专利名称：基于偏振干涉的全光ofdm信号复用与解复用装置的制作方法
基于偏振干涉的全光OFDM信号复用与解复用装置技术领域
本发明属于光通信系统中的信号处理器件，具体涉及一种基于偏振干涉的光学装 置，以全光形式完成快速傅里叶变换(FFT)和逆变换(IFFT)，实现对正交频分复用(OFDM) 信号的复用与解复用功能。
背景技术：
随着高速互联网的普及和各种通信业务的迅猛发展，全球信息传输量正呈爆炸式 增长，这对光通信网络的传输性能提出了更高要求。研究和应用先进的光调制技术，对实现 超大容量、超长距离光信号的传输十分重要。
OFDM是一种多载波复用技术，通过在系统收发端对数据进行串并转换处理，将单 信道链路中传输的高速信号转化为并行调制或解调的多路低速子信道信号，具有抗干扰能 力强、频谱效率高、色散容忍度好等特点，在高速长距离光通信系统中很有应用前景。OFDM 已广泛应用于无线通信系统，其采用电子器件进行快速傅里叶逆变换与傅里叶变换来实现 信号复用与解复用，此方法实现成本高，且受到电处理速度的限制。以全光形式实现0FDM， 能有效降低系统收发端对电子器件工作速率的要求，在超高速光信号处理中具有很好的应 用前景。
目前国内外对全光OFDM系统的研究已取得一些成果。如中国发明专利“全光傅 里叶变换器、反变换器及一种正交频分复用系统”，提出采用平板波导耦合器结构实现全 光离散傅里叶变换和其逆变换运算；又如文献(参见Arthur James Lowery, "Design of arrayed-waveguide grating routers for use as optical OFDM demultiplexers,” Opt. Express 18，141^-14143，2010)提出基于波导光栅路由结构实现相同功能。上述两种装置 结构均较为复杂、且无拓展性，对包含子载波数目较多的OFDM信号进行复用和解复用处理 时实现困难，成本较高。另外，耦合器结构中利用硅基波导的热光效应来引入各支路相移， 实现更为复杂；波导光栅路由装置结构固定、无可调功能，灵活性差。发明内容
本发明提出一种基于偏振干涉效应实现傅里叶变换及其逆变换功能的光学装置， 以全光方式实现对多个子载波的复用与解复用，能有效缓解高速光通信系统收发端OFDM 信号处理过程中对电子器件的依赖，同时具有拓展性强、灵活性好等优点。
本发明的一种实现全光快速傅里叶变换的OFDM信号解复用装置，其特征在于主要由N-I个基本单元以I^2A「级串联形式组成，第k级共有个并联基本单元，k为正整数且€[1，1明2妁，N为OFDM信号子载波的个数；每个基本单元包括输入光纤准直器、偏振分束器、半波片、相位延迟器、偏振分 波、合波器件以及输出光纤准直器；所述相位延迟器由延时晶体和相移晶体构成，所述延时晶体是指使经过偏振分束后的4一对正交线偏振光之间产生一定相对时延的双折射晶体；所述相移晶体是指在经过延时晶 体后的一对正交线偏振光之间弓I入特定相位差的双折射晶体；cT第k级中每个基本单元延时晶体长度为
权利要求
1.一种基于偏振干涉的全光OFDM信号解复用装置，其特征在于主要由N-I个基本单元以Iog2M级串联形式组成，第k级共有个并联基本单元，k为正整数且N为OFDM信号子载波的个数；每个基本单元包括输入光纤准直器、偏振分束器、半波片、相位 延迟器、偏振分波、合波器件以及输出光纤准直器；所述相位延迟器由延时晶体和相移晶体构成，所述延时晶体是指使经过偏振分束后的 一对正交线偏振光之间产生一定相对时延的双折射晶体；所述相移晶体是指在经过延时晶 体后的一对正交线偏振光之间弓I入特定相位差的双折射晶体； 第k级中每个基本单元延时晶体长度为
2.根据权利要求1所述的基于偏振干涉的全光OFDM信号解复用装置，其特征在于所 述偏振分束器为位移晶体，将入射到该结构单元的信号光分束为一对正交线偏振光，即寻 常光和异常光(ο光和e光)，利用半波片可将二者转化为同一偏振态，实现对任意偏振态信 号的处理。
3.根据权利要求1或2所述的基于偏振干涉的全光OFDM信号解复用装置，其特征在 于所述偏振分波、合波器件可以由两个位移晶体和半波片构成，实现将偏振干涉结果以一 对正交线偏振光输出。
4.一种基于偏振干涉的全光OFDM信号解复用装置，其特征在于主要由个基本单元级联组成，N为OFDM信号子载波的个数；每个基本单元包括输入光纤准直器、偏振分束 器、半波片、相位延迟器、偏振分波、合波器件以及输出光纤准直器；所述相位延迟器由延时晶体和具有可调结构的相移晶体构成，所述延时晶体是指使经 过偏振分束后的一对正交线偏振光之间产生一定相对时延的双折射晶体； 第k级的基本单元的延时晶体长度为
5.一种基于偏振干涉的全光OFDM信号复用装置，其特征在于主要由N-I个基本单元以Iog2Y级串联形式组成，第k级共有个并联的基本单元，k为正整数且eai0g2M],N为OFDM信号子载波的个数；复用装置中各基本单元组成器件与权利要求1所述的解复用 装置基本单元组成器件完全相同，但信号通过各器件的顺序刚好倒置。
全文摘要
本发明涉及一种利用偏振干涉原理对正交频分复用(OFDM)信号实现复用与解复用功能的装置，本发明的解复用装置由N-1个基本结构单元以级串联形式组成(N为OFDM信号包含的子载波数目)，光信号在各基本单元中均发生偏振分光、延时与相移以及偏振光干涉过程；解复用装置的倒置使用则为复用装置，光信号通过复用与解复用装置可对其携带的数据序列信息分别实现傅里叶逆变换和傅里叶变换的运算功能。本发明采用全光方式完成OFDM信号复用和解复用所需的傅里叶变换和逆变换运算功能，有效消除电子处理速度限制；对比其它全光OFDM方式，此实现装置拓展性强，容易实现对光载波数目较多时子信道信号的复用与解复用，且具有可调功能，灵活性强。
文档编号G02B6/293GK102043255SQ201010548600
公开日2011年5月4日 申请日期2010年11月18日 优先权日2010年11月18日
发明者刘德明, 朱晓红, 柯昌剑, 潘登 申请人:华中科技大学