件是集成在光波导上的，因此在光信号的处理中具有偏振相关输出特点。

2、高非线性光纤中非线性效应方式

在基于高非线性光纤的非线性效应进行全光再生处理中，主要应用了光纤中的自相位调制、交叉相位调制和四波混频效应，而这些效应也具有偏振相关性，其作用效率的高低与相互作用光波间的偏振方向有直接关系，尤其是交叉相位调制效应对偏振方向非常敏感，导致输出光信号不稳定且开展下一级级联时会因为偏振调制不稳定性使信号进一步恶化。

目前处理非线性作用的偏振相关性采用的主要方法是利用正交偏振分量之间的作用，如正交泵浦、信号与泵浦均采用正交输入或使用参量过程的受激辐射，但是由于输出光信号偏振方向无法确定，导致在下一级级联处理时同样会遇到无法解决的偏振相关问题；同时，应用光纤非线性效应进行全光再生处理时，输出光信号受输入光信号幅度抖动影响较大。因此，为了实现全光再生处理中输出光信号与输入光信号偏振方向无关且能够产生功率均衡的输出信号，需要在进行全光再生处理前对输入光信号进行预处理，使得作为全光再生处理的输入光信号具有确定的偏振方向且功率均衡。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种使偏振方向随机变化的输入光信号具有确定偏振方向且功率均衡的光信号偏振方向确定及功率均衡系统

为实现上述目的，本发明光信号偏振方向确定及功率均衡系统，其特征在于包括偏振方向确定部分以及功率均衡两个部分；

所述的偏振方向确定部分包括：

第一光放大器，用于对输入的波长为λ₁的光信号S₁进行放大，以使其达到偏振方向确定所需的峰值功率水平；

-带通滤波器，其中心波长为λ₁，用于对经第一光放大器放大后的波长为λ₁的光信号S₁进行带通滤波，以抑制光放大器的自发辐射噪声，滤波后输出波长为λ₁的光信号S₂；

-偏振分束器，用于将带通滤波器输出的波长为λ₁的光信号S₂分解为正交偏振的平行方向光信号S_//和垂直方向光信号S_⊥；

-保偏光纤，其具有高非线性，用于提供强的非线性光谱展宽效应；

第一偏振控制器以及第一光环行器，第一偏振控制器调整偏振分束器分解出的平行方向光信号S_//的偏振方向，调整后的平行方向光信号S_//通过第一光环行器引导入保偏光纤中；调整平行方向光信号S_//的偏振方向目的是使其与保偏光纤的主轴对准；

第二偏振控制器以及第二光环行器，第二偏振控制器调整偏振分束器分解出的垂直方向光信号S_⊥的偏振方向，调整后的垂直方向光信号S_⊥通过第二光环行器引导入保偏光纤中；调整垂直方向光信号S_⊥的偏振方向目的是使其与保偏光纤的主轴对准；

平行方向光信号S_//、垂直方向光信号S_⊥受到保偏光纤中自相位调制将光谱展宽；第一光环行器将经过保偏光纤后的垂直方向光信号S_⊥输出到第三偏振控制器中，第二光环行器将经过保偏光纤后的平行方向光信号S_//输出到第四偏振控制器中；

第三偏振控制器，用于保持经第一光环行器输出垂直方向光信号S_⊥的垂直方向；

第四偏振控制器，用于保持经第二光环行器输出平行方向光信号S_//的平行方向；

第一偏移滤波器，其中心波长为λ₂，用于对第三偏振控制器保持后输出垂直方向光信号S_⊥进行偏移滤波，滤波后得到波长为λ₂的光信号S′_⊥，光信号S′_⊥为光信号S₁的偏振方向与垂直方向的夹角的判决；

第二偏移滤波器，其中心波长为λ₂，用于对第四偏振控制器保持后输出的平行方向光信号S_//进行偏移滤波，滤波后得到为波长为λ₂的光信号S′_//，光信号S′_//为光信号S₁的偏振方向与平行方向的夹角的判决输出并作为偏振方向确定部分的一路光信号输出S′_1-1；

-法拉第旋转器，用于改变经第一偏移滤波器滤波输出的光信号S′_⊥偏振方向，使其旋转90度，变成平行方向并作为偏振方向确定部分的另一路光信号输出S′_1-2；

在偏振方向确定部分，第一光放大器、保偏光纤以及第一、二偏移滤波器满足光信号S₁偏振方向与水平方向的夹角θ＝45°时，γP₀L_effG/T₀＞2(δω_shift+2δω_FWHM)，其中，T₀为输入光信号S₁的脉冲宽度，P₀为输入光信号S₁的峰值功率即“1”码的峰值功率，G为第一功率放大器的功率放大倍数，L_eff为保偏光纤的有效长度、γ为保偏光纤非线性系数、δω_shift为第一、二偏移滤波器的中心频率相对于光信号S₁中心频率偏移量，δω_FWHM为第一、二偏移滤波器的带宽；

所述的功率均衡部分为一全光逻辑或门，包括：

第一全光逻辑非门及第二光放大器，偏振方向确定部分的一路光信号输出S′_1-1作为泵浦信号、波长为λ₃的连续波作为探测信号，输入到第一全光逻辑非门中，输出波长为λ₃的、将光信号输出S′_1-1逻辑非的光信号S_3-1，然后送到第二光放大器放大；

第二全光逻辑非门及第三光放大器，偏振方向确定部分的另一路光信号输出S′_1-2作为泵浦信号、波长为λ₄的连续波作为探测信号，输入到第二全光逻辑非门中，输出波长为λ₄的、将光信号输出S′_1-2逻辑非的光信号S_3-2，然后送到第三光放大器放大；

一全光逻辑与门，放大后的光信号S_3-1作为探测信号、放大后的光信号S_3-2作为泵浦信号，输入到全光逻辑与门中，输出波长为λ₃的光信号S_3-1、光信号S_3-2的与光信号S₄；

第四光放大器及第三全光逻辑非门，与光信号S₄在第四光放大器中放大后，作为泵浦信号输入到第三全光逻辑非门中，波长为λ₅的连续波作为探测信号输入到第三全光逻辑非门中，第三全光逻辑非门输出波长为λ₅的具有确定偏振方向且功率均衡的系统输出光信号S₅。

本发明目的是这样实现的：

当经过长途传输的、具有随机偏振方向的波长为λ₁的光信号S₁到来时，首先进入本发明的第一段，即偏振方向确定部分，经过第一光放大器将功率提升，然后用一个中心波长为λ₁的带通滤波器来抑制放大的自发辐射噪声，滤波输出光信号S₂；用偏振分束器将放大、滤波后得到的具有随机偏振方向的光信号S₂分解为正交偏振的平行方向光信号S_//和垂直方向光信号S_⊥，平行方向光信号S_//和垂直方向光信号S_⊥沿相反方向分别经第一、二光环行器注入保偏光纤中，受保偏光纤自相位调制进行频谱展宽后信号再次分别通过第二、一光环行器分离出来，再分别通过中心波长为λ₂的第二、一偏移滤波器提取出进行了夹角判决和功率初步均衡的光信号输出S′_//、S′_⊥；利用法拉第旋转器将经第一偏移滤波器滤波后的光信号输出S′_⊥进行90度偏振旋转，这样第一级的两个输出端口就得到了偏振方向确定并一致、抖动幅度小功率均衡的光信号输出S′_1-1、S′_1-2，光信号输出S′_1-1、S′_1-2波形由第二、一偏移滤波器的类型确定，而偏振方向完全确定为平行方向，当然也可以确定为垂直方向。

但此时，如果直接进行光信号输出S′_1-1、S′_1-2的矢量复合与偏振检测，如用偏振复合器进行直接合成，会出现输入光信号S₁的偏振角θ在某些角度范围内信号丢失，即光信号输出S′_1-1、S′_1-2全无，这是本发明解决的关键问题之一。因此，在本发明中，需要进行第二级即功率均衡部分的光信号处理。第二级用具有功率鉴别功能的由三个全光逻辑非门及一个全光逻辑与门组成的全光逻辑或门来实现，本发明是基于高非线性光纤中交叉相位调制效应实现的，对偏振方向极为敏感，但正是因为第一段输出场偏振方向已经被确定，使得第二段完全可以确定光信号传输过程中的偏振方向，这就是本发明进行全光偏振方向确定的关键所在。在全光“或”逻辑运算中，只要检测到信号中有“1”态就输出“1”，而在判别中又使用了只与功率相关的标量化操作，同时其系统输出光信号S₅的功率主要由探测波功率来确定，这样就实现了本发明中的功率均衡。另外也由于本发明中所需要的材料都是已经商业化的产品，所以实现本发明也很容易。

附图说明

图1是本发明光信号偏振方向确定及功率均衡系统结构图；

图2是图1所示的全光逻辑或门结构图；

图3是图2所示的全光逻辑非门一种具体实施方式的结构图；

图4是本发明实施过程产生的结果图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行描述，以便本领域的技术人员更好地理解本发明。需要特别提醒注意的是，在以下的描述中，当已知功能和设计的详细描述也许会淡化本发明的主要内容时，这些描述在这里将被忽略。

实施例1

图1是本发明光信号偏振方向确定及功率均衡系统结构图。

在本实施例中，如图1所示，本发明光信号偏振方向确定及功率均衡系统分为两级来实现，即第一级偏振方向确定部分以及第二级功率均衡部分。

第一级将输入的具有随机偏振方向的光波长为λ₁的光信号S₁处理为具有相同偏振方向的、幅度经初步均衡后的双路光信号输出S′_1-1、S′_1-2，第二级利用全光逻辑或门完成两路光信号输出S′_1-1、S′_1-2的功率复合和最终均衡。

如图1所示，在本实施例中，所述的偏振方向确定部分包括：第一光放大器101、带通滤波器102、偏振分束器103、第一、二、三、四偏振控制器104、105、106和107、第一、二光环行器108和109、保偏光纤110、第一、二偏移滤波器111和112、法拉第偏振旋转器113。

输入的波长为λ₁的光信号S₁，其偏振方向在X-Y坐标系中，与X方向即平行方向的夹角为θ，Y方向为垂直方向。

光信号S₁经第一光放大器101放大，使其达到偏振方向确定所需的峰值功率水平，然后利用一个中心波长为λ₁的带通滤波器102进行滤波，抑制掉由第一光放大器101产生的自发辐射噪声，滤波后输出波长为λ₁的光信号S₂。

光信号S₂通过偏振分束器103分解为正交偏振的平行方向光信号S_//和垂直方向光信号S_⊥；再利用第一、二偏振控制器104和105调整平行方向光信号S_//和垂直方向光信号S_⊥的偏振方向使其分别通过第一、二光环行器108和109后均对准保偏光纤110的主轴。

平行方向光信号S_//经第一环行器108进入保偏光纤110，受到保偏光纤110中自相位调制将光谱展宽，后经第一环行器109输出到第四偏振控制器107以保持平行偏振方向不变，再利用中心波长为λ₂的第二偏移滤波器112滤波，产生输出光信号S′_//，光信号S′_//偏振方向在平行方向即X方向，作为偏振方向确定部分的一路光信号输出S′_1-1；垂直方向光信号S_⊥经第二环行器109进入保偏光纤110，受到保偏光纤110中自相位调制将光谱展宽，后经第一光环行器108输出到第三偏振控制器106，再利用中心波长为λ₂的第一偏移滤波器111滤波，滤波输出光信号S′_⊥经法拉第旋转器113将偏振方向旋转90度，产生并作为偏振方向确定部分的另一路光信号输出S′_1-2，此信号偏振方向在平行方向即X方向；这两路光信号输出S′_1-1、S′_1-2即为第一级输出信号，偏振方向被确定为平行方向即X方向。

两路光信号输出S′_1-1、S′_1-2在全光逻辑或门2中进行逻辑或，最终输出波长为λ₅的具有确定偏振方向且功率均衡的系统输出光信号S₅。

图2是图1所示的全光逻辑或门结构图。

在本实施例中，如图2所示，全光逻辑或门包括第一、二全光逻辑非门201、202、第二、三光放大器203、204、全光逻辑与门205、第四光放大器206及第三全光逻辑非门207。

第一、二全光逻辑非门201、202、全光逻辑与门205、第三全光逻辑非门207使用四个基于保偏光纤的光纤环路镜分别构成，实现这一级就实现了全光逻辑“或”。

偏振方向确定部分的一路光信号输出S′_1-1作为泵浦信号、波长为λ₃的连续波作为探测信号，输入到第一全光逻辑非门201中，输出波长为λ₃的与光信号输出S′_1-1逻辑非的光信号S_3-1，即

然后送到第二光放大器203放大。

偏振方向确定部分的另一路光信号输出S′_1-2作为泵浦信号、波长为λ₄的连续波作为探测信号，输入到第二全光逻辑非门202中，输出波长为λ₄的与光信号输出S′_1-2逻辑非的光信号S_3-2，即

然后送到第三光放大器204放大。

放大后的光信号S_3-1作为探测信号、放大后的光信号S_3-2作为泵浦信号，输入到全光逻辑与门205中，输出光信号S_3-1、光信号S_3-2的与信号S₄，其波长为λ₃。

与信号S₄在第四光放大器206中放大后，作为泵浦信号输入到第三全光逻辑非门207中，波长为λ₅的连续波作为探测信号输入到第三全光逻辑非门207中，第三全光逻辑非门207输出波长为λ₅的具有确定偏振方向且功率均衡的系统输出光信号S₅，这就是系统输出的最终信号。

值得注意的是最后使用的是一个“非”门，即第三全光逻辑非门207能够将偏振态确定的、幅度均衡的输出光信号S₅载波波长λ₅变换到原来的载波上，即可以本实施例中使用的是λ₅＝λ₂，这个功能是非常灵活的，可以根据需要将波长变换到相应的波长上。同时第三全光逻辑非门207使用的是逻辑非运算，所以输出光信号S₅峰值功率被锁定到波长为λ₅的连续波的平均功率上，同时由于输入第二级的第一级光信号输出S′_1-1、S′_1-2偏振方向是确定的，而全光逻辑门201、202、205、207中传输光的偏振方向也被调整到该方向上，所以输出光信号S₅的偏振方向也被锁定到平行方向，即X方向。

图3是图2所示的全光逻辑非门一种具体实施方式的结构图。

在本实施例中，图3是图2所示的第一、二、三全光逻辑非门201、202和207的具体实施方式的结构图，三个全光逻辑非门201、202和207的结构是完全相同的，是基于保偏的非线性光纤环实现的，在此以第一全光逻辑非门201为例进行说明。

全光逻辑非门包括：第五光放大器301、第五、六偏振控制器302、307，1:1第一偏振保偏耦合器303，第一、二波分复用器304、306，长度为L的保偏光纤305，第三光环行器308，第一光隔离器309。

实施过程是：由1:1第一偏振保偏耦合器303及长度为L的保偏光纤305构成一个非线性光纤环，用第五、六偏振控制器302、307对进入环中传输光信号的偏振方向进行微调。波长为λ₃的连续波作为探测信号从环的左端输入，经过第三光环行器308后再经1:1保偏耦合器303分成两路功率相等的信号分别沿顺时针和逆时针方向在光纤环中传输。光信号输出S′_1-1作为泵浦信号经第五放大器301将其峰值功率提升到光纤环的开关阈值功率，通过第一波分复用器304从环的左边耦合入光纤环中，沿顺时针方向运动。对光纤环中顺时针方向传输的、同偏振方向的连续波产生交叉相位调制后经过光纤环右边第二波分复用器306溢出光纤环外，因此在光纤环内沿顺时针方向传输的连续波受到输入泵浦脉冲的强交叉相位调制作用。当光信号S′_1-1输入为“0”时，光纤环连续波反射光经第三光环行器308输出，当光信号S′_1-1输入为“1”时，光纤环透射输出At被第一光隔离器吸收，则经过第三光环行器308没有光信号输出，这样就实现了输出信号与输入信号的反转即逻辑“非”，输出光信号S_3-1的波长为λ₃。全光逻辑非门的结构和工作原理属于现有技术，在此不再赘述。

全光逻辑与门的结构与全光逻辑非门的结构相同，只是输出从光纤环透射输出At，其结构和工作原理属于现有技术，在此不再赘述。

图4是本发明实施过程产生的结果图。

在图4中，横轴表示波长为λ₁的光信号S₁偏振方向与X轴的夹角θ，单位为度，纵轴是输出功率，单位为mw。曲线501、504、507分别对应三个光信号S₁的峰值功率时的光信号输出S′_1-1的峰值功率，曲线502、505、508分别对应三个光信号S₁的峰值功率时的光信号输出S′_1-2的峰值功率，曲线503、506、509分别对应三个光信号S₁的峰值功率时的输出光信号S₅的峰值功率。

具体实施过程是这样的：首先通过调整第二至六光放大器203、204、206、301、401(第六光放大器为全光逻辑与门205中的光放大器，未画出)的增益将四个门201、202、205和207调整为全开关状态，即泵浦峰值功率为各对应环的阈值功率，这个功率需要根据环长度和非线性系数来确定。假设输入光信号S₁的脉冲宽度为T₀，峰值功率为P₀即“1”码的峰值功率，第一功率放大器101的功率放大倍数为G，保偏光纤110的有效长度为L_eff、非线性参数为γ、第一、二偏移滤波器111、112的中心频率相对于光信号S₁中心频率偏移量为δω_shift，带宽为δω_FWHM。当cos²θ·γP₀L_effG/T₀≥δω_shift+2δω_FWHM得到满足时，光信号输出S′_1-1有基本恒定输出，而sin²θ·γP₀L_effG/T₀≥δω_shift+2δω_FWHM得到满足时，光信号输出S′_1-2有基本恒定输出。如果θ＝45°时，γP₀L_effG/T₀＝2(δω_shift+2δω_FWHM)，则输出曲线如图4中501、502和503所示。如果θ＜45°时，γP₀L_effG/T₀＜2(δω_shift+2δω_FWHM)，则输出曲线如图4中504、505和506所示。如果θ≥45°时，γP₀L_effG/T₀＞2(δω_shift+2δω_FWHM)，则输出曲线如图4中507、508和509所示。这几个条件中，最低限度要满足曲线501、502和503的条件，否则会出现504、505和506的情况，这是因为在45°左右时均达不到第一、二偏移滤波器输出需要的光谱展宽量即γP₀L_effG/T₀＜2(δω_shift+2δω_FWHM)，光信号输出S′_1-1和光信号输出S′_1-2中同时没有值，在最后的输出光信号S₅＝0，出现了确定偏振方向的空缺，所以选定的判决点偏振角θ应该满足cos²θ·γP₀L_effG/T₀≥δω_shift+2δω_FWHM，这需要根据图4曲线507和508交叠区域的长度来确定，只要满足该条件，光信号输出S′_1-1和光信号输出S′_1-2中至少有一个输出不会为零，保证了不会漏判“1”码，同时也滤出了因为噪声形成的光信号S₁的基座。而最后输出光信号S₅的峰值功率则由波长为λ₅的连续波的功率确定，一般在1mw左右，本实施例中选择了该值，而输出光信号S₅的波长也由连续波的波长λ₅确定，但是偏振方向在第一级光信号输出S′_1-1和光信号输出S′_1-2的方向就已经确定。由此可见，本方案具有输出信号波长选择灵活、峰值功率大小选择灵活的优势。

尽管上面对本发明说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

Claims (2)

1.一种光信号偏振方向确定及功率均衡系统，其特征在于包括偏振方向确定部分以及功率均衡两个部分；

所述的偏振方向确定部分包括：

第一光放大器，用于对输入的波长为λ₁的光信号S₁进行放大，以使其达到偏振方向确定所需的峰值功率水平；

一带通滤波器，其中心波长为λ₁，用于对经第一光放大器放大后的波长为λ₁的光信号S₁进行带通滤波，以抑制光放大器的自发辐射噪声，滤波后输出波长为λ₁的光信号S₂；

一偏振分束器，用于将带通滤波器输出的波长为λ₁的光信号S₂分解为正交偏振的平行方向光信号S_//和垂直方向光信号S_⊥；

一保偏光纤，其具有高非线性，用于提供强的非线性光谱展宽效应；

第一偏振控制器以及第一光环行器，第一偏振控制器调整偏振分束器分解出的平行方向光信号S_//的偏振方向，调整后的平行方向光信号S_//通过第一光环行器引导入保偏光纤中；调整平行方向光信号S_//的偏振方向目的是使其与保偏光纤的主轴对准；

第二偏振控制器以及第二光环行器，第二偏振控制器调整偏振分束器分解出的垂直方向光信号S_⊥的偏振方向，调整后的垂直方向光信号S_⊥通过第二光环行器引导入保偏光纤中；调整垂直方向光信号S_⊥的偏振方向目的是使其与保偏光纤的主轴对准；

平行方向光信号S_//、垂直方向光信号S_⊥受到保偏光纤中自相位调制将光谱展宽；第一光环行器将经过保偏光纤后的垂直方向光信号S_⊥输出到第三偏振控制器中，第二光环行器将经过保偏光纤后的平行方向光信号S_//输出到第四偏振控制器中；

第三偏振控制器，用于保持经第一光环行器输出垂直方向光信号S_⊥的垂直方向；

第四偏振控制器，用于保持经第二光环行器输出平行方向光信号S_//的平行方向；

第一偏移滤波器，其中心波长为λ₂，用于对第三偏振控制器保持后输出垂直方向光信号S_⊥进行偏移滤波，滤波后得到波长为λ₂的光信号S′_⊥，光信号S′_⊥为光信号S₁的偏振方向与垂直方向的夹角的判决；

第二偏移滤波器，其中心波长为λ₂，用于对第四偏振控制器保持后输出的平行方向光信号S_//进行偏移滤波，滤波后得到为波长为λ₂的光信号S′_//，光信号S′_//为光信号S₁的偏振方向与平行方向的夹角的判决输出并作为偏振方向确定部分的一路光信号输出S′_1-1；

一法拉第旋转器，用于改变经第一偏移滤波器滤波输出的光信号S′_⊥偏振方向，使其旋转90度，变成平行方向并作为偏振方向确定部分的另一路光信号输出S′_1-2；

在偏振方向确定部分，第一光放大器、保偏光纤以及第一、二偏移滤波器满足光信号S₁偏振方向与水平方向的夹角θ=45°时，γP₀L_effG/T₀>2(δω_shift+2δω_FWHM)，其中，T₀为输入光信号S₁的脉冲宽度，P₀为输入光信号S₁的峰值功率即“1”码的峰值功率，G为第一功率放大器的功率放大倍数，L_eff为保偏光纤的有效长度、γ为保偏光纤非线性系数、δω_shift为第一、二偏移滤波器的中心频率相对于光信号S₁中心频率偏移量，δω_FWHM为第一、二偏移滤波器的带宽；

所述的功率均衡部分为一全光逻辑或门，包括：

第一全光逻辑非门及第二光放大器，偏振方向确定部分的一路光信号输出S′_1-1作为泵浦信号、波长为λ₃的连续波作为探测信号，输入到第一全光逻辑非门中，输出波长为λ₃的、将光信号输出S′_1-1逻辑非的光信号S_3-1，然后送到第二光放大器放大；

第二全光逻辑非门及第三光放大器，偏振方向确定部分的另一路光信号输出S′_1-2作为泵浦信号、波长为λ₄的连续波作为探测信号，输入到第二全光逻辑非门中，输出波长为λ₄的、将光信号输出S′_1-2逻辑非的光信号S_3-2，然后送到第三光放大器放大；

一全光逻辑与门，放大后的光信号S_3-1作为探测信号、放大后的光信号S_3-2作为泵浦信号，输入到全光逻辑与门中，输出波长为λ₃的光信号S_3-1、光信号S_3-2的与光信号S₄；

第四光放大器及第三全光逻辑非门，与光信号S₄在第四光放大器中放大后，作为泵浦信号输入到第三全光逻辑非门中，波长为λ₅的连续波作为探测信号输入到第三全光逻辑非门中，第三全光逻辑非门输出波长为λ₅的具有确定偏振方向且功率均衡的系统输出光信号S₅。

2.根据权利要求1所述的光信号偏振方向确定及功率均衡系统，其特征在于，所述的第一、二、三全光逻辑非门以及全光逻辑与门是基于保偏的非线性光纤环实现的。

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