DE19841044C2 - Verfahren und Vorrichtung zur qualitativen Bewertung von integriert-optischen Phasenmodulatoren - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur qualitativen Bewertung von integriert-optischen PhasenmodulatorenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur qualitativen
Bewertung der Abhängigkeit des optischen Phasenhubs einer ei
nen integriert-optischen Phasenmodulator (IOPM) passierenden
Lichtwelle von der Ansteuerfrequenz und der Ansteuerspannung
eines elektrischen Modulationssignals, das an ein Elektroden
paar des durch einen optischen Kristall gebildeten, inte
griert-optischen Phasenmodulators angelegt wird, in den die
von einer Laser-Strahlquelle über Lichtwellenleiter herange
führte Lichtwelle zur Phasenmodulation eingekoppelt wird. Au
ßerdem betrifft die Erfindung eine Vorrichtung gemäß dem
Oberbegriff des Anspruchs 14. Ein solches Verfahren und eine
solche Vorrichtung sind interner Stand der Technik des Anmel
ders.
Ein integriert-optischer Phasenmodulator ist eine Komponente
der optischen Lichtwellenleiter-Nachrichtentechnik, welche
dazu dient, die Phase einer hindurchgehenden Lichtwelle mit
tels des im folgenden kurz beschriebenen Mechanismus zu än
dern. Das zu modulierende Licht stammt zumeist von einem La
ser beliebiger Bauart dessen Strahlung in einen durch eine
Monomodefaser gebildeten Lichtwellenleiter eingekoppelt wird.
Diese Lichtwelle wird im Lichtwellenleiter an den integriert-
optischen Phasenmodulator herangeführt, was bei bestimmten,
polarisierenden Bauarten von integriert-optischen Phasenmodu
latoren üblicherweise mit einer polarisationserhaltenden Mo
nomodefaser erfolgt. Dies wird dann in einen optischen Kri
stall, zumeist aus Lithium-Niobat, eingekoppelt, in welchen
ein Wellenleiterprofil eingearbeitet ist, um die Lichtwelle,
vergleichbar wie in der Glasfaser, hindurch zu leiten.
Auf diesen Wellenleiter kann nun über zwei auf dem optischen
Kristall aufgebrachte Elektroden ein elektrisches Feld ange
legt werden. Dieses führt dann zu einer lokalen Brechungsin
dexänderung des optischen Kristalls. Da die Ausbreitungsge
schwindigkeit des Lichtes indirekt proportional mit dem Bre
chungsindex des Ausbreitungsmediums zusammenhängt, ändert
sich damit die Laufzeit der Lichtwelle durch den optischen
Kristall und folglich auch ihre Phasenlage. Nach dem opti
schen Kristall folgt wieder eine Einkopplung in eine Monomo
defaser.
Ein integriert-optischer Phasenmodulator wird immer für eine
bestimmte Wellenlänge ausgelegt, um eine optimale Führung der
Lichtwelle im Wellenleiterprofil und in den ab- und zuführen
den Lichtwellenleitern zu erreichen. Bezüglich der genauen
Funktionsweise eines integriert-optischen Phasenmodulators
wird auf die Literaturstelle von Dr. Ing. W.-H. Rech: "Ein
frequenzstabiler optischer Mehrkanalsender", Fortschr. - Ber. VDI Reihe 9 Nr. 118, Düsseldorf VDI Verlag 1991. Seiten 18 bis 39 hingewiesen.
Mit diesen Komponenten können bei den in der optischen Nach
richtentechnik üblichen Wellenlängen zwischen 800 nm und
1500 nm Phasenverschiebungen von mehreren Wellenlängen er
reicht werden, was mehreren 2.π Phasenhub entspricht. Die
notwendigen Ansteuerspannungen für einen Phasenhub von 180°,
die sogenannte Vπ-Spannung, liegen dabei je nach Bauart, An
steuerfrequenz und Lichtwellenlänge etwa zwischen 4 V und
14 V.
Dabei wird in kohärent-optischen digitalen Übertra
gungssystemen zumeist ein Phasenhub von exakt 180° ange
strebt, da sich damit die beste Übertragungsqualität reali
sieren läßt, vgl. dazu die diesbezüglichen Ausführungen in
"Coherent Optical Communications Systems" von S. Betti, G. De
Marchis, E. Iannone, New York u. a. John Wiley & Sons, 1995,
S. 148 bis 155 und S. 254 bis 259. Es ist daher von äußerster
Wichtigkeit, das Verhältnis zwischen Ansteuerspannung und da
mit erreichtem Phasenhub zu kennen.
Dieser Phasenhub ist dabei zusätzlich frequenzabhängig, und
zwar ergibt sich in etwa ein Tiefpaßverhalten, d. h. je größer
die Ansteuerfrequenz (bzw. die Datenrate des zu übertragenden
Digitalsignals) bemessen ist, um so geringer wird der Phasen
hub bei konstanter Ansteueramplitude, womit die Übertragungs
qualität abnimmt.
Die Hersteller von integriert-optischen Phasenmodulatoren
messen zur Qualitätskontrolle nicht direkt den Frequenzgang
des Phasenhubs oder die für 180° nötige Ansteuerspannung,
sondern sie kontrollieren diese mittels eines im gleichen
Produktionsverfahren gebauten integriert-optischen Intensi
tätsmodulators nach der sogenannten Mach-Zehnder Bauweise.
Ein solcher Mach-Zehnder-Aufbau enthält zwei Phasenmodulato
ren.
Indem die Funktionstüchtigkeit dieser Komponente nachgewiesen
wird, was auf sehr einfache Weise geschieht, wird auch der im
gleichen Produktionszyklus hergestellte integriert-optische
Phasenmodulator als funktionstüchtig angesehen. Es finden
zwar beim endgültigen Zusammenbau des integriert-optischen
Phasenmodulators noch verschieden Tests statt, jedoch wird
die Qualität der Phasenmodulation niemals direkt überprüft.
Es hat sich gezeigt, daß dadurch des öfteren integriert-opti
sche Phasenmodulatoren ausgeliefert werden, welche nicht die
geforderten technischen Werte erfüllen oder sogar völlig un
brauchbar sind, ohne daß dies vom Hersteller in der Endkon
trolle erkannt werden konnte.
Aus DE 40 19 474 A1 ist ein Verfahren zum Abgleich des Modu
lationshubes von elektro-optischen Phasenmodulatoren bekannt.
Hierbei wird zum Abgleich des Modulationshubs eine der zum
Modulator gehörenden Elektroden in eine Reihe kleiner Segmen
te aufgeteilt, die zunächst alle mit einer genormten Modula
tionsspannung verbunden werden. Zum Abgleich werden dann so
viele Segmente von der Modulationsspannung getrennt, bis der
gewünschte Modulationshub erreicht ist.
Ferner ist aus EP 358 532 A2 unter anderem ein Verfahren zum
Ansteuern eines integrierten optischen Phasenmodulators be
kannt. Es wird eine Ladung mit sich ändernden Raten entspre
chend der Größe eines die Laderate steuernden Signals an dem
integrierten optischen Phasenmodulator vorgesehen, so daß die
Kapazitanz des Phasenmodulators die Ladung speichert. Die
durch die Kapazitanz gespeicherte Ladung wird durch eine
Spannung an der Kapazitanz überwacht. Anschließend wird die
Größe der Spannung mit der Größe der ausgewählten Spannung
verglichen, und die gespeicherte Ladung wird entladen, sobald
festgestellt wird, daß die Ladungsmenge die Größe der gewähl
ten Spannung überschreitet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und
eine Vorrichtung zu schaffen, womit sich eine direkte Messung
und damit Kontrolle der Qualität der Phasenmodulation von in
tegriert-optischen Phasenmodulatoren durchführen läßt, so daß
eine Auslieferung und ein späterer Einsatz von nicht die ge
forderten technischen Werte erfüllenden oder sogar völlig un
brauchbaren integriert-optischen Phasenmodulatoren in siche
rer und zuverlässiger Weise verhindert werden.
Gemäß der Erfindung wird diese gestellte Aufgabe bei einem
Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß zur
direkten Messung des Frequenzgangs der Phasenmodulations
stärke des integriert-optischen Phasenmodulators die von der
Laser-Strahlquelle in den Lichtwellenleiter eingekoppelte
Lichtwelle mit einem ersten Faserkoppler in zwei Zweige, näm
lich in einen Referenzzweig und einen Meßzweig, aufgeteilt
wird. Die Lichtwelle im Referenzzweig dient als Referenz
lichtwelle und die Lichtwelle im Meßzweig wird durch den zu
vermessenden integriert-optischen Phasenmodulator in der Pha
se moduliert. Die beiden Lichtwellen werden daraufhin in ei
nem zweiten Faserkoppler wieder vereinigt und dabei überla
gert und das aus dieser Vereinigung entstandene, an einem er
sten Ausgang des zweiten Faserkopplers abgenommene Überla
gerungssignal wird mit einem schnellen Photodetektor in ein
elektrisches Signal gewandelt.
Der zu vermessende integriert-optische Phasenmodulator wird
vom das Modulationssignal bildenden Ausgangssignal eines
Netzwerk-Analysators angesteuert, in welchen das über den
schnellen Photodetektor gewonnene elektrische Signal zurück
geführt wird, wodurch die Frequenzgangmessung des optischen
Phasenhubs durch Anfertigung typischer Transmissions-Plots
mit Phasenhub-Amplitude und -Phase in Abhängigkeit von der
Ansteuerfrequenz ermöglicht wird.
Zusätzlich wird zur Erzielung einer konstanten Phasenbezie
hung zwischen den beiden zu überlagernden Lichtwellen die im
Referenzzweig laufende Lichtwelle in ihrer Phase geregelt,
wozu ein weiterer Photodetektor dient, der an den zweiten
Ausgang des weiteren Faserkopplers angeschlossen ist und ein
elektrisches Sensorsignal für einen Regler liefert, welcher
seinerseits für einen weiteren, im Referenzzweig enthaltenen
integriert-optischen Phasenmodulator ein dort als Modulati
onssignal dienendes Stellsignal liefert.
Darüber hinaus wird zur direkten Messung der Ansteuerspannung
für einen Phasenhub von 180° des zu vermessenden integriert-
optischen Phasenmodulators über eine Ansteuerung des inte
griert-optischen Phasenmodulators mit einem periodischen Si
gnal variabler Amplitude das Maximum der detektierten
Signalamplitude gesucht.
Der weitere, am zweiten Ausgang des zweiten Faserkopplers an
geschlossene Photodetektor ist in zweckmäßiger Weise langsa
mer, also "schmalbandiger" als der am ersten Ausgang ange
schlossene schnalle Photodetektor.
Auch der weitere, im Referenzzweig liegende integriert-opti
sche Phasenmodulator ist in seinem Verhalten in zweckmäßiger
Weise langsamer als der im Meßzweig angeordnete integriert-
optische Phasenmodulator.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens nach der Er
findung besteht darin, daß zur zusätzlichen Messung der modu
lationsbedingten Änderung der optischen Eingangs-Rückstreuung
eines integriert-optischen Phasenmodulators das davon zurück
reflektierte Licht am freien Eingang des ersten Faserkopplers
mittels eines optischen Leistungsmessers gemessen wird.
In vorteilhafter Weise werden beim Verfahren nach der Erfin
dung Maßnahmen zur Polarisationserhaltung im Meßzweig und Re
ferenzzweig vorgesehen. Dafür können in den beiden Zweigen
polarisationserhaltende Lichtwellenleiter oder Polarisations
stellglieder, vorzugsweise insgesamt drei, sorgen.
Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Er
findung ist dadurch gekennzeichnet, daß eine Laser-Strahl
quelle über einen Lichtwellenleiter an einen Eingang eines
ersten Faserkopplers angeschlossen ist, an dessen einen Aus
gang sich ein optischer Referenzzweig und an dessen anderen
Ausgang sich ein optischer Meßzweig anschließen. Ferner lie
gen im optischen Meßzweig ein zu vermessender integriert-
optischer Phasenmodulator und im optischen Referenzzweig ein
weiterer integriert-optischer Phasenmodulator.
Diese beiden optischen Zweige sind ausgangsseitig jeweils mit
einem Eingang eines zweiten Faserkopplers verbunden, wobei
die optischen Verbindungen in beiden Zweigen mit Lichtwellen
leitern realisiert sind. Von einem ersten Ausgang des zweiten
Faserkopplers ist das vereinigte, durch Überlagerung der bei
den Zweigsignale entstandene Signal über einen Lichtwellen
leiter mit einem schnellen Photodetektor verbunden, dessen
elektrisches Ausgangssignal einem Netzwerk-Analysator zuge
führt ist, dessen Ausgangssignal an den zu vermessenden inte
griert-optischen Phasenmodulator als steuerndes Modulations
signal hingeführt ist.
An den zweiten Ausgang des zweiten Faserkopplers ist über
Lichtwellenleiter ein weiterer Photodetektor angeschlossen
ist, dessen elektrisches Ausgangssignal einem Regler zuge
führt ist, dessen elektrisches Ausgangssignal einem Regler
zugeführt ist, welcher durch Regelalgorithmen dafür sorgt,
daß das an den im Referenzzweig befindlichen integriert-
optischen Phasenmodulator angelegte Stellsignal für eine kon
stante Phasenbeziehung zwischen Meß- und Referenzzweig sorgt.
Bei einer solchen Vorrichtung ist in zweckmäßiger Weise zur
zusätzlichen Messung der modulationsbedingten Änderung der
optischen Eingangs-Rückstreuung eines integriert-optischen
Phasenmodulators an einen zweiten, die Funktion eines Aus
gangs ausübenden Eingang des ersten Faserkopplers über einen
Lichtwellenleiter ein optischer Leistungsmesser für Rückre
flexionen angeschlossen.
Das Verfahren nach der Erfindung und eine Vorrichtung zur
Durchführung dieses Verfahrens werden im folgenden anhand von
vier Figuren erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 in einem Blockschaltbild den Aufbau einer Meßplatz-
Vorrichtung nach der Erfindung,
Fig. 2 nebeneinander drei Darstellungen eines I-Q-Phasen
kreises mit jeweils unterschiedlichem Phasenabstand
zwischen der Lichtwelle im Meßzweig und der Lichtwel
le im Referenzzweig,
Fig. 3 das aus der Frequenz- und Phasenmodulationstechnik
bekannte Bessel-Spektrum mit der Amplitude der Spek
trallinien in Abhängigkeit von der Phasenhub-Ampli
tude, welche der Spannungsamplitude am Eingang des zu
vermessenden integriert-optischen Phasenmodulators
entspricht,
Fig. 4 nebeneinander die Darstellungen dreier I-Q-
Phasenkreise und jeweils darunter das detektierte Si
gnal bei Wechselspannungsansteuerung des integriert-
opti-schen Phasenmodulators in Form von leicht abge
schrägten Rechteckimpulsen,
Fig. 5a bis 5c nebeneinander die Darstellungen von drei I-Q-
Phasenkreisen und jeweils das darunter detektierte Si
gnal bei einer Wechselspannungsansteuerung des inte
griert-optischen Phasenmodulators, in Fig. 5a in Form
einer Dreiecksspannung (U < Vπ) mit einer langsamen
Frequenz von etwa 100 Hz, in Fig. 5b Spannungsverläufe
bei U = Vπ und in Fig. 5c Spannungsverläufe bei U < Vπ,
Fig. 6 die Maximumbestimmung der Bessellinie J1 bei fester
Frequenz, und
Fig. 7 ein Bestimmen der Ansteuerspannung mit gleichgroßen
Amplituden der Bessellinien J1 und J2.
Bei der in der Fig. 1 dargestellten Meßplatz-Vorrichtung für
ein Qualitätsbewertungsverfahren nach der Erfindung wird das
Licht von einer monomodigen Laser-Strahlquelle 1 in eine Mo
nomode-Faser 2 eingekoppelt und an einen ersten 50 : 50-Faser-
X-Koppler 3 herangeführt und dort in zwei gleich große Teile
aufgeteilt. Ein Faser-X-Koppler ist seinem Prinzip nach ein
aus zwei verschmolzenen Monomode-Fasern bestehendes Element
der optischen Nachrichtentechnik, welches zwei fasergeführt
ankommende Lichtwellen mischt bzw. eine Welle gleichmäßig auf
beide Ausgangsfasern aufteilt.
Der eine Teil der gleichmäßig aufgeteilten Lichtwelle wird in
der Vorrichtung nach Fig. 1 dann - weiterhin fasergebunden -
in einem Meßzweig 4 durch einen zu vermessenden integriert-
optischen Phasenmodulator 5 und der andere Teil parallel dazu
in einem Referenzzweig 6 durch einen die Referenzphase steu
ernden, zweiten integriert-optischen Phasenmodulator 7 ge
führt. Beide Teile werden schließlich in einem zweiten 50 : 50-
Faser-X-Koppler 8 wieder vereinigend überlagert.
In den beiden Zweigen 4 und 6 sind insgesamt drei Polarisati
onsstellglieder 9, 10 und 11 zur optimalen Einstellung der
Polarisation der Wellen für die nachfolgenden, je nach Bauart
polarisierend wirkenden Phasenmodulatoren 5 bzw. 7 und zur
optimalen Anpassung der Wellenüberlagerung vorgesehen. An den
einen Ausgang des zweiten 50 : 50-Faser-X-Koppler 8 ist ein
breitbandiger optischer Photodetektor 12 zum Messen des Fre
quenzgangs des zu vermessenden integriert-optischen Phasenmo
dulators 5 angeschlossen. Am anderen Ausgang des zweiten
50 : 50-Faser-X-Kopplers 8 liegt ein schmalbandiger Detektor
13, welcher als Sensorsignalgeber für die Referenzphasen-
Regelung dient, wie sie später noch im einzelnen beschrieben
wird.
Diese Regelung garantiert eine gleichbleibend optimale Über
lagerung der Referenzzweig- mit der Meßzweig-Welle, auch bei
Phasenstörungen. Die bisher beschriebenen Wege betreffen op
tische Signalwege, die in Lichtwellenleitertechnik ausgeführt
sind, und sind wie alle optischen Signalwege in der Fig. 1,
gepunktet dargestellt. An dieser Stelle wird bereits darauf
hingewiesen, daß in der Fig. 1 der Weg des elektrischen HF-
Meßsignals mit gestrichelter Linie und der Weg des elektri
schen Regelsignals mit durchgezogener Linie dargestellt ist.
Mit dem in der Fig. 1 dargestellten Meßaufbau können folgende
Messungen vorgenommen werden:
- 1. Relativer Frequenzgang des Phasenmodulationshubs, d. h. relativ zum DC-Phasenhub, mit Phasensynchronisier-Rege lung.
- 2. Ansteuerspannung für 180° Phasenhub (Vπ) bei geringen Frequenzen ("DC-Phasenhub").
Zusammen ergibt die Auswertung der Messungen von (1) und (2)
den absoluten Frequenzgang des Phasenhubs, also die Informa
tion, wieviel Phasenhub sich bei einer bestimmten Frequenz
mit einer bestimmten Spannung erzielen läßt. Dies läßt sich
dann auch einfach in die nötige Ansteuerspannung bei einer
bestimmten Frequenz umrechnen, um einen konstanten Phasenhub
von z. B. 180° zu erhalten, wie er in digitalen Übertragungs
systemen (BPSK; Binary-Phase-Shift-Keying Übertragung, Umta
sten des Phasenzustands der Lichtwelle je nach Bitzustand um
0° oder 180°) erwünscht ist.
- 1. Änderung der optischen Rückflußdämpfung bei Reflexionen aus dem Modulator zurück zur Laser-Strahlquelle mit der Modulationsfrequenz.
Die unter dem Punkt (1) angegebene Messung beruht auf dem
Prinzip der Wellen-Selbstüberlagerung ("selbsthomodyn" bzw.
"Self-Homodyning"). Das Licht der hochstabilen Laser-Strahl
quelle 1 wird entsprechend Fig. 1 mittels des ersten 50 : 50-
Faser-X-Kopplers 3 in zwei Zweige aufgeteilt, wobei der eine
Zweig den Referenzzweig 6 und der andere den Meßzweig 4 bil
det. Im Referenzzweig 6 befindet sich zum Nachführen der Re
ferenzzweig-Phase, wie später noch beschrieben wird, der in
tegriert-optische Phasenmodulator 7, der langsam ist. Das
Licht im Meßzweig 4 wird durch den zu testenden integriert-
optischen Phasenmodulator 5 in seiner Phase moduliert.
Das ansteuernde Modulationssignal ist beispielsweise eine Si
nusspannung mit variabler Frequenz, welche in vorteilhafter
Weise von einem Netzwerk-Analysator 14 geliefert wird. Dann
werden die beiden Zweige 4 und 6 im zweiten 50 : 50-Faser-X-
Koppler 8 wieder vereinigt, womit eine Überlagerung der bei
den Phasenlagen erreicht wird. Außer den jeweils in einem der
beiden Zweige 4 und 6 angeordneten Polarisationsstellgliedern
9 und 10 ist noch das weitere Polarisationsstellglied 11 nö
tig, da die Polarisation der beiden zu vereinigenden Licht
wellen übereinstimmen muß. Bei Verwendung polarisationserhal
tender Lichtwellenleiter (Fasern, Faserstecker und Koppler)
können die Phasenstellglieder 9, 10 und 11 entfallen, weil
dann die richtige Polarisation jeweils gewährleistet ist.
Das überlagerte Signal wird dann an einem Ausgang des zweiten
Faser-X-Kopplers 8 durch den schnellen Photodetektor 12 de
tektiert, wie er in der optischen Lichtwellenleiter-
Nachrichtentechnik gebräuchlich ist. Dabei wird das Summensi
gnal der Meß- und Referenzlichtwelle quadriert und in einen
Photostrom gewandelt (Leistungsdetektion bedeutet Detektion
des E-Feld-Quadrats). Dieser Vorgang ist mathematisch verein
facht in der Gleichung (3) dargestellt. Es ist zu sehen, daß
sich neben zwei DC(Gleichstrom)-Termen ein Signal ergibt,
welches proportional zum phasenmodulierten Signal
ϕ(t) = A0.C .sin(2πf0t) ist. Es handelt sich beim Quadrieren des
Selbsthomodynsignals an der Detektordiode des Photodetektors
12 also um eine lineare Demodulation.
Es ergibt sich nun ein maximales elektrisches Empfangssignal
bei der modulierten Frequenz, wenn die Meßzweig-Welle gegen
über der Referenz-Welle in der Phasenlage exakt um 90° ver
schoben ist. In diesem Zusammenhang wird auf die mittlere
Darstellung in der Fig. 2 hingewiesen. Wenn sich die Meßzweig-
Welle in ihrer Phase verschiebt, sinkt die Überlagerungssumme
und das detektierte Signal nimmt entsprechend ab. Für kleine
Phasenhübe des modulierten Signals vom Netzwerk-Analysator 14
(etwa bis ±10°) ergibt sich dabei in guter Näherung ein li
nearer Zusammenhang zwischen Amplitude des den integriert-
optischen Phasenmodulator 5 an seinen Modulationselektroden
ansteuernden elektrischen Signals und der Amplitudenänderung
beim Detektionssignal. Für relative Frequenzgangmessungen ist
dies völlig ausreichend.
Erhöht man den Phasenhub allerdings auf größere Werte, so
bildet sich das von der Frequenz- und Phasenmodulation her
bekannte Bessel-Spektrum aus (siehe Fig. 3), d. h. es ergeben
sich noch weitere Spektrallinien im Frequenzband und zugleich
geht der lineare Zusammenhang zwischen der hier als Meßgröße
genutzten J1-Amplitude und der den integriert-optischen Pha
senmodulator 5 ansteuernden Spannung verloren. Dies wird bei
diesem Meßverfahren durch die erwähnten geringen Ansteuer
amplituden vermieden.
ϕ(t) = A0 . C.sin(2π0t) Gl. (1)
C: physikalischer Proportionalitätsfaktor
J1(A0) ≅ A0.D.sin(α) Gl. (2)
D: physikalischer Proportionalitätsfaktor
E: physikalischer Proportionalitätsfaktor.
Da sich aufgrund von Temperaturausdehnungen und Gebäude
schwingungen die Lauflängen in den beiden Zweigen 4 und 6
ständig leicht ändern, ist eine aktive Phasennachführung des
Referenzsignals an den Meßzweig 4 nötig. Dazu wird, wie Fig. 2
zeigt, der DC-Offset des Überlagerungssignals durch den zwei
ten Photodetektor 13, der langsamer und somit "schmal
bandiger" als der erste Photodetektor 12 ist, am zweiten Aus
gang des 50 : 50-Faser-X-Kopplers 8 detektiert und einem Regel
kreis mit einem Regler 15 zugeführt.
In diesem Regelkreis wird nach technisch bekannten Verfahren
(PI-Regler) eine Ansteuerspannung für den integriert-
optischen Phasenmodulator 7 im Referenzzweig 6 derart gene
riert, daß die durch Temperaturausdehnung und sonstige uner
wünschte Längenänderungen der Lichtwellenleiter entstehende
Phasendrift (Zeitkonstante in der Größenordnung von 1/10 Se
kunde) zwischen den beiden überlagerten Signalen exakt ausge
glichen wird. Es ergibt sich damit eine zeitlich konstante
Phasenlage der beiden im zweiten Faser-X-Koppler 8 (Fig. 1)
überlagerten Signale, womit eine ungestörte Frequenzgangmes
sung ermöglicht wird.
Solange das an die Modulationselektroden des integriert-
optischen Phasenmodulators 7 im Referenzzweig 6 ausgegebene
Regelsignal nicht den Ansteuerbereich von etwa ±20 V über
schreitet, was ungefähr 5 Wellenlängen entspricht, funk
tioniert diese Phasenlage-Regelung. Falls dieser Spannungsbe
reich überschritten wird, erfolgt ein Reset des Reglers 15,
wodurch dieser auf einen voreingestellten Wert etwa in der
Mitte des Ansteuerbereichs zurückgesetzt wird und dann sofort
wieder mit dem Regeln beginnt. Dabei entsteht ein kurzer Ein
bruch des geregelten Überlagerungssignals, der je nach Wahl
des voreingestellten Reset-Wertes kaum stört.
Es wird entsprechend Fig. 2 jeweils die Projektion des Pha
senmodulationssignals Φ(t) auf die In-Phase-Achse I im Pha
senkreis (in Fig. 2 waagrechter Doppelpfeil an der horizonta
len Achse, entspricht dem Realteil in komplexer Darstellung)
detektiert. Die über den in der Fig. 1 mit 15 bezeichneten
Regler verlaufende Regelung des DC-Offset-Wertes (in Fig. 2
waagrechter Pfeil mit einer Spitze) auf einen konstanten Wert
bewirkt eine konstante Phasenlage zwischen Meßzweigwelle und
Referenzzweigwelle.
Die maximale und gleichzeitig am wenigsten verzerrte
Signalamplitude erhält man dabei bei einer Regelung auf den
DC-Wert in der Mitte des Phasenkreises (Phasenlage 90°, mitt
lere Darstellung in Fig. 2). Eine ungünstige Phasenlage mit
sehr kleiner projizierter Signalamplitude stellt dagegen die
rechte Darstellung in der Fig. 2 dar.
Fig. 3 zeigt das aus der Frequenz- und Phasenmodulationstech
nik bekannte Bessel-Spektrum mit der Amplitude der Spek
trallinien in Abhängigkeit von der Phasenhub-Amplitude, wel
che der Spannungsamplitude am Eingang des zu vermessenden in
tegriert-optischen Phasenmodulators entspricht. Bei kleiner
Ansteuerspannungsamplitude ergibt sich ein linearer Zusammen
hang zwischen J1-Amplitude und Ansteuerspannungsamplitude
(Phasenhub). Erst bei größerem Phasenhub prägt sich der
nichtlineare Effekt bei der Winkelmodulation aus ("Bessel
spektrum").
Dieser Sachverhalt ist in der Fig. 3 links unten erkennbar.
Der Doppelpfeil an der horizontalen Achse zeigt den kleinen
Phasenhub, dem an der vertikalen Amplitudenachse der Spek
trallinien des Besselspektrums eine Ansteuerungsamplitude zu
geordnet ist, die der J1-Amplitude proportional ist. Die hö
heren Spektrallinien entlang J2, J3 usw. sind dort vernach
lässigbar.
Im folgenden wird auf die unter dem Punkt (2) angegebene Mes
sung eingegangen. Das Verhältnis zwischen Ansteuerspannung
und Phasenhub des zu vermessenden integriert-optischen Pha
senmodulators 5 bei beliebigen Frequenzen wird mit Hilfe ei
ner Wechselspannungsansteuerung des integriert-optischen Pha
senmodulators 5, beispielsweise mit einem Rechtecksignal, und
einer Spitze-Spitze-Spannungsmessung, z. B. einem Digital-
Speicher-Oszilloskop mit Meßfunktionalität durchgeführt. Die
Wechselspannungansteuerung des integriert-optischen Phasenmo
dulators 5 moduliert die Phase der Welle im Meßzweig 4 und
erzeugt daher nach der Überlagerung bei der Detektion im
schnellen Photodetektor 12 ebenfalls eine Wechselspannung.
In diesem Zusammenhang wird auf die in der Fig. 4 für drei
verschiedene Fälle nebeneinander dargestellten Phasenkreise
in der I-Q-Ebene hingewiesen. Diese detektierte Wechselspan
nung kann aber einen bestimmten Wert nicht überschreiten,
welcher sich exakt bei ±90° Phasenhub ergibt. Danach sinkt
die Amplitude nämlich wieder, wie sich unschwer anhand der
In-Phase-Projektionen (Doppelpfeil entlang der horizontalen
I-Achse) des Phasenkreises erkennen läßt. Die Rechteck-
Spannung, bei der die Spitzenwert-Messung des Empfangssignals
ein Maximum anzeigt, ist damit die nötige Spannung für 180°
Phasenhub, die sogenannte Vπ.
Was die Amplituden-Messung angeht, so wird bei konstanter An
steueramplitude des zu vermessenden integriert-optischen Pha
senmodulators 5 die größte Amplitude immer dann detektiert,
wenn der Quadraturanteil (Projektion auf vertikale Achse Q)
der Modulationsendpunkte gleich ist, d. h. in anderen Worten,
wenn das modulierte Phasensignal symmetrisch zur senkrechten
Phasenkreisachse ist. Da die Phase des Signals allerdings bei
dieser Messung nicht geregelt werden kann, ohne das Meßergeb
nis zu verfälschen, fährt man bei einer festen Test-Ansteuer
amplitude des integriert-optischen Phasenmodulators 5 die Re
ferenzphase mit dem im Referenzzweig 6 angeordneten inte
griert-optischen Phasenmodulator 7 langsam hoch und beobach
tet das Ergebnis mit einem Speicheroszilloskop.
Aus dem aufgezeichneten Signal läßt sich dann einfach die
Stelle mit der größten Amplitude finden und diese Amplitude
messen. Dann erhöht man die Ansteuerspannung des zu messenden
integriert-optischen Phasenmodulators 5 und wiederholt die
Messung. Aus dieser Meßreihe läßt sich leicht das Maximum und
damit Vπ herauslesen. Alternativ kann man auch auf das ab
sichtliche Hochfahren der Referenzphase verzichten und sich
nur die zufällige Phasen-Fehlanpassung aufgrund der Tempera
turausdehnung der Lichtwellenleiter zunutze machen. Dieser
etwas aufwendige mehrfache Meßvorgang kann selbstverständlich
durch geeignete Software und Schnittstellen zu den Meßgeräten
automatisiert werden.
Das Meßverfahren läßt sich wiederum mit Hilfe der in Fig. 4
dargestellten Phasenkreise erklären. Die größte detektierte
Signalamplitude, hier für Rechteck-Ansteuerung mit leicht
schrägen Flanken, entsteht bei 180° Phasenhub und 90° mitt
lere Phasenlage zwischen Test- und Referenzzweig. Dieser Op
timalfall ist in der mittleren Darstellung von Fig. 4 gezeigt.
Im folgenden wird schließlich noch auf die unter Punkt (3)
angeführte Messung erläuternd eingegangen. Elektromagnetische
Wellen erfahren beim Übergang von einem Ausbreitungsmedium
(z. B. Luft) in ein anderes mit einem anderen Brechungsindex
(z. B. Glas) teilweise Reflexionen. Da der optische Kristall
im integriert-optischen Phasenmodulator durch das jeweils an
gelegte elektrische Feld seinen Brechungsindex dynamisch än
dert, werden auch hier geringe Anteile des im Lichtwellenlei
ter passierenden Lichtes in den Zubringer-Lichtwellenleiter 2
zurückreflektiert.
Treffen diese Reflexionen auf die Laser-Strahlquelle 1, so
können sie die Stabilität des Lasers empfindlich beeinflus
sen, besonders da diese Reflexionsintensität mit der Phasen
modulator-Ansteuerfrequenz moduliert ist. Die relative Zu-
oder Abnahme dieser Reflexionen in Abhängigkeit von der Modu
lationsfrequenz und der Modulationsamplitude läßt sich nun am
mit 16 bezeichneten Port des ersten Faser-X-Kopplers 3 mit
einem optischen Leistungsmeßgerät 17 messen. Die dort gemes
sene Amplitudenänderung beträgt aufgrund der 50 : 50 Teilung
des Faser-X-Kopplers 3 nur die Hälfte des wahren Wertes.
Unter Zugrundelegen des Verfahrens nach der Erfindung läßt
sich eine außerordentlich genau und zuverlässig arbeitende,
breitbandig und direkt vermessende Meßplatz-Vorrichtung für
die Qualität von integriert-optischen Phasenmodulatoren auf
bauen.
Nachstehend werden weitere Meßmethoden zur Bestimmung von Vπ
beschrieben, und zwar
- A) im unteren Frequenzbereich → "Vπ-DC"
- B) im HF-Bereich zur Vermessung von Vπ über der Frequenz, und zwar mit Hilfe des Maximums der ersten Bessellinie (J1) bei einem Phasenhub von 2.103°, und
- C) im HF-Bereich zur Vermessung von Vπ über der Frequenz, mit Hilfe der Amplitudengleichheit von erster und zweiter Bessellinie (J1 und J2) bei einem Phasenhub von 2.149°.
Im Fall (A) wird die vorstehend beschriebene Methode zur Mes
sung von Vπ dahingehend abgewandelt, daß eine Dreieckspannung
mit einer niedrigen Frequenz von etwa 100 Hz (praktisch DC-
Ansteuerung) durchgeführt wird. (Siehe Fig. 5a, Mitte). Die
Dreieckspannung mit der niedrigen Frequenz von etwa 100 Hz
wird an den Phasenmodulator 5 angelegt und das an einem Kopp
lerausgang des Faser-X-Kopplers 8 mittels eines Phasendetek
tors detektierte Signal wird beobachtet. (Die Dreiecksignal
form wird durch die nichtlineare Abbildung am Phasenmodula
tor 5 im Idealfall bei einer Auslenkung von +/-90° genau so
umgesetzt, daß als Realteilprojektion ein Sinus zu beobachten
ist.) (Siehe Fig. 5a, rechte Spalte).
In Fig. 5b sind in der mittleren Spalte die Spannungsverläufe
bei U = Vπ und unterschiedliche Phasendifferenzen darge
stellt.
Wie Fig. 5c zu entnehmen ist, entsteht ab einer Spannung, die
etwas über Vπ liegt, d. h. U < Vπ und bei einer entsprechenden
Phasendifferenz zwischen dem Test- und Referenzzweig ein cha
rakteristisches Signal mit zwei kleinen Einbuchtungen an Ma
xima und Minima (siehe Fig. 5c, Mitte). Die Spannung, ab wel
cher dieser Effekt auftritt, läßt sich bei der niedrigen Fre
quenz sehr genau beobachten und damit wird ein exakter Span
nungswert für "DC-Vπ" erhalten.
Im Fall (B) weist die J1-Bessellinie bei einem Phasenhub von
1,6 rad, was einem einseitigen Phasenhub von 103° entspricht,
ein Maximum auf. Nachdem die Ansteuerspannungsamplitude für
dieses Maximum bestimmt ist, läßt sich auf Vπ zurückrechnen.
Diese Spannung bei einer konstanten Frequenz wird bestimmt,
indem die Bessellinie J1 auf einem Spektrumanalysator beob
achtet wird und dabei langsam die Ansteuerspannungsamplitude
hochgefahren wird.
Falls das Signal aufgrund Temperaturausdehnung der Fasern
schwankt, läßt sich mit der Maximum-Hold-Funktion des Spek
trumanalysators die Messung vereinfachen, da dann der maxima
le Wert gespeichert wird. Damit kann der maximale Wert zur
jeweiligen Ansteuerspannung leicht bestimmt werden. Die Meß
genauigkeit und -Geschwindigkeit kann stark erhöht werden,
indem der vom Spektrumanalysator beobachtete Frequenzbereich
um die Bessel J1-Linie eng eingegrenzt wird. Dies ist mög
lich, da ja nur jeweils bei einer festen Frequenz gemessen
wird. In Fig. 6 ist der Zusammenhang mit Hilfe der Besselfunk
tionsschar veranschaulicht.
Im Fall (C) gelingt ähnlich wie beim Fall (B) das Bestimmen
eines Zusammenhangs zwischen Ansteuerspannung und Phasenhub
durch Beobachten des Besselspektrums mit Hilfe eines Spek
trumanalysators. Hier werden die Bessellinien J1 und J2
gleichzeitig beobachtet und die IOPM-Ansteuerspannung wird
solange hochgefahren, bis die Bessellinien J1 und J2 gleich
groß sind, was bei einem einseitigem Phasenhub von 149° der
Fall ist, was einem Gesamtphasenhub von 298° entspricht.
Aufgrund der unterschiedlichen Bewertung der geraden und un
geraden Bessellinien mit dem Sinus oder Cosinus des Phasen
differenzwinkels, wie unter Bezugnahme auf Fig. 3 bereits aus
geführt ist, muß ohne eine exakte Phasendifferenzregelung für
jeden Spannungswert darauf gewartet, daß sich aufgrund der
zufälligen Faserausdehnungen einmal die maximale J1-Amplitude
und einmal die maximale J2-Amplitude ausgebildet hat, was mit
Hilfe der Maximum-Hold-Funktion des Spektrumanalysators be
quem realisierbar ist.
Falls eine funktionierende Phasenregelung eingesetzt werden
kann, muß die Phasendifferenz auf exakt 45° gehalten werden,
da sonst die geraden und ungeraden Linien ungleich gedämpft
werden, womit kein direkter Vergleich einer ungeraden mit ei
ner geraden Linienamplitude mehr möglich ist. Aus der somit
bestimmten Spannung für 298° Phasenhub läßt sich wieder
leicht auf die Spannung für 180° zurückrechnen. Veranschau
licht wird dieser Zusammenhang wieder anhand der Bessellinien
in Fig. 7.
Alle drei hier zusätzlich angeführten Meßmethoden können ent
weder mit einer Phasendifferenzregelung oder ohne diese ein
gesetzt werden. Im Fall (A) ist eine stabilere Messung mög
lich; allerdings muß auf die richtige Einstellung der Phasen
differenz geachtet werden. Einfacher erscheint es, den ent
sprechenden Phasendifferenzzustand aufgrund zufälliger Tempe
raturausdehnungsschwankungen der Glasfasern abzuwarten.
Im Fall (B) kann auch durch absichtliches Manipulieren der
Phasenlage durch Spannungsansteuerung des zweiten Phasenmodu
lators (7) (Referenzzweigmodulator) oder auch durch die zu
fälligen Phasendifferenzänderungen gewährleistet sein, daß
alle Phasendifferenzzustände (0° bis 360°) durchfahren wer
den, damit auf jeden Fall das benötigte Signal mit der je
weils maximalen gewünschten Amplitude beobachtet werden kann.
Dank der Funktionalität heutiger Meßgeräte (Speicheroszil
loskop mit Hold-Funktion und Spektrumanalysator mit TRACE-
oder Maximum-Hold-Funktion und engem Beobachtungsfrequenzbe
reich) ist dies kein Problem.
1
Laser-Strahlquelle
2
Monomode-Faser
3
Faser-X-Koppler
4
Meßzweig
5
Phasenmodulator
6
Referenzzweig
7
Phasenmodulator
8
Faser-X-Koppler
9
,
10
,
11
Polarisationsstellglied
12
Optischer Photodetektor
13
schmalbandiger Detektor
14
Netzwerk-Analysator
15
Regler
16
Port
17
Leistungsmeßgerät
Claims (18)
1. Verfahren zur qualitativen Bewertung der Abhängigkeit des
optischen Phasenhubs einer einen integriert-optischen Phasen
modulator (IOPM) passierenden Lichtwelle von der Ansteuerfre
quenz und der Ansteuerspannung eines elektrischen Modula
tionssignals, das an ein Elektrodenpaar des durch einen opti
schen Kristall gebildeten, integriert-optischen Phasenmodula
tors angelegt wird, in den die von einer Laser-Strahlquelle
über Lichtwellenleiter herangeführte Lichtwelle zur Phasenmo
dulation eingekoppelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur
direkten Messung des Frequenzgangs der Phasenmodulations
stärke des integriert-optischen Phasenmodulators (5) die von
der Laser-Strahlquelle (1) in den Lichtwellenleiter (2) ein
gekoppelte Lichtwelle mit einem ersten Faserkoppler (3) in
zwei Zweige, nämlich in einen Referenzzweig (6) und einen
Meßzweig (4), aufgeteilt wird, daß die Lichtwelle im Refe
renzzweig als Referenzlichtwelle dient und die Lichtwelle im
Meßzweig durch den zu vermessenden integriert-optischen Pha
senmodulator in der Phase moduliert wird, daß die beiden
Lichtwellen daraufhin in einem zweiten Faserkoppler (8) wie
der vereinigt und dabei überlagert werden und das aus dieser
Vereinigung entstandene, an einem ersten Ausgang des zweiten
Faserkopplers abgenommene Überlagerungssignal mit einem
schnellen Photodetektor (5) in ein elektrisches Signal gewan
delt wird, daß der zu vermessende integriert-optische Phasen
modulator vom das Modulationssignal bildenden Ausgangssignal
eines Netzwerk-Analysators (14) angesteuert wird, in welchen
das über den schnellen Photodetektor gewonnene elektrische
Signal zurückgeführt wird, wodurch die Frequenzgangmessung
des optischen Phasenhubs durch Anfertigung typischer Trans
missions-Plots mit Phasenhub-Amplitude und -Phase in Abhän
gigkeit von der Ansteuerfrequenz ermöglicht wird, daß zusätz
lich zur Erzielung einer konstanten Phasenbeziehung zwischen
den beiden zu überlagernden Lichtwellen die im Referenzzweig
laufende Lichtwelle in ihrer Phase geregelt wird, wozu ein
weiterer Photodetektor (13) dient, der an den zweiten Ausgang
des weiteren Faserkopplers angeschlossen ist und ein elektri
sches Sensorsignal für einen Regler (15) liefert, welcher
seinerseits für einen weiteren, im Referenzzweig enthaltenen
integriert-optischen Phasenmodulator (7) ein dort als Modula
tionssignal dienendes Stellsignal liefert, und daß darüber
hinaus zur direkten Messung der Ansteuerspannung für einen
Phasenhub von 180° des integriert-optischen Phasenmodulators
über eine Ansteuerung des zu vermessenden integriert-opti
schen Phasenmodulators mit einem periodischen Signal varia
bler Amplitude das Maximum der detektierten Signalamplitude
gesucht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur
zusätzlichen Messung der modulationsbedingten Änderung der
optischen Eingangs-Rückstreuung von integriert-optischen Pha
senmodulatoren (6, 7) das davon zurückreflektierte Licht am
freien Eingang (16) des ersten Faserkopplers (3) gemessen
wird.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß Maßnahmen zur Polarisationserhaltung im
Meßzweig (4) und Referenzzweig (6) enthalten sind.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in
den beiden Zweigen (4, 6) polarisationserhaltende Lichtwel
lenleiter vorgesehen werden.
5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in
den beiden Zweigen (4; 6) Polarisationsstellglieder (10; 9,
11), vorzugsweise insgesamt drei, für die Polarisationserhal
tung sorgen.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekenn
zeichnet durch die Verwendung einer monomodigen Laser-Strahl
quelle (1) und von Monomode-Lichtwellenleiter-Fasern.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß als Faserkoppler (3, 8) 50 : 50-Faser-X-
Koppler eingesetzt werden.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch
gekennzeichnet, daß das den integriert-optischen Phasenmodu
lator (5) ansteuernde Modulationssignal ein Rechtecksignal
ist.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge
kennzeichnet, daß den integriert-optischen Phasenmodulator
(5) ansteuernde Modulationssignal für den integriert-
optischen Phasenmodulator (5) ein dreieckförmiges Signal ist.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
das dreieckförmige Modulationssignal eine niedrige Frequenz
von etwa 100 Hz hat.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge
kennzeichnet, daß zur Vermessung des Phasenhubs des inte
griert-optischen Phasenmodulators (5) als Ansteuerfrequenz
eine feste Hochfrequenz verwendet wird, daß mit dem als Spek
trumanalysator wirksamen Netzwerk-Analysator (14) das Bes
selspektrum beobachtet wird und durch Hochfahren der Ansteu
erspannungsamplitude der maximale Amplitudenwert der ersten
Bessellinie (J1-Linie) ermittelt wird, bei dem die Amplitude
des Phasenhubs 1,8 rad (= 103°) beträgt, und daß dann nach
der Bestimmung der Ansteuerspannungsamplitude für dieses Ma
ximum auf die Spannung für einen Phasenhub von π zurückge
rechnet wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge
kennzeichnet, daß zur Vermessung des Phasenhubs des inte
griert-optischen Phasenmodulators (5) als Ansteuerfrequenz
eine feste Hochfrequenz verwendet wird, daß mit dem als Spek
trumanalysator wirksamen Netzwerk-Analysator (14) das Bes
selspektrum beobachtet wird und durch Hochfahren der Ansteu
erspannungsamplitude ein Zustand hergestellt wird, in welchem
die erste Bessellinie (J1-Linie) und die zweite Bessellinie
(J2-Linie) gleiche Amplitudenwerte haben, was bei einseitigem
Phasenhub von 149°, entsprechend einem gesamten Phasenhub von
298°, der Fall ist, und daß dann nach der Bestimmung der An
steuerspannungsamplitude für dieses Maximum auf die Spannung
für einen Phasenhub von π zurückgerechnet wird.
13. Verfahren nach den Ansprüchen 8, 9, 11 oder 12, dadurch
gekennzeichnet, daß eine Phasendifferenzregelung zwischen den
beiden integriert-optischen Phasenmodulatoren (5 und 7) vor
genommen wird.
14. Vorrichtung zur qualitativen Bewertung der Abhängigkeit
des optischen Phasenhubs einer einen integriert-optischen
Phasenmodulator (IOPM) passierenden Lichtwelle von der An
steuerfrequenz und der Ansteuerspannung eines elektrischen
Modulationssignals, das an ein Elektrodenpaar des durch einen
optischen Kristall gebildeten, integriert-optischen Phasenmo
dulators angelegt wird, in den die von einer Laser-Strahl
quelle über Lichtwellenleiter herangeführte Lichtwelle zur
Phasenmodulation eingekoppelt wird, dadurch gekennzeichnet,
daß die Laser-Strahlquelle (1) über einen Lichtwellenleiter
(2) an einen Eingang eines ersten Faserkopplers (3) ange
schlossen ist, an dessen einen Ausgang sich ein optischer Re
ferenzzweig (6) und an dessen anderen Ausgang sich ein opti
scher Meßzweig (4) anschließen, daß im optischen Meßzweig ein
erster zu vermessender integriert-optischer Phasenmodulator
(5) und im optischen Referenzzweig ein weiterer integriert-
optischer Phasenmodulator (7) liegen, daß diese beiden opti
schen Zweige ausgangsseitig jeweils mit einem Eingang eines
zweiten Faserkopplers (8) verbunden sind, wobei die optischen
Verbindungen in beiden Zweigen mit Lichtwellenleitern reali
siert sind, daß von einem ersten Ausgang des zweiten Faser
kopplers (8) das vereinigte, durch Überlagerung der beiden
Zweigsignale entstandene Signal über einen Lichtwellenleiter
mit einem schnellen Photodetektor (12) verbunden ist, dessen
elektrisches Ausgangssignal einem Netzwerk-Analysator (14)
zugeführt ist, dessen Ausgangssignal an den zu vermessenden
integriert-optischen Phasenmodulator (5) als steuerndes Modu
lationssignal hingeführt ist, daß an den zweiten Ausgang des
zweiten Faserkopplers (8) über Lichtwellenleiter ein weiterer
Photodetektor (13) angeschlossen ist, dessen elektrisches
Ausgangssignal einem Regler (15) zugeführt ist, welcher durch
Regelalgorithmen dafür sorgt, daß das an den im Referenzzweig
befindlichen integriert-optischen Phasenmodulator (7) ange
legte Stellsignal für eine konstante Phasenbeziehung zwischen
Meß- und Referenzzweig sorgt.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß
der Regelkreis ein Mehrfaches der Wellenlänge ausregeln kann,
bei Überschreiten seines Regelbereichs ein Reset auf einen
Wert etwa in der Mitte seines Stellbereichs vornimmt und so
mit ohne störenden Signaleinbruch weiterregelt.
16. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß
an einen zweiten, die Funktion eines Ausgangs ausübenden Ein
gang (16) des ersten Faserkopplers (3) über einen Lichtwel
lenleiter ein optischer Leistungsmesser (17) für die Messung
von Rückreflexionen angeschlossen ist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekenn
zeichnet, daß in den Meßzweig (4) und in den Referenzzweig
(6) Polarisationsstellglieder (10; 9, 11) zur Erreichung ei
ner Polarisationserhaltung in den beiden Zweigen eingeschal
tet sind.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch
gekennzeichnet, daß die beiden Faserkoppler (3, 8) 50 : 50-Fa
ser-X-Koppler sind.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19841044A DE19841044C2 (de) | 1998-07-10 | 1998-09-09 | Verfahren und Vorrichtung zur qualitativen Bewertung von integriert-optischen Phasenmodulatoren |
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---|---|---|---|
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DE19841044A DE19841044C2 (de) | 1998-07-10 | 1998-09-09 | Verfahren und Vorrichtung zur qualitativen Bewertung von integriert-optischen Phasenmodulatoren |
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DE (1) | DE19841044C2 (de) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0358532A2 (de) * | 1988-09-09 | 1990-03-14 | Honeywell Inc. | Mittel und Verfahren zum Treiben eines integrierten optischen Phasenmodulators |
DE4019474A1 (de) * | 1990-06-19 | 1992-01-02 | Standard Elektrik Lorenz Ag | Verfahren zum abgleich des modulationshubes von elektro-optischen phasenmodulatoren |
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1998
- 1998-09-09 DE DE19841044A patent/DE19841044C2/de not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Non-Patent Citations (2)
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE19841044A1 (de) | 2000-01-20 |
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