CN219370051U - 一种用于实时校正两路光功率差的自校准光分束器 - Google Patents

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孙晨曦
颜博霞
韩哲
周密
王延伟
范元媛
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Abstract

本申请提供一种用于实时校正两路光功率差的自校准光分束器，包括：两个可调光纤分束器、两个光功率探测器和一个光功率比较控制模块，第一光功率探测器探测输出第一可调光纤分束器的第一光束的光功率；第二光功率探测器探测输出第二可调光纤分束器的第二光束的光功率；光功率比较控制模块比较第一光束的光功率和第二光束的光功率的大小，并计算出使第一光束和第二光束光功率相同时光功率较高的一路光束所需衰减量，以使该可调光纤分束器根据衰减量调节分光比例。本方案可实时调节可调光纤分束器主光路输出光功率的大小，使两路主光路光功率保持实时一致，且本自校准光分束器具有精度高、衰减量连续可调、体积小、便于携带、使用简单方便的特点。

Description

一种用于实时校正两路光功率差的自校准光分束器
技术领域
本申请涉及光通信技术领域，具体涉及一种用于实时校正两路光功率差的自校准光分束器。
背景技术
当前，有一些可调节光衰减器可与光波分复用器(WDM)、分光探测器(TAP PD)、掺铒光纤放大器(EDFA)等光器件构成可重构光分插复用器(ROADM)、可调光功率波分复用器(VMUX)、增益平坦EDFA等模块，还可直接用于光接收机的过载保护。另外，光功率计等仪器仪表的计量、定标，也需要使用到可调节光衰减器。
随着可调节光衰减器在光通信中的应用越来越多，对其功能的要求也越来越高，例如，可调节光衰减器应能精确地控制光信号的功率，为各通道波长提供稳定的衰减量。
然而在实际工作系统中，光功率串扰影响是瞬时变化的，而现有的可调节衰减器使用时需先分别测量出两路光功率，并计算光功率差，再手动调节可调节衰减器使光功率与另一路保持一致，具有滞后性，无法满足当前瞬时性、有效性和便捷性的需求。
实用新型内容
本申请的目的是提供一种用于实时校正两路光功率差的自校准光分束器，以至少解决现有可调节光衰减器的上述缺陷之一。
本申请实施例提供一种用于实时校正两路光功率差的自校准光分束器，包括：
两个可调光纤分束器、两个光功率探测器和一个光功率比较控制模块；
第一可调光纤分束器包括第一输入端、第一输出端、第一小比例分支输出端和第一调节输入端；第二可调光纤分束器包括第二输入端、第二输出端、第二小比例分支输出端和第二调节输入端；
第一光功率探测器的输入端连接于所述第一可调光纤分束器的第一小比例分支输出端；第一光功率探测器的输出端连接于所述光功率比较控制模块的第一输入端；
第二光功率探测器的输入端连接于所述第二可调光纤分束器的第二小比例分支输出端；第二光功率探测器的输出端连接于所述光功率比较控制模块的第二输入端；
所述光功率比较控制模块的第一输出端连接于所述第一可调光纤分束器的第一调节输入端，所述光功率比较控制模块的第二输出端连接于所述第二可调光纤分束器的第二调节输入端；其中，
所述第一光功率探测器，用于探测输出第一可调光纤分束器的第一光束的光功率，并将第一光束的光功率输入光功率比较控制模块；
所述第二光功率探测器，用于探测输出第二可调光纤分束器的第二光束的光功率，并将第二光束的光功率输入光功率比较控制模块；
所述光功率比较控制模块，用于比较第一光束的光功率和第二光束的光功率的大小，确定光功率较高的一路光束，并计算出使第一光束和第二光束光功率相同时光功率较高的一路光束所需衰减量，并将所述衰减量输入光功率较高的一路光束对应的可调光纤分束器，以使该可调光纤分束器根据所述衰减量调节分光比例。
一种可能的实现方式中，所述第一可调光纤分束器和所述第二可调光纤分束器均为连续可调一分二分束器。
一种可能的实现方式中，所述第一可调光纤分束器和所述第二可调光纤分束器的分光比例相同。
一种可能的实现方式中，所述光功率探测器包括光电探测单元、放大单元、模数转换单元和数据处理单元；
所述光电探测单元输出的光电信号依次经放大单元放大、模数转换单元转换后进入数据处理单元，经数据处理单元处理后的数字信号以相应的功率电平形式传输给所述光功率比较控制模块。
一种可能的实现方式中，所述光功率比较控制模块为单片机。
本申请提供的用于实时校正两路光功率差的自校准光分束器，包括：两个可调光纤分束器、两个光功率探测器和一个光功率比较控制模块，第一光功率探测器探测输出第一可调光纤分束器的第一光束的光功率，并将第一光束的光功率输入光功率比较控制模块；第二光功率探测器探测输出第二可调光纤分束器的第二光束的光功率，并将第二光束的光功率输入光功率比较控制模块；光功率比较控制模块比较第一光束的光功率和第二光束的光功率的大小，确定光功率较高的一路光束，并计算出使第一光束和第二光束光功率相同时光功率较高的一路光束所需衰减量，并将衰减量输入光功率较高的一路光束对应的可调光纤分束器，以使该可调光纤分束器根据衰减量调节分光比例。本申请的自校准光分束器通过光功率比较模块可将实际工作系统中的两路光系统结合起来，实时跟踪并将所需调节信号转化为实时调节电信号输出给可调光纤分束器使其改变主光路输出光功率的大小，使两路主光路光功率保持实时一致，此自校准光分束器不仅结构紧凑连贯，可以实时调节、精度高，光功率连续可调，体积小、便于携带、使用简单方便，而且可以解决两路光的光功率差引起的一系列问题。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1示出了本申请提供的一种用于实时校正两路光功率差的自校准光分束器的结构示意图；
图2示出了本申请提供的光功率探测器的结构示意图；
图3示出了本申请提供的光功率比较控制模块的具体比较过程的流程图。
具体实施方式
以下，将参照附图来描述本申请的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本申请的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本申请的概念。
在附图中示出了根据本申请实施例的各种结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状以及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
在本公开的上下文中，当沿主光路传输方向，光路先经过的器件称为前，光路后经过的器件成为后。
图1示出了本申请提供的一种用于实时校正两路光功率差的自校准光分束器的结构示意图，如图1所示，本申请提供的用于实时校正两路光功率差的自校准光分束器，包括：两个可调光纤分束器(第一可调光纤分束器11和可调光纤分束器12)、两个光功率探测器(第一光功率探测器21和第二光功率探测器22)和一个光功率比较控制模块30。
如图1所示，第一可调光纤分束器11和第二可调光纤分束器12均为连续可调一分二分束器，其中分支b路和分支d路为主光路用于传输光，分支a路和分支c路为参考光路，主要用于光功率探测器探测光功率大小。优选的，第一可调光纤分束器11和第二可调光纤分束器12的分光比例相同。
第一可调光纤分束器11包括第一输入端、第一输出端、第一小比例分支输出端和第一调节输入端；第二可调光纤分束器12包括第二输入端、第二输出端、第二小比例分支输出端和第二调节输入端。
第一光束从第一可调光纤分束器11的输入端输入第一可调光纤分束器11中，分支b路从输出端out1输出，分支a路从小比例分支输出端输出到第一光功率探测器21，第一可调光纤分束器11的调节输入端连接光功率比较控制模块30。
第二光束从第二可调光纤分束器12的输入端输入第一可调光纤分束器11中，分支d路从输出端out2输出，分支c路从小比例分支输出端输出到第二光功率探测器22，第二可调光纤分束器12的调节输入端连接光功率比较控制模块30。
第一光功率探测器21的输入端连接于所述第一可调光纤分束器11的小比例分支输出端；第一光功率探测器21的输出端连接于所述光功率比较控制模块30的第一输入端。
第二光功率探测器22的输入端连接于所述第二可调光纤分束器12的小比例分支输出端；第二光功率探测器22的输出端连接于所述光功率比较控制模块30的第二输入端。
具体的，如图2所示，上述各光功率探测器包括光电探测单元201、放大单元202、模数转换单元203和数据处理单元204；当被测光照射到光电探测单元201(电流-电压变换)上即产生相应的光电信号，所述光电探测单元201输出的光电信号依次经放大单元202放大、模数转换单元203转换后进入数据处理单元204，经数据处理单元204处理后的数字信号以相应的功率电平形式传输给光功率比较控制模块30。
光功率比较控制模块30的第一输出端连接于所述第一可调光纤分束器11的调节输入端，所述光功率比较控制模块的第二输出端连接于所述第二可调光纤分束器的调节输入端。优选的，光功率比较控制模块30可以是一个单片机。
上述用于实时校正两路光功率差的自校准光分束器的工作原理如下：
第一光功率探测器21用于探测输出第一可调光纤分束器11的第一光束的光功率，并将第一光束的光功率输入光功率比较控制模块30；
第二光功率探测器22用于探测输出第二可调光纤分束器12的第二光束的光功率，并将第二光束的光功率输入光功率比较控制模块30；
光功率比较控制模块30用于比较第一光束的光功率和第二光束的光功率的大小，确定光功率较高的一路光束，并计算出使第一光束和第二光束光功率相同时光功率较高的一路光束所需衰减量，并将所述衰减量输入光功率较高的一路光束对应的可调光纤分束器，以使该可调光纤分束器根据所述衰减量调节分光比例。
图3示出了光功率比较控制模块的具体比较过程的流程图，如图3所示，所述光功率比较控制模块接收到两光功率探测器传输过来的功率电平后，首先分别换算得到参考光路光功率，光路a光功率为Pa，光路c光功率为Pc，根据实时分光比分别计算两传输光路光功率Pb和Pd，光路b光功率为Pb，光路d光功率为Pd，然后做差计算光功率差Pb-Pd，判断是否大于零，如果大于零说明光路b中的光功率大，需调节第一可调光纤分束器的分光比使光功率Pb＝Pd，调节量为第一可调光纤分束器原分光比例减现有所需比例即为b/(a+b)-Pd/(Pa+Pb)，然后将其转化为可调光纤分束器所能识别的电信号，传输给第一可调光纤分束器，如果小于零说明光路d中的光功率大，需调节第二可调光纤分束器的分光比使光功率Pd＝Pb,调节量为第二可调光纤分束器原分光比例减现有所需比例即为d/(c+d)-Pb/(Pc+Pd)，然后将其转化为可调光纤分束器所能识别电信号，传输给第二可调光纤分束器。
本申请中，两个可调光纤分束器可以为同型号的可调光纤分束器，可调光纤分束器可将光纤中输入的光根据光功率比较控制模块发出的实时需求信号将输入光分为光功率成一定比例的两束光。光功率比较控制模块可以接收两路输入模块的光功率数值大小，根据可调光纤分束器分支比例倍数实时计算传输光路光功率，比较后得到较高一路可调光纤分束器两分支应改为的比例，并将其转化为电信号发送于可调光纤分束器。
本申请提供的用于实时校正两路光功率差的自校准光分束器，包括：两个可调光纤分束器、两个光功率探测器和一个光功率比较控制模块，第一光功率探测器探测输入第一可调光纤分束器的第一光束的光功率，并将第一光束的光功率输入光功率比较控制模块；第二光功率探测器探测输入第二可调光纤分束器的第二光束的光功率，并将第二光束的光功率输入光功率比较控制模块；光功率比较控制模块比较第一光束的光功率和第二光束的光功率的大小，确定光功率较高的一路光束，并计算出使第一光束和第二光束光功率相同时光功率较高的一路光束所需衰减量，并将衰减量输入光功率较高的一路光束对应的可调光纤分束器，以使该可调光纤分束器根据衰减量调节分光比例。本申请的自校准光分束器通过光功率比较模块可将实际工作系统中的两路光系统结合起来，实时跟踪并将所需调节信号转化为实时调节电信号输出给可调光纤分束器使其改变主光路输出光功率的大小，使两路主光路光功率保持实时一致，此自校准光分束器不仅结构紧凑连贯，可以实时调节、精度高，光功率连续可调，体积小、便于携带、使用简单方便，而且可以解决两路光的光功率差引起的一系列问题。
为了形成同一结构，本领域技术人员还可以设计出与以上描述的方法并不完全相同的方法。另外，尽管在以上分别描述了各实施例，但是这并不意味着各个实施例中的措施不能有利地结合使用。
以上对本申请的实施例进行了描述。但是，这些实施例仅仅是为了说明的目的，而并非为了限制本申请的范围。本申请的范围由所附权利要求及其等价物限定。不脱离本申请的范围，本领域技术人员可以做出多种替代和修改，这些替代和修改都应落在本申请的范围之内。

Claims (5)

1.一种用于实时校正两路光功率差的自校准光分束器，其特征在于，包括：两个可调光纤分束器、两个光功率探测器和一个光功率比较控制模块；
第一可调光纤分束器包括第一输入端、第一输出端、第一小比例分支输出端和第一调节输入端；第二可调光纤分束器包括第二输入端、第二输出端、第二小比例分支输出端和第二调节输入端；
第一光功率探测器的输入端连接于所述第一可调光纤分束器的第一小比例分支输出端；第一光功率探测器的输出端连接于所述光功率比较控制模块的第一输入端；
第二光功率探测器的输入端连接于所述第二可调光纤分束器的第二小比例分支输出端；第二光功率探测器的输出端连接于所述光功率比较控制模块的第二输入端；
所述光功率比较控制模块的第一输出端连接于所述可调光纤分束器的第一调节输入端，所述光功率比较控制模块的第二输出端连接于所述第二可调光纤分束器的第二调节输入端；其中，
所述第一光功率探测器，用于探测输出第一可调光纤分束器的第一光束的光功率，并将第一光束的光功率输入光功率比较控制模块；
所述第二光功率探测器，用于探测输出第二可调光纤分束器的第二光束的光功率，并将第二光束的光功率输入光功率比较控制模块；
所述光功率比较控制模块，用于比较第一光束的光功率和第二光束的光功率的大小，确定光功率较高的一路光束，并计算出使第一光束和第二光束光功率相同时光功率较高的一路光束所需衰减量，并将所述衰减量输入光功率较高的一路光束对应的可调光纤分束器，以使该可调光纤分束器根据所述衰减量调节分光比例。
2.根据权利要求1所述的用于实时校正两路光功率差的自校准光分束器，其特征在于，所述第一可调光纤分束器和所述第二可调光纤分束器均为连续可调一分二分束器。
3.根据权利要求2所述的用于实时校正两路光功率差的自校准光分束器，其特征在于，所述第一可调光纤分束器和所述第二可调光纤分束器的分光比例相同。
4.根据权利要求1所述的用于实时校正两路光功率差的自校准光分束器，其特征在于，所述光功率探测器包括光电探测单元、放大单元、模数转换单元和数据处理单元；
所述光电探测单元输出的光电信号依次经放大单元放大、模数转换单元转换后进入数据处理单元，经数据处理单元处理后的数字信号以相应的功率电平形式传输给所述光功率比较控制模块。
5.根据权利要求1所述的用于实时校正两路光功率差的自校准光分束器，其特征在于，所述光功率比较控制模块为单片机。
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