CZ229296A3 - Method of acousto-optical processing of optical signals and acousto-optical wave guiding device tunable with polarization independent response - Google Patents
Method of acousto-optical processing of optical signals and acousto-optical wave guiding device tunable with polarization independent response Download PDFInfo
- Publication number
- CZ229296A3 CZ229296A3 CZ962292A CZ229296A CZ229296A3 CZ 229296 A3 CZ229296 A3 CZ 229296A3 CZ 962292 A CZ962292 A CZ 962292A CZ 229296 A CZ229296 A CZ 229296A CZ 229296 A3 CZ229296 A3 CZ 229296A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- optical
- acoustic
- waveguide
- polarization
- waveguides
- Prior art date
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 124
- 230000010287 polarization Effects 0.000 title claims abstract description 71
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 8
- 230000004044 response Effects 0.000 title abstract description 14
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 41
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 32
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims abstract description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 12
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 4
- 241001424392 Lucia limbaria Species 0.000 claims description 2
- 238000002560 therapeutic procedure Methods 0.000 claims 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 abstract 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 7
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 6
- 238000010897 surface acoustic wave method Methods 0.000 description 6
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 4
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 4
- 229910003327 LiNbO3 Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000006098 acoustic absorber Substances 0.000 description 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 3
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 3
- 230000009365 direct transmission Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N lithium niobate Chemical compound [Li+].[O-][Nb](=O)=O GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 2
- 230000008033 biological extinction Effects 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 2
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 238000006880 cross-coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- BHEPBYXIRTUNPN-UHFFFAOYSA-N hydridophosphorus(.) (triplet) Chemical compound [PH] BHEPBYXIRTUNPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910003437 indium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N indium(iii) oxide Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[In+3].[In+3] PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 1
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical group O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- G02F1/29—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 position or the direction of light beams, i.e. deflection
- G02F1/33—Acousto-optical deflection devices
- G02F1/335—Acousto-optical deflection devices having an optical waveguide structure
-
- 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
-
- 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
- G02F1/11—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 acousto-optical elements, e.g. using variable diffraction by sound or like mechanical waves
- G02F1/125—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 acousto-optical elements, e.g. using variable diffraction by sound or like mechanical waves in an optical waveguide structure
-
- 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
- G02F1/0136—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 for the control of polarisation, e.g. state of polarisation [SOP] control, polarisation scrambling, TE-TM mode conversion or separation
- G02F1/0142—TE-TM mode conversion
-
- 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
- G02F2203/00—Function characteristic
- G02F2203/05—Function characteristic wavelength dependent
- G02F2203/055—Function characteristic wavelength dependent wavelength filtering
-
- 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
- G02F2203/00—Function characteristic
- G02F2203/06—Polarisation independent
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
Description
Oblast techniky
Předkládaný vynález se týká akusticko-optického vlnovodného zařízení, laditelného, s- polarizačně nezávislou odezvou a způsobu akusticko-optického zpracování optických signálů.
Dosavadní stav techniky
V telekomunikačních sítích s multiplexováním na základě rozdělení vlnových délek je několik optických signálů, nezávislých jeden na druhém a nebo několik kanálů předáváno po téže lince, sestávající obvykle z optického vlákna, pomocí multíplexování na základě rozdělení vlnových délek, to jest současným přenosem signálů s různými vlnovými délkami na základě různých frekvencí. Přenášené signály nebo kanály mohou být buď digitální nebo analogové a jsou od sebe navzájem odlišeny, neboť každý z nich je asociován se specifickou vlnovou délkou. Uvnitř sítě jsou uzly, kde jsou signály přepínány z linek tvořených optickými vlákny, které přichází do uzlu linek optických vláken, do linek tvořených optickými vlákny, které vychází z tohoto uzlu. Aby bylo možné vybírat signály uvnitř uzlu, je pro zjednodušení jeho architektuery možné používat na vlnovou délku citlivé optické přepínače. Na výstupu sítě, opět pro separaci jednotlivých signálů, je třeba použít filtry, které jsou schopné přenášet pásmo vlnových délek, které má střed rovný vlnové délce signálu a je
- 2dostatečně úzké, aby blokovalo sousední signály.
Jsou známa integrovaná akusticko-optická zařízení, jejichž činnost je založena na interakci mezi světelnými signály, šířenými ve vlnovodech získaných ze substrátu z dvojlomného a fotoelastického materiálu a akustickými vlnami, šířícími se po povrchu substrátu a generovanými vhodným převodníkem. Interakce mezi.polarizovaným optickým signálem a akustickou vlnou vrrPvQ rí o r τ a bm VAnvĎr7i eiornálu fbi iúcf nqtnrori' nnlomooQ .ř.JF· _u » iwil. A Aj *_υ\_ΆΑΑ „A^O XX.* ΌΑ C 1_ UIq IlUi A.U, . U .J.VU U, ,11 WJ.UVO.Olli. iL· CbVL jeho TE (transverzální - příčné - elektrické) a TM (transverzální - příčné - magnetické) složky.
V takovýchto akusticko-optických. zařízeních, je možno ovládáním frekvence optických: vln ladit 'křivku spektrální .odezvy, zařízení, což je činí vhodnými pro použití jako přepínače a jako optické filtry signálů v optických telekomunikačních sítích s multiplexováním·. na .základě rozdělení'vlnových'délek: Takovéto.laditelné, přepínače a filtry dovolují.měnit výběr signálu a tím rekonfigurovat síť'bez změny kabeláže jejích komponent.
Tato akusticko-optická zařízení také dovolují přepínání a současný výběr různých signálů a kanálů, jestliže šíření akustických vln, šířících se po povrchu substrátu je superposicí různých akusTTčkýčh“vln”PřěpínačéTWž “prováděj Zkombinované přepínání Τ' -signálů-0.jzlnových-délkách,_odpovídajících-so.učasně~použitý.m-frek-vencím-a-filtiy-inají-pr-opustné-pásmo-odpovídajÍGÍ-souboru-----různých rozsahů vlnových délek, určených frekvencemi akustických délek.
Pohlmann a kol. v IEEE Journal of Quantum Electronics (Vol. 27, No. 3, strany 602-607, březen 1991) popisuje akustickooptické vlnovodné zařízení s výběrem vlnových délek, akusticky laditelné, s polarizačně nezávislou odezvou, které může být po- 3užito jako přepínač se dvěma vstupy a dvěma výstupy (2 x 2) a jako filtr.
Tento přepínač, ukázaný na obr. 4 článku, obsahuje substrát, sestávající z krystalu niobičnanu lithného (LiNbOa) s řezem ve směru osy x a šířením ve směru osy y, dva paralelní optické vlnovody, dva pasivní polarizační oddělovače (splittery), elektroakustický převodník, akustický vlnovod a akustické absorbéry. Optické vlnovody a elektro-akustický převodník vytvářejí akusticko-optickou soustavu konverze módu. Elektro-akustický převodník je tvořen vzájemně se prolínajícími (interdigitálními) elektrodami, schopnými vytvářet povrchové akustické vlny o radiových frekvencích (RF) s centrální frekvencí 180 MHz. Akus-.....
tický vlnovod má šířku 150 mikronů a obsahuje oba optické vlnovody. Akustické absorbéry jsou používány k eliminaci odrazů akustické vlny a volně se šířících vln.
Optické vlnovody a polarizační oddělovače jsou vytvořeny di- ’ fúzí titanu v substrátu a kanál akustického vlnovodu je také tvo- řen difúzí titanu v oblastech je obklopujících. Vzájemně se prolínej ící elektrody elektro-akustického převodníku jsou tvořeny nanesením oxidu cínu a oxidu india katodovým nanášením.
D. A. Smith a kol. v Applied Physics Letters (Vol. 56, No.
3, strany 209-211, leden 1990) popisuje akusticky laditeíný optický filtr s polarizačně nezávislou odezvou stejného typu jako je zařízení, které popsali Pohlmann a kol. Filtr D. A. Smithe a kol. je vyroben z krystalu niobičnanu lithného s řezem podle osy x a šířením ve směru osy y, 5 cm dlouhým a zahrnuje dva optické vlnovody s odstupen 27 mikronů, elektro-akustický převodník, sestávající z vzájemně se prolínajících elektrod a dvou polarizačních oddělovačů, sestávajících z směrových vazebných clenu.
- 4D’Alessandro a kol. v IEEE Photonics Technology Letters (Vol. 6, No. 3, strany 390-393, březen 1994) popisuje akusticko-optický přepínač stejného typu jako je zařízení Pohlmanna a kol. Přepínač D'Alessandra a kol. je vyroben z XY krystalu niobičnanu lithného, 5 cm dlouhého, a obsahuje dva optické vlnovody, elektro-akustický převodník, akustický vlnovod, ve kterém jsou obsaženy optické vlnovody a z dvou pasivních polarizačních oddělovačů vytvořených pomocí protonové výměny/titanové di. . i«7ů τ * Vi Λ vi i τ*Λτ\ ί m A OO /»>«( rrm i o ’ mn n |...............
xu.zjv z-xxxcxixx- x x.^.yixxtuL·. uj v vuj.x.ixii..ai^jiia.ij vr nové délkv odděleny od sebe po 4 nm v oblasti 1546 až 1558 a čtyřmi pilotními radiovými frekvencemi o hodnotách 175,89 MHz, 175,38 MHz,. 174,86 MHz, 174,42 MHz;, které' volí čtyři optické vlnové délky.
John J. Jonhson a kol. v US patentu 5.218.653 popisuje akusticko-optické zařízení podobné zařízení,, které popsal D’AIessandro a kol. (obr. 2).
Akusticko-optická zařízení popsaná, výše pracují jako ladi- . telné 2x2 přepínače s polarizačně nezávislou odezvou.
Jestliže je zvolen kanál s danou vlnovou délkou, optické signály s touto vlnovou délkou, vcházející daným vstupem jsou
- převáděny na odpovídající křížový (cross-state) výstup a sig- —__ nály vcházející druhým vstupem jsou převáděny na odpovídající ______druhý křížový výstup (přepínač je ve stavu křížového přenosu)..
Nezvolené signály jsou převáděny z daného vstupu na odpovídající přímý výstup (přepínač je ve stavu přímého přenosu - bar statě).
Tato zařízení pracují jako akusticko-optické filtry s laditelným propustným pásmem a s polarizačně nezávislou odezvou za křížových přepínacích podmínek, kde pouze jeden vstup je
- ·5použit současně s odpovídajícím křížovým výstupem.
Výše popsaná zařízení mají několik nedostatků.
Zařízení používá jednostupňovou akusticko-optickou konverzi; v takovémto jednom stupni je konverze polarizace v důsledku interakce mezi optickým signálem a akustickou řídící vlnou ve dvou optických vlnovodech doprovázena posunem frekvence o hodnotu rovnou frekvenci akustické vlny. Takovýto posun frekvence v popsaných konfiguracích má opačné znaménko v závislosti na polarizaci optického signálu, takže dvě oddělené ortogonální polarizační komponenty mají kladný a záporný posun.
Posun frekvence optického signálu akustickou konverzní frek- věnci může vytvářet rázové problémy v telekomunikačních sítích.
Aby byl omezen frekvenční posun dvou polarizací ve dvou optických vlnovodech, byly navrženy akusticko-optická zařízení v nichž je s každým optickým vlnovodem spojen odpovídající akustický vlnovod.
H. Hermann a kol. v Proceedings 6th European Conference on Integrated Optics, stránky 10.1 až 10.3, duben 1993 (ECIO’93, Neuchatel, Švýcarsko) popisuje 2x2 akusticko-optický přepínač (obr. 10) obsahující dva optické vlnovody a dva akustické vlnovody umístěné vedle sebe, přičemž v každém z nich je obsažen optický vlnovod a kde se povrchové akustické vlny šíří v opačných směrech.
John J. Johnson a kol. v US patentu 5.218.653 popisují akusticko-optické zařízení podobné zařízení H. Hermanna a kol. (obr. 3).
- 6Podstata vynálezu
Akusticko-optické zařízení typu popsaného H. Hermannem a kol. bylo vytvořeno přihlašovatelem. V tomto zařízení jsou dva optické vlnovody připojeny ke dvěma polarizačním oddělovačům s vazbou polarizačního módu, spojené s vlnovody oblastmi zakřivenými do tvaru “S” a dva akustické vlnovody, každý z nich obsahující odpovídajíc optický vlnovod. S každým akustickým
Vl ΛΤ z·! Λ λ1 λΙι·*»» A Λ 1 ,Μ t Α Ί /J τΛ ζΤ Λ -τ - Μ -v· -1 F / i /
V-IliVV UUCXXA JC ΓΤΙ^Λυΐυ^αΛαουΐ^Λ^-ρΐυ-νυυ.ΙΙΙΛ -V-yiV-Cti-Ciiy · V-£d/“
J.emně_se_prolínaiícími-elek.t.r.odami._D_va_o.p.t.i.ck.é_vJn.ovod.y_iaoii.·
V X V X J J zhruba 18 mm dlouhé a vzdálené 270 mikronů, polarizační oddělovače jsou1 dlouhé, asi.5’mm,' oblasti zakřivené ho “S” jsou dlouhé asi 8 mm s poloměrem zakřivení zhruba 160 mm. Celková délka zařízení je asi 60 mm.
Pokud je zařízení v OFF stavu (přímý.přenos), celkové zjištěné ztráty jsou asi 2 dB pro. TM . vstup a asi. 5 dB .pro TE input. což dává polarizačně závislou ztrátu (PDL - polarization· dependent loss) 3 dB, způsobenou přítomnosti čtyř oblastí zakřivených do “S” pro připojení každého polarizačního oddělovače. Přeslech při plně křížovém stavu je v rozmezí -18 dB až -20 dB, což odpovídá rozdělovacímu poměru polarizačních oddělovačů.
PókůčTjěrzařízení v ON stavů (křížový přenos), byly zjištěny —celkové-ztráty-asi-2-dB--pro--TM-vstup-a-3-dB-pro-T-E-vstup.-—Polar-izaoně-závislá-ztr-át-a-je -nižší-vzhledem k-rozložení zt-rátpřepínače v obou polarizacích.
Přepínací charakteristika má šířku pásma 2,0 nm a první boční lalok -20 dB. Konverzní účinnost je větší než 99 % (pro oba optické vlnovody uvažované zvlášť). Pro vstupní signál polarizovaný na 45° vzhledem k normále na povrch substrátu je extinkční poměr zařízení omezen na asi -16 dB, což je důsle- 7dek akustické křížové vazby řádu -17 dB vázané akustické síly a toho, že střední (celková) konverzní účinnost byla snížena na asi 80 % v důsledku nepřizpůsobení konverzních vlnových délek z 0,2 nm na 0,5 nm.
Speciálně bylo pozorováno, že jisté složky akustické vlny, šířící se akustickým vlnovodem interferují s optickým signálem, šířícím se v současně s ní optickým vlnovodem To způsobuje vzrůst mezikanálových přeslechů zhruba -18 dB ve stavu přímého přenosu.
Navíc frekvenční posun, nebolí nepřizpůsobení, optického sig- nálu může mít absolutní hodnotu, která je různá ve dvou optických vlnovodech vzhledem k nedostatečné homogenitě sub- ’ strátu. Materiál substrátu a materiál, který vytváří optické vlno- *' vody, mohou mít ne zcela dokonale stejnoměrnou dvojlomnost, třeba díky nedokonalostem v průběhu výroby, jako jsou nestejnoměrná tloušťka a/nebo šířka nanesené vrstvy titanu nebo nestejnoměrný gradient difusní teploty titanové vrstvy. Malé místní odchylky dvojlomnosti způsobují odchylky špiček vlnových délek přepínaných mezi dvěma optickými vlnovody, která je tím větší, čím větší je vzdálenost mezi vlnovody.
Pro kompensaci frekvenčního posunu, ke kterému dochází v akusticko-optickém zařízení s jedním konverzním stupněm byly navrženy akusticko-optická zařízení se dvěma konverzními stupni v sérii.
Kwok-Wai Cheung a kol. v US patentu 5.002.349 popisuje akustické-optické zařízení zahrnující dva akusticko-optické stupně v sérii a dva vlnovodné polarizační oddělovače před a po každém stupni. Každý stupeň je vybaven elektro-akustickým převodníkem.
- 8- ,
Přihlašovatel pozoroval, že zeslabení, kterému jsou optické signály podrobeny při průchodu takovýmto zařízením je zhruba dvojnásobné proti tomu, která je pozorováno v jednostupňovém zařízení, vzhledem k čtyřem průchodům polarizačními oddělovače.
Navíc, celková délka zařízení je alespoň dvojnásobná ve srovnání se jednostupňovým zařízením, která se tím přibližuje kritické velikosti běžně užívaných substrátů z niobičnanu lithného.
jeden z aspektů předkládaného vynálezu spočívá v akustic— ko-optickém zařízení, selektivnírm.vzhledem. k vlnové délce, nezávislém na . polarizaci, obsahujícím substrát-z dvoj lomného a.
fotoelastického materiálu, na kterém se nacházejí...
a) alespoň jeden stupeň konverze polarizačního módu optického signálu v předem'zvolené oblasti vlnových délek, který.za hrnuje al) první a druhý optický vlnovod, které jsou navzájem zhruba rovnoběžné a nacházejí se v předem zvolené vzdálenosti, a2) první prostředek pro generování' akustické povrchové vlny asociovaný s uvedeným prvním a druhým optic-kým-vlnovodem-a—“-———-—a3) první akustický vlnovod, obsahující alespoň jednu Část uvedeného prvního a druhého optického vlnovodu, a4) přičemž jak první tak i druhý z uvedených optických vlnovodů jsou schopny přijímat jednu ze dvou navzájem ortogonálních polarizačních složek uvedeného optického signálu a jsou schopny vydávat odpovídající složku ortogonální polarizace,
- 9b) první a druhý polarizačně selektivní prvek, umístěný před a po uvedeném konverzním stupněm a opticky připojeny k uvedenému prvnímu a druhému vlnovodu pro oddělené předávání uvedených dvou polarizačních složek;
který se vyznačuje tím, že v uvedeném substrátu jsou také vytvořeny
c) alespoň jeden kompenzační stupeň pro konverzi polarizačního módu uvedeného optického signálu v uvedené předem zvolené oblasti vlnových délek, zahrnující cl) alespoň jeden třetí optický vlnovod, opticky připojený 1 k prvnímu nebo druhému z uvedených polarizačně se- lektivních prvků, c2) druhý prostředek pro generování akustické povrchové vlny asociovaný s uvedeným třetím optickým vlnovo- ';· dem a c3) druhý akustický vlnovod, obsahující alespoň jednu část uvedeného třetího optického vlnovodu, c4) přičemž uvedený třetí optický vlnovod je sériově připojen ke konverznímu stupni polarizačního módu a c5) uvedený třetí optický vlnovod vede uvedené dvě polarizované složky v kombinované podobě.
Ve výhodném provedení uvedený kompenzační stupeň dále zahrnuje
d) čtvrtý optický vlnovod, zhruba paralelní s uvedeným třetím optickým vlnovodem a umístěný v předem zvolené vzdálenosti od něj,
- 10dl) uvedený čtvrtý optický vlnovod je opticky připojen k uvedenému prvnímu nebo druhému polarizačnímu selektivnímu prvku, d2) uvedený druhý generující prostředek akustické povrchové vlny je asociován s uvedeným čtvrtým optickým vlnovodem, d3) uvedený druhý akustický vlnovod obsahuje alespoň část uvedeného čtvrtého optického vlnovodu d4) uvedený třetí a čtvrtý optický vlnovod jsou připojeny k odpovídajícím větvím optického vlnovodu a odděleny a vzdáleny nejméně .o velikost uvedeného.třetíhoia čtvrtého optického vlnovodu tak, že jak uvedený’třetí optický vlnovod tak uvedený čtvrtý optický. vlnovod vedou uvedené dvě polarizační složky v kombinované formě.
Uvedený první a druhý optický vlnovod a uvedený třetí a čtvrtý optický vlnovod jsou výhodně vzdáleny o asi 40 mikronů.
Podle jiného výhodného provedení jsou v alespoň jednom kompenzačním stupni a konverzním stupni aplikovány na uvedený substrát adjustační prvky, schopné měnit teplotu alespoň jednoho z uvedených kompenzačních a konverzních stupňů za účelem4mmpenzacemehOmogenní~dvojlomnostrmateriáiu~uve=““ děného-Substrátu“ ΊΓ uvé(iěnych“Optrckýchr vlnovodu ’á‘ korekce'““' chyb akusticko-optické interakce.
Druhý aspekt vynálezu je představován metodou akusticko-optického přepínání optického signálu, zahrnující následující kroky:
- oddělení polarizačních složek optického signálu do dvou různých vlno vodných drah;
- konverze oddělených polarizací uvedeného signálu v obou uve- 11dených drahách pomocí akusticko-optické interakce s první společnou akustickou vlnou;
- kombinace uvedených polarizaci uvedeného optického signálu; která se vyznačuje tím, že
- v sérii s uvedenými kroky zahrnuje další krok konverze neoddělených polarizací uvedeného optického signálu pomocí akustické interakce s druhou společnou akustickou vlnou, přičemž uvedená druhá akustická vlna má frekvenci rovnou uvedené první akustické vlně?
Akustické zařízení podle vynálezu může být používáno jako přepínač 2x2, 1 x 2 a 2 x 1, laditelný, s polarizačně nezávislou odezvou a nebo jako laditelný filtr s polatizačně nezávislou ý odezvou.
Kompenzační stupeň zařízení podle předkládaného vynálezu dovoluje kompenzaci frekvenčního posunu, ke kterému dochází v konverzním stupni, působením na polarizační složky v kombinované formě. To dovoluje vyrobit akusticko-optické zařízení s · velmi jednoduchou a funkční architekturou. Spolu se zjednodu- senou architekturou je také velmi omezená délka zařízení, která je okolo 40 mm, což je jen o málo více než u zařízení, které zahrnuje pouze konverzní stupeň a dva polarizačně selektivní prvky spolu s odpovídajícími zakřiveními.
Nepřizpůsobení vlnových délek, které je dosažitelné se zařízev ním podle předkládaného vynálezu, je velmi malé, menší než 0,1 nm. To redukuje mezikanálové přeslechy ve stavu přímého přenosu (bar-state) na méně než -20 dB. Je to způsobeno přítomností pouze jednoho akustického vlnovodu, což vylučuje akustické přeslechy a blízkostí optických vlnovodů (vzdálenost okolo 40 mikronů) s velmi malým nepřizpůsobením vlnových délek.
- 12Navíc může být tento účinek dále zlepšen použitím adjustačních prvků, schopných měnit teplotu konverzních a kompenzačních stupňů pro ladění odpovídajících frekvenčních posunů těchto dvou stupňů. Tím jsou minimalizovány negativní vlivy možné nehomogenní dvojlomnosti substrátu a nehomogennosti parametrů vlnovodů. Navíc přítomnost jediného akustického vedení ve dvou stupních odstraňuje fenomen akustické vazby mezi dvěma optickými vlnovody, což by penalizovalo extinkční poměr polar-izacne selektivmch -prvku.· Extinkcni-poměr. každého pcla_rjy^ňn.ě-sd.ákfj^n.íh.oxpr±ku_zařízení podle vynálezuJe okolo -25 dB.
Zařízení má velmi nízké vstupní ztráty a polarizačně závislé ztráty (PDL τ polarization dependent losses). Byla pozorována maximální celková ztráta 3 dB.
Přehled obrázků na výkrese
Vlastnosti a výhody vynálezu budou nyní ilustrovány s odvoláním na provedení vynálezu, znázorněné jako příklady na připojených obrázcích, které neomezují rozsah vynálezu.
ί _ Obr. 1 ie schematické znázornění 2 x 2 akusticko-optického přepí- _
I _____.____nače,-laditelného.,_s_p.olarizačně_nezávis.lou_odezvou, vyrobeného_________ podle vynálezu,
Obr. 2 ukazuje variantu přepínače z obr. 1,
Obr. 3 je schematické znázornění laditelného akusticko-optického filtru s polarizačně nezávislou odezvou, vyrobeného podle ' vynálezu,
Obr. 4 ukazuje prvky teplotní adjustace použité v přepínači nebo filtru podle obr. 1 a obr. 2.
- 13Příkíady provedení vynálezu
Na obr. 1 je zobrazen 2x2 akusticko-optičký přepínač, laditelný, s polarizačně , nezávislou odezvou, vyrobený podle vynálezu: Přepínač zahrnuje substrát 1 z dvojlomného a fotoelastického materiálu, vyrobený z niobičnanu lithného (LiNbOa).
V substrátu 1 jsou vytvořeny dvě vstupní větve 2 a 3 optických vlnovodů, každá z nich se skládá z dvou částí 4, 5 respektive 6, 7 s opačným zakřivením. Zakřivené části 4 a 6 vytvářejí dva vstupy 8 a 9. které je množno spojit s optickým vláknem telekomunikační sítě pomocí spojovacích zařízení, neznázorněny. Vzhledem k objektu, dovolujícímu připojení uvedených optických vláken (o průměru zhruba 250 mikronů) jsou vstupy 8 a 9 vzdáleny o nejméně 125 mikronů. Zakřivené části 4 a 6 začínají vzdáleny o zhruba 250 mikronů a zakřivené části 5 a 7 končí vzdáleny o zhruba 40 mikronů. Poloměr zakřivení zakřivených částí 4. 5. 6 a 7 je okolo 100 - 180 mm.
V substrátu 1 je vytvořen kompenzační stupeň 10, zahrnující dvě paralelní větve 11 a 12 optických vlnovodů, připojené k zakřiveným částem 5 a 7, akustický .vlnovod 13, obsahující paralelní větve 11 a 12 a elektro-akustický převodník 14, vytvořený vzájemně se prolínajícími elektrodami a schopný vytvářet povrchovou akustickou vlnu .o„radi.oyé_h~,eyenci.JEževodník-144e umístěn, v optickém vlnovodu 15, umístěným souběžně a komunikujícím s optickým vlnovodem 14, čímž se vytváří akustický vazební člen. Uvedený akustický vazební člen je vytvořen tak, že rozložení intenzity akustické povrchové vlny podél vlnovodu 15 má vrchol ve střední části uvedeného vlnovodu a dvě snížení na koncích téhož vlnovodu. Optické signály šířící se podél paralelních větví 11 a 12 interagují s povrchovou akustickou vlnou mající rostoucí intenzitu do poloviny jejich cesty a klesající
- 14intenzitu v druhé polovně jejich cesty, která má předem zvolenou délku, podél níž dochází k interakci. Na koncích akustického vlnovodu 15 jsou akustické absorbční prostředky 16, schopné eliminovat odrazy akustické vlny. Akustické vlnovody 13 a 15 jsou obklopeny oblastmi 50, kde je rychlost akustických vln vyšší než ve vlnovodech 13 a 15.
V substrátu jsou také vytvořeny dva polarizačně selektivní prvky 18 a 19, jeden konverzní stupeň 20 a dvě výstupní větve ·· 21 a 22 optických vlnovodů. ' . ~ , ·
Polarizačně.selektivní.prvky .18 a 19 jsou tvořeny přechod-. nými vlnově polarizačními oddělovači nebo směrovými’vazebními členy, τ nichž každý zahrnuje, centrální optický vlnovod 23, popřípadě 24 a dvojice vstupní a výstupní optický vlnovod 25, 26, 27. 28 respektive 29, 30, 32 a 32.
Konverzní stupeň 20 zahrnuje dvě paralelní větve 33 a 34 optického vlno.vo.du’, připojené k. páru· výstupních, vinov.odů. 27; a... 28 polarizačního oddělovače 18 a k páru vstupních vlnovodů 29 a 30 polarizačního oddělovače 19, jeden akustický vlnovod 35, obsahující větve 33 a 34 a elektro-akustický převodník 36, vytvořený vzájemně se prolínajícími elektrodami, schopný vytvá------řet povrchovou akustickou vlnu o-radiové frekvenci. Převodník · je umístěn v akustickém vlnovodu 37, umístěném souběžně a komunikujícím s optickým vlnovodem 35, čímž se vytváří akustický vazební člen. Na koncích akustického vlnovodu 35 jsou akustické absorbční prostředky 16. Akustické vlnovody 35 a 37 jsou obklopeny oblastmi 50 kde je rychlost akustických vln vyšší než ve vlnovodech 35 a 37.
Každá ze dvou výstupních větví 21. a 22 optických vlnovodů zahrnuje dvě opačně zakřivené části 40, 41 a 42, 43. Zakřivené
- 15části 40 a 42 jsou připojeny k výstupním optickým vlnovodům 31 a 32 polarizačního oddělovače 18. Zakřivené části 41 a 43 vytvářejí dva výstupy 44 a 45, které je možno připojit optickým vláknem k telekomunikační síti, nezobrazeno. Zakřivené části 40 a 42 začínají vzdáleny o zhruba 40 mikronů a zakřivené části 41 a 43 končí vzdáleny o zhruba 250 mikronů. Poloměr zakřivení zakřivených částí 40, 41, 42 a 43 je zhruba 100 - 10 mm.
' Paralelní větve 11 a 12 a paralelní větve 33 a 34 jsou umístěny ve vzdálenosti zhruba 40 mikronů. Šířka akustických vlnovodů 15 a 35 je zhruba 110 mikronů.
Činnost přepínače podle vynálezu probíhá následujcím způsobem:
Pokud není na elektro-akustické převodníky 14 a 36 přivedeno napětí, přepínač je ve vypnutém stavu (off-state) a je ve stavu přímého přenosu (bar-state), v němž existuje přímá korespondence mezi vstupy 8 a 9 a výstupy 44 a 45. Světelné signálv vstupují vstupy 8 a 9 a jsou přenášeny paralelními větvemi H a 12 kompenzačního stupně 10 s kombinovanou TE (transverzální - příčnou - elektrickou) a TM (transverzální - příčnou magnetickou) polarizační složkou. Signály, které vstupují do polarizačního oddělovače 18, ve kterém jsou polarizační složky TE a TM odděleny do vlnovodů 27 a 28, procházejí nezměněny větvemi 33 a 34 konverzního stupně 20 a jsou potom odděleny ve vlnovodech 31 a 32 polarizačního oddělovače 19, takže signály vstupující vstupy 8 a 9 vycházejí nezměněné výstupy 44 a 4£.
Přivedením vhodného přepínacího signálu na elektrody převodníků 14 a 36, přepínač se dostane do zapnutého stavu (onstate) a přechází do podmínek křížového přenosu (cross-state), ve kterém jsou vstupy 8 a 9 v korespondenci s křížově odpovídajícími výstupy 45 a 44. Převodníky 14 a 36 vytvářejí od- 16- povídající povrchové akustické vlny o radiové frekvenci o budicí akustické frekvenci fac (zhruba 174 ± 10 MHz pro zařízení pracující při 1550 nm a 210 ± 10 MHz pro zařízení pracující při 1300 nm)., odpovídající vlnové délce optické resonance, při které dochází k polarizační konverzi TE—>TM a TM—>TE. Světelné signály vcházejí s kombinovanými polarizačními složkami TE a TM do paralelních větví H a 12 kompenzačního stupně 10 a· jsou transformovány do odpovídajících ortogonálních složek, které zůstávají kombinované. Signály vstupují do polarizačního'oddělovače T8,'ve kterém'jsou polárizačnúsložky TE á TM odděleny a procházejí větvemi 33 a 34 konverzního stupně 20, '' kde jsou rekonvertovány do původních .polarizačních stavů. Po-......
IarizaČní složky TE a TM jsou. potom odděleny v polarizačním oddělovači 19 takovým způsobem, že zvolené'polarizační složky' ze vstupu 8 vycházejí výstupem 45 spolu se složkami přicházejícími .ze vstupu 9 a které nebyly zvoleny a zvolené polarizační složky ze vstupu 9 vycházejí výstupem 44 spolu se složkami přicházejícími ze vstupu 8 a které nebyly'zvoleny. Signály, které v konverzním stupni 20 byly podrobeny konverzi-polarizaci, jsou vedeny v plně křížovém stavu, čímž dochází k úplnému přepnutí.
Při konverzi-polarizaci v kompenzačním stupni 10 jsou polarizační složky TE a TM podrobeny frekvenčnímu posunu jehož ~ znaménko závisí ná ^rarižáci“sťějhěýťák“jákó^ha“směru šíření” ^„„„„„akustických-v-ln^-ve-vztahu^k-optické-vlně-podle-následujícího—-— ---diagramu:——------------------------------------— --------------Polarizace
TE
TM
Šíření kolineární kontralineární +
- 17Při přechodu do konverzního stupně 20 a za podmínek, že druhá akustická vlna se šíří ve stejném směru jako první, je frekvenční posun kompenzován při zpětné konverzi k originálnímu polarizačnímu stavu.
K tomu, aby první a druhá akustická vlna měly tutéž frekvenci, je výhodné aby byl použit jediný budící elektrický signál, přivedený na oba dva elektro-akustické převodníky 14 a 36.
Přepínač na obr. 1 je symetrický ve smyslu, že správně pracuje jestliže vstupy § a 9 a výstupy 44 a 45 jsou zaměněny a jestliže původní výstupy pracují jako vstupy a původní vstupy pracují jako výstupy.
Jak je znázorněno na obr. 2, jestliže jsou zakřivené části 4, 5, 6 a 7 a optický vlnovod 12 přepínače z obr. 1 jsou eliminovány, může tím vzniknout přepínač 1x2 (demultipexer). ve kterém je vstup £0 tvořen vlnovodnou větví 110. Ve variantě může být přepínač podle obr. 2 použit jako přepínač 2x1 (multiplexer), pokud jsou původní výstupy 44 a 45 použity jako vstupy.
Na obr. 3 je znázorněn akusticko-optický filtr, laditeíný, s polarizačně nezávislou odezvou, vyrobený podle vynálezu. Filtr podle obr. 3 má některé části, které jsou identické s částmi přepínače z obr. 2, které jsou indikovány týmiž vztahovými značkami. -Fůltr-obsahuje-substrátýrz-dvojlOmfféhtra^foťoelasfičkěEblňáfě^ riálu, představovaného niobičitanem lithným (LiNbOs), v němž se nachází kompenzační stupeň 100, dva polarizačně selektivní prvky 18 a 19 a konverzní stupeň 20 a výstupní vlnovodná větev 22Q.
Kompenzační stupeň 100 zahrnuje optickou vlnovodnou větev 110. která vytváří vstup 80, který je možno připojit na optické
- 18vlákno telekomunikační sítě, akustický vlnovod 13, obsahující větev H a elektro-akustický převodník 14, schopný generovat povrchovou akustickou vlnu o rádiové frekvenci. Převodník 14 je umístěn v optickém vlnovodu 15 souběžně a komunikující s optickým vlnovodem 14. Na koncích akustického vlnovodu 15 se nacházejí akustické absorbéry 16. Výstupní větev 220 vlnovodu je připojena na výstupní vlnovod 32 polarizačního oddělovače 19 a vytváří výstup 450, který je možno připojit k optickému vláknu telekomunikační sítě.
Pokud je filtr ve vypnutém stavu, nachází se v podmínkách přímého přenosu a optické signály vstupující vstupem 8 jsou vedeny do vlnovodu 31 polarizačního oddělovače 19 a mohou být absorbovány pomocí optického absorbéru, nezobrazen. Po přivedení vhodného napětí na elektrody převodníků 14 a 36 jsou konverzí módu s polarizačními složkami spojenými ve stupni 100 a konverzí módu s polarizačními složkami oddělenými v konverzním stupni 20 zvoleny optické signály, mající vlnovou délku odpovídající akustické budicí frekvenci. Zvolené signály jsou převáděny ze vstupu 8 kompenzačního stupně 100 na výstup 45 za podmínek křížového přenosu, takže filtr pracuje jako laditelná pásmová propust.
velmi jednoduchá architektura a jeho funkč.„nost-j.eJepšímež_u_konvenčních„akusticko=.op.tických.filtrnl·s_jβdz— —ním-konverzním-stupněm-především-díky-absenci-frekvenčního-----------posunu. S kalibrovanou akusticko-optickou vazbou má filtr především malou šířku pásma (menší nebo rovnou 2 nm) a nízkou hodnotu křížového přenosu (-20 dB).
Filtr má velmi malou celkovou ztrátu (přibližně 1,5 dB). Přepínač a filtr z obr. 1 a obr. 2 mohou pracovat při poko- 19jové teplotě s pásmem vlnových délek o šířce alespoň 100 nm širokém se středem u vlnové délky 1550 nm nebo 1300 nm, což je obzvláště výhodné pro optické telekomunikace.
Substrát 1 sestává z krystalu LiNbO3 s řezem kolmo k ose x, vlnovody 11, 12, 23, 24, 33, 34 a 110 jsou orientovány podél osy y. Místo LiNbO3 Je možno použít jiný dvojlomný, fotoelastický a piezoelektrický materiál, zvolený ze souboru zahrnujícího LiTaC>3, TeCb. CaMoO^ Celková délka zařízení je okolo 40 - 50 mm. .
Optické vlnovody 14, 15, 36 a 37 přepínače a filtru na obr, 1 a obr. 2 mohou být vyrobeny pomocí fotolitografické masky ohraničující pásy 50 substrátu 1, aby byla dosaažena šířka 110 mikronů optických vlnovodů 14 a 36. Uvnitř oblasti ohraničené oknem masky je nanesena vrstva-titanu o tloušťce 160 nm a provedena následná difúze titanu do substrátu po 31 hodin v peci o teplotě 1060°C. Díky účinku difúze se rychlost akustických'vln zvýší o zhruba 0,3 %, takže oblasti 50 působí jako omezovaače akustických vln okolo vlnovodů 14 a £6.
Optické vlnovody a polarizační oddělovače mohou být provedeny difúzí na substrátu látkou schopnou zvýšit index odrazu. Použitím fotolitografie je možno získat vrstvu titanu, mající tloušťku okolo 120 nm a následuje difúze po 9 hodin při teplote“lO30°C7Pro opťičke vlnovody má maska aperturu o šířce okolo 7 mikronů.
Optické a akustické vlnovody jsou výhodně monomodální pro použité optické a akustické vlny.
Vzájemně se prolínající elektrody elektro-akustických převodníků 14 a 36 jsou naneseny na (piezoelektrický) substrát 1 se
- 20sklonem okolo 5° vzhledem k ose y. Výhodně převodník obsahuje 15 - 20 nebo více vzájemně se prolínajících elektrod s periodou okolo 20,8 mikronů. Elektrody mají výhodně proměnnou rozteč (kolísám) k rozšíření pásma odezvy. Velikost periody je odvozena od velikosti vlnové délky v LiNbO3 pro akustickou povrchovou vlnu o frekvenci zhruba 173,5 MHz, což je hodnota nutná pro konverzi mezi TE a TM pří optické vlnové délce asi 1550 nm. Změnou periody elektrod je možné vytvořit převodník vhodný pro akusticko-optické zaařízení pracující při jiných vlnových délkách. Elektrody mohou být vytvořeny nanesením kovové vrstvy s tloušťkou 500 nm. například hliníku, na substrát.
Akusticko-optické zařízení je možno ladit.na vlnovou délku. 1500 nm nebo 1600 nm, to jest posunutou o. 50 nm proti střední vlnové délce 1550 nm, přivedením výkonu zhruba 100 mW na vzájemně se prolínající elektrody, proti (okolo) 50 mW potřebným pro činnost při střední vlnové délce.
Na obr. 4-je znázorněno akusticko-optické zařízení, přepínač.. nebo filtr, u kterého jsou v kompenzačním stupni 10 nebo 100 a v kompenzačním stupni 20 k substrátu přiloženy dvě malé měděné destičky 60 a 61 a dvě Peltierovy buňky 62 a 63, nesené bází 64, které působí jako tepelně adjustaČní prvky. Pomocí Pel• •tierových buněk je možno měnit- teplotu stupňů 10 nebo 100 a 20 tak, aby byl kompenzován nedostatek homogenity jak mate_iiálu_substLátu_l,_Lak.i materiálu,_který_určuje.optické vlnovody _ a korigovat tak chyby parametrů optických vlnovodů.
. Zastupuje:
JUDr. Pavel Zelený
Claims (14)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Akusticko-optické vlnovodné zařízení, selektivní vzhledem k vlnové délce, nezávislé na polarizaci, obsahující substrát (1) z dvoj lomného a fotoelastického materiálu, na kterém se nacházejía) alespoň jeden stupeň (20) konverze polarizačního módu optického signálu v předem zvolené oblasti vlnových délek, který zahrnuje al) první a druhý optický vlnovod (33, 34), které jsou navzájem zhruba rovnoběžné a nacházejí se v předem zvo- » lené vzdálenosti, a
- 2) první prostředek (36) pro generování akustické povrchové vlny asociovaný s uvedeným prvním a druhým optickým vlnovodem (33, 34) a a3) první akustický vlnovod (35), obsahující alespoň jednu část uvedeného prvního a druhého optického vlnovodu (33, 34), ía4) přičemž jak první tak i druhý z uvedených optických vlnovodů (33,34) jsou schopny přijímat jednu ze dvou navzájem ortogonálních polarizačních složek uvedeného __ optického signálu, a,jsou^s,chonnv_vydávat-odpov.ídaj-ící—složku, ortogonální polarizace,b) první a druhý polarizačně selektivní prvek (18, 19), umístěný před a po uvedeném konverzním stupni (20) a opticky připojený k uvedenému prvnímu a druhému vlnovodu (33, 34) pro oddělené předávání uvedených dvou polarizačních složek;
i-- ·< Ό TJ i“ t> O i—' (Λ s C- • -· -< 3J Z Crt C —, Γ- o c 0 “ rm < X O to·1«) · en • cí i rc l Cí ooOí- 22vyznačující se tím, že v uvedeném substrátu (1) jsou také vytvořenyc) alespoň jeden kompenzační stupeň (10,100) pro konverzi polarizačního módu uvedeného optického signálu v uvedené předem zvolené oblasti vlnových délek, zahrnující cl) alespoň jeden třetí optický vlnovod (11, 110), opticky připojený k prvnímu nebo druhému z uvedených polarizačně selektivních prvků (18, 19), c2) druhý prostředek (14) pro generování akustické povrchové vlny asociovaný s uvedeným třetím optickým vlnovodem (11, 110) a c3) druhý akustický vlnovod (13), obsahující alespoň jednu část uvedeného třetího optického vlnovodu (11. 110), c4) přičemž uvedený třetí optický vlnovod (11,110) je sériově připojen ke konverznímu stupni (20) polarizačního módu a c5) uvedený třetí optický vlnovod (11, 110) vede uvedené dvě polarizované složky v kombinované podobě.• 2. Akusticko-optické zařízení podle nároku 1, v y znač u j íc í.............se t í m, že uvedený kompenzační stupeň (10) dále zahrnujed) čtvrtý optický vlnovod (12), zhruba paralelní s uvedeným třetím optickým vlnovodem (11) a umístěný v předem zvolené vzdálenosti od něj, dl) uvedený čtvrtý optický vlnovod (12) je opticky připojen k uvedenému prvnímu nebo druhému polarizačnímu selektivnímu prvku (18, 19),- 23d2) uvedený druhý generující prostředek (14) akustické povrchové vlny je asociován s uvedeným Čtvrtým optickým vlnovodem (12), d3) uvedený druhý akustický vlnovod (13) obsahuje alespoň část uvedeného čtvrtého optického vlnovodu (12) d4) uvedený třetí a čtvrtý optický vlnovod (11, 12) jsou připojeny k odpovídajícím větvím (2, 3) optického vlnovodu a odděleny a vzdáleny nejméně o velikost uvedeného třetího a čtvrtého optického vlnovodu (11, 12) tak, že jak uvedený třetí optický vlnovod (11) tak uvedený čtvrtý optický vlnovod (12) vedou uvedené dvě polarizační složky v kombinované formě. - 3. Akusticko-optické zařízení podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se t í m, že uvedený první a druhý optický vlnovod (33, 34) a uvedený třetí a čtvrtý optický vlnovod (11, 12) jsou vzdáleny o asi 40 mikronů.
- 4. Akusticko-optické zařízení podle nároku 3, vyznačující se t í m, že uvedený první a druhý akustický vlnovod (35, 13) mají šířku asi 110 mikronů.
- 5. Akusticko-optické zařízení podle nároku 2, vyznačující se t í m, že přístupové větve (2, 3) optických vlnovodů mají dvě-z-ak-H-vené-částr(4~5r6r7')S“opáčiiýiírzalčřivénínL
- 6. Akusticko-optické zařízení podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že uvedená druhý polarizačně selektivní prvek (19) je připojen k výstupním větvím (21, 22) z nichž každá obsahuje dvě zakřivené části (40, 41; 42, 43) s opačným zakřivením.
- 7. Akusticko-optické zařízení podle nároku 5 nebo 6, vyzná- 24Č u j í c í se t í m, že uvedené zakřivené Části (4, 5, 6, 7; 40, 41, 42, 43) jsou zakřiveny podle oblouku kružnice mající poloměr v rozmezí od 100 do 180 mm.c. AKUSUCKO-opncKe zařízeni počne naroxu i neoo z, vyznačující se tím, že alespoň v jednom z uvedených kompenzačních stupňů (10; 100) a konverzním stupni (20) k substrátu přiléhá adjustační prvek (60, 61; 62, 63), který může měnit teplotu alespoň jednoho kompenzačního nebo konverzního stupně -(10,1100ý'20j ták. -aby-byla kompenzována ňehomogeňňbšf-dvbj-’ lomnosti. materiálu uvedenetio substrátu (i) a uveúenycn optických vlnovodů :(33, 34; 11; 110, 12).·..........
- 9. Akusticko-optické zařízení podle nároku 8,.. vyzná č.u j í .c í se t í m, že uvedené adjustační prvky (60, 61; 62, 63) zahrnují dvě malé měděné destičky (60, 61) a dvě Peltierovy buňky (62, 63) přiléhající na substrát (1).
- 10. Akusticko-optické-zařízení., podle, nároku. 1. nabo.2,. vyznačující se tím, že uvedený první a druhý prostředek (36, 14) pro generování akustické povrchové vlny sestávají z elektro-akustického převodníku (36, 14), vytvořeného vzájemně se prolínajícími elektrodami, které mohou vytvářet akustickou.......povrchovou vlnu.o radiové frekvenci______________________________________________________ £^liTAkustickcFOptÍcké^ařízenrpodleTiároku-lO—v-y-zm-a-čm-j-í“ _ - --g-θ·—'pTevodrtflc' (36, T4)' je umístěn v akustickém vlnovodu (37,15), umístěný souběžně a komunikující s prvním nebo druhým akustickým vlnovodem (35, 14), čímž se vytváří akustický vazební člen s předem určenou délkou interakce.
- 12. Akusticko-optické zařízení podle nároku 10, v y z n a č u- 25j í c í se t í m, že obsahuje dva elektro-akustické převodníky (36, 14), na něž je přiváděn společný budicí signál.
- 13. Způsob akusticko-optického přepínání optických signálů zahrnující následující kroky:- oddělení polarizačních složek optického signálu do dvou různých vlnovodných drah;- konverze oddělených polarizací uvedeného signálu v obou uvedených drahách pomocí akusticko-optické interakce s první společnou akustickou vlnou;- kombinace uvedených polarizací uvedeného optického signálu; vyznačující se t í m, že- v sérii s uvedenými kroky zahrnuje další krok konverze neoddělených polarizací uvedeného optického signálu pomocí akustické interakce s druhou společnou akustickou vlnou, přičemž uvedená druhá akustická vlna má frekvenci rovnou uvedené první akustické vlně.
- 14. Způsob podle nároku 13, v y z n a č u j í c í se t í m, že jemné dolaďování alespoň jednoho z uvedených polarizačně konverzních kroků zahrnuje adjustaci teploty substrátu, nesoucího uvedené vlnovodné cesty.
- 15. Způsob podle nároku 13, vyznačující se tím, že uvedný krok konverze polarizací prostřednictvím akustickoOptické^terakce^^ahfňuj^přivedení prvmEb~elektrického signálu o dané frekvenci k prvnímu elektro-akustickému převodníku (14) a uvedený další polarizačně konverzní krok s využitím akusticko-optické interakce zahrnuje přivedení druhého elektrického signálu o téže uvedené dané frekvenci k druhému alektroakustickému převodníku (36).
- 16. Způsob podle nároku 15, vyznačující se tím, že jediný elektrický signál o dané frekvenci je přiveden jak na první (14), tak i na druhý (36) elektro-akustický převodník.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT95MI001699A IT1277412B1 (it) | 1995-08-02 | 1995-08-02 | Dispositivo acusto-ottico in guida d'onda sintonizzabile a risposta indipendente dalla polarizzazione e metodo di trattamento acusto- |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ229296A3 true CZ229296A3 (en) | 1997-02-12 |
Family
ID=11372115
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ962292A CZ229296A3 (en) | 1995-08-02 | 1996-08-01 | Method of acousto-optical processing of optical signals and acousto-optical wave guiding device tunable with polarization independent response |
Country Status (19)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5796882A (cs) |
| EP (1) | EP0757276A1 (cs) |
| JP (1) | JPH09105960A (cs) |
| KR (1) | KR970013893A (cs) |
| AR (1) | AR003152A1 (cs) |
| AU (1) | AU709321B2 (cs) |
| BR (1) | BR9604047A (cs) |
| CA (1) | CA2181769C (cs) |
| CZ (1) | CZ229296A3 (cs) |
| HU (1) | HUP9602094A3 (cs) |
| IT (1) | IT1277412B1 (cs) |
| MX (1) | MX9603055A (cs) |
| NO (1) | NO963039L (cs) |
| NZ (1) | NZ286993A (cs) |
| PE (1) | PE26998A1 (cs) |
| PL (1) | PL181226B1 (cs) |
| RU (1) | RU2161324C2 (cs) |
| SK (1) | SK101796A3 (cs) |
| TW (1) | TW320689B (cs) |
Families Citing this family (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5889900A (en) * | 1997-05-16 | 1999-03-30 | Ramar Corporation | Integrated optic tunable filters and their methods of fabrication and use |
| DE69820067D1 (de) * | 1997-07-31 | 2004-01-08 | Corning Oti Srl | Akusto-optische vorrichtungen mit akustischem absorber |
| JP3861395B2 (ja) | 1997-08-11 | 2006-12-20 | 富士通株式会社 | 光導波路デバイス及び光導波路デバイスを用いた光通信システム |
| JPH1195054A (ja) * | 1997-09-25 | 1999-04-09 | Fujitsu Ltd | 光デバイス |
| US6377378B1 (en) | 1998-01-16 | 2002-04-23 | Pirelli Cavi E Sistemi S.P.A. | Suppression of polarization hole burning with an acousto-optic modulator |
| JP3639109B2 (ja) | 1998-04-02 | 2005-04-20 | 富士通株式会社 | 光伝送装置、光伝送システム及び光端局 |
| BR9916589A (pt) * | 1998-12-24 | 2001-09-25 | Optical Technologies Italia | Multiplexador de adição/diminuição acusto-ótico, conexão cruzada óptica seletiva de comprimento de onda, dispositivo de guia de onda acusto-ótica seletivo em comprimento de onde e método de multiplexação de canais ópticos |
| US6175668B1 (en) * | 1999-02-26 | 2001-01-16 | Corning Incorporated | Wideband polarization splitter, combiner, isolator and controller |
| JP4390987B2 (ja) * | 2000-07-28 | 2009-12-24 | 富士通株式会社 | 音響光学フィルタおよび該駆動方法ならびに光分岐・挿入装置 |
| US6483957B1 (en) | 2001-01-29 | 2002-11-19 | 3M Innovative Properties Company | MEMS-based polarization mode dispersion compensator |
| EP1279999A1 (en) * | 2001-07-23 | 2003-01-29 | Corning Incorporated | Polarization-insensitive variable optical attenuator |
| JP4727916B2 (ja) | 2003-10-22 | 2011-07-20 | 富士通株式会社 | 光デバイスモジュール |
| US8542992B2 (en) | 2010-02-26 | 2013-09-24 | Fujitsu Limited | System and method for mitigating polarization hole burning |
| US8811822B2 (en) | 2010-02-26 | 2014-08-19 | Fujitsu Limited | System and method for selection of ghost channels for mitigating polarization hole burning |
| US8670664B2 (en) | 2010-02-26 | 2014-03-11 | Fujitsu Limited | System and method for managing the selection of ghost channels for mitigating polarization hole burning |
| US8090259B2 (en) | 2010-02-26 | 2012-01-03 | Fujitsu Limited | System and method for optimizing the selection of ghost channels in mitigating polarization hole burning |
| CN103369777A (zh) * | 2012-04-10 | 2013-10-23 | 侯建和 | 声光转换装置及其转换方法 |
| CN103776500B (zh) * | 2014-02-07 | 2016-08-24 | 广东工业大学 | 测量海底冷泉天然气渗漏气泡上浮速度的声波分路器 |
| US9977310B2 (en) * | 2014-03-10 | 2018-05-22 | Alcatel Lucent | Multi-electrode photonic digital to analog converting vector modulator |
| US10497604B2 (en) * | 2017-03-30 | 2019-12-03 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Photomask transportation stage in semiconductor fabrication and method for using the same |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1728832A1 (ru) * | 1989-11-10 | 1992-04-23 | Симферопольский государственный университет им.М.В.Фрунзе | Устройство дл передачи пол ризованного оптического излучени |
| US5002349A (en) * | 1989-11-29 | 1991-03-26 | Bell Communications Research, Inc. | Integrated acousto-optic filters and switches |
| US5218653A (en) * | 1991-11-08 | 1993-06-08 | Bell Communications Research, Inc. | Polarization converter with apodized acoustic waveguide |
| US5400171A (en) * | 1993-10-01 | 1995-03-21 | Bell Communications Research, Inc. | Acousto-optic filter with near-ideal bandpass characteristics |
| US5611004A (en) * | 1996-01-30 | 1997-03-11 | Hewlett-Packard Company | Microphotonic polarization independent acousto optical tunable filter and receiver |
-
1995
- 1995-08-02 IT IT95MI001699A patent/IT1277412B1/it active IP Right Grant
-
1996
- 1996-07-02 EP EP96201815A patent/EP0757276A1/en not_active Withdrawn
- 1996-07-12 NZ NZ286993A patent/NZ286993A/en unknown
- 1996-07-12 US US08/679,731 patent/US5796882A/en not_active Expired - Fee Related
- 1996-07-17 AU AU60566/96A patent/AU709321B2/en not_active Ceased
- 1996-07-19 NO NO963039A patent/NO963039L/no unknown
- 1996-07-22 CA CA002181769A patent/CA2181769C/en not_active Expired - Fee Related
- 1996-07-23 PE PE1996000561A patent/PE26998A1/es not_active Application Discontinuation
- 1996-07-26 MX MX9603055A patent/MX9603055A/es not_active IP Right Cessation
- 1996-07-30 HU HU9602094A patent/HUP9602094A3/hu unknown
- 1996-07-31 PL PL96315469A patent/PL181226B1/pl unknown
- 1996-07-31 AR ARP960103819A patent/AR003152A1/es unknown
- 1996-08-01 RU RU96115310/28A patent/RU2161324C2/ru not_active IP Right Cessation
- 1996-08-01 CZ CZ962292A patent/CZ229296A3/cs unknown
- 1996-08-01 SK SK1017-96A patent/SK101796A3/sk unknown
- 1996-08-01 JP JP8203581A patent/JPH09105960A/ja active Pending
- 1996-08-02 BR BR9604047A patent/BR9604047A/pt active Search and Examination
- 1996-08-02 TW TW085109339A patent/TW320689B/zh active
- 1996-08-02 KR KR1019960032371A patent/KR970013893A/ko not_active Ceased
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5796882A (en) | 1998-08-18 |
| HUP9602094A2 (en) | 1997-08-28 |
| SK101796A3 (en) | 1998-06-03 |
| PL315469A1 (en) | 1997-02-03 |
| RU2161324C2 (ru) | 2000-12-27 |
| HU9602094D0 (en) | 1996-09-30 |
| ITMI951699A0 (it) | 1995-08-02 |
| ITMI951699A1 (it) | 1997-02-02 |
| NO963039D0 (no) | 1996-07-19 |
| HUP9602094A3 (en) | 2000-06-28 |
| EP0757276A1 (en) | 1997-02-05 |
| NZ286993A (en) | 1997-07-27 |
| PL181226B1 (pl) | 2001-06-29 |
| CA2181769A1 (en) | 1997-02-03 |
| TW320689B (cs) | 1997-11-21 |
| JPH09105960A (ja) | 1997-04-22 |
| KR970013893A (ko) | 1997-03-29 |
| MX9603055A (es) | 1997-02-28 |
| CA2181769C (en) | 2000-09-19 |
| IT1277412B1 (it) | 1997-11-10 |
| AU709321B2 (en) | 1999-08-26 |
| NO963039L (no) | 1997-02-03 |
| AR003152A1 (es) | 1998-07-08 |
| BR9604047A (pt) | 1998-06-16 |
| PE26998A1 (es) | 1998-06-02 |
| AU6056696A (en) | 1997-02-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CZ229296A3 (en) | Method of acousto-optical processing of optical signals and acousto-optical wave guiding device tunable with polarization independent response | |
| EP0805372B1 (en) | An acousto-optical waveguide device with compensation of polarization mode dispersion | |
| RU2169936C2 (ru) | Акустооптическое волноводное устройство для селекции длин волн и способ его изготовления | |
| US6754403B1 (en) | Acousto-optic add/drop multiplexer with retro-reflection and wavelength selective optical cross-connect | |
| CA2187597C (en) | Acousto-optical tunable waveguide switch having balanced optical paths | |
| AU681442B2 (en) | Tunable optical waveguide grating arrangement | |
| EP0814364B1 (en) | A double-stage acousto-optical waveguide device, having polarization-independent response | |
| US5455877A (en) | Multi-channel wavelength-routing switch using acousto-optic polarization converters | |
| US7697801B2 (en) | Wavelength selective switch | |
| JPH08234149A (ja) | 電子−光学材料を使用した光フィルタ | |
| US5818980A (en) | Polarization-independent, tunable, acousto-optical waveguide device for the wavelength selection of an optical signal | |
| JP2004233619A (ja) | 光スイッチ及び光波長ルータ | |
| Taylor | Tunable spectral slicing filters for dense wavelength-division multiplexing | |
| AU709397B2 (en) | An acousto-optical tunable waveguide switch having balanced optical paths | |
| EP0814363B1 (en) | Polarization-independent, tunable, acousto-optical waveguide device for the wavelength selection of an optical signal | |
| Morasca et al. | Application of LiNbO3 Acousto Optic Tunable |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD00 | Pending as of 2000-06-30 in czech republic |