HU200047B - Transmitter operating on the principle of the reflection to biderectional light conductor telecommunacation system - Google Patents

Description

A találmány visszaverődés elvén működő adó kétirányú fényvezetős távközlő rendszerhez.

A monomóduBÚ fényvezetőkből alkotott kétirányú távközlő rendszerekben lehetséges az olyan kialakítás, amelynél a fényvezető vonalnak csak egyik végén van egy vagy több fényforrás, a fényvezető vonal másik végén pedig visszaverő eszköz és optikai modulátor van elhelyezve [az US-A 4 195 269 számú szabadalmi leírásban a 2. hasáb 32-44. és 51-55. sorai, a DE - A 2 708 606 számú szabadalmi leírás és az ELECTRONICS LETTERS 22 (1986) 9, 479-481. old. valamint 10, 517-518. old. közlemények.).

Az optikai (intenzitás-) modulátor vezérelhető optikai iránycsatolóval valósítható meg [telcom report 10 (1987) 2, 90-98. old., 8. és 9. ábra]. Az ilyen optikai iránycsatolónak két olyan optikai hullámsávvezérlője van, amelyek valamilyen hordozóban diffúzióval (pl. litiumniobátban titánnal) létrehozott keskeny, vékony sávok. Ezeknek a hordozónál nagyobb az optikai törésmutatójuk, és meghatározott hosszúságban szorosan egymás mellett helyezkednek el (jellegzetesen 5 mikrométer távolságra) úgy, hogy a hullámsávvezetőkben haladó hullámok optikai tere egymással fedésbe kerül és, az úgynevezett csatolási hosszal periodikusan ismétlődve, megtörténik a fényenergia átcsatolása az egyik hullámsávvezetóböl a másikba. A hullámsávvezetők között és mellett vezérlőelektródák helyezkednek el és az ezek között kívülről létrehozott villamos tér a törésmutató megváltozását okozza (úgynevezett elektro-optikai hatás lép fel), ezzel a terjedési sebesség és a szóródás úgy változik meg, hogy a fényenergia-csatolásban is megfelelő változás következik be.

A találmány annak a feladatnak megoldását tűzte ki céljául, hogy a fényvezető vonalnak csak egyik végén lévő fényforrással működő kétirányú fényvezetős távközlő rendszerekhez megoldást nyújtson az optikai modulátor és a visszaverő eszköz különösen célszerű megvalósítására.

A találmány visszaverődés elvén müködö adó kétirányú fényvezetős távközlő rendszerhez, amelyben a fényvezetőnek csak egyik végén van elhelyezve egy vagy több fényforrás, előnyösen egy vagy több lézer fényforrás. A találmány szerint az adót a fényvezetőhöz egyik be- és kimenetével csatlakoztatott olyan felezett vezérelhető optikai iránycsatoló alkotja, amelynek két hullámsávvezetője részben áteresztő tükörrel van lezárva és amelynek vezérlöelektródái adójelet szolgáltató jelforráshoz vannak csatlakoztatva.

Ezen a helyen meg kell jegyezni, hogy a DE-A 3 108 814 számú szabadalmi leírás 1, és 2. ábrájából és az OPTICS COMMUNICATIONS 36 (1981) 4, 281-284. oldalán a 2. és 3. ábrából önmagában ismert az úgynevezett 180°-os fordítót olyan felezett iránycsatolóval kialakítani, amelynek zérófelülete a veszteségmentes íeO^-os fordításhoz teljesen tükröző. A kétirányú távközlés és az önmagában visszaverődő hullámcsomag ehhez létrejövő modulációjának kérdését ezek a publikációk nem tárgyalják, ehhez a jelen találmány ad útmutatást.

Az iránycsatolók szokásos kivitelével összehasonlítva a találmány a mellett az előny mellett, hogy a fény fele mértékben csillapodik olyképpen, hogy a nyereség néhány decibel nagyságrendű lehet, azt a további előnyt nyújtja, hogy a szükséges anyagigény és a helyigény is gyakorlatilag ugyancsak feleződik. Előny ezen kívül, hogy lehetséges az optimális illesztés egy gyors fotodetektorhoz, továbbá hogy a felezett iránycsatoló két szorosan szomszédos hullámsávvezetöjét egy részben áteresztő tükrön keresztül egyetlen fotodetektor (optoelektromos átalakító) fotoaktiv felületével le lehet fedni. Ezáltal is csökken a ráfordítási igény.

A találmányt a továbbiakban az ábrán szemléltetett kiviteli példa alapján ismertetjük, amely ábra a találmány szerinti távközlő rendszer vázlatos rajzát mutatja, részben metszetben.

Az ábrán felezett vezérelhető HOR optikai iránycsatoló AI be- és kimenete LWL fényvezető egyik végéhez csatlakozik, amely LWL fényvezető kétirányú fényvezetős távközlő rendszer egyik fényvezető szakaszát képezi. Az LWL fényvezető a másik végén T sugárosztón keresztül elektrooptikai átalakítóval müködö adóval, például lézer diódával, továbbá elektrooptikai átalakítóként működő vevővel, például pin-diódával van összekötve. A kétirányú fényvezetős távközlő rendszernek a rajzon metszetben ábrázolt egyik végén adóként nincs saját fényforrása, hanem csupán a felezett vezérelhető HOR optikai irány csatolóból képezett olyan reflexiós adója van, amelyen keresztül a kétirányú fényvezetős távközlő rendszer másik végére átadandó adójel modulálható.

A felezett vezérelhető HOR optikai iránycsatolónak két, valamilyen hordozóba, például litiumniobátba diffundalt olyan SLI és SLII hullámsávvezetője van, amelyek közül az egyik SLI hullámsávvezető AI be- ée kimenetével a LWL fényvezetővel van összekötve. Az SLII hullámsávvezetó Ali be- és kimenete Z fényelnyelő réteggel van ellátva. A vezérelhető HOR optikai iránycsatoló az SLI és SLII hullámsévvezetőkre merőleges csatolási tartományban van felezve. Az L/2 hosszúságú tényleges csatolótartományban a két SLI és SLII hullámsávvezető szorosan, jellegzetesen mintegy 5 mikrométert kitevő távolságban halad egymás mellett, úgyhogy a fényenergiát az egyik SLI hullámsávvezetőből a másik SLII hullámsávvezetóre (és forditva) át lehet csatolni. Mindkét SLI és SLII hullánisávvezető S részben áteresztő tükörrel van lezárva, amely mögött a továbbiakban

HU 200047 Β már részleteiben nem ábrázolt vevő o/e optoelektromos átalakítója van elhelyezve. A két SLI és SLII hulláinsávvezető szoros szomszédsága és kis keresztmetszete lehetővé teszi, hogy a két SLI és SLII hullámsávvezető egyetlen, például egy pin-diódával megvalósított o/e optoelektromos átalakító aktiv felületéhez csatlakozik.

Az SLI és SLII hullámeávvezetők mellett és között vannak a HOR optikai iránycsatoló E, E’, E, és 0, 0', 0, vezérlőelektródái, melyek az LWL fényvezetőn átvitelre kerülő Us adójellel, például egy 140 Mbit/s-os jellel vannak vezérelve, melyet egy az ábrán nem feltüntetett jelforrás szolgáltat. Az 0’ és E’ vezérlőelektródák egymás mellett, az SLI hullámvezető felett, az E és 0 vezérlöelektródák egymás mellett, az SLI és SLII hullámvezetők között, az 0 és E vezérlőelektródák pedig az SLII hullámvezető alatt vannak kialakítva. Az E, 0, 0’ és 0 vezérlóelektródák a földre, az E' és E vezérlóelektródák az Us adójel feszültségére vannak kapcsolva.

Amint az a rajzon is látható, ez esetben a vezérlőelektródák részben ellentétesen vannak kapcsolva, amint az az úgynevezett Δ/3-forditó iránycsatolóknál önmagában ismert. Ez az elektromos kiegyenlítéshez jobb lehetőséget biztosít és lehetővé teszi egyben a közel 100%-os moduláció elérését.

A rajzon vázolt visszaverődés elvén működő adó ekkor a következők szerint működik: A fényvezetős távközlő rendszer ellenkező oldala felől az LWL fényvezetőn átadott (például 565 Mbit/s-os), előnyös módon alacsony modulációjú (például 10%) fényjel az SLI hullámsávvezetőbe ut az A1 be- és kimeneten át és a HOR optikai iránycsatoló L/2 hosszúságú csatolótartományában ennek E, E’, E és 0, 0’, 0 vezérlőelektródáira ráadott Us adójel mértékétől függően több, vagy kevesebb intenzitás aránnyal átcsatolódik az SLII hullámsávvezetőbe, a két SLI és SLII hullémsávvezetőben ekkor a fényintenzitás összege egyenlő marad az LWL fényvezetőn keresztül vett fényjel intenzitásával. A két SLI és SLII hullámsávvezetőben vezetett vett fényjelnek az S részben áteresztő tükör például mintegy 15%-os átvezetési fokának megfelelő része az S részben áteresztő tükrön keresztül átlép a mögötte lévő o/e optoelektromos átalakítóba. Az o/e optoelektromos átalakítóba jutó jel ily módon független az E, E’, E és Ο, O’, 0 vezérlőelektródákon éppen fennálló Us adójeltől.

A két SLI és SLII hullámsávvezetöbe bevezetett fénynek az o/e optoelektromos átalakítóhoz el nem jutó, az S részben áteresztő tükör reflexiójának megfelelő, a példában mintegy 85%-os hányadát az S részben áteresztő tükör visszaveri és az újból áthalad az L/2 hosszúságú csatolótartományon olyképpen, hogy az E, E’, E és 0, 0’, 0 vezérelektródákra jutó Us adójel nagyságának megfelelő többé, vagy kevésbé intenzív csa4 tolás jön létre az SLI és SLII hullámsávvezetök között.

Az SLI és SLII hullámsávvezetö között fennálló, az Us adójellel vezérelt csatolás összességében mint a fény intenzitásmodulációja hat, előnyös módon nagy, például 100%-os modulációs fokkal. A visszajutó fény adott hányada ismét az SLI hullámsávvezetö AI be- és kimenetére, ezzel pedig az LWL fényvezetőbe jut, ahonnan az ezután az ellenkező irányba a fényvezetős távközlő rendszer másik végéhez adódik át. Az Us adójel pillanatnyi értékének megfelelően ilyenkor határesetben az egész fény ismét az SLI hullámvezető AI be- és kimenetéhez és ezzel az LWL fényvezetőbe juthat vissza, a másik határesetben pedig - minden esetben akkor, amikor a csatolótartomány L/2 hossza egyenlő az úgynevezett Lo csatolási hosszúság felének páratlan számú többszörösével, azaz ha L/2 = (2n + 1) Lo/2, ahol η = 0, 1, 2,... - az összes fény az SLII hullámsávvezetóbe csatolódik át. Az egyszerű Lo csatolási hosszúságot ilyenkor az úgynevezett K csatolási állandó szabja meg Lo - Π/2Κ alakban, ahol a K csatolási állandó a geometriai méretektől, az SLI hullámsávvezetö szélességétől és átmérőjétől függ. Általában az Us adójelnek a határértékek közé eső pillanatértéke mellett, a leirt határesetek között van a visszajutó fény intenzitása.

Az SLII hullámsávvezetóben a zavaró reflexiók elkerülése végett, ennek Ali be- és kimenete célszerű módon Z fényelnyelő réteggel van lezárva, mely az SLII hullámsávvezető felől ráeső fényt teljesen elnyeli.

Azért, hogy az LWL fényvezetőn keresztül érkező fény polarizációs irányától való függetlenség elérhető legyen, a LiNbCto hordozónál, amelyben az SLI és SLII hullámsávvezetők vannak titán bediffundáltatásával kialakítva, a LiNbCb kristály olyan speciális metszetét lehet alkalmazni, melynél a TE és a TM módusra vonatkozó elektrooptikai együtthatók egyenlőek.

A találmány szerinti reflexiós adónak a rajzon vázolt kiviteli példájánál az Us adójellel vezérelt iránycsatoló vezérlóelektródák szakaszonként ellentétesen vannak kapcsolva. Adott esetben azonban csak egyszerű, az SLI és SLII hullámsávvezetök mellett és között lévő vezérlőelektróda elrendezés is alkalmazható úgy, hogy ezek a vezérlóelektródák ekkor az egész L/2 hosszúságú csatolótartományon végighúzódnak.

Claims (4)

1. Visszaverődés elvén működő adó kétirányú fényvezetős távközlő rendszerhez, amelyben a fényvezetőnek csak egyik végén 5 van elhelyezve egy vagy több fényforrás, előnyösen egy vagy több lézer fényforrás, azzal jellemezve, hogy az adót a fényvezetőhöz (LML) egyik be- és kimenetével (AI) csatlakoztatott olyan felezett vezérelhető op- 10 tikai iránycsatoló (HOR, alkotja, amelynek két hullámsávvezetője (SLI, SLII) részben áteresztő tükörrel (S) van lezárva és amelynek vezérlóelektródái (E, E’, E, 0, 0’, 0) adójelet (Us) szolgáltató jelforráshoz vannak 15 csatlakoztatva.

2. Az 1. igénypont szerinti adó, azzal jellemezve, hogy a részben áteresztő tükör (S, mögött a két hullámsávvezetóhöz (SLI, SLII) csatolt optoelektromos átalakító (o/e) 20 van elhelyezve.

3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti adó, azzal jellemezve, hogy a felezett vezérelhető optikai iránycsatolónak (HOR) másik be- és kimenete (Ali) fényelnyelő réteggel (Z) van 25 lezárva.

4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti adó, azzal jellemezve, hogy a vezérlőelektródák (E, E’, E, 0, 0’, 0) szakaszonként ellentétes polaritással vannak az adóje- 30 let (Us) szolgáltató jelforráshoz csatlakoztatva.