CZ69898A3 - Optimized double refracting fiber change-over switch - Google Patents
Optimized double refracting fiber change-over switch Download PDFInfo
- Publication number
- CZ69898A3 CZ69898A3 CZ98698A CZ69898A CZ69898A3 CZ 69898 A3 CZ69898 A3 CZ 69898A3 CZ 98698 A CZ98698 A CZ 98698A CZ 69898 A CZ69898 A CZ 69898A CZ 69898 A3 CZ69898 A3 CZ 69898A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- optical fiber
- switch
- birefringence
- input signal
- gate signal
- Prior art date
Links
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
- G02F1/35—Non-linear optics
- G02F1/3515—All-optical modulation, gating, switching, e.g. control of a light beam by another light beam
-
- 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
-
- 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
- G02F1/35—Non-linear optics
- G02F1/3511—Self-focusing or self-trapping of light; Light-induced birefringence; Induced optical Kerr-effect
Abstract
Description
Optimalizovaný dvoj lomný vláknový přepínačOptimized birefringent fiber switch
Ob 1ast technikyBoth techniques
Tento vynález se obecně týká optického vláknového přepínače a přesněji dvojlomného optického vláknového přepínače s velkou efektivní plochou a minimálním lineárním dvojlomem.The present invention generally relates to an optical fiber switch, and more specifically to a birefringent optical fiber switch with a large effective area and minimal linear birefringence.
Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION
Optický vláknový přepínač obsahuje optické vlákno s dvojlomem, který může zachovat vstupní signál v jedné ze dvou kolmých polarizačních cest a laserový generátor spojený s optickým vláknem, který může generovat hradlový signál. Optický vláknový přepínač pracuje tak, že má vstipní signál šířící se v optickém vláknu v jednom ze dvou kolmých způsobů polarizace pokud není dán na vstup optického vlákna hradlový signál ve stejném způsobu polarizace jako má v něm šířící se vstupní signál. Jestliže má hradlový signál dostatečný výkon, způsobí hradlový signál v optickém vláknu nelineární dvojlom, který je příčinou toho, že se orientace vstupního signálu přepne a že se šíří jiným způsobem polarizace. Optické vlákno v optickém vláknovém přepínači popsaném výše je pro zachování polarizace vybráno tak, aby bylo silně dvojlomné, tj. IQ'4 nebo větší a jestliže optické vlákno je silně dvojlomné, potom má optické vlákno malou efektivní plochu, tj. méně než 40 čtverečních mikrometrů.The fiber optic switch includes an optical fiber with birefringence that can retain the input signal in one of the two perpendicular polarization paths and a laser generator coupled to the fiber optic that can generate the gate signal. The fiber optic switch operates to have an input signal propagating in the fiber optic in one of two perpendicular polarization methods unless a gate signal is input to the fiber optic in the same polarization mode as the signal propagating therein. If the gate signal has sufficient power, the gate signal in the optical fiber will cause a non-linear birefringence, causing the input signal's orientation to switch and propagate in another way of polarization. The optical fiber in the optical fiber switch described above is selected to be strongly birefringent, i.e., IQ ' 4 or larger, and if the optical fiber is strongly birefringent, the optical fiber has a small effective area, ie less than 40 square micrometers. .
Hlavní problém optického vláknového přepínače popsaného výše tkví v tom, že vstupní signál v optickém vláknovém přepínači vykazuje nežádoucí velikost nelineárních účinků, které zhoršují vstupní signál. Nelineární účinky zahrnují vláknovou pojistku, která je probírána v práci Experimenta 1 Investigati on of the Fiber Fuse {Experimentální vyšetřování vláknové pojistky)”, D.D. Davis &S.C. Mettler, Optical Fiber Conference, WP17, str. 186 - 187, 1995, která je zde začleněna jako odvolávka, vytvoření solitonů vyššího řádu vlivem Ramenových efektů a křížovou fázovou modulaci, která je podrobněji vysvětlena níže. Nelineární účinky vznikají vlivem velkého dvojlomu optického vlákna, malé efektivní plochy optického vlákna a vysoké výkonové hladiny požadované pro hradlový signál. Vstupní signál zvláště vykazuje nežádoucí velikost nelineárních účinků, protože se vyžaduje vysoká výkonová hladina pro hradlový signál k přepnutí vstupního signálu. Vysoká výkonová hladina pro hradlový signál je potřebná, protože je velký dvojlom optického vlákna.The main problem of the fiber optic switch described above is that the input signal in the fiber optic switch exhibits an undesirable amount of non-linear effects that worsen the input signal. Non-linear effects include a fiber fuse, which is discussed in Experiment 1 Investigati on the Fiber Fuse. ”, D.D. Davis & S.C. Mettler, Optical Fiber Conference, WP17, pp. 186-187, 1995, which is incorporated herein by reference, the generation of higher order solitons due to the Ramen effects and cross-phase modulation, which is explained in more detail below. Non-linear effects are due to the large birefringence of the optical fiber, the small effective area of the optical fiber and the high power levels required for the gate signal. In particular, the input signal exhibits an undesirable magnitude of non-linear effects since a high power level for the gate signal is required to switch the input signal. A high power level for the gate signal is needed because of the large birefringence of the optical fiber.
Jak se hovořilo výše, jeden z nelineárních účinků, vykazovaný vstupním signálem a který se zvětšuje se zvětšující s výkonovou hladinou hradlového signálu, je křížová fázová modulace. Velikost křížové fázové modulace vykazovaná vstupním signálem může být přibližně určena podle následující rovniceAs discussed above, one of the non-linear effects exhibited by the input signal and which increases with increasing power level of the gate signal is cross phase modulation. The amount of cross-phase modulation exhibited by the input signal can be approximately determined according to the following equation
ΔΦ = (2π/λ)*[L*N2*I ] kde L je délka optického vlákna, Nj je index lomu jádra a I je výkonová hladina nebo intenzita hradlového signálu ve wattech. Jak je možné vidět z této rovnice, velikost křížové fázové modulace vykazovaná vstupním signálem se zvětšuje s výkonovou hladinou nebo intenzitou hradlového signálu. Podle toho zmenšení výkonové hladiny hradlového signálu zmenší velikost křížové fázové modulace.L = (2π / λ) * [L * N 2 * I] where L is the length of the optical fiber, Nj is the refractive index of the core and I is the power level or gate signal intensity in watts. As can be seen from this equation, the amount of cross-phase modulation exhibited by the input signal increases with the power level or gate signal intensity. Accordingly, reducing the power level of the gate signal reduces the amount of cross-phase modulation.
Podsiata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION
Optický vláknový přepínač v souladu s tímto vynálezem obsahuje optické v 1ákno, generující systém hradlového signálu a spojovací systém. Optické vlákno má dvojlom mezi 10*® a 10*® a efektivní plochu alespoň 40 čtverečních mikrometrů. Generující systém generuje hradlový signál, který má první výkonovou hladinu, která způsobuje nelineární dvojlom v optickém vláknu, který je příčinou toho, že vstupní signál v optickém vláknu přepne způsoby polarizace. Spojovací systém spojuje vstupní signál a hradlový signál do optického vlákna.The fiber optic switch in accordance with the present invention comprises an optical fiber generating gate signal system and coupling system. The optical fiber has a birefringence between 10 * ® and 10 * ® and an effective area of at least 40 square micrometers. The generating system generates a gate signal having a first power level that causes non-linear birefringence in the optical fiber, causing the input signal in the optical fiber to switch polarization methods. The splice system connects the input signal and the gate signal to the optical fiber.
Optické vlákno v optickém vláknovém přepínači je navrženo tak, aby minimalizovalo nelineární účinky. které by zhoršovaly v optickém vláknovém přepínači vstupní signál. Optický vláknový přepínač je zvláště schopen zmenšit nelineární účinky takové, jako je vláknová pojistka, vytvoření solitonů vyššího řádu a kžížová fázová modulace, použitím optického vlákna, které má minimální dvojlom potřebný pro zachování polarizace a který má větší efektivní plochu a vyžaduje nižší výkonovou hladinu pro zajištění nízkého spojení způsobu polarizace pro hradlový signál k přepnutí vstupního signálu v optickém vláknu, oproti dřívějším optickým vláknovým přepínačům popsaným dříve.The optical fiber in the optical fiber switch is designed to minimize non-linear effects. that would worsen the input signal in the fiber optic switch. The fiber optic switch is particularly capable of diminishing nonlinear effects such as fiber fuse, higher order solitons and cross phase modulation, using an optical fiber having the minimum birefringence required to maintain polarization and which has a larger effective area and requires a lower power level to provide a low connection polarization method for the gate signal to switch the input signal in the optical fiber, as opposed to the earlier optical fiber switches described previously.
Přehled obrázků na yý k resechOverview of the pictures on the res
Na obr. 1 je blokové schéma optimalizovaného dvojlomného vláknového přepínače v souladu s tímto vynálezem a na obr. 2 je pohled na příčný průřez optického vlákna v optimalizovaném dvoj lomném vláknovém přepínači, provedený podél přímky 2-2 na obr. 1.Fig. 1 is a block diagram of an optimized birefringent fiber switch in accordance with the present invention; and Fig. 2 is a cross-sectional view of an optical fiber in the optimized birefringent fiber switch taken along line 2-2 of Fig. 1.
Příklady provedení vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Optický vláknový přepínač 10 v souladu s tímto vynálezem je znázorněn na obr. 1 a obsahuje optické vlákno 12 s dvojlomem mezi 10'5 a 10'® a efektivní plochou alespoň 40 čtverečních mikrometrů, spojku 14 a laserový generátor 18. Optické vlákno 12 v optickém vláknovém přepínači 10 je navrženo tak, aby minimalizovalo nelineární účinky, které by v optickém vláknovém přepínači 10 zhoršovaly vstupní signál. Optický vláknový přepínač 10 je zvláště navržen tak, aby zmenšil výkonovou hladinu požadovanou hradlovým signálem, aby byl schopen způsobit nelineární dvojlom a přepnoui vstupní signál v optickém vláknu ±2. Kombinace hradlového signálu s nízkou výkonovou hladinou a optického vlákna 12 s minimálním dvojlomem a větší efektivní plochou zmenšuje velikost nežádoucích nelineárních účinků na vstupní signály v optickém vláknovém přepínači 10.An optical fiber switch 10 in accordance with the present invention is shown in Fig. 1 and comprises an optical fiber 12 having a birefringence between 10 ' 5 and 10' ® and an effective area of at least 40 square micrometers, a coupling 14 and a laser generator 18. The fiber switch 10 is designed to minimize non-linear effects that would impair the input signal in the fiber optic switch 10. The fiber optic switch 10 is particularly designed to reduce the power level required by the gate signal to be able to cause non-linear birefringence and to switch the input signal in the fiber optic ± 2. The combination of a low power level gate signal and optical fiber 12 with minimal birefringence and greater effective area reduces the magnitude of unwanted nonlinear effects on the input signals in the optical fiber switch 10.
S ještě určitějším odvoláním na obr. 1 optický vláknový přepínač 10 obsahuje optické vlákno 12, které je navrženo tak, aby mělo dostatečně velký dvojlom zachování polarizace v prvním a druhém způsobu polarizace v optickém vláknu 12. který je ni < méně dostatečně malý, aby minimalizoval nelineární účinky, které zhoršují vstupní signály v optickém vláknovém přepínači 10. Dvojlom optického vlákna 12 je s výhodou navržen tak, aby byl v rozsahu 10'^ a 10*®, což je minimální rozsah, který je dostatečný pro zachování polarizace a pro zajištění nízkého spojení způsobu polarizace. Optické vlákno 12 nemusí být silně dvojlomné jako dřívější optická vlákna, o kterých se hovořilo dříve, aby bylo schopné zachovat polarizaci.Referring more specifically to FIG. 1, the fiber optic switch 10 includes an optical fiber 12 that is designed to have a sufficiently large birefringence of maintaining polarization in the first and second polarization methods in the optical fiber 12 which is less than small enough to minimize non-linear effects that worsen the input signals in the fiber optic switch 10. The birefringence of the fiber optic 12 is preferably designed to be in the range of 10 ' and 10 ', a minimum range that is sufficient to maintain polarization and ensure low combining the polarization method. The optical fiber 12 need not be strongly birefringent as earlier optical fibers discussed earlier in order to be able to maintain polarization.
Protože optické vlákno je během použití pravděpodobně zkrouceno a ohnuto, musí být dostatečný minimální rozsah dvoj lomu optického vlákna 1.2, s výhodou 10'^ až 10'®, aby zamezil spojení mezi způsoby polarizace v optickém vláknu 12 během ohnutí a zkroucení optického vlákna 1 2. Jak je vysvětleno níže, je dvojlom v rozsahu 10'^ a? I O'6 pro optické vlákno 12 dostatečný, aby zamezil spojení mezi způsoby polarizace v optickém vláknu 12 vlivem ohnutí a zkroucení.Since the optical fiber is likely to be twisted and bent during use, there must be a sufficient minimum birefringence range of the optical fiber 1.2, preferably 10' až to 10'®, to prevent connection between the polarization methods in the optical fiber 12 during bending and twisting of the optical fiber 1 2 As explained below, the birefringence is in the range 10 '^ a? I O '6 optical fiber 12 is sufficient to prevent coupling between polarization modes in optical fiber 12 due to bending and twisting.
O dvoj lomu v optickém vláknu způsobeném vlivem ohnutí se hovoří v publikaci Rotational Effects of Polarization in Optical Fibers in Anisotropic and Nonlinear Optical Waveguides (Rotační účinky polarizace v optických vláknech v anizotropních a nelineárních optických vlnovodech), R. Dandliker, Elseview Press, 1992, která je zde začleněna jako odvolávka. Jak se hovoří u Dandlikera, může se dvoj lom η v optickém vláknu 12 způsobený vlivem ohnutí určit z následující rovnice η = (2π/λ)[0,0685 r2/R2] = ( 2π/λ) Anbend (pozn. překladatele: v originálu chybí na pravé straně rovnice první závorka, coř plyne ze srovnání s dále uvedeném příkladem) kde λ je vlnová délka vstupního signálu, r je poloměr vlákna a R je poloměr ohnutí. Podle toho je-li rozsah dvoj lomu optického vlákna 12 známý a poloměr r optického vlákna je známý, může být určen poloměr R optického vlákna 12. o který může být ohnuto aniž vznikne spojení mezi způsoby polarizace.Bending in the optical fiber due to bending is discussed in Rotational Effects of Polarization in Optical Fibers in Anisotropic and Nonlinear Optical Waveguides, R. Dandliker, Elseview Press, 1992, which is incorporated herein by reference. As discussed by Dandliker, the bending η in optical fiber 12 due to bending can be determined from the following equation η = (2π / λ) [0.0685 r 2 / R 2 ] = (2π / λ) An bend where λ is the wavelength of the input signal, r is the fiber radius and R is the bending radius. Accordingly, if the birefringence range of the optical fiber 12 is known and the radius r of the optical fiber is known, the radius R of the optical fiber 12 can be determined which can be bent without establishing a connection between the polarization methods.
Např. pro optické vlákno 12 i pro Anben(| - 10 7 je potom R2 = (0,0685 * 107)(r2). Jestliže 2r = 0,0625 mm, potom použitím výše uvedené rovnice R = 5 cm a průměr ohnutí je 10 cm. Jak je uvedeno v tomto příkladu, může podle toho být optické vlákno 12 pro zabalení ohnuto kolem cívky s průměrem 10 cm, která je schopná být zabalena bez způsobení spojení mezi způsoby polarizace.E.g. the optical fiber 12 for An ben (| - 10 7 is then R 2 = (0.0685 * 10 7) ( R 2). If 2r = 0.0625 mm, then using the equation above R = 5 cm and the diameter Accordingly, as shown in this example, the optical fiber 12 for wrapping may be bent around a 10 cm diameter reel capable of being wrapped without causing a connection between the polarization methods.
Zkroucení optického vlákna 12 může také být příčinou problémů a má vliv na minimální dvojlom, který by mohl být použit. O velikosti výkonu spojeného v optickém vláknu od jednoho způsobu polarizace k druhému způsobu polarizace vlivem zkroucení optického vlákna se hovoří v publikaci Rotational Effects of Polarization in Optical Fibers in Anisotropic and Nonlinear Optical Waveguides (Rotační účinky polarizace v optických vláknech v anizotropních a nelineárních optických vlnovodech), R. Dandliker, Elseview Press, 1992, která je zde začleněna jako odvolávka. Jak se hovoří u Dandlikera může se velikost výkonu ve dvou způsobech polarizace v optickém vláknu určit použitím následující maticové rovnice:The twisting of the optical fiber 12 can also cause problems and affect the minimal birefringence that could be used. The magnitude of the power coupled in an optical fiber from one polarization method to the other polarization method due to optical fiber twist is discussed in Rotational Effects of Polarization in Optical Fibers in Anisotropic and Nonlinear Optical Waveguides. , R. Dandliker, Elseview Press, 1992, incorporated herein by reference. As Dandliker says, the magnitude of the power in the two optical fiber polarization methods can be determined using the following matrix equation:
V této analýze je η vlastní dvojlom optického vlákna I 2 , σ je dvojlom způsobený zkroucením, γ je celkový dvojlom, d je délka optického vlákna a i je v^T.In this analysis, η is the intrinsic birefringence of the optical fiber I 2, σ is the birefringence caused by the twist, γ is the total birefringence, d is the length of the optical fiber and i is v ^ T.
Dvojlom σ způsobený zkroucením je také dán vztahem σ = Ο,16Τ/2 kde T je velikost zkroucení v rad/m. Celkový dvojlom je γ = η2·The birefringence σ caused by the twist is also given by σ = Ο, 16Τ / 2 where T is the magnitude of the twist in rad / m. The total birefringence is γ = η 2 ·
Výkon spojení v dB jeConnection power in dB is
PdB = 10 log|0 [(o/v)(sin yd)/(cos yd + i(n/y)sin yd) ] (Pozn. překladatele: v originálu není uvedena první kulatá závorka v hranaté závorce, coř neodpovídá výrazu uvedenému v předchozí maticové rovnici). Např. z výpočtu pro velikost zkroucení T = 0,628 rad/m pro optické vlákno 12 délky 10 m s přirozeným dvoj lomem Δη = 10® se dostane příčné spojení -20 dB, což je dostatečně málo. Podle toho je minimální dvojlom v rozsahu 10’5 až 10'® přijatelný.P dB = 10 log | 0 [(o / v) (sin yd) / (cos yd + i (n / y) sin yd)] Note: the original does not include the first parenthesis in square brackets, which does not match the expression given in the previous matrix equation ). E.g. from the calculation for the magnitude of T = 0.628 rad / m for the optical fiber 12 with a length of 10 m with a natural birefringence Δη = 10®, a transverse connection of -20 dB is obtained, which is sufficiently low. Accordingly, a minimum birefringence in the range 10 -5 to 10'® acceptable.
Optické vlákno 12 má také větší efektivní plochu než dřívější optická vlákna v optických vláknových přepínačích. Efektivní plocha optického vlákna 12 je s výhodou 40 čtverečních mikrometrů nebo větší. Jak je dobře známo odborníkům v oboru, zvětšení efektivní plochy optického vlákna 12 pomáhá zmenšit nelineární účinky na jakýkoli vstupní signál v optickém vláknu 12.Optical fiber 12 also has a larger effective area than prior optical fibers in optical fiber switches. The effective area of the optical fiber 12 is preferably 40 square micrometers or greater. As is well known to those skilled in the art, increasing the effective area of the optical fiber 12 helps to reduce non-linear effects on any input signal in the optical fiber 12.
Podle obr. 2 má optické vlákno 12 eliptický tvar příčného průřezu s vedlejší či rychlou osou 20 a hlavní či pomalou osou 22. Eliptický tvar příčného průřezu optického vlákna 1 2 způsobuje, že optické vlákno 12 má dvojlom a určitý tvar eliptického příčného průřezu optického vlákna 12 určuje velikost dvojlomu. Poměr druhé délky k první délce je asi 2:1. Poměr délky hlavní osy 22 k délce vedlejší osy 20 je s výhodou asi 1,5 až 1, aby se dostal dvoj lom v rozsahu 10'® až 10®. Jestliže tvar příčného průřezu optického vlákna 12 je příliš eliptický, tj. hlavní osa 22 je mnohem delší než vedlejší osa 20., potom hradlový signál bude potřebovat příliš velkou velikost výkonu pro přepnutí vstupního signálu. Jestliže tvar příčného řezu optického vlákna 12 je příliš kulatý, tj. délka hlavní osy 22 a vedlejší osy 20 je přibližně stejná, potom optické vlákno nebude schopné zachovat polarizaci a tak nemůže být použito v optickém vláknovém přepínači 10. Ačkoli optické vlákno 12 s olipt ickým tvarem příčného řezu dosahuje žádaného dvojlomu, mohly by být použity jiné typy optického vlákna takové, jako je optické vlákno s napnutou tyčkou, jehož dvojlom by byl uvnitř žádaného rozsahu.According to Fig. 2, the optical fiber 12 has an elliptical cross-sectional shape with a minor or rapid axis 20 and a major or slow axis 22. The elliptical cross-sectional shape of the optical fiber 12 causes the optical fiber 12 to have birefringence and a certain elliptical cross-sectional shape of the optical fiber 12 determines the size of the birefringence. The ratio of the second length to the first length is about 2: 1. The ratio of the length of the major axis 22 to the length of the minor axis 20 is preferably about 1.5 to 1 in order to obtain a birefringence in the range of 10'® to 10®. If the cross-sectional shape of the optical fiber 12 is too elliptical, ie the major axis 22 is much longer than the minor axis 20. then the gate signal will need too much power to switch the input signal. If the cross-sectional shape of the optical fiber 12 is too round, i.e. the length of the major axis 22 and the minor axis 20 is approximately the same, then the optical fiber will not be able to maintain polarization and thus cannot be used in the optical fiber switch 10. the cross-sectional shape achieves the desired birefringence, other types of optical fiber such as a fiber-optic fiber with a birefringence within the desired range could be used.
Podle obr. 1 obsahuje optický vláknový přepínač 10 také laserový generátor 18, spojku 14 a filtr 30 (Pozn. překladatele: v originálu nesprávná 24.). Laserový generátor 18 generuje hradlový signál, který způsobuje nelineární dvojlom v optickém vláknu 1 2, který je příčinou přepnutí mezi způsoby polarizace vstupního signálu. Hradlový signál daný na výstupu laserového generátoru 18 může mít rozsah výkonových hladin. Protože optické vlákno 12 má nižší dvojlom než dřívější optická vlákna, může být použita pro hradlový signál nižší hladina výkonu. Ačkoli toto určité provedení používá laserový generátor 1.8, může být použit jakýkoliv typ systému, který generuje hradlový signál s požadovanou výkonovou hladinou. Spojka 14 spojuje jakékoli vstupní signály a jakékoli hradlové signály dané na vstup optického v 1ákna 12. Spojka 14 je umístěna mezi optické vlákno 26 a jeden konec optického vlákna 12. V preferovaném provedení je spojka 14. spojkou multiplexu s dělením podle délky vlny (WDM wawelength division mu 11ip1exer). Ačkoli je uvedena jediná spojka 14, mohly by být použity oddělené spojky pro dání na vstup vstupního signálu a hradlového signálu. Filtr 30 (pozn. překladatele: v originálu je nesprávně uvedeno 2_4) je spojen s druhým koncem 32 optického vlákna 12 a odstraňuje nežádoucí vlnové délky potom co byl přepnut vstupní signál, obsahující jakýkoli inadlový signál, který zůstává.Referring to Figure 1, the fiber optic switch 10 also includes a laser generator 18, a clutch 14, and a filter 30. The laser generator 18 generates a gate signal which causes a non-linear birefringence in the optical fiber 12 causing the input signal to be polarized. The gate signal given at the output of the laser generator 18 may have a power level range. Since the optical fiber 12 has a lower birefringence than earlier optical fibers, a lower power level can be used for the gate signal. Although this particular embodiment uses a laser generator 1.8, any type of system that generates a gate signal at the desired power level can be used. The coupler 14 connects any input signals and any gate signals given to the optical fiber input 12. The coupler 14 is positioned between the optical fiber 26 and one end of the optical fiber 12. In the preferred embodiment, the coupler 14 is a WDM wawelength coupling division mu 11ip1exer). Although a single connector 14 is shown, separate connectors could be used to input the input signal and the gate signal. The filter 30 is connected incorrectly to the other end 32 of the optical fiber 12 and removes unwanted wavelengths after the input signal containing any flint signal that remains remains.
Vláknový optický přepínač 10 pracuje, když je vstupní signál připojen na optické vlákno 12 přes spojku 14, aby se šířil v jednom ze způsobů polarizace. Dvojlom optického vlákna 12 je v rozsahu 10'5 až 10'^, který je dostatečný pro zachování polarizace a pro zajištění nízkého spojení způsobu polarizace. Když je hradlový signál dán na vstup optického vlákna 12 přes druhou spojku 16 ve stejném způsobu polarizace jako vstupní signál, způsobí hradlový signál v optickém vláknu 12 nelineární dvojlom, který je příčinou přepnutí vstupního signálu a šíření v jiném způsobu polarizace, jestliže je výkonová hladina hradlového signálu dostatečná.The fiber optic switch 10 operates when the input signal is coupled to the optical fiber 12 via a connector 14 to propagate in one of the polarization methods. The birefringence of the optical fiber 12 is in the range 10 ' 5 to 10 ' which is sufficient to maintain polarization and to ensure a low connection of the polarization method. When the gate signal is input to the optical fiber 12 via the second connector 16 in the same polarization mode as the input signal, the gate signal in the optical fiber 12 causes a non-linear birefringence causing the input signal to switch and propagate in another polarization mode when the gate power level is signal sufficient.
Jak se hovořilo výše, výkonová hladina potřebná pro hradlový signál, aby způsobil nelineární dvojlom v optickém vlákně 1 2 a aby byl příčinou přepnutí způsobu polarizace vstupního signálu, závisí na dvojlomu optického vlákna 12. Dvojlom optického vlákna 12 může být určen podle následující rovnice, o které se hovoří v práci M.N. Islama Ultrafast Fiber Switching Devices and Systems (Ultrarychlé vláknové přepínací zařízení a systémy), Cambridge University Press, 1992, která je zde začleněna jako odvolávkaAs discussed above, the power level required for the gate signal to cause non-linear birefringence in the optical fiber 12 and to cause the input signal polarization to switch is dependent on the birefringence of the optical fiber 12. The birefringence of the optical fiber 12 can be determined according to the following equation. that is spoken in the work of MN Islama Ultrafast Fiber Switching Devices and Systems, Cambridge University Press, 1992, incorporated herein by reference
ΔΝ = Ο,33Ν2(Ιχ - Iy) kde ÁN je nelineární dvoj lom, Nj je nelineární index lomu jádra optického vlákna 12 , Ιχ je intenzita vstupního signálu podél osy x a je intenzita vstupního signálu podél osy y. Uvažujme pro účely tohoto rozboru, že způsob polarizace se rozprostírá podél osy x a osy y a že intenzita Iy je nulová. I* může být dále definována jako= Ο, 33Ν 2 (Ι χ - I y ) where AN is the nonlinear birefringence, Nj is the nonlinear refractive index of the optical fiber core 12, χ χ is the input signal intensity along the x-axis and the input signal intensity along the y-axis. For the purposes of this analysis, consider that the polarization method extends along the x-axis and the y-axis and that the intensity I y is zero. I * can be further defined as
I, = Ρ,/Λ, kde Py je výkonová hladina vstupu hradlového signálu a Ay je efektivní plocha optického vlákna 1 2. Dosazení výše uvedené rovnice do rovnice pro výpočet dvoj lomu optického vlákna 12 vede na rovniciI, = Ρ, / Λ, where Py is the power level of the gate signal input and Ay is the effective area of the optical fiber 1 2. The substitution of the above equation into the equation for calculating the birefringence of the optical fiber 12 leads to the equation
ΔΝ = 0,33Nj Py/Ay .ΔΝ = 0.33Nj Py / Ay.
Řešení výše uvedené rovnice pro Py vede na následující rovniciThe solution of the above equation for P y leads to the following equation
Py = ( ΔΝ* Ay)/0,3 3Nj .Py = (ΔΝ * Ay) / 0.3 3Nj.
Podle toho je-li dvojlom optického vlákna 12 navržen tak, aby byl menší, tj. v rozsahu 10'® a 10’®, než pro dřívější optická vlákna v optických vláknových přepínačích, jak byly popsány dříve, potom bude výkon Py hradlového signálu také nižší, jak může být vidět z této rovnice. Výkony hradlových signálů jsou s výhodou v rozsahu mezi 0,1 a 10 kW. Jak se hovořilo výše, závisí velikost křížové fázové modulace vstupního signálu optického vlákna 12 na výkonu hradlového signálu. Zmenšení velikosti výkonu požadovaného pro hradlový signál zmenšuje velikost křížové fázové modulace.Accordingly, if the birefringence of the optical fiber 12 is designed to be smaller, i.e., in the range of 10'® and 10'®, than for earlier optical fibers in the optical fiber switches as previously described, then the Py signal of the gate signal will also be lower as can be seen from this equation. The gate signal powers are preferably in the range between 0.1 and 10 kW. As discussed above, the amount of cross-phase modulation of the optical fiber input signal 12 depends on the gate signal power. Reducing the amount of power required for the gate signal reduces the amount of cross-phase modulation.
Jak může být vidět z rovnice pro výpočet dvoj lomu optického vlákna 12, zmenšení dvoj lomu optického vlákna 12 také dovoluje, aby se zvětšila efektivní plocha. Řešení rovnice pro výpočet dvoj lomu optického vlákna 12 pro efektivní plochuAs can be seen from the equation for calculating the birefringence of the optical fiber 12, reducing the birefringence of the optical fiber 12 also allows the effective area to be increased. Solution of equation for calculating birefringence of optical fiber 12 for effective area
Aj vede k následující rovniciAj leads to the following equation
AT = (O,33N2 Pj )/ÍN.A T = (O, 2 H 33 Pj) / IN.
Podle toho je-li dvojlom optického vlákna 12 navržen tak, aby byl menší, jak je popsáno výše v rozsahu mezi 10'5 a 10‘®, potom, jak může být vidět z této rovnice, bude efektivní plocha optického vlákna 12 větší. Efektivní plocha optického vlákna 12 je s výhodou 40 čtverečních mikrometrů nebo větší. Jak je dobře známo odborníkům v oboru, zvětšení efektivní plochy optického vlákna 12 zmenší nežádoucí nelineární účinky na vstupní signál. Tak je optický vláknový přepínač _10 schopen zmenšit nelineární účinky, zvláště vláknové pojistky a generování solitonů vyššího řádu způsobené Ramanovým efektem, zmenšením dvojlomu, zvětšením efektivní plochy a zmenšením výkonu požadovaného pro hradlový signál.Accordingly, if the birefringence of the optical fiber 12 is designed to be smaller as described above in the range between 10 ' 5 and 10' ®, then, as can be seen from this equation, the effective area of the optical fiber 12 will be greater. The effective area of the optical fiber 12 is preferably 40 square micrometers or greater. As is well known to those skilled in the art, increasing the effective area of the optical fiber 12 will reduce unwanted nonlinear effects on the input signal. Thus, the fiber optic switch 10 is able to reduce nonlinear effects, especially fiber fuses and the generation of higher order solitons caused by the Raman effect, reduced birefringence, increased effective area, and reduced power required for the gate signal.
Tím že byla právě popsána základní koncepce působení, bude snadno odborníkům z oboru zřejmé, že předchozí podrobné vysvětlení je míněno jen k uvedení příkladu a že není omezující. Různé změny, /lepšení a modifikace se vyskytnou a jsou zamýšleny pro odborníky v oboru, i když zde nejsou výslovně vyloženy. Tyto modifikace, změny a zlepšení jsou myšleny tak, že jsou tímto naznačeny a jsou v duchu rozsahu vynálezu. Podle toho je vynález omezen jen na následující nároky a jejich ekvivalenty.Having just described the basic concept of action, it will be readily apparent to those skilled in the art that the foregoing detailed explanation is intended to be exemplary only and is not limiting. Various changes, improvements and modifications will occur and are intended for those of ordinary skill in the art, although not explicitly set forth herein. These modifications, changes and improvements are intended to be indicated herein and are within the scope of the invention. Accordingly, the invention is limited to the following claims and their equivalents.
Claims (7)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU96115314/28A RU2160459C2 (en) | 1996-07-09 | 1996-07-09 | Optical fiber switch |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ69898A3 true CZ69898A3 (en) | 1999-04-14 |
Family
ID=20183828
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ98698A CZ69898A3 (en) | 1996-07-09 | 1997-07-01 | Optimized double refracting fiber change-over switch |
Country Status (13)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0870211A4 (en) |
| JP (1) | JPH11513142A (en) |
| KR (1) | KR19990044482A (en) |
| CN (1) | CN1196801A (en) |
| AU (1) | AU3650997A (en) |
| BR (1) | BR9706562A (en) |
| CA (1) | CA2222152A1 (en) |
| CZ (1) | CZ69898A3 (en) |
| HU (1) | HUP0000035A2 (en) |
| MX (1) | MX9801850A (en) |
| PL (1) | PL325418A1 (en) |
| RU (1) | RU2160459C2 (en) |
| WO (1) | WO1998001780A1 (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4740994B2 (en) * | 2008-12-26 | 2011-08-03 | 住友大阪セメント株式会社 | Light modulator |
| CN104952137A (en) * | 2015-07-21 | 2015-09-30 | 华北理工大学 | Night-out detecting system for dormitory of college |
| CN110221502B (en) * | 2019-07-04 | 2022-06-14 | 杭州电子科技大学 | All-optical steep optical switch with second-order coupling dispersion and active nonlinear birefringent optical fiber coupler |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59200486A (en) * | 1983-04-27 | 1984-11-13 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Light amplifying device by optical fiber |
| GB2151805B (en) * | 1983-12-16 | 1987-05-28 | Standard Telephones Cables Ltd | Optical elements |
| US4784450A (en) * | 1984-10-15 | 1988-11-15 | Hughes Aircraft Company | Apparatus for generating and amplifying new wavelengths of optical radiation |
| US4741586A (en) * | 1987-02-20 | 1988-05-03 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Dynamic coupler using two-mode optical waveguides |
| US5189676A (en) * | 1989-09-06 | 1993-02-23 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Broadband laser source |
| US5386314A (en) * | 1993-09-10 | 1995-01-31 | At&T Corp. | Polarization-insensitive optical four-photon mixer with orthogonally-polarized pump signals |
| RU2114453C1 (en) * | 1994-07-05 | 1998-06-27 | Майер Александр Александрович | Method for switching optical waves of orthogonal polarization |
| US5617200A (en) * | 1995-12-27 | 1997-04-01 | Corning Incorporated | Pulse method for measurement of relative secondary path intensities in optical waveguide systems |
-
1996
- 1996-07-09 RU RU96115314/28A patent/RU2160459C2/en active
-
1997
- 1997-07-01 CZ CZ98698A patent/CZ69898A3/en unknown
- 1997-07-01 BR BR9706562A patent/BR9706562A/en not_active Application Discontinuation
- 1997-07-01 PL PL97325418A patent/PL325418A1/en unknown
- 1997-07-01 WO PCT/US1997/011698 patent/WO1998001780A1/en not_active Application Discontinuation
- 1997-07-01 CA CA002222152A patent/CA2222152A1/en not_active Abandoned
- 1997-07-01 HU HU0000035A patent/HUP0000035A2/en unknown
- 1997-07-01 EP EP97933288A patent/EP0870211A4/en not_active Ceased
- 1997-07-01 AU AU36509/97A patent/AU3650997A/en not_active Abandoned
- 1997-07-01 MX MX9801850A patent/MX9801850A/en not_active Application Discontinuation
- 1997-07-01 JP JP10505286A patent/JPH11513142A/en active Pending
- 1997-07-01 KR KR1019980701730A patent/KR19990044482A/en not_active Application Discontinuation
- 1997-07-01 CN CN97190820A patent/CN1196801A/en active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| BR9706562A (en) | 1999-07-20 |
| CN1196801A (en) | 1998-10-21 |
| CA2222152A1 (en) | 1998-01-09 |
| EP0870211A4 (en) | 1999-09-15 |
| HUP0000035A2 (en) | 2000-05-28 |
| RU2160459C2 (en) | 2000-12-10 |
| PL325418A1 (en) | 1998-07-20 |
| JPH11513142A (en) | 1999-11-09 |
| KR19990044482A (en) | 1999-06-25 |
| AU3650997A (en) | 1998-02-02 |
| WO1998001780A1 (en) | 1998-01-15 |
| MX9801850A (en) | 1998-08-30 |
| EP0870211A1 (en) | 1998-10-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4741586A (en) | Dynamic coupler using two-mode optical waveguides | |
| EP0758493B1 (en) | Single polarization fiber and amplifier | |
| WO1993005430A1 (en) | Depolarizer for electromagnetic radiation | |
| US6980707B2 (en) | Waveguide type variable optical attenuator | |
| Peřina et al. | Quantum statistics and dynamics of nonlinear couplers | |
| CZ69898A3 (en) | Optimized double refracting fiber change-over switch | |
| US5946428A (en) | Fiber optic system with simultaneous switching and raman | |
| US5966479A (en) | Optimized birefringent fiber switch | |
| Da Silva et al. | Soliton switching in three-core nonlinear directional fiber couplers | |
| Griffin et al. | Asymmetric multimode couplers | |
| JPH03123323A (en) | Fiber coupler | |
| US5878065A (en) | Fabry-perot pulsed laser having a switchable loop reflector | |
| Suetsugu et al. | Effects of random mode coupling on polarization mode dispersion and power penalty in single-mode fiber systems | |
| KR20000038939A (en) | Optical fiber device | |
| Nolan | Multiply tapered fiber devices | |
| JP3288700B2 (en) | Optical switch | |
| Pan et al. | Ultrabroadband monolithically-fused 1/spl times/4 fiber-optic couplers | |
| CN112421356A (en) | Polarization locking vector soliton fully-polarization-maintaining fiber laser | |
| JP2818365B2 (en) | Active optical fiber coupler and method of manufacturing the same | |
| Gonthier et al. | New design for wavelength-flattened 2× 2 tapered fused couplers for single-and few-mode fibers | |
| JPH0331826A (en) | Light amplification type switching component | |
| Boyle et al. | Wavelength-tunable polarization-independent demultiplexing in an all-fiber polarization diversity nonlinear optical-loop mirror | |
| EP0870208A2 (en) | Fiber optic system with simultaneous switching and raman | |
| Ibarra-Escamilla et al. | Stable nonlinear optical loop mirror switching using polarization rotation | |
| US20050089259A1 (en) | All-fiber broadband polarization combiner |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD00 | Pending as of 2000-06-30 in czech republic |