專利名稱：雙功能光差分相移鍵控格式解調(diào)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種解調(diào)器。特別是涉及一種在同一裝置實(shí)現(xiàn)DPSK與DQPSK解調(diào)的 雙功能光差分相移鍵控格式解調(diào)器。
背景技術(shù)：
差分二相相移鍵控(Differentialphase-shift keying, DPSK)與差分正交相移 鍵控(Differential quadrature phase-shift keying, DQPSK)格式是能夠用于下一代高 速光傳輸系統(tǒng)(40G系統(tǒng)和100G系統(tǒng))的調(diào)制碼型。相對于強(qiáng)度調(diào)制格式，DPSK調(diào)制格式 的最大優(yōu)點(diǎn)在于，在達(dá)到相同的誤碼率情況下對光信噪比的要求降低了 3dB(使用平衡檢 測的接收方式)；DQPSK是一種多級的差分相移鍵控格式，它以相鄰碼元之間的四種相位差 代表傳輸?shù)谋忍匦畔?，與DPSK相比，在同樣的碼元速率下，DQPSK傳輸?shù)谋忍芈适荄PSK的 兩倍。因此使用DQPSK調(diào)制格式的系統(tǒng)對⑶與PMD的容忍度相對于DPSK系統(tǒng)提高了約1 倍，同時(shí)降低了對光學(xué)濾波的要求。在40G系統(tǒng)中，應(yīng)用DPSK或者DQPSK都能極大提高系 統(tǒng)的性能，DPSK由于系統(tǒng)配置較為簡單在40G系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用，但是DQPSK由于 極窄的光譜寬度被認(rèn)為是最有希望應(yīng)用于100G高速光傳輸系統(tǒng)的調(diào)制格式之一。隨著網(wǎng) 絡(luò)對帶寬需求的不斷增長，從40G系統(tǒng)向100G系統(tǒng)升級的需求已經(jīng)越來越迫切。在基于差分相位調(diào)制格式的接收端，需要一個(gè)解調(diào)器將相位調(diào)制轉(zhuǎn)換為強(qiáng)度調(diào) 制從而提取編碼于差分相位之中的信息。DPSK解調(diào)器一般由一個(gè)時(shí)延干涉儀(Delay LineInterferometer，DLI)來實(shí)現(xiàn)，而一個(gè)DQPSK解調(diào)器從原理上講可以由兩個(gè)DPSK解調(diào) 器與一個(gè)50/50分光裝置組成，但是這兩個(gè)DPSK解調(diào)“支路”之間有π/2的相位差(士 π/4 在基于差分相位調(diào)制格式的系統(tǒng)中，需要一個(gè)解調(diào)器將相位調(diào)制轉(zhuǎn)換為強(qiáng)度調(diào)制從而提取 編碼于差分相位之中的信息。DPSK解調(diào)器一般由一個(gè)時(shí)延干涉儀來實(shí)現(xiàn)，而一個(gè)DQPSK解 調(diào)器從原理上講可以由兩個(gè)DPSK解調(diào)器與一個(gè)50/50分光裝置組成，但是這兩個(gè)DPSK解 調(diào)“支路”之間有η/2的相位差(士 π/4)。其原理圖如圖1所示。一般來講，設(shè)計(jì)DPSK與DQPSK解調(diào)器的思路為DPSK解調(diào)器一般由Michelson或 者M(jìn)ach-Zehnder形式的DLI，然后用兩個(gè)DPSK解調(diào)器拼接成一個(gè)DQPSK解調(diào)器，主要有以 下幾種實(shí)現(xiàn)形式⑴基于自由空間鮮設(shè)計(jì)的解調(diào)器，如美國鍋丨」申請文件IB 2006/0628277Al"Michelson interferometer based delay line interferometers，，以及中國專利“一種實(shí)現(xiàn) DQPSK 解 調(diào)的方式及其裝置”(申請?zhí)?00810071584)。在論文 “Crystal-basedDPSK and DQPSK demodulators using PBI”中(0FC2009)，作者利用偏振光干涉的原理，使用雙折射晶體實(shí) 現(xiàn)了 DPSK與DQPSK解調(diào)器，但其DPSK和DQPSK解調(diào)器是分開進(jìn)行設(shè)計(jì)(2)平面波導(dǎo)型解調(diào)器，由兩個(gè)基于平面波導(dǎo)Mach-Zehnder時(shí)延干涉儀拼接而成， 如"Polarization insensitive MZI-based DQPSK demodulator with asymmetrichalf-wave plate configuration，，in Proc. OFC 2008 ；(3)光纖型解調(diào)器，如“IdiIoss S-, C-and L-band Differential Phase ShiftKeying
3Demodulator，，in Proc. 0FC2007。無論是DPSK還是DQPSK解調(diào)器，在實(shí)際使用中，需要調(diào)節(jié)器件光譜響應(yīng)曲線的某 一峰值波長與發(fā)送端激光器的中心波長匹配，而該類器件又是用于高速光纖通信系統(tǒng)(比 特速率往往在40Gbit/s以上)，因此快速調(diào)節(jié)該類器件的波長，并使其與發(fā)送端激光器的 中心波長匹配對系統(tǒng)來說至關(guān)重要。而從產(chǎn)品角度來看，如今DPSK與DQPSK解調(diào)器大都基 于兩類技術(shù)平臺(tái)制作自由空間光學(xué)設(shè)計(jì)與平面波導(dǎo)設(shè)計(jì)，自由空間光學(xué)型解調(diào)器具有插 入損耗低，工藝簡單，投入成本較低的優(yōu)點(diǎn)；但相對于平面波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的解調(diào)器，自由空間光 學(xué)解調(diào)器的響應(yīng)時(shí)間較慢，其公知的響應(yīng)時(shí)間都在400到800ms，相對于平面波導(dǎo)型器件的 50ms，具有較大的劣勢，而現(xiàn)階段用于調(diào)節(jié)解調(diào)器中心波長的措施主要有(1)在美國專利申請文件 US 2006/0628277A1 "Michelson interferometer baseddelay line interferometers”中，提到在干涉儀的其中一個(gè)干涉臂中加入某已知折 射率和膨脹系數(shù)的材料，通過溫度調(diào)節(jié)的方法，利用熱光效應(yīng)，來起到增加或者減小光程差 的目的。而在實(shí)際使用中，往往在干涉儀的干涉臂中插入由熱膨脹系數(shù)較高的材料制作的 通光片，通過貼加熱電阻的方式來調(diào)節(jié)溫度。在基于自由空間光學(xué)設(shè)計(jì)的DLI中，目前公知 的調(diào)節(jié)時(shí)間都在400ms到800ms之間。(2)在基于平面波導(dǎo)技術(shù)的DPSK或DQPSK解調(diào)器中，同樣通過溫度調(diào)節(jié)的方法來 改變光程差。但是由于在平面波導(dǎo)中，光斑被限制在很小的區(qū)域內(nèi)(橫向小于IOum)，因此 溫度調(diào)節(jié)只需對這個(gè)很小的區(qū)域作用，響應(yīng)時(shí)間往往在50ms以內(nèi)。作為對比，在自由空間 光學(xué)型解調(diào)器中，從光纖端面出射的光束在經(jīng)過準(zhǔn)直透鏡后，束腰直徑都在400um左右，使 用溫度調(diào)節(jié)的方式需要對相對很大的一個(gè)區(qū)域作用，調(diào)節(jié)時(shí)間因此較長。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種通過采用旋轉(zhuǎn)四分之一波片的方法，達(dá) 到用同一裝置實(shí)現(xiàn)DPSK與DQPSK解調(diào)的雙功能光差分相移鍵控格式解調(diào)器。更進(jìn)一步地， 由于該器件用于DPSK時(shí)，其工作比特速率為用于DQPSK時(shí)工作比特速率的一半，因此該器 件可以40G DPSK系統(tǒng)向100G DQPSK系統(tǒng)的升級。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種雙功能光差分相移鍵控格式解調(diào)器，用作 DQPSK解調(diào)器和DPSK解調(diào)器，包括有沿光路依次設(shè)置的輸入準(zhǔn)直器、第一起偏分束器、第 一半波片、四分之一波片、第二起偏分束器、第二半波片、兩片液晶相位調(diào)制元件，延時(shí)晶 體、兩片八分之一波片、第三起偏分束器、半波片組、第四起偏分束器以及輸出準(zhǔn)直器，其 中，所述的兩片液晶相位調(diào)制元件為縱向排列設(shè)置，所述的兩片八分之一波片為縱向排列 設(shè)置，所述的半波片組橫向和縱向均為間隔設(shè)置在同一平面。所述的兩片液晶相位調(diào)制元件的等效快慢軸與用于延遲的延時(shí)晶體的快慢軸相 同。將四分之一波片的光軸旋轉(zhuǎn)，使該四分之一波片的光軸方向與經(jīng)第一起偏分束器 出射后的光偏振方向成45°時(shí)，所述的雙功能光差分相移鍵控格式解調(diào)器構(gòu)成DQPSK解調(diào)
ο將四分之一波片的光軸再旋轉(zhuǎn)45°，使該四分之一波片的快軸或慢軸與經(jīng)第一起 偏分束器出射的線偏光的偏振方向相同時(shí)，所述的雙功能光差分相移鍵控格式解調(diào)器構(gòu)成DPSK解調(diào)器。作為DPSK解調(diào)器時(shí)，可工作的系統(tǒng)速率是作為DQPSK解調(diào)器時(shí)可工作的系統(tǒng)速率 的兩倍。本發(fā)明的雙功能光差分相移鍵控格式解調(diào)器，具有以下優(yōu)點(diǎn)與積極效果1同一個(gè)器件，兩個(gè)功能，批量使用時(shí)，可以減少該類器件的備貨量；2用于DPSK系統(tǒng)向DQPSK系統(tǒng)升級；3偏振無關(guān)；4基于成熟的晶體加工平臺(tái)，具有自由空間光學(xué)解調(diào)器的插入損耗小，成本較為低 廉的優(yōu)點(diǎn)；5由于采用了偏振光干涉的原理，避免了 Michelson時(shí)延干涉儀型解調(diào)器中遇到 的對鍍膜工藝要求較高的缺點(diǎn)；6可以在光路中加入液晶相位調(diào)節(jié)元件，從而實(shí)現(xiàn)快速的波長調(diào)節(jié)功能(調(diào)節(jié)速 度達(dá)到數(shù)十毫秒)。


圖1 (a)、(b)是典型的DPSK和DQPSK解調(diào)器原理示意圖；圖2 (a)是本發(fā)明光差分相移鍵控格式解調(diào)器用于DQPSK解調(diào)器的三維結(jié)構(gòu)示意 圖；圖2 (b)是圖2 (a)的俯視圖；圖2(c)是圖2(a)的側(cè)視圖以及截面上偏振態(tài)的示意圖；圖3是本發(fā)明用于DQPSK解調(diào)時(shí)四個(gè)輸出端口的光譜響應(yīng)曲線；圖4 (a)是液晶相位調(diào)節(jié)元件示意圖；圖4(b)是液晶相位調(diào)節(jié)元件的快慢軸示意圖，其中，Y 快軸；X 慢軸；F 線偏光 振動(dòng)方向；圖5(a)是本發(fā)明光差分相移鍵控格式解調(diào)器用于DPSK解調(diào)時(shí)的光路示意圖；圖5 (b)是本發(fā)明光差分相移鍵控格式解調(diào)器用于DPSK解調(diào)時(shí)的等效原理圖；圖6是本發(fā)明光差分相移鍵控格式解調(diào)器用于DPSK解調(diào)時(shí)兩個(gè)輸出端口的光譜 響應(yīng)曲線；圖7是用于DPSK與DQPSK解調(diào)時(shí)的準(zhǔn)直器幾種使用情況示意圖，其中(a)用與DQPSK解調(diào)時(shí)(b)用與DPSK解調(diào)時(shí)(c)代表使用(d)代表不使用其中，11:輸入準(zhǔn)直器12:輸出準(zhǔn)直器21 第一起偏分束器 22 第二起偏分束器24:第三起偏分束器25:第四起偏分束器；23 延時(shí)晶體31 第一半波片32:第二半波片35-1、35-2、35-3、35-4 半波片組34:四分之一波片33-1、33_2 八分之一波片41,42 液晶相位調(diào)制元件51 ；延時(shí)晶體
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對本發(fā)明雙功能光差分相移鍵控格式解調(diào)器做出詳細(xì)說 明。如圖2所示，本發(fā)明的雙功能光差分相移鍵控格式解調(diào)器，可用作DQPSK解調(diào)器 和DPSK解調(diào)器，包括有沿光路依次設(shè)置的輸入準(zhǔn)直器11、第一起偏分束器21、第一半波片 31、四分之一波片34、第二起偏分束器22、第二半波片32、兩片液晶相位調(diào)制元件41、42，延 時(shí)晶體23、兩片八分之一波片33-1、33-2、第三起偏分束器24、半波片組35-1、35_2、35_3、 35-4、第四起偏分束器25以及輸出準(zhǔn)直器12，其中，所述的兩片液晶相位調(diào)制元件41、42 為縱向排列設(shè)置，所述的兩片八分之一波片33-1、33-2為縱向排列設(shè)置，所述的半波片組 35-1、35-2、35-3、35-4橫向和縱向均為間隔設(shè)置在同一平面。所述的兩片液晶相位調(diào)制元 件41、42的等效快慢軸與用于延遲的延時(shí)晶體23的快慢軸相同。其中，輸入準(zhǔn)直器11，輸出準(zhǔn)直器12，用于準(zhǔn)直輸入輸出光束；第一至第四起偏分 束器(Displacer)21、22、24、25，用于偏振分光/合光；延時(shí)晶體23，用于產(chǎn)生尋常光與非 尋常光之間的相對時(shí)延；第一、第二半波片31、32和半波片組35-1、35-2、35-3、35-4，起到 旋轉(zhuǎn)偏振態(tài)的作用；四分之一波片34，用于切換DPSK與DQPSK解調(diào)器的功能；兩片八分之 一波片33-1、33-2，用于產(chǎn)生DQPSK解調(diào)器中士 π/4的相移，兩片液晶相位調(diào)制元件41與 42，用于解調(diào)器中心波長的調(diào)節(jié)。當(dāng)將四分之一波片34的光軸旋轉(zhuǎn)，使該四分之一波片34的光軸方向與經(jīng)第一起 偏分束器21出射后的光偏振方向成45°時(shí)，所述的雙功能光差分相移鍵控格式解調(diào)器構(gòu) 成DQPSK解調(diào)器。當(dāng)將四分之一波片34的光軸再旋轉(zhuǎn)45°，使該四分之一波片34的快軸或慢軸與 經(jīng)第一起偏分束器21出射的線偏光的偏振方向相同時(shí)，所述的雙功能光差分相移鍵控格 式解調(diào)器構(gòu)成DPSK解調(diào)器。這時(shí)四分之一波片34、第二起偏分束器22與八分之一波片 33-1僅起到了相位延遲的作用；液晶相位調(diào)制元件42、八分之一波片33-2，半波片35_2和 半波片35-4中沒有光束通過。作為DPSK解調(diào)器時(shí)，可工作的系統(tǒng)速率是作為DQPSK解調(diào)器時(shí)可工作的系統(tǒng)速率 的兩倍。先來說明當(dāng)雙功能光差分相移鍵控格式解調(diào)器用作DQPSK解調(diào)器的工作原理入 射的DQPSK光信號(hào)經(jīng)第一起偏分束器(Displacer)21、第一半波片31和四分之一波片34后 變?yōu)樾蛳嗤穹煌膬墒鴪A偏振光，由于圓偏振光的特性，這兩束圓偏振光可以被 第二起偏分束器(Displacer) 22分為兩束能量相等的線偏振光，因此其中兩束線偏振光的 能量之和為入射光能量的一半(如圖2中的光束1與光束2)，起到了偏振無關(guān)的50/50分 光的作用。以光束1與光束2為例(光束3與光束4同理分析可得)，它們的能量之和為入 射光能量的一半，其中光束2經(jīng)過的了第一半波片31后使得其偏振態(tài)和光束1相同(光束 4經(jīng)過的了第一半波片31后使得其偏振態(tài)和光束3相同)。由于延時(shí)晶體23的快慢軸與 光束1和2的振動(dòng)方向呈45°夾角，那么光束1和光束2經(jīng)過延時(shí)晶體23后，沿延時(shí)晶體 23的快慢軸方向的分量之間就產(chǎn)生了相應(yīng)的時(shí)延差，這個(gè)時(shí)延差就決定了該器件的自由光 譜范圍(Free spectral range，F(xiàn)SR)，而時(shí)延差由需要解調(diào)的信號(hào)速率來決定。在第三起偏 分束器(Displacer) 24中，光束1與光束2發(fā)生了相干疊加，即偏振光的干涉，產(chǎn)生四路干
6涉后的輸出光信號(hào)，這四路光信號(hào)由第四起偏分束器(DiSplaCer)25實(shí)現(xiàn)了合波產(chǎn)生了兩 路互補(bǔ)的輸出。這里需要注意到的是，光束1與光束2相當(dāng)于DQPSK解調(diào)器的一個(gè)解調(diào)分 支(In-phase)，而光束3與光束4相當(dāng)于DQPSK解調(diào)器的另一個(gè)分支(Quadrature-phase)， 其分析方法與光束1和光束2相同。DQPSK解調(diào)器設(shè)計(jì)上的一個(gè)難點(diǎn)之一在于π/2相移差的實(shí)現(xiàn)，而不同類型的 DQPSK解調(diào)器實(shí)現(xiàn)這個(gè)π /2相移差的方法又不盡相同，對于光纖型和平面光波導(dǎo)型DQPSK 解調(diào)器來說，一般通過加熱波導(dǎo)介質(zhì)的方式來產(chǎn)生并調(diào)整這個(gè)η/2的相移差。本發(fā)明中， 這個(gè)η /2的相移差通過兩片八分之一波片33-1和33-2來實(shí)現(xiàn)，它們的快軸相互正交且與 入射光偏振方向呈0°和90°關(guān)系，因此這兩個(gè)波片產(chǎn)生的相移分別為π/4與-π/4。通過Jones矩陣的計(jì)算，可推導(dǎo)出當(dāng)該裝置用于DQPSK信號(hào)解調(diào)時(shí)，四個(gè)輸出端口 的光場強(qiáng)度表達(dá)式
πE1CC E- exp(j.病)· exp(_/fi； · 2Γ + —) +1
πE2 cc E- exp(j.於2). exp(jm · 2Γ + —) -1
πE3 cc E ■ exp(j.於3). exp(jm · 2Γ - —) +1
πE4 cc E- exp(7^4). expC/.ω · 2Γ - —) -1上式與普通的DQPSK解調(diào)器輸出端的表達(dá)式相同，但四個(gè)輸出端有一定的位相 差，表現(xiàn)為小工 小4的不同，由四個(gè)Displacei^^o光與e光的不同折射率引起，這里 displacer25可以補(bǔ)償由displacer21產(chǎn)生的ο光與e光之間的相對相移。由理論推導(dǎo)可 模擬出DQPSK解調(diào)器四個(gè)輸出端口(I1 I4)傳輸譜線圖如圖3所示。為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的雙功能光差分相移鍵控格式解調(diào)器的波長可調(diào)諧功能，與 普遍采用的熱光效應(yīng)或者電光效應(yīng)調(diào)節(jié)方法不同，本發(fā)明利用該器件基于偏振光干涉 (Polarization beam interference, PBI)的原理，在 Displacer22 后加入液晶相位調(diào)制元 件41、42，用來調(diào)節(jié)I分支(對應(yīng)于光束1與光束2)和Q分支(對應(yīng)于光束3與光束4)的 相位延遲。液晶相位調(diào)制元件41、42的等效快慢軸方向如圖4所示，其等效快慢軸與用于 延遲的雙折射晶體的快慢軸相同，因此液晶元件的作用可以等同于圖1中所示的相位調(diào)節(jié) 裝置。由于液晶的響應(yīng)時(shí)間較快，可以達(dá)到數(shù)十毫秒的量級，相對于自由空間光學(xué)解調(diào)器普 遍熱光調(diào)節(jié)中心波長的方式，具有很大的優(yōu)勢。且可靠性高，引入額外插損較小。下面同樣結(jié)合圖2來進(jìn)一步說明本發(fā)明的雙功能光差分相移鍵控格式解調(diào)器用 于實(shí)現(xiàn)DPSK調(diào)制格式解調(diào)的原理。圖2中的四分之一波片34被設(shè)計(jì)成可旋轉(zhuǎn)的形式，通 過手動(dòng)調(diào)節(jié)或電動(dòng)調(diào)節(jié)的方式，其快慢軸可自由旋轉(zhuǎn)。當(dāng)用于DQPSK解調(diào)器時(shí)，該波片的快 軸(或慢軸)與經(jīng)Displacerfl出射的線偏光偏振方向呈45°夾角，因此該線偏光經(jīng)四分 之一波片后變成了圓偏振光。當(dāng)該裝置用于DPSK調(diào)制格式的解調(diào)功能時(shí)，可以將四分之一 波片34旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度，使得它的快軸(或慢軸)與經(jīng)Displacerfl出射的線偏光的偏振方 向相同。因此，該四分之一波片不會(huì)改變經(jīng)Displacerfl出射光的偏振態(tài)，而DisplaCer22 的快軸與四分之一波片的快軸重合，這樣一來，該四分之一波片和DisplaCer22對經(jīng)由Displacer21出射的線偏光僅僅起到了一個(gè)相位延遲的作用，可等效為一段空氣或者不存 在雙折射效應(yīng)的介質(zhì)。那么，經(jīng)DisplaCer22出射的光束仍為兩束，位于與圖2中的光束1 和光束2所處的位置。這樣，該裝置可等效為圖5中所述的結(jié)構(gòu)。在圖5中，與圖2的區(qū)別 在于1、由于四分之一波片34和DisplaCer22已經(jīng)可以等效為一段空氣或者不存在雙 折射效應(yīng)的介質(zhì)，因此，在圖5(b)中這兩個(gè)元件沒有畫出，圖5(b)中的延時(shí)晶體51相當(dāng)于 圖5(a)中的延時(shí)晶體23 ；2、由于DisplaCer22不會(huì)引起雙折射(沒有出現(xiàn)如圖2中的光束3與光束4)，而 貼在DisplaCer22出射表面的半波片不會(huì)對經(jīng)Displaced出射的光束作用；3、只有液晶相位調(diào)制元41起到了調(diào)節(jié)相位的作用，液晶元件42沒有光束通過；4、只有光束1與光束2經(jīng)過了其中一個(gè)八分之一波片33-1，因此該八分之一波片 的作用相當(dāng)于用于延遲的雙折射晶體，而八分之一波片33-1中沒有光束通過。圖5(b)中 沒有畫出；5、從圖5中Displacer22(等效于圖2中的Displacer23)只有四束光輸出，因此， 經(jīng)DisplaCer23(等效于圖2中的DisplaCer24)偏振合束后的輸出為兩路。同樣的，通過Jones矩陣分析方法，可以推導(dǎo)出當(dāng)本發(fā)明的雙功能光差分相移鍵 控格式解調(diào)器用于DPSK解調(diào)時(shí)，兩個(gè)輸出端口的光場強(qiáng)表達(dá)式E1 κ E · exp (i Φ》· [l_exp (i · ω Τ)]E2 ~ E · exp (i Φ 2) · [1+exp (i · ω Τ)]上式與普通DPSK解調(diào)器輸出光場的表達(dá)式相同，經(jīng)數(shù)值模擬得到的當(dāng)該裝置用 于DPSK解調(diào)時(shí)的光譜響應(yīng)曲線如圖6所示。因此從理論上，該裝置可以實(shí)現(xiàn)DPSK與DQPSK 的協(xié)同解調(diào)。當(dāng)本發(fā)明的雙功能光差分相移鍵控格式解調(diào)器用于DPSK與DQPSK解調(diào)時(shí)，輸出準(zhǔn) 直器的使用情況如圖7所示。值得一提的是，當(dāng)本發(fā)明的雙功能光差分相移鍵控格式解調(diào) 器用于DPSK解調(diào)時(shí)，液晶元件同樣能夠起到調(diào)節(jié)中心波長的作用。同時(shí)也要注意到，由于 八分之一波片的存在，等效于相位延遲晶體的厚度的增加，會(huì)導(dǎo)致器件自由光譜范圍的變 小，但是由于波片引起的ο光與e光的相位差僅為波長量級，對自由光譜范圍的影響可以忽 略。因此，從以上分析可以得出結(jié)論，該裝置能夠在不作結(jié)構(gòu)變化的前提下，僅僅通過旋轉(zhuǎn) 四分之一波片的方式實(shí)現(xiàn)DPSK與DQPSK調(diào)制格式的協(xié)同解調(diào)。
權(quán)利要求
一種雙功能光差分相移鍵控格式解調(diào)器，其特征在于用作DQPSK解調(diào)器和DPSK解調(diào)器，包括有沿光路依次設(shè)置的輸入準(zhǔn)直器(11)、第一起偏分束器(21)、第一半波片(31)、四分之一波片(34)、第二起偏分束器(22)、第二半波片(32)、兩片液晶相位調(diào)制元件(41、42)，延時(shí)晶體(23)、兩片八分之一波片(33 1、33 2)、第三起偏分束器(24)、半波片組(35 1、35 2、35 3、35 4)、第四起偏分束器(25)以及輸出準(zhǔn)直器(12)，其中，所述的兩片液晶相位調(diào)制元件(41、42)為縱向排列設(shè)置，所述的兩片八分之一波片(33 1、33 2)為縱向排列設(shè)置，所述的半波片組(35 1、35 2、35 3、35 4)橫向和縱向均為間隔設(shè)置在同一平面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙功能光差分相移鍵控格式解調(diào)器，其特征在于，所述的兩 片液晶相位調(diào)制元件(41、42)的等效快慢軸與用于延遲的延時(shí)晶體(23)的快慢軸相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙功能光差分相移鍵控格式解調(diào)器，其特征在于，將四分之 一波片(34)的光軸旋轉(zhuǎn)，使該四分之一波片(34)的光軸方向與經(jīng)第一起偏分束器(21) 出射后的光偏振方向成45°時(shí)，所述的雙功能光差分相移鍵控格式解調(diào)器構(gòu)成DQPSK解調(diào)ο
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙功能光差分相移鍵控格式解調(diào)器，其特征在于，將四分之 一波片(34)的光軸再旋轉(zhuǎn)45°，使該四分之一波片(34)的快軸或慢軸與經(jīng)第一起偏分束 器(21)出射的線偏光的偏振方向相同時(shí)，所述的雙功能光差分相移鍵控格式解調(diào)器構(gòu)成 DPSK解調(diào)器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙功能光差分相移鍵控格式解調(diào)器，其特征在于，作為DPSK 解調(diào)器時(shí)，可工作的系統(tǒng)速率是作為DQPSK解調(diào)器時(shí)可工作的系統(tǒng)速率的兩倍。
全文摘要
一種雙功能光差分相移鍵控格式解調(diào)器，用作DQPSK解調(diào)器和DPSK解調(diào)器，有沿光路依次設(shè)置的輸入準(zhǔn)直器、第一起偏分束器、第一半波片、四分之一波片、第二起偏分束器、第二半波片、兩片液晶相位調(diào)制元件，延時(shí)晶體、兩片八分之一波片、第三起偏分束器、半波片組、第四起偏分束器以及輸出準(zhǔn)直器，兩片液晶相位調(diào)制元件為縱向排列設(shè)置，兩片八分之一波片為縱向排列設(shè)置，半波片組橫向和縱向均為間隔設(shè)置在同一平面。本發(fā)明同一個(gè)器件兩個(gè)功能用于DPSK系統(tǒng)向DQPSK系統(tǒng)升級；與偏振無關(guān)；避免了Michelson時(shí)延干涉儀型解調(diào)器中遇到的對鍍膜工藝要求較高的缺點(diǎn)；可以在光路中加入液晶相位調(diào)節(jié)元件，從而實(shí)現(xiàn)快速的波長調(diào)節(jié)功能。
文檔編號(hào)G02F1/13GK101909030SQ20101025196
公開日2010年12月8日 申請日期2010年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月12日
發(fā)明者伍鶴會(huì), 劉 文, 孫莉萍, 張博, 張玓, 羅勇, 胡強(qiáng)高, 薛振峰, 陳龍 申請人:武漢光迅科技股份有限公司