更高速、更高效的光通信技术-光混频

（苏州波弗光电科技有限公司）

iXblue解调方案：一种基于电信技术的开创性方法-提取相位、振幅和偏振态

长期以来，电信行业一直在积极寻找能够实现更高传输速率的创新技术。iXblue光学事业部的一个工厂（前Kylia公司）在开发光纤通信创新方面拥有丰富的经验，尤其是其设备能够解调非常复杂的调制光信号。

通信历来以二进制模式（0和1的系列）的信息编码为基础。通过对激光的强度调制产生二进制光学编码并使用光纤传输，因此激光调制是信息的根源。这种“开关键控”调制意味着一个”比特时间”相对一个”调制频率”，1纳秒的比特时间意味着1 Gbit/s的调制速率。发射端激光光源需要调制解决方案，接收端需要光解调解决方案，强度调制的光信号最终需要被转换成计算机可用的电信号数据。但这种方式仅仅是改变光的强度，不能充分发挥激光相干长度长、发散角小、频带丰富等优势，因而普遍存在灵敏度低、距离低、频带利用率低等缺点。

当对传输速率的需求高于Gbit/s时，必须开发新的调制和解调技术。基于自由空间设计和长期的电信技术背景，iXblue能够为这种复杂的解调提供各种产品。其中一系列产品（iXblue MICS系列(超链接)，请联系我们提供更多资料）致力于多路复用和解复用，这意味着能够在一根独特的光纤中传输许多不同波长的激光（即40路不同波长的激光束在一根典型的电信光纤中传输，1528至1560 nm，C波段，）。另一系列产品（iXblue MINT系列，见下图）使用光的另一个特性进行解调，即电磁波的相位，相位（0或π）的调制比强度的调制更容易、更快。MINT产品使光学DPSK（差分相移键控）解调成为可能，它适用于大约10 Gbit/s的更高传输速率。（MINT：延迟线干涉仪，DPSK解调器）

随后产生了“QAM”技术，这是一种使用电磁波相位和强度的调制技术。除了前面的优点之外，该解决方案允许使用中间值（0和1之间，0和π之间）进行调制。它为信息编码提供了更多的可能性。例如，QAM16和QAM64技术可以在单位比特时间内处理4到6比特。这种信号的解调非常复杂，可以通过iXblue 90°光学混频方案（iXblue COH系列，见下图）实现。信号光的相位、振幅甚至偏振态，通过信号光和本振光（特定频率的参考光）之间执行四次90°相位干涉。

90°光混频器（超链接）在相干光通信系统中的主要作用是将两束频率接近、相位差恒定的且偏振方向相同的信号光与本振光波进行相干混频，再利用光电平衡探测器和信号处理对中频信号进行分析，可以看出其原理上也是一种调制解调器。常见的 90°光混频器为2（输入）x4（输出）端口结构，如上图，其由分立的四分之一波片、半波片和偏振分光镜等光学元器件构成，四个输出端分别相差为0°、180°、90°和270°。0°与180°输出端经过平衡探测器后的支路称为同相I支路，90°与270°输出端经过平衡探测器后的支路称为正交Q支路。

iXblue并不专注于信号处理，其核心竞争力在于设计和组装适合任何调制/解调方式的自由空间光学解决方案，将看似复杂的自由空间光学系统集成为非常灵活，小巧的光纤输入输出型微光学集成解决方案， 如右图，标准COH产品体积约为70x50x10mm大小。它既可以应用于简单的调制，也可应用于更复杂的解调方式而无需产品升级 。

从传统电信到空间通信应用

如果传统电信市场是这种调制/解调方案的最初应用领域，那么今天大量的新应用都会发现这种技术的好处。尤其是，能够解调信号的相位是非常强大和重要的，例如在计量学中，光学传感器可以测量与电磁波相位相互作用的微小物理参数的变化。在医学领域也有一些应用，光学相干层析成像（OCT）通过对反射信号的解调来对皮肤下的组织进行成像。iXblue COH 90°光学混频器也适用于空间应用，如激光通信或星链卫星。许多其他设备仅提供电信波长波段，即C波段，但iXblue方案是唯一能够同时处理C波段和L波段（波长从1570到1630 nm）的解决方案。由于自由空间光学在偏振解调（消光比达到25至30dB）方面的性能更好，以及更好的平衡探测均匀性（0.2dB）和90°相移精度（相移可调），因此在C波段自由光学也比硅基方案更好。如今，iXblue解调方案甚至有望应用于所有电信频段，单一设备可以从O波段工作到L波段（从1260 nm到1620 nm）。

感谢最初为电信行业开发的环氧树脂技术，iXblue器件可以提供稳定、坚固的特性。下图为COH光混频器优异的温度性能，插损随温度的变化极小，满足苛刻环境下的应用要求。

iXblue微光学集成部门(原Kylia)主要产品及其应用领域

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iXblue在玻璃基板上超精密的光学元件组装技能

iXblue的微光学集成部门（原Kylia）长期以来一直致力于在高性能和高度定制化的产品，从而为其客户带来更多的附加值。除了产品目录外，定制的自由空间微光学集成已经用于环境科学（测风）的激光雷达行业，同样也通过一些大公司进入电信市场，激光跟踪器市场。量子技术(IMOB产品，请见后期微信文章或者联系波弗光电提供更多资料)是iXblue成功开拓的另一个新兴市场。

iXblue能够将实验装置集成为工业级的光学模块，从客户要求（简易的草图，下图步骤1）开始，iXblue可以领导或参与完整的产品开发步骤：设计(下图步骤2)、原型机到批量生产(下图步骤3)，iXblue的专业技术在于将微光学元件超精确地组装在玻璃基板上，在满足光学性能要求的前提下提供更小的体积，优异的可靠性和稳定性。

苏州波弗光电科技有限公司是一家专注于光电通信（数字通信、模拟通信、相干通信、量子通信）、光纤传感、量子应用、光学相干断层扫描（OCT）、视觉成像等领域的光电子器件系统集成商。目前于数十家国外知名企业签订代理协议，如iXblue、PicoLAS，WasatchpPotonics，ID-Photonics，WLPhotonics，Innolume，ID-Photonics，Kylia，Alnairlabs，Albisopto，AOS-fiber，Piezomechanik，EOTECH，Agiltron等。我们拥有数千万的现货库存产品：铌酸锂电光调制器、射频放大驱动器、偏压控制器、激光器、SLED光源、激光器驱动、光电二极管、光电探测器等。

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