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Optoelektronische
(bzw. photonische) Systeme verwenden eine Kombination einer Hochfrequenz-
(HF-) Technologie und einer optischen Technologie, um Signale zu übertragen,
und können
für einen
optoelektronischen Oszillator (OEO) verwendet werden. Der Oscillator
verwendet die Lichtenergie, um reine Mikrowellensignale zu erzeugen.
Ein typischer Oszillator weist einen optischen Modulator, der mit
Licht von einer Laserquelle mit geringem Rauschen versorgt wird,
eine Verzögerungsfaser
und einen Lichtdetektor auf. Der Detektor bildet ein elektrisches
Signal, das verstärkt
und gefiltert wird und dann zur Steuerung des Modulators verwendet
wird. Der Modulator codiert oder moduliert das Licht von der Lichtquelle
mit dem elektrischen Signal. Das modulierte Licht wird dann durch
die Verzögerungsfaser geleitet,
die eine Verzögerung
in das Licht einführt, und
wird dann an den Lichtdetektor geliefert. Der Lichtdetektor wandelt
dann das empfangene Licht in das elektrische Signal um, das zur
Bereitstellung an den optischen Modulator verwendet wird.
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Die
Frequenz, mit der der OEO oszilliert bzw. schwingt, kann durch ein
Platzieren eines frequenzselektiven Elements in dem elektronischen
Abschnitt der Schleife gesteuert werden. Außerdem kann die Frequenz, mit
der der OEO oszilliert, durch ein Platzieren eines frequenzselektiven
Elements in dem optischen Abschnitt der Schleife gesteuert werden.
Für weitere
Informationen siehe „Optoelectronic
Oscillator for Photonic Systems",
X.S. Yao u. a., IEEE Journal of Quantum Electronics, Bd. 32, Nr.
7, Juli 1996, Seiten 1.141 – 1.149,
das hierin durch Bezugnahme aufgenommen ist.
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Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren oder einen
optoelektronischen Oszillator mit verbesserten Charakteristika zu
schaffen.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 oder einen Oszillator
gemäß Anspruch
17 gelöst.
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Die
vorliegende Erfindung richtet sich auf Systeme und Verfahren, die
eine breit abstimmbare synthetisierte Mikrowellenquelle mit geringem
Rauschen mit einem OEO-Oszillator bereitstellen.
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Bei
einer Anordnung wird der optische Modulator getrieben, um zumindest
ein erstes Paar harmonischer Frequenzen (in Bezug auf die Grundmodulatorfrequenz)
um die optische Grundfrequenz herum zu erzeugen. Eines oder mehrere
Filter lassen nur das erste Paar harmonischer Frequenzen durch und entfernen
die anderen Frequenzen, einschließlich der optischen Grundfrequenz.
Der Photodetektor bildet dann ein elektrisches Signal, das gleich
der Differenz zwischen dem Paar harmonischer Frequenzen ist. Das
Differenzsignal ist ein Vielfaches von zwei der Grundmodulatorfrequenz.
Das Differenzsignal wird als eine Ausgabe aus dem OEO-Oszillator bereitgestellt.
Einer oder mehrere Teilen-Durch-Zwei-Vorskalierer
werden verwendet, um das Differenzsignal wieder auf die Grundmodulatorfrequenz
herunter zu reduzieren.
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Bei
einer weiteren Anordnung wird der optische Modulator getrieben,
um zumindest ein drittes Paar harmonischer Frequenzen (in Bezug
auf die Grundmodulatorfrequenz) um die optische Grundfrequenz herum
zu erzeugen. Ein Koppler wird verwendet, um das Licht in zwei Abschnitte
zu unterteilen. Ein Abschnitt des Lichts wird verwendet, um das Grundmodulatorfrequenzsignal
bereitzustellen, das an den Modulator geliefert wird. Der andere
Abschnitt des Lichts wird verwendet, um eine Ausgabe aus dem OEO-Oszillator
bereitzustellen. Der andere Abschnitt des Lichts wird an eines oder
mehrere Filter geliefert, die nur das dritte Paar harmonischer Frequenzen
durchlassen und die anderen Frequenzen, einschließlich der
optischen Grundfrequenz, entfernen. Ein Photodetektor bildet dann
ein elektrisches Signal, das gleich der Differenz zwischen dem Paar harmonischer
Frequenzen ist. Das Differenzsignal ist unter Umständen kein
Vielfaches von zwei der Grundmodulatorfrequenz. Das Differenzsignal
wird als eine Ausgabe aus dem OEO-Oszillator bereitgestellt.
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Vorstehendes
hat ziemlich breit die Merkmale und technischen Vorteile der vorliegenden
Erfindung dargelegt, damit die folgende detaillierte Beschreibung
der Erfindung besser verständlich
wird. Zusätzliche
Merkmale und Vorteile der Erfindung sind im Folgenden beschrieben
und bilden den Gegenstand der Ansprüche der Erfindung. Es sollte
für Fachleute
auf dem Gebiet zu erkennen sein, dass die Konzeption und das offenbarte
spezifische Ausführungsbeispiel
ohne weiteres als eine Basis zum Modifizieren oder Entwerfen anderer
Strukturen zum Ausführen
der gleichen Zwecke der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden
könnten.
Es sollte für Fachleute
auf dem Gebiet ebenso ersichtlich sein, dass äquivalente Aufbauten nicht
von der Wesensart und dem Schutzbereich der Erfindung, wie in den
beigefügten
Ansprüchen
dargelegt ist, abweichen. Die neuartigen Merkmale, die als charakteristisch
für die Erfindung
erachtet werden, sowohl bezüglich
ihrer Organisation als auch einer Betriebsweise, gemeinsam mit weiteren
Aufgaben und Vorteilen, werden aus der folgenden Beschreibung bei
Betrachtung in Verbindung mit den beigefügten Figuren besser verständlich.
Es wird jedoch ausdrücklich
angemerkt, dass jede der Figuren lediglich zu Zwecken einer Darstellung
und Beschreibung vorgesehen ist und nicht als eine Definition der
Grenzen der vorliegenden Erfindung gedacht ist.
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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf
die beiliegenden Zeichnungen näher
erläutert.
Es zeigen:
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1 ein
Beispiel eines OEO-Oszillators gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung;
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2 ein
weiteres Beispiel eines OEO-Oszillators gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung;
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3A bis 3C das
Frequenzspektrum von Licht an unterschiedlichen Punkten in dem System
aus 1; und
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4A bis 4C das
Frequenzspektrum von Licht an unterschiedlichen Punkten in dem System
aus 2.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung verwenden OEO-Konzepte zur Bereitstellung unterschiedlicher
und/oder höherer
Frequenzen durch ein Betreiben des OEO bei Harmonischen der Modulatorgrundfrequenz.
Ein Vorteil zumindest eines Ausführungsbeispiels
der Erfindung besteht darin, dass ein Modulator mit geringerer Bandbreite
(und so billigerer Modulator) zur Erzeugung einer Ausgabe mit höherer Frequenz
unter Verwendung eines OEO-Oszillators verwendet wird.
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1 stellt
ein Beispiel eines optischen, elektronischen bzw. optoelektronischen
Oszillators (OEO) gemäß Ausführungsbeispielen
der Erfindung dar. Der OEO 100 ist ein Zweite-Harmonische-OEO mit
einem Vorskalierer. Der OEO weist einen elektronischen oder Mikrowellenabschnitt 101 und
einen optischen Abschnitt 102 auf. Der elektronische Abschnitt
umfasst eine Phasenverriegelung 117, die ein Referenzsignal,
z. B. 10 Megahertz (MHz), von einer Signalquelle 118 empfängt. Die
Phasenverriegelung 117 steuert den Phasenschieber 104,
um den OEO auf ein spezifisches Vielfaches der Referenzfrequenz zu
verriegeln.
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Der
Phasenschieber 104 liefert ein elektronisches Signal zur
Modulation des Lichts der Lasereingabe 103 über einen
Modulator 119. Ein Verändern des
Phasenschiebers 104 (über
die Phasenverriegelung 117) bewirkt ein Verschieben der
Phasenfrequenz des OEO. So stimmt der Phasenschieber die Frequenz
des OEO ab, um zu erzwingen, dass die Oszillation auf eine Harmonische
des Referenzsignals 118 verriegelt ist, z. B. ein 10-MHz-Signal.
Ein OEO unter Verwendung eines Modulators mit einer 10-Gigahertz-
(GHz-) Modulationsbandbreite könnte zur
Oszillation bei 10,1 GHz eingestellt sein. Es wird angemerkt, dass
die OEO-Frequenz auch auf nicht ganzzahlige Vielfache der Referenzfrequenz
eingestellt werden könnte,
indem ein Bruchzahl-n-Teiler verwendet wird, wie zur Frequenzsynthese üblich ist.
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Die
Laserquelle stellt Licht mit einer Frequenz bereit, die um mehrere
Größenordnungen
größer ist
als die Grundfrequenz der Modulation. Das Licht z. B. könnte eine
Grundfrequenz in der Größenordnung
von 1014 Hertz (Hz) (oder eine Wellenlänge von
etwa 1.550 nm) aufweisen, während
der Modulator eine Grundfrequenz in der Ordnung von 10 GHz aufweisen
könnte.
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Das
Licht aus der Laserquelle 103 wird durch den Modulator 119 mit
dem 10-GHz-Modulationssignal codiert. Anders ausgedrückt wird
das Licht des Lasers einer Amplituden- und/oder Phasenmodulation
mit dem Modulationssignal unterzogen. In dem Frequenzbereich weist
das modulierte Lichtsignal eine Mittenfrequenz, die die Frequenz
des Laserlichts aufweist, und zumindest ein Paar von Seitenbändern auf,
die um die Mittenfrequenz angeordnet und von der Mittenfrequenz
um die Frequenz des Modulationssignals beabstandet sind (d. h. plus
und minus der Modulationssignalfrequenz). Die Mittenfrequenz (oder
Grundfrequenz) könnte
z. B. bei 1014 Hz liegen und die Seitenbänder könnten bei
10 GHz von der Mittenfrequenz angeordnet sein, wie in 3A gezeigt
ist. Der Modulator könnte
getrieben werden, um zusätzliche
Seitenbänder
zu erzeugen, z. B. zweite und dritte Harmonische. So könnten durch
ein selektives Treiben des Modulators weitere harmonische Bänder in
das Licht codiert werden.
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Das
modulierte Licht wird dann mit einer optischen Faser 105 gekoppelt,
die eine Länge
einer Faser umfasst, um eine zusätzliche
optische Verzögerung,
z. B. Schleife 106, bereitzustellen. Je länger die
Schleife 106 ist, desto größer ist die zu dem Licht hinzugefügte Verzögerung,
derart, dass eine kleinere Frequenzverschiebung eine Veränderung
der Phase bewirkt. So sind längere
Schleifen (und so längere Verzögerungen)
wünschenswert,
um die Frequenz der Oszillation so zu platzieren, dass diese nahezu exakt
an dem erwünschten
Wert ist und das Phasenrauschen reduziert. Die Länge der Schleife 106 könnte 10
Meter betragen.
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Der
optische Verstärker 107 könnte wahlweise
verwendet werden, um das modulierte Licht vor dem Filtern zu verstärken.
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Das
modulierte Licht wird dann durch ein Dünnfilmfilter 108 gefiltert,
z. B. ein Wellenlängenmultiplexfilter.
Bei dieser Anordnung lässt
das Dünnfilmfilter 108 die
Mittenfrequenz und den ersten Satz von Seitenbändern durch und blockiert den
Rest, wie in 3B gezeigt ist. Es wird angemerkt,
dass in anderen Anordnungen andere Seitenbänder durchgelassen und/oder
blockiert werden könnten.
Zweite- oder Dritte-Harmonische-Bänder könnten z.
B. durchgelassen werden.
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Nach
einem Filtern durch das Filter 108 gelangt das Licht in
einen Faserkoppler 109, der das Licht in zwei Pfade aufteilt.
Jeder Pfad läuft
in ein jeweiliges Filter mit schmalem Durchlassband, z. B. ein Fabry-Perot-Filter.
Jedes Filter 110, 111 ist abgestimmt, um einen
schmalen Frequenzbereich bei Seitenbändern durchzulassen. Das Filter 110 z.
B. lässt das
obere Seitenband (z. B. die +10-GHz-Frequenz) durch und das Filter 111 lässt das
untere Seitenband (z. B. die –10-GHz-Frequenz)
durch. Die Filter 110, 111 sind mit der Phasenverriegelung 117 verbunden, um
zu ermöglichen,
dass die Filter auf eine erwünschte
Frequenz abgestimmt werden können.
Die Phasenverriegelung setzt die Mittenfrequenz des Phasenschiebers 104 sowie
der Filter 110, 111.
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Es
wird angemerkt, dass die Anordnung des Dünnfilmfilters 108 und
der Filter 110, 111 lediglich beispielhaft ist,
da ein weiteres Filter, andere Filter und/oder Filterkombinationen
verwendet werden könnten,
solange die erwünschten
Frequenzen mit so wenig Rauschen, wie toleriert werden kann, durchgelassen
werden. Fabry-Perot-Filter neigen dazu, schmale Frequenzbänder durchzulassen,
weisen jedoch ein periodisches Ansprechen auf, derart, dass mehrere
Perioden schmaler Bänder
durchgelassen würden.
Die Verwendung des Dünnfilmfilters
entfernt das Licht, das durch das Fabry-Perot in einem Periodenband durchgelassen
werden könnte.
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Nach
einem Filtern durch die Filter 110, 111 gelangt
das Licht in einen Faserkoppler 112, der das Licht in einen
einzelnen Pfad rekombiniert. Bei dieser Anordnung wurde die Mittenfrequenz
herausgefiltert, was den ersten Satz von Seitenbändern hinterlässt, wie
in 3C gezeigt ist. So sind die beiden Bänder um
20 GHz getrennt.
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Das
Licht wird dann an den Hochgeschwindigkeits-Photodetektor 113 geliefert,
der ein elektrisches Signal erzeugt, das eine Frequenz aufweist, die
die Differenz zwischen den beiden empfangenen Frequenzen darstellt,
d. h. 20 GHz. Ein Abgriff 115 ermöglicht es, dass das 20-GHz-Signal
als eine Ausgabe zur Verwendung durch eine weitere Vorrichtung und/oder
mit einer weiteren Anwendung bereitgestellt werden kann.
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Um
ein Oszillieren des OEO-Oszillators zu ermöglichen, sollte sich das Eingangssignal,
das an den Modulator geliefert wird, dem Ausgangssignal annähern, wobei
so ein Teilen-Durch-Zwei-Vorskalierer 114 in der Oszillationsschleife
bereitgestellt wird, um das 20-GHz-Signal herunter auf ein 10-GHz-Signal
zu teilen. Der Wert des Phasenschiebers 204 ist so ausgewählt, dass
es eine ganzzahlige Anzahl von Wellenlängen um die kombinierte elektrische
Schleife und die optische Schleife herum bei der erwünschten
Frequenz von Interesse gibt. Ein optionaler Abgriff 116 erlaubt
es, dass das 10-GHz-Signal als eine Ausgabe zur Verwendung durch
eine weitere Vorrichtung und/oder mit einer weiteren Anwendung bereitgestellt
werden kann.
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2 stellt
ein weiteres Beispiel eines optischen elektronischen Oszillators
(OEO) gemäß Ausführungsbeispielen
der Erfindung dar. Der OEO 200 ist ein Sechste-Harmonische-OEO
mit einem separaten Detektor. Der OEO weist einen elektronischen oder
Mikrowellenabschnitt 201 und einen optischen Abschnitt 202 auf.
Der elektronische Abschnitt umfasst eine Phasenverriegelung 217,
die ein Referenzsignal, z. B. 10 Megahertz (MHz), von einer Signalquelle 218 empfängt. Die
Phasenverriegelung 217 steuert den Phasenschieber 204,
um den OEO auf eine spezifische Frequenz zu verriegeln.
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Der
Phasenschieber 204 liefert ein elektronisches Signal, um
das Licht der Lasereingabe 203 über einen Modulator 219 zu
modulieren. Ein Verändern
des Phasenschiebers 204 (über die Phasenverriegelung 217)
bewirkt ein Verschieben der Phasenfrequenz des OEO. So stimmt der
Phasenschieber die Frequenz des OEO ab, um zu erzwingen, dass die
Oszillation auf eine Harmonische des Referenzsignals 218 verriegelt
ist, z. B. ein 10-MHz-Signal. Ein 10-Gigahertz- (GHz-) OEO z. B.
könnte
auf eine Oszillation bei 10,1 GHz gesetzt sein. Es wird angemerkt,
dass die OEO-Frequenz auch auf nicht ganzzahlige Vielfache der Referenzfrequenz
gesetzt werden kann, indem ein Bruchzahl-n-Teiler verwendet wird,
wie für
die Frequenzsynthese typisch ist.
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Die
Laserquelle stellt Licht mit einer Frequenz bereit, die mehrere
Größenordnungen
größer ist
als die Frequenz der Modulation. Das Licht könnte z. B. eine Frequenz in
der Ordnung von 1014 Hertz (Hz) (oder eine
Wellenlänge
von etwa 1.550 nm) aufweisen, während
eine Modulation des Lichts in der Größenordnung von 10 GHz sein
könnte.
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Das
Licht aus der Laserquelle 203 wird durch den Modulator 219 mit
dem 10-GHz-Modulationssignal codiert. Anders ausge drückt wird
das Licht des Lasers einer Amplituden- und/oder Phasenmodulation
mit dem Modulationssignal unterzogen. In dem Frequenzbereich weist
das modulierte Lichtsignal eine Mittenfrequenz, die die Frequenz
des Laserlichts aufweist, und zumindest ein Paar von Seitenbändern auf,
die um die Mittenfrequenz herum angeordnet sind und von der Mittenfrequenz
um die Frequenz des Modulationssignals beabstandet sind (d. h. plus
und minus die Modulationssignalfrequenz). Die Mittenfrequenz könnte z.
B. bei 1014 Hz liegen und die Seitenbänder könnten bei
10 GHz von der Mittenfrequenz angeordnet sein, wie in 4A gezeigt
ist. Bei diesem Beispiel wird der Modultor getrieben, um zusätzliche
Seitenbänder
zu erzeugen, d. h. dritte Harmonische.
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Das
modulierte Licht wird dann mit einer optischen Faser 205 gekoppelt,
die eine Länge
einer Faser umfasst, um eine zusätzliche
optische Verzögerung
bereitzustellen, z. B. Schleife 206. Je länger die
Schleife 206 ist, desto größer ist die zu dem Licht hinzugefügte Verzögerung,
derart, dass eine kleinere Frequenzverschiebung eine Veränderung
der Phase bewirkt. So sind längere
Schleifen (und so längere Verzögerungen)
wünschenswert,
um die Frequenz der Oszillation zu platzieren, um nahezu exakt an dem
erwünschten
Wert zu sein, und um das Phasenrauschen zu reduzieren. Die Länge der
Schleife 206 könnte
10 Meter betragen.
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Ein
optischer Verstärker
(nicht gezeigt) könnte
wahlweise verwendet werden, um das modulierte Licht vor einem Filtern
zu verstärken.
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Das
modulierte Licht wird dann durch ein Dünnfilmfilter 208 gefiltert,
z. B. ein Wellenlängenmultiplexfilter.
Bei dieser Anordnung lässt
das Dünnfilmfilter 208 die
Mittenfrequenz und bis zu dem dritten Satz von Seitenbändern durch
und blockiert den Rest, wie in 4B gezeigt
ist. Es wird angemerkt, dass bei anderen Anordnungen andere Seitenbänder durchgelassen
und/oder blockiert werden könnten.
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Nach
einem Filtern durch das Filter 208 gelangt das Licht in
einen Faserkoppler 209, der das Licht in drei Pfade aufteilt.
Zwei der Pfade werden verwendet, um die Grundfrequenz zu erzeugen, nämlich das
Modulationssignal. Der dritte Pfad wird verwendet, um die Sechste-Harmonische-Ausgabe bereitzustellen.
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Jeder
Pfad der zwei der Pfade wird in ein jeweiliges Filter mit schmalem
Durchlassband, z. B. ein Fabry-Perot-Filter, geleitet. Jedes Filter 210, 211 ist abgestimmt,
um einen schmalen Bereich von Frequenzen durchzulassen. Das Filter 210 z.
B. lässt
eines der Seitenbänder
(z. B. unteres Seitenband oder die –10-GHz-Frequenz) durch und
das Filter 211 lässt
die Grundfrequenz (d. h. die 1014-Hz-Frequenz) durch.
Die Filter 210, 211 sind mit der Phasenverriegelung 217 verbunden,
um zu ermöglichen,
dass die Filter auf eine erwünschte
Frequenz abgestimmt werden können.
Die Phasenverriegelung setzt die Mittenfrequenz des Phasenschiebers 204 sowie
der Filter 210, 211.
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Es
wird angemerkt, dass die Anordnung des Dünnfilmfilters 208 und
der Filter 210, 211 lediglich beispielhaft ist,
da ein weiteres Filter, andere Filter und/oder Filterkombinationen
verwendet werden könnten,
solange die erwünschten
Frequenzen mit einem so niedrigen Rauschen, wie toleriert werden kann,
durchgelassen werden. Fabry-Perot-Filter neigen dazu, schmale Bänder von
Frequenzen durchzulassen, weisen jedoch ein periodisches Ansprechen auf,
derart, dass mehrere Perioden schmaler Bänder durchgelassen würden. Die
Verwendung des Dünnfilmfilters
entfernt das Licht, das durch das Fabry-Perot in einem Periodenband
durchgelassen werden könnte.
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Nach
einem Filtern durch die Filter 210, 211 gelangt
das Licht in einen Faserkoppler 212, der das Licht in einen
einzelnen Pfad rekombiniert. Bei dieser Anordnung wurde die Mittenfrequenz
gemeinsam mit einem der Seitenbänder
durchgelassen. So sind die beiden Bänder um 10 GHz getrennt.
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Das
Licht wird dann an den Hochgeschwindigkeits-Photodetektor 213 geliefert,
der ein elektrisches Signal erzeugt, das eine Frequenz aufweist, die
die Differenz zwischen den beiden empfangenen Frequenzen darstellt,
z. B. 10 GHz. Ein Abgriff 216 ermöglicht es, dass das 10-GHz-Signal
als eine Ausgabe zur Verwendung durch eine weitere Vorrichtung und/oder
mit einer weiteren Anwendung bereitgestellt werden kann.
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Der
dritte Pfad liefert Licht an einen optischen Verstärker 207,
der wahlweise verwendet werden könnte,
um das modulierte Licht vor einem Filtern zu verstärken.
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Das
Licht wird dann wahlweise durch ein optionales Dünnfilmfilter 221 gefiltert,
das dem Filter 208 ähnelt.
Bei dieser Anordnung lässt
das Dünnfilmfilter 221 die
Mittenfrequenz und den dritten Satz von Seitenbändern durch und blockiert den
Rest, wie in 4B gezeigt ist. Es wird angemerkt,
dass bei anderen Anordnungen andere Seitenbänder durchgelassen und/oder
blockiert werden könnten.
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Nach
einem Filtern durch das Filter 221 gelangt das Licht in
einen Faserkoppler 222, der das Licht in zwei Pfade aufteilt.
Jeder Pfad gelangt in ein jeweiliges Filter mit schmalem Durchlassband,
z. B. ein Fabry-Perot-Filter. Jedes Filter 216, 220 ist
abgestimmt, um einen schmalen Bereich von Frequenzen durchzulassen.
Das Filter 216 z. B. lässt
eines der Seitenbänder
(z. B. oberes Seitenband oder die –30-GHz-Frequenz) durch und
das Filter 220 lässt das
andere Seitenband (z. B. unteres Seitenband oder die +30-GHz-Frequenz) durch.
Die Filter 216, 220 sind mit dem Bandsteuerschaltungsaufbau 214 verbunden,
um ein Abstimmen der Filter auf eine erwünschte Frequenz zu ermöglichen.
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Es
wird angemerkt, dass die Anordnung des Dünnfilmfilters 221 und
der Filter 216, 220 lediglich beispielhaft ist,
da ein weiteres Filter, andere Filter und/oder Filterkombina tionen
verwendet werden könnten,
solange die erwünschten
Frequenzen mit einem so geringen Rauschen, wie toleriert werden kann,
durchgelassen werden. Fabry-Perot-Filter neigen dazu, schmale Bänder von
Frequenzen durchzulassen, weisen jedoch ein periodisches Ansprechen auf,
derart, dass mehrere Perioden schmaler Bänder durchgelassen würden. Die
Verwendung des Dünnfilmfilters
entfernt das Licht, das durch das Fabry-Perot in einem Periodenband
durchgelassen werden könnte.
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Nach
einem Filtern durch die Filter 216, 220 gelangt
das Licht in einen Faserkoppler 223, der das Licht in einen
einzelnen Pfad rekombiniert. Bei dieser Anordnung wurden die Mittenfrequenz
und der erste und der zweite Satz von Seitenbändern herausgefiltert, was
den dritten Satz von Seitenbändern
hinterlässt,
wie in 4C gezeigt ist. So sind die
beiden Bänder
um 60 GHz getrennt.
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Das
Licht wird dann an den Hochgeschwindigkeits-Photodetektor 224 geliefert,
der ein elektrisches Signal erzeugt, das eine Frequenz aufweist, die
die Differenz zwischen den beiden empfangenen Frequenzen darstellt,
z. B. 60 GHz. Ein Abgriff 215 ermöglicht es, dass das 60-GHz-Signal
als eine Ausgabe zur Verwendung durch eine weitere Vorrichtung und/oder
mit einer weiteren Anwendung bereitgestellt werden kann.
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Die
Anordnung aus 1 ist für Harmonische, die ein Faktor
von 2 sind, vorzuziehen, da einer oder mehrere Teilen-Durch-Zwei-Vorskalierer
verwendet werden könnten,
um das Grund- oder Modulationssignal bereitzustellen, während die
Anordnung aus 2 nützlicher für Nicht-Faktor-von-Zwei-Harmonische
ist.
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Es
wird angemerkt, dass die Anordnungen der 1 und 2 einen
10-GHz-Elektroabsorptionsmodulator verwenden, andere Modulatoren
könnten
jedoch eingesetzt werden. Ein 40-GHz-Mach-Zehnder-Modulator z. B. könnte in
der Anordnung aus
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1 verwendet
werden, um ein 80-GHz-Signal zu erzeugen, oder in der Anordnung
aus 2 verwendet werden, um ein 240-GHz-Signal zu erzeugen.
Wenn die Grundfrequenz des OEO abgestimmt werden kann, z. B. von
2 – 10
GHz, kann auch die Ausgabe von 2 – 10 GHz (für die Anordnung aus 1)
oder von 2 – 60
GHz (für
die Anordnung aus 2) abgestimmt werden. Die meisten
optischen Modulatoren weisen eine bestimmte Nichtlinearität auf, die
verwendet werden kann, um Harmonische zu erzeugen, wenn dieselben
hart getrieben werden. Ein Lithium-Niobat-Mach-Zehnder-Modulator
ist diesbezüglich
besonders steuerbar. Er besitzt eine sinusförmige Übertragungsfunktion (Spannung
zu optischer Intensität).
Wenn derselbe bei einem Voll-Aus-Punkt vorgespannt ist, werden sogar
Harmonische erzeugt. Wenn derselbe in Quadratur vorgespannt ist,
werden ungerade Harmonische erhalten. Zwischenvorspannpunkte erzeugen
eine steuerbare Mischung aus beidem.
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Es
wird ebenso angemerkt, dass die Anordnungen der 1 und 2 weitere
Harmonische verwenden könnten,
z. B. beliebige der Harmonischen von 1 – 6 oder sogar höher.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung und ihre Vorteile detailliert beschrieben
wurden, sollte zu erkennen sein, dass verschiedene Veränderungen, Austausche
und Abänderungen
hierin vorgenommen werden können,
ohne von der Wesensart und dem Schutzbereich der Erfindung, wie
durch die beigefügten
Ansprüche
definiert ist, abzuweichen. Ferner soll der Schutzbereich der vorliegenden
Erfindung nicht auf die bestimmten Ausführungsbeispiele von Vorgang,
Maschine, Herstellung, Materialzusammensetzung, Mittel, Verfahren
und Schritten, die in der Beschreibung beschrieben sind, eingeschränkt sein. Wie
ein gewöhnlicher
Fachmann auf dem Gebiet ohne weiteres aus der Offenbarung der vorliegenden Erfindung
erkennen wird, könnten
Vorgänge,
Maschinen, Herstellung, Materialzusammensetzungen, Mittel, Verfahren
oder Schritte, die bereits existieren oder noch entworfen werden,
die im Wesentlichen die gleiche Funktion durchführen oder im Wesentlichen das
gleiche Ergebnis erzielen wie die entsprechenden hierin beschriebenen
Ausführungsbeispiele gemäß der vorliegenden
Erfindung eingesetzt werden. Entsprechend sollen die beigefügten Ansprüche derartige
Vorgänge,
Maschinen, Herstellung, Materialzusammensetzungen, Mittel, Verfahren
oder Schritte in ihrem Schutzbereich umfassen.