DE19830990A1 - Polarisationstransformator - Google Patents
PolarisationstransformatorInfo
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Abstract
Der Polarisationstransformator (TRF1) auf doppelbrechendem Substratmaterial (SUB) weist eine größere Anzahl von Zellen (Pj) mit jeweils zwei Modenwandler-Elektroden (Eij, i = 1, 2; j = 1, 2, ...n) auf, die individuell oder in mehr als zwei Gruppen individuell ansteuerbar sind, so daß Polarisationsmodendispersion kompensiert werden kann.
Description
In der optischen Übertragungstechnik werden möglichst lange
Lichtwellenleiter-Übertragungsstrecken verwendet. Die Licht
wellenleiter sind herstellungsbedingt nicht vollständig
isotrop. Wegen der langen Übertragungsstrecken ergibt sich
durch Doppelbrechung der übertragenen optischen Signale eine
frequenzabhängige Polarisationstransformation - Polarisati
onsmodendispersions oder kurz Polarisationsdispersion PMD ge
nannt. Diese führt durch Änderung der Polarisation und der
dadurch bedingten unterschiedlichen frequenzabhängigen Lauf
zeiten zur Verbreiterung gesendeter Impulse, wodurch emp
fangsseitig deren Erkennbarkeit reduziert und dadurch die
übertragbare Datenrate begrenzt wird.
Die Polarisationsmodendispersion ist zudem von der Temperatur
oder von mechanischer Beanspruchung abhängig. Deshalb werden
adaptive PMD-Kompensatoren benötigt, die in den Übertragungs
pfad eingefügt werden. Ein PMD-Kompensator soll bei minde
stens einer optischen Trägerfrequenz im Bereich des Übertra
gungsbandes das Polarisationsübertragungsverhalten des Ge
samtsystems von Übertragungsstrecke und Kompensator nähe
rungsweise (in erster oder ggf. auch höherer Ordnung) fre
quenzunabhängig machen. Dadurch können modulierte Signale
verzerrungsfrei übertragen werden.
Im Wellenlängenmultiplexbetrieb WDM ist es anzustreben, diese
Frequenzunabhängigkeit bei den einzelnen Übertragungsbändern
(Übertragungswellenlängen), zumindest in jedem der einzelnen
Kanäle zu erreichen. Anforderungen an einen solchen Transfor
mator/Kompensator sind niedrige Einfügedämpfung, Kompatibili
tät zu Lichtwellenleitern, d. h. niedrige Koppeldämpfung und
mechanische Kompatibilität, und ein möglichst variables ver
änderbares und frequenzabhängiges Polarisationsverhalten.
Zum Entwickeln von PMD-Kompensatoren und zum Prüfen der PMD-
Toleranz nicht kompensierter Übertragungssysteme werden va
riabel einstellbare aber trotzdem kostengünstige und dämp
fungsarme PMD-Emulatoren gebraucht, welche das frequenzabhän
gige Polarisationsübertragungsverhalten von Lichtwellenlei
ter-Strecken bis zu mehreren tausend Kilometern Länge unter
den unterschiedlichsten Bedingungen (beispielsweise bei Tem
peraturschwankungen) in signifikanter Weise nachbilden kön
nen.
Zur Kompensation von PMD eignen sich Kompensatoren, welche
die inversen Übertragungseigenschaften einer Übertragungs
strecke aufweisen. Aus der Literatur sind Kompensatoren be
kannt, die durch Retarder/Polarisationsrotatoren realisiert
sind, die zwischen stärker doppelbrechenden LWL-Stücken ange
ordnet sind. Retarder ist ein Oberbegriff für optische Über
tragungsglieder, die zwei zueinander orthogonale Eigenmoden
unverändert und mit gleicher, im Idealfall verschwindender
Dämpfung, jedoch mit im allgemeinen unterschiedlichen Phasen
verzögerungen übertragen.
Die stark doppelbrechenden LWL-Abschnitte erhalten oder be
wahren zwei zueinander orthogonale Hauptpolarisationen und
sind daher polarisationserhaltende Lichtwellenleiter PMF
(polarization maintaining fiber). Diese PMF's sind stark po
larisationsdispersiv, d. h. unterschiedliche Polarisationen
führen zu stark unterschiedlichen Laufzeiten. Ein entspre
chendes Beispiel ist im Tagungsband zur "Optical Fiber Commu
nication Conference", 1995, OFC'95, der Optical Society of
America als Beitrag WQ2 auf Seite 190 bis 192 beschrieben.
Im "IEEE Journal of Quantum Electronics", Band 18, Nr. 4,
April 1982, Seite 767 bis 771 ist ein integrierter optischer
Einseitenbandmodulator und Phasenschieber beschrieben. Dieser
enthält auf einem Litiumniobat-Substrat eine sich über den
Chip hinziehenden kammförmige Masse-Elektrode und in Reihe
liegenden kammförmige Elektroden, deren Zinken mit den Zinken
der Masseelektrode verschachtelt sind und von denen jeweils
jede zweite mit einer ersten Steuerspannung bzw. zweiten
Steuerspannung verbunden ist. Bei diesem Polarisationstrans
formator können nur die TE-TM-Modenwandlung mit ± 45° linear
bzw. mit zirkular polarisierten Eigenmoden vorgegeben werden.
Der Anteil an TE-TM-Phasenverschiebung ist hier durch Chip
länge und -temperatur vorgegeben und kann nicht durch eine
elektrische Spannung verändert werden. Nachteil auch dieser
Anordnung ist, daß eine vorgegebene Polarisationstransforma
tion nur für eine bestimmte optische Frequenz wirksam wird,
die Frequenzabhängigkeit von Polarisationstransformatoren al
so nicht frei vorgegeben werden kann.
In "IEEE Journal of Quantum Electronics", Band 25, Nr. 8, 8.
August 1989, Seite 1898 bis 1906 ist ein integrierter opti
scher Polarisationstransformator beschrieben, der als
Substrat Lithiumniobat LiNbO3 oder Lithiumtantalat LiTAO3
verwendet. Dieser benötigt nur drei verschiedene Steuerspan
nungen, eine Phasenschieberspannung und zwei Modenwandler
spannungen, um eine gewünschte Polarisationsänderung zu be
wirken. Die Phasenschieberspannung bewirkt eine Phasenverzö
gerung zwischen TE(transversal elektrischen)- und
TM(transversal magnetischen)-Wellen; diese sind gleichzeitig
die Eigenmoden. Eine der beiden Modenwandlerspannungen be
wirkt eine TE-TM-Modenwandlung mit linearer Polarisation mit
± 45° Erhebungswinkel als
Eigenmoden, die andere bewirkt eine TE-TM-Modenwandlung mit
zirkularen Polarisationen als Eigenmoden. Eine vorgegebene
Polarisationstransformation wird jedoch nur für eine bestimm
te optische Frequenz wirksam. Bei anderen optischen Frequen
zen ergibt sich die Polarisationstransformation in Abhängig
keit der für diese bestimmte optische Frequenz eingestellten
Polarisationstransformation.
Eine zufriedenstellende PMD-Kompensation ist durch keine der
bekannten Anordnungen möglich.
In Electronic Letters, 17. Februar 1994, Band 30, Nr. 4, Sei
te 348 bis 349 ist ebenfalls ein Verfahren zur PMD-
Kompensation beschrieben. Auch hier werden mehrere Abschnitte
PMF verwendet, die durch Polarisationstransformatoren verbun
den sind. Die auftretende Dämpfung dürfte wegen der notwendi
gen Spleißverbindungen sehr hoch sein.
Hier ist auch der Anschluß eines PMD-Kompensators an einen
optischen Empfänger und die Gewinnung eines Regelkriteriums
zur Einstellung des Kompensators beschrieben.
In der Praxis beschränken sich die in den genannten Litera
turstellen beschriebenen Kompensatoren auf sehr wenige Ab
schnitte PMF. Dadurch kann es bei der Optimierung des Regel
kriteriums zu einem Nebenoptimum kommen, so daß der Kompensa
tor nicht optimal eingestellt wird.
In der deutschen Patentanmeldung Aktenzeichen: 198 16 178.6 ist
ein PMD-Kompensator beschrieben, der nur aus PMF's besteht.
Allerdings werden mechanisch bewegte Teile benötigt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen
Polarisationstransformator anzugeben, der über zahlreiche
Einstellmöglichkeiten verfügt und innerhalb des genutzten
Übertragungsbandes möglichst beliebige frequenzabhängige Po
larisationstransformationen zum Zweck der gezielten Erzeugung
von PMD ermöglicht.
Der PMD-Transformator soll sowohl als Kompensator als auch
als Emulator einsetzbar sein.
Vorteil des erfindungsgemäßen Polarisationstransformators
liegt in der universellen Anwendbarkeit. Das durch viele Pa
rameter bestimmte Phänomen Polarisationsmodendispersion kann
prinzipiell auch nur durch geeignete Einstellmöglichkeiten
entsprechend vieler Freiheitsgrade kompensiert werden. Durch
die individuellen Steuerspannungen können so viele unter
schiedliche frequenzabhängige Polarisationstransformationen
eingestellt und im Betrieb durchgeführt werden, daß beliebige
PMD auch höherer als erster Ordnung mit sehr hoher Genauig
keit gebildet werden kann, sowohl zum Zwecke der PMD-
Kompensation, als auch der PMD-Emulation.
Weitere Vorteile sind die bei integrierten optischen Bauele
menten übliche kleine Baugröße und die Tatsache, daß im er
findungsgemäßen Polarisationstransformator die Funktionen der
Polarisationstransformation und der Erzeugung unterschiedli
cher Laufzeiten für unterschiedliche Polarisationen auf einem
Bauelement integriert werden können.
Varianten des Polarisationstransformators ermöglichen noch
kompaktere Bauweisen.
Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen näher er
läutert.
Es zeigen:
Fig. 1 den Aufbau eines erfindungsgemäßen
Polarisationstransformators,
Fig. 2 eine Variante mit sich überkreuzenden elektrischen
Leitungen,
Fig. 3 eine Variante mit senkrecht zur Wellenleiterrich
tung verlaufenden elektrischen Feldern und
Fig. 4 eine Variante mit gefaltetem Strahlengang,
Fig. 5 einen adaptiven Kompensator und
Fig. 6 einen Emulator.
Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Polarisationstransfor
mator TRF1. Dieser ist als Chip CH1 mit einem Lithiumniobat-
Substrat SUB realisiert. Andere in Frage kommende Materialien
sind Lithiumtantalat oder ähnliche hoch doppelbrechend Mate
rialien.
Die kristallographischen Achsen Y und Z liegen in der Zeichen
ebene, die kristallographische Achse X geht in die Zeichene
bene hinein. Auf der Oberfläche des Kristalls ist ein Wellen
leiter WG durch Titandiffusion realisiert. Der Wellenleiter
WG ist einmodig, so daß TE(transversal-elektrische)- und
TM(transversal-magnetische)-Wellen sich mit einer Brechzahl
differenz von etwa 0,07 ausbreiten können.
Auf der Oberfläche des Substrats SUB sind elektrisch leitfä
hige Interdigital-Elektroden aufgedampft, die die Form eines
Kammes aufweisen, dessen Zinken (Stichleitungen, Finger) quer
zum Wellenleiter angeordnet sind. Eine Elektrode M mit eben
falls quer zum Wellenleiter angeordneten Zinken verläuft mä
anderförmig über den gesamten Chip und kann an Masse gelegt
werden (Masse-Elektrode). Die anderen kammförmigen Modenwand
ler-Elektroden Eij (i = 1,2; j = 1,2. . ..n) sind voneinander
elektrisch isoliert. Eine Spannung Uij an einer Elektrode er
zeugt ein elektrisches Feld im Wellenleiter WG, das peri
odisch in Ausbreitungsrichtung Y oder entgegengesetzt hierzu
verläuft. Direkt unter den Elektroden verläuft es periodisch
in Richtung X oder entgegengesetzt hierzu. Die optische Welle
durchläuft den Chip vom Eingang IN zum Ausgang OUT. Die Peri
odenlänge L zwischen den einzelnen Elektrodenzinken ist etwa
gleich einer Schwebungswellenlänge zwischen TE- und TM-Welle
gewählt. Eine Schwebungswellenlänge ist diejenige Länge, bei
der der Retarder mit TE- und TM-Wellen als Eigenmoden gerade
eine Phasenverzögerung von 360° zwischen diesen Eigenmoden
aufweist. Bei Mischpolarisationen wiederholen diese sich des
halb periodisch in Abständen von Vielfachen einer Schwebungs
wellenlänge. Bei einer optischen Wellenlänge von 1550 nm
(Nanometer) entspricht die Schwebungswellenlänge im Lithium
niobat etwa 21 µm. Die Zinkenbreite (Fingerbreite) und die
Elektrodenabstände werden deshalb zweckmäßigerweise jeweils
etwa gleich L/4 gewählt. Damit erhält man eine gleichförmige
Struktur, in welcher Zinkenbreiten und Zwischenräume gleich
groß sind. Um eine TE-TM-Konversion mit variabler Phase
durchführen zu können, sind jeweils nach einigen Zinkenperi
oden zusätzliche Abstände von abwechselnd etwa L/4 und 3L/4
vorgesehen. Damit erhält man Phasenverzögerungen zwischen TE-
und TM-Wellen von 90° bzw. 270° - durch letztere wird die er
stere wieder rückgängig gemacht -, so daß sich TE-TM-Wandlung
mit unterschiedlichem Phasenwinkel auswirkt. Dies wird jetzt
näher erläutert: Bei einer reinen TE-Welle am Eingang des Po
larisationstransformators oder eines Teils davon ergibt sich
auch am Ausgang eine reine TE-Welle. Für geeignet gewählte
Ansteuerspannungen werde die eingangsseitige TE-Welle in eine
reine TM-Welle gewandelt. Verkleinert man diese Ansteuerspan
nungen, so ergibt sich am Ausgang eine Mischung aus TE- und
TM-Wellen, deren Phasenunterschied frei wählbar ist. Insbe
sondere ergibt sich bei etwa halbierten Ansteuerspannungen
ein Ausgangspolarisationszustand, der zwischen 45° linear,
rechtszirkular, -45° linear, linkszirkular und wiederum 45°
linear einstellbar ist.
Die Masse-Elektrode M hat an diesen Stellen jeweils eine Ge
samtbreite von etwa L/2, bzw. L (Die Masse-Elektrode zwischen
den Moden-Elektroden und Zellen könnte im Prinzip auch schma
ler gemacht werden oder durch Bonddrähte ersetzt werden).
Jeweils (mindestens) zwei Modenwandler-Elektroden E1j und
E2j, (j = 1,2. . .n) einschließlich des zugeordneten, in Elek
troden E1j bzw. E2j verzahnten Masse-Elektroden-Segments kön
nen als Zellen Pj aufgefaßt werden. Im Ausführungsbeispiel
sind n Zellen vorgesehen, wobei als Anzahl n Werte von ca. 25
bis 50 realistisch sind. Die Spannungen an den Elektroden E1j
und E2j der Zellen sind jedoch nicht jeweils identisch oder,
wie in Proc. 4th European Conference on Integrated Optics
(ECIO '87), Glasgow, UK, 11.-13.05.1987, S. 115-118 beschrie
ben als Funktion der longitudinalen Ortskoordinate sinusför
mig variabel, sondern individuell oder in Gruppen frei ein
stellbar. Beispielsweise können Elektrodenspannungen von U1j,
U1(j+1), U1(j+2), . . . bis U1(j+9), (j = 1, 11, 21, . . ..) iden
tisch sein, ebenso die Elektrodenspannungen U2j, U2(j+1),
U2(j+2), . . . bis U2(j+9), (j = 1, 11, 21, . . ..). Es werden also
in diesem Beispiel die Elektroden des Typs E1j von jeweils
zehn benachbarten Zellen mit der gleichen Spannung versorgt,
ebenso die Elektroden des Typs E2j von jeweils zehn benach
barten Zellen. Dies ist durch leitende Verbindungen zwischen
den Elektroden leicht zu realisieren. Eine Grenze der Varia
bilität des PMD-Kompensators bildet die Spannungsfestigkeit
der Elektrodenzwischenräume. Idealerweise sollten Polarisati
onstransformationen auf beliebig kurzer Länge ausgeführt wer
den können, wodurch aber entsprechend hohe Spannungen erfor
derlich sind. Daher ist bei der Herstellung auf hohe Span
nungsfestigkeit zu achten. Diese kann beispielsweise durch
Aufbringen von Isolierschichten auf die Kristalloberfläche
erfolgen.
Während beim Stande der Technik durch zwei wählbare Moden
wandlerspannungen nur eine Polarisationstransformation, wel
che zwei Freiheitsgrade besitzt, für eine optische Frequenz
spezifiziert werden kann, während die Polarisationstransfor
mationen für alle anderen optischen Frequenzen sich daraus
ergeben, sind erfindungsgemäß durch Kaskadierung mehrerer
Zellen oder Zellengruppen, die individuell oder gruppenindi
viduell mit i. a. je zwei wählbaren Modenwandlerspannungen an
gesteuert werden können, Polarisationstransformationen bei
mehreren optischen Frequenzen in weiten Grenzen unabhängig
voneinander vorgebbar. Dies gilt auch für die weiteren Aus
führungsbeispiele der Erfindung, wobei in dem in Fig. 3 dar
gestellten Beispiel statt zwei jeweils drei Freiheitsgrade
und Ansteuerspannungen vorgesehen sind.
Falls man bereit ist, eine kompliziertere Verdrahtung auf dem
Chip in Kauf zu nehmen, beispielsweise durch Überkreuzung
elektrischer Leitungen, so kann mittels isolierender Zwi
schenschichten die Variante TRF2 nach Fig. 2 realisiert wer
den. Die Zinken der Moden-Elektroden E11 und E12; E21 und
E22, . . . bis En1 und En2 liegen hier jeweils nacheinander
Zwischen zwei Zinken der Masse-Elektrode M. Bei gleicher Ma
ximalstärke des longitudinalen elektrischen Feldes kann diese
Variante Polarisationtransformationen auf einer etwas kürze
ren Strecke ausführen als der Polarisationstransformator nach
Fig. 1 und bietet daher eine größere Variabilität der Pola
risationstransformation bei gleicher Gesamtlänge des Chips
CH2. Die Periodizität der Elektrodenzinken beträgt weiterhin
L. Deren Breite und die Abstände betragen etwa L/6. Es ist
nicht erforderlich, größere Abstände bzw. Breiten der Masse-
Elektrode einzuführen.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel TRF3 des Transformators ist
in Fig. 3 dargestellt. Es kann auch vorteilhaft sein, eine
transversalelektrische-transversalmagnetische Phasenverschie
bung, wie aus "IEEE Journal of Quantum Elektronics", Band 25,
Nr. 8, Seite 1898 bis 1906 bekannt, durch senkrecht zum Wel
lenleiter entlang der kristallographischen Z-Achse verlaufen
de elektrische Felder einzubringen. Vorteilhaft ist die da
durch erzielbare, durch drei Freiheitsgrade gekennzeichnete
elliptische Polarisationstransformation, welche bei der Kom
pensation von PMD ein etwas leichter zu beherrschendes Regel
verhalten bewirken kann, nachteilig sind dagegen die kleine
ren elektrooptischen Koeffizienten, die nur geringere Phasen
verschiebungen ermöglichen. Die Zellen PPj (j = 1,2, . . .n) des
Chips CH3 enthalten ebenfalls Modenwandler-Elektroden E11,
E21, . . ., die mit Spannungen U11, U21, . . .. angesteuert wer
den. Zwischen den Modenwandler-Elektroden sind Phasenschie
ber-Elektroden EP1, . . . angeordnet, die mit Spannungen U3j
(j = 1, 2. . .n) angesteuert werden. Die Phasenschiebersektionen
der Phasenschieberelektroden haben unterschiedliche Längen,
die jeweils ein ganzzahliges Vielfaches der Schwebungswellen
länge um ein Viertel der Schwebungswellenlänge über- oder un
terschreiten, also L(N+1/4) oder L(K-1/4) N, K = 1, 2, 3, . . .. Auf
diese Weise bilden, wie schon in Fig. 1, die Elektroden zwei
Gruppen, welche jeweils TE-TM-Wandlung mit gleicher Phase be
wirken. Bei Bedarf können deshalb einige an einer Gruppe
Elektroden benachbarter Zellenanliegende Spannungen, also
beispielsweise U1, 1 bis U1, 10, U1, 11 bis U1, 20, . . .., also
U1j bis U1(j+9), j = 1, 11, 21, . . ..) identisch sein, ebenso
die Spannungen U2j bis U2(j+9), (j = 1, 11, 21, . . ..). Sofern
man diesen Vorteil nicht wahrnehmen möchte, können alle Elek
troden, wie auch in Fig. 1 oder 2 möglich, individuell ange
steuert werden.
Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel TRF4 des Polarisati
onstransformators mit einem gefalteten Strahlengang des Wel
lenleiters WG. Die Enden eines Chips CH4 sind mit metalli
schen oder dielektrischen Spiegeln MI versehen. Kurz vor dem
Auftreffen auf einen Spiegel ist der Wellenleiter WG ge
krümmt, so daß eine möglichst ideale Reflexion und Einspei
sung in den nächsten Abschnitt erfolgt. Die Verspiegelung
kann durch Koppler ersetzt werden, in deren Mitte sich der
Spiegel befindet. Dies setzt die Anforderungen an die Genau
igkeit der longitudinalen Position der Spiegel MI herab, be
wirkt aber bei nicht exakter Herstellung stärkere unerwünsch
te Reflexionen.
Im Bereich des Eingangs IN und des Ausgangs OUT sind die Wel
lenleiter-Enden unter einem Winkel von z. B. 6° bis 8° abge
schnitten, so daß ein sehr reflexionsarmer Übergang zwischen
dem Wellenleiter WG und einem externen Quarzglas-Wellenleiter
erfolgen kann. Das schräge Abschneiden könnte auch bei den
Chips der Fig. 1 bis 3 eingesetzt werden. Auch sind andere
reflexionsarme Übergänge wie eine dielektrische Entspiegelung
möglich. Die einzelnen Zellen P1, P2, Pj, Pn können wie in
den Fig. 1 bis 3 gestaltet sein.
Zu ergänzen ist noch, daß auch die Möglichkeit besteht, durch
Temperaturänderung des Chips das Transformationsverhalten zu
ändern. Wenn dieser Effekt nicht gewünscht wird, ist daher
die Temperatur des Chips konstant zu halten oder durch die
Einbeziehung in eine Regelung zu berücksichtigen.
Fig. 5 zeigt die Verwendung des Polarisationstransformators
TR in einem adaptiven PMD-Kompensator. Es ist eine Übertra
gungsstrecke mit einem optischen Sender TR, einer mit einem
Lichtwellenleiter LWL realisierten Übertragungsstrecke und
einem optischen Empfänger RX dargestellt. Der Empfänger ent
hält eine Fotodiode PD, der ein Entscheider DFF nachgeschal
tet ist. Beim Ausgang OD des Entscheiders wird das übertrage
ne Datensignal abgegeben.
Der Fotodiode ist der Polarisationstransformator zur Kompen
sation der Polarisationsmodendispersion vorgeschaltet. Weite
re Details wie Verstärker wurden aus Gründen der Übersicht
lichkeit nicht dargestellt.
Das Regelkriterium wird beispielsweise aus dem am Ausgang der
Fotodiode abgegebenen Basisbandsignal BB gewonnen. Dies er
folgt beispielsweise über ein Filter FI1, das als Bandpaß mit
einer Resonanzfrequenz von etwa der halben Symbolrate der
übertragenen (binären) Daten ausgebildet ist. Dies ist dann
zweckmäßig, wenn die maximal auftretenden PMD-Werte geringer
als eine Symboldauer des Datensignals sind. Das Filter kann
aber auch als Tiefpaßfilter ausgebildet sein, dessen Grenz
frequenz ca. 1/10 bis 1/4 der Symbolrate beträgt. Damit lassen
sich auch größere PMD-Werte eindeutig detektieren. Hinter dem
Filter ist ein erster Detektor DET1 angebracht, beispielswei
se ein Gleichrichter. Die so gewonnene Detektorausgangsspan
nung U1 wird einem Regler MP zugeführt, vorzugsweise einem
Mikroprozessor mit Analog-Digital- und Digital-Analog-
Wandlern, sowie Operationsverstärkern zur Ansteuerung des Po
larisationstransformators.
Um sowohl kleine als auch große PMD-Werte eindeutig detektie
ren zu können, können auch weitere Filter und Detektoren FI2
und DET2 vorgesehen werden.
Bei Verwendung des Bandpaßfilters wird die Ausgangsspannung
U1 dann maximal, wenn die Augenöffnung des Basisbandsignals
BB maximal ist. Dies entspricht im Fall einer unverzerrten
optimalen Übertragung. Auch bei der Verwendung eines Tief
paßfilters wird die Detektorausgangsspannung U2 maximal, wenn
die Augenöffnung des Basisbandsignals maximal ist.
Ausgangssignale des Reglers sind die Spannungen Uij (i = 1, 2,
3; j = 1, 2, . . ..n), die der Polarisationstransformator benö
tigt. Der Regler MP variiert die Spannungen Uij einzeln oder
in Gruppen. Es werden diejenigen Spannungen beibehalten,
durch die sich die größtmöglichen Detektorausgangsspannungen
erzielen lassen. Auf diese Weise wird die Polarisationsmoden
dispersion der Übertragungsstrecke durch den
Polarisationstransformator optimal kompensiert.
Der Einsatz des Polarisationstransformators als Emulator EMU
ist in Fig. 6 dargestellt. Über eine Einstelleinrichtung ER
erhält ein Mikroprozesser MP1 Signale, die er in entsprechen
de Steuerspannungen Uij umsetzt. Die Steuerspannungen Uij
könnten in einer einfachen Version auch durch Potentiometer
eingestellt werden.
Die von dem Sender TR eingespeisten optischen Signale werden
transformiert am Ausgang OE eines Verstärkers OV abgegeben.
Claims (8)
1. Polarisationstransformator (TRF1-TRF4) auf einem
Substrat (SUB) aus doppelbrechendem Material, das einen Wel
lenleiter (WG) aufweist, mit aus kammartigen Modenwandler-
Elektroden (E11, E21, . . ..), deren Zinken quer zum Wellenlei
ter (WG) verlaufen, gebildeten Modenwandlern (P1, . . .Pj,
. . ., Pn. . .), wobei die Elektroden (E11, E21, . .) zur Änderung
der Polarisationstransformation an Steuerspannungen (Uij) an
schaltbar sind, und mit einer ebenfalls kammförmig ausgeführ
ten Masse-Elektrode (M), deren Zinken ebenfalls quer zum Wel
lenleiter (WG) verlaufen und abwechselnd zu den Zinken der
anderen Elektroden angeordnet sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Elektroden (Eij, i = 1,2; j = 1,2. .n) individuell oder in
mehr als zwei Gruppen gruppenindividuell ansteuerbar sind.
2. Polarisationstransformator (TRF1) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß jeweils Zellen (Pj) aus zwei Modenwandler-Elektroden
(Eij; i = 1, 2; j = 1, 2, . . ., n) mit wechselnden Abständen
zwischen je zwei dieser benachbarten Modenwandler-Elektroden
(E1j und E2j, bzw. E2j und E1(j+1)) vorgesehen sind.
3. Polarisationstransformator (TRF2) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß jeweils Zellen (PVj) aus zwei Modenwandler-Elektroden
(Eij, i = 1, 2; j = 1, 2, . . ., n) vorgesehen sind und
daß zwischen zwei Zinken der Masse-Elektrode (M) zwei Zinken -
je eine von jeder Modenwandler-Elektrode (E1j und E2j) -
angeordnet sind.
4. Polarisationstransformator (TRF3) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen den Modenwandler-Elektroden (E1j, E2j) breitere
Phasenschieber-Elektroden (EPj) angeordnet sind, die indivi
duell oder in mehreren Gruppen gruppenindividuell ansteuerbar
sind.
5. Polarisationstransformator nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Phasenschieber-Elektrode (EPj) jeweils den Bereich
zwischen den Modenwandler-Elektroden einer Zelle und zwischen
zwei Zellen (P1, P2; . . .) umfaßt.
6. Polarisationstransformator (TRF4) nach einem der vorherge
henden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Wellenleiter (WG) mindestens einmal durch Reflexion
gefaltet ist.
7. Polarisationstransformator nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß er als Kompensator (KOM) in einer Empfangseinrichtung (RX) vorgesehen ist und
daß die als Regelkriterium verwendete Spannung (U1, U2) durch Filtern und Gleichrichtung des Basisbandsignals (BB) gewonnen wird.
daß er als Kompensator (KOM) in einer Empfangseinrichtung (RX) vorgesehen ist und
daß die als Regelkriterium verwendete Spannung (U1, U2) durch Filtern und Gleichrichtung des Basisbandsignals (BB) gewonnen wird.
8. Polarisationstransformator nach einem der Ansprüche 1 bis
6,
dadurch gekennzeichnet,
daß er als Emulator (EMU) vorgesehen ist und externe Ein
stellmöglichkeiten (ER) aufweist.
Priority Applications (21)
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---|---|---|---|
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