CN1297081C - 色散补偿模组 - Google Patents

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Abstract

一种色散补偿模组包括一偏振光分束器、一第一可调晶体、一第二可调晶体、一补偿部分及一聚合器，该偏振光分束器分离光学输入为偏振方向相互垂直的第一偏振信号与第二偏振信号。第一可调晶体和补偿部分依次位于第一偏振信号在偏振光分束器与聚合器之间的光路中，第二可调晶体位于第二偏振信号在偏振光分束器与聚合器之间的光路中。该补偿部分进一步包括一固定棱镜与可调棱镜。第一偏振信号自偏振光分束器输出并依次通过第一可调晶体、固定棱镜和可调棱镜，第一偏振信号的光路在可调棱镜中根据可调棱镜的位置而被拉长或缩短，该聚合器重组自补偿部分接收的第一偏振信号和自第二可调晶体接收的第二偏振信号为一光学输出信号。

Description

色散补偿模组
【技术领域】
本发明是关于一种色散补偿模组(Dispersion CompensationModule，DCM)，尤其是关于一种偏振模式色散补偿模组(PolarizationMode DCM，PMDCM)，其可提供连续可调的补偿。
【背景技术】
光通信系统从10Gbit/s发展到40Gbit/s以适应对传输容量的需求，随着光信号传输速度的提升，偏振模式色散成为制约高速光通信系统的重要因素之一。因此，偏振模式色散补偿在高速光通信系统中备受关注。
美国专利第5,822,100号揭示一偏振模式色散补偿器，其分离所接收的光学信号为二具不同偏振方向的光信号并利用光开关增加其中一偏振光信号的延迟量。然而，该偏振模式色散补偿器的延迟量不可连续调整。
因此，提供一种改良型色散补偿模组以克服现有技术的不足实为必要。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种色散补偿模组，其可连续调整光学输入信号的二偏振信号之间的延迟。
本发明的目的是这样实现的：提供一种色散补偿模组包括一偏振光分束器、一第一可调晶体、一第二可调晶体、一补偿部分及一聚合器，该偏振光分束器分离光学输入为偏振方向相互垂直的第一偏振信号与第二偏振信号。第一可调晶体和补偿部分依次位于第一偏振信号在偏振光分束器与聚合器之间的光路中，第二可调晶体位于第二偏振信号在偏振光分束器与聚合器之间的光路中。该补偿部分进一步包括一固定棱镜与可调棱镜。第一偏振信号自偏振光分束器输出并依次通过第一可调晶体、固定棱镜与可调棱镜，第一偏振信号的光路在可调棱镜中根据可调棱镜的位置而被拉长或缩短，该聚合器重组自补偿部分接收的第一偏振信号和自第二可调晶体接收的第二偏振信号为一光学输出信号。
与现有色散补偿模组相比较，本发明通过光分束器分离光学输入为二偏振信号，再通过改变补偿部分的可调棱镜的位置而使二偏振信号之间产生精确延迟，其延迟量可通过可调棱镜位置的连续变化而实现连续调整。
【附图说明】
图1是本发明色散补偿模组的简单示意图，其具有多个处理单元；
图2是图1其中一处理单元的详细示意图，其中处理单元包括一补偿部分；
图3是图2的补偿部分的示意图。
【具体实施方式】
请参照图1，本发明色散补偿模组100包括一分波器1、多个第一耦合器2(#1)至2(#N)、多个处理单元3(#1)至3(#N)、多个第二耦合器4(#1)至4(#N)、一合波器5及一电性连接于处理单元3(#1)至3(#N)的信号处理中心6。
分波器1根据不同波长分离包含多个波长的光学输入为多个光信号，第一耦合器2(#1)至2(#N)分别自分波器1接收相应不同波长的光信号。第一耦合器2(#1)至2(#N)分别输出接收光信号的一部分至信号处理中心6，同时将接收光信号的剩余部分输出至处理单元3(#1)至3(#N)，处理单元3(#1)至3(#N)分别自信号处理中心6接收一电控制信号7并于电控制信号7控制下补偿自相应第一耦合器2接收的光信号，各第二耦合器4自相应处理单元3接收一光信号。各第二耦合器4输出接收光信号的一部分至信号处理中心6同时将剩余部分输出至合波器5。合波器5组合所有自第二耦合器4(#1)至4(#N)接收的具不同波长的光信号为一光学波分复用信号输出。
信号处理中心6接收自第一耦合器2(#1)至2(#N)输出的一部分光信号并利用该光信号判断所接收的光信号的色散是否在预定的可接受范围内，如果不在可接受范围内，信号处理中心6发出适当的电控制信号7至相应处理单元3以对光信号进行补偿。信号处理中心6也自第二耦合器4(#1)至4(#N)接收一部分光信号以检测来自处理单元3(#1)至3(#N)的经过补偿的光信号的色散是否在预定的可接收范围内。该信号处理中心6的实现在技术上为业界所熟知，在这里就不再详细叙述。
请配合参照图2，各处理单元3包括一偏振光分束器301、一第一可调晶体311、一补偿部分312、一聚合器302及一第二可调晶体321。该偏振光分束器301自对应的第一耦合器2接收该剩余光信号并分离该剩余光信号为第一偏振信号31与第二偏振信号32，该第一偏振信号31及第二偏振信号32偏振方向相互垂直。第一偏振信号31自偏振光分束器301输出，通过第一可调晶体311而进入补偿部分312。通过补偿部分312对第一偏振信号31产生一精确延迟并输入聚合器302的第一端口(未标示)。第二偏振信号32自偏振光分束器输出后通过第二可调晶体321，再输入至聚合器302的第二端口(未标示)。第一可调晶体311与第二可调晶体321共同作用在第一偏振信号31与第二偏振信号32之间产生一预定延迟(详后续)。聚合器302重组自补偿部分312接收的第一偏振信号31与自第二可调晶体321接收的第二偏振信号32，组成一经过偏振模式色散补偿的光信号传进入相应第二耦合器4。
此外，自信号处理中心6传输至相应处理单元3的各电控制信号7进一步包括连接于第一可调晶体311的第一控制信号71、连接于第二可调晶体321的第二控制信号73与连接于补偿部分312的第三控制信号72，第一可调晶体311具有一光轴(图未示)和一平行光轴的表面(图未示)，当一非偏振光(图未示)垂直入射至该第一可调晶体311的该表面，该非偏振光分离成o光(图未示)和e光(图未示)，o光的偏振方向称为o偏振方向，e光的偏振方向称的为e偏振方向。在此特殊情况下，o光和e光在第一可调晶体311中以不同速率沿相同方向传输，且o光与e光的偏振方向垂直。在第一状态，第一偏振信号31垂直入射至第一可调晶体311的表面，且第一偏振信号的偏振方向平行于o光的偏振方向，第一偏振信号31作为o光通过第一可调晶体311。在第二状态，第一偏振信号31垂直入射至第一可调晶体311的该表面，且第一偏振信号的偏振方向平行于e光的偏振方向，第一偏振信号31作为e光通过第一可调晶体311。第一状态与第二状态中，第一偏振信号31在第一晶体311中传输较快的状态称的为快状态，另一状态称的为慢状态。第一偏振信号31沿相同方向以快状态或慢状态通过第一可调晶体。因此，根据第一控制器71控制第一可调晶体311的位置，第一偏振信号31于第一可调晶体311中具有一短光路或长光路。如此的可调晶体的实施为业界所周知，在此无需进一步描述。同样，第二可调晶体321与第一可调晶体311具有相同的结构，第二偏振信号32分别以第一状态或第二状态沿相同方向通过第二可调晶体321。因此，根据第二控制器73控制第二可调晶体321的位置，第二偏振信号32于第二可调晶体321中也具有一短光路或长光路。信号处理中心6自各第一耦合器2接收第一部分光信号，利用该信号检测接收光信号两种偏振模式的色散并控制剩余光信号的第一和第二偏振信号31、32分别在第一和第二可调晶体311、321中具有短与长(或长与短)光路。因此，信号处理中心6通过第一和第二控制信号71、73快速达到第一偏振信号31与第二偏振信号32之间的预定延迟。
请参照图3，补偿部分312包括一梯形固定棱镜313和一梯形可调棱镜314，第一偏振信号31依次通过固定棱镜313和可调棱镜314。该固定棱镜313进一步包括一面对于可调棱314的内表面(未标示)，该可调棱镜314也包括一面对于固定棱镜313的内表面(未标示)。该可调棱镜314可在A方向的二位置之间移动，该方向平行于可调棱镜314的内表面，且可调棱镜314与固定棱镜313的二内表面之间的距离基本保持恒定。该可调棱镜314中各处折射率一致，当可调棱镜314沿A方向自第一位置(如图中实线所示)向下滑至第二位置(如图中虚线所示)时，第一偏振信号31在可调棱镜314中的光路伸长。当可调棱镜314沿A方向向上滑动时，第一偏振信号31在可调棱镜314中的光路缩短。因此，通过第三控制信号72(可参照图2)控制可调棱镜314在A方向移动可使第一偏振信号31产生一连续可变的延迟。

Claims (10)

1.一种色散补偿模组，其包括一偏振光分束器、一第一可调晶体、一第二可调晶体、一补偿部分及一聚合器，该偏振光分束器分离光学输入为偏振方向相互垂直的第一偏振信号和第二偏振信号，第一可调晶体和补偿部分依次位于第一偏振信号在偏振光分束器与聚合器之间的光路中，第二可调晶体位于第二偏振信号在偏振光分束器与聚合器之间的光路中，该聚合器重组自补偿部分接收的第一偏振信号和自第二可调晶体接收的第二偏振信号为一光学输出信号，其特征在于该补偿部分包括一可调棱镜，第一偏振信号自偏振光分束器输出后通过该可调棱镜，其光路的长度在可调棱镜中根据可调棱镜的位置而被改变。
2.如权利要求1所述的色散补偿模组，其特征在于该补偿部分进一步包括一固定棱镜，第一偏振信号依次通过上述固定棱镜和该可调棱镜且其光路方向不受可调棱镜的位置改变而变化。
3.如权利要求2所述的色散补偿模组，其特征在于该固定棱镜和可调棱镜均为梯形。
4.如权利要求2所述的色散补偿模组，其特征在于该固定棱镜进一步包括一面对于可调棱镜的内表面，该可调棱镜进一步包括一面对于固定棱镜的内表面，该可调棱镜的移动方向平行于可调棱镜的内表面且固定棱镜与可调棱镜内表面之间的距离保持不变。
5.如权利要求1所述的色散补偿模组，其特征在于该色散补偿模组进一步包括一信号处理中心，其电性连接于补偿部分。
6.如权利要求1所述的色散补偿模组，其特征在于该第一偏振信号根据第一可调晶体的位置在第一可调晶体中具有一短光路或长光路。
7.如权利要求6所述的色散补偿模组，其特征在于该第二偏振信号根据第二可调晶体的位置在第二可调晶体中具有一短光路或长光路。
8.一种色散补偿模组，其包括一分波器、多个处理单元和一合波器，该分波器根据波长分离包括多个波长的光学输入为多个不同波长的光信号，该多个处理单元分别接收自分波器输出的相应不同波长的光学信号，其进一步包括一偏振光分束器、一第一可调晶体、一第二可调晶体、一补偿部分及一聚合器，该偏振光分束器分离自分波器接收的光信号为偏振方向相互垂直的第一偏振信号和第二偏振信号，第一可调晶体和补偿部分依次位于第一偏振信号在偏振光分束器与聚合器之间的光路中，第二可调晶体位于第二偏振信号在偏振光分束器与聚合器之间的光路中，该聚合器重组自补偿部分接收的第一偏振信号和自第二可调晶体接收的第二偏振信号为一光学输出信号，该合波器组合自处理单元的聚合器接收的不同波长的光信号为一光学输出，其特征在于该补偿部分进一步包括一可调棱镜，第一偏振信号自偏振光分束器输出后通过该可调棱镜，其光路的长度在可调棱镜中根据可调棱镜的位置而被改变。
9.一种提供具连续可变偏振模式色散补偿光的方法，其特征在于包括以下步骤：
提供一偏振光分束器，其分离光学输入为偏振态相互垂直的第一和第二偏振信号；
提供第一、第二可调整晶体及一信号处理中心，上述第一和第二偏振信号根据接收部分输入光的信号处理中心的指令而快或慢地通过该第一和第二可调晶体；
提供至少一具有补偿部分的第一或第二信号，该补偿部分可为该第一或第二偏振信号提供连续可变的光路；
提供一聚合器以再聚合所述第一和第二偏振信号为一输出光，第一和第二偏振信号分别通过所述第一可调晶体、补偿部分及第二可调晶体。
10.如权利要求9所述提供具连续可变偏振模式色散补偿光的方法，其特征在于所述信号处理中心可接受所述输出光的一部分以检测经过补偿的光信号的色散是否在预定可接受的范围内。
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