一种光调制器模块控制系统论文和设计-张徐亮

全文摘要

本实用新型提供了一种光调制器模块的控制系统,包括：FPGA模块、D\\\\A转换器、保偏输出调制器、保偏耦合器、光电探测器和A\\\\D转换器；所述D\\\\A转换器、光探测器、A\\\\D转换器和FPGA模块为所述保偏输出调制器提供最佳偏置电压并驱动调制信号。本实用新型采用两路偏压控制电路来实现偏置电压的自动控制，对调制信号进行驱动，两路均采用低噪声的光探测器，能够避免噪声对检测过程的影响，铌酸锂电光调制器能够减少光插损，保偏耦合器能够保持偏振状态不改变，同时还拥有高消光比，各个模块协同工作，保证了整个系统的稳定性和高效性。

主设计要求

1.一种光调制器模块控制系统，其特征在于：包括FPGA模块、D\\\\A转换器、保偏输出调制器、保偏耦合器、光电探测器和A\\\\D转换器；所述FPGA模块的信号输出端与所述D\\\\A转换器的输入端连接，所述D\\\\A转换器的输出端与所述保偏输出调制器的输入端连接，所述保偏调制器的输出端与所述保偏耦合器的输入端连接，所述保偏耦合器输出的信号进入所述光电探测器，所述光电探测器通过A\\\\D转换器与所述FPGA模块连接。

设计方案

1.一种光调制器模块控制系统，其特征在于：包括FPGA模块、D\\A转换器、保偏输出调制器、保偏耦合器、光电探测器和A\\D转换器；

所述FPGA模块的信号输出端与所述D\\A转换器的输入端连接，所述D\\A转换器的输出端与所述保偏输出调制器的输入端连接，所述保偏调制器的输出端与所述保偏耦合器的输入端连接，所述保偏耦合器输出的信号进入所述光电探测器，所述光电探测器通过A\\D转换器与所述FPGA模块连接。

2.如权利要求1所述的一种光调制器模块控制系统，其特征在于：所述FPGA模块包括串口通信端口、数据输入接口和时钟端口。

3.如权利要求2所述的一种光调制器模块控制系统，其特征在于：所述数据输入接口包括高速SPI接口、USB3.0接口和SMA接口。

4.如权利要求1所述的一种光调制器模块控制系统，其特征在于：所述保偏耦合器的分光比为95:5。

5.如权利要求1所述的一种光调制器模块控制系统，其特征在于：所述光电探测器为光电二极管。

6.如权利要求1所述的一种光调制器模块控制系统，其特征在于：所述保偏输出调制器采用铌酸锂作为电光晶体。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及通信领域，尤其涉及一种光调制器模块控制系统。

背景技术

目前高速光纤通信正在飞速发展，电光调制器作为通信设备中的重要组成部分，它的性能直接影响了通信的质量。现有技术中的调制器存在调制频率受限、消光比较低、频率啁啾强和波长漂移大等等缺点，且调制过程中容易出现较大的光插损，影响电光调制器的使用效率。因此，提供一种功率可控、高消光比、低温漂和低光插损的调制器模块控制系统是非常也有必要的。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：为了解决现有技术中电光调制器功率受限、消光比低和光插损大的问题，本实用新型提供了一种光调制模块控制系统来解决上述问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种光调制器模块控制系统，包括FPGA模块、D\\A转换器、保偏输出调制器、保偏耦合器、光电探测器和A\\D转换器；

作为优选，所述FPGA模块包括串口通信端口、数据输入接口和时钟端口。

作为优选，所述数据输入接口包括高速SPI接口、USB3.0接口和SMA接口。

作为优选，所述保偏耦合器的分光比为95:5。

作为优选，所述光电探测器为光电二极管。

作为优选，所述保偏输出调制器采用铌酸锂作为电光晶体。

本实用新型的有益效果是，采用两路偏压控制电路来实现偏置电压的自动控制，对调制信号进行驱动，两路均采用低噪声的光探测器，能够避免噪声对检测过程的影响，铌酸锂电光调制器能够减少光插损，保偏耦合器能够保持偏振状态不改变，同时还拥有高消光比，各个模块协同工作，保证了整个系统的稳定性和高效性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型光调制器模块控制系统最优实施例的系统结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

如图1所示，本实用新型提供了一种光调制器模块控制系统，包括：FPGA（FieldProgrammable Gate Array，现场可编程门阵列）模块、D\\A转换器（Digital-AnalogConverter，数模转换器）、保偏输出调制器、保偏耦合器、光电探测器和A\\D转换器（Analo-Digital Converter，模数转换器）；

在本实施例中，FPGA模块包括串口通信端口、数据输入接口和时钟端口，串口通信端口能够与外部设备连接，外部设备可以通过串口通信端口配置和收发内部数据，上述的外部设备包括但不限于电脑，时钟端口用来配置系统的时钟周期，数据输入端口包括高速SPI（Serial Peripheral Interface，串行外设接口）接口、USB3.0接口和SMA接口，多样性的数据输入端口增强了光调制模块控制系统的适配性。

保偏耦合器采用的是分光比为95:5的光耦合器，保偏耦合器能够保持光信号的偏振状态不改变；光电探测器为低噪声的光电二极管，在有噪声干扰的时候也能够进行精准的检测；保偏输出调制器采用铌酸锂电光调制器，铌酸锂是具有电光效应的电光晶体，它具有高的电光参数和高的透明特性，它还有机械和化学上的稳定性，方便进行加工。整个光调制模块控制系统的光插损小于4.5dB，模块输入光功率范围为0~20dBm，模块光调制消光比大于30dB。

FPGA模块及两路D\\A转换器、保偏耦合器、光电探测器和A\\D转换器构成了偏压控制模块，FPGA模块将输入的两路偏压控制模块的数字信号比较，不断调整内部数据，为保偏输出调制器提供最佳偏置电压并驱动调制信号。

FPGA从数据输入端口接收到数据后，从信号输出端将对应的数字信号输出至D\\A转换器的信号输入端，D\\A转换器从信号输出端将转换完毕的模拟信号输出至保偏输出调制器。

保偏输出调制器内的铌酸锂电光晶体在收到模拟信号后，改变了自身的光波特性，并通过改变光信号相位、幅度、强度以及偏振状态的方法，将模拟信号转换为携带有模拟信号的信息的光信号并将光信号发送给保偏耦合器，保偏输出调制器也保证了光信号在传输过程中的保偏状态不发生改变。

在正常工作模式下，保偏耦合器接收到信号后，按照自身95:5的分光比将5%的光信号直接输出。

在闭环调整模式下，保偏耦合器接收到信号后，按照自身95:5的分光比，将5%的光信号输出至低噪声光探测器，同时保偏耦合器也保证了光信号的偏振状态不发生改变。光探测器在检测到光信号之后，将光信号转换成模拟电信号，并将电信号输出至A\\D转换器。A\\D转换器将模拟电信号转换成数字电信号后，从A\\D转换器输出端将数字电信号输出至FPGA模块。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对所述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

设计图

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