DE3701863A1 - Sender zur kohaerent optischen nachrichtenuebertragung - Google Patents
Sender zur kohaerent optischen nachrichtenuebertragungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Sender zur kohärent
optischen Nachrichtenübertragung.
Bei der kohärent optischen Nachrichtenübertragung werden
kohärente, schmalbandige Lichtquellen benötigt. In einem
Übersichtsartikel mit dem Titel "Linewidth of
Single-Frequency Semiconductor Lasers for Coherent
Lightwave Communications" von T. P. Lee in den Proceedings
von der 11th European Conference on Optical
Communication, in Venedig Italien 1985 auf Seite 189 ff
wird die Eignung der Linienbreite bekannter Laser für die
kohärent optische Nachrichtenübertragung behandelt. Darin
sind Laser mit gekoppelten Resonatoren beschrieben, wie
sie derzeit überwiegend verwendet werden. Die schmalen
Linien werden dabei z. B. durch die zusätzliche
Verwendung von externen Resonatoren erzielt, die den
Nachteil aufweisen, daß sie montiert und justiert werden
müssen und auf Umwelteinflüsse wie Temperaturänderungen
empfindlich reagieren.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Sender
zur kohärent optischen Nachrichtenübertragung zu
schaffen, der bei schmaler Linienbreite eine hohe
Ausgangsleistung aufweist.
Die Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Sender durch
die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Weitere Ausgestaltung der Erfindung sind den übrigen
Ansprüchen und dem folgenden Teil der Beschreibung zu
entnehmen.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile liegen
insbesondere darin, daß der Sender eine Lichtquelle
aufweist, die extrem schmalbandig ist, eine hohe
Frequenzstabilität aufweist und einfach zu justieren ist.
Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den
Fig. 1 bis 4 abgebildet und im folgenden beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 einen ersten erfindungsgemäßen Sender mit einem
Beugungsgitter in der Seitenansicht schematisch
dargestellt,
Fig. 2 den Sender mit Beugungsgitter in der Draufsicht,
Fig. 3 einen zweiten erfindungsgemäßen Sender mit einem
Prisma in der Seitenansicht dargestellt, und
Fig. 4 den Sender mit dem Prisma in der Draufsicht.
In den Fig. 1 und 2 ist der erste erfindungsgemäße
Sender 1 zur kohärent optischen Nachrichtenübertragung
abgebildet. Der Sender 1 weist ein Laserarray 2, ein
Substrat 3, eine Wellenleiterschicht 4, einen Modulator 5
und ein Beugungsgitter 6 auf, wobei das Substrat 3, die
Wellenleiterschicht 4 und das Beugungsgitter 6 einen
optischen Koppler 12 bilden. Die Wellenleiterschicht 4
ist im Substrat 3 integriert angeordnet. Der Modulator 5
und das Beugungsgitter 6 befinden sich auf dem Substrat 3
im Bereich der Wellenleiterschicht 4. Das Laserarray 2
ist gegenüber dem Beugungsgitter 6 derart angeordnet, daß
eine bestimmte, hier die erste Ordnung des gebeugten
Lichts in die Wellenleiterschicht 4 eingekoppelt wird.
Zur Vermeidung einer Rückkopplung des Lichts vom
Beugungsgitter 6 zurück in das Laserarray 2 und zur
Reduzierung von Reflexionsverlusten ist das
Beugungsgitter 6 mit einer Antireflexionsschicht 7
versehen. Die Gitterkonstante und ein günstiger
Einfallswinkel vom Laserarray 2 auf das Beugungsgitter 6
ergeben sich aus der Wellenlänge des Laserlichts mit der
Emissionswellenlänge l o , aus den Brechzahlen des
Beugungsgitters, der Wellenleiterschicht und des
Halbleitersubstrats und aus den allgemein bekannten
optischen Beziehungen. Durch geeignete Gitterform
(Blaze-Winkel) kann die Lichtleistung aus der nullten
Ordnung in die erste Ordnung transformiert werden, was
zur höheren Lichteinkopplung führt. Für eine Wellenlänge
l o =1300 nm, einem Einfallswinkel alpha=45° und
einer Brechzahl n=3,5 ergibt sich eine Gitterkonstante
g=465 nm.
Zur Modulation des Laserlichts können bekannte
Modulatoren verwendet werden, die mit Hilfe eines
elektro-optischen Effekts die Amplitude, die Frequenz
oder die Phase modulieren. Die bekanntesten Ausführungen
solcher Modulatoren sind das Mach-Zehner-Interferrometer
oder ein Lichtkoppler. Der Modulator 5 ist je nach
Ausführung im Bereich der Wellenleiterschicht 4
angeordnet oder stellt selbst einen Teil der
Wellenleiterschicht 4 dar.
Die Wellenleiterschicht 4 weist am optischen Ausgang 8
des optischen Kopplers 12 eine Antireflexionsschicht 9
auf. Im Anschluß an den optischen Ausgang 8 ist ein
Lichtwellenleiter angeordnet (nicht abgebildet).
Das Laserarray 2 weist mehrere laseraktive Bereiche auf,
die in einer Reihe so dicht nebeneinander angeordnet
sind, daß die Nahfelder der darin entstehenden Strahlung
phasenstarr miteinander gekoppelt sind. Durch diese
Kopplung weist das Laserarray 2 eine extrem schmalbandige
Emission mit der Wellenlänge l o auf. Ein derartiges
Laserarray ist in Appl. Phys. Lett. 44 (2) vom 15. Januar
1984 Seite 157 bis 159 beschrieben. Der optische Koppler
12 ermöglicht, daß Licht aus allen laseraktiven Bereichen
in einfacher Weise in einen Wellenleiter eingekoppelt
wird und ermöglicht damit die hohe Ausgangsleistung des
Senders 1.
Der Sender 1 ist aus Halbleiterelementen der dritten und
fünften Hauptgruppe des Periodensystems aufgebaut. Als
Werkstoff für die Wellenleiterschicht 4 und den Modulator
5 eignet sich auch Lithium-Niobat, als
Antireflexionsschichten 7, 9 dienen Siliziumdioxid- oder
Siliziumnitridschichten. Elektrische Kontakte am
Laserarray 2 und am Modulator 5 sind in den Figuren nicht
eingezeichnet, sie bestehen aus Metallen.
In den Fig. 3 und 4 ist ein zweiter Sender 1′ zur
kohärent optischen Nachrichtenübertragung abgebildet. Der
Sender 1′ weist wie der beim ersten Ausführungsbeispiel
ein Laserarray 2′, ein Substrat 3′, eine
Wellenleiterschicht 4′, einen Modulator 5′ und eine
Antireflexionsschicht 9′ am optischen Ausgang 8′ auf, die
entsprechend wie beim ersten Ausführungsbeispiel
angeordnet sind, aus dem gleichen Material bestehen und
auch die gleiche Aufgabe erfüllen. Ein Prisma 10 ist auf
dem Substrat 3′ im Bereich des Wellenleiters 4′ so
angeordnet, daß es das vom Laserarray 2′ austretende
Licht in den Lichtwellenleiter 4′ einkoppelt. Das Prisma
10 weist, zur Vermeidung der Rückkopplung des Laserlichts
in das Laserarray 2′, eine Antireflexionsschicht 11 auf.
Claims (9)
1. Sender zur kohärent optischen
Nachrichtenübertragung, dadurch
gekennzeichnet, daß er als Lichtquelle ein
Laserarray (2, 2′) mit mehreren, parallel angeordneten,
phasenstarr gekoppelten und optisch aktiven Bereichen
aufweist.
2. Sender nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
er einen optischen Koppler (12) mit einer
Wellenleiterschicht (4) und einem darauf angeordneten
Beugungsgitter (6) zur Einkopplung des Lichts aus dem
Laserarray (2) in einen Wellenleiter enthält.
3. Sender nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
er einen optischen Koppler (13) mit einer
Wellenleiterschicht (4′) und einem darauf angeordneten
Prisma (10) zur Einkopplung des Lichts aus dem Laserarray
(2′) in einen Wellenleiter enthält.
4. Sender nach Anspruch 2 oder 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Wellenleiterschicht (4′, 4) und
das Prisma (10) oder das Beugungsgitter (6) einteilig
ausgebildet sind und aus dem gleichen Werkstoff bestehen.
5. Sender nach Anspruch 2 oder 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Wellenleiterschicht (4′,4) und
das Prisma (10) oder das Beugungsgitter (6) einteilig
ausgebildet sind und aus Werkstoffen mit
unterschiedlichen Brechzahlen bestehen.
6. Sender nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß auf der Wellenleiterschicht (4′, 4)
ein Lichtmodulator (5′, 5) angebracht ist.
7. Sender nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß der optische Koppler (12, 13)
überwiegend aus Elementen der dritten und der fünften
Hauptgruppe des Periodensystems besteht.
8. Sender nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß der optische Koppler (12, 13) und die
Modulatoren (5, 5′) integriert angeordnet sind.
9. Sender nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß der optische Koppler (12, 13) am
Prisma (10) oder am Beugungsgitter (6) und am optischen
Ausgang (8, 8′) Antireflexionsschichten (7, 9, 9′, 11)
aufweist.
Priority Applications (2)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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ID=6319344
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19873701863 Withdrawn DE3701863A1 (de) | 1987-01-23 | 1987-01-23 | Sender zur kohaerent optischen nachrichtenuebertragung |
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Country | Link |
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DE (1) | DE3701863A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0440485A2 (de) * | 1990-01-31 | 1991-08-07 | Sharp Kabushiki Kaisha | Laservorrichtung |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Family Cites Families (2)
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EP0226868B1 (de) * | 1985-12-10 | 1992-11-25 | Siemens Aktiengesellschaft | Integriert-optischer Multiplex-Demultiplex-Modul für die optische Nachrichtenübertragung |
US4777663A (en) * | 1986-08-08 | 1988-10-11 | Corning Glass Works | Data rate limiter for optical transmission system |
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1987
- 1987-01-23 DE DE19873701863 patent/DE3701863A1/de not_active Withdrawn
-
1988
- 1988-01-12 AU AU10188/88A patent/AU603634B2/en not_active Ceased
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0440485A2 (de) * | 1990-01-31 | 1991-08-07 | Sharp Kabushiki Kaisha | Laservorrichtung |
EP0440485A3 (en) * | 1990-01-31 | 1992-06-24 | Sharp Kabushiki Kaisha | A laser beam oscillating apparatus |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
AU1018888A (en) | 1988-07-28 |
AU603634B2 (en) | 1990-11-22 |
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Legal Events
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