CN111817790A - 基于双偏振iq调制器的偏压控制装置及偏压控制方法 - Google Patents

Abstract

本公开是关于一种基于双偏振IQ调制器的偏压控制装置以及偏压控制方法。该偏压控制装置包括双偏振IQ调制器，用于对光源发出的光载波进行相干调制；控制器，与所述双偏振IQ调制器电连接，用于获取所述双偏振IQ调制器调制后的光载波的光功率，以及根据所述光功率的最小值或中位值在预设偏压范围内调整偏压值；以及压控恒流电路，输入端与所述控制器连接，输出端与所述双偏振IQ调制器，用于基于所述控制器输出的所述偏压值，向所述双偏振IQ调制器输出进行所述相干调制的偏置信号时，如此在对偏压值进行频繁调整的情况下，可利用压控恒流电路输入信号与输出信号之间的线性特性，实现对应偏压值变化而进行的双偏振IQ调制器偏置电压调整，操作简单、使用方便。

Description

基于双偏振IQ调制器的偏压控制装置及偏压控制方法

技术领域

本公开涉及光通信技术领域，尤其涉及基于双偏振IQ调制器的偏压控制装置及偏压控制方法。

背景技术

目前，光通信技术正朝着更高速率、更大容量的方向不断发展。在高速光发射机中，光信号的调制通常需要采用双偏振IQ调制器。然而，双偏振IQ调制器在应用时，本身容易受到一些环境因素影响，包括温度等。如此可能会导致其偏压状态不稳定，影响到***性能。尤其，在对光源进行光载波调制时，为了保证光载波调制效果，需要控制调制器的偏压状态。

发明内容

一方面，本公开提供一种基于双偏振IQ调制器的偏压控制装置。

本公开实施例提供的基于双偏振IQ调制器的偏压控制装置包括：

双偏振IQ调制器，用于对光源发出的光载波进行相干调制；

控制器，与所述双偏振IQ调制器电连接，用于获取所述双偏振IQ调制器调制后的光载波的光功率，以及根据所述光功率的最小值或中位值在预设偏压范围内调整偏压值；以及

压控恒流电路，输入端与所述控制器连接，输出端与所述双偏振IQ调制器，用于基于所述控制器输出的所述偏压值，向所述双偏振IQ调制器输出进行所述相干调制的偏置信号。

在一些实施例中，所述控制器包括：

控制单元以及与所述控制单元电连接的数模转换DAC单元；

所述数模转换DAC单元，与所述压控恒流电路电连接，用于生成预设偏压范围内以固定电压步长递增的所述偏压值，并传输所述偏压值至所述控制单元；

所述控制单元，与所述双偏振IQ调制器电连接，用于获取各个所述偏压值对应的所述光功率，以及根据所述光功率的最小值或中位值，在所述预设偏压范围内调整偏压值，并通过所述数模转换DAC单元传输所述偏压值至所述压控恒流电路。

在一些实施例中，所述控制器还包括：

光电探测器，用于获取所述双偏振IQ调制器调制后的光载波；

TIA跨阻放大器电路，连接在所述光电探测器与所述控制器之间，用于转换所述光电探测器输出的光电流为与所述光载波的光功率呈线性正相关的电压信号，并传输所述电压信号至所述控制器。

在一些实施例中，所述控制器还包括：

模数转换ADC单元，连接所述TIA跨阻放大器电路与所述控制单元之间，用于获取所述TIA跨阻放大器电路传输的所述电压信号并传输所述电压信号至所述控制单元，供所述控制单元根据所述电压信号的最小值或中位值，在预设偏压范围内调整偏压值。

在一些实施例中，所述控制器，具体用于根据所述光功率的最小值获取所述双偏振IQ调制器中的X偏振臂I路上第一MZM偏置信号对应的所述偏压值；或，

所述控制器，具体根据所述光功率的最小值获取所述双偏振IQ调制器中的X偏振臂Q路上第二MZM偏置信号对应的所述偏压值；或，

所述控制器用于根据所述光功率的中位值获取所述X偏振臂Q路上相位差偏置信号对应的所述偏压值；或，

所述控制器，具体根据所述光功率的最小值获取所述双偏振IQ调制器中的Y偏振臂I路上第一MZM偏置信号对应的所述偏压值；或，

所述控制器，具体根据所述光功率的最小值获取所述双偏振IQ调制器中的Y偏振臂Q路上第二MZM偏置信号对应的所述偏压值；或，

所述控制器，具体根据所述光功率的中位值获取所述双偏振IQ调制器中的Y偏振臂Q路上相位差偏置信号对应的所述偏压值。

在一些实施例中，所述压控恒流电路，具体用于根据所述双偏振IQ调制器中的X偏振臂I路上第一MZM偏置信号对应的所述偏压值，获取所述双偏振IQ调制器中的X偏振臂I路上第一MZM偏置信号；或，

所述压控恒流电路，具体用于根据所述双偏振IQ调制器中的X偏振臂Q路上第二MZM偏置信号对应的所述偏压值，获取所述双偏振IQ调制器中的X偏振臂Q路上第二MZM偏置信号；或，

所述压控恒流电路，具体用于根据所述X偏振臂Q路上相位差偏置信号对应的所述偏压值，获取所述X偏振臂Q路上相位差偏置信号；或，

所述压控恒流电路，具体用于根据所述双偏振IQ调制器中的Y偏振臂I路上第一MZM偏置信号对应的所述偏压值，获取所述双偏振IQ调制器中的Y偏振臂I路上第一MZM偏置信号；或，

所述压控恒流电路，具体用于根据所述双偏振IQ调制器中的Y偏振臂Q路上第二MZM偏置信号对应的所述偏压值，获取所述双偏振IQ调制器中的Y偏振臂Q路上第二MZM偏置信号；或，

所述压控恒流电路，具体用于根据所述双偏振IQ调制器中的Y偏振臂Q路上相位差偏置信号对应的所述偏压值，获取所述双偏振IQ调制器中的Y偏振臂Q路上相位差偏置信号。

另一方面，本公开提供一种基于双偏振IQ调制器的偏压控制方法，包括：

获取所述双偏振IQ调制器调制后的光载波的光功率；

根据所述光功率的最小值或中位值在预设偏压范围内调整偏压值；

根据所述偏压值，控制压控恒流电路向双偏振IQ调制器进行所述相干调制的偏置信号。

在一些实施例中，所述获取所述双偏振IQ调制器调制后的光载波的光功率包括：

获取在所述预设偏压范围内以固定电压步长递增的各个偏压值；

基于各个所述偏压值获取与各个所述偏压值对应的所述光功率。

在一些实施例中，

所述根据所述光功率的最小值或中位值在预设偏压范围内调整偏压值，根据所述偏压值，控制压控恒流电路向双偏振IQ调制器输出进行光载波相干调制的偏置信号，包括：

根据所述光功率的最小值，调整所述偏压值，控制所述压控恒流电路向双偏振IQ调制器输出X偏振臂I路上第一MZM偏置信号、X偏振臂Q路上第二MZM偏置信号、Y偏振臂I路上第一MZM偏置信号或Y偏振臂Q路上第二MZM偏置信号，或，

根据所述光功率的中位值，调整所述偏压值，控制所述压控恒流电路向双偏振IQ调制器输出X偏振臂Q路上相位差偏置信号或Y偏振臂Q路上相位差偏置信号。

在一些实施例中，偏压控制方法还包括：

基于所述双偏振IQ调制器的型号，获取所述预设偏压范围。

在一些实施例中，偏压控制方法还包括：

通过对所述双偏振IQ调制器进行偏压测试，获取所述预设偏压范围。

在一些实施例中，偏压控制方法还包括：

依次顺序循环获取所述双偏振IQ调制器中的所述X偏振臂I路上第一MZM偏置信号、所述X偏振臂Q路上第二MZM偏置信号、所述Y偏振臂I路上第一MZM偏置信号、所述Y偏振臂Q路上第二MZM偏置信号、所述X偏振臂Q路上相位差偏置信号以及所述Y偏振臂Q路上相位差偏置信号。

本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本公开实施例利用控制器来获取双偏振IQ调制器调制后的光载波的光功率，并根据光功率的最小值或中位值在预设偏压范围内调整偏压值，同时利用压控恒流电路来基于控制器输出的偏压值，向双偏振IQ调制器输出进行相干调制的偏置信号，如此在对偏压值进行频繁调整的情况下，可利用压控恒流电路输入信号与输出信号之间的线性特性，实现对应偏压值变化而进行的双偏振IQ调制器偏置电压调整，从而有利于控制调制器偏置信号的改变，使得调制器处于更好的光载波调制状态，操作简单，使用方便。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

图1是根据一示例性实施例示出的基于双偏振IQ调制器的偏压控制装置结构示意图。

图2是根据一示例性实施例示出的压控恒流电路的电路图。

图3是根据一示例性实施例示出的TIA跨阻放大器电路的电路图。

图4是根据一示例性实施例示出的基于双偏振IQ调制器的偏压控制方法流程图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

本公开提供一种基于双偏振IQ调制器的偏压控制装置。图1是根据一示例性实施例示出的基于双偏振IQ调制器的偏压控制装置结构示意图。如图1所示，该偏压控制装置包括双偏振IQ调制器、控制器和压控恒流电路。

双偏振IQ调制器用于对光源发出的光载波进行相干调制；

控制器，与所述双偏振IQ调制器电连接，用于获取所述双偏振IQ调制器调制后的光载波的光功率，以及根据所述光功率的最小值或中位值在预设偏压范围内调整偏压值；以及

压控恒流电路，输入端与所述控制器连接，输出端与所述双偏振IQ调制器，用于基于所述控制器输出的所述偏压值，向所述双偏振IQ调制器输出进行所述相干调制的偏置信号。

在本示例性实施例预设偏压范围为双偏振IQ调制器安全工作范围内的偏置电压的电压取值范围；用于对双偏振IQ调制器进行相干调制的偏置信号可包括电压或电流信号；光功率的中位值为将所获得光功率一组数值从小到大或从大到小排列，奇数个数的话取中间的数值，偶数个数的话取中间两个数的平均数。

在本示例性实施例中利用控制器来获取双偏振IQ调制器调制后的光载波的光功率，并根据光功率的最小值或中位值在预设偏压范围内调整偏压值，同时利用压控恒流电路来基于控制器输出的偏压值，向双偏振IQ调制器输出进行相干调制的偏置信号，如此在对偏压值进行频繁调整的情况下，可利用压控恒流电路输入信号与输出信号之间的线性特性，实现对应偏压值变化而进行的双偏振IQ调制器偏置电压调整，从而有利于控制调制器偏置信号的改变，使得调制器处于更好的光载波调制状态，操作简单、使用方便。

在本示例性实施例中，基于MZM(Mach-zehnder Modulator，马赫-曾德调制器)的双偏振IQ调制器如图1所示，包括六路偏压调控。该六路偏压调控分别为双偏振IQ调制器中的X偏振臂I路上第一MZM调控、X偏振臂Q路上第二MZM调控、X偏振臂Q路上相位差调制、Y偏振臂I路上第一MZM调控、Y偏振臂Q路上第二MZM调控以及Y偏振臂Q路上相位差调控，其偏置信号输入端分别对应为Bias-XI输入端、Bias-XQ输入端、Bias-XP输入端、Bias-YI输入端、Bias-YQ输入端以及Bias-YP输入端。其中，双偏振IQ调制器中的X偏振臂I路上第一MZM偏置信号与X偏振臂Q路上第二MZM偏置信号的相位差φ为90度；Y偏振臂I路上第一MZM偏置信号与Y偏振臂Q路上第二MZM偏置信号的相位差φ为90度。

在本示例性实施例中，控制器调整一次双偏振IQ调制器的偏置信号，可获得一组光功率数值。一组光功率数值的个数可以为1000～10000个，例如一组光功率数值的个数为2000个。

在本示例性实施例中，压控恒流电路包括运算放大电路和三极管，使用运算放大电路实现输入电压对输出电流的线性控制，使用三极管增大运算放大器的输出电流，满足双偏振IQ调制器偏置端的电流驱动要求。经控制器(或控制器中的数模转换DAC单元)输出的电流不足以满足双偏振IQ调制器偏置端的电流驱动大小，此时需要三极管增大运算放大器的输出电流。同时在电路的输出端电阻分压后，向控制器做电压上报，从而实现调制器偏置端的电压实时上报。

图2是根据一示例性实施例示出的压控恒流电路的电路图。如图2所示，压控恒流电路包括运算放大器，通过运算放大器实现压控恒流输出。同时使用三极管来提高电路的负载电流输出能力。其中R3的电流I为调制器偏置端的驱动电流，即调制器的偏置信号I如下：

I＝(V₊-V_-)/R3＝V_DA*R2/(R1*R3)

其中，运算放大器输出电流不满足调制器所需驱动电流，因此使用三极管来提高压控恒流电路的电流输出能力。V₊和V-均为电阻R3的端电压；V_DA为数模转换DAC单元输出的偏置电压，即光功率数值中最小值或中位值对应的偏压值；R1为运算放大器的分压电阻、R2为运算放大器的信号反馈电阻。在本实施例中，在对偏压值进行频繁调整变化的情况下，可利用该压控恒流电路中输入信号V_DA与输出信号I的线性关系，在负载微变化的情况下，实现对应偏压值变化而进行的双偏振IQ调制器偏置电压调整，从而有利于控制调制器偏置信号的改变，使得调制器处于更好的光载波调制状态，减少热串扰效应带来的不良影响，操作简单，使用方便。

在一些实施例中，所述控制器包括：

控制单元以及与所述控制单元电连接的数模转换DAC单元；

所述数模转换DAC单元，与所述压控恒流电路电连接，用于生成预设偏压范围内以固定电压步长递增的所述偏压值，并传输所述偏压值至所述控制单元；

所述控制单元，与所述双偏振IQ调制器电连接，用于获取各个所述偏压值对应的所述光功率，以及根据所述光功率的最小值或中位值，在所述预设偏压范围内调整偏压值，并通过所述数模转换DAC单元传输所述偏压值至所述压控恒流电路。

在本示例性实施例中，固定电压步长可以是0.5mv～5mv，例如，固定电压步长可以是1mv。控制单元获得一个数模转换DAC单元生成的偏压值后，便对应获取该偏压值对应的光功率；如此，数模转换DAC单元生成一组2000个压差为1mv的偏压值，控制单元便获取一组2000个各偏压值对应的光功率数值；控制单元从一组光功率数值中获取最小值或中位值，从而确定光功率数值中最小值或中位值对应的偏压值，如此可获得用于生成相干调制的偏置信号的偏压值。同时较小的电压步长，有利于提高双偏振IQ调制器偏置信号的调控精确度。

在一些实施例中，如图1所示，所述偏压控制装置还包括：

光电探测器，用于获取所述双偏振IQ调制器调制后的光载波；

TIA跨阻放大器电路，连接在所述光电探测器与所述控制器之间，用于转换所述光电探测器输出的光电流为与所述光载波的光功率呈线性正相关的电压信号，并传输所述电压信号至所述控制器。

在本示例性实施例中，TIA跨阻放大器电路可包括运算放大器。TIA跨阻放大器电路将光电流转化为模数转换ADC可以采样的电压信号。本实施例中，选择合适的TIA电路参数(跨阻阻值，偏压值)保证从光电探测器转换的电压信号量满足ADC的输入电压范围。图3是根据一示例性实施例示出的TIA跨阻放大器电路的电路图。如图3所示，其中，TIA跨阻放大器电路的输出电压量，与三个量相关，包括控制器输出的电流控制电压Vref(为控制器默认下发的电压值)、光电探测器的输入光电流值I和跨阻阻值Res。由此可知TIA跨阻放大器电路输出Uo为：

Uo＝Vref+I*Res

其中I＝P*R，P为双偏振IQ调制器分光输出光功率，R为光电探测器响应度。

在一些实施例中，所述控制器还包括：

模数转换ADC单元，连接所述TIA跨阻放大器电路与所述控制单元之间，用于获取所述TIA跨阻放大器电路传输的所述电压信号并传输所述电压信号至所述控制单元，供所述控制单元根据所述电压信号的最小值或中位值，在预设偏压范围内调整偏压值。

在本示例性实施例中，模数转换ADC单元采集TIA跨阻放大器电路的输出电压，得到对应的电压-偏置电压曲线，其曲线为余弦曲线，如此可通过该余弦曲线获得电压信号的最小值或中位值，方法简单，操作方便。

在一些实施例中，所述控制器，具体用于根据所述光功率的最小值获取所述双偏振IQ调制器中的X偏振臂I路上第一MZM偏置信号对应的所述偏压值；或，

所述控制器，具体根据所述光功率的最小值获取所述双偏振IQ调制器中的X偏振臂Q路上第二MZM偏置信号对应的所述偏压值；或，

所述控制器用于根据所述光功率的中位值获取所述X偏振臂Q路上相位差偏置信号对应的所述偏压值；或，

所述控制器，具体根据所述光功率的最小值获取所述双偏振IQ调制器中的Y偏振臂I路上第一MZM偏置信号对应的所述偏压值；或，

所述控制器，具体根据所述光功率的最小值获取所述双偏振IQ调制器中的Y偏振臂Q路上第二MZM偏置信号对应的所述偏压值；或，

所述控制器，具体根据所述光功率的中位值获取所述双偏振IQ调制器中的Y偏振臂Q路上相位差偏置信号对应的所述偏压值。

在一些实施例中，所述压控恒流电路，具体用于根据所述双偏振IQ调制器中的X偏振臂I路上第一MZM偏置信号对应的所述偏压值，获取所述双偏振IQ调制器中的X偏振臂I路上第一MZM偏置信号；或，

所述压控恒流电路，具体用于根据所述双偏振IQ调制器中的X偏振臂Q路上第二MZM偏置信号对应的所述偏压值，获取所述双偏振IQ调制器中的X偏振臂Q路上第二MZM偏置信号；或，

所述压控恒流电路，具体用于根据所述X偏振臂Q路上相位差偏置信号对应的所述偏压值，获取所述X偏振臂Q路上相位差偏置信号；或，

所述压控恒流电路，具体用于根据所述双偏振IQ调制器中的Y偏振臂I路上第一MZM偏置信号对应的所述偏压值，获取所述双偏振IQ调制器中的Y偏振臂I路上第一MZM偏置信号；或，

所述压控恒流电路，具体用于根据所述双偏振IQ调制器中的Y偏振臂Q路上第二MZM偏置信号对应的所述偏压值，获取所述双偏振IQ调制器中的Y偏振臂Q路上第二MZM偏置信号；或，

所述压控恒流电路，具体用于根据所述双偏振IQ调制器中的Y偏振臂Q路上相位差偏置信号对应的所述偏压值，获取所述双偏振IQ调制器中的Y偏振臂Q路上相位差偏置信号。

在本示例性实施例中，控制器获取一组光功率数值后，确定光功率数值中的最小值或中位值对应的偏压值；压控恒流电路根据该偏压值获取双偏振IQ调制器的偏置信号仅对双偏振IQ调制器的一路偏压进行调控。当需要对双偏振IQ调制器的另一路偏压进行调控，需要重新获取光功率数值，重新确定光功率数值中的最小值或中位值对应的偏压值，重新对应生成调控该路偏压所需要的偏置信号。

本公开还提供一种基于双偏振IQ调制器的偏压控制方法。图4是根据一示例性实施例示出的基于双偏振IQ调制器的偏压控制方法流程图。如图4所示，该偏压控制方法包括：

步骤40、获取所述双偏振IQ调制器调制后的光载波的光功率；

步骤41、根据所述光功率的最小值或中位值在预设偏压范围内调整偏压值；

步骤42、根据所述偏压值，控制压控恒流电路向双偏振IQ调制器进行所述相干调制的偏置信号。

在本示例性实施例预设偏压范围为双偏振IQ调制器安全工作范围内的偏置电压的电压取值范围；用于对双偏振IQ调制器进行相干调制的偏置信号可包括电压或电流信号；光功率的中位值为将所获得光功率一组数值从小到大或从大到小排列，奇数个数的话取中间的数值，偶数个数的话取中间两个数的平均数。

在本示例性实施例通过获取双偏振IQ调制器调制后的光载波的光功率，并根据光功率的最小值或中位值在预设偏压范围内调整偏压值，同时利用压控恒流电路来基于控制器输出的偏压值，向双偏振IQ调制器输出进行相干调制的偏置信号，如此来实现对双偏振IQ调制器偏置电压调整，使得调制器处于更好的光载波调制状态，减少热串扰效应带来的不良影响。

在本示例性实施例中，控制器调整一次双偏振IQ调制器的偏置信号，可获得一组2000个光功率数值。

在一些实施例中，所述获取所述双偏振IQ调制器调制后的光载波的光功率包括：

获取在所述预设偏压范围内以固定电压步长递增的各个偏压值；

基于各个所述偏压值获取与各个所述偏压值对应的所述光功率。

在本示例性实施例中，固定电压步长可以是1mv；在所述预设偏压范围内，可获取一组2000个压差为1mv的偏压值；基于2000个偏压值获取一组2000个各偏压值对应的光功率数值，从而确定光功率数值中最小值或中位值对应的偏压值，如此可获得用于生成相干调制的偏置信号的偏压值。同时较小的电压步长，有利于提高双偏振IQ调制器偏置信号调控精确度。

在一些实施例中，所述根据所述光功率的最小值或中位值在预设偏压范围内调整偏压值，根据所述偏压值，控制压控恒流电路向双偏振IQ调制器输出进行光载波相干调制的偏置信号，包括：

根据所述光功率的最小值，调整所述偏压值，控制所述压控恒流电路向双偏振IQ调制器输出X偏振臂I路上第一MZM偏置信号、X偏振臂Q路上第二MZM偏置信号、Y偏振臂I路上第一MZM偏置信号或Y偏振臂Q路上第二MZM偏置信号，或，

根据所述光功率的中位值，调整所述偏压值，控制所述压控恒流电路向双偏振IQ调制器输出X偏振臂Q路上相位差偏置信号或Y偏振臂Q路上相位差偏置信号

在本示例性实施例中，获取一组光功率数值后，确定光功率数值中的最小值或中位值对应的偏压值；压控恒流电路根据该偏压值获取双偏振IQ调制器的偏置信号仅对双偏振IQ调制器的一路偏压进行调控。当需要对双偏振IQ调制器的另一路偏压进行调控，需要重新获取光功率数值，重新确定光功率数值中的最小值或中位值对应的偏压值，重新对应生成调控该路偏压所需要的偏置信号。

在一些实施例中，偏压控制方法还包括：

基于所述双偏振IQ调制器的型号，获取所述预设偏压范围。

在一些实施例中，偏压控制方法还包括：

通过对所述双偏振IQ调制器进行偏压测试，获取所述预设偏压范围。

在一些实施例中，偏压控制方法还包括：

依次顺序循环获取所述双偏振IQ调制器中的所述X偏振臂I路上第一MZM偏置信号、所述X偏振臂Q路上第二MZM偏置信号、所述Y偏振臂I路上第一MZM偏置信号、所述Y偏振臂Q路上第二MZM偏置信号、所述X偏振臂Q路上相位差偏置信号以及所述Y偏振臂Q路上相位差偏置信号。

在本示例性实施例中，可对双偏振IQ调制器的六个偏置电压做循环调控，即调控好X偏振臂I路上第一MZM偏压后，调控X偏振臂Q路上第二MZM偏置信号，然后调控X偏振臂Q路上相位差偏置信号，依次类推，调控好Y偏振臂Q路上相位差偏置信号后，再次从X偏振臂I路上第一MZM偏置信号开始进行下一轮调控，如此循环。此过程中，获取光功率，调控好一路信号后，需要重新获取当下时刻的光功率，进行下一路信号调控，即调控每一路信号时均需要重新获取当下时刻的光载波的光功率。

此过程中，为了确保调制器在获取单路偏置信号时，其他各路偏置逼近调制器的真实传输状态，对双偏振IQ调制器的六个偏置电压做轮流调控时，需要当获取了一路偏置信号后，立刻将获取偏置信号下发到该路的偏置端，如此确保调制器在获取下一路偏置信号时，其他各路偏置均逼近调制器的真实传输状态。例如，如图1所示，获取了X偏振臂I路上第一MZM偏置信号后，立刻将该路偏置信号输入Bias-XI输入端；然后获取所述X偏振臂Q路上第二MZM偏置信号，再立刻将该路偏置信号输入Bias-XQ输入端；然后继续获取所述X偏振臂Q路上相位差偏置信号，再将该路偏置信号输入Bias-XP输入端，如此依次循环获取并输入各路偏置信号，确保了调制器在获取单路偏置信号时，其他各路偏置逼近调制器的真实传输状态。

本公开提供的基于双偏振IQ调制器的偏压控制方法是一种相干光模块内双偏振硅基IQ调制器的偏置控制方法，通过对硅基IQ调制器的六路偏置做电压扫描、光电探测器和TIA跨阻放大器电路采集输出的光信号，经控制器数据处理后确定数模转换DAC单元输出电压，并做多次迭代扫描，实现对双偏振硅基IQ调制器偏置电压的控制。通过硬件电路和软件数据处理结合、光路和电路结合的方式实现双偏振IQ调制器控制环路，使得***能快速准确的找到调制器的最佳偏置电压，达到调制器处于最佳工作状态的目的。相比于铌酸锂和铟磷调制器，硅基调制器容易受到相邻波导热相位调节器热量的影响，该方案通过自动的电压扫描、条件控制和多次迭代，有效的消除各个通道之间热串扰的影响。

本公开提供一种相干光模块内双偏振硅基IQ调制器的偏置控制方法，其中控制偏置点的闭环控制方案包括如下步骤：

1)通过数模转换DAC单元向调制器的偏置端加偏置电压，在调制器规格允许范围内，以一定步长逐步改变数模转换DAC单元输出的偏置电压；

2)数模转换DAC单元输出的偏置电压，通过压控恒流电路后，给硅基IQ调制器的偏置端提供偏置电流；

3)在调制器的光路输出端由一个窄带宽光电探测器探测光源输出的光载波，经TIA跨阻放大器电路将光电流转换为可由模数转换ADC单元监控的电压信号；

4)在数模转换DAC单元逐步改变输出电压的同时，模数转换ADC单元监控TIA跨阻放大器电路的输出电压，得到对应的模数转换ADC单元监控电压-偏置电压曲线，其曲线为余弦曲线；

5)对所得余弦曲线求极值点、中值点，对MZ调制器下发最小值处的偏置电压，对移相器下发中值点的偏置电压，按照以上步骤依次对6个偏置端做扫描，并通过多次迭代，找到调制器的最佳偏置点。

进一步，所述步骤2)中，在压控恒流电路中利用三极管实现恒流，以满足热相位调节器的电流需求。同时在电路的输出端电阻分压后，向中控做电压上报，从而对调制器偏置端的电压做实时上报。

进一步，所述步骤5)中，在对六个偏置电压做轮询扫描时，需要打开加在调制器上的射频信号，并且在每路扫描结束后，即刻将处理得到的最佳值下发到该路的偏置端，以确保调制器在单路扫描时，其他各路偏置逼近调制器的真实传输状态。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (12)

1.一种基于双偏振IQ调制器的偏压控制装置，其特征在于，包括：

双偏振IQ调制器，用于对光源发出的光载波进行相干调制；

控制器，与所述双偏振IQ调制器电连接，用于获取所述双偏振IQ调制器调制后的光载波的光功率，以及根据所述光功率的最小值或中位值在预设偏压范围内调整偏压值；以及

压控恒流电路，输入端与所述控制器连接，输出端与所述双偏振IQ调制器，用于基于所述控制器输出的所述偏压值，向所述双偏振IQ调制器输出进行所述相干调制的偏置信号。

2.根据权利要求1所述的偏压控制装置，其特征在于，所述控制器包括：

控制单元以及与所述控制单元电连接的数模转换DAC单元；

所述数模转换DAC单元，与所述压控恒流电路电连接，用于生成预设偏压范围内以固定电压步长递增的所述偏压值，并传输所述偏压值至所述控制单元；

所述控制单元，与所述双偏振IQ调制器电连接，用于获取各个所述偏压值对应的所述光功率，以及根据所述光功率的最小值或中位值，在所述预设偏压范围内调整偏压值，并通过所述数模转换DAC单元传输所述偏压值至所述压控恒流电路。

3.根据权利要求1或2所述的偏压控制装置，其特征在于，还包括：

光电探测器，用于获取所述双偏振IQ调制器调制后的光载波；

TIA跨阻放大器电路，连接在所述光电探测器与所述控制器之间，用于转换所述光电探测器输出的光电流为与所述光载波的光功率呈线性正相关的电压信号，并传输所述电压信号至所述控制器。

4.根据权利要求3所述的偏压控制装置，其特征在于，所述控制器还包括：

模数转换ADC单元，连接所述TIA跨阻放大器电路与所述控制单元之间，用于获取所述TIA跨阻放大器电路传输的所述电压信号并传输所述电压信号至所述控制单元，供所述控制单元根据所述电压信号的最小值或中位值，在预设偏压范围内调整偏压值。

5.根据权利要求1所述的偏压控制装置，其特征在于，

所述控制器，具体用于根据所述光功率的最小值获取所述双偏振IQ调制器中的X偏振臂I路上第一MZM偏置信号对应的所述偏压值；或，

所述控制器，具体根据所述光功率的最小值获取所述双偏振IQ调制器中的X偏振臂Q路上第二MZM偏置信号对应的所述偏压值；或，

所述控制器用于根据所述光功率的中位值获取所述X偏振臂Q路上相位差偏置信号对应的所述偏压值；或，

所述控制器，具体根据所述光功率的最小值获取所述双偏振IQ调制器中的Y偏振臂I路上第一MZM偏置信号对应的所述偏压值；或，

所述控制器，具体根据所述光功率的最小值获取所述双偏振IQ调制器中的Y偏振臂Q路上第二MZM偏置信号对应的所述偏压值；或，

所述控制器，具体根据所述光功率的中位值获取所述双偏振IQ调制器中的Y偏振臂Q路上相位差偏置信号对应的所述偏压值。

6.根据权利要求5所述的偏压控制装置，其特征在于，

所述压控恒流电路，具体用于根据所述双偏振IQ调制器中的X偏振臂I路上第一MZM偏置信号对应的所述偏压值，获取所述双偏振IQ调制器中的X偏振臂I路上第一MZM偏置信号；或，

所述压控恒流电路，具体用于根据所述双偏振IQ调制器中的X偏振臂Q路上第二MZM偏置信号对应的所述偏压值，获取所述双偏振IQ调制器中的X偏振臂Q路上第二MZM偏置信号；或，

所述压控恒流电路，具体用于根据所述X偏振臂Q路上相位差偏置信号对应的所述偏压值，获取所述X偏振臂Q路上相位差偏置信号；或，

所述压控恒流电路，具体用于根据所述双偏振IQ调制器中的Y偏振臂I路上第一MZM偏置信号对应的所述偏压值，获取所述双偏振IQ调制器中的Y偏振臂I路上第一MZM偏置信号；或，

所述压控恒流电路，具体用于根据所述双偏振IQ调制器中的Y偏振臂Q路上第二MZM偏置信号对应的所述偏压值，获取所述双偏振IQ调制器中的Y偏振臂Q路上第二MZM偏置信号；或，

所述压控恒流电路，具体用于根据所述双偏振IQ调制器中的Y偏振臂Q路上相位差偏置信号对应的所述偏压值，获取所述双偏振IQ调制器中的Y偏振臂Q路上相位差偏置信号。

7.一种基于双偏振IQ调制器的偏压控制方法，其特征在于，包括：

获取所述双偏振IQ调制器调制后的光载波的光功率；

根据所述光功率的最小值或中位值在预设偏压范围内调整偏压值；

根据所述偏压值，控制压控恒流电路向双偏振IQ调制器输出进行光载波相干调制的偏置信号。

8.根据权利要求7所述的偏压控制方法，其特征在于，所述获取所述双偏振IQ调制器调制后的光载波的光功率包括：

获取在所述预设偏压范围内以固定电压步长递增的各个偏压值；

基于各个所述偏压值获取与各个所述偏压值对应的所述光功率。

9.根据权利要求7所述的偏压控制方法，其特征在于，所述根据所述光功率的最小值或中位值在预设偏压范围内调整偏压值，根据所述偏压值，控制压控恒流电路向双偏振IQ调制器输出进行光载波相干调制的偏置信号，包括：

根据所述光功率的最小值，调整所述偏压值，控制所述压控恒流电路向双偏振IQ调制器输出X偏振臂I路上第一MZM偏置信号、X偏振臂Q路上第二MZM偏置信号、Y偏振臂I路上第一MZM偏置信号或Y偏振臂Q路上第二MZM偏置信号，或，

根据所述光功率的中位值，调整所述偏压值，控制所述压控恒流电路向双偏振IQ调制器输出X偏振臂Q路上相位差偏置信号或Y偏振臂Q路上相位差偏置信号。

10.根据权利要求7所述的偏压控制方法，其特征在于，还包括：

基于所述双偏振IQ调制器的型号，获取所述预设偏压范围。

11.根据权利要求7所述的偏压控制方法，其特征在于，还包括：

通过对所述双偏振IQ调制器进行偏压测试，获取所述预设偏压范围。

12.根据权利要求9所述的偏压控制方法，其特征在于，还包括：

依次顺序循环获取所述双偏振IQ调制器中的所述X偏振臂I路上第一MZM偏置信号、所述X偏振臂Q路上第二MZM偏置信号、所述Y偏振臂I路上第一MZM偏置信号、所述Y偏振臂Q路上第二MZM偏置信号、所述X偏振臂Q路上相位差偏置信号以及所述Y偏振臂Q路上相位差偏置信号。

Images