DE10024607B4 - Optisch gesteuerter Schalter - Google Patents

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Abstract

Optisch gesteuerter Schalter zum getakteten Schalten hochratiger optischer Datenpulse in einer optischen Datenleitung mit einer sättigbaren Absorbersektion, in die über eine Steuerleitung optische Steuerpulse zur schnellen Vergrößerung ihrer Durchlässigkeit einstrahlbar sind, und einer der Absorbersektion in der optischen Datenleitung vor- oder nachgeschalteten getrennten Verstärkersektion, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkersektion (OAS) von den Steuerpulsen (CPSAS) für die Absorbersektion (SAS) optisch abgekoppelt ist und zur schnellen Verringerung ihrer Durchlässigkeit durch Ausnutzung der Kreuzgewinnmodulation (XGM) mit einer eigenen Steuerleitung (CLOAS) verbunden ist, über die zusätzliche optische Steuerpulse (CPOAS) in die Verstärkersektion (OAS) einstrahlbar sind, die zur Optimierung des für das Schalten der Datenpulse (DP) erforderlichen Schaltfensters (SW) in einer vorgegebenen Parameterrelation (P) zu den Steuerpulsen (CPSAS) für die Absorbersektion (SAS) generiert werden.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf einen optisch gesteuerten Schalter zum getakteten Schalten hochratiger optischer Datenpulse in einer optischen Datenleitung mit einer sättigbaren Absorbersektion, in die über eine Steuerleitung optische Steuerpulse zur schnellen Vergrößerung ihrer Durchlässigkeit einstrahlbar sind, und einer der Absorbersektion in der optischen Datenleitung vor- oder nachgeschalteten getrennten Verstärkersektion.
  • Derartige optische Schalter sind beispielsweise aus der DE 198 05 413 A1 bekannt. Die hier beschriebenen optischen Schalter basieren auf dem Prinzip der Interferenz oder der Vierwellenmischung. Bei den Interferometeranordnungen werden die zu schaltenden Datenpulse mittels optischer Koppler in zwei Teilpulse aufgespalten und anschließend wieder zu einem Puls zusammengeführt, wodurch Interferenz auftritt. Durch gezielte Änderung der Phasen der Teilpulse kann konstruktive oder destruktive Interferenz erreicht werden. Die Phasenänderung wird durch Kreuzphasenmodulation in Halbleiterlaserverstärkern erreicht. Das bedeutet, dass je ein Steuerpuls einen Halbleiterlaserverstärker sättigt und damit dessen Brechungsindex kurzzeitig ändert. Dabei werden die Halbleiterlaserverstärker und die Wellenlänge der Steuerpulse derart gewählt, dass ausschließlich die Phase der Datenpulse geändert wird (Kreuzphasenmodulation) und nicht deren Amplitude (Kreuzgewinnmodulation). Interferometrische Schalter reagieren auf mechanische und thermische Störungen sehr empfindlich. Innerhalb eines Interferometerarmes darf sich weder die Länge des Wellenleiters noch dessen Dämpfungs- und Polarisationseigenschaft ändern. In hybriden Realisationen (Einzelkomponenten werden mit Glasfasern verbunden) ist daher im Allgemeinen eine passive oder sogar aktive Stabilisierung notwendig. In monolithisch integrierten Realisationen müssen beide Interferometerarme schon bei der Prozessierung aufeinander abgestimmt sein, da eine nachträgliche Optimierung nicht oder nur sehr aufwendig möglich ist.
  • Bei den Anordnungen zur Vierwellenmischung werden durch deren nichtlinearen Effekt bei gleichzeitiger Einstrahlung zweier gleichpolarisierter Lichtpulse verschiedener Wellenlängen zwei weitere Lichtpulse bei neuen Wellenlängen erzeugt. Die neu generierten Wellenlängenkomponenten sind das Ausgangssignal des Schalters. Da die Vierwellenmischung ein polarisationsabhängiger Effekt ist, darf sich die Polarisation der Dateneingangspulse nicht ändern. In einem realen Übertragungssystem ist jedoch die Kontrolle der Polarisation der Dateneingangspulse kaum möglich. Weiterhin besitzen die Datenausgangspulse eine andere Wellenlänge als die Dateneingangspulse.
  • Der Stand der Technik, von dem die Erfindung ausgeht, wird in der europäischen Druckschrift EP 0 853 397 A3 offenbart. Der hier beschriebene optische Schalter basiert auf dem Prinzip der sättigbaren Absorption. Die Realisierung besteht aus einer beidseitig entspiegelten Zweisektionslaserdiode. Die erste Sektion ist die Verstärkersektion, während die kürzere, zweite Sektion durch Anlegen einer Spannung in Sperrichtung als sättigbarer Absorber funktioniert. Die Verstärkersektion in diesem bekannten Schalter dient je nach ihrer Anordnung in der Datenleitung ausschließlich als Vorverstärker für die Steuerpulse für die Absorbersektion, von denen sie ebenfalls durchlaufen wird, bzw. als Nachverstärker für die geschalteten Datenpulse. In der Schalteranwendung wird die Absorbersektion durch einen Steuerpuls gesättigt, wodurch die Absorption kurzzeitig abnimmt und ein etwa zeitgleicher Datenpuls transmittiert werden kann. Danach ist die Absorptionssektion zunächst erschöpft und es wird eine Erholungszeit benötigt, bevor ein weiterer Schaltvorgang durch einen nächsten Steuerpuls ausgelöst werden kann. Dadurch ist eine Begrenzung der maximal möglichen Schaltgeschwindigkeit gegeben. Das Schaltfenster für den Datenpuls wird nur durch das Absorptionsverhalten der Absorbersektion beeinflusst, eine Verkürzung ist nicht möglich.
    •
  • Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Problematik ist daher darin zu sehen, einen optischen Schalter der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass er auch für sehr schnelles Schalten von optischen Datenpulsen in hochratiger Systemen geeignet ist. Dabei soll eine datenpulsangepasste Optimierung des für den Schalttakt erforderlichen Schaltfensters möglich sein. Weiterhin soll der optische Schalter nach der Erfindung weitgehend störunempfindlich und dabei trotzdem einfach und damit kostengünstig in seinem Aufbau und in seiner Herstellbarkeit sein.
  • Für diese Problematik ist bei dem erfindungsgemäßen optischen Schalter deshalb als Lösung vorgesehen, dass die Verstärkersektion von den Steuerpulsen für die Absorbersektion optisch abgekoppelt ist und zur schnellen Verringerung ihrer Durchlässigkeit durch Ausnutzung der Kreuzgewinnmodulation mit einer eigenen Steuerleitung verbunden ist, über die zusätzliche optische Steuerpulse in die Verstärkersektion einstrahlbar sind, die zur Optimierung des für das Schalten der Datenpulse erforderlichen Schaltfensters in einer vorgegebenen Parameterrelation zu den Steuerpulsen . für die Absorbersektion generiert werden.
  • Der erfindungsgemäße optische Schalter weist damit eine Absorbersektion und eine davon getrennte Verstärkersektion auf, die auch getrennt voneinander durch entsprechende Steuerpulse ansteuerbar sind. Es wird zur Erzeugung der Anfangsflanke des Schaltfensters das Transmissionsverhalten der gesteuerten sättigbaren Absorbersektion („saturable absorption" SA) und zusätzlich zur Festlegung der Endflanke relativ zur Anfangsflanke auch das Transmissionsverhalten der nunmehr ebenfalls gesteuerten Verstärkersektion beeinflusst.
  • Die Steuerung des Transmissionverhaltens der Verstärkersektion erfolgt durch Ausnutzung des Effektes der Kreuzgewinnmodulation („cross gain modulation" XGM). Dabei wird die Durchlässigkeit der Verstärkersektion durch einen Steuerpuls stark verringert und die Sektion für Datenpulse gesperrt. Die zeitliche Breite des Schaltfensters ist also nicht mehr von der Erholungszeit der Absorbersektion abhängig, wodurch der zeitliche Abstand der schaltbaren Datenpulse im Sinne sehr hoher Datenraten minimiert werden kann.
  • Durch die Verwendung von getrennten Steuerpulsen für beide Sektionen kann das Schaltverhalten des Schalters optimiert werden. Die Betriebsparameter der verschiedenen Steuerpulse, insbesondere Leistung, Breite, Wellenlänge und Polarisation können unabhängig voneinander gewählt werden. Der Sättigungszeitpunkt als Verzögerungszeit zwischen den Steuerpulsen für die beiden Sektionen kann eingestellt werden. Durch die unabhängige Einstellbarkeit der Anfangs- und der Endflanke des Schaltfensters kann dieses in seiner Größe jetzt datenpulsabhängig optimiert werden. Dadurch sind maximale Schaltkontraste als Verhältnis der Schaltfensterhöhe zur -breite erzielbar, die ein besonders exaktes Durchschalten einzelner Pulse aus sehr eng benachbarten Datenpulsfolgen ermöglichen. Durch die zeitlich abgestimmte Ansteuerung der beiden Sektionen kann nunmehr ein optimales Schaltfenster erzeugt werden. Insbesondere kann eine Verkürzung des Schaltfensters erfolgen, wodurch der erfindungsgemäße Schalter auch zum Schalten besonders schneller Datenpulse geeignet ist, beispielsweise in der Anwendung als optischer Demultiplexer. Darüber hinaus ist der erfindungsgemäße Schalter durch die direkte Ansteuerbarkeit der getrennten Sektionen polarisationsunabhängig und unempfindlich gegen Störungen.
  • Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Schalters ist in der durch die getrennten Steuerleitungen bedingten räumlichen Trennung von Absorber- und Verstärkersektion zu sehen. Bei monolithischen Aufbauten mit gemeinsamer Herstellung der erforderlichen Sektionen müssen diese zwingend sehr eng benachbart angeordnet sein. Nach einer Ausgestaltung der Erfindung kann dagegen vorgesehen sein, dass die Absorber- und die Verstärkersektion im Schalter einen räumlichen Abstand zueinander aufweisen. Somit können bei dem erfindungsgemäßen Schalter bei der Anordnung der beiden Sektionen auch konstruktive Erfordernissen berücksichtigt werden. Weiterhin können die Sektionen auch aus unterschiedlichen optischen Materialien mit nichtlinearen Eigenschaften bestehen. Hierbei handelt es sich in der Regel um geeignete Halbleitermaterialien. Deshalb kann nach einer weiteren Erfindungsausgestaltung vorteilhaft vorgesehen sein, dass Absorbersektion und Verstärkersektion von Halbleiterlaserverstärkern gebildet werden, wobei an den die Absorbersektion bildenden Halbleiterlaserverstärker eine Spannung in Sperrrichtung angelegt ist. Dabei kann man den Halbleiterlaserverstärker für die Kreuzgewinnmodulation mit SOA (Semiconductor Optical Amplifier) und den Halbleiterlaserverstärker für die sättigbare Absorption mit RBSA (Reversed Biased Saturable Absorber) bezeichnen. Der erfindungsgemäße optische Schalter besteht nach dieser Ausgestaltung dann also aus mindestens zwei Halbleitersektionen. Die Datenpulse durchlaufen nacheinander beide Sektionen, während die Steuerpulse nur jeweils eine Sektion durchlaufen. Bei den Anordnungen kann die Reihenfolge der Sektionen (SOA-RBSA oder RBSA-SOA) variiert werden. Gleiches gilt auch für die Einstrahlrichtung der Steuerpulse in die einzelnen Sektionen. Diese kann gleich- oder gegenläufig zur Ausbreitungsrichtung der Datenpulse liegen. Kombinationen sind möglich.
  • Zur Realisation des erfindungsgemäßen Schalters sind verschiedene Anordnungen möglich. Eine weitere Erfindungsausgestaltung ist dadurch gekennzeichnet, dass eine gemeinsame Steuerleitung für beide Sektionen vorgesehen ist, wobei die Steuerpulse für eine der beiden Sektionen über eine optische Verzögerungsleitung eingestrahlt werden. Bei einer solchen Anordnung werden in ihren Parametern übereinstimmende Steuerpulse für Absorber- und Verstärkersektion verwendet, mit dem Unterschied, dass diese eine Sektion durch Vorsehen der optischen Verzögerungsleitung zeitversetzt erreichen. Das erzeugte Schaltfenster ist näherungsweise symmetrisch aufgebaut, seine Breite wird von der gewählten Verzögerungsdauer festgelegt. Auch bei einer Verwendung identischer Steuerpulse für beide Sektionen sind in jede Sektion nur die davor vorgesehenen Steuerpulse einzustrahlen. Eine Sättigung durch die jeweils anderen Steuerpulse ist auszuschließen. Die Sektionen sind deshalb bezüglich der Steuerpulse optisch voneinander entkoppelt. Die zu ergreifenden Maßnahmen hängen dabei von der Einstrahlrichtung der Steuerpulse ab. Insbesondere kann nach einer nächsten Fortführung der Erfindung vorgesehen sein, dass bei zu den Datenpulsen gleichläufiger Einstrahlung der Steuerpulse in beide Sektionen zwischen diesen ein optischer Filter angeordnet ist. Dieser blockiert dann die die eine Sektion verlassenden Steuerpulse vor der anderen Sektion, sodass diese nicht gesättigt werden kann.
  • Weiterhin kann bei der Erfindung vorgesehen sein, dass bei zu den Datenpulsen gegenläufiger Einstrahlung der Steuerpulse in eine der beiden Sektionen hinter dieser ein optischer Zirkulator angeordnet ist. Über den Zirkulator erfolgt die gegenläufige Einstrahlung, ein Filter entfällt. Weder Filter noch Zirkulator als Schalterelemente sind erforderlich, wenn gemäß einer weiteren Ausgestaltung bei der Erfindung vorgesehen ist, dass bei zu den Datenpulsen gegenläufiger Einstrahlung der Steuerpulse in beide Sektionen zwischen diesen eine optische Verzögerungsleitung angeordnet ist. Die Verzögerungsleitung verläuft dann parallel zur Datenleitung, beide Sektionen werden gegenläufig von den Steuerpulsen durchlaufen, die zweite Sektion nach der entsprechenden Zeitverzögerung. Insbesondere, wenn noch vorgesehen ist, dass die Steuerleitungen von der Datenleitung gebildet werden, liegt hiermit eine äußerst kompakte und elegante Anordnung mit einem minimalen Einsatz zusätzlicher Bauelemente vor. Daten- und Steuerpulse sind dann durch ihre unterschiedliche Laufrichtung zu unterscheiden. In Fällen einer gleichen Laufrichtung wird zur Erkennung eine unterschiedliche Parametrierung vorgenommen, beispielsweise werden unterschiedliche Wellenlängen für Daten- und Steuerpulse gewählt.
  • Zum weiteren Verständnis der Erfindung werden nachfolgend schematische Figuren näher erläutert. Dabei zeigt
  • 1 ein Blockdiagramm zur Darstellung des prinzipiellen Aufbaus des erfindungsgemäßen optischen Schalters,
  • 2A, 2B Kurvendiagramme zur Darstellung des Transmissionsverhaltens des erfindungsgemäßen optischen Schalters,
  • 3 eine erste Anordnungsmöglichkeit von Bauelementen für ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Schalters,
  • 4 eine zweite Anordnungsmöglichkeit und
  • 5 eine dritte Anordnungsmöglichkeit.
    •
  • In der 1 ist der prinzipielle Aufbau eines erfindungsgemäßen, optisch gesteuerten Schalters OS in einem Blockdiagramm dargestellt. Über eine optische Datenleitung DL werden hochratige optische Datenpulse DP in eine sättigbare Absorbersektion SAS als erste Sektion des optisch gesteuerten Schalters OS eingekoppelt. Gleichzeitig werden über eine Steuerleitung CLSAS Steuerpulse CPSAS in die sättigbare Absorbersektion SAS eingestrahlt, die zu einer nahezu sprungartigen Vergrößerung der Durchlässigkeit dieser Sektion führen. Ein angenähert zeitgleich eingestrahlter Datenpuls DPD kann nun die sättigbare Absorbersektion SAS durchlaufen. Er trifft anschließend auf eine der sättigbaren Absorbersektion SAS optisch nachgeschaltete Verstärkersektion OAS als zweite Sektion des optisch gesteuerten Schalters OS und wird hier aufgrund der eingestellten hohen Durchlässigkeit dieser Sektion ebenfalls durchgelassen. Absorbersektion SAS und Verstärkersektion OAS können auch in umgekehrter Reihenfolge im optischen Schalter OS angeordnet sein, das Schaltprinzip ändert sich dabei nicht. Der durchgelassene Datenpuls DPD verlässt den optischen Schalter OS auf einer optischen Datenleitung DLD. In der Funktion des optischen Schalters OS als optischer Demultiplexer ist der durchgelassene Datenpuls DPD also der für die Datenleitung DLD relevante Puls.
  • Unmittelbar nach der Passage des relevanten Datenpulses DPD durch die Verstärkersektion OAS wird deren Durchlässigkeit durch Einstrahlen eines zusätzlichen optischen Steuerpulses CPOAS über eine eigene Steuerleitung CLOAS, die direkt mit der Verstärkersektion OAS verbunden ist, sprungartig verringert. Dadurch ist die Verstärkersektion OAS für nachfolgende Datenpulse DP gesperrt. Für die Datenleitung DLD nicht relevante Pulse DPB werden entsprechend nicht durchgelassen. Die Beeinflussung des Sättigungsverhaltens der Verstärkersektion OAS erfolgt durch die Ausnutzung des Effektes der Kreuzgewinnmodulation. Für Steuerpulse CPSAS ist die Verstärkersektion OAS gesperrt und umgekehrt. Eine Optimierung des für das Schalten der relevanten Datenpulse DPD erforderlichen Schaltfensters erfolgt durch eine Generierung der Steuerpulse CPSAS, CPOAS in einer vorgegebenen Parameterrelation P bezüglich beispielsweise der Parameter Leistung L, Wellenlänge λ, Polarisation Pol und Zeitverzögerung Δt für den Sättigungszeitpunkt zueinander. Weitere Erläuterungen hierzu erfolgen im Zusammenhang mit der nachfolgenden Beschreibung der 2.
  • In den 2A und 2B ist das Transmissionsverhalten der Absorbersektion SAS und der Verstärkersektion OAS bei einer Sättigung durch die Steuerpulse CPSAS, CPOAS dargestellt. Für den Schaltvorgang im erfindungsgemäßen optischen Schalter OS werden die Effekte der sättigbaren Absorption SA und der Kreuzgewinnmodulation XGM genutzt. Die Transmission eines jeweils geeigneten optisch nichtlinearen Materials ändert sich durch Sättigung mit den Steuerpulsen CPSAS, CPOAS : bei der sättigbaren Absorption SA erhöht sich die Transmission sehr schnell, bei der Kreuzgewinnmodulation XGM wird die Transmission hingegen sehr schnell verringert, vergleiche 2A. Ein vollständiger Auf- und Absättigungsvorgang benötigt je nach dem verwendeten optisch nichtlinearen Material ein Zeitintervall im Bereich von 100 ps, die Steuerpulse können eine zeitliche Verzögerung Δt im Bereich von einigen ps zueinander aufweisen.
  • In der 2B ist die Kombination der beiden Effekte in Form der Gesamttransmission des optischen Schalters OS dargestellt. Durch die Wahl der Parameter der Steuerpulse CPSAS, CPOAS wird die Form des Schaltfensters SW festgelegt. Dabei kann die Wahl völlig unabhängig voneinander erfolgen, sodass eine datenpulsabhängige Optimierung des Schaltfensters SW möglich ist. Anfangs- und Endflanke des Schaltfensters SW sind unabhängig voneinander einstellbar. Für den Schaltkontrast des Schaltfensters SW als relevantem Parameter ist insbesondere die Wahl der Pulsleistung, die idealerweise zu einer Transmission 1 bzw. 0, das heißt zu einer völligen Transparenz oder Sperrung führt, und ihrer zeitlichen Verzögerung zueinander ausschlaggebend. Ein hinter dem Schaltfenster SW auftretendes Nebensprechen des Schalters kann durch geeignete Wahl der Parameterrelation P minimiert werden.
  • In den 3, 4 und 5 sind verschiedene Realisationen des erfindungsgemäßen optischen Schalters OS dargestellt, deren Unterscheidungsmerkmal die Einstrahlrichtung der Steuerpulse CP in Bezug auf die Richtung der Datenpulse DP ist. Als geeignetes optisch nichtlineares Material für die Sektionen wird in den Ausführungsbeispielen Halbleitermaterial verwendet. Für die Kreuzgewinnmodulation XGM eignet sich ein Halbleiterlaserverstärker SOA, für die sättigbare Absorption ein Halbleiterlaserverstärker RBSA, an den eine Spannung in Sperrrichtung angelegt ist. Der Schalter OS besteht also aus mindestens zwei Halbleitersektionen. Bei der Anordnung können sowohl die Reihenfolge der Sektionen (SOA-RBSA oder RBSA-SOA) variiert werden wie auch die Einstrahlrichtung der Steuerpulse CP in die einzelnen Sektionen (gleich- oder gegenläufig zu den Datenpulsen DP).
  • In der Anordnung gemäß 3 werden für beide Halbleitersektionen SOA, RBSA in ihren Parametern, insbesondere Leistung L, Polarisation Pol und Wellenlänge λ bzw. Frequenz ν, übereinstimmende Steuerpulse CP verwendet. Mittels eines optischen Kopplers CO werden die Steuerpulse CP auf die beiden Steuerleitungen CLSOA und CLRBSA aufgeteilt und getrennt in beide Sektionen SOA, RBSA geleitet. Den Halbleiterlaserverstärker SOA erreichen die Steuerpulse CPSOA dann im dargestellten Ausführungsbeispiel über die optische Datenleitung DL, dabei besitzen die Steuerpulse CP eine andere Wellenlänge λ als die Datenpulse DP. Die Steuerpulse CPRBSA für den Halbleiterlaserverstärker RBSA mit Spannung in Sperrichtung, die ebenfalls über einen optischen Koppler CO in die Datenleitung DL eingestrahlt werden, werden in der dargestellten Anordnung über eine in die Steuerleitung CLRBSA integrierte optische Verzögerungsleitung OR geleitet. Die bewirkte Verzögerungszeit Δt der Steuerpulse CPRBSA zu den unverzögerten Steuerpulsen CPSOA bestimmt dann die Breite des Schaltfensters SW. Eine alternative Integration in die Steuerleitung CLSOA ist ebenfalls möglich. Hinter dem Halbleiterlaserverstärker SOA ist ein optischer Filter FI eingebaut. Dieser blockiert die Steuerpulse CPSOA für die erste Sektion SOA, damit diese nicht die zweite Sektion RBSA sättigen.
  • In der 4 ist eine Anordnung gezeigt, bei der im Unterschied zu der Anordnung gemäß 3 die Steuerpulse CPSOA in den Halbleiterlaserverstärker SOA über einen optischen Zirkulator CI, der hinter der ersten Sektion SOA angeordnet ist, eingestrahlt werden. Dadurch ist ein optischer Filter zwischen beiden Sektionen SOA, RBSA nicht erforderlich. Eine Umkehr der Anordnung in den Komponenten ist auch hier möglich.
  • Die 5 schließlich zeigt eine Anordnung, bei der die Steuerpulse CPSOA hinter der zweiten Sektion SOA in Gegenrichtung zu den Datenpulsen DP eingestrahlt werden. Ein Datenpuls DP trifft in beiden Sektionen SOA, RBSA zeitlich verschiedene Steuerpulse CPRBSA, CPSOA. Der Unterschied der Sättigungszeitpunkte Δt wird durch eine optische Verzögerungsleitung OR zwischen den beiden Sektionen SOA, RBSA eingestellt. Bei der dargestellten Anordnung kann innerhalb des Schalters OS auf optische Filter und Zirkulatoren sowie auf optische Koppler verzichtet werden, da die Steuerleitungen CLSOA, CLRBSA von der Datenleitung DL gebildet werden. Durch die Unterscheidbarkeit der Pulse DP, CP über ihre Laufrichtung kann die Wellenlänge λ der Steuerpulse CP identisch sein mit der Wellenlänge λ der Datenpulse DP, wodurch eine exakte Synchronisation der Pulse DP, CP erreicht wird und ein Schaltfenster SW mit minimaler Breite erzeugt werden kann. Dadurch eignet sich der erfindungsgemäße optisch gesteuerte Schalter insbesondere für einen Einsatz in ultraschnellen optischen Datensystemen.
    • CI
    optischer Zirkulator
    CL
    Steuerleitung
    CO
    optischer Koppler
    CP
    Steuerpuls
    DL
    Datenleitung
    DLD
    Datenleitung Demultiplex
    DP
    Datenpuls
    DPB
    Datenpuls gesperrt
    DPD
    Datenpuls Demultiplex
    FI
    optischer Filter
    L
    Leistung
    OAS
    Verstärkersektion
    OR
    optische Verzögerungsleitung
    OS
    optisch gesteuerter Schalter
    P
    Parameterrelation
    Pol
    Polarisation
    RBSA
    Halbleiterlaserverstärker mit Spannung in Sperrrichtung
    SA
    sättigbare Absorption
    SAS
    sättigbare Absorbersektion
    SOA
    Halbleiterlaserverstärker
    SW
    Schaltfenster
    XGM
    Kreuzgewinnmodulation
    λ
    Wellenlänge
    ν
    Frequenz
    Δt
    Zeitverzögerung der Sättigung in den beiden Sektionen

Claims (8)

  1. Optisch gesteuerter Schalter zum getakteten Schalten hochratiger optischer Datenpulse in einer optischen Datenleitung mit einer sättigbaren Absorbersektion, in die über eine Steuerleitung optische Steuerpulse zur schnellen Vergrößerung ihrer Durchlässigkeit einstrahlbar sind, und einer der Absorbersektion in der optischen Datenleitung vor- oder nachgeschalteten getrennten Verstärkersektion, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkersektion (OAS) von den Steuerpulsen (CPSAS) für die Absorbersektion (SAS) optisch abgekoppelt ist und zur schnellen Verringerung ihrer Durchlässigkeit durch Ausnutzung der Kreuzgewinnmodulation (XGM) mit einer eigenen Steuerleitung (CLOAS) verbunden ist, über die zusätzliche optische Steuerpulse (CPOAS) in die Verstärkersektion (OAS) einstrahlbar sind, die zur Optimierung des für das Schalten der Datenpulse (DP) erforderlichen Schaltfensters (SW) in einer vorgegebenen Parameterrelation (P) zu den Steuerpulsen (CPSAS) für die Absorbersektion (SAS) generiert werden.
  2. Optisch gesteuerter Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Absorber- und die Verstärkersektion (SAS, OAS) im Schalter (OS) einen räumlichen Abstand zueinander aufweisen.
  3. Optisch gesteuerter Schalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Absorbersektion (SAS) und Verstärkersektion (OAS) von Halbleiterlaserverstärkern (SOA, RBSA) gebildet werden, wobei an den die Absorbersektion (SAS) bildenden Halbleiterlaserverstärker (RBSA) eine Spannung in Sperrrichtung angelegt ist.
  4. Optisch gesteuerter Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass gemeinsame Steuerleitung (CP) für beide Sektionen (SAS, OAS) vorgesehen ist, wobei die Steuerpulse (CP) für eine der beiden Sektionen (SAS, OAS) über eine optische Verzögerungsleitung (OR) eingestrahlt werden.
  5. Optisch gesteuerter Schalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei zu den Datenpulsen (DP) gleichläufiger Einstrahlung der Steuerpulse (CP) in beide Sektionen (SAS, OAS) zwischen diesen ein optischer Filter (FI) angeordnet ist.
  6. Optisch gesteuerter Schalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei zu den Datenpulsen (DP) gegenläufiger Einstrahlung der Steuerpulse (CP) in eine der beiden Sektionen (SAS, OAS) hinter dieser ein optischer Zirkulator (CI) angeordnet ist.
  7. Optisch gesteuerter Schalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei zu den Datenpulsen (DP) gegenläufiger Einstrahlung der Steuerpulse (CP) in beide Sektionen (SAS, OAS) zwischen diesen eine optische Verzögerungsleitung (OR) angeordnet ist.
  8. Optisch gesteuerter Schalter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerleitungen (CL) von der Datenleitung (DL) gebildet werden.
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