DE10030476B4 - Wellenlängen-Multiplexer und Wellenleitergitter in Array-Form mit Justierwellenleitern und Vorrichtung zur Justierung - Google Patents

Wellenlängen-Multiplexer und Wellenleitergitter in Array-Form mit Justierwellenleitern und Vorrichtung zur Justierung Download PDF

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Abstract

Es wird ein Wellenlängen-Multiplexer (WDM) mit Wellenleitergitter in Array-Form (AWG) mit Justierwellenleitern und eine Vorrichtung zum Justieren des AWG WDM offenbart. Der WDM ist mit Justierwellenleitern, die zum Verbinden des optischen Wellenleitergeräts mit Glasfaserblöcken zu verwenden sind, zusätzlich zu den Wellenleitern ausgestattet, die zum Erreichen gewünschter Funktionen notwendig sind, so dass eine erforderliche Justierung unabhängig von der Erreichung jener Funktionen erzielt werden kann. Folglich ist es nicht notwendig, jeweilige Funktionseigenschaften einzelner Geräte zu kennen, wodurch ein einfaches und schnelles Justieren und Zusammenfügen erreicht werden kann. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Betriebswellenlänge des optischen Wellenleitergeräts bestimmt werden, indem die Wellenlänge des von jedem Justierwellenleiter ausgegebenen Lichtsignals erfasst wird. Folglich ist es möglich, in einfacher Weise zu bestimmen, ob das optische Wellenleitergerät korrekt funktioniert.

Description

  • Hintergrund der Erfindung Gebiet der Endung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wellenlängen-Multiplexer mit einem Wellenleitergitter in Array-Form, der mit Justierwellenleitern ausgestattet ist, und betrifft eine Vorrichtung zum Justieren des Wellenlängen-Multiplexers (WDM) mit Wellenleitergitter in ArrayForm (AWG).
  • Beschreibung des Stands der Technik
  • Im Allgemeinen sollte ein optisches Gerät mit Wellenleiter mit optischen Fasern bzw. Glasfasern ausgerichtet bzw. justiert zu diesen Glasfasern verbunden werden, so dass es in der Praxis für ein Übertragungsnetzwerk verwendbar ist. Zum Verbinden und Ausrichten des optischen Gerätes wird zunächst Licht einem Glasfasereingangs-Array zugeführt. Unter Verwendung des einfallenden Lichts wird anschließend das Glasfasereingangs-Array mit einem Eingangswellenleiter-Array des optischen Gerätes justiert. Danach wird ein Glasfaserausgangs-Array mit einem Ausgangswellenleiter-Array des optischen Geräts so ausgerichtet, dass das Licht durch zwei Anschlüsse, die an jeweils den äußersten Positionen am Ende des Glasfaseraungangs-Array angeordnet sind, geführt wird. Anschließend wird die Intensität des durch die Anschlüsse geführten Lichts detektiert. Auf der Grundlage des Ergebnisses der Detektion wird die relative Position jedes Glasfaser-Arrays und des optischen Geräts fein eingestellt, um eine Position zu ermitteln, in der das Licht mit einer maximalen Intensität hindurch geführt wird. Anschließend wird das verbundene Glasfaser-Array mit dem optischen Gerät an der ermittelten Position fest verbunden.
  • 1a zeigt einen konventionellen Wellenlängen-Multiplexer. 1b zeigt als Querschnitt einen Glasfaserblock, der zu dem WDM aus 1a ausgerichtet ist.
  • Der in 1a gezeigte WDM umfasst ein Eingangswellenleiter-Array 101, einen ersten Sternkoppler 102, ein Wellenleitergitter in Array-Form (AWG) 103, einen zweiten Sternkoppler 104 und ein Ausgangswellenleiter-Array 105. Ein in 1b gezeigter Glasfaserblock wird jeweils in einem ausgerichteten Zustand mit den Eingangs- und Ausgangswellenleiter-Arrays 101 und 105 verbunden.
  • Wenn ein optisches Gerät, wie etwa der oben erwähnte WDM, mit einem optischen Glasfaserblock in einem ausgerichteten Zustand zu verbinden ist, ist es notwendig, das optische Gerät und den Glasfaserblock räumlich genau auszurichten, wobei die Wellenlängen-Eigenschaften des optischen Geräts zu berücksichtigen sind, um eine optimale Befestigungsposition zu ermitteln. Da die Wellenleiter-Eigenschaften des optischen Geräts sich während des Herstellen dieses optischen Geräts ändern können, sollten diese vor dem Justiervorgang des optischen Geräts bekannt sein. Ferner ist es zur Justierung des optischen Geräts notwendig, eine Reihe komplexer Geräte beispielsweise eine Reihe von Lichtquellen zu verwenden.
  • Für einen oben erwähnten WDM ist es ebenfalls wichtig, ein durch den WDM übertragenes optisches Signal an einer optischen Position des WDM in Echtzeit zu überwachen. In einem herkömmlichen Überwachungsverfahren wird die von jedem Anschluss des WDM ausgegebene Signalinformation gelesen, um die Wellenlänge des optischen Signals zu erfassen. Gemäß diesem Verfahren ist es jedoch notwendig, das vom Ende einer Übertragungsleitung oder dem Ausgangsende des WDM ausgegebenen optischen Signals direkt einem Detektor einzuspeisen. Aus diesem Grund ist es unmöglich, eine Wellenlängen-Erfassung während der Übertragung des optischen Signals zu erreichen.
  • DE 196 02 677 C1 beschreibt einen WDM-Multiplexer/-Demultiplexer mit einem Optical-Phased-Array, zu dessen Frequenzstabilisierung zwei optoelektronisch gewandelte Ausgangs-Referenzsignale verwendet werden, deren Filterkurven sich bei einer, der Frequenz eines multiplexseitig eingespeisten Eingangs-Referenzsignal entsprechenden Frequenz schneiden. Durch Subtraktion der zwei optoelektronisch gewandelten Ausgangs-Referenzsignale wird ein Regelsignal gewonnen, nach dessen Maßgabe die Temperatur des WDM-Multiplexer/-Demultiplexer eingestellt wird. Justierwellenleiter, die an einem der Flachwellenleiter phasenshifterseitig angebracht sind, werden nicht gezeigt.
    •
  • Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, einen AWG WDM bereitzustellen, der mit Justierwellenleitern ausgestattet ist, die unverändert einen Teil von optischen Signalen ausgeben können, die von einem optischen Eingangssignal abgespalten sind.
  • Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zum Justieren des AWG WDM mit Glasfaserblöcken bereit zu stellen.
  • Gemäß einem Aspekt umfasst ein Wellenleiter-Multiplexer mit Wellenleitergitter in Array-Form: mehrere Eingangswellenleiter; einen ersten Sternkoppler zum Verteilen optischer Signale, die von den Eingangswellenleitem empfangen werden; ein Wellenleitergitter in Array-Form mit mehreren Wellenleitern mit unterschiedlichen Längen, die dazu dienen, einen Teil der verteilten optischen Signale durch die Wellenleiter zu lenken, wobei es den geführten optischen Signalen möglich ist, unterschiedliche Phasen aufzuweisen; einen zweiten Sternkoppler zum Beugen der optischen Signale mit unterschiedlichen Phasen, um damit zu bewirken, dass die gebeugten optischen Signale miteinander interferieren; mehrere, mit dem zweiten Sternkoppler verbundene optische Wellenleiter, die ausgebildet sind, die interferierenden optischen Signale auszugeben; und Justierglasfasern, die mit einem Ausgangsanschluss des ersten Sternkopplers verbunden sind und außerhalb des Wellenleitergitters in Array-Form und der Ausgangswellenleiter angeordnet sind, wobei die Justierglasfasem dazu dienen, um die verbleibenden vom ersten Sternkoppler ausgegebenen optischen Signale zu führen, unabhängig von den Wellenlängen der optischen Signale.
  • Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt stellt die vorliegende Erfindung bereit: eine Vorrichtung zum Justieren mit Glasfasern eines Wellenlängen-Multiplexers mit Wellenleitergitter in Array-Form, der ausgebildet ist, eine Verteilung von Eingangslicht und eine Trennung und Vereinigung der Wellenlängen des verteilten Lichts auszuführen, und das resultierende Licht auszugeben, wobei die Vorrichtung umfasst: eine Lichtquelle; einen ersten Glasfaser block mit daran befestigten mehreren Glasfasern, der ausgebildet ist, ein von der Lichtquelle über die Glasfasern emittiertes Licht zu führen; einen Wellenlängen-Multiplexer mit einem Wellenleitergitter in Array-Form, der ausgebildet ist, Lichtsignale, die jeweils von den Glasfasern des ersten Glasfaserblocks empfangen werden, zu verteilen, wobei der Wellenlängen-Multiplexer mit mehreren Justierwellenleiter, die zur unveränderten Ausgabe eines Teils der verteilten Lichtsignale dienen, und mehreren funktionalen. Wellenleiter, die zur Ausgabe der verbleibenden verteilten Lichtsignale in einem aufgeteilten oder vereinigten Zustand dient, ausgestattet ist; einen zweiten Glasfaserblock mit mehreren daran befestigten Justierglasfasern, die jeweils zu den Justierwellenleitern des Wellenlängen-Multiplexers ausgerichtet sind, und mit mehreren daran befestigten funktionalen Glasfasern, die jeweils zu den funktionalen Wellenleitern des Wellenlängen-Multiplexers ausgerichtet sind; eine Messeinheit zum Messen jeweiliger Intensitäten der von den Justierglasfasern des zweiten optischen Glasfaserblocks ausgegebenen Lichtsignale; und eine Kontrolleinheit zum Einstellen jeweiliger Positionen der ersten und zweiten Glasfaserblöcke und des Wellenlängen-Multiplexers, an denen die gemessenen Intensitäten der Lichtsignale maximal sind.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Die obigen Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch das detaillierte Beschreiben bevorzugter Ausführungsformen mit Bezug zu den begleitenden Zeichnungen deutlicher. Es zeigen:
  • 1a einen herkömmlichen WDM;
  • 1b einen Querschnitt einen Glasfaserblock, der zu dem WDM aus 1a ausgerichtet ist;
  • 2 einen AWG WDM gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 3a ein Blockdiagramm, das eine Vorrichtung zum Justieren des oben erwähnten WDM mit den Justierwellenleitern gemäß der vorliegenden Endung darstellt; und
  • 3b eine Querschnittsansicht, die einen zweiten Glasfaserblock, der in 3a gezeigt ist, darstellt.
  • Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführung
  • Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug zu den beigefügten Zeichnungen im Detail beschrieben.
  • 2 zeigt einen AWG WDM gemäß der vorliegenden Erfindung. Wie in 2 gezeigt ist, umfasst der WDM ein Eingangswellenleiter-Array 201, einen ersten Sternkoppler 202, ein AWG 203, einen zweiten Sternkoppler 204, ein Ausgangswellenleiter-Array 205 und mehrere Justierwellenleiter 250.
  • Der erste Sternkoppler 202 dient zur Verteilung von Eingangssignalen, die von dem Eingangswellenleiter-Array 201 behalten werden. Das AWG 203 lässt zu, dass von dem ersten Sternkoppler 202 kommende Lichtwellen untereinander verschiedene Phasen aufweisen. Der zweite Sternkoppler 204 dient dazu, unter den Lichtwellen mit unterschiedlichen Phasendifferenzen, die von dem AWG 203 empfangen werden, eine Interferenz zu erzeugen, wobei jene optischen Wellen bzw. Lichtwellen auf verschiedene Ausgangspositionen fokussiert werden. Die fokussierten Lichtwellen werden anschließend zu dem Ausgangswellenleiter-Array 205 ausgegeben.
  • Die Justierwellenleiter 250 empfangen Lichtsignale, die von dem ersten Sternkoppler 202 kommen, und führen die empfangenen Lichtsignale zu einem Ausgangsanschluss des WDM, unabhängig von den Wellenlängen dieser Lichtsignale. Folglich ist es möglich, die Intensität der Lichtsignale, die unabhängig von der Wellenlänge übertragen werden, an dem Ausgangsanschluss des WDM zu erfassen; obwohl die Intensität der ausgegebenen Lichtsignale, die am Ausgangsanschluss des WDM erfasst werden, einen Verlust von ungefähr 25 dB im Vergleich zu den Eingangslichtsignalen aufweist, ist diese Intensität zu einer Justierung des WDM zu den Glasfasern ausreichend. Die Justierellenleiter 250 sind jeweils an den äußersten Stellen an dem Ausgangsanschluss des WDM angeordnet. Folglich sind, wenn der WDM zu den Glasfaserblöcken unter Verwendung der Justierwellenleiter 250 ausgerichtet wird, die verbleibenden Wellenleiter in natürlicherweise zu diesen Glasfaserblöcken ausgerichtet.
  • Da jeder Justierwellenleiter 250 das von dem ersten Sternkoppler 202 empfangene Licht direkt zu dem Ausgangsanschluss ausgibt, während verhindert wird, dass dieses Licht durch den zweiten Sternkoppler 204 hindurchgeht, besitzt das von dem Justierwellenleiter 250 kommende Licht Information über alle Wellenlängen des auf das Eingangswellenleiter-Array 201 einfallenden Lichts. Wenn beispielsweise der WDM als ein Wellenlängenteiler arbeitet, wird ein Signal, das sich aus optischen Signalen mit unterschiedlichen Wellenlängen zusammensetzt, dem Eingangswellenleiter-Array 201 eingespeist, und anschließend zum AWG 203 und den Justierwellenleitern 250 am Ausgangsende des ersten Sternkopplers 202 verteilt. Von dem AWG 203 kommende Lichtsignale interferieren untereinander, während diese den zweiten Sternkoppler 204 passieren, so dass Lichtsignale mit unterschiedlichen Wellenlängen vom Ausgangswellenleiter-Array 205 ausgegeben werden. Die durch die Justierwellenleiter 250 hindurch gehenden Lichtsignale werden jedoch unter Beibehaltung der gesamten Wellenlängen-Information ausgegeben.
  • Für den Fall, dass der WDM als ein Wellenlängenkoppler arbeitet, werden Lichtsignale unterschiedlicher Wellenlänge jeweiligen Wellenleiter des Eingangswellenleiter-Arrays 201 eingespeist. Diese Lichtsignale werden zu dem AWG 203 und dem Justierwellenleiter 250 am Ausgangsende des zweiten Sternkopplers 202 verteilt. Die von dem AWG 203 kommenden Lichtsignale interferieren untereinander, während sie den zweiten Sternkoppler 204 passieren, so dass sie vom Ausgangswellenleiter-Array 205 in einem Zustand ausgegeben werden, in dem sie die gesamte Wellenlängen-Information aufweisen. Unterdessen laufen die die Justierwellenleiter 250 durchdringenden Lichtsignale zum Ausgangsanschluss des WDM ohne Interferenz. Folglich ist es möglich, die Wellenlängen der durch den WDM laufenden Lichtsignale durch Messung der Wellenlänge der Lichtsignale an entsprechenden Ausgangsenden der Justierwellenleiter 250 zu messen.
  • 3 ist ein Blockdiagramm, das eine Vorrichtung zum Ausrichten des oben erwähnten WDM mit den Justierwellenleitern gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt. 3 zeigt im Querschnitt einen in 3a dargestellten zweiten Glasfaserblock.
  • Wie in 3a gezeigt ist, umfasst die Justiervorrichtung eine Lichtquelle 300, einen ersten Glasfaserblock 302, einen WDM 304, der mit Justierwellenleitern ausgestattet ist, einen zweiten Glasfaserblock 306, eine Messeinheit 308 und eine Kontrolleinheit 310.
  • Der WDM 304 besitzt den gleichen Aufbau wie der in 3 gezeigte WDM. Der zweite Glasfaserblock 306 besitzt einen Aufbau, wie er in 3b gezeigt ist.
  • Der in 3b gezeigte Glasfaserblock umfasst einen oberen Körper 320, mehrere funktionale Glasfasern 322, die mit dem Ausgangswellenleiter-Array des WDM 304 verbunden sind, und einen unteren Körper 326, an dem die Glasfasern 322 befestigt sind.
  • Mit Bezug zu 3a wird nun das Verfahren zum Ausrichten des WDM unter Verwendung der oben erwähnten Justiervorrichtung beschrieben. Gemäß dieses Justiervertahrens fällt ein von der Lichtquelle 300 emittiertes Licht nach Durchlaufen des ersten Glasfaserblockes 302 auf den WDM 304. Das von dem ersten Glasfaserblock 302 einfallende Licht wird teilweise den Justierwellenleitem 250, die in 2 gezeigt sind, eingespeist. Der WDM 304 ist mit seinem Ausgangsanschluss mit dem Glasfaserblock 304 verbunden. Wenn die Justierglasfasern 324, die in 3b gezeigt sind, zu den entsprechenden Justierwellenleitern ausgerichtet werden, werden die funktionalen Glasfaser 322 automatisch bezüglich den Ausgangswellenleitern des WDM 304 ausgerichtet. Die Messeinheit 308 misst jeweilige Intensitäten der Lichtsignale, die von den Justierglasfasern 324 ausgegeben werden. Auf der Grundlage der gemessenen Lichtintensität führt die Kontrolleinheit 310 einen Steuerungsvorgang zur Justierung des ersten Glasfaserblocks 302, des WDM 304 und des zweiten Glasfaserblocks 306 zueinander in der Weise aus, dass die Intensität des von jeder funktionalen Glasfaser 322 ausgegebenen Lichtsignals identisch zur gemessenen Lichtintensität ist. Nach Abschluss des Justierens werden der ausgerichtete erste Glasfaserblock 302, der WDM 304 und der zweite Glasfaserblock 306 so miteinander verbunden, dass diese zueinander fixiert sind:
    Die Messeinheit 308 kann ebenfalls jeweilige Wellenlänge der von den Justierglasfasern 324 ausgegebenen Lichtsignale messen, wodurch die Funktionsweise des WDM 304 gemessen wird.
  • Wie aus der obigen Beschreibung ersichtlich wird, liefert die vorliegende Erfindung ein optisches Wellenleitergerät, etwa einen AWG WDM, das mit Justierwellenleitern, die zum Koppeln des optischen Wellenleitergeräts zu Glasfaserblöcken zu verwenden ist, zusätzlich zu Wellenleitern, die zum Erreichen der gewünschten Funktionen benötigt werden, ausgestattet ist, so dass eine gewünschte Justierung unabhängig vom Erzielen dieser Funktionen erreicht werden kann. Folglich ist es nicht notwendig, jeweilige Funktionseigenschaften individueller Geräte zu kennen, so dass ein leichtes und schnelles Justieren bzw. Ausrichten und Verbinden erreicht werden kann. Ferner kann der Aufbau des Justier- und Verbindungsgeräts vereinfacht werden. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Betriebswellenlänge des optischen Wellenlängengeräts durch Erfassen der Wellenlänge des von dem Justierleiter ausgegebenen Lichts bestimmt werden. Folglich ist es möglich, in einfacher Weise zu bestimmen, ob das optische Wellenleitergerät funktioniert oder nicht.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung detailliert mit Bezug zu der speziellen Ausführungsform beschrieben wurde, sind diese Ausführungsformen jedoch nur beispielhafte Anwendungen. Es ist daher selbstverständlich, dass viele Änderungen vom Fachmann ausgeführt werden können, ohne vom Schutzbereich und Grundgedanken der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
    •
    • Fig. 3A
    300
    Lichtquelle
    308
    Messeinheit
    310
    Kontrolleinheit

Claims (3)

  1. Wellenlängen-Multiplexer mit Wellenleitergitter in Array-Form, mit: mehreren Eingangswellenleitern (201); einem ersten Sternkoppler (202) zum Verteilen optischer Signale, die von den Eingangswellenleitern erhalten werden; einem Wellenleitergitter in Array-Form (203), mit mehreren Wellenleitern mit unterschiedlichen Längen, die zur Führung eines Teils der durch die Wellenleiter verteilten optischen Signale dienen, wobei die geführten optischen Signale unterschiedliche Phasen aufweisen können; einem zweiten Sternkoppler (204) zum Beugen der optischen Signale mit unterschiedlichen Phasen, wodurch eine Interferenz der gebeugten optischen Signale untereinander bewirkt wird; mehreren Ausgangswellenleitern (205), die mit dem zweiten Sternkoppler verbunden und ausgebildet sind, die interterierenden optischen Signale auszugeben; und Justierwellenleitern (250), die mit einem Ausgangsanschluss des ersten Sternkopplers verbunden und auf beiden Seiten des Wellenleitergitters in Array-Form und der Ausgangswellenleiter angeordnet sind, wobei die Justierwellenleiter zur Führung der verbleibenden optischen Signale dienen, die von dem ersten Stemkoppler ausgegeben werden, unabhängig von den Wellenlängen der optischen Signale.
  2. Vorrichtung zum Ausrichten eines Wellenlängen-Multiplexers mit Wellenleitergitter in Array-Form zu Glasfasern, der ausgebildet ist, eine Verteilung von Eingangslichtsignalen und eine Aufteilung und Vereinigung von Wellenlängen der verteilten Lichtsignale durchzuführen und die resultierenden Lichtsignale auszugeben, wobei die Vorrichtung umfasst: eine Lichtquelle (300); einen ersten Glasfaserblock (302) mit mehreren daran befestigten Glasfasem, der ausgebildet ist, ein von der Lichtquelle durch die Glasfasern emittiertes Licht zu führen; einen Wellenlängen-Multiplexer mit einem Wellenleitergitter in Array-Form (304), der ausgebildet ist, jeweils von den Glasfasem des ersten Glasfaserblocks empfange Lichtsignale zu verteilen, wobei der Wellenlängen-Multiplexer mit mehreren Justierwellenleitem, die zum unveränderten Ausgeben eines Teils der verteilten Lichtsignale dienen, und mit mehreren funktionellen Wellenleitem, die zum Ausgeben der restlichen verteilten Lichtsignale in einem aufgeteilten oder vereinigten Zustand dienen, ausgestattet ist; einen zweiten Glasfaserblock (306), an dem mehrere Justierglasfasem, die jeweils zu den Justierwellenleitem des Wellenlängen-Multiplexers ausgerichtet sind, und mehrere funktionale Glasfasern, die jeweils zu den funktionalen Wellenleitem des Wellenlängen-Multiplexers ausgerichtet sind, befestigt sind; eine Messeinheit (308) zum Messen jeweiliger Intensitäten der von den Justierglasfasern des zweiten Glasfaserblocks ausgegebenen Lichtsignale; und eine Kontrolleinheit (310) zum Einstellen jeweiliger Positionen der ersten und zweiten Glasfaserblöcke und des Wellenlängen-Multiplexers, an denen die gemessenen Intensitäten der Lichtsignale maximal sind.
  3. Die Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Justierwellenleiter des Wellenlängen-Multiplexers außerhalb der funktionalen Wellenleiter des Wellenlängen-Multiplexers angeordnet sind.
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