DE19718997A1 - Laser transmission unit, in particular for message transmission in wavelength division multiplexing - Google Patents
Laser transmission unit, in particular for message transmission in wavelength division multiplexingInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Laser-Sendeeinheit, insbesondere für die Nachrichtenübertragung im Wellenlängenmultiplex mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.The invention relates to a laser transmitter unit, in particular for message transmission in wavelength division multiplex with the features of the preamble of claim 1.
Für die Nachrichten- bzw. Datenübertragung im Wellenmultiplex werden derzeit Laser-Sendeeinheiten verwendet, welche die gewünschte Anzahl schmalbandiger Laser vorbestimmter unter schiedlicher Wellenlängen aufweisen, wobei die Ausgangssignale der Laser üblicherweise in Lichtwellenleiter eingekoppelt und das freie Ende jedes Lichtwellenleiters mittels eines breit bandigen n×1-Kopplers auf einem einzigen optischen Pfad, vor zugsweise auf einem abgehenden Lichtwellenleiter, zusammen gefaßt werden. Jeder Laser wird dabei individuell mit einem elektrischen Signal moduliert.For the transmission of messages or data in wave multiplex Laser transmitter units are currently used, which the desired number of narrowband lasers predetermined under have different wavelengths, the output signals the laser is usually coupled into optical fibers and the free end of each optical fiber by means of a wide banded n × 1 coupler on a single optical path preferably on an outgoing optical fiber, together to get nabbed. Each laser is individual with one electrical signal modulated.
Derartige Laser-Sendeeinheiten weisen den Nachteil auf, daß die einzelnen Laser extrem schmalbandig arbeiten müssen und die Sendewellenlänge exakt eingehalten werden muß. Dies er fordert aufwendige und kostenintensive Stabilisierungsmaßnah men. Zudem sind solch schmalbandige Laser, die außerdem hin sichtlich ihrer Wellenlänge selektiert werden müssen, sehr teuer.Such laser transmitter units have the disadvantage that the individual lasers have to work extremely narrow-band and the transmission wavelength must be adhered to exactly. This he calls for complex and costly stabilization measures men. In addition, such narrow-band lasers are also used obviously their wavelength must be selected, very much expensive.
Bei der Erweiterung einer bestehenden Laser-Sendeeinheit um eine weitere Sendewellenlänge ist ein zusätzlicher schmalban diger Laser mit geeigneter Wellenlänge erforderlich. Auch bei diesem Laser müßten wiederum die aufwendigen Stabilisierungs maßnahmen getroffen werden.When adding an existing laser transmitter unit another transmission wavelength is an additional narrow band Laser with a suitable wavelength is required. Also at this laser would in turn have the expensive stabilization measures are taken.
Es ist des weiteren bekannt, Faserlaser einzusetzen, welche aus einem Pumplaser und einer damit gekoppelten optischen Faser sowie einem mit der Faser gekoppelten Faser-Bragg-Gitter bestehen (z. B. Electronics Letters, 9.6.1994, Vol. 30, Nr. 12, "Highly-efficient, low-noise grating-feedback Er3+:Yb3+ codopted fibre laser"). Derartige Faserlaser wurden auch zur Verwendung in Wellenlängenmultiplex-Übertragungssystemen vorgeschlagen. Da sich solche Faserlaser kaum für die direkte (elektrische) Modulation des Pumplasers eignen, wird deren optisches Signal mittels eines externen optischen Modulators moduliert. Externe Modulatoren finden in letzter Zeit immer häufiger Verwendung, da die Grenze für die direkte Modulation der Laser hinsicht lich der Bitrate erreicht wurde bzw. Probleme mit der Stabili sierung der Laser beim Einsatz externer optischer Modulatoren vermieden werden.It is also known to use fiber lasers which consist of a pump laser and an optical fiber coupled to it, and a fiber Bragg grating coupled to the fiber (e.g. Electronics Letters, June 9, 1994, Vol. 30, No. 12 , "Highly-efficient, low-noise grating-feedback Er 3+ : Yb 3+ codopted fiber laser"). Such fiber lasers have also been proposed for use in wavelength division multiplex transmission systems. Since such fiber lasers are hardly suitable for direct (electrical) modulation of the pump laser, their optical signal is modulated by means of an external optical modulator. External modulators have recently been used more and more frequently because the limit for the direct modulation of the lasers with regard to the bit rate has been reached or problems with stabilizing the lasers when using external optical modulators are avoided.
Auch die Verwendung bekannter Faserlaser mit Bragg-Gittern in Wellenlängenmultiplexsystemen bedeutet jedoch einen ganz er heblichen Aufwand, da nach wie vor pro Sendewellenlänge ein kompletter Faserlaser erforderlich ist.The use of known fiber lasers with Bragg gratings in Wavelength division multiplexing systems, however, means a whole lot considerable effort since one per transmission wavelength complete fiber laser is required.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Laser-Sendeeinheit, insbesondere für die Nachrichtenüber tragung im Wellenlängenmultiplex, zu schaffen, welche einfach und kostengünstig aufgebaut ist und bei der die Sendewellen längen frei festlegbar sind, ohne daß es hierzu der Selektion teurer schmalbandiger aktiver Sendeelemente bedarf.The present invention is therefore based on the object a laser transmission unit, in particular for messages transmission in wavelength division multiplex, to create which simple and is inexpensive and in which the transmission waves lengths are freely definable, without this the selection expensive narrow-band active transmission elements required.
Die Erfindung löst diese Aufgabe mit der Merkmalskombination des Patentanspruchs 1.The invention solves this problem with the combination of features of claim 1.
Die Erfindung schafft eine Laser-Sendeeinheit, welche gleich zeitig auf mehreren frei festlegbaren Wellenlängen oszilliert, wobei die emittierte Strahlung die gewünschten schmalbandigen Signale mit der jeweiligen Mittenwellenlänge aufweist. Dies wird durch die Verwendung entsprechend schmalbandiger wellen längenselektiver Reflektoren im optischen Resonator der Laser sendeeinheit ermöglicht.The invention provides a laser transmitter unit, which is the same oscillates in time on several freely definable wavelengths, the emitted radiation having the desired narrowband Has signals with the respective center wavelength. This is correspondingly narrow-band waves length-selective reflectors in the optical resonator of the laser sender unit enables.
Damit ist, anders als bei bekannten Laser-Sendeeinheiten, lediglich die Selektion bzw. Auswahl entsprechend schmalbandi ger passiver Bauelemente erforderlich. Die verwendeten passi ven Bauelemente sind jedoch bereits infolge gut beherrschbarer Fertigungsprozesse mit einer solchen Genauigkeit hinsichtlich der gewünschten Mittenwellenlänge und Bandbreite herstellbar, daß eine aufwendige nachträgliche Selektion der fertigen Produkte entfallen kann.In contrast to known laser transmitter units, only the selection or selection corresponding narrowbandi eng passive components required. The passi used However, ven components are already more manageable as a result Manufacturing processes with such accuracy in terms the desired center wavelength and bandwidth can be produced, that an elaborate subsequent selection of the finished Products can be omitted.
Zudem sind derartige wellenlängenselektive Reflektoren im Ver gleich zu schmalbandigen Halbleiterlasern weit einfacher auf gebaut, so daß diese von vornherein kostengünstiger herstell bar sind.In addition, such wavelength-selective reflectors are in use equal to narrowband semiconductor lasers built so that it is cheaper to manufacture from the outset are cash.
Des weiteren weist die erfindungsgemäße Laser-Sendeeinheit den Vorteil auf, daß als Pumpquelle bei der bevorzugten Ausrüh rungsform der Erfindung ein Halbleiterlaser eingesetzt werden kann, der hinsichtlich seiner Sendeleistung und seines Spek trums zwar stabil betrieben werden muß, jedoch ist als Pump quelle kein extrem schmalbandiger Laser erforderlich, wie dies bei der Verwendung als direktes Sendeelement im Wellenlängen multiplex erforderlich wäre.Furthermore, the laser transmission unit according to the invention has the Advantage on that as a pump source in the preferred equipment Form of the invention, a semiconductor laser can be used can, with regard to its transmission power and its spec strums must be operated stable, but is as a pump source does not require an extremely narrow band laser like this when used as a direct transmission element in the wavelength multiplex would be required.
Der Laserresonator ist bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung durch einen als optisch aktives Medium wirkenden Lichtwellenleiter sowie durch die wenigstens zwei schmalbandi gen wellenlängenselektiven Reflektoren einer vorbestimmten Mittenwellenlänge gebildet. Als Lichtwellenleiter für das optisch aktive Medium eignen sich insbesondere dotierte Glas fasern, wobei die Dotierung für den Wellenlängenbereich um 1300 nm mit Praseodymium, für den Wellenlängenbereich um 1500 nm mit Erbium und für den Wellenlängenbereich zwischen 1650 nm und 2100 nm mit Thulium erfolgt.The laser resonator is in the preferred embodiment Invention by acting as an optically active medium Optical fiber and through the at least two narrowbandi against wavelength-selective reflectors of a predetermined Center wavelength formed. As an optical fiber for that optically active medium are particularly suitable for doped glass fibers, the doping for the wavelength range 1300 nm with praseodymium, for the wavelength range around 1500 nm with erbium and for the wavelength range between 1650 nm and 2100 nm with thulium.
In Verbindung mit einer Realisierung der Ankopplung des Pump lasers mittels geeigneter Lichtwellenleiterkoppler ergibt sich somit ein äußerst einfacher und kostengünstiger Aufbau der erfindungsgemäßen Laser-Sendeeinheit.In connection with a realization of the coupling of the pump lasers using suitable fiber optic couplers thus an extremely simple and inexpensive construction of the laser transmitter unit according to the invention.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Ankopp lung des Pumplasers mittels eines 1×2-Kopplers, wobei jeweils ein Port jeder Kopplerseite mit jeweils einem Ende des den optischen Resonator bildenden Lichtwellenleiters verbunden ist. Hierbei kann es sich sowohl um die optisch aktive Faser als auch um eine damit verbundene Faser handeln. Der Pumplaser wird mit dem freien Enden des Kopplers verbunden.According to one embodiment of the invention, the coupling takes place ment of the pump laser by means of a 1 × 2 coupler, each time one port on each coupler side with one end of each optical resonator forming optical waveguide is. This can be both the optically active fiber as well as an associated fiber. The pump laser is connected to the free ends of the coupler.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung können auch mehrere Pump-Halbleiterlaser verwendet werden, deren Energie vorzugs weise jeweils in Richtung auf die optisch aktive Faser einge koppelt wird. Hierdurch ergibt sich der Vorteil einer höheren Pumpleistung und damit eines entsprechend stärkeren Ausgangs signals.According to one embodiment of the invention, several Pump semiconductor lasers are used, the energy of which is preferred in each case in the direction of the optically active fiber is coupled. This gives the advantage of a higher one Pump power and thus a correspondingly stronger output signals.
Die Pumpleistung eines Lasers kann jedoch auch über einen im Bereich der Pumpwellenlänge breitbandig transmittierenden und im Bereich der Laserwellenlängen reflektierenden Spiegel in den optischen Resonator eingekoppelt werden. Dies stellt den einfachsten und kostengünstigsten Aufbau dar.The pump power of a laser can, however, also be via an Range of pumping wavelengths transmitting and broadband reflecting mirrors in the range of laser wavelengths the optical resonator are coupled. This represents the simplest and cheapest construction.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung werden die wellenlän genselektiven Reflektoren auf der Ausgangsseite des Resonators angeordnet und dienen hierbei gleichzeitig als Resonatorspie gel. Am anderen Resonatorende muß in diesem Fall selbstver ständlich ein weiterer Resonatorspiegel vorgesehen sein. Hier bei kann es sich um einen kostengünstig herstellbaren breit bandig reflektierenden Spiegel handeln.According to one embodiment of the invention, the wavelength gene selective reflectors on the output side of the resonator arranged and serve at the same time as a resonator gel. In this case, self-ver a further resonator mirror is always provided. Here at can be an inexpensive to manufacture wide act bandy reflecting mirror.
Bei dieser Ausführungsform müssen die wellenlängenselektiven Reflektoren selbstverständlich auch im Bereich der gewünschten Sendewellenlänge eine bestimmte Transmission aufweisen, um ausgangsseitig die gewünschte Signalleistung entnehmen zu können.In this embodiment, the wavelength selective Of course, reflectors also in the desired range Transmit wavelength have a certain transmission in order take the desired signal power on the output side can.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung können die wellenlängenselektiven Reflektoren auch an demjenigen Resona torende vorgesehen sein, an dem kein Ausgangssignal entnommen wird. In diesem Fall kann ggf. am ausgangsseitigen Resonator ende auf einen breitbandig teil-reflektierenden Spiegel ver zichtet werden, wenn die Einwegverstärkung des optisch aktiven Mediums ausreichend groß ist. Sollte dies nicht der Fall sein, so ist ausgangsseitig ein breitbandig teil-reflektierender Spiegel mit dem gewünschten Reflexions- bzw. Transmissionsver mögen vorzusehen.According to a further embodiment of the invention, the wavelength-selective reflectors also on that Resona Gate end can be provided, at which no output signal is taken becomes. In this case, the output-side resonator may be used ver on a broadband partially reflecting mirror ver be waived if the one-way gain of the optically active Medium is sufficiently large. If this is not the case, so on the output side is a broadband partially reflective Mirror with the desired reflection or transmission ver like to provide.
Selbstverständlich besteht auch die Möglichkeit, die beiden vorgenannten Ausführungsformen zu kombinieren.Of course there is also the possibility of the two to combine the aforementioned embodiments.
Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die wellenlängenselektiven Reflektoren als Faser-Bragg-Gitter ausgebildet. Derartige Gitter sind einfach und kostengünstig mit der gewünschen Genauigkeit hinsichtlich der Mittenwellen länge und Bandbreite herstellbar und zudem auch durch Spleißen einfach in einen Resonator integrierbar, welcher eine optisch aktive Faser beinhaltet.In the preferred embodiment of the invention, the wavelength-selective reflectors as fiber Bragg gratings educated. Such grids are simple and inexpensive with the desired accuracy with regard to the center waves length and bandwidth can be produced and also by splicing easy to integrate into a resonator, which is an optical contains active fiber.
Solche Faser-Bragg-Gitter können beispielsweise dadurch herge stellt werden, daß herkömmliche germanium-dotierte Fasern senkrecht zur Faserlängsachse unter Verwendung einer bestimm ten Maske mit intensivem UV-Licht bestrahlt werden. Hierdurch ergibt sich in axialer Richtung die gewünschte Änderung des Brechungsindex, wodurch entsprechende Filtereigenschaften entstehen.Such fiber Bragg gratings can be used for example that conventional germanium-doped fibers perpendicular to the fiber longitudinal axis using a certain ten mask are irradiated with intense UV light. Hereby results in the desired change in the axial direction Refractive index, which gives corresponding filter properties arise.
Mit einer derartigen Laser-Sendeeinheit kann auf einfache Weise eine Wellenlängenmultiplex-Sendeeinheit aufgebaut wer den, wobei der Resonatorausgang mit einem wellenlängenselekti ven Koppler verbunden wird, welcher die Wellenlängen des Aus gangssignals jeweils einem separaten optischen Pfad zuführt. Hierbei kann es sich um einen Lichtwellenleiter handeln, der das einen einzigen schmalbandigen Wellenlängenbereich umfas sende Signal einem mittels eines elektrischen Signals ansteu erbaren optischen Signalmodulator zuführt. Derartige externe Signalmodulatoren sind an sich bekannt und nutzen z. B. die elektrische Beeinflussbarkeit der Eigenschaften eines Kris talls bei der optischen Durchstrahlung. Soll nur ein digitales Signal übertragen werden, so kann der externe Modulator durch einen einfachen elektrooptischen Schalter, beispielsweise unter Verwendung einer Kerr-Zelle oder Pockels-Zelle, reali siert werden.With such a laser transmitter unit can easily Way a wavelength division multiplex transmission unit who built the, the resonator output with a wavelength select ven coupler which connects the wavelengths of the off each feeds a separate optical path. This can be an optical fiber that that encompasses a single narrowband wavelength range send a signal by means of an electrical signal deliverable optical signal modulator. Such external Signal modulators are known per se and use z. B. the electrical influence on the properties of a crisis talls in optical transmission. Should only be a digital one The external modulator can be transmitted through a simple electro-optical switch, for example using a Kerr cell or Pockels cell, reali be settled.
Nach der externen Modulation der Signale der einzelnen Wellen längen werden diese mittels eines weiteren Kopplers wieder auf einem einzigen optischen Pfad zusammengefaßt. Das Ausgangs signal dieses Kopplers kann dann auf die Übertragungsstrecke in Form eines einzigen Lichtwellenleiters gegeben werden.After the external modulation of the signals of the individual waves these are lengthened again by means of a further coupler combined into a single optical path. The exit signal of this coupler can then on the transmission path be given in the form of a single optical fiber.
Weitere Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further embodiments of the invention result from the Subclaims.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand in der Zeichnung darge stellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. In der Zeich nung zeigen: The invention is illustrated below with reference to the drawing illustrated embodiments explained in more detail. In the drawing show:
Fig. 1 eine erste Ausführungsform einer Laser-Sendeeinheit nach der Erfindung; Figure 1 shows a first embodiment of a laser transmitter unit according to the invention.
Fig. 2 eine Wellenlängenmultiplex-Sendeeinheit nach der Er findung unter Verwendung einer erfindungsgemäßen La ser-Sendeeinheit und Fig. 2 shows a wavelength division multiplex transmission unit according to the invention using a laser transmission unit according to the invention and
Fig. 3 eine zweite Ausführungsform einer Laser-Sendeeinheit nach der Erfindung. Fig. 3 shows a second embodiment of a laser transmitter unit according to the invention.
Fig. 1 zeigt eine Laser-Sendeeinheit 1, welche einen optischen Resonator 3 umfaßt, der mittels zweier Pumpquellen 5 gepumpt wird. Fig. 1 is a laser-transmitting unit in Figure 1, comprising an optical resonator 3, which is pumped by two pump sources 5.
Der optische Resonator 3 umfaßt mehrere, im dargestellten Ausführungsbeispiel drei, schmalbandige wellenlängenselektive Reflektoren 7, 7', 7'' sowie ein optisch aktives Medium in Form eines optisch aktiven Lichtwellenleiters 9. Am Ausgang 11 des optischen Resonators 3 ist vorzugsweise ein breitbandiger teildurchlässiger Spiegel 13 vorgesehen, welcher ein vorbe stimmtes Reflexions- bzw. Transmissionsvermögen aufweist.The optical resonator 3 comprises several, in the exemplary embodiment shown three, narrow-band, wavelength-selective reflectors 7 , 7 ', 7 ''and an optically active medium in the form of an optically active optical waveguide 9 . At the output 11 of the optical resonator 3 , a broadband partially transparent mirror 13 is preferably provided, which has a predetermined reflectivity or transmittance.
Die beiden Pumpquellen 5 sind vorzugsweise als Halbleiterlaser ausgebildet, deren Ausgangssignal in jeweils einen Port eines optischen 1×2-Kopplers 15 eingekoppelt ist. Die Einkopplung in den optischen Resonator erfolgt vorzugsweise so, das die Pum penergie jeweils in Richtung auf den optisch aktiven Licht wellenleiter 9 eingespeist wird.The two pump sources 5 are preferably designed as semiconductor lasers, the output signals of which are coupled into one port of an optical 1 × 2 coupler 15 . The coupling into the optical resonator is preferably carried out in such a way that the pump energy is fed in each case in the direction of the optically active light waveguide 9 .
Um am Ausgang 11 des optischen Resonators 3 ein möglichst rauscharmes Signal zu erhalten, ist es erforderlich, die Halb leiterlaser möglichst stabil hinsichtlich ihres Sendespektrums und ihrer Ausgangsleistung zu betreiben. Hierfür sind die üblichen Maßnahmen zur Stabilisierung eines Lasers zu treffen. Da die Pumplaser jedoch nicht mit einem elektrischen Signal moduliert werden, sind diese Maßnahmen deutlich weniger auf wendig als bei bekannten Laser-Sendeeinheiten mit mehreren direkt modulierten Halbleiterlasern.In order to obtain the lowest possible noise signal at the output 11 of the optical resonator 3 , it is necessary to operate the semiconductor laser as stable as possible with regard to its transmission spectrum and its output power. The usual measures for stabilizing a laser must be taken for this. However, since the pump lasers are not modulated with an electrical signal, these measures are significantly less complex than with known laser transmitter units with several directly modulated semiconductor lasers.
Es ist des weiteren nicht erforderlich, als Pumpquellen 5 schmalbandige Halbleiterlaser zu verwenden. Vielmehr kann es sich als günstig erweisen, Pumplaser mit einem breitbandigen Spektrum einzusetzen, um durch das Pumpen des aktiven Mediums 9 ein möglichst breitbandiges Spektrum zu erzeugen, welches dann durch die wellenlängenselektiven Reflektoren innerhalb des Resonators selektiv verstärkt wird.Furthermore, it is not necessary to use 5 narrow-band semiconductor lasers as pump sources. Rather, it can prove to be advantageous to use pump lasers with a broadband spectrum in order to generate the widest possible spectrum by pumping the active medium 9 , which spectrum is then selectively amplified by the wavelength-selective reflectors within the resonator.
Als wellenlängenselektive Reflektoren eignen sich insbesondere Faser-Bragg-Gitter, die kostengünstig herstellbar sind und welche auf einfache Weise mit dem Ende des optisch aktiven Lichtwellenleiters 9 koppelbar sind. Zudem besteht die Mög lichkeit, die Faser-Bragg-Gitter direkt auf dem optisch akti ven Lichtwellenleiter 9, vorzugsweise in dessen Endbereich, herzustellen. Auch besteht die Möglichkeit, mehrere Laser- Bragg-Gitter auf einer einzigen Faser herzustellen und diese mit dem Ende des optisch aktiven Lichtwellenleiters 9 zu kop peln. Das Koppeln kann beispielsweise durch thermisches Splei ßen praktisch reflexionsfrei und verlustfrei erfolgen.Particularly suitable as wavelength-selective reflectors are fiber Bragg gratings which can be produced inexpensively and which can be coupled in a simple manner to the end of the optically active optical waveguide 9 . In addition, there is the possibility of producing the fiber Bragg grating directly on the optically active optical waveguide 9 , preferably in its end region. There is also the possibility of producing a plurality of laser Bragg gratings on a single fiber and coupling them to the end of the optically active optical waveguide 9 . The coupling can, for example, be practically reflection-free and loss-free by thermal splicing.
Die in Fig. 1 dargestellte Laser-Sendeeinheit kann somit unter Verwendung an sich bekannter Komponenten einfach und kosten günstig hergestellt werden. Bei diesem Ausführungsbeispiel dienen die wellenlängenselektiven Reflektoren 7, 7', 7'', welche jeweils eine vorbestimmte Mittenwellenlänge und eine vorbestimmte Bandbreite reflektieren, gleichzeitig als End spiegel des Resonators 3. Genau genommen handelt es sich hier bei um einen "verteilten" Endspiegel, da die Reflexion der betreffenden Wellenlängen an unterschiedlichen Orten erfolgt. Dies gilt zumindest dann, wenn die Reflektoren 7, 7', 7'' als Faser-Bragg-Gitter ausgebildet sind. The laser transmission unit shown in FIG. 1 can thus be manufactured simply and inexpensively using components known per se. In this embodiment, the wavelength-selective reflectors 7 , 7 ', 7 '', each reflecting a predetermined center wavelength and a predetermined bandwidth, serve simultaneously as the end mirror of the resonator 3 . Strictly speaking, this is a "distributed" end mirror, since the reflection of the wavelengths in question takes place at different locations. This applies at least when the reflectors 7 , 7 ', 7 ''are designed as fiber Bragg gratings.
Gegebenenfalls kann bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 auf den ausgangsseitigen Endspiegel 13 verzichtet werden, wenn die Einweg-Verstärkung des optisch aktiven Lichtwellenleiters 9 ausreichend groß ist. In diesem Fall sollte das Pumpen des Resonators jedoch so erfolgen, daß die Pumpleistung in Rich tung auf die wellenlängenselektiven Reflektoren 7, 7', 7'' eingekoppelt wird.If necessary, in the embodiment according to FIG. 1, the output-side end mirror 13 can be dispensed with if the one-way amplification of the optically active optical waveguide 9 is sufficiently large. In this case, however, the pumping of the resonator should take place in such a way that the pump power is coupled in the direction of the wavelength-selective reflectors 7 , 7 ', 7 ''.
Fig. 2 zeigt die Verwendung der in Fig. 1 dargestellten Laser- Sendeeinheit 1 zum Aufbau einer Wellenlängenmultiplex-Sende einheit 17. FIG. 2 shows the use of the laser transmission unit 1 shown in FIG. 1 for the construction of a wavelength division multiplex transmission unit 17 .
Das Ausgangssignal der Laser-Sendeeinheit 1 wird beispiels weise unter Verwendung eines Lichtwellenleiters 19 einem Kopp ler 21 zugeführt. Bei dem Koppler 21 handelt es sich um einen 1×N-Koppler, der zudem wellenlängenselektiv arbeitet.The output signal of the laser transmitter unit 1 is, for example, using a fiber optic cable 19 a coupler 21 supplied. The coupler 21 is a 1 × N coupler, which also works wavelength-selectively.
Selbstverständlich kann der Koppler 21 auch in der Weise rea lisiert werden, daß zunächst ein breitbandiger 1×N-Koppler verwendet wird, wobei vor jedem Ausgang 23, 23', 23'' ein entsprechender Filter eingesetzt ist.Of course, the coupler 21 can also be implemented in such a way that a broadband 1 × N coupler is first used, a corresponding filter being used in front of each output 23 , 23 ', 23 ''.
Die Filtereigenschaften eines derartigen Kopplers 21 müssen so beschaffen sein, daß an jedem der Ausgänge 23, 23', 23'' jeweils eine Resonatorwellenlänge, die durch die wellenlängen selektiven Reflektoren 7, 7', 7'' bestimmt ist, anliegt.The filter properties of such a coupler 21 must be such that a resonator wavelength, which is determined by the wavelength-selective reflectors 7 , 7 ', 7 '', is present at each of the outputs 23 , 23 ', 23 ''.
Jeder Ausgang 23, 23', 23'' des wellenlängenselektiven Kopp lers 21 ist beispielsweise mittels Lichtwellenleiter 25 mit einem externen Modulator 27, 27', 27'' verbunden. Jeder der externen Modulatoren 27, 27', 27'' ist mit einem elektrischen Modulationssignal 29, 29', 29'' beaufschlagbar, so daß am Ausgang jedes der externen Modulatoren ein zeitmoduliertes schmalbandiges Ausgangssignal anliegt. Each output 23 , 23 ', 23 ''of the wavelength-selective coupler 21 is connected to an external modulator 27 , 27 ', 27 '', for example by means of optical fibers 25 . An electrical modulation signal 29 , 29 ', 29 ''can be applied to each of the external modulators 27 , 27 ', 27 '', so that a time-modulated narrowband output signal is present at the output of each of the external modulators.
Diese Ausgangssignale werden den Eingängen 31, 31', 31'' eines breitbandigen Kopplers 33 zugeführt, welcher die Signale auf einen einzigen optischen Pfad zusammenführt.These output signals are fed to the inputs 31 , 31 ', 31 ''of a broadband coupler 33 , which merges the signals into a single optical path.
Das am Ausgang 35 des Kopplers 33 anliegende Wellenlängenmul tiplexsignal kann dann der eigentlichen Übertragungsstrecke, vorzugsweise einem Lichtwellenleiter 37' zugeführt werden.The wavelength multiplex signal present at the output 35 of the coupler 33 can then be fed to the actual transmission link, preferably an optical waveguide 37 '.
Gegenüber bekannten Laser-Sendeeinheiten für Multiplexanwen dungen mit mehreren direkt modulierten Halbleiterlasern sind bei der erfindungsgemäßen Wellenlängenmultiplex-Sendeeinheit nach Fig. 2 zwar zusätzlich der wellenlängenselektive Koppler 21 und die externen Modulatoren 27, 27', 27'' erforderlich, jedoch handelt es sich hierbei um kostengünstige standardi sierte Bauelemente, so daß der Vorteil, auf mehrere direkt modulierte Halbleiterlaser zusammen mit den Komponenten zu deren Stabilisierung verzichten zu können, bei weitem über wiegt.Compared to known laser transmission units for multiplex applications with several directly modulated semiconductor lasers, the wavelength-selective transmission coupler 21 and the external modulators 27 , 27 ', 27 ''are additionally required in the wavelength division multiplex transmission unit according to FIG. 2, but these are Inexpensive standardized components, so that the advantage of being able to dispense with several directly modulated semiconductor lasers together with the components to stabilize them far outweighs them.
Außerdem können bei der Laser-Sendeeinheit nach der Erfindung praktisch beliebige vorbestimmte Sendewellenlängen und Band breiten durch den Einsatz entsprechender wellenlängenselekti ver Reflektoren realisiert werden.In addition, the laser transmission unit according to the invention practically any predetermined transmission wavelengths and band broad through the use of appropriate wavelength selections ver reflectors can be realized.
Bei der Verwendung kompletter Faserlaser zum Aufbau eines Wellenlängenmultiplex-Übertragungssystems sind ohnehin eben falls externe Modulatoren erforderlich. Gegenüber diesen be kannten Systemen reduziert sich der Aufwand bei Verwendung einer Sendeeinheit nach der Erfindung somit drastisch, da nicht für jede Sendewellenlänge ein Pumplaser und eine optisch aktive Faser erforderlich ist.When using complete fiber lasers to build a Wavelength division multiplex transmission system are flat anyway if external modulators are required. Towards this be Known systems reduce the effort when using a transmission unit according to the invention thus drastically because not a pump laser and an optical one for each transmission wavelength active fiber is required.
Zur Erweiterung einer Laser-Sendeeinheit nach der Erfindung ist es lediglich erforderlich, in den Resonator 3 einen oder mehrere weitere wellenlängenselektive Reflektoren einzusetzen. To expand a laser transmitter unit according to the invention, it is only necessary to insert one or more further wavelength-selective reflectors into the resonator 3 .
Dies kann beispielsweise durch einfaches Anspleißen weiterer Faser-Bragg-Gitter erfolgen.This can be done, for example, by simply splicing on others Fiber Bragg gratings are made.
Am Ausgang muß lediglich ein weiterer wellenlängenselektiver Koppler eingesetzt werden, um die eine oder mehreren zusätzli chen Wellenlängen zu trennen und entsprechenden zusätzlichen externen Modulatoren zuzuführen.At the exit only one more wavelength selective Couplers are used to add one or more Chen separate wavelengths and corresponding additional to supply external modulators.
Selbstverständlich können bereits von vornherein eine entspre chende Anzahl von wellenlängenselektiven Reflektoren in den Resonator 3 eingesetzt werden und der Koppler 21 bzw. der Koppler 33 so ausgebildet sein, daß von vornherein eine be stimmte (zusätzliche) Anzahl von zunächst nicht belegten Wel lenlängen zur Verfügung steht. Das Nachrüsten einer derart aufgebauten Wellenlängenmultiplex-Sendeeinheit kann dann ein fach durch das zusätzliche Einsetzen eines oder mehrerer wei terer externer Modulatoren erfolgen.Of course, a corre sponding number of wavelength-selective reflectors can be used in the resonator 3 and the coupler 21 or the coupler 33 can be designed such that a certain (additional) number of initially unoccupied shaft lengths is available from the outset . The retrofitting of a wavelength division multiplex transmission unit constructed in this way can then be carried out simply by the additional use of one or more further external modulators.
Die in Fig. 3 dargestellte weitere Ausführungsform einer er findungsgemäßen Laser-Sendeeinheit umfaßt im Wesentlichen dieselben Komponenten wie die Ausführungsform gemäß Fig. l. in Prinzip wurde hierbei lediglich der Ausgang 11' des Resonators auf das andere Ende des Resonators verlegt. Die Funktion des Resonators bleibt hierbei im Wesentlichen unverändert.The further embodiment shown in FIG. 3 of a laser transmitter unit according to the invention essentially comprises the same components as the embodiment according to FIG. 1. in principle, only the output 11 'of the resonator was moved to the other end of the resonator. The function of the resonator remains essentially unchanged.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 müssen die wellenlängen selektiven Reflektoren 7, 7', 7'' selbstverständlich auch ein gewisses Transmissionsvermögen aufweisen, um das Entnehmen eines Signals am Ausgang 11' zu gewährleisten.In the embodiment according to FIG. 3, the wavelength-selective reflectors 7 , 7 ', 7 ''must of course also have a certain transmittance in order to ensure the removal of a signal at the output 11 '.
Die Einkopplung der Pumpenergie des Pumplasers erfolgt bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 durch einen Spiegel 13, der im Bereich um die Pumpwellenlänge relativ breitbandig transmit tiert und im Bereich der Laserwellenlängen, die durch die Reflektoren 7, 7', 7'' definiert sind, reflektiert. Hierdurch ergibt sich ein sehr einfacher und kostengünstiger Aufbau.The pump energy of the pump laser is coupled in the embodiment according to FIG. 3 by a mirror 13 which transmits relatively broadband in the area around the pump wavelength and in the area of the laser wavelengths which are defined by the reflectors 7 , 7 ', 7 '', reflected. This results in a very simple and inexpensive construction.
Diese Art der Einkopplung kann auch bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 verwendet werden, wobei hier auf die Koppler 15 verzichtet und die Pumpleistung direkt am freien Ende des Reflektors 7 eingekoppelt werden kann. Voraussetzung ist allerdings, daß die Faser-Bragg-Gitter 7, 7', 7'' bei der Pumpwellenlänge ein gutes Transmissionsvermögen aufweisen. Die Ankopplung des Pumplasers kann dann z. B. durch Anspleißen eines Pigtails des Pumplasers an das freie Ende des Faser- Bragg-Gitters 7 erfolgen.This type of coupling can also be used in the embodiment according to FIG. 1, in which case the couplers 15 are dispensed with and the pump power can be coupled directly at the free end of the reflector 7 . However, it is a prerequisite that the fiber Bragg gratings 7 , 7 ', 7 ''have a good transmittance at the pump wavelength. The coupling of the pump laser can then, for. B. by splicing a pigment of the pump laser to the free end of the fiber Bragg grating 7 .
Claims (11)
- a) wenigstens einer Pumpquelle (5), deren Energie in einen
optischen Resonator (3) einkoppelbar ist, in welchem ein
optisch aktives Medium (9) angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet, - b) daß im optischen Resonator (3) wenigstens zwei schmal bandige wellenlängenselektive Reflektoren (7, 7', 7'') einer vorbestimmten Mittenwellenlänge vorgesehen sind.
- a) at least one pump source ( 5 ), the energy of which can be coupled into an optical resonator ( 3 ) in which an optically active medium ( 9 ) is arranged,
characterized by - b) that at least two narrow-band wavelength-selective reflectors ( 7 , 7 ', 7 '') of a predetermined center wavelength are provided in the optical resonator ( 3 ).
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19926811A1 (en) * | 1999-03-22 | 2000-09-28 | Claude Stricker | Light source for optical information transmission has selection device, in doped optical fiber, for partial selection of light in wavelength range with relatively lower emission spectrum |
| DE19941836A1 (en) * | 1999-09-02 | 2001-03-15 | Toshiba Kawasaki Kk | Up-conversion fibre laser device, has laser diode chip, optical fibre and two resonators for generating light at two wavelengths |
| DE10006050A1 (en) * | 2000-02-10 | 2001-08-23 | Schneider Laser Technologies | Laser that can be directly modulated |
| WO2001099243A1 (en) * | 2000-06-20 | 2001-12-27 | Evotec Oai Ag | Fiber laser |
| DE102015121693A1 (en) * | 2015-12-14 | 2017-06-14 | Hella Kgaa Hueck & Co. | Laser light source unit and lighting device for vehicles |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6404539B1 (en) | 1999-11-09 | 2002-06-11 | Giorgos Kotrotsios | Light source for optical data transmission |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0666623A1 (en) * | 1994-01-25 | 1995-08-09 | Eastman Kodak Company | Multiwavelength upconversion waveguide laser |
| WO1995022847A1 (en) * | 1994-02-18 | 1995-08-24 | British Telecommunications Public Limited Company | Gain controlled optical fibre amplifier |
| EP0762570A2 (en) * | 1995-09-06 | 1997-03-12 | Hewlett-Packard Company | Laser for the generation of blue light |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE69026227T2 (en) * | 1989-12-26 | 1996-08-29 | United Technologies Corp | Pumped lasers with embedded Bragg grating structure |
| US5191586A (en) * | 1991-07-18 | 1993-03-02 | General Instrument Corporation | Narrow band incoherent optical carrier generator |
| JPH08293638A (en) * | 1995-04-24 | 1996-11-05 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Multiple-wavelength light source |
-
1997
- 1997-05-06 DE DE1997118997 patent/DE19718997A1/en not_active Withdrawn
-
1998
- 1998-05-06 WO PCT/DE1998/001260 patent/WO1998050987A1/en active Application Filing
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0666623A1 (en) * | 1994-01-25 | 1995-08-09 | Eastman Kodak Company | Multiwavelength upconversion waveguide laser |
| WO1995022847A1 (en) * | 1994-02-18 | 1995-08-24 | British Telecommunications Public Limited Company | Gain controlled optical fibre amplifier |
| EP0762570A2 (en) * | 1995-09-06 | 1997-03-12 | Hewlett-Packard Company | Laser for the generation of blue light |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19926811A1 (en) * | 1999-03-22 | 2000-09-28 | Claude Stricker | Light source for optical information transmission has selection device, in doped optical fiber, for partial selection of light in wavelength range with relatively lower emission spectrum |
| DE19941836A1 (en) * | 1999-09-02 | 2001-03-15 | Toshiba Kawasaki Kk | Up-conversion fibre laser device, has laser diode chip, optical fibre and two resonators for generating light at two wavelengths |
| DE19941836C2 (en) * | 1999-09-02 | 2001-09-13 | Toshiba Kawasaki Kk | Upconversion fiber laser device |
| US6320885B1 (en) | 1999-09-02 | 2001-11-20 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Upconversion fiber laser apparatus |
| DE10006050A1 (en) * | 2000-02-10 | 2001-08-23 | Schneider Laser Technologies | Laser that can be directly modulated |
| US6697394B2 (en) | 2000-02-10 | 2004-02-24 | Jenoptik Ldt Gmbh | Directly modulatable laser |
| DE10006050B4 (en) * | 2000-02-10 | 2007-10-18 | Jenoptik Ldt Gmbh | Directly modulated laser |
| WO2001099243A1 (en) * | 2000-06-20 | 2001-12-27 | Evotec Oai Ag | Fiber laser |
| US7027467B2 (en) | 2000-06-20 | 2006-04-11 | Evotec Technologies Gmbh | Fiber laser |
| DE102015121693A1 (en) * | 2015-12-14 | 2017-06-14 | Hella Kgaa Hueck & Co. | Laser light source unit and lighting device for vehicles |
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|---|---|
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