EA002346B1 - Осуществление нелинейной настройки оптической дисперсии с использованием брэгговской волоконной решетки - Google Patents

Осуществление нелинейной настройки оптической дисперсии с использованием брэгговской волоконной решетки Download PDF

Info

Publication number
EA002346B1
EA002346B1 EA200000665A EA200000665A EA002346B1 EA 002346 B1 EA002346 B1 EA 002346B1 EA 200000665 A EA200000665 A EA 200000665A EA 200000665 A EA200000665 A EA 200000665A EA 002346 B1 EA002346 B1 EA 002346B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
optical
diffraction grating
dispersion
specified
fiber
Prior art date
Application number
EA200000665A
Other languages
English (en)
Other versions
EA200000665A1 (ru
Inventor
Кай-Минг Фенг
Дзин-Ксинг Кай
Алан Эли Уиллнер
Виктор Грабский
Дмитрий Стародубор
Джек Фейнбенг
Original Assignee
Юниверсити Оф Сазерн Калифорния
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Юниверсити Оф Сазерн Калифорния filed Critical Юниверсити Оф Сазерн Калифорния
Publication of EA200000665A1 publication Critical patent/EA200000665A1/ru
Publication of EA002346B1 publication Critical patent/EA002346B1/ru

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/34—Optical coupling means utilising prism or grating
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
    • G02B6/02057—Optical fibres with cladding with or without a coating comprising gratings
    • G02B6/02076—Refractive index modulation gratings, e.g. Bragg gratings
    • G02B6/0208—Refractive index modulation gratings, e.g. Bragg gratings characterised by their structure, wavelength response
    • G02B6/02085—Refractive index modulation gratings, e.g. Bragg gratings characterised by their structure, wavelength response characterised by the grating profile, e.g. chirped, apodised, tilted, helical
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/011—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  in optical waveguides, not otherwise provided for in this subclass
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/011—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  in optical waveguides, not otherwise provided for in this subclass
    • G02F1/0115—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  in optical waveguides, not otherwise provided for in this subclass in optical fibres
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/0128—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on electro-mechanical, magneto-mechanical, elasto-optic effects
    • G02F1/0131—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on electro-mechanical, magneto-mechanical, elasto-optic effects based on photo-elastic effects, e.g. mechanically induced birefringence
    • G02F1/0134—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on electro-mechanical, magneto-mechanical, elasto-optic effects based on photo-elastic effects, e.g. mechanically induced birefringence in optical waveguides
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/005—Optical devices external to the laser cavity, specially adapted for lasers, e.g. for homogenisation of the beam or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping
    • H01S3/0057—Temporal shaping, e.g. pulse compression, frequency chirping
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/25—Arrangements specific to fibre transmission
    • H04B10/2507—Arrangements specific to fibre transmission for the reduction or elimination of distortion or dispersion
    • H04B10/2513—Arrangements specific to fibre transmission for the reduction or elimination of distortion or dispersion due to chromatic dispersion
    • H04B10/2519—Arrangements specific to fibre transmission for the reduction or elimination of distortion or dispersion due to chromatic dispersion using Bragg gratings
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
    • G02B6/02057—Optical fibres with cladding with or without a coating comprising gratings
    • G02B6/02076—Refractive index modulation gratings, e.g. Bragg gratings
    • G02B6/02123—Refractive index modulation gratings, e.g. Bragg gratings characterised by the method of manufacture of the grating
    • G02B6/02133—Refractive index modulation gratings, e.g. Bragg gratings characterised by the method of manufacture of the grating using beam interference
    • G02B6/02138—Refractive index modulation gratings, e.g. Bragg gratings characterised by the method of manufacture of the grating using beam interference based on illuminating a phase mask
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
    • G02B6/02057—Optical fibres with cladding with or without a coating comprising gratings
    • G02B6/02076—Refractive index modulation gratings, e.g. Bragg gratings
    • G02B6/02195—Refractive index modulation gratings, e.g. Bragg gratings characterised by means for tuning the grating
    • G02B6/022—Refractive index modulation gratings, e.g. Bragg gratings characterised by means for tuning the grating using mechanical stress, e.g. tuning by compression or elongation, special geometrical shapes such as "dog-bone" or taper
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/0126—Opto-optical modulation, i.e. control of one light beam by another light beam, not otherwise provided for in this subclass
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2201/00—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00
    • G02F2201/30—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 grating
    • G02F2201/307—Reflective grating, i.e. Bragg grating

Abstract

Оптоволоконная дифракционная решетка (100) с нелинейно изменяющимся периодом для обеспечения настраиваемой компенсации дисперсии, уменьшения паразитной частотной модуляции в диодных лазерах (102) с непосредственной модуляцией, а также оптической импульсной манипуляции. Механизм динамической компенсации дисперсии может быть реализован в оптоволоконной системе связи на основе указанной оптоволоконной дифракционной решетки (100) с нелинейно изменяющимся периодом.

Description

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к компенсации оптической дисперсии и оптической импульсной манипуляции и, в частности, касается устройств и систем с оптической дифракционной решеткой, способной вызывать задержки в зависимости от длины волны.
Предшествующий уровень техники
Многие оптические материалы по-разному реагируют на оптические волны различной длины. Хорошо известным явлением является хроматическая дисперсия, которую часто называют просто дисперсией, когда показатель преломления среды зависит от длины оптической волны. Дисперсия часто является причиной того, что оптические волны разной длины распространяются в данной среде с разными скоростями, поскольку скорость света зависит от показателя преломления.
Дисперсия в оптических материалах нелинейно связана с длиной волны. Для характеристики дисперсии часто используется групповая скорость. Групповая скорость относится к производной по частоте постоянной распространения оптической волны в среде. Дисперсия групповой скорости первого порядка обычно выражается как отношение изменения времени распространения света на отрезке единичной длины оптического волокна к изменению длины световой волны. Для известных типов оптического волокна, используемых в электросвязи, дисперсия групповой скорости первого порядка составляет порядка 10 пс/нм/км при 1550 нм.
Во многих прикладных системах оптический сигнал состоит из спектральных составляющих с различной длиной волны. Например, одночастотная оптическая несущая может быть модулирована для наложения информации на эту несущую. При такой модуляции создаются боковые полосы модуляции с частотами, отличными от частоты несущей. Другим примером являются оптические импульсы, которые широко используются в системах оптической связи и обработки данных и содержат спектральные составляющие в определенном спектральном диапазоне. Явление дисперсии может оказать отрицательное воздействие на сигнал из-за разных задержек для разных спектральных составляющих.
В частности, при отсутствии ретрансляторов сигналов дисперсия является препятствием для увеличения дальности и скорости передачи данных в одноканальной оптоволоконной системе связи либо оптоволоконной системе связи со спектральным уплотнением (СУ). Для удовлетворения возрастающих требований рынка могут понадобиться скорости передачи данных до 10 гигабит/с и выше. Дисперсия может накапливаться с расстоянием, вызывая уширение или растяжение импульса. Два соседних импульса в последовательности импульсов при высокой скорости передачи данных могут перекрываться. Такое перекрытие импульсов часто приводит к ошибкам при передаче данных.
Эффект дисперсии в оптоволоконных системах может быть существенно снижен путем использования оптической несущей с узкой полосой на (или в окрестности) длине волны с нулевой дисперсией для данного оптоволокна. Например, для этой цели могут быть использованы оптоволоконные системы, работающие в окрестности длины волны 1,3 мкм, где в качестве источников света применяются одномодовые лазеры с распределенной обратной связью (РОС).
В альтернативном варианте дисперсия может быть скомпенсирована путем использования элементов, компенсирующих дисперсию. Это можно осуществить, используя, например, оптическое волокно, компенсирующее дисперсию (ОВКД), которое порождает дисперсию с противоположным знаком по отношению к дисперсии, накопленной в оптоволоконной линии связи. Обычно дисперсия ОВКД может быть во много раз больше, чем дисперсия обычного оптического волокна (например, в 5-10 раз). Одна такая система с компенсацией на основе ОВКД описана в работе Шуй и др.
РегГогтапсе шртоуетеп! ой 10 СЬ/з з1апбагб ПЬсг йапзииззюп зуз1етз Ьу изтд 8РМ еййес1 ίη 1йе б1зрегзюп сотрепза1еб йЬег, ΙΕΕΕ РНоЮп. Тес1. Ьей. 8, рр. 1406-1408 (1996).
В другом подходе к компенсации дисперсии используется оптоволоконная дифракционная решетка с линейно изменяющимися периодами. Смотри, например, работу Ьосй и др. 10 СЬ/з 1гапз1шззюп оует 700 кт ой зЫпбагб зшд1етобе йЬег \\Й11 10-ст сЫгреб йЬег дтайпд сотрепзаЮг апб биоЬшату [гапзтШег. ΙΕΕΕ Р1ю1оп. Теск. Ьей. 8, 1258-1260 (1996). Спектральная составляющая в оптическом сигнале, имеющая длину волны, удовлетворяющую условию фазового согласования Брэгга, отражается оптоволоконной дифракционной решеткой. Другие спектральные составляющие проходят сквозь решетку. Условия фазового согласования Брэгга в разных местах оптоволоконной дифракционной решетки отличаются друг от друга из-за изменения периода дифракционной решетки.
Резонансная длина волны оптоволоконной дифракционной решетки изменяется в зависимости от положения. Когда период дифракционной решетки увеличивается или уменьшается вдоль направления оптоволоконной дифракционной решетки, соответственно увеличивается или уменьшается резонансная длина волны. Следовательно, разные спектральные составляющие в оптическом сигнале отражаются в различных местах и имеют разные задержки. Такого рода задержки, зависящие от длины волны, могут быть использованы для сведения на нет накопленной дисперсии в оптоволоконной линии связи.
Для получения разных задержек в волнах, отраженных от разных мест, с целью компенсации дисперсии можно также использовать оптоволоконную дифракционную решетку с равномерным периодом. В работе Ойл и др. ОЦретδΐοη гапаЫс ПЬгс Вгадд дгайид изшд а рюхос1сс1пс 81аск Е1сс1гои. ЬсИ. 32, рр. 2000-2001 (1996) сообщается об использовании 21 растягивающего пьезосегмента, которые вызывают неоднородное растяжение в однородной оптоволоконной дифракционной решетке. Поскольку сегменты оптоволоконной дифракционной решетки могут быть растянуты на разную величину, для разных спектральных составляющих в разных местах оптического волокна можно получить разные задержки с целью компенсации дисперсии.
Сущность изобретения
В настоящем изобретении раскрывается дифракционная решетка с нелинейно изменяющимся периодом, имеющая механизм для регулировки условий фазового согласования Брэгга. Дисперсия такой дифракционной решетки с нелинейно изменяющимся периодом может динамически изменяться контролируемым образом для получения требуемой дисперсии с требуемыми относительными задержками для разных спектральных составляющих.
Один вариант осуществления изобретения включает дифракционную решетку, имеющую нелинейно изменяющийся период. Дифракционная решетка выполнена из материала, подвергающегося механическому растяжению или сжатию. Дифракционная решетка сопряжена с преобразователем, который равномерно изменяет всю длину дифракционной решетки вдоль направления ее вектора в ответ на управляющий электрический сигнал. Сжатие или растяжение дифракционной решетки обеспечивает спектральный сдвиг в рабочем спектральном диапазоне. Нелинейное изменение периода решетки вызывает изменение относительных задержек разных спектральных составляющих с разными длинами волн по всей длине дифракционной решетки. Преобразователем можно управлять, сжимая или растягивая дифракционную решетку по всей ее длине, с целью получения настраиваемого профиля распределения дисперсии.
В одном варианте реализации преобразователь включает пьезоэлектрический элемент для изменения длины дифракционной решетки с нелинейно изменяющимся периодом. На пьезоэлектрический элемент подается внешний управляющий сигнал напряжения.
В другом варианте реализации используется магнитострикционный элемент для изменения длины дифракционной решетки в соответствии с внешним управляющим магнитным полем.
В еще одном варианте осуществления изобретения предлагается дифракционная решетка с равномерным периодом и эффективным показателем преломления, нелинейно изменяющимся вдоль направления дифракционной решетки. Материал дифракционной решетки чувствителен к изменяющемуся в пространстве внешнему управляющему полю, такому как электрическое поле, поле электромагнитного излучения или температурное поле вдоль направления дифракционной решетки, так что можно регулировать нелинейное изменение эффективного показателя преломления для изменения относительных задержек разных спектральных составляющих и получения настраиваемого профиля распределения дисперсии.
В еще одном варианте осуществления изобретения предлагается дифракционная решетка, имеющая нелинейно изменяющийся период и настраиваемый извне пространственный профиль распределения эффективного показателя преломления вдоль направления дифракционной решетки. Общая длина и эффективный показатель преломления дифракционной решетки могут регулироваться отдельно для изменения относительных задержек разных спектральных составляющих и сдвига рабочего спектрального диапазона дифракционной решетки.
Независимо от выбранного варианта конструкции, частотная характеристика дифракционной решетки с нелинейным изменением периода может настраиваться путем использования акустической волны, распространяющейся вдоль направления дифракционной решетки. Акустическая волна порождает дополнительные боковые полосы модуляции в частотной характеристике дифракционной решетки. Такие боковые полосы модуляции отделены от основной полосы частот частотным интервалом, зависящим от частоты акустической волны. Следовательно, путем настройки частоты акустической волны можно обеспечить регулируемую дисперсию.
Одним из аспектов изобретения является компенсация дисперсии. Согласно изобретению дифракционная решетка с нелинейно изменяющимся периодом может быть размещена в оптоволоконной линии связи для уменьшения влияния дисперсии. Дисперсия, создаваемая такой дифракционной решеткой, может подвергаться активной настройке для компенсации изменяющейся дисперсии в оптоволоконной линии связи, которая включает анализатор дисперсии и регулятор с обратной связью. Такая настройка может быть с успехом использована в динамических оптоволоконных сетях, где характеристики графика связи могут изменяться во времени. Например, источник данного канала может находиться в разных местах сети в зависимости от времени, так что накопленная дисперсия данного канала в конкретной оптоволоконной линии связи является переменной. Следовательно, для такой оптоволоконной линии связи в процесс компенсации дисперсии потребуется внести соответствующие изменения. Также могут изменяться эксплуатационные условия в процессе прямой передачи, результатом чего являются вариации накопленной дисперсии для сигналов в стационарной оптоволоконной линии связи.
Другим аспектом изобретения является подавление паразитной частотной модуляции в полупроводниковых лазерах с внутренней модуляцией. Дифракционная решетка с нелинейно изменяющимся периодом согласно изобретению может быть использована для формирования дополняющей частотной модуляции внутри лазерного импульса в соответствии с наведенной паразитной частотной модуляцией для осуществления подавления паразитной частотной модуляции. Возможность настройки дифракционной решетки позволяет осуществлять подавление паразитной частотной модуляции для различных сигналов модуляции, которые приводят к появлению различных профилей распределения паразитной частотной модуляции в выходном сигнале лазера.
Еще одним аспектом изобретения является регулируемое формирование импульсов, при котором для сжатия или растягивания оптического импульса до требуемого профиля используется нелинейно изменяющаяся дисперсия.
Эти и другие варианты, аспекты и преимущества изобретения станут более очевидными при рассмотрении последующего подробного описания, включая сопроводительные чертежи и прилагаемую формулу изобретения.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 - схема, иллюстрирующая дифракционную решетку с нелинейно изменяющимся периодом в волноводном элементе;
фиг. 2 - схема, на которой показана дифракционная решетка с нелинейно изменяющимся периодом;
фиг. ЗА - график, показывающий сдвиг отраженного спектра оптоволоконной дифракционной решетки с нелинейно изменяющимся периодом из-за растяжения оптического волокна;
фиг. ЗВ - график, показывающий относительную временную задержку отраженных сигналов на двух разных длинах волн из-за растяжения оптического волокна;
фиг. 4 - схема одного варианта реализации системы по фиг. 2 с использованием пьезоэлектрического элемента;
фиг. 5 - схематическая иллюстрация одного способа формирования дифракционной решетки с нелинейно изменяющимся периодом в фоточувствительном оптическом волокне;
фиг. 6А - график, показывающий результаты измерений сдвига длины волны в отраженных сигналах из-за растяжения оптического волокна в системе по фиг. 4;
фиг. 6В - график, показывающий измеренный сдвиг отраженного спектра в системе по фиг. 4;
фиг. 6С - график, показывающий нелинейные временные задержки отраженных сигналов в зависимости от длины волны, измеренные в оптоволоконной дифракционной решетке по фиг. 4;
фиг. 6Ό - схема модулированной оптоволоконной дифракционной решетки с нелинейно изменяющимся периодом;
фиг. 6Е - график, показывающий модулированный сигнал напряжения, который используется на фиг. 6Ό;
фиг. 6Е - график, показывающий отраженные выходные сигналы в функции времени при различных частотах модуляции, фиг. 7 - схема, показывающая дифракционную решетку с нелинейно изменяющимся периодом на основе электрооптических эффектов;
фиг. 8 - схема, показывающая фоточувствительную дифракционную решетку с нелинейно изменяющимся периодом;
фиг. 9 - схема, показывающая дифракционную решетку с нелинейно изменяющимся периодом, имеющую элемент акустической настройки;
фиг. 10 А и 10В - блок-схемы двух динамически регулируемых систем компенсации дисперсии;
фиг. 10С, 10Ό, и 10Е - схемы, показывающие три примера реализации анализатора дисперсии по фиг. 1 0А и 1 0В;
фиг. 11А - блок-схема оптоволоконной системы связи на основе конфигурации по фиг. 1 0В, где используется оптоволоконная дифракционная решетка с нелинейно изменяющимся периодом;
фиг. 11В, 11С и 11Ό - графики, показывающие результаты измерений для системы на фиг. 11А;
фиг. 12 - схема, иллюстрирующая полупроводниковый лазер, имеющий волноводную дифракционную решетку с нелинейно изменяющимся периодом для ослабления наведенной паразитной частотной модуляции в выходном сигнале лазера;
фиг. 13 - схема, иллюстрирующая систему формирования импульсов на основе дифракционной решетки с нелинейно изменяющимся периодом.
Подробное описание изобретения
На фиг. 1 показана дифракционная решетка 100 с нелинейно изменяющимся периодом согласно изобретению. Дифракционная решетка 100 формируется из оптического волноводного элемента 104, к примеру, оптического волокна или волновода. Период дифракционной решетки Л(х) и эффективный показатель преломления дифракционной решетки п(х), по меньшей мере, частично зависят от положения х вдоль волноводного элемента 104. Входной оптический сигнал 102 поступает на дифракционную решетку 104 с почти нормальным углом падения с тем, чтобы получить отраженный сигнал 112 и передаваемый сигнал 110.
Спектральная составляющая с длиной волны λ во входном оптическом сигнале 102 отражается обратно в положении х, когда длина волны λ, период дифракционной решетки Л(х) и эффективный показатель преломления п(х) удовлетворяют условию фазового согласования Брэгга п(х) Л(х) = λ
Следовательно, длина λ отраженной волны изменяется в зависимости от положения х в соответствии с параметром дифракционной решетки п(х)Л(х). Разные спектральные составляющие с разной длиной волны отражаются в разных местах и имеют разные фазовые задержки. Например, когда параметр дифракционной решетки п(х)Л(х) увеличивается вместе с х, спектральные составляющие с короткими длинами волн, удовлетворяющие условию фазового согласования, отражаются назад в местах, находящихся ближе, чем места отражения составляющих с большой длиной волны. Спектральная составляющая во входном сигнале 102, которая не удовлетворяет вышеуказанному условию фазового согласования Брэгга, передается через элемент 104 волновода, в виде сигнала 110. Параметр дифракционной решетки п(х)Л(х) определяет спектральный диапазон сигнала, отраженного от дифракционной решетки 100. Это дает основу для компенсации дисперсии и формирования импульсов.
Дифракционная решетка 100 обычно конфигурируется таким образом, чтобы иметь нелинейно изменяющийся параметр дифракционной решетки п(х)Л(х), то есть п(х)Л(х) изменяется в функции положения х нелинейно. Это может быть достигнуто путем нелинейного изменения п(х), Л(х) или их комбинации.
Дифракционную решетку 100 можно регулировать для изменения отраженного спектра и относительных задержек для разных отраженных спектральных составляющих. Предусмотрен блок управления 120 дифракционной решеткой для управления параметром дифракционной решетки п(х)Л(х) путем изменения, по меньшей мере, одного из переменных п(х) или Л(х) решетки 100. Это обеспечивает динамически настраиваемый спектральный диапазон отражения и относительные задержки разных составляющих отраженного спектра.
На фиг. 2 показан один вариант 200 реализации дифракционной решетки 100 с нелинейно изменяющимся периодом. Оптоволоконная дифракционная решетка 204 имеет постоянный эффективный показатель преломления п(х) = п и нелинейно изменяющийся период дифракционной решетки Л(х). Таким образом, согласованная по фазе длина волны изменяется в зависимости от положения х только в соответствии с Л(х). С оптоволоконной дифракционной решет кой 204 сопряжено устройство 220 растяжения волокна для изменения общей длины дифракционной решетки 204. Это обеспечивает управление отраженным спектром и относительные задержки для разных спектральных составляющих.
При растяжении оптоволоконной дифракционной решетки 204 увеличивается каждый шаг дифракционной решетки. Соответственно увеличивается согласованная по фазе длина волны в каждом месте дифракционной решетки. Следовательно, отраженный спектр сдвигается в сторону более длинных волн. Этот эффект показан на фиг. 3А, где каждая из кривых 302 и 304 представляет соответственно профили отраженного спектра до и после растяжения оптического волокна.
Поскольку период дифракционной решетки Л(х) изменяется нелинейно, задержка отраженных спектральных составляющих также нелинейно зависит от положения х. В дополнение, изменение общей длины оптического волокна вызывает разные изменения Л(х) в разных местах вдоль оптоволоконной дифракционной решетки 204. Это создает разные относительные задержки для разных длин волн, которые удовлетворяют условию фазового согласования Брэгга. Этот эффект может быть использован для получения настраиваемых профилей компенсации дисперсии.
На фиг. 3В представлены относительные временные задержки для двух длин волн до и после растяжения оптического волокна. Кривая 306 представляет временную задержку как функцию длины волны до растяжения оптического волокна. Две разные длины волны λ1 и λ2 имеют относительную временную задержку Δ1. После растяжения оптоволоконной дифракционной решетки временные задержки для обеих длин волн возрастают (кривая 308), и относительная временная задержка Δ1' в общем случае отличается от Δ1. В приведенном примере относительная временная задержка Δ1' возрастает.
Обратимся к фиг. 2, где в качестве устройства растяжения 220 может быть использовано любое устройство, способное растягивать дифракционную решетку 204. Например, для обеспечения регулирования длины дифракционной решетки 204 в соответствии с внешним электрическим напряжением или магнитным полем можно использовать пьезоэлектрический элемент, либо магнитострикционный элемент. Пьезоэлектрические и магнитострикционные преобразователи хорошо известны и здесь не описываются.
Способ использования магнитострикционного стержня для растяжения оптического волокна в неоднородном магнитном поле раскрыт в работе Сгих и др. Б1Ьге Вгадд дгайпдз 1ипей апб сЫгрей изтд тадпейс йеИз. Е1ес1гошс8
Ьейегз, Уо1.33(3), рр.235-236 (1997), которая включена сюда как ссылка. Этот способ может быть использован в варианте 200 на фиг. 2 для регулирования длины дифракционной решетки. В частности, поскольку оптоволоконная дифракционная решетка 204 является решеткой с нелинейно изменяющимся периодом, для равномерного растяжения оптоволоконной решетки 204 в целях настройки характеристики дисперсии можно использовать однородное магнитное поле, а не градиентное магнитное поле.
На фиг. 4 показана реализация варианта 200 путем использования пьезоэлектрического элемента. Два конца пъезоэлемента 410 закреплены соответственно с двух сторон оптоволоконной дифракционной решетки 406 с нелинейно изменяющимся периодом, например с помощью клея, такого как эпоксидная смола. Источник напряжения 412 подает на пьезоэлемент 410 управляющее напряжение для изменения длины пьезоэлемента, который, в свою очередь, деформирует оптоволоконную дифракционную решетку 204. Для подачи входного оптического сигнала 402 в оптоволоконную дифракционную решетку 406 и направления отраженного сигнала 408 используется оптический циркулятор 404. На другом конце оптоволоконной дифракционной решетки 406 для отражения сигнала оптической обратной связи может быть размещен оптический вентиль.
Оптоволоконная дифракционная решетка 204 с нелинейно изменяющимся периодом может быть выполнена по технологии, использующей излучение, близкое к ультрафиолетовому; при этом используется интерференционная картина, создаваемая фазовой маской с помощью светового луча, имеющего длину волны 300 нм. Поглощение света в сердечнике оптического волокна на длине волны 300 нм весьма мало, что позволяет избежать повреждения границы раздела между сердечником и оболочкой в оптическом волокне. Фоточувствительное оптическое волокно (например, волокно, производимое ОР8 Тсс1то1оду) сначала обрабатывается в камере высокого давления, содержащей молекулярный водород, под давлением порядка 250 атмосфер и температуре ~60°С в течение примерно 2 дней, чтобы довести оцениваемую концентрацию водорода в сердечнике до примерно 2,5 моль.%.
На фиг. 5 показано формирование дифракционной решетки 204 с нелинейно изменяющимся периодом в фоточувствительном оптическом волокне 500, насыщенным водородом. Луч света 502 от ультрафиолетового аргонового лазера, излучающего в группе спектральных линий в окрестности волны длиной 300 нм, фокусируется через фазовую маску 504 50миллиметровой длины с линейно изменяющейся фазой на сердечнике оптического волокна с силой света порядка 200 Вт/см2. Два дифракционных луча 502а и 502Ь первого порядка интерферируют друг с другом, образуя интерферен ционную картину в непосредственной близости от фазовой маски 504, где расположен сердечник оптического волокна. Каждое 1- миллиметровое пятно на оптическом волокне 500 экспонируется в течение временных интервалов в диапазоне от 5 до 100 с. После каждого экспонирования оптическое волокно 500 и маска 504 параллельно переносятся на 1 мм относительно ультрафиолетового луча 502, и процесс повторяется. Переменное время экспонирования порождает нелинейное изменение, как показано на вставке к фиг. 5.
На фиг. 6А показан измеренный сдвиг длины волны в отраженном сигнале 408 как функция управляющего напряжения, приложенная к пьезоэлементу 410. На фиг. 6В показаны спектральные сдвиги отраженного сигнала, вызванные растяжением оптического волокна для напряжений 500 В и 1000 В соответственно, которые прикладываются к пьезоэлементу 410. Когда к пьезоэлементу 410 прикладывается управляющее напряжение порядка 1000 В, полоса отраженного сигнала сдвигается примерно на 1,5 нм, причем длина волны сдвигается линейно относительно напряжения. Ширина полосы частот составляет порядка 1 нм, а отражательная способность изменяется от 85 до 100%, то есть, примерно на 0,7дБ. Дисперсия изменяется нелинейно и плавно от 300 пс/нм до 1000 пс/нм. При увеличении подаваемых напряжений кривые временных задержек сдвигаются в сторону более длинных волн, не теряя плавности. Следовательно, для данной длины волны канала передачи в канале будет разная компенсация дисперсии в соответствии с разным растяжением оптоволоконной дифракционной решетки с нелинейно изменяющимся периодом.
На фиг. 6С показаны измеренные нелинейные временные задержки отраженных сигналов как функции длины волны, когда оптоволоконная дифракционная решетка растягивается по-разному под воздействием разных управляющих напряжений.
Длина пьезоэлектрического элемента 410 может модулироваться для обеспечения переключения дисперсии. На фиг. 6Ό показана система, где для получения сигнала с модулированной дисперсией используется оптоволоконная дифракционная решетка 400. Генератор 610 сигнала модуляции модулирует управляющий сигнал 412 пьезоэлемента, так что модулируется длина оптоволоконной дифракционной решетки 406. Для фильтрации отраженного выходного сигнала, поступающего от оптоволоконной дифракционной решетки 406, используется полосовой интерференционный фильтр 620 с шириной полосы пропускания 0,3 нм. Фотодетектср 630 получает сигнал, передаваемый от фильтра 620. Для наблюдения за временными характеристиками сигнала от фотодетектора 630 используется осциллограф 640.
На фиг. 6Е показано модулированное управляющее напряжение, подаваемое на пьезоэлемент 410. Результаты измерений при частотах модуляции 10, 50, 100 и 250 Гц показаны на фиг. 6Е. Пьезоэлектрический элемент 410 может модулироваться с частотой до примерно 100 Гц с использованием напряжения 0 - 500 В. Верхний предел частотной характеристики ограничивается характеристиками пьезоэлектрического преобразователя (ПЗП). При такой динамической характеристике в коммутируемых оптических сетях может быть достигнута компенсация дисперсии менее 10 мс.
Дифракционная решетка 100 с нелинейно изменяющимся периодом на фиг. 1 также может быть реализована путем использования волноводного элемента с показателем преломления, зависящим от внешнего электрического поля. Примером такого элемента является диэлектрический волновод или оптическое волокно, обладающее электрооптическими эффектами. В качестве электрооптического материала обычно используется ΕίΝ6Ο3. На фиг. 7 показана решетка 700 с нелинейно изменяющимся периодом в таком волноводном элементе 704. Эффективный показатель преломления п(х) волноводного элемента 704 меняется в зависимости от электрического поля. Вдоль волноводного элемента 704 расположена последовательность пар электродов 712, 714 для формирования регулируемых локальных полей. Модуль 710 управления электрическим полем регулирует изменение поля в пространстве для получения требуемого нелинейно изменяющегося п(х) и регулирования дисперсии.
На фиг. 8 показан другой вариант 800, в котором для регулирования пространственного изменения показателя преломления п(х) волноводного элемента 804 используется электромагнитное излучение. Волноводный элемент 804 реагирует на излучаемое поле 802 и имеет показатель п(х), зависимый от этого поля. Для реализации настоящего изобретения, например, могут быть использованы такие фоточувствительные материалы, как фотопреломляющие кристаллы и полимеры. Нелинейное изменение показателя п(х) формируется путем приложения электромагнитного поля 820 с нелинейным распределением напряженности вдоль дифракционной решетки. Генератор излучения 810 конфигурируется так, чтобы регулировать изменение напряженности 1(х) поля 820. В оптическом частотном диапазоне в качестве генератора излучения 810 может быть использован лазер.
Далее рассматривается возможность использования акустической волны для модуляции характеристики любой из вышеуказанных дифракционных решеток с нелинейно изменяющимся периодом для настройки выходной частоты. На фиг. 9 показана дифракционная решетка 900 с нелинейно изменяющимся периодом, имеющая указанный механизм акустиче ской настройки. Генератор 910 акустических волн создает регулируемую акустическую волну 912. Ответвитель 914 акустической волны, к примеру, акустический фокусирующий рупор, направляет акустическую волну на решетку 104.
В процессе функционирования акустическая волна взаимодействует с решеткой и создает два дополнительных узкополосных пика с каждой стороны основной полосы частот, создаваемых при выполнении условия резонанса Брэгга. Частотные составляющие в любой боковой полосе имеют такие же относительные задержки, что и в основной полосе, но они сдвинуты по частоте относительно основной полосы на определенную величину. Этот частотный сдвиг зависит от частоты акустической волны. Следовательно, частота боковой полосы может регулироваться посредством изменения частоты акустической волны. Указанный способ раскрыт в работе Ыи и др. 'Чтргоуеб ЕГГШепсу №1гго\\Вапб АсоиЧоорбс ТипаЫе РсПсеЮг иыпд Р1Ьге В гадд дтайпд, роЧ беабйпе рарег ΡΌ4, Аппиа1 Меебпд оГ Орбса1 8ос1е1у оГ Атенса, Вгадд бтаИпдк, РйоЮкепчбуйу, апб Ройпд ш 61а§8 ΡΐЬегк апб ХУауедшбеч Аррйсабопк апб Рипбатеп!ак, Ос1оЬет 26-28, 1997, ^ШаткЬитд, УА., которая включена сюда в качестве ссылки.
Оптоволоконные решетки с нелинейно изменяющимся периодом согласно изобретению можно настраивать согласно двум аспектам. Вопервых, при необходимости, может быть сдвинут профиль распределения частот отраженного и передаваемого сигналов. Во-вторых, можно регулировать контролируемым образом относительные задержки различных частотных составляющих во входном импульсе. Первый аспект настройки полезен в мультиволновых оптических системах, к примеру, системах оптоволоконной связи со спектральным уплотнением. Второй аспект настройки можно использовать для динамической компенсации дисперсии во многих оптических системах с рассеянием, особенно в системах оптоволоконной связи. На фиг. 10А показана оптоволоконная система 1000, в которой имеется настраиваемый элемент 1020, компенсирующий дисперсию согласно изобретению. Настраиваемый элемент 1020, компенсирующий дисперсию, может представлять собой дифракционную решетку с нелинейно изменяющимся периодом. Оптоволоконная система 1010 с рассеиванием формирует оптический сигнал 1020 от компенсирующего элемента с настраиваемой дисперсией. Анализатор дисперсии 1030 измеряет в сигнале 1012 величину и знак накопленной дисперсии. Настраиваемый элемент 1020, компенсирующий дисперсию, использует эту информацию для регулировки компенсации дисперсии таким образом, чтобы скомпенсировать дисперсию в сигнале 1012. Когда дисперсия в оптоволоконной системе 1010 с рассеянием изменяется, настраиваемый элемент 1020, компенсирующий диспер сию, осуществляет регулировку в соответствии с изменением дисперсии, поддерживая требуемую компенсацию дисперсии в выходном сигнале 1030.
На фиг. 10В представлена блок-схема системы 1001 оптоволоконной связи, в которой для реализации системы 1000 на фиг. 10 А используется оптоволоконная дифракционная решетка 1020а с нелинейно изменяющимся периодом. Блок управления 1040 дифракционной решеткой регулирует параметр решетки п(х)Л(х) в соответствии с командой управления от анализатора дисперсии 1030, поддерживая правильную компенсацию выходного сигнала 1030. Блок управления 1040 решеткой может быть реализован на основе любого из способов, показанных на фиг. 2, 7 и 8, либо комбинации этих способов.
Анализатор дисперсии 1030 может быть реализован в нескольких вариантах. На фиг. 10С показан детектор дисперсии, реализующий преобразование фазомодулированного сигнала в амплитудно-модулированный сигнал. Фазовый модулятор 1051 расположен в тракте распространения сигнала для модуляции фазы сигнала перед его передачей через рассеивающее оптическое волокно 1050. Схема 1060 детектирования огибающей измеряет в принимаемом сигнале преобразованный с помощью фотодетектора 1070 амплитудно-модулированный сигнал, чья амплитуда соответствует накопленной относительной дисперсии. В частности, знак дисперсии может быть определен путем учета совокупной дисперсии дисперсии групповой скорости в оптическом волокне и фазовой автомодуляции, вызываемой нелинейностью оптического волокна. Смотри Τοιηίζα\να и др. Ыоп1шеаг шПиепсе оп РМ-АМ сопгегмоп шеавигешеп! οί дгоре уе1ос11у Фзрегзюп ίη орйса1 ПЬег. Е1ес1гоп1С8 Ьейегз, Уо1. 30(17), рр. 1434-1435 (1994). Затем амплитуда преобразованного амплитудно-модулированного сигнала используется для определения накопленной дисперсии и формирования управляющего сигнала, подаваемого на настраиваемый элемент, компенсирующий дисперсию.
На фиг. 10Ό показан другой вариант реализации анализатора 1030 дисперсии. В тракте распространения сигнала расположен электрооптический модулятор 1052 для модулирования амплитуды сигнала перед его передачей через рассеивающее оптическое волокно 1050. Относительное значение дисперсии может быть определено путем контроля амплитуды тактовой составляющей, выделяемой из сигнала после обнаружения волны в виде миандра. Это выполняется с помощью блока 1061 контроля тактовой составляющей. Поскольку дисперсия приводит к расширению импульсов сигнала и уменьшает амплитуду сигнала, величина тактовой составляющей также уменьшается в соответствии с указанным расширением. Следовательно, путем регулировки компенсатора дис персии, обеспечивающей достижение максимальной амплитуды тактовой составляющей, накопленная дисперсия может быть уменьшена либо устранена.
Анализатор 1030 дисперсии, кроме того, может быть реализован путем непосредственного измерения частоты ошибок по битам для сигнала, проходящего через рассеивающее оптическое волокно. Это показано на фиг. 10Е. Поскольку дисперсия может привести к уширению импульсов данных, частота ошибок по битам (ЧОБ) уменьшается. Устройство 1062 проверки частоты ошибок по битам измеряет частоту ошибок по битам и выделяет информацию о накопленной дисперсии. При наличии сигнала обратной связи, поступающего на настраиваемый компенсатор дисперсии, можно регулировать компенсацию дисперсии, чтобы уменьшить или минимизировать частоту ошибок по битам.
На фиг. 11А кроме того показан конкретный вариант реализации динамической оптоволоконной системы 1001 на фиг. 1 0В. Электрооптический модулятор накладывает данные на лазерный луч с частотой 10 гигабит/с. В дополнение фазовый модулятор модулирует фазу оптического сигнала до передачи. Настраиваемый компенсатор 1120 дисперсии строится на основе оптоволоконной дифракционной решетки 400 с нелинейно изменяющимся периодом, согласно фиг. 4. Тракт сигнала, проходящий через оптоволоконные контуры 1110а, 1110Ь и акустооптический (АО) переключатель 1116Ь, приводит к большему рассеянию, чем тракт сигнала, проходящий чрез акустооптический переключатель 1116а. Для поддержания уровня сигнала выше заданного используются оптоволоконные усилители 1108а-с добавкой эрбия (ОУЭ). Анализатор 1122 дисперсии обнаруживает дисперсию в сигнале 1119 путем выделения небольшой части сигнала 1119 (например, 10%). Основная часть сигнала 1119 подается в оптоволоконную дифракционную решетку 400, которая выдает выходной сигнал 1120с с скомпенсированной дисперсией.
В анализаторе 1122 дисперсии для измерения дисперсии используется преобразователь фазомодулированных сигналов в амплитудномодулированные (ФМ - АМ). Из-за того, что дисперсии групповых скоростей разных спектральных составляющих в сигнале различны, фазовая модуляция преобразуется в амплитудную модуляцию после того, как сигнал прошел некоторое расстояние по оптоволоконному тракту. Накопленная дисперсия измеряется анализатором 1122 дисперсии. Анализатор 1122 дисперсии кроме того формирует соответствующий управляющий сигнал, подаваемый на настраиваемую оптоволоконную дифракционную решетку 400.
Для измерения частоты ошибок по битам с целью оценки рабочих характеристик модуля 1120 для компенсации дисперсии используется тест 1130 частоты ошибок по битам (ТЧОБ). Выходной сигнал 1120с из модуля 1120 усиливается и фильтруется полосовым фильтром 1126 с шириной полосы пропускания 0,3 нм.
На фиг 11В показаны результаты измерений частоты ошибок по битам в функции мощности сигнала, выраженной в дБм. На фиг. 11С показано, как формируется управляющий сигнал для настройки ПЗП в соответствии с уровнями дисперсии входных сигналов. На фиг. 11Ό показаны глазковые диаграммы, полученные в результате измерений, которые демонстрируют значительное улучшение ЧОБ благодаря динамической компенсации дисперсии.
Вышеописанные дифракционные решетки с нелинейно изменяющимся периодом также могут быть использованы и для других прикладных целей, таких как подавление паразитной частотной модуляции в лазерах с непосредственной модуляцией, а также формирование импульсов.
На фиг. 12 показан полупроводниковый лазерный модуль 1200 в интегральном исполнении, имеющий волноводную дифракционную решетку 1230 с нелинейно изменяющимся периодом для ослабления паразитной частотной модуляции. Лазерный диод 1210 формируется на подложке 1202. Для модулирования тока возбуждения на лазерный диод 1210 подается сигнал модуляции 1212. Такая непосредственная модуляция вызывает появление паразитной частотной модуляции в выходном сигнале лазерного диода 1210. Для создания дисперсии, ослабляющей паразитную частотную модуляцию, на подложке 1202 формируется волноводная дифракционная решетка 1230 с нелинейно изменяющимся периодом.
При изменении частоты сигнала 1212 модуляции также изменяется паразитная частотная модуляция в выходном сигнале лазера. Можно определить соотношение между частотой модуляции и паразитной частотной модуляцией в выходном сигнале лазера. На основе этого соотношения может быть сконфигурирована схема 1250 управления для формирования соответствующего сигнала 1252 управления дисперсией для регулировки дисперсии дифракционной решетки 1230.
На фиг. 13, кроме того, показана блоксхема системы 1300 для формирования импульсов. Дифракционная решетка 1330 с нелинейно изменяющимся периодом может создавать переменную дисперсию во входном импульсе 1312 от лазера 1310, так чтобы выходной сигнал 1340 из дифракционной решетки 1330 имел импульсы требуемой формы.
Хотя настоящее изобретение было подробно описано со ссылками на несколько вариантов его осуществления, могут быть предложены различные модификации и улучшения, не выходящие за рамки объема и существа изобре тения, которые установлены в нижеследующей формуле изобретения.

Claims (73)

  1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
    1. Оптическое устройство, включающее волноводный элемент, имеющий оптическую ось, предназначенный для передачи оптической энергии и имеющий эффективный показатель преломления вдоль оптической оси; и область оптического возмущения, образованную в волноводном элементе и сконфигурированную с периодом вдоль оптической оси, при этом значение периода и эффективного показателя преломления является нелинейной функцией в зависимости от положения вдоль оптической оси для удовлетворения условию фазового согласования, так что отраженная оптическая волна от области оптического возмущения имеет длину волны, которая нелинейно зависит от положения вдоль оптической оси.
  2. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что указанный период изменяется нелинейно вдоль оптической оси.
  3. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что волноводный элемент включает оптическое волокно.
  4. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что волноводный элемент включает оптический волновод.
  5. 5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что дополнительно включает преобразователь, сопряженный, по меньшей мере, с двумя элементами на волноводном элементе, причем преобразователь предназначен для изменения длины волны волноводного элемента.
  6. 6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что преобразователь включает пьезоэлектрический элемент, предназначенный для изменения длины волноводного элемента в соответствии с управляющим напряжением.
  7. 7. Устройство по п.5, отличающееся тем, что преобразователь включает магнитострикционный элемент, предназначенный для изменения длины волноводного элемента в соответствии с управляющим магнитным полем.
  8. 8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что указанное значение периода и эффективного показателя преломления изменяется в зависимости от температуры области оптического возмущения, при этом устройство дополнительно содержит блок управления, предназначенный для управления температурой области оптического возмущения.
  9. 9. Устройство по п.1, отличающееся тем, что эффективный показатель преломления указанного волноводного элемента изменяется вдоль оптической оси.
  10. 10. Устройство по п.9, отличающееся тем, что волноводный элемент реагирует на управляющее электрическое поле, и эффективный показатель преломления изменяется вместе с полем электромагнитного излучения.
  11. 11. Устройство по п.10, отличающееся тем, что волноводный элемент выполнен из электрооптического материала.
  12. 12. Устройство по п.9, отличающееся тем, что волноводный элемент реагирует на поле электромагнитного излучения, и эффективный показатель преломления изменяется вместе с полем электромагнитного излучения.
  13. 13. Устройство по п.12, отличающееся тем, что волноводный элемент включает фоточувствительный материал, а поле электромагнитного излучения имеет напряженность, изменяющуюся вдоль оптической оси волноводного элемента.
  14. 14. Устройство по п.13, отличающееся тем, что указанный фоточувствительный материал является фотопреломляющим материалом.
  15. 15. Устройство по п.1, отличающееся тем, что дополнительно включает генератор акустических волн, размещенный у волноводного элемента и сконфигурированный для формирования акустической волны с настраиваемой частотой вдоль оптической оси волноводного элемента, в котором акустическая волна изменяет частотную характеристику области оптического возмущения.
  16. 16. Оптическое устройство, включающее оптоволоконную дифракционную решетку, сформированную в оптическом волокне, причем указанная оптоволоконная дифракционная решетка имеет период, который нелинейно изменяется вдоль оптического волокна для получения разных задержек для оптических волн с разной частотой, которые удовлетворяют условию фазового согласования Брэгга в оптоволоконной дифракционной решетке; и устройство растяжения, сопряженное с оптоволоконной дифракционной решеткой и сконфигурированное так, что длина оптоволоконной решетки изменяется для создания изменения относительных задержек оптических волн на разных частотах.
  17. 17. Устройство по п.16, отличающееся тем, что дополнительно включает блок управления дифракционной решеткой, связанный с устройством растяжения, для регулирования длины оптоволоконной дифракционной решетки.
  18. 18. Устройство по п.17, отличающееся тем, что устройство растяжения оптического волокна включает пьезоэлектрический элемент, предназначенный для изменения длины оптоволоконной дифракционной решетки на определенную величину в соответствии с управляющим напряжением, а блок управления дифракционной решеткой сконфигурирован для создания управляющего напряжения.
  19. 19. Устройство по п.17, отличающееся тем, что указанное устройство растяжения оптического волокна включает магнитострикционный элемент, предназначенный для изменения длины указанной оптоволоконной дифракционной решетки в соответствии с управляющим магнитным полем и блок управления дифракционной решеткой сконфигурирован для создания управляющего магнитного поля.
  20. 20. Устройство по п.16, отличающееся тем, что указанная оптоволоконная дифракционная решетка сконфигурирована так, что показатель преломления изменяется в зависимости от положения вдоль оптического волокна.
  21. 21. Устройство по п.17, отличающееся тем, что указанная оптоволоконная дифракционная решетка сконфигурирована так, что показатель преломления изменяется в зависимости от управляющего электрического поля, создаваемого блоком управления дифракционной решеткой.
  22. 22. Устройство по п.21, отличающееся тем, что оптоволоконная дифракционная решетка выполнена из электрооптического материала.
  23. 23. Устройство по п.21, отличающееся тем, что управляющее электрическое поле изменяется в зависимости от положения вдоль оптического волокна.
  24. 24. Устройство по п.17, отличающееся тем, что указанная оптоволоконная дифракционная решетка сконфигурирована так, что показатель преломления изменяется вместе с полем электромагнитного излучения, создаваемого блоком управления дифракционной решеткой.
  25. 25. Устройство по п.24, отличающееся тем, что оптоволоконная дифракционная решетка включает фоточувствительный материал.
  26. 26. Устройство по п.25, отличающееся тем, что фоточувствительный материал является фотопреломляющим материалом.
  27. 27. Устройство по п.16, отличающееся тем, что дополнительно включает генератор акустических волн, размещенный у указанной оптоволоконной дифракционной решетки и сконфигурированной для создания акустической волны с настраиваемой частотой вдоль оптического волокна, в котором акустическая волна изменяет частотную характеристику оптоволоконной дифракционной решетки.
  28. 28. Оптическая система, предназначенная для компенсации дисперсии с динамической регулировкой, включающая анализатор дисперсии, предназначенный для приема части оптического сигнала и определения информации о дисперсии в оптическом сигнале; и элемент, компенсирующий дисперсию, который подсоединен для приема указанной информации от анализатора дисперсии и сконфигурированный для приема, по меньшей мере, части оптического сигнала и формирования отраженного сигнала с уменьшенной дисперсией в соответствии с управляющим сигналом от анализатора дисперсии, при этом элемент, компенсирующий дисперсию, включает волноводный элемент, имеющий оптическую ось, для передачи оптической энергии и эффективный показатель преломления, который является функцией положения вдоль указанной оптической оси; и дифракционную решетку, сформированную в волноводном элементе и сконфигурированную так, что она имеет переменный период дифракционной решетки вдоль оптической оси; в которой значение указанного переменного периода дифракционной решетки и эффективного показателя преломления является нелинейной функцией от положения вдоль оптической оси для удовлетворения условию фазового согласования Брэгга, так что отраженная оптическая волна от дифракционной решетки имеет определенную длину, которая нелинейно зависит от положения вдоль оптической оси.
  29. 29. Система по п.28, отличающаяся тем, что указанный анализатор дисперсии включает преобразующий элемент, который преобразует фазомодулированный оптический сигнал в амплитудномодулированный сигнал.
  30. 30. Система по п.28, отличающаяся тем, что указанный анализатор дисперсии включает устройство, предназначенное для непосредственного измерения частоты ошибок по битам в оптическом сигнале для определения дисперсии, причем анализатор дисперсии создает управляющий сигнал для регулировки настраиваемой компенсации дисперсии, осуществляемой элементом, компенсирующим дисперсию, так что частота ошибок по битам уменьшается.
  31. 31. Система по п.28, отличающаяся тем, что анализатор дисперсии включает устройство тактового контроля, которое измеряет тактовую амплитуду оптического сигнала и создает управляющий сигнал таким образом, что элемент, компенсирующий дисперсию, регулирует компенсацию дисперсии, увеличивая тактовую амплитуду.
  32. 32. Система по п.28, отличающаяся тем, что оптический сигнал включает сигнал с уплотнением по длинам волн.
  33. 33. Оптическое устройство, включающее полупроводниковый лазер;
    источник электропитания, подсоединенный к полупроводниковому лазеру, для обеспечения модулированного тока возбуждения, который вызывает модулированный выходной сигнал указанного лазера;
    волноводную дифракционную решетку, размещенную для обеспечения приема указанного модулированного выходного сигнала и имеющую переменный период дифракционной решетки и эффективный показатель преломления, удовлетворяющие условию фазового согласования Брэгга, так что отраженный лазерный луч указанного лазерного выходного сигнала из волноводной дифракционной решетки имеет определенную длину волны, которая нелинейно зависит от положения вдоль волноводной дифракционной решетки;
    блок управления дифракционной решеткой, соединенный с источником питания и сконфигурированный для управления дисперсионными параметрами волноводной дифракционной решетки для уменьшения паразитной частотной модуляции в модулированном выходном сигнале лазера.
  34. 34. Устройство по п.33, отличающееся тем, что в нем лазер и волноводная дифракционная ре шетка сформированы на полупроводниковой подложке.
  35. 35. Способ функционирования оптоволоконной системы, включающий следующие этапы:
    осуществляют направление оптического сигнала, который передается через рассеивающий тракт сигнала в настраиваемую оптоволоконную дифракционную решетку с нелинейно изменяющимся периодом;
    определяют полярность и значение дисперсии в указанном оптическом сигнале; и осуществляют регулировку настраиваемой оптоволоконной дифракционной решетки с нелинейным чирпированием в соответствии с полярностью и значением дисперсией для уменьшения дисперсии в указанном оптическом сигнале.
  36. 36. Способ по п.35, отличающийся тем, что указанная оптоволоконная дифракционная решетка имеет период дифракционной решетки, который нелинейно изменяется вдоль оптического волокна для осуществления различных задержек для оптических волн разных частот, которые удовлетворяют условию фазового согласования Брэгга в оптоволоконной дифракционной решетке, и в которой указанная регулировка включает регулировку, по меньшей мере, одной из физических длин или эффективный показатель преломления указанной оптоволоконной дифракционной решетки.
  37. 37. Способ по п.35, отличающийся тем, что оптоволоконная дифракционная решетка имеет показатель преломления, нелинейно изменяющийся вдоль оптического волокна, для получения различных задержек для оптических волн разных частот, которые удовлетворяют условию фазового согласования Брэгга в оптоволоконной дифракционной решетке.
  38. 38. Способ по п.35, отличающийся тем, что регулировка настраиваемой оптоволоконной дифракционной решетки осуществляется путем ее растяжения.
  39. 39. Способ по п.35, отличающийся тем, что регулировка настраиваемой оптоволоконной дифракционной решетки осуществляется путем настройки частоты акустической волны, которая подается в оптоволоконную дифракционную решетку и уменьшает частотные боковые полосы при отражении указанного оптического сигнала.
  40. 40. Способ по п.35, отличающийся тем, что регулировка настраиваемой оптоволоконной дифракционной решетки осуществляется путем изменения вдоль нее электрического поля.
  41. 41. Способ по п.35, отличающийся тем, что регулировка настраиваемой оптоволоконной дифракционной решетки осуществляется путем изменения напряженности поля электромагнитного излучения вдоль оптоволоконной дифракционной решетки.
  42. 42. Способ по п.35, отличающийся тем, что регулировка настраиваемой оптоволоконной дифракционной решетки осуществляется путем изменения вдоль нее магнитного поля.
  43. 43. Способ по п.35, отличающийся тем, что определение дисперсии в оптическом сигнале осуществляется путем непосредственного измерения частоты ошибок по битам в оптическом сигнале.
  44. 44. Способ по п.35, отличающийся тем, что определение дисперсии в оптическом сигнале осуществляется путем измерения амплитудной модуляции, преобразованной из фазовой модуляции в оптическом сигнале.
  45. 45. Способ по п.35, отличающийся тем, что определение дисперсии в оптическом сигнале осуществляется путем измерения тактовой амплитуды.
  46. 46. Оптическое устройство, содержащее отрезок волновода, имеющего оптическую ось для передачи оптической энергии;
    область оптического возмущения, сформированную в указанном волноводе и имеющую изменяющийся показатель преломления вдоль оптической оси, ограниченную дифракционной решеткой с нелинейной чирпированной модуляцией, имеющую изменяющийся период в зависимости от положения, которое изменяется нелинейно вдоль оптической оси и отражает оптическую волну определенной длины, которая нелинейно зависит от положения вдоль оптической оси; и блок управления волновода для управления параметром указанной области оптического возмущения для изменения относительных временных задержек различных спектральных компонентов отраженной длины волны.
  47. 47. Устройство по п.46, отличающееся тем, что указанный параметр включает физическую длину указанной области оптического возмущения.
  48. 48. Устройство по п.46, отличающееся тем, что указанный параметр включает показатель преломления указанной области оптического возмущения.
  49. 49. Устройство по п.46, отличающееся тем, что указанный параметр включает температуру указанной области оптического возмущения.
  50. 50. Устройство для передачи энергии, содержащее волноводный элемент, имеющий оптическую ось для передачи оптической энергии вдоль указанной оптической оси и пространственную дифракционную решетку, период которой периодически изменяется вдоль оптической оси, при этом указанный волноводный элемент сконфигурирован для приема входного оптического сигнала и для формирования выходного оптического сигнала с помощью отражения внутри брэгговской полосы отражения, сформированной указанной пространственной дифракционной решеткой, так что осуществляется формирование временных задержек различных отраженных спектральных компонентов как нелинейная функция пространственного положения вдоль указанной оптической оси, на которой различные отраженные спектральные компоненты являются соответственно отраженными; и блок управления, сопряженный с указанным волноводным элементом и с возможностью изменения параметра указанной пространственной дифракционной решетки вдоль оптической оси для регули ровки, по меньшей мере, относительных временных задержек указанных различных отраженных спектральных компонентов нелинейно относительно длины волны.
  51. 51. Устройство по п.50, отличающееся тем, что указанный блок управления сконфигурирован для управления длиной указанного волноводного элемента вдоль указанной оптической оси.
  52. 52. Устройство по п.50, отличающееся тем, что указанный блок управления включает пьезоэлектрический элемент.
  53. 53. Устройство по п.50, отличающееся тем, что указанный блок управления включает магнитно-стрикционный элемент, функционирующий в ответ на управляемое магнитное поле.
  54. 54. Устройство по п.50, отличающееся тем, что указанный блок управления сконфигурирован для формирования управляемого магнитного поля, которое изменяется вдоль оптической оси и указанный волноводный элемент сконфигурирован так, что имеет показатель преломления, который изменяется в ответ на изменение управляемого электрического поля таким образом, что осуществляется регулировка относительных временных задержек.
  55. 55. Устройство по п.50, отличающееся тем, что указанный блок управления сконфигурирован для формирования управляемого поля электромагнитного излучения, которое изменяется вдоль указанной оптической оси и указанный волноводный элемент сконфигурирован так, что имеет показатель преломления, который изменяется в ответ на указанное поле электромагнитного излучения таким образом, что осуществляется регулировка относительных временных задержек.
  56. 56. Устройство по п.50, отличающееся тем, что блок управления включает генератор акустической волны, сконфигурированный и подсоединенный так, что осуществляет формирование акустической волны с регулируемой частотой вдоль указанной оптической оси указанного волноводного элемента так, что акустическая волна изменяет частоту в ответ на волноводный элемент.
  57. 57. Устройство по п.50, отличающееся тем, что блок управления сконфигурирован для управления, как длины, так и показателя преломления указанного волноводного элемента вдоль указанной оптической волны.
  58. 58. Устройство по п.50, отличающееся тем, что блок управления сконфигурирован для управления показателем преломления указанного волноводного элемента вдоль оптической оси.
  59. 59. Устройство по п.50, отличающееся тем, что дополнительно содержит устройство контроля дисперсии, сконфигурированное и подсоединенное так, что осуществляет контроль информации об оптической дисперсии в указанном выходном сигнале и информирует указанный блок управления;
    при этом указанный блок управления осуществляет регулировку указанного параметра пространственной дифракционной решетки в ответ на указанную информацию.
  60. 60. Устройство по п.50, отличающееся тем, что указанный волноводный элемент включает оптическое волокно, имеющее сердцевину волокна и оболочку, окружающую сердцевину волокна.
  61. 61. Устройство по п.50, отличающееся тем, что указанный блок управления сконфигурирован для управления температурой указанного волноводного элемента.
  62. 62. Устройство по п.50, отличающееся тем, что указанный волноводный элемент включает оптический волновод, сформированный на подложке.
  63. 63. Устройство по п.50, отличающееся тем, что указанная пространственная дифракционная решетка имеет период решетки, который является нелинейно чирпированным вдоль оптической оси.
  64. 64. Устройство по п.50, отличающееся тем, что указанная пространственная дифракционная решетка включает пространственную чирпированную модуляцию относительно показателя преломления указанного волноводного элемента вдоль оптической оси.
  65. 65. Способ для передачи энергии, содержащий следующие этапы:
    обеспечение волноводного элемента, имеющего оптическую ось для передачи оптической энергии вдоль указанной оптической оси и пространственную дифракционную решетку, которая периодически изменяется вдоль оптической оси так, что указанный волноводный элемент формирует выходной оптический сигнал с помощью отражения внутри брэгговской полосы отражения, сформированной указанной пространственной дифракционной решеткой с временными задержками различных отраженных спектральных компонентов как нелинейная функция пространственного положения вдоль указанной оптической оси, на которой различные отраженные спектральные компоненты являются соответственно отраженными:
    обеспечение входного оптического сигнала для направления в волноводный элемент для формирования выходного оптического сигнала; и обеспечение изменения параметра волноводного элемента для изменения параметра указанной пространственной дифракционной решетки вдоль указанной оптической оси так, что осуществляется регулирование, по меньшей мере, относительных временных задержек указанных различных отра-
    Фиг. 1 женных спектральных компонентов нелинейно относительно длины волны.
  66. 66. Способ по п.65, отличающийся тем, что дополнительно обеспечивает изменение значения параметра пространственной дифракционной решетки для осуществления управления дисперсией в указанном выходном оптическом сигнале.
  67. 67. Способ по п.65, отличающийся тем, что дополнительно содержит этап обеспечения изменения параметра указанной пространственной дифракционной решеткой так, что дисперсия в указанном оптическом сигнале, которая уменьшается в дифракционной решетке, компенсирует первоначальную дисперсию в указанном входном оптическом сигнале.
  68. 68. Способ по п.65, отличающийся тем, что указанный параметр включает длину волноводного элемента вдоль указанной оптической оси.
  69. 69. Способ по п.65, отличающийся тем, что как длина, так и показатель преломления указанного волноводного элемента вдоль указанной оптической оси являются управляемыми для достижения указанной нелинейной регулировки.
  70. 70. Способ по п.65, отличающийся тем, что осуществляют изменение показателя преломления указанного волноводного элемента вдоль указанной оптической оси для достижения указанной нелинейной регулировки.
  71. 71. Способ по п.65, отличающийся тем, что дополнительно содержит этап обеспечения регулировки указанного параметра указанной пространственной дифракционной решетки в ответ на информацию об оптической дисперсии в указанном выходном оптическом сигнале.
  72. 72. Способ по п.65, отличающийся тем, что дополнительно содержит этап использования информации для динамической регулировки дисперсии, которая уменьшается в дифракционной решетке, сформированной с помощью волноводного элемента в ответ на изменения дисперсии в зависимости от времени в указанном входном оптическом сигнале.
  73. 73. Способ по п.65, отличающийся тем, что этап изменения параметра указанного волноводного элемента включает этап управления температурой указанного волноводного элемента для достижения указанной нелинейной регулировки.
EA200000665A 1997-12-15 1998-12-15 Осуществление нелинейной настройки оптической дисперсии с использованием брэгговской волоконной решетки EA002346B1 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US6949897P 1997-12-15 1997-12-15
US09/027,345 US5982963A (en) 1997-12-15 1998-02-20 Tunable nonlinearly chirped grating
PCT/US1998/026640 WO1999031537A1 (en) 1997-12-15 1998-12-15 Tunable nonlinearly chirped grating

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA200000665A1 EA200000665A1 (ru) 2001-02-26
EA002346B1 true EA002346B1 (ru) 2002-04-25

Family

ID=26702355

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA200000665A EA002346B1 (ru) 1997-12-15 1998-12-15 Осуществление нелинейной настройки оптической дисперсии с использованием брэгговской волоконной решетки

Country Status (14)

Country Link
US (1) US5982963A (ru)
EP (1) EP1040377A1 (ru)
JP (1) JP2002508534A (ru)
KR (1) KR20010033183A (ru)
CN (1) CN1283278A (ru)
AP (1) AP2000001839A0 (ru)
AU (1) AU747593B2 (ru)
BR (1) BR9813627A (ru)
CA (1) CA2314106A1 (ru)
EA (1) EA002346B1 (ru)
IL (1) IL136632A0 (ru)
OA (1) OA11523A (ru)
TR (1) TR200001735T2 (ru)
WO (1) WO1999031537A1 (ru)

Families Citing this family (150)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3649556B2 (ja) * 1997-08-20 2005-05-18 富士通株式会社 波長分散制御のための方法と装置及び分散量検出方法
US6330383B1 (en) * 1998-02-20 2001-12-11 University Of Southern California Disperson compensation by using tunable nonlinearly-chirped gratings
US6915040B2 (en) 1997-12-15 2005-07-05 University Of Southern California Devices and applications based on tunable wave-guiding bragg gratings with nonlinear group delays
US6647180B2 (en) * 2000-09-21 2003-11-11 Teraxion Inc. Tunable optical dispersion by using two fiber Bragg gratings with nonlinear group delays
KR100294540B1 (ko) * 1997-12-31 2001-07-12 윤종용 가변형처핑격자
US6327064B1 (en) * 1998-03-27 2001-12-04 Ciena Corporation Frequency stabilized and crosstalk-free signal sources for optical communication systems
US6301049B1 (en) * 1998-05-18 2001-10-09 Spectra Physics Lasers, Inc. Double chirped mirror
US6169831B1 (en) * 1998-09-23 2001-01-02 Lucent Technologies Inc. Method of making optical chirped grating with an intrinsically chirped grating and external gradient
US6181852B1 (en) * 1998-09-23 2001-01-30 Lucent Technologies Inc. Optical grating device with variable coating
US6148127A (en) * 1998-09-23 2000-11-14 Lucent Technologies Inc. Tunable dispersion compensator and optical system comprising same
US6122421A (en) * 1998-09-24 2000-09-19 Lucent Technologies Inc. Magnetostrictive wavelength-shifting devices and optical communication systems comprising same
KR100302634B1 (ko) * 1998-12-10 2001-11-30 서평원 Wdm광채널을모니터링하고분산을보상하는모듈및그모듈을포함한광증폭기
US6427039B1 (en) * 1999-01-25 2002-07-30 Massachusetts Institute Of Technology Wavelength shifting and optical switching
US6563620B1 (en) 1999-01-25 2003-05-13 Massachusetts Institute Of Technology Quasi-dispersionless optical fiber transmission, dispersion compensation and optical clock
US6356677B1 (en) 1999-01-25 2002-03-12 Massachusetts Institute Of Technology Fast variable optical delay
US6208773B1 (en) * 1999-02-18 2001-03-27 Trw Inc. Addressable, semiconductor adaptable Bragg gratings (ASABG)
US6370300B1 (en) * 1999-02-18 2002-04-09 Lucent Technologies Inc. Optical communication system incorporating automatic dispersion compensation modules
US6307988B1 (en) * 1999-02-18 2001-10-23 Lucent Technologies Inc. Optical fiber communication system incorporating automatic dispersion compensation modules to compensate for temperature induced variations
AU4373900A (en) * 1999-06-30 2001-01-04 Marconi Communications Limited Optical system
GB9915233D0 (en) * 1999-06-30 1999-09-01 Marconi Comm Ltd Optical system
US6256434B1 (en) 1999-07-13 2001-07-03 Time-Bandwidth Products Ag Method and dielectric and/or semiconductor device for influencing the dispersion of electromagnetic radiation
US6363187B1 (en) * 1999-08-30 2002-03-26 Northern Telecom Limited Chromatic dispersion compensation
US6317539B1 (en) * 1999-09-17 2001-11-13 Jds Uniphase Corporation Interleaved sampled and chirped optical waveguide gratings for WDM channel operations and resulting devices
US6603902B1 (en) * 1999-10-26 2003-08-05 Bti Photonics Inc. Wavelength selective variable reflector
FR2800474B1 (fr) * 1999-10-28 2002-01-11 Cit Alcatel Filtre optique a faible variation de dispersion chromatique
WO2001048540A2 (en) * 1999-12-03 2001-07-05 University Of Southern California Tunable compensation for polarization-mode dispersion using a birefrigent nonlinearly-chirped bragg grating in a dual-pass configuration
JP2001177475A (ja) * 1999-12-17 2001-06-29 Kddi Corp 波長分散補償装置、光受信装置及び光受信端局
AU2773401A (en) * 2000-01-07 2001-07-24 University Of Southern California Tunable optical dispersion-slope compensation based on a nonlinearly-chirped bragg grating
US6510263B1 (en) 2000-01-27 2003-01-21 Unaxis Balzers Aktiengesellschaft Waveguide plate and process for its production and microtitre plate
US6961490B2 (en) * 2000-01-27 2005-11-01 Unaxis-Balzers Aktiengesellschaft Waveguide plate and process for its production and microtitre plate
US6453102B1 (en) 2000-02-07 2002-09-17 Corning Incorporated Dispersion compensating module and mode converter, coupler and dispersion compensating optical waveguide therein
AU2001238122A1 (en) * 2000-02-08 2001-08-20 University Of Southern California Optical compensation for dispersion-induced power fading in optical transmission of double-sideband signals
US6525857B1 (en) 2000-03-07 2003-02-25 Opvista, Inc. Method and apparatus for interleaved optical single sideband modulation
US6834134B2 (en) * 2000-04-11 2004-12-21 3M Innovative Properties Company Method and apparatus for generating frequency modulated pulses
US6515792B1 (en) 2000-04-12 2003-02-04 Massachusetts Institute Of Technology Fast optical wavelength shifter
US6356684B1 (en) * 2000-04-14 2002-03-12 General Dynamics Advanced Technology Systems, Inc. Adjustable optical fiber grating dispersion compensators
US6529659B2 (en) * 2000-05-02 2003-03-04 Parvenu, Inc. Waveguide tunable Bragg grating using compliant microelectromechanical system (MEMS) technology
US20020114034A1 (en) * 2000-05-22 2002-08-22 Winston Way Split wave method and apparatus for transmitting data in long-haul optical fiber systems
US6895184B2 (en) * 2000-05-22 2005-05-17 Opvista, Inc. Interconnected broadcast and select optical networks with shared wavelengths
US7120359B2 (en) 2000-05-22 2006-10-10 Opvista Incorporated Broadcast and select all optical network
US7499647B2 (en) 2000-05-22 2009-03-03 Opvista Incorporated Fully protected broadcast and select all optical network
GB2362720A (en) * 2000-05-25 2001-11-28 Roke Manor Research Improvements in or relating to optical switching
SE516645C2 (sv) * 2000-06-27 2002-02-05 Proximion Fiber Optics Ab Förfarande och arrangemang vid optiska Bragg-reflektorer
US6510256B1 (en) * 2000-06-29 2003-01-21 Proximion Fiber Optics Ab Method and arrangement in connection with optical bragg-reflectors
EP1176751A1 (en) * 2000-07-27 2002-01-30 Alcatel Synchronizer for RZ-WDM signals and method for synchronisation
US6542682B2 (en) * 2000-08-15 2003-04-01 Corning Incorporated Active photonic crystal waveguide device
WO2002019001A2 (en) * 2000-09-01 2002-03-07 University Of Southern California Compensation and control of both first-order and higher-order polarization-mode dispersion
US6707967B2 (en) * 2000-09-20 2004-03-16 Teraxion Inc. Efficient sampled bragg gratings for WDM applications
JP4619507B2 (ja) * 2000-09-26 2011-01-26 浜松ホトニクス株式会社 光ファイバ結合装置、波長可変器、圧力センサ、加速度センサ及び光学装置
JP2002189134A (ja) * 2000-10-12 2002-07-05 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光波長フィルタ及びその製造方法
US6778733B2 (en) 2001-01-05 2004-08-17 Teraxion Inc. Lithographic fabrication of phase mask for fiber Bragg gratings
JP4011290B2 (ja) * 2001-01-10 2007-11-21 富士通株式会社 分散補償方法、分散補償装置および光伝送システム
JP2002229080A (ja) * 2001-01-30 2002-08-14 Furukawa Electric Co Ltd:The 光パルス波形変換器、それを備えた光パルス光源
US6649476B2 (en) * 2001-02-15 2003-11-18 Micron Technology, Inc. Monotonic dynamic-static pseudo-NMOS logic circuit and method of forming a logic gate array
US20040247239A1 (en) * 2001-03-12 2004-12-09 Louay Eldada Hitless errorless trimmable dynamic optical add/drop multiplexer devices
EP1281250B1 (en) * 2001-03-15 2011-05-25 FITEL USA CORPORATION, (A Delaware Corporation) Nonlinear device comprising a spectrally broadening fiber
EP1249720A1 (en) 2001-04-09 2002-10-16 Alcatel Bragg grating filter in optical waveguide
US6757461B2 (en) * 2001-06-11 2004-06-29 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Tunable dispersion compensation device, optical receiver, and optical fiber communication system
US6760519B2 (en) * 2001-06-28 2004-07-06 Corning Incorporated Optical device for compensating chromatic dispersion
US6941044B2 (en) * 2001-07-25 2005-09-06 Teraxion Inc. Tunable optical structure for the compensation of chromatic dispersion in a light signal
US6879755B2 (en) * 2001-07-25 2005-04-12 Teraxion Inc. Optical structure for the compensation of chromatic dispersion and dispersion slope in a light signal
CA2377210A1 (en) * 2001-07-25 2003-01-25 Teraxion Inc. Optical structure for the compensation of chromatic dispersion in a light signal
US6834144B2 (en) * 2001-09-07 2004-12-21 Avanex Corporation Gain flattening optical filter, optical amplifier comprising such an optical filter and method for manufacturing such an optical filter
EP1291985A1 (en) * 2001-09-07 2003-03-12 Corning O.T.I. S.p.A. Gain flattening optical filter, optical amplifier comprising such an optical filter and method for manufacturing such an optical filter
US6944372B2 (en) 2001-09-21 2005-09-13 Broadband Royalty Corporation Tunable dispersion compensating bandwidth device for fiber optics system
EP1296471A3 (de) * 2001-09-25 2005-06-01 Siemens Aktiengesellschaft Kompensationsanordnung zur adaptiven Entzerrung eines optischen Signals
US20050267326A1 (en) * 2001-10-02 2005-12-01 Alfred E. Mann Institute For Biomedical Eng. At The University Of Southern California Percutaneous chemical sensor based on fluorescence resonant energy transfer (FRET)
WO2003100469A2 (en) 2001-10-02 2003-12-04 Alfred E. Mann Institute For Biomedical Engineering At The University Of Southern California Internal biochemical sensing device
GB0124918D0 (en) * 2001-10-17 2011-02-02 Roke Manor Research Compact optical delay line
US6738536B2 (en) * 2001-12-20 2004-05-18 Optinel Systems, Inc. Wavelength tunable filter device for fiber optic systems
FR2834082A1 (fr) * 2001-12-21 2003-06-27 Thales Sa Dispositif de controle de la loi de dispersion spectrales d'impulsions
CN100337136C (zh) * 2001-12-23 2007-09-12 华为技术有限公司 一种波分高速光传输系统的在线色散补偿装置
US6728443B2 (en) 2001-12-27 2004-04-27 Dipakbin Qasem Chowdhury Chromatic dispersion and dispersion slope control method and apparatus
JP2003195234A (ja) * 2001-12-27 2003-07-09 Mitsubishi Electric Corp 可変分散補償装置及び可変分散補償装置用の基板
US6909823B1 (en) * 2001-12-28 2005-06-21 Novera Optics, Inc. Acousto-optic tunable apparatus having a fiber bragg grating and an offset core
US6724972B2 (en) 2001-12-31 2004-04-20 3M Innovative Properties Company Silicate waveguide compositions for extended L-band and S-band amplification
US7016567B2 (en) * 2001-12-31 2006-03-21 3M Innovative Properties Company System for higher-order dispersion compensation including a delay line
US6748126B2 (en) 2001-12-31 2004-06-08 3M Innovative Properties Company System for polarization mode dispersion compensation
US7062123B2 (en) * 2001-12-31 2006-06-13 3M Innovative Properties Company System for higher-order dispersion compensation
US6829409B2 (en) * 2001-12-31 2004-12-07 3M Innovative Properties Company Method for higher-order dispersion compensation
US7013063B2 (en) * 2001-12-31 2006-03-14 3M Innovative Properties Company System for higher-order dispersion compensation including phase modulation
US6907199B2 (en) 2001-12-31 2005-06-14 3M Innovative Properties Company Method for polarization mode dispersion compensation
US7194162B2 (en) 2002-02-22 2007-03-20 Neophotonics Corporation Filter response optimization for an arrayed waveguide grating device by adjusting grating optical path length at nanometer scale
JP4053787B2 (ja) 2002-02-27 2008-02-27 沖電気工業株式会社 搬送波抑圧光パルス列生成方法及び装置並びにグレーティング装置
GB0205993D0 (en) * 2002-03-14 2002-04-24 Southampton Photonics Ltd Dispersion compensator based on 3rd order dispersion unchirped fbgs
US20040208624A1 (en) * 2002-04-05 2004-10-21 Universite Laval Fast frequency hopping spread spectrum for code division multiple access communications networks (FFH-CDMA)
US20030198273A1 (en) * 2002-04-22 2003-10-23 Ungar Jeffrey E. Ultra-compact, low cost high powered laser system
US20060114949A1 (en) * 2002-04-22 2006-06-01 Ungar Jeffrey E Ultra-compact, low cost high powered laser system
US20040071401A1 (en) * 2002-04-29 2004-04-15 Louay Eldada Effective refractive index chirped bragg gratings
US7027688B2 (en) * 2002-05-14 2006-04-11 Wildnauer Kenneth R Tunable optical filter based on a physically-deformable diffractive element
US6751381B1 (en) * 2002-05-24 2004-06-15 Teraxion Inc. Embodying amplitude information into phase masks
CA2395905A1 (en) * 2002-07-26 2004-01-26 Teraxion Inc. Multi-grating tunable chromatic dispersion compensator
US20040062465A1 (en) * 2002-10-01 2004-04-01 Woodley Bruce Robert Apparatus and method for measuring optical power as a function of wavelength
US20070010726A1 (en) * 2002-10-02 2007-01-11 Alfred E. Mann Inst. For Biomedical Engineering At The University Of Southern California Internal biochemical sensing device
US6947633B2 (en) 2002-10-28 2005-09-20 Optovia Corporation Dispersion compensation
JP2004219751A (ja) * 2003-01-15 2004-08-05 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光導波路デバイスならびにそれを用いた光導波路レーザおよびそれを備えた光学装置
US7414780B2 (en) 2003-06-30 2008-08-19 Imra America, Inc. All-fiber chirped pulse amplification systems
US7257302B2 (en) * 2003-06-03 2007-08-14 Imra America, Inc. In-line, high energy fiber chirped pulse amplification system
US6990274B2 (en) * 2003-07-01 2006-01-24 3M Innovative Properties Company Apparatus and method for adjusting the spectral response of an optical waveguide grating
US7006731B2 (en) * 2003-07-01 2006-02-28 3M Innovative Properties Company Apparatus and method for adjusting the spectral response of an optical waveguide grating
US6788851B1 (en) 2003-07-01 2004-09-07 3M Innovative Properties Company Apparatus and method for adjusting the spectral response of an optical waveguide grating
CN100378479C (zh) * 2003-11-07 2008-04-02 中国科学院上海光学精密机械研究所 应变调谐光纤光栅色散动态补偿及其监控的装置和方法
GB2412249B (en) * 2004-03-15 2006-01-25 Roke Manor Research A method of coupling an electromagnetic signal between a signal source and a waveguide
US7577367B2 (en) 2004-06-15 2009-08-18 Op Vista Incorporated Optical communication using duobinary modulation
JP4218606B2 (ja) 2004-07-23 2009-02-04 沖電気工業株式会社 光導波路装置
WO2007046833A2 (en) * 2004-12-20 2007-04-26 Imra America, Inc. Pulsed laser source with adjustable grating compressor
US7251396B2 (en) * 2005-02-16 2007-07-31 Universite Laval Device for tailoring the chromatic dispersion of a light signal
WO2007044939A2 (en) 2005-10-13 2007-04-19 Opvista Incorporated Optical ring networks using circulating optical probe in protection switching with automatic reversion
KR100724020B1 (ko) 2006-04-07 2007-06-04 한국과학기술연구원 가변 첩 광섬유 격자 기반 단층 촬영용 광간섭 신호 발생기
CA2654205A1 (en) * 2006-06-02 2007-12-13 Picometrix, Llc Dispersion and nonlinear compensator for optical delivery fiber
GB2441557B (en) * 2006-09-11 2010-03-17 Medway Nhs Trust Radiation device or signal
KR100783363B1 (ko) * 2006-09-29 2007-12-07 한국전자통신연구원 가변 도파로 브래그 격자 소자
US7474823B2 (en) * 2006-10-12 2009-01-06 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Tunable dispersion compensation
CN100447600C (zh) * 2006-12-30 2008-12-31 北京交通大学 利用高双折射均匀光纤光栅补偿偏振模色散的方法和结构
US7773883B1 (en) 2007-05-04 2010-08-10 Vello Systems, Inc. Single-fiber optical ring networks based on optical double sideband modulation
US8175458B2 (en) 2007-07-17 2012-05-08 Vello Systems, Inc. Optical ring networks having node-to-node optical communication channels for carrying data traffic
JP4691608B2 (ja) * 2007-12-21 2011-06-01 株式会社フジクラ 光導波路型波長分散補償デバイスの設計方法及び製造方法
US8358888B2 (en) * 2008-04-10 2013-01-22 Ofs Fitel, Llc Systems and techniques for generating Bessel beams
JP4952744B2 (ja) * 2009-06-15 2012-06-13 富士通株式会社 可変波長分散補償器および光受信モジュール
US20110158658A1 (en) 2009-12-08 2011-06-30 Vello Systems, Inc. Optical Subchannel-Based Cyclical Filter Architecture
US8705741B2 (en) 2010-02-22 2014-04-22 Vello Systems, Inc. Subchannel security at the optical layer
US8715887B2 (en) * 2010-07-30 2014-05-06 Sabic Innovative Plastics Ip B.V. Complex holograms, method of making and using complex holograms
US8542999B2 (en) 2011-02-01 2013-09-24 Vello Systems, Inc. Minimizing bandwidth narrowing penalties in a wavelength selective switch optical network
CN102866513A (zh) * 2011-07-07 2013-01-09 罗小彬 层状复合型磁致弹光调制器件
CN102742099B (zh) 2011-12-20 2013-12-18 华为技术有限公司 激光器、无源光网络系统、装置以及波长控制方法
JP2013138055A (ja) * 2011-12-28 2013-07-11 Hitachi High-Technologies Corp 検査修正装置、検査修正方法およびファイバレーザ
EP2634942B1 (en) * 2012-02-28 2019-04-10 Mitsubishi Electric R&D Centre Europe B.V. Method and device for determining whether a configuration of an optical transmission interface has to be adjusted
US20140079400A1 (en) * 2012-09-19 2014-03-20 Commscope, Inc. Of North Carolina Fiber optic data networks that simultaneously carry network data and control signals over the same fiber optic links and related methods and apparatus
CN103094828A (zh) * 2013-01-25 2013-05-08 西安文理学院 基于声波的激光宽调谐方法及光纤激光器
WO2015183365A2 (en) * 2014-03-07 2015-12-03 Santec Corporation External cavity laser with single mode-hop-free tuning
CN104052547B (zh) * 2014-05-23 2016-08-24 同济大学 一种带有谐振腔的光纤非线性和色散效应补偿装置
WO2015183994A1 (en) 2014-05-28 2015-12-03 Santec Corporation Non-invasive optical measurement of blood analyte
US9671673B2 (en) * 2014-11-17 2017-06-06 Singapore University Of Technology And Design Optical device for dispersion compensation
US10548520B2 (en) 2015-04-01 2020-02-04 Santec Corporation Non-invasive optical measurement of blood analyte
WO2016196463A1 (en) 2015-06-01 2016-12-08 Santec Corporation Optical coherence tomography system combining two wavelengths
US10677580B2 (en) 2016-04-27 2020-06-09 Santec Corporation Optical coherence tomography system using polarization switching
US9993153B2 (en) 2016-07-06 2018-06-12 Santec Corporation Optical coherence tomography system and method with multiple apertures
CN106054298B (zh) * 2016-08-23 2019-02-26 京东方科技集团股份有限公司 一种光栅以及3d显示装置
US10426337B2 (en) 2017-06-01 2019-10-01 Santec Corporation Flow imaging in an optical coherence tomography (OCT) system
US10408600B2 (en) 2017-06-22 2019-09-10 Santec Corporation Optical coherence tomography with a fizeau-type interferometer
US10206567B2 (en) 2017-07-12 2019-02-19 Santec Corporation Dual wavelength resampling system and method
US10502546B2 (en) 2017-11-07 2019-12-10 Santec Corporation Systems and methods for variable-range fourier domain imaging
CN108037597B (zh) * 2017-12-28 2020-05-12 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种可调谐啁啾布拉格体光栅及啁啾脉冲放大系统
US10337918B1 (en) * 2018-02-20 2019-07-02 Baker Hughes, A Ge Company, Llc Spectrometer with fiber bragg grating
US11213200B2 (en) 2018-03-22 2022-01-04 Santec Corporation Topographical imaging using combined sensing inputs
US11067671B2 (en) 2018-04-17 2021-07-20 Santec Corporation LIDAR sensing arrangements
US10838047B2 (en) 2018-04-17 2020-11-17 Santec Corporation Systems and methods for LIDAR scanning of an environment over a sweep of wavelengths
CN109031652A (zh) * 2018-09-11 2018-12-18 国网安徽省电力有限公司蚌埠供电公司 一种低损耗光通信色散补偿器及其色散补偿方法
CN114094441B (zh) * 2021-11-24 2023-10-20 重庆大学 基于声光超晶格调制的连续扫频分布反馈激光器
CN117471720B (zh) * 2023-12-27 2024-04-09 武汉中科锐择光电科技有限公司 一种基于声光延时线的超短脉冲整形装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5511083A (en) * 1995-03-02 1996-04-23 United Technologies Corporation Polarized fiber laser source
US5675674A (en) * 1995-08-24 1997-10-07 Rockbit International Optical fiber modulation and demodulation system

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5499134A (en) * 1994-08-24 1996-03-12 Imra America Optical pulse amplification using chirped Bragg gratings
US5532868A (en) * 1994-09-23 1996-07-02 At&T Corp. Apparatus and method for compensating chromatic dispersion produced in optical phase conjugation or other types of optical signal conversion
US5633885A (en) * 1994-09-29 1997-05-27 Imra America, Inc. Frequency chirp control and compensation for obtaining broad bandwidth ultrashort optical pulses from wavelength-tunable lasers
US5450427A (en) * 1994-10-21 1995-09-12 Imra America, Inc. Technique for the generation of optical pulses in modelocked lasers by dispersive control of the oscillation pulse width
US5541947A (en) * 1995-05-10 1996-07-30 The Regents Of The University Of Michigan Selectively triggered, high contrast laser

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5511083A (en) * 1995-03-02 1996-04-23 United Technologies Corporation Polarized fiber laser source
US5675674A (en) * 1995-08-24 1997-10-07 Rockbit International Optical fiber modulation and demodulation system
US5808779A (en) * 1995-08-24 1998-09-15 Rock Bit International Optical fiber modulation and demodulation system

Also Published As

Publication number Publication date
OA11523A (en) 2004-02-09
BR9813627A (pt) 2000-11-21
IL136632A0 (en) 2001-06-14
CN1283278A (zh) 2001-02-07
WO1999031537A1 (en) 1999-06-24
AU2086899A (en) 1999-07-05
KR20010033183A (ko) 2001-04-25
CA2314106A1 (en) 1999-06-24
AP2000001839A0 (en) 2000-06-30
US5982963A (en) 1999-11-09
EP1040377A1 (en) 2000-10-04
JP2002508534A (ja) 2002-03-19
EA200000665A1 (ru) 2001-02-26
TR200001735T2 (tr) 2000-11-21
AU747593B2 (en) 2002-05-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EA002346B1 (ru) Осуществление нелинейной настройки оптической дисперсии с использованием брэгговской волоконной решетки
US6453095B2 (en) Tuning of optical dispersion by using a tunable fiber bragg grating
US6915040B2 (en) Devices and applications based on tunable wave-guiding bragg gratings with nonlinear group delays
US5715265A (en) Dispersion compensation
CA2571515C (en) Distributed optical fiber sensor
US8139910B2 (en) Systems and methods for control of ultra short pulse amplification
US6532323B2 (en) Acousto-optic filter
US6253002B1 (en) Acousto-optic filter
US6088147A (en) Method and apparatus for transmitting signals in an optical fiber
US20080296481A1 (en) Chirp measurement method, chirp measurement apparatus and their application
US11705692B2 (en) Laser side mode suppression ratio control
US5852700A (en) Method and device for the generation of ultrashort optical pulses
JP2017219560A (ja) 光ビーム制御装置
US20040208609A1 (en) Nonlinear device comprising a spectrally broadening fiber
MXPA00005843A (es) Rejilla sintonizable perturbada no linealmente
KR20040068607A (ko) 고차 분산 보상 방법
US6647030B1 (en) Tuning of optical fiber components
Yi et al. Fiber optic transversal filter design based on spectral tapping of broadband light using fiber gratings

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KZ KG MD TJ TM RU