DE3929480A1 - Multiplexing of optical signals of different wavelengths - using wavelength selective element to identify signals for bidirectional transmission - Google Patents

Multiplexing of optical signals of different wavelengths - using wavelength selective element to identify signals for bidirectional transmission

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Abstract

An optical fibre transmission system (LWL) has signals with different wavelengths (L1,L2,L3) received by a wave length selective element (WE). The signals are partially transmitted and reflected (RL) onto the reflecting surface (SP) of a mirror. The wave length selective element can be in the form of a Fabry-Perot element, where the optical component (Lm) is selected on the basis of a specific angle of incidence (Am). Receivers (E1-E3) are located at specific intervals to detect the presence of components and so performs a demultiplexing operation. Signals from transmitters (S1-S3) can be multiplexed into the optical fibre in a inverse process. ADVANTAGE - Simple and compact method of multiplexed signal handling.

Description

Eine bekannte Methode, die Übertragungskapazität optischer Über­ tragungssysteme zu erhöhen besteht darin, optische Signale mit­ tels Wellenlängenmultiplex zu übertragen.A well-known method, the transmission capacity optical over To increase support systems is to include optical signals to transmit by means of wavelength division multiplex.

Die Erfindung bezieht sich auf eine optische Einheit, die in einem solchen Zusammenhang Anwendung finden kann.The invention relates to an optical unit, which in such a connection can apply.

Bei einer derartigen Anordnung zum Demultiplexen von Lichtwellen unterschiedlicher Wellenlänge, wird aus Licht, welches auf ein wellenlängenselektives Element auftrifft, in Abhängigkeit vom Einfallswinkel eine Lichtkomponente bestimmter Wellenlänge selek­ tiert, wobei diese Komponente nicht mehr im reflektierten Rest­ licht zu sein braucht.With such an arrangement for demultiplexing light waves different wavelength, is made of light which is directed to a wavelength selective element hits, depending on the Angle of incidence selek a light component of certain wavelength tiert, whereby this component is no longer in the reflected rest needs to be light.

Eine derartige Anordnung ist beispielsweise aus ELECTRONICS LETTERS, 4th February 1988, Vol. 24 No. 3, Seite 159 bis 161 be­ kannt. In der dort beschriebenen Anordnung wird ein Wellenlängen­ demultiplexer dargestellt, wobei durch jeweils ein abstimmbares Etalon-Filter-Element jeweils eine Lichtkomponente aus dem ein­ fallenden Licht selektiert wird.Such an arrangement is, for example, from ELECTRONICS LETTERS, 4th February 1988, Vol. 24 No. 3, pages 159 to 161 knows. In the arrangement described there is a wavelength demultiplexer shown, each with a tunable Etalon filter element each a light component from the one falling light is selected.

Die Selektion der jeweiligen Lichtkomponente wird durch Änderung des Einfallswinkels des Lichtes auf das abstimmbare Etalon- Filter-Element erreicht, wobei das abstimmbare Etalon-Filter- Element (wellenlängenselektives Element) drehbar angeordnet ist.The selection of the respective light component is made by change the angle of incidence of the light on the tunable etalon Filter element reached, with the tunable etalon filter Element (wavelength-selective element) is rotatably arranged.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Weg zu zeigen, wie eine Anordnung zum (De)Multiplexen von Lichtwellen unter­ schiedlicher Wellenlänge der eingangs genannten Art bei ein­ fachem, kompaktem Aufbau geschaffen werden kann.The invention has for its object to show a way like an arrangement for (de) multiplexing light waves under different wavelength of the type mentioned at simple, compact structure can be created.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur Selek­ tion von mehr als einer Lichtwellenkomponente ein einziges wel­ lenlängenselektives Element verwendet wird, dessen Oberfläche unter einem Winkel gegenüber einer lichtreflektierenden Fläche angeordnet ist, die das vom wellenlängenselektiven Element re­ flektierte Restlicht unter einem anderen Einfallswinkel auf das wellenlängenselektive Element reflektiert, wo aus dem Restlicht eine entsprechend andere Lichtkomponente durch Interferenz selek­ tiert und dann gegebenenfalls das verbleibende Restlicht reflek­ tiert wird.The object is achieved in that Selek tion of more than one lightwave component a single wel length-selective element is used, the surface  at an angle to a light reflecting surface is arranged, the right of the wavelength-selective element reflected light from a different angle of incidence on the Wavelength-selective element reflected where from the low light a correspondingly different light component by interference selek tiert and then possibly reflecting the remaining light is tiert.

Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, daß mit nur einem wellenlängenselektivem Element die im Licht enthaltenen Licht­ komponenten gleichzeitig selektiert werden können. Durch eine vorteilhafte Variationsmöglichkeit des ersten Einfallswinkels kann der Empfang der ersten Lichtkomponente für einen ersten Empfänger sowie der Empfang weiterer Lichtkomponenten für wei­ tere Empfänger im Wellenlängendemultiplexer optimiert werden.The invention has the advantage that with only one wavelength-selective element the light contained in the light components can be selected at the same time. By a advantageous variation of the first angle of incidence can receive the first light component for a first Receiver and the receipt of further light components for white tere receivers can be optimized in the wavelength demultiplexer.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann bei entspre­ chender Positionierung von Sendeeinrichtungen der zuvor beschrie­ bene Wellenlängendemultiplexer als Wellenlängenmultiplexer be­ trieben werden, wobei Sendeeinrichtungen für Lichtkomponenten derselben Wellenlängen wie diejenigen der selektierten Licht­ komponenten vorzusehen sind, so daß die von den Sendeeinrich­ tungen ausgesendeten Lichtkomponenten von dem wellenlängenselek­ tiven Element an derselben Stelle und in derselben Richtung aus­ gehen können, wie im Demultiplexerbetrieb das reflektierte Rest­ licht. Die Anordnung zum (De)Multiplexen von Lichtwellen unter­ schiedlicher Wellenlänge kann in vorteilhafter Weise sowohl als Multiplexer, wie auch als Demultiplexer gleichzeitig oder separat in der geforderten Funktionsweise betrieben werden.In a further embodiment of the invention can correspond to appropriate positioning of transmitters of the previously described bene wavelength demultiplexers as wavelength multiplexers are driven, with transmitters for light components the same wavelengths as those of the selected light Components are to be provided, so that the of the Sendeeinrich the light components emitted by the wavelength selec tive element in the same place and in the same direction can go, as in demultiplexer operation the reflected rest light. The arrangement for (de) multiplexing light waves under different wavelengths can advantageously both Multiplexer, as well as a demultiplexer simultaneously or separately be operated in the required mode of operation.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden aus der nachfolgen­ den näheren Erläuterung von Ausführungsbeispielen einer Anord­ nung zum Wellenlängenmultiplex und/oder Wellenlängendemultiplex von Lichtwellen unterschiedlicher Wellenlänge gemäß der Erfin­ dung anhand der Zeichnungen Fig. 1 und Fig. 2 ersichtlich.Further details of the invention appear from the succeeding the more detailed explanation of embodiments of a Anord voltage for wavelength division multiplexing and / or Wellenlängendemultiplex of light waves of different wavelengths according to the dung OF INVENTION with reference to the drawings Fig. 1 and Fig. 2 can be seen.

In den Zeichnungen Fig. 1 und Fig. 2 sind die Anordnungen schema­ tisch und beispielsweise zum (De)Multiplexen von Licht mit unter­ schiedlichen Lichtkomponenten dargestellt, wobei wegen der besse­ ren Übersicht die in dem Licht enthaltenen Lichtkomponenten auf drei bzw. vier Wellenlängen begrenzt sind.In the drawings, Fig. 1 and Fig. 2, the arrangements are schematic and, for example, for (de) multiplexing light with different light components shown, the light components contained in the light are limited to three or four wavelengths because of the better overview .

Bei dem in Fig. 1 dargestellten optischen Multiplexer und/oder Demultiplexer gelangt Licht mit den unterschiedlichen Wellen­ längen L1, L2, L3 über einen Lichtwellenleiter LWL auf das wellen­ längenselektive Element WE.In the optical multiplexer and / or demultiplexer shown in FIG. 1, light with the different wavelengths L 1 , L 2 , L 3 reaches the wavelength-selective element WE via an optical fiber LWL.

Aus dem Licht wird bei jeweils unterschiedlichen Einfallswinkeln A1, A2, A3 auf das wellenlängenselektive Element WE jeweils eine bestimmte Lichtwellenlänge L1, L2, L3 selektiert. Bei Verwendung einer reflektierenden Fläche SP, die unter einem bestimmten Winkel KW zum wellenlängenselektiven Element WE angeordnet ist, wird das Restlicht RL von der Oberfläche OF des wellenlängense­ lektiven Elements WE wieder reflektiert und erneut über die reflektierende Fläche SP auf das wellenlängenselektive Element WE gelenkt.A specific light wavelength L 1 , L 2 , L 3 is selected from the light at different angles of incidence A 1 , A 2, A 3 on the wavelength-selective element WE. When using a reflecting surface SP, which is arranged at a certain angle KW relative to the wavelength-selective element WE, the residual light RL is reflected again by the surface OF of the wavelength-selective element WE and is again directed onto the wavelength-selective element WE via the reflecting surface SP.

Die reflektierende Fläche SP kann dabei ein Spiegel sein, der das Restlicht RL vollständig auf das wellenlängenselektive Ele­ ment WE reflektiert. Das wellenlängenselektive Element WE kann dabei ein Fabry-Perot-Element sein, wobei die Lichtkomponenten Lm entsprechend dem Einfallswinkel Am in dem wellenlängenselek­ tiven Element WE durch Interferieren selektiert werden. Zur Selektion unterschiedlicher Lichtkomponenten kann anstelle des Fabry-Perot-Elements ebenso ein Kantenfilter verwendet werden.The reflecting surface SP can be a mirror that completely reflects the residual light RL onto the wavelength-selective element WE. The wavelength-selective element WE can be a Fabry-Perot element, the light components L m being selected by interference in accordance with the angle of incidence A m in the wavelength-selective element WE. An edge filter can also be used instead of the Fabry-Perot element to select different light components.

Der Reflektionswinkel Bm an der reflektierenden Fläche SP ist aufgrund des spitzen Winkels KW, wie in der Zeichnung angedeutet, ein vom Einfallswinkel Am unterschiedlicher Winkel. Durch die Anordnung der reflektierenden Fläche SP zum wellenlängenselek­ tiven Element WE können die im Licht enthaltenen unterschied­ lichen Lichtkomponenten L1, L2, L3 in der angedeuteten Weise zwischen den beiden Elementen SP und WE reflektiert werden, so daß bei n-maligem Auftreten des Restlichtes RL, die darin ent­ haltenen möglichen n-Lichtkomponenten Lm durch n-malige Änderung des Einfallswinkels Am auf das wellenlängenselektive Element WE n-Lichtkomponenten aus dem Restlicht selektiert werden. The reflection angle B m on the reflecting surface SP is, because of the acute angle KW, as indicated in the drawing, an angle different from the angle of incidence A m . Due to the arrangement of the reflecting surface SP to the wavelength-selective element WE, the light components L 1 , L 2 , L 3 contained in the light can be reflected in the manner indicated between the two elements SP and WE, so that when n times the Residual light RL, the possible n-light components L m contained therein are selected from the residual light by changing the angle of incidence A m on the wavelength-selective element WE n-light components.

Bei Variation des Einfallswinkels A1 kann eine erste Wellen­ länge L1 des Lichtes auf Durchlaß durch das wellenlängenselek­ tive Element WE fixiert und der Kanalabstand der anderen im Rest­ licht RL enthaltenen Lichtkomponenten L2, L3 durch Änderung des Winkels KW erreicht und diese Wellenlängen dadurch selektiert werden.When varying the angle of incidence A 1, a first wave can length L 1 is fixed the light on passage through the wellenlängenselek tive element WE and the channel spacing of the other in the rest of light RL light components contained L 2, L 3 by changing the angle KW achieved and these wavelengths characterized be selected.

Um eng benachbarte Lichtwellen L1, L2, L3 noch gut trennen zu können, muß die Strahldivergenz des Lichtes klein gehalten werden. Dazu wird eine Kugellinse KP wie in der Zeichnung ange­ deutet, in der Lichtachse so positioniert, daß das sich diver­ gent ausbreitende Licht zwischen Austritt aus dem Lichtwellen­ leiter und Auftreffen auf das wellenlängenselektive Element WE zu Parallelstrahlen gebündelt wird.In order to still be able to separate closely adjacent light waves L 1 , L 2 , L 3 , the beam divergence of the light must be kept small. For this purpose, a spherical lens KP is indicated as in the drawing, positioned in the light axis so that the divergent light propagating between the exit from the light waveguide and impacting the wavelength-selective element WE is bundled into parallel beams.

Die von dem wellenlängenselektiven Element WE jeweils selektier­ te Lichtkomponente mit der Wellenlänge Lm wird durch die jeweili­ ge Kugellinse KF auf einen nachfolgenden Empfänger Em fokussiert.The light component with the wavelength L m selected by the wavelength-selective element WE is focused by the respective ball lens KF on a subsequent receiver E m .

Die von den Sendeeinrichtungen emittierten Lichtkomponenten LA1, LA2, und LA3, die jeweils den selektierten Lichtkomponenten Lm entsprechen können, können über das wellenlängenselektive Ele­ ment WE an derselben Stelle und in derselben Richtung eingefügt werden wie das Restlicht RL, das an der Oberfläche OF des wellen­ längenselektiven Elements WE nach dem Auftreffen unter dem Ein­ fallswinkel Am reflektiert wird.The light components LA 1 , LA 2 , and LA 3 emitted by the transmitting devices, which can each correspond to the selected light components L m , can be inserted via the wavelength-selective element WE at the same location and in the same direction as the residual light RL, which at the Surface OF of the wave-length-selective element WE is reflected after hitting the incident angle A m .

Ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Anordnung zum Wellenlän­ genmultiplex und/ oder Wellenlängendemultiplex von Lichtwellen unterschiedlicher Wellenlänge ist in Fig. 2 schematisch darge­ stellt.Another embodiment of an arrangement for wavelength multiplexing and / or wavelength division multiplexing of light waves of different wavelengths is shown schematically in FIG. 2.

Bei dem im Fig. 2 dargestellten optischen Demultiplexer mit wel­ lenlängenselektivem Element WE wird aus Licht mit den Lichtkom­ ponenten L1, L2, L3, L4, bei einem bestimmten Einfallswinkel Am des Lichtes auf ein wellenlängenselektives Element WE jeweils eine Lichtwellenlänge Lm selektiert. In the optical demultiplexer shown in FIG. 2 with a wavelength-selective element WE, light with the light components L 1 , L 2 , L 3 , L 4 , at a certain angle of incidence A m of light onto a wavelength-selective element WE, each has a light wavelength L. m selected.

Zwischen verspiegelter Fläche SP und wellenlängenselektivem Element WE ist ein keilförmiges Prisma P angeordnet. Der Keil­ winkel KW des Prismas P bestimmt dabei unter anderem den nötigen Einfallswinkel der zu selektierenden Lichtwellen ab L2. Um die Divergenz des Lichtes zu verringern, wird eine Fläche des Prismas wie in der Zeichnung verdeutlicht, bezüglich der opti­ schen Achse des Lichtes angeschrägt.A wedge-shaped prism P is arranged between the mirrored surface SP and the wavelength-selective element WE. The wedge angle KW of the prism P determines, among other things, the necessary angle of incidence of the light waves to be selected from L 2 . In order to reduce the divergence of the light, a surface of the prism as shown in the drawing is chamfered with respect to the optical axis of the light.

Dieses Ausführungsbeispiel kann ebenso wie das zuvor in Fig. 1 erläuterte Ausführungsbeispiel als Multiplexer verwendet werden.This exemplary embodiment, like the exemplary embodiment explained previously in FIG. 1, can be used as a multiplexer.

Claims (10)

1. Anordnung zum (De)Multiplexen von Lichtwellen unterschied­ licher Wellenlänge, mit einer wellenlängenselektiven Anordnung, bei der aus Licht, welches auf ein wellenlängenselektives Element (WE) auftrifft, eine Lichtkomponente einer vom Einfallswinkel (Am) abhängigen Wellenlänge (Lm) selektiert wird, wobei diese Lichtkomponente nicht mehr im reflektierten Restlicht (RL) enthalten zu sein braucht, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung zur Selektion von mehr als einer Lichtwellen­ komponente ein einziges wellenlängenselektives Element (WE) auf­ weist, dessen Oberfläche (OF) unter einem Winkel (KW) gegenüber einer lichtreflektierenden Fläche (SP) angeordnet ist, die das vom wellenlängenselektiven Element (WE) reflektierte Restlicht (RL) unter einem zum Einfallswinkel (A1) des Lichtes unterschied­ lichen Einfallswinkel (Am) auf das wellenlängenselektive Element (WE) reflektiert, wo aus dem Restlicht (RL) eine entsprechend andere Lichtkomponente (Lm) selektiert und dann gegebenenfalls das verbleibende Restlicht (RL) reflektiert wird.1. An arrangement for (de) multiplexing of light waves different Licher wavelength with a wavelength-selective arrangement in which of light incident on a wavelength selective element (WE), a light component of an angle of incidence (A m) dependent wavelength (L m) is selected is, this light component no longer needs to be contained in the reflected residual light (RL), characterized in that the arrangement for the selection of more than one light wave component has a single wavelength-selective element (WE), the surface (OF) of which is at an angle (KW) is arranged opposite a light-reflecting surface (SP) which reflects the residual light (RL) reflected by the wavelength-selective element (WE) at an angle of incidence (A m ) different from the angle of incidence (A 1 ) of the light onto the wavelength-selective element (WE) reflects where a correspondingly different light component (L m ) is selected from the residual light (RL) and d If necessary, the remaining residual light (RL) is reflected. 2. Anordnung zum (De) Multiplexen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die reflektierende Fläche ein Spiegel (SP) ist.2. Arrangement for (de) multiplexing according to claim 1, characterized, that the reflecting surface is a mirror (SP). 3. Anordnung zum (De)Multiplexen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das wellenlängenselektive Element (WE) ein Fabry-Perot- Element ist.3. Arrangement for (de) multiplexing according to claim 1, characterized, that the wavelength-selective element (WE) is a Fabry-Perot Element is. 4. Anordnung zum (De)Multiplexen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das wellenlängenselektive Element (WE) ein Kantenfilter ist.4. Arrangement for (de) multiplexing according to claim 1, characterized, that the wavelength-selective element (WE) is an edge filter. 5. Anordnung zum (De)Multiplexen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das sich divergent ausbreitende Licht vor seinem erstmaligen Auftreffen auf das wellenlängenselektive Element (WE) durch eine Kugellinse (KP) zu einem Parallelstrahl gebündelt wird. 5. Arrangement for (de) multiplexing according to claim 1, characterized, that the divergent light spreads before its first Impact on the wavelength-selective element (WE) by a Ball lens (KP) is bundled into a parallel beam.   6. Anordnung zum (De) Multiplexen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweilige selektierte Lichtkomponente (Lm) nach dem wellenlängenselektiven Element (WE) durch eine Kugellinse (KF) auf den nachfolgenden Empfänger (Em) fokussiert wird.6. Arrangement for (de) multiplexing according to claim 1, characterized in that the respective selected light component (L m ) after the wavelength-selective element (WE) is focused by a spherical lens (KF) on the subsequent receiver (E m ). 7. Anordnung zum (De)Multiplexen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Demultiplexer zusätzlich als Multiplexer ausgeführt ist, wobei Sendeeinrichtungen (Sm) für Lichtkomponenten (LAm) der­ selben Wellenlängen wie diejenige der selektierten Lichtkompo­ nenten (Lm) vorgesehen sind und so angeordnet und ausgerichtet sein können, daß die von den Sendeeinrichtungen ausgesendeten Lichtkomponenten (LAm) von der Oberfläche des wellenlängenselek­ tiven Elements (WE) an derselben Stelle und in derselben Richtung ausgehen wie im Demultiplexerbetrieb das reflektierte Restlicht (RL).7. Arrangement for (de) multiplexing according to one of claims 1 to 6, characterized in that the demultiplexer is additionally designed as a multiplexer, transmission devices (S m ) for light components (LA m ) of the same wavelengths as that of the selected Lichtkompo components ( L m ) are provided and can be arranged and aligned so that the light components emitted by the transmitting devices (LA m ) emanate from the surface of the wavelength-selective element (WE) at the same point and in the same direction as the reflected residual light in demultiplexer mode (RL ). 8. Anordnung zum (De)Multiplexen nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Licht mit den Lichtkomponenten (Lm) zuerst von der Fläche (SP) reflektiert werden kann, bevor das Licht das wellenlängen­ selektive Element (WE) erreicht.8. Arrangement for (de) multiplexing according to one of claims 1 to 7, characterized in that the light with the light components (L m ) can first be reflected by the surface (SP) before the light the wavelength-selective element (WE) reached. 9. Anordnung zum (De)Multiplexen nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (KW) zwischen wellenlängenselektivem Element (WE) und lichtreflektierender Fläche (SP) durch ein Prisma (P) er­ reicht wird.9. Arrangement for (de) multiplexing according to one of claims 1 to 8, characterized, that the angle (KW) between the wavelength-selective element (WE) and light reflecting surface (SP) through a prism (P) he is enough. 10. Anordnung zum (De)Multiplexen nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Divergenz des Lichtes durch eine brechende Fläche (F) des Prismas (P) in einer Ebene verringert wird.10. Arrangement for (de) multiplexing according to claim 9, characterized, that the divergence of light through a refractive surface (F) of the prism (P) is reduced in one plane.
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