CN111628827A - 一种相干光学接收装置及光信号解调装置 - Google Patents

Abstract

一种相干光学接收装置及光信号解调装置，能够适用于任意偏振态的信号光和本振光，该装置包括：第一输入端口、第二输入端口、第一分光元件、第二分光元件、偏振旋转器、第一混频器、第二混频器；两个输入端口中的其中一个输入端口用于输入信号光，另一输入端口用于输入本振光；第一分光元件用于将第一输入端口输入的光束分为第一光束和第二光束；偏振旋转器用于将第一光束的偏振态方向旋转预设角度；第二分光元件用于将第二输入端口输入的光束分为第三光束和第四光束；第一混频器用于接收偏振态旋转后的第一光束和第三光束，对第一光束和第三光束进行混频；第二混频器用于接收第二光束和第四光束，对第二光束和第四光束进行混频。

Description

一种相干光学接收装置及光信号解调装置

技术领域

本申请涉及光通信技术领域，尤其涉及一种相干光学接收装置及光信号解调装置。

背景技术

随着云技术的发展，许多大型数据中心大规模扩容，形成局部的数据中心网络(data center network，DCN)。DCN内部的距离短，几十米到几公里不等。DCN内部大量交换机之间的传输流量增长迅速，对低成本、超大带宽光信号传输有着强烈的诉求。

相干光传输系统的带宽高达百Tbit/s，已经广泛应用于长途骨干、海洋等光通信网络中，在DCN中有很大的潜力。现有的相干光传输系统使用的相干接收前端，需求使用偏振态固定的本振光，且偏振态必须与相干接收前端的光轴保持固定的角度。如果本振光的偏振态随着时间变化，则会这导致相干接收前端的输出电信号出现衰减或中断。这种对本振光的偏振态的特殊要求，限制了相干光传输技术在DCN中的应用。

发明内容

本申请实施例提供一种相干光学接收装置及光信号解调装置，用以解决相干光学接收前端中本振光的偏振态变化会导致输出信号出现衰减或中断的技术问题。

第一方面，本申请实施例提供一种相干光学接收装置，该装置包括：第一输入端口、第二输入端口、第一分光元件、第二分光元件、偏振旋转器、第一混频器、第二混频器；其中，第一输入端口和第二输入端口中的其中一个输入端口用于输入信号光，另一输入端口用于输入本振光；第一分光元件用于将第一输入端口输入的光束分为第一光束和第二光束；偏振旋转器用于将第一光束的偏振态方向旋转预设角度；第二分光元件用于将第二输入端口输入的光束分为第三光束和第四光束；第一混频器用于接收偏振态旋转后的第一光束和第三光束，对第一光束和第三光束进行混频；第二混频器用于接收第二光束和第四光束，对第二光束和第四光束进行混频。

采用该技术方案，通过在相干光学接收装置中的第一分光元件之后设置偏振旋转器，可对本振光分光得到的其中一束光的偏振态进行旋转，进而能够使得进入第一混频器和第二混频器的本振光的偏振态方向相互垂直，实现对信号光在相互垂直的两个本振光方向上的分量的强度进行准确测量的效果，从而消除相干光接收装置对本振光偏振态方向的依赖性，确保当本振光的偏振态随时间变化时相干光学接收装置的输出信号也可保持稳定，拓宽相干光传输技术的适用范围。

在一种可能的设计中，所述预设角度与90度之差的绝对值小于等于第一阈值。

在一种可能的设计中，偏振旋转器包括磁光晶体和磁环；磁光晶体的横截面为圆形，磁光晶体的横截面半径大于第一光束的半径；或者，磁光晶体的横截面为长方形，磁光晶体的横截面的最小边长大于第一光束的半径。

在一种可能的设计中，第一混频器、第二混频器为偏振无关混频器或低偏振相关混频器。

在一种可能的设计中，第一混频器、第二混频器中的任一混频器包括：第三分光元件、第四分光元件、相位延迟元件、第五分光元件、第六分光元件；其中，第三分光元件用于将输入的光束分成第五光束和第六光束；第四分光元件用于将输入的光束分成第七光束和第八光束；相位延迟元件用于将第七光束的相位延迟第二阈值；第五分光元件用于将第五光束和第八光束重新分配得到第九光束和第十光束；第六分光元件用于将第六光束和经相位延迟后的第七光束重新分配得到第十一光束和第十二光束。

在一种可能的设计中，该相干光学接收装置中还包括光电探测器，所述任一混频器输出的第九光束、第十光束、第十一光束和第十二光束分别输入对应的光电探测器。

在一种可能的设计中，第二阈值为π/2。

在一种可能的设计中，第三分光元件、第四分光元件、第五分光元件、第六分光元件均为偏振无关的分光元件。

在一种可能的设计中，第一分光元件与第一混频器、第二混频器的各路输出光束对应的光电探测器之间的光程，以及第二分光元件与第一混频器、第二混频器的各路输出光束对应的光电探测器之间的光程均相同。

在一种可能的设计中，第一分光元件、第二分光元件为1*N的光功率分配器，N大于等于2；第一光束和第二光束的功率比小于1.5，且第三光束和第四光束的功率比小于1.5。

第二方面，本申请实施例提供了一种相干光学接收装置，该装置包括：第一输入端口、第二输入端口、第一分光元件、第二分光元件、偏振旋转器、第一混频器、第二混频器，以及第一混频器和第二混频器的各路输出光束对应的光电探测器、模数转换器和数字信号处理器；

其中，第一输入端口和第二输入端口中的其中一个输入端口用于输入信号光，另一输入端口用于输入本振光；第一分光元件用于将第一输入端口输入的光束分为第一光束和第二光束；偏振旋转器用于将第一光束的偏振态方向旋转预设角度；第二分光元件用于将第二输入端口输入的光束分为第三光束和第四光束；第一混频器用于接收偏振态旋转后的第一光束和第三光束，对第一光束和第三光束进行混频；第二混频器用于接收第二光束和第四光束，对第二光束和第四光束进行混频。

在一种可能的设计中，该相干光学接收装置中还包括第一混频器和第二混频器的各路输出光束对应的差分放大器、去直流滤波器和跨阻抗放大器。

在一种可能的设计中，所述预设角度与90度之差的绝对值小于等于第一阈值。

在一种可能的设计中，偏振旋转器包括磁光晶体和磁环；磁光晶体的横截面为圆形，磁光晶体的横截面半径大于第一光束的半径；或者，磁光晶体的横截面为长方形，磁光晶体的横截面的最小边长大于第一光束的半径。

在一种可能的设计中，第一混频器、第二混频器为偏振无关混频器或低偏振相关混频器。

在一种可能的设计中，第一混频器、第二混频器中的任一混频器包括：第三分光元件、第四分光元件、相位延迟元件、第五分光元件、第六分光元件；其中，第三分光元件用于将输入的光束分成第五光束和第六光束；第四分光元件用于将输入的光束分成第七光束和第八光束；相位延迟元件用于将第七光束的相位延迟第二阈值；第五分光元件用于将第五光束和第八光束重新分配得到第九光束和第十光束；第六分光元件用于将第六光束和经相位延迟后的第七光束重新分配得到第十一光束和第十二光束。

在一种可能的设计中，该任一混频器输出的第九光束、第十光束、第十一光束和第十二光束分别输入对应的光电探测器。

在一种可能的设计中，第二阈值为π/2。

在一种可能的设计中，第三分光元件、第四分光元件、第五分光元件、第六分光元件均为偏振无关的分光元件。

在一种可能的设计中，第一分光元件与第一混频器、第二混频器的各路输出光束对应的光电探测器之间的光程，以及第二分光元件与第一混频器、第二混频器的各路输出光束对应的光电探测器之间的光程均相同。

在一种可能的设计中，第一分光元件、第二分光元件为1*N的光功率分配器，N大于等于2；第一光束和第二光束的功率比小于1.5，且第三光束和第四光束的功率比小于1.5。

第三方面，本申请实施例提供了一种光信号解调装置，该装置包括：第一方面或第一方面的任一种可能的设计中的相干光学接收装置，以及与相干光学接收装置依次连接的差分运算单元、去直流滤波单元、跨阻抗转换单元、模数转换单元、数字信号处理单元。

采用该技术方案，光信号解调装置能够支持任意偏振态的本振光和信号光的输入，从而增强光信号解调装置的解调性能，扩宽相干光传输技术的适用范围。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种相干光学接收装置的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的另一种相干光学接收装置的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的又一种相干光学接收装置的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的一种偏振旋转器的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的再一种相干光学接收装置的结构示意图；

图6为本申请实施例提供的一种偏振无关混频器的结构示意图；

图7为本申请实施例提供的一种光信号解调装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施例作进一步地详细描述。

以下，对本申请实施例中的部分用语进行解释说明，以便于本领域技术人员理解。

1)相干光，是指有确定的频率和相位的光信号。一般来说，可以为由激光器产生的具有空间叠加、相互干涉特性的激光。

2)相干光传输系统，也称为相干光通信系统，是一种光纤通信系统。它采用单一频率的相干光源，利用光的相位、频率、幅度等多个维度的参量来承载更多的调制信息，以充分利用光纤带宽，实现超高容量的传输。相干光传输系统的基本结构包括：光发送机、光纤和光接收机等。其中，光反射机，用于将需要外传的信号调制到光载波上，以适应光传输的要求。可以采用直接调制或外调制的方式，对光载波进行幅度、频率和相位调制。光接收机，用于对信号光进行相干检测，通过检测本振光和信号光的差来提高接收的灵敏度。这里，信号光是指相干光传输系统中传输的光信号，本振光是指在接收机一侧由本地振荡器产生的激光。

本申请实施例中提供的相干光学接收装置和光信号解调装置为应用在光接收机中的装置，该相干光学接收装置可以为光接收机中的前端设备，也可以被称为相干接收前端，光信号解调装置可以为光接收机。

需要理解的是，在下文的描述中，“第一”、“第二”等词汇，仅用于区分描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，也不能理解为指示或暗示顺序。

请参阅图1，为本申请实施例提供的一种相干光学接收装置的结构示意图。该装置包括：第一输入端口、第二输入端口、第一分光元件、第二分光元件、偏振旋转器(polarizationrotator，PR)、第一混频器和第二混频器。进一步地，该相干光学接收装置中还可包括第一输入端口对应的第一透镜、第二输入端口对应的第二透镜，以及用于调整光路方向的若干个反射镜等。

在一种可能的设计中，该相干光学接收装置中还可包括第一混频器和第二混频器的各路输出光束对应的光电探测器、差分放大器、去直流滤波器、跨阻抗放大器、模数转换器、数字信号处理器等，图1中暂未示出。其中，光电探测器的数量可以与第一混频器和第二混频器的输出光束的数量相同，差分放大器、去直流滤波器、跨阻抗放大器、模数转换器的也是如此。数字信号处理器的数量可以为一个或多个，本申请并不限定。

第一输入端口和第二输入端口可以为该相干光学接收装置的光纤输入端口。第一输入端口和第二输入端口中的其中一个输入端口用于输入信号光，另一个输入端口用于输入本振光。例如，在图2中所示的相干光学接收装置中，第一输入端口用于输入信号光，第二输入端口用于输入本振光，在图3所示的相干光学接收装置中，第一输入端口用于输入本振光，第二输入端口用于输入信号光。需要说明的是，本申请实施例对信号光和本振光的偏振态不作具体限定，即不要求本振光的偏振态固定，信号光和本振光的偏振态的方向可以随着时间而实时、动态地变化。

第一分光元件和第二分光元件可以为与偏振无关的分光器。第一分光元件用于将第一输入端口输入的光束分为第一光束和第二光束，第二分光元件用于将第二输入端口输入的光束分为第三光束和第四光束。本申请实施例中，第一分光元件和第二分光元件可以为1*N的光功率分配器，N大于等于2，即光功率分配器可以具有两个或更多个光输出端口，各光输出端口之间的光功率比小于1.5，例如可为1。在一种可能的设计中，第一分光元件和第二分光元件可以均为分光比为50:50的分光器。

偏振旋转器用于将第一光束的偏振态方向旋转预设角度，且能够适用于第一光束的任意的偏振态方向。该预设角度与90度之差的绝对值小于等于第一阈值。本申请实施例中，设置第一阈值的目的在于，将第一光束的偏振态的方向旋转90度，使得第一光束和第二光束的偏振态方向保持垂直的同时，允许存在一定的误差。本领域技术人员可根据对相干光学接收装置的精度要求合理设置该第一阈值，本申请对此不作具体限定。示例性的，第一阈值可以设置为15度或其它角度。

偏振旋转器包括一个偏振无关的磁光晶体(如铋铁石榴石)和磁环，磁光晶体套在磁环内。所述预设角度具体为磁光晶体的输出光与输入光的偏振态方向的角度差，该预设角度与磁光晶体的长度L、磁光晶体的费尔德常数(Verdet constant)V、磁环内的磁感应轻度B满足关系：θ＝180*BLV/π。

请参阅图4，为本申请提供的一种偏振旋转器的结构示意图。光束从磁光晶体的一个侧面输入，从磁光晶体的另一侧面输出，且输入光束的光轴与磁光晶体的中心对称轴、磁环的对称轴尽量重合。磁光晶体的横截面可以为圆形或长方形，若磁光晶体的横截面为圆形，则要求圆半径大于输入光束的半径；若磁光晶体的横截面为长方形，则要求最短边长大于输入光束的半径。作为一种示例，在图4中，磁光晶体的横截面为圆形，r1为磁光晶体的横截面的半径，r2为磁环的横截面的半径。磁光晶体的两个侧面上均设置有增透膜，该增透膜对光的透射率可大于等于90％。可选地，该偏振旋转器中还可包括位于磁光晶体和磁环之间的缓冲垫，用于保持磁光晶体与磁环之间的结构稳固性，根据磁光晶体的形状结构的不同，缓冲垫的结构也可以不同。

第一混频器和第二混频器为偏振无关混频器或低偏振相关的混频器。第一混频器用于接收偏振态旋转后的第一光束和第三光束，并对第一光束和第三光束进行混频处理。第二混频器用于接收第二光束和第四光束，对第二光束和第四光束进行混频处理。

示例性地，一种可能的设计为，如图2所示，信号光从第一输入端口(如光纤)输入该相干光学接收装置，经第一透镜进行光束准直后变为平行光束，然后经由第一分光元件变为两束光，分别称为第一光束和第二光束，第一光束经偏振旋转器改变偏振态方向后，以第一角度射入第一混频器，第二光束经一组反射镜反射后，以第二角度射入第二混频器。本振光从第二输入端口(如光纤)输入该相干光学接收装置，经第二透镜进行光束准直后变为平行光束，然后经由第二分光元件变为两束光，分别称为第三光束和第四光束，第三光束经一组反射镜反射后，以第三角度射入第一混频器，第四光束直接射入第二混频器。在该示例中，第一光束和第二光束为信号光，第三光束和第四光束为本振光，第一分光元件和第二分光元件的分光比可均为50:50，第一混频器、第二混频器可均为偏振无关的混频器，第一角度、第二角度、第三角度和第四角度可均为90度。

另一种可能的设计为，如图3所示，本振光从第一输入端口(如光纤)输入该相干光学接收装置，经第一透镜进行光束准直后变为平行光束，然后经由第一分光元件变为两束光，分别称为第一光束和第二光束，第一光束经偏振旋转器改变偏振态方向后，以第一角度射入第一混频器，第二光束经一组反射镜反射后，以第二角度射入第二混频器。信号光从第二输入端口(如光纤)输入该相干光学接收装置，经第二透镜进行光束准直后变为平行光束，然后经由第二分光元件变为两束光，分别称为第三光束和第四光束，第三光束经一组反射镜反射后，以第三角度射入第一混频器，第四光束直接射入第二混频器。在该示例中，第三光束和第四光束为信号光，第一光束和第二光束为本振光，第一分光元件和第二分光元件的分光比可均为50:50，第一混频器、第二混频器可均为偏振无关的混频器，第一角度、第二角度、第三角度和第四角度可均为90度。

又一种可能的设计为，图5中所示的结构。该结构与图3中所示的结构功能相同，偏振旋转器均位于本振光所在的支路，用于改变对本振光分束得到的某一支路上的光束的偏振态方向。但区别在于，图3和图5中的结构中信号光、本振光的输入端口不同，相应地，图3中偏振旋转器用于对第一光束的偏振态方向进行旋转，图5中偏振旋转器设置在第二分光元件之后，用于对第四光束的偏振态方向进行旋转。

本申请实施例中，通过采用上述结构，在相干光学接收装置中的第一分光元件或第二分光元件之后设置偏振旋转器，可对本振光分光得到的其中一束光的偏振态进行旋转，进而能够使得进入第一混频器和第二混频器的本振光的偏振态方向相互垂直，实现对信号光在相互垂直的两个本振光方向上的分量的强度进行准确测量的效果，从而消除相干光接收装置对本振光偏振态方向的依赖性，确保当本振光的偏振态随时间变化时相干光学接收装置的输出信号也可保持稳定，拓宽相干光学接收装置的应用范围。同理，对信号光分光起到的其中一束光的偏振态进行旋转也可以得到相同的效果，在此不再赘述。

请参阅图6，为本申请提供的一种偏振无关混频器的结构示意图。第一混频器和/或第二混频器可采用该偏振无关混频器的结构。该偏振无关混频器中包括：第三分光元件、第四分光元件、相位延迟元件、第五分光元件、第六分光元件。在相干光学接收装置中，第一混频器和第二混频器的每路输出光束均输入对应的光电探测器中，用于将光信号转换为电信号。因此，在图6中还示出了该偏振无关混频器连接的第一光电探测器(photonicdetector，PD)、第二光电探测器、第三光电探测器、第四光电探测器。

该偏振无关混频器具有两束输入光，一束输入光为信号光，一束输入光为本振光。其中，第三分光元件用于将输入的其中一个光束分成第五光束和第六光束，第四分光元件用于将输入的另一光束分成第七光束和第八光束。相位延迟元件可以为相位延迟器，用于将第七光束的相位延迟第二阈值，在一种可能的设计中，该第二阈值为π/2。第五分光元件用于将第五光束和第八光束重新分配得到第九光束和第十光束，并分别输入第一光电探测器和第二光电探测器。第六分光元件用于将第六光束和经相位延迟后的第七光束重新分配得到第十一光束和第十二光束，并分别输入第三光电探测器和第四光电探测器。此处，第五分光元件对光束进行重新分配是指，对输入的第五光束和第八光束的光功率之和进行重新分配，相当于对第五光束和第八光束进行合束后再分成两束光。第六分光元件也是类似的。

如图6所示，若信号光的幅度为S，入射到第三分光元件，本振光的幅度为LO，入射到第四分光元件，那么该偏振无关混频器中的各个光束的复振幅可以表示为：第五光束

第六光束

第七光束

第八光束

第九光束

第十光束

第十一光束

第十二光束

在一种可能的设计中，该偏振无关混频器中还可设置有对光路方向进行调整的若干个反射镜，各个光电探测器之前还可设置有对应的透镜，用于对光电探测器的输入光束进行聚焦，以提高光电探测器的接收光功率。

需要说明的是，该偏振无关混频器中涉及的各个分光元件均为偏振无关的分光元件，例如可以是1*N的光功率分配器。所述“偏振无关”是指分光元件不会根据输入光的偏振态进行分光，分光时不会改变输入光偏振态的方向，对输入光的偏振态方向没有要求，可以对各种偏振态方向的输入光的光功率进行再分配。如此，采用偏振无关的分光元件可使该偏振无关混频器能够支持对两束任意偏振态的输入光的混频。

这里，N大于等于2，表示允许分光元件具有两个或更多个光输出端口，各光输出端口之间的光功率比小于1.5，例如可为1。此外，该偏振无关混频器中涉及的各个分光元件可以具有一个或多个输入端口，例如，这些分光元件还可以是2*N的光功率分配器。当向2*N的光功率分配器输入一束光时，其作用与1*N的光功率分配器相同，当输入两束光时用于将两束光的光功率进行再分配，并输出另外两束光。

在一种可能的设计中，该偏振无关混频器中的各个分光元件可以是相同的分光元件。例如，可以是分束比为50:50的正方体分束器，输入光从该正方体分束器的任何一个入射面入射，都能被分成功率相同的两束光。如此，当只有一束输入光时，输入光入射在该正方体分束器的其中一个棱镜的斜面上，进而输入光在该斜面上所镀的分束膜的作用下被分成功率相同的两束输出光；当有两束输入光(两束输入光的光功率可以相同或不同)时，两束输入光入射在正方体分束器的棱镜斜面上的相同位置，进而，在斜面上所镀的分束膜的作用下被分成功率相同的另外两束输出光，达到对两束输入光的功率总和进行“重新分配”的效果。

本申请实施例中，第一分光元件与第一混频器、第二混频器的各路输出光束对应的光电探测器之间的光程，以及第二分光元件与第一混频器、第二混频器的各路输出光束对应的光电探测器之间的光程均相同。在一种可能的设计中，该相干光学装置(包括第一混频器、第二混频器)中的各个光学元件之间的连接通过空间光束来实现，各个支路上的光信号到达光电探测器的光程通过调整各个光学元件的位置保持一致。

请参阅图7，为本申请实施例提供的一种光信号解调装置的结构示意图。该装置中包括上述相干光学接收装置，以及与该相干光学接收装置依次连接的差分运算单元、去直流滤波单元、跨阻抗转换单元、模数转换(analog-to-digital converter，ADC)单元、数字信号处理(digital signal processing，DSP)单元。

偏振态随机的信号光和本振光同时进入相干光学接收装置，该相干光学接收装置输出的电流信号先经过模拟差分运算，再进行去直流滤波，然后，经跨阻抗放大后转换为幅度合适的电压信号，被模数转换单元转换为数字信号，最后再由DSP对数字信号进行恢复、输出。

结合图2、图3可知，相干光学接收装置共可输出8路电流信号，分别为I₁至I₈。这8路电流信号可分为4组输出，每组输出对应连接一个差分运算单元，用于进行模拟差分运算。各组输出分别进行模拟差分运算、去直流滤波、跨阻抗转换等处理，最后输入同一DSP中。以第一组输出I₁、I₂为例，I₁输入到差分运算单元的正输入端口，I₂输入到差分运算单元的负输入端口，进行的模拟差分运算为I₁-I₂。

如此可知，该光信号解调装置中包括4个上述差分运算单元、4个去直流滤波单元、4个跨阻抗转换单元、4个模数转换单元和一个数字信号处理单元。在一种可能的设计中，上述差分运算单元可以为模拟差分运算电路，去直流滤波单元可以为电容，跨阻抗转换单元可以为跨阻抗转换器，也称为跨阻抗放大器(trans-impedance amplifier，TIA)，模数转换单元可以为模数转换器、数字信号处理单元可以数字信号处理芯片。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (11)

1.一种相干光学接收装置，其特征在于，所述装置包括：第一输入端口、第二输入端口、第一分光元件、第二分光元件、偏振旋转器、第一混频器、第二混频器；

其中，所述第一输入端口和所述第二输入端口中的其中一个输入端口用于输入信号光，另一输入端口用于输入本振光；

所述第一分光元件用于将所述第一输入端口输入的光束分为第一光束和第二光束；

所述偏振旋转器用于将所述第一光束的偏振态方向旋转预设角度；

所述第二分光元件用于将所述第二输入端口输入的光束分为第三光束和第四光束；

所述第一混频器用于接收偏振态旋转后的所述第一光束和所述第三光束，对所述第一光束和所述第三光束进行混频；

所述第二混频器用于接收所述第二光束和所述第四光束，对所述第二光束和所述第四光束进行混频。

2.根据权利要求1所述的相干光学接收装置，其特征在于，所述预设角度与90度之差的绝对值小于等于第一阈值。

3.根据权利要求2所述的相干光学接收装置，其特征在于，所述偏振旋转器包括磁光晶体和磁环；

所述磁光晶体的横截面为圆形，所述磁光晶体的横截面半径大于所述第一光束的半径；或者，所述磁光晶体的横截面为长方形，所述磁光晶体的横截面的最小边长大于所述第一光束的半径。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的相干光学接收装置，其特征在于，所述第一混频器、所述第二混频器为偏振无关混频器或低偏振相关混频器。

5.根据权利要求4所述的相干光学接收装置，其特征在于，所述第一混频器、所述第二混频器中的任一混频器包括：第三分光元件、第四分光元件、相位延迟元件、第五分光元件、第六分光元件；

其中，所述第三分光元件用于将输入的光束分成第五光束和第六光束；

所述第四分光元件用于将输入的光束分成第七光束和第八光束；

所述相位延迟元件用于将所述第七光束的相位延迟第二阈值；

所述第五分光元件用于将所述第五光束和所述第八光束重新分配得到第九光束和第十光束；

所述第六分光元件用于将所述第六光束和经相位延迟后的所述第七光束重新分配得到第十一光束和第十二光束。

6.根据权利要求5所述的相干光学接收装置，其特征在于，所述相干光学接收装置中还包括光电探测器；

所述任一混频器输出的所述第九光束、第十光束、第十一光束和第十二光束分别输入对应的光电探测器。

7.根据权利要求5或6所述的相干光学接收装置，其特征在于，所述第二阈值为π/2。

8.根据权利要求5或6所述的相干光学接收装置，其特征在于，所述第三分光元件、所述第四分光元件、所述第五分光元件、所述第六分光元件均为偏振无关的分光元件。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的相干光学接收装置，其特征在于，所述第一分光元件与第一混频器、第二混频器的各路输出光束对应的光电探测器之间的光程，以及所述第二分光元件与第一混频器、第二混频器的各路输出光束对应的光电探测器之间的光程均相同。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的相干光学接收装置，其特征在于，所述第一分光元件、所述第二分光元件为1*N的光功率分配器，N大于等于2；

所述第一光束和所述第二光束的功率比小于1.5，且所述第三光束和所述第四光束的功率比小于1.5。

11.一种光信号解调装置，其特征在于，所述光信号解调装置包括如权利要求1至9中任一项所述的相干光学接收装置，以及与所述相干光学接收装置依次连接的差分运算单元、去直流滤波单元、跨阻抗转换单元、模数转换单元和数字信号处理单元。

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