DE3239312A1 - DEVICE FOR SHIELDING A LIGHT SOURCE - Google Patents
DEVICE FOR SHIELDING A LIGHT SOURCEInfo
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Description
J.S.Heeks 35-4J.S.Heeks 35-4
Einrichtung zur Abschirmung einer Li chtque LLeDevice for shielding a light source
Die Erfindung geht aus von einer Einrichtung zur Abschirmung einer LichtqueLLe von zur LichtqueLLe zurückreflektiertem Licht. Eine solche Einrichtung kann in optischen Übertragungssystemen oder in optischen Sensorsystemen verwendet werden.The invention is based on a device for shielding a light source from what is reflected back to the light source Light. Such a device can be used in optical transmission systems or in optical sensor systems be used.
HaLbLeiterdiodenLaser reagieren sehr empfindlich in bezug auf eine Änderung ihrer Last und deshalb ist es wünschenswert, vom optischen System zurückreflektiertes Licht von dem HaLbLeiterdiöden laser fernzuhalten. Es wird ein Isolator benötigt, der Licht nur in einer Richtung durchläßt. Bei bekannten Einrichtungen werden magnetische Effekte (z.B. Faraday Rotation) ausgenützt und zwar in Verbindung mit Polarisationsfiltern, wodurch im optischen Lichtweg ein nichtreziprokes Verhalten erreicht wird. In üblichen optischen Übertragunsmedien erhält man jedoch nur unzureichende Ergebnisse. Es ist außerdem schwierig, solche Lösungen in der Technik der integrierten Optik zu realisieren. Bei der neuen Einrichtung wird die LichtqueLLe von dem vom optischen System zurückreklektierten Licht abgeschirmt und die neue Einrichtung Läßt sich aLs integriertes optisches Bauelement realisi eren.Semiconductor diode lasers are very sensitive to in terms of a change in their burden and therefore it is It is desirable to keep light reflected back from the optical system away from the semiconductor diode laser. It an isolator is needed that can only provide light in one direction lets through. In known devices are magnetic Effects (e.g. Faraday rotation) are used in conjunction with polarization filters, which means that im optical light path achieved a non-reciprocal behavior will. In conventional optical transmission media, one obtains however, only inadequate results. It is also difficult to implement such solutions in the technology of integrated optics. The new facility will the light source is shielded from the light reflected back by the optical system and the new device Can be realized as an integrated optical component eren.
ZT/Pi-Sm/ChrZT / Pi-Sm / Chr
Stuttgart, 18. Oktober 1982Stuttgart, October 18, 1982
• · · α• · · α
~ 4 J.S.Heeks 35-4~ 4 J.S.Heeks 35-4
Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen beispieLsweise näher erläutert. Es zeigtThe invention is illustrated by way of example with reference to the drawings explained in more detail. It shows
Fig.1 eine Skizze zur Erläuterung der akusto-optischenFig. 1 is a sketch to explain the acousto-optical
Bragg-Ablenkung, undBragg deflection, and
Fig.2 eine schematische Darstellung der neuen Einrichtung zur Abschirmung der Lichtquelle.Fig. 2 is a schematic representation of the new facility to shield the light source.
Bei der neuen Einrichtung wird davon Gebrauch gemacht, daß Licht, das in einer akusto-optischen Bragg-ZeLle abgelenkt wird, seine Frequenz ändert und zwar in Abhängigkeit von der Frequenz der akustischen Welle. Dies wird anhand der Fig.1 erläutert. Dort ist eine optische Welle mit der Frequenz f dargestellt, die unter einem bestimmten Winkel auf eine akustische Welle mit der Frequenz f trifft. Die Frequenz der abgelenkten optischen WelleThe new device makes use of the fact that the light that is deflected in an acousto-optical Bragg cell its frequency changes depending on the frequency of the acoustic wave. this will explained with reference to FIG. There an optical wave with the frequency f is shown, which is below a certain Angle hits an acoustic wave with the frequency f. The frequency of the deflected optical wave
ist f + fg. Diese Frequenzverschiebung erhält man, wenn sich die optische Welle "entgegen" der akustischen Welle bewegt. Es wird hierbei nur der Mode erster Ordnung berücksichtigt und es ist möglich, die Einrichtungen so auszulegen, daß faktisch das gesamte Eingangssignal zu einem einzigen Ausgang abgelenkt wird. Wird nun das abgelenkte Ausgangssignal reflektiert und durch die akustooptische Ablenkeinrichtung rückübertragen, dann erfährt die optische Welle eine weitere Frequenzverschiebung und weist nun die Frequenz f +2f auf.is f + fg. This frequency shift is obtained when the optical wave moves "against" the acoustic wave. Only the first-order mode is taken into account here and it is possible to use the facilities like that interpret that in fact the entire input signal is too distracted from a single exit. The deflected output signal is now reflected and through the acousto-optical Deflector transmitted back, then the optical wave experiences a further frequency shift and now has the frequency f + 2f.
ο aο a
Von dieser Eigenschaft macht die Einrichtung zur Abschirmung der Lichtquelle, die anhand der Fig,2 erläutert wird, Gebrauch. Eine Halbleiterlaserdiode D gibt einen Lichtstrahl ab der durch einen Fabry-Perot Resonator R, der auf die optische Frequenz f des Lasers abgestimmt ist, hindurchgeht. Dem Resonator nachgeschaltet ist eine akusto-optisehe Bragg-Zelle, die einen elektro-optisehen Wandler T enthält, der unter einem bestimmten Winkel zumThe device for shielding the light source, which is explained with reference to FIG. 2, has this property will, use. A semiconductor laser diode D gives one Light beam from the through a Fabry-Perot resonator R, which is tuned to the optical frequency f of the laser is going through. Downstream of the resonator is one acousto-optic Bragg cells that see an electro-optic Includes transducer T, which is at a certain angle to
J.S.Heeks 35-4J.S.Heeks 35-4
Lichtweg angeordnet ist. Der Wandler T erhält ein elektrisches Signal mit der Frequenz fg und erzeugt quer zu dem optischen Lichtweg ein Brechungsmuster. Als Ergebnis der Brechung des Lichtstrahls hat das optische Ausgangssignal die Frequenz f + f und die Richtung des Licht-Light path is arranged. The transducer T receives an electrical signal with the frequency f g and generates a refraction pattern across the optical light path. As a result of the refraction of the light beam, the optical output signal has the frequency f + f and the direction of the light-
O 3O 3
Strahls nach dem Passieren des Brechungsfeldes weicht von der ursprünglichen Richtung ab. Der mittels der Lichtbrechung abgelenkte Lichtstrahl wird auf bekannte Weise mittels einer Linse fokusiert und zwar auf den Ausgang 0 der Einrichtung zur Abschirmung der Lichtquelle, und an diesen Ausgang ist das optische System, dem der Lichtstrahl zugeführt werden soll, angeschlossen. Alles Licht, das vom optischen System zurückreflektiert wird, gelangt wieder zu der Bragg-Zelle, wodurch der Lichtstrahl nach dem zweiten Passieren der Bragg-Zelle die Frequenz f + 2fAfter passing through the refraction field, the ray deviates from the original direction. The one by means of the refraction of light deflected light beam is focused in a known manner by means of a lens on the output 0 of the Device for shielding the light source, and at this output is the optical system to which the light beam is to be supplied connected. All light that is reflected back by the optical system, arrives again to the Bragg cell, whereby the light beam after the second passage through the Bragg cell the frequency f + 2f
ο aο a
hat. Licht mit einer solchen Frequenz wird jedoch von dem Fabry-Perot Resonator, der auf die Frequenz f abgestimmt ist, nicht durchgelassen und somit wird die Diode von den Reflexionen isoliert.Has. However, light with such a frequency is emitted by the Fabry-Perot resonator, which is tuned to the frequency f is not allowed through and thus the diode is isolated from the reflections.
Der Fabry-Perot Resonator, die Bragg-Zelle und die Linse können, wie in Fig.2 dargestellt, als integriertes optisches Bauelement realisiert werden. Im Block B eines Lithiumniobat-Substrats wird mittels Diffusion ein optischer Wellenleiter G hergestellt. Der optische Wellenleiter G führt zu dem Fabry-Perot Resonator R, der im selben Oberflächenbereich wie der Wellenleiter hergestellt wurde. Auf den Fabry-Perot Interferrometer folgt ein Wandler T für die akustische Welle und zwar ebenfalls auf der Oberfläche des Blocks. Auf den Wandler wiederum folgt eineThe Fabry-Perot resonator, the Bragg cell and the lens can, as shown in Figure 2, be implemented as an integrated optical component. One in block B. The lithium niobate substrate becomes an optical one by means of diffusion Waveguide G made. The optical waveguide G leads to the Fabry-Perot resonator R, which was fabricated in the same surface area as the waveguide. The Fabry-Perot interferrometer is followed by a transducer T for the acoustic wave, also on the surface of the block. The converter is followed by a
3Q Linse L, die ebenfalls mittels Diffusion realisiert wird. Die Laserdiode D wird dann am Ende dieses Blocks angebracht und zwar ausgerichtet auf den Wellenleiter G.3Q lens L, which is also realized by means of diffusion. The laser diode D is then attached to the end of this block, aligned with the waveguide G.
J .S .Heeks 35-4J .S. Heeks 35-4
Um zu vermeiden, daß die Frequenz der Laserdiode selbst um einen in bezug auf die ModuLationsfrequenz f wesent-To avoid the frequency of the laser diode itself in relation to the modulation frequency f
Liehen Betrag von ihrer Grundfrequenz abweicht, muß die Frequenz auf die Frequenz des Fabry-Perot Resonators geregelt werden. Um dies zu erreichen, ist in der Richtung des Strahlengangs, in der keine Ablenkung durch die Bragg-ZelLe erfolgt, eine Photodetektor-Diode P vorgesehen. Das Ausgangssignal der Diode P wird.einer Rückkoppe L rege L sch Lei fe F zugeführt, die die Laserdiode regelt.If the amount differs from its base frequency, the Frequency can be regulated to the frequency of the Fabry-Perot resonator. To do this is in the direction of the beam path in which there is no deflection by the Bragg cell, a photodetector diode P is provided. The output signal of the diode P is fed to a feedback L rege L loop F, which regulates the laser diode.
Bei dieser Anordnung muß dafür Sorge getragen werden, daß nicht die gesamte optische Energie abgelenkt wird sondern daß ein Teil des optischen Signals unmoduliert auf die Photodiode P gelangt. Licht, das auf diesem Wege direkt zur Photodiode gelangt hat die Frequenz, die durch den Fabry-Perot Resonator bestimmt ist und somit ist es möglich, über den Photodetektor und die Rückkoppel-Regelschleife die Laserdiode zu stabilisieren, so daß ihre Frequenz f stets auf die Resonanz des Resonators geregelt wird. Zur Illustration des Wertsder neuen Einrichtung nachfolgend einige Zahlen:With this arrangement, care must be taken that not all of the optical energy is deflected but that part of the optical signal reaches the photodiode P unmodulated. Light that way The frequency that is determined by the Fabry-Perot resonator has reached the photodiode directly and thus it is possible to stabilize the laser diode via the photodetector and the feedback control loop, so that their Frequency f is always regulated to the resonance of the resonator. To illustrate the value of the new facility some numbers below:
- Halbleiterdiodenlaser werden auf eine 10 MHz LangzeitstabiLität geregelt bei einer Linienbreite von 3 MHz und einem Fabry-Perot Resonator von 150 MHz 3 dB Resonanzbreite. - Semiconductor diode lasers are set to a 10 MHz long-term stability regulated with a line width of 3 MHz and a Fabry-Perot resonator of 150 MHz 3 dB resonance width.
- Bei dem Fabry-Perot Resonator ist der Reflexionskoeffizient 0,97.- With the Fabry-Perot resonator the reflection coefficient is 0.97.
- Bei der Verwendung eines akustischen Steuersignals mit der Frequenz von 500 MHz ist die reflektierte optische Welle um 1000 MHz versetzt und dies hat zur Folge, daß in dem obigen Resonator eine Isolation um 20 dB erfolgt.- When using an acoustic control signal with the frequency of 500 MHz, the reflected optical wave is offset by 1000 MHz and this has the consequence that an isolation of 20 dB takes place in the above resonator.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: STC PLC, LONDON, GB |
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8128 | New person/name/address of the agent |
Representative=s name: WALLACH, C., DIPL.-ING. KOCH, G., DIPL.-ING. HAIBA |
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8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |