專利名稱：一種基于回波干涉效應的光纖信號調(diào)制器的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種光纖系統(tǒng)中傳輸光信號的調(diào)制方法，屬光學信號處理領域。
背景技術(shù)：
光調(diào)制技術(shù)是光學信號處理中的重要環(huán)節(jié)。尤其近年來隨著全球光通信產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，已不斷成熟和完善。目前，在通信體系中主干網(wǎng)基本已升級至光網(wǎng)絡，分支通信網(wǎng)絡依然利用銅線互聯(lián)，因此光纖連接到戶成為下一階段光通信發(fā)展的重要課題?，F(xiàn)代光纖系統(tǒng)主要使用兩類調(diào)制器，一種是依賴于一定平面波導載光方式改變的電光調(diào)制器，另一種是內(nèi)部結(jié)構(gòu)類似于激光器的半導體二極管電吸收調(diào)制器。電光調(diào)制器主要基于壓電晶體(如鈮酸鋰晶體)的線性電光效應；電吸收半導體調(diào)制器是一個加反向偏壓的半導體二極管。電吸收半導體調(diào)制器與電光調(diào)制器一樣，均為偏振敏感器件；電光調(diào)制器的數(shù)字傳輸調(diào)制速率較高，而電吸收半導體調(diào)制器則可與光源相集成。以上兩類調(diào)制器均為偏振敏感器件，即對光信號的偏振狀態(tài)有相應的條件要求。并且價格一般比較昂貴，制作工藝比較復雜。
光纖中傳輸?shù)墓庑盘栐诠饫w端面會發(fā)生菲涅耳反射產(chǎn)生回波。在一對對接光纖端面間會發(fā)生多光束干涉效應，使回波信號相干增強或相消，回波信號強度與對接光纖端面間距有關(guān)。當光纖端面呈周期性變化時，回波信號也將呈周期性變化。本發(fā)明利用這一特性設計了一種基于回波干涉效應的光纖信號調(diào)制器。這種調(diào)制器調(diào)制度高、制作工藝簡單、價格低廉，適合廣泛推廣。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明設計了一種基于回波干涉效應的光纖信號調(diào)制器。光纖中傳輸?shù)墓庑盘栐诠饫w端面會發(fā)生菲涅耳反射產(chǎn)生回波，即光纖信號在光纖端面的反射光。當一對光纖對接時，如果上下兩級光纖的端面存在間隙，一般為空氣間隙，兩光纖端面構(gòu)成類似法布里一玻羅腔。光信號在兩級光纖的端面都會發(fā)生菲涅耳反射，下一級光纖端面的反射光信號與上一級光纖端面的反射光信號發(fā)生多光束等傾干涉，使回波信號相干增強或相消。上一級光纖的輸入光強為I0，則回波光強為I(r)＝I0[Fsin2(δ/2)]/[1+Fsin2(δ/2)]，其中I0為上一級光纖輸入光強，F(xiàn)＝4R/(1-R)2，R為光纖端面處光波的反射率，δ＝4πλ-1n0dcosθ。λ為信號光波長，θ是光線的折射角。當d取值使sin2(δ/2)＝0，即δ＝2kπ(k為整數(shù)，即k＝1，2，3…)時，反射光呈現(xiàn)最小值；反之，當d取值使sin2(δ/2)＝1，δ＝(2k+1)π(k為整數(shù)，即k＝1，2，3…)時，反射光呈現(xiàn)最大值?？梢娀夭ㄐ盘枏姸扰c對接光纖端面間距有關(guān)，當兩級光纖端面間距發(fā)生變化時，I(r)隨間距變化相干增強或相干相消。當光纖端面呈周期性變化時，回波信號也將呈周期性變化。本發(fā)明利用這一特性設計了一種基于回波干涉效應的光纖信號調(diào)制器。下一級光纖可以利用折射率匹配的反光介質(zhì)代替，反光介質(zhì)的折射率與光纖折射率相近。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案是將光纖和匹配的反光介質(zhì)對接，并調(diào)節(jié)適合的初始間距使其間距在傳輸光信號工作波長量級。在光纖端面間利用壓電器件控制間距，并對壓電器件輸入調(diào)制信號，在調(diào)制信號作用下光纖端面間距發(fā)生相應的變化，由于回波干涉效應，反射光強隨間距的變化發(fā)生相應的改變，光纖回波信號將輸出與調(diào)制信號對應的被調(diào)制的光強信號，通過采集光纖回波信號實現(xiàn)幅度調(diào)制。輸入的信號是正弦、脈沖、開關(guān)等信號，光纖回波信號將輸出對應的正弦、脈沖、開關(guān)等信號。
本發(fā)明的有益效果是，這種調(diào)制方法主要針對信號幅度調(diào)制，可應用于光纖傳輸信號的調(diào)幅及光纖光源交流或脈沖信號輸出，并可與光纖直接連接，特別適用于解決全光纖光路中的光調(diào)制問題。調(diào)制器調(diào)制度高、制作工藝簡單、價格低廉。


下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明進一步說明。
圖1是基于回波干涉效應的光纖信號調(diào)制器整體工作原理示意圖。
圖中1.Y型光纖耦合器，2.折射率匹配的反光介質(zhì)，3.壓電器件4.調(diào)制信號輸入端口，5.放大器，6.直流電源，7.光纖耦合器輸入端，8.光纖耦合器回波端，9.光纖耦合器輸出端，10.微調(diào)裝置。
具體實施例方式
在圖1中，通過微調(diào)裝置(10)調(diào)節(jié)光纖耦合器(1)輸出端(9)與折射率匹配反光介質(zhì)(2)間距，使其間距進行粗逼近，光纖輸出端面與反光介質(zhì)反光面構(gòu)成干涉腔。激光由光纖耦合器輸入端(7)輸入，部分光強在光纖耦合器輸出端(9)端面發(fā)生菲涅耳反射，部分光強由光纖耦合器輸出端(9)透射，并經(jīng)折射率匹配反光介質(zhì)(2)反射。在經(jīng)多次反射和透射光纖輸出端面與反光介質(zhì)反光面形成多光束干涉，光纖耦合器回波端(8)的回波信號將相干增強或衰減。由調(diào)制信號輸入端口(4)輸入調(diào)制信號，經(jīng)放大器(5)放大，并加載到壓電器件(3)使其隨調(diào)制信號振蕩，光纖輸出端面與反光介質(zhì)反光面間距隨調(diào)制信號的變化而變化，光纖回波信號將輸出與調(diào)制信號對應的被調(diào)制的光強信號，通過采集光纖回波信號實現(xiàn)幅度調(diào)制。探測光纖回波信號的調(diào)制效果，如果調(diào)制度不夠理想，利用直流電源(6)經(jīng)放大電器(5)為壓電器件提供偏壓，進一步調(diào)節(jié)光纖輸出端面與反光介質(zhì)反光面間距，改善調(diào)制度。在光纖端面和反光介質(zhì)間距在傳輸光信號工作波長量級時，調(diào)制度將達到理想的效果。需要指出的是光纖端面需要用光纖切割刀進行切割，以使光纖端面平整，以便能夠與反光介質(zhì)表面比較嚴格的平行，這樣可以確保光束在光纖端面與反光介質(zhì)反光面間發(fā)生理想的多光束干涉。
權(quán)利要求
一種基于回波干涉效應的光纖信號調(diào)制器。其特征是利用光纖中傳輸?shù)墓庑盘栐诠饫w端面由于菲涅耳反射產(chǎn)生回波和多光束干涉效應，使用光纖耦合器和反光介質(zhì)。光纖端面與反光介質(zhì)間距離在波長量級，光信號會發(fā)生多光束干涉效應，使回波信號相干增強或相消。利用壓電器件控制光纖端面與反光介質(zhì)間距，并對壓電器件輸入調(diào)制信號，在調(diào)制信號作用下間距發(fā)生同步變化，光纖回波信號將輸出與調(diào)制信號對應的被調(diào)制的光強信號，實現(xiàn)對光信號的振幅調(diào)制。
全文摘要
一種基于回波干涉效應的光纖信號調(diào)制器。光纖中傳輸?shù)墓庑盘栐诠饫w端面會發(fā)生菲涅耳反射產(chǎn)生回波。在光纖出射端面后如有反光介質(zhì)，并且光纖端面與反光介質(zhì)間距離在波長量級，光信號將會發(fā)生多光束干涉效應，使回波信號相干增強或相消，回波信號強度與間距大小有關(guān)。在利用壓電器件控制光纖端面與反光介質(zhì)間距，并對壓電器件輸入調(diào)制信號，在調(diào)制信號作用下間距發(fā)生同步變化，光纖回波信號將輸出與調(diào)制信號對應的被調(diào)制的光強信號，實現(xiàn)光信號的振幅調(diào)制。這種調(diào)制器調(diào)制度高、制作工藝簡單、價格低廉。并可與光纖直接連接，特別適用于全光纖光路中的光調(diào)制。
文檔編號H04B10/12GK1828370SQ20061001336
公開日2006年9月6日 申請日期2006年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月24日
發(fā)明者張?zhí)旌? 牛凱, 賈峰, 滿江偉, 王順利, 王旭成, 陳平, 楊 嘉 申請人:南開大學