CN203504564U - 一种用于光接收机带宽校准装置和光接收机 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种用于光接收机带宽校准装置和光接收机，所述带宽校准装置包括窄线宽激光器和宽带光强度调制器，该装置还包括第一光耦合器、光放大器和第二光耦合器；所述宽带光强度调制器的第一输入端为所述带宽校准装置的输入端，所述宽带光强度调制器的第二输入端与所述窄线宽激光器的输出端连接，所述宽带光强度调制器的输出端与第一耦合器的输入端连接，所述第一光耦合器的第一输出端与光放大器的输入端连接，所述光放大器的输出端与第二光耦合器输入端连接，所述第二光耦合器的第一输出端作为所述带宽校准装置的输出端。本实用新型不受环境温度、光源功能、光波长因素影响，有效提高了校准的精度和范围。

Description

一种用于光接收机带宽校准装置和光接收机
技术领域
本实用新型涉及校准装置，特别是一种用于宽带通信信号分析仪或宽带光接收机的带宽校准装置。 
背景技术
近年来，国际上光电子技术发展非常迅速，光通信系统的传输速率不断提高。而光接收机和电光转换器是光通信中的重要器件，它的带宽直接决定了光通信系统的传输速率。光接收机用于检测经过传输的微弱光信号，并放大、整形、再生成原传输信号。光接收机以最小的附加噪声及失真，恢复出光纤传输后由光载波所携带的信息，因此光接收机的输出特性综合反映了整个光纤通信系统的性能。 
现有技术中，用于光接收机的带宽校准装置主要有两种：第一种校准装置主要由光波元件分析仪和网络分析仪等设备组成。这种校准装置通过校准系统自身的频率特点，然后利用被测设备代替光接收机进行测量。这种方法缺点是校准带宽比较受限，不能满足宽带通信信号分析仪的校准要求，一般只能实现30GHz带宽光接收机或宽带通信信号分析仪的校准；另外这种校准装置需要配置网络分析仪，因此这种装置的建立需要高昂费用。 
第二种校准装置采用光外差干涉的原理校准光接收机的带宽。这种装置主要由两台在窄线宽激光器和温度控制器组成，利用光外差干涉原理进行宽带通信信号分析仪的带宽校准。这种方法缺点是校准装置受温度的影响较大，同时由于两束光源不相关，相位差不稳定，使最终拍品所得到的微波信号功率不稳定，不能进行精确测量。 
因此，需要一种不受环境温度、光源功能、光波长因素影响的带宽校准装置。 
实用新型内容
针对现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种用于光接收机带宽校准装置，以光谱仪作标准，解决在光接收机带宽校准过程中标准装置受温度影响较大、输出信号不稳等问题。 
为解决现有技术存在的技术问题，本实用新型提供一种用于光接收机带宽校准装置包括窄线宽激光器和宽带光强度调制器，该装置还包括第一光耦合器、光放大器和第二光耦合器； 
所述宽带光强度调制器的第一输入端为所述带宽校准装置的输入端，其第二输入端与所述窄线宽激光器的输出端连接，其输出端与第一光耦合器的输入端连接， 
所述第一光耦合器的第一输出端与光放大器的输入端连接， 
所述光放大器的输出端与第二光耦合器输入端连接， 
所述第二光耦合器的第一输出端作为所述带宽校准装置的输出端。 
优选的，该装置还包括直流偏置控制器，所述直流偏置控制器的输入端和输出端分别与第一光耦合器的第二输出端和宽带光强度调制器的第三输入端连接。 
优选的，该装置还包括光谱仪，所述光谱仪与第二光耦合器的第二输出端连接。 
优选的，该带宽校准装置进一步包括与宽带光强度调节器的第一输入端连接的微波信号源。 
优选的，所述窄线宽激光器的线宽小于100kHz。 
优选的，所述窄线宽激光器为Littrow结构的光栅反馈激光器。 
优选的，宽带光强度调制器为Mach-Zehnder结构的电光调制器。 
优选的，该光接收机带宽校准装置进一步包括连接在微波信号源和宽带光强度调制器之间的微波驱动放大器。 
一种包含上述校正装置的光接收机。 
本实用新型的有益效果：本实用新型不受环境温度、光源功能、光波长因素影响，有效提高了校准的精度和范围。 
附图说明
图1示出根据本实用新型的光接收机带宽校准装置示意图 
图中1、窄线宽激光器，2、宽带光强度调制器，3、微波信号源，4、微波驱动放大器，5、直流偏置控制器，6、第一光耦合器，7、光放大器，8、第二光耦 合器，9、光谱仪，10、被校光接收器。 
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步说明。 
本实用新型提供一种用于光接收机带宽校准装置，包括窄线宽激光器1和宽带光强度调制器2，该装置还包括第一光耦合器6、光放大器7和第二光耦合器8；所述宽带光强度调制器2的第一输入端为所述带宽校准装置的输入端，所述宽带光强度调制器2的第二输入端与所述窄线宽激光器1的输出端连接，所述宽带光强度调制器2的输出端与第一耦合器6的输入端连接，所述第一光耦合器6的第一输出端与光放大器7的输入端连接，所述光放大器7的输出端与第二光耦合器8输入端连接，所述第二光耦合器8的第一输出端作为所述带宽校准装置的输出端。本实用新型所述带宽校准装置还包括直流偏置控制器5和光谱仪9；所述直流偏置控制器5的输入端和输出端分别与第一光耦合器6的第二输出端和宽带光强度调制器2的第三输入端连接；所述光谱仪9与第二光耦合器8的第二输出端连接。 
本实用新型所述带宽校准装置的输入信号为微波信号，所述微波信号需通过与信号源相匹配的微波驱动放大器放大后，输入所述宽带光强度调制器2。本实用新型所述带宽校准装置的输出端与光接收机连接，通过光接收机将输出信号还原成原输入信号。 
所述窄线宽激光器1具有很窄的线宽，一般要小于100kHz；输出光波长具有很高的稳定性，一般具有0.5ppm。本实用新型采用Littrow结构的光栅反馈激光器，通过调节光入射角，使特定波长的光将会在激光管内得到加强，并通过模式竞争使其它模式的激光最终停振，最终得到特定波长的单模输出的激光。 
本实用新型采用宽带光强度调制器为高速光强度调制器。高速光强度调制器为Mach-Zehnder结构的电光调制器(MZ electro-optic modulator)，它主要利用线性电光效应(即Pocket效应)来调节材料的折射率，再利用MZ干涉仪的结构最终使得输出光功率随所加电压变化。高速光强度调制器具有30GHz以上光强度调制带宽，它将可以将30GHz的微波信号调制到光信号，实现高速数据传输。微 波信号源为本装置提供频率为1GHz-30GHz的微波信号，功率最高达10dBm，频率稳定度为10-6。 
本实用新型装置工作原理：在装置工作过程中，先将窄线宽激光器1产生的光波频率为f0的光信号，输入到宽带光强度调制器2中作为调制信号的载波；将微波信号源3输出的频率为f1的电信号通过微波驱动放大器4放大后输入到宽带光强度调制器2中作为被调制信号，利用宽带光强度调制器2将微频率为f1的信号调制到光载波上，同时直流偏置控制器5通过接收第一光耦合器6的第二输出端的光信号，控制宽带光强度调制器2偏置状态处于光载波抑制状态使输出的光波长只包括光强调制信号双边带。光放大器7接收通过第一光耦合器第一输出端发出的信号后，将光调制信号放大，放大后的光调制信号通过第二光耦合器8将光信号耦合，同时分两路输出，两路输出信号功率相同；第二输出端的输出信号接入光谱仪9，第二输出端输出的信号作校准装置的输出输入给被校光接收机10。光谱仪9用于测量光放大器7输出的光调制信号双边带功率，被校光接收机10用于接收分析光调制信号。利用被校光接收机10对光信号进行光信号接收与处理，最终产生2f1的毫米波信号，实现60GHz带宽光接收机的校准。 
根据上述技术方案，本装置装置工作时，需加电预热30分钟，使光源、微波信号源输出信号稳定。具体操作方法如下： 
1.调节光源输出功率和波长，并保持输出功率和波长固定不变。 
2.调节微波信号源3输出频率为f1电信号，输出功率为P，作为被调制信号； 
3.调节微波驱动放大器4的供电电路，保证微波驱动放大器具有27dB的增益，并使微波信号幅度能够驱动宽带光强度调制器2；宽带光强度调制器2输出一个随着微波信号频率变化而变化的光强度调制信号，光调制信号输出至光耦合器。 
4.光耦合器将光调制信号耦合输出分为两路，一路光信号功率为总功率的1%，另一路光功率为总功率的99%，1%的光信号功率接入直流偏置控制器，99%的光信号功率接入光放大器。 
5.直流偏置控制器5通过检测光调制信号的功率调节输出电压，保证宽带光调制器2工作在载波抑制的偏置点，使宽带光强度调制器2输出的光调制信号只包括双边带调制信息，不包括光载波信息。 
6.光放大器7将光调制信号放大，并通过第二光耦合器8将放大后的光信号耦合输出两路，两路输出信号功率相同；一路接入光谱仪9，另一路接入被校光接收机10。 
7.光谱仪监测光放大器输出的光调制信号双边带功率，记录双边带功率P1，单位dBm。 
8.被校光接收机10接收光调制信号，由于调制信号的载波信息被抑制，只包括调制信息，因此调制的双边带信号在光接收内部实现拍频，产生频率2f1的正弦信号，记录该信号的光功率值P1'，单位dBm。 
9.改变微波信号源输出频率至f2，保证输出功率不变。 
10.调节光放大器7增益，使光谱仪记录的光功率仍为P1，同时记录光接收机检测的光功率值P2'，单位dBm。 
11.计算被校光接收机带内平坦度：ΔP1=P2'-P1'； 
12.重复步骤9～11，改变微波信号源3输出频率至fn，计算被校光接收机10带内平坦度ΔPn，当|ΔPn|≥3dB，此时微波信号源3输出的频率为fn，接收机的带宽上限为2fn。 
以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细描述说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所述技术领域的普通技术人员来说在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演活替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。 

Claims (9)

1.一种用于光接收机带宽校准装置，包括窄线宽激光器和宽带光强度调制器，其特征在于：该装置还包括第一光耦合器、光放大器和第二光耦合器； 
所述宽带光强度调制器的第一输入端为所述带宽校准装置的输入端，其第二输入端与所述窄线宽激光器的输出端连接，其输出端与第一光耦合器的输入端连接， 
所述第一光耦合器的第一输出端与光放大器的输入端连接， 
所述光放大器的输出端与第二光耦合器输入端连接， 
所述第二光耦合器的第一输出端作为所述带宽校准装置的输出端。 
2.根据权利要求1所述一种用于光接收机带宽校准装置，其特征在于：该装置还包括直流偏置控制器，所述直流偏置控制器的输入端和输出端分别与第一光耦合器的第二输出端和宽带光强度调制器的第三输入端连接。 
3.根据权利要求1所述一种用于光接收机带宽校准装置，其特征在于：该装置还包括光谱仪，所述光谱仪与第二光耦合器的第二输出端连接。 
4.根据权利要求1所述一种用于光接收机带宽校准装置，其特征在于：该带宽校准装置进一步包括与宽带光强度调节器的第一输入端连接的微波信号源。 
5.根据权利要求1所述一种用于光接收机带宽校准装置，其特征在于：所述窄线宽激光器的线宽小于100kHz。 
6.根据权利要求1所述一种用于光接收机带宽校准装置，其特征在于：所述窄线宽激光器为Littrow结构的光栅反馈激光器。 
7.根据权利要求1所述一种用于光接收机带宽校准装置，其特征在于：宽带光强度调制器为Mach-Zehnder结构的电光调制器。 
8.根据权利要求7所述一种用于光接收机带宽校准装置，其特征在于：该光接收机带宽校准装置进一步包括连接在微波信号源和宽带光强度调制器之间的微波驱动放大器。 
9.一种包含权利要求1所述校准装置的光接收机。 
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