DE4119265A1 - Verfahren zur stabilisierung der sendefrequenz eines lasers - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Stabilisierung der Sendefrequenz eines Lasers gemäß Oberbegriff des Anspruches 1.

Solche Verfahren sind an sich bekannt. Allerdings sind diese Verfahren ziemlich aufwendig, so daß sie zumeist nur in zentralen Sendestellen eingesetzt werden, so z. B. in Zentralen von optischen Fernsehverteilsystemen.

Bei privaten Teilnehmerstellen mit z. B. nur einem Rückkanal in Senderichtung erscheint der Einsatz einer solchen bekannten Stabilisierungseinrichtung zu aufwendig und damit nicht gerechtfertigt.

Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, welches in der Lage ist, in unaufwendiger Weise die Sendefrequenzstabilisierung eines einzigen Lasers zu gewährleisten.

Diese Aufgabe wurde gelöst durch die Merkmale des Patentanspruches 1.

Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich durch die Unteransprüche.

Mit der vorliegenden Erfindung ergeben sich die Vorteile, daß in ziemlich unaufwendiger Weise die Sendefrequenz eines Lasers stabilisiert werden kann. Aufgrund der Wirtschaftlichkeit dieser Lösung ist damit der Aufbau von optischen Kommunikationssystemen mit Teilnehmerstellen, die nicht nur empfangen sondern auch senden, anreizbar und ökonomisch machbar.

Es folgt nun die Beschreibung anhand der Figuren.

Die Fig. 1 zeigt die Netzstruktur eines interaktiven optischen Kommunikationssystems.

Im Bild links ist eine zentrale Einheit erkennbar, welche auf n Kanälen, z. B. Fernsehkanälen, sendet. Über einen Koppler werden diese Kanäle m Teilnehmern zur Verfügung gestellt. Die Teilnehmer sind mit Rückkanälen ausgerüstet beispielsweise für Fernsehtelefondienste.

In Fig. 2 ist das Spektrum der von der Zentralen ausgesandten n Kanälen im Frequenzmultiplex dargestellt. Die Kanäle liegen in einem Raster von Δf nebeneinander. Die Frequenzstabilisierung der Sendekanäle in der Zentralen ist mit vertretbarem Aufwand möglich, während Verfahren mit geringem Aufwand für die Stabilisierung der Sendelaser in der Teilnehmerstation bislang nicht bekannt geworden sind.

In Fig. 3 schließlich ist die Anordnung gezeichnet, welche nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitet.

Über eine Glasfaser wird der Teilnehmeranschlußschaltung eine Anzahl Kanäle in einem definierten Frequenzraster zugeführt, wobei das Spektrum ähnlich dem gemäß Fig. 2 sei. In der Teilnehmeranschlußschaltung der Teilnehmerstation durchläuft die von der Zentralen gesendete optische Strahlung zuerst einen ersten Leistungsteiler, beispielsweise einen teildurchlässigen Spiegel, sodann ein einstellbares periodisches Filter, wird anschließend in einem zweiten Leistungsteiler, beispielsweise wiederum ein teildurchlässiger Spiegel, teilweise abgezweigt und einer Regeldiode zur Stabilisierung des einstellbaren periodischen Filters zugeführt. Die Periode des einstellbaren Filters entspreche beispielsweise dem Kanalraster. Das periodische Filter wird nun so eingestellt, daß das Signal an der Regeldiode für seine Stabilisierung ein Maximum erreicht. Somit sind die Durchlaßbereiche des einstellbaren Filters optimal auf die in der Zentrale stabilisierten Laserfrequenzen eingestellt.

Das Ausgangssignal des Lasers in der Teilnehmeranschlußschaltung läuft nun in der Gegenrichtung durch den zweiten Leistungsteiler, das einstellbare periodische Filter, durch den ersten Leistungsteiler und wird beispielsweise über eine Linse in die Glasfaser eingekoppelt, welche zur Zentrale führt.

Im ersten Leistungsteiler wird nun ein Teil der Sendeenergie des Teilnehmerstellenlasers abgezweigt und einer Regeldiode für die Laserstabilisierung zugeführt. Das einstellbare periodische Filter ist aber nur dann für die Sendefrequenz des Teilnehmerstellenlasers transparent, wenn er auf einer der Frequenzen sendet, die in das Kanalraster bzw. in Durchlaßbereiche des einstellbaren periodischen Filters fallen. Das ist dann der Fall, und so wird der Laser auch in seiner Ausgangsfrequenz eingestellt, wenn der Fotostrom der Regeldiode für die Laserstabilisierung ein Maximum erreicht.

Die Fig. 3 stellt ein Ausführungsbeispiel einer Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dar.

Als einstellbares periodisches Filter kann beispielsweise vorteilhaft ein sogenanntes Fabry-Perot-Filter oder Mach- Zehnder-Filter realisiert sein.

Fig. 4 zeigt den Sonderfall, bei dem das einstellbare Filter eine Periode aufweist, die dem N=7fachen des Kanalrasters Δf entspricht.

Claims (7)

1. Verfahren zur Stabilisierung der Sendefrequenz eines Lasers in einer Teilnehmerstelle, die über eine Glasfaser mit einer Zentralen verbunden ist, wobei zwischen der Glasfaser und dem Laser der Teilnehmerstelle ein einstellbares periodisches Filter eingefügt ist, wobei eine Übertragung auf einem oder mehreren optischen Kanälen im Wellenlängenmultiplex von der Zentralen zu der Teilnehmerstelle möglich ist, dadurch gekennzeichnet,
daß der Durchlaßbereich des einstellbaren periodischen Filters auf die Soll-Sendefrequenz des Lasers abgestimmt wird,
daß durch einen ersten Leistungsteiler, der zwischen Glasfaser und einstellbarem periodischem Filter angeordnet ist, ein Teil der von dem Laser ausgesandten optischen Energie abgezweigt wird,
daß die Abstimmung des einstellbaren periodischen Filters derart erfolgt, daß durch einen zwischen letzterem und dem Laser der Teilnehmerstelle eingefügten zweiten Leistungsteiler ein Teil der von der Zentralen gesendeten optischen Engergie abgezweigt wird,
daß dieselbe einem zweiten Detektor zur Stabilisierung des einstellbaren periodischen Filters zugeführt wird,
daß dieses so eingestellt wird, daß das Signal an dem zweiten Detektor ein Maximum erreicht,
daß die von dem ersten Leistungsteiler abgezweigt optische Energie dem Regeldetektor für den Laser zugeführt wird und
daß die Sendefrequenz des Lasers so eingestellt wird, daß das Signal am Regeldetektor ein Maximum erreicht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Periode der Durchlaßbereiche des einstellbaren Filters das N- fache des Kanalrasters beträgt, mit N=εN(N= 1, 2, 3, ..).

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistungsteiler durch teildurchlässige Spiegel realisiert sind.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das einstellbare Filter ein Fabry-Perot- Filter oder ein Mach-Zehnder-Filter ist.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoren Fotodioden sind.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zu empfangenden Kanäle einen Identitätscode aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Detektor gleichzeitig als Empfängerdetektor verwendet wird und daß das einstellbare Filter auf den Kanal mit dem gewünschten Identitätscode abgestimmt wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Verwendung in einem optischen Kommunikationsnetz, in dem n Kanäle über Koppler an m Teilnehmerstellen zuführbar sind und in dem von jede der m Teilnehmerstellen ebenfalls über Koppler über einen der optischen Kanäle zur Zentrale gesendet werden kann.