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Technisches
Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft
optische Kommunikationssysteme und insbesondere einen Artikel mit
einem einstufigen optischen Allpaßfilter.
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Allgemeiner
Stand der Technik
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Optische Kommunikationssysteme enthalten in
der Regel vielfältige
Einrichtungen (z.B. Lichtquellen, Fotodetektoren, Schalter, Lichtwellenleiter,
Verstärker,
Filter und so weiter). Optische Kommunikationssysteme eignen sich
zum Übertragen
optischer Signale über
lange Distanzen mit hohen Geschwindigkeiten. Ein optisches Signal,
das eine Reihe von Lichtimpulsen umfaßt, wird von einer Lichtquelle,
wie z.B. einem Laser, in einen Lichtwellenleiter und letztendlich
zu einem Detektor gesendet. Verstärker und Filter können verwendet
werden, um die Lichtimpulse entlang der Länge der Faser von der Lichtquelle
zum Detektor auszubreiten. Der größte Teil des Langstreckenkommunikationsverkehrs
wird heutzutage durch Lichtwellenleiter geführt. Mit der zunehmenden Verwendung
von Lichtwellenleitern und ihrem Eindringen in den Verbrauchermarkt
nimmt der Bedarf an effizienten, schnellen integrierten optoelektronischen Einrichtungen
zu.
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Es gibt viele Problemstellungen und
Entwurfseinschränkungen
bei der Entwicklung optischer Systeme. Eine Problemstellung betrifft
die Signalsynchronisation in einem Wellenlängenmultiplexer oder -demultiplexer
und/oder einer optischen Zeitmultiplexereinrichtung (OTDM-Einrichtung).
Optische Kommunikationssysteme können
solche Einrichtungen zum Koppeln, Verzweigen oder Filtern von sich
zusammen ausbreitenden Pumpsignalen enthalten. Zum Beispiel zeigt 1 eine schematische Darstellung
eines OTDM-Systems mit einem Zeitmultiplexer 100, der mehrere
langsame Sender 102, 103, 104 enthält, sowie
einen Multiplexer 105, einen optischen Schalter oder Demultiplexer 110 und
einen Empfänger 115,
der durch Bündelfaser 11 verbunden
ist. Jeder der Sender sendet langsame Signale (sL)
zu dem Multiplexer 105, der dann ein schnelles Signal (sH) an den Schalter 110 ausgibt.
Der Schalter koppelt selektiv Impulse aus dem schnellen Signal aus,
um zu dem Empfänger 115 gesendete
langsame Ausgangssignale (sO) zu erzeugen.
Auf diese Weise können
die Signale mit hoher Geschwindigkeit über die Länge der Faser zwischen dem
Multiplexer 105 und dem Schalter 110 gesendet
und dann mit langsamer Geschwindigkeit interpretiert werden, um
die von jedem einzelnen der Sender gesendeten Informationen zu bestimmen.
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Solche OTDM-Kommunikationssysteme
erfordern Synchronisationselemente. Wenn der optische Schalter 110 z.B.
ein Signal mit hoher Bitrate demultiplext, muß eine Steuerung „C" mit niedriger Bitrate
mit dem Signal mit hoher Bitrate synchronisiert werden, so daß die Signale
zeitlich korrekt in dem Schalter zusammenfallen. Diese Operation
erfordert eine Verzögerungsleitung,
z.B. muß die
Steuerung verzögert
werden, so daß sie
in dem Schalter mit dem Signal mit hoher Bitrate synchronisiert
wird. Ein Problem beim Entwurf optischer Schalter betrifft das Erzielen
einer Verzögerung
für eine
Impulsfolge dergestalt, daß jede
der Frequenzen der Impulsfolge für
denselben Zeitraum verzögert
wird. Zum Beispiel ist 2 eine
grafische Darstellung des Spektrums einer unmodulierten Impulsfolge.
In 2 umfaßt ein optischer
Impuls 10 in der Regel ein Paket von Wellen 15a, 15b, 15c
. . . 15g. Jede Welle weist eine bestimmte Amplitude und Frequenz
in der Bandbreite χ⨍ auf
, z. B. ist jede Welle in dem Paket durch eine verschiedene Frequenz
und Amplitude gekennzeichnet und breitet sich mit einer verschiedenen
Geschwindigkeit aus. Probleme gibt es bei der Erzielung einer konstanten
Zeitverzögerung
für jede der
Frequenzen über
die gesamte Bandbreite χ⨍ hinweg. Wenn
bestimmte Frequenzen der Impulsfolge (z.B. 15a, 15b)
nicht verzögert
werden oder eine andere Verzögerungsdauer
als andere Frequenzen (z.B. 15c, 15d) erhalten,
entspricht das verzögerte
Signal phasenmäßig nicht
der ursprünglichen
Impulsfolge.
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Auf dem Gebiet der Elektronik sind
Allpaßfilter
zur Entzerrung der Phase und zur Verringerung von Verzerrungen bekannt.
Strukturen zur Herstellung von Allpaßfiltern für elektronische Einrichtungen sind
in dem Gebiet bekannt und werden in der Literatur beschrieben. Siehe
z.B. das US-Patent Nr. 5,258,716 für Kondo et al. „All-Pass
Filter". Allpaßfilter
haben gegenüber
anderen Arten von Filtern insofern Vorteile, als sie sich nur auf
die Phase eines Signals und nicht auf seine Amplitude auswirken.
Eine Konfiguration für
ein Allpaßfilter
zur Verwendung mit optischen Einrichtungen wird in EP-A-O 997 751,
eingereicht von Kazarinov et al., beschrieben.
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Wie in der Anmeldung von Kazarinov
et al. erläutert
(und in 2B darin gezeigt)
kann ein durch einen Lichtwellenleiter übertragenes optisches Signal
mit der Zeit über
die Länge
der Faser hinweg verzerrt oder verbreitert werden. Diese Verbreiterung
ist unerwünscht,
da sie Rauschen, d.h. Störungen
zwischen sequenziellen optischen Impulsen, erzeugen kann. Die Anmeldung
von Kazarinov et al. beschreibt ein optisches Allpaßfilter,
das für
eine Beseitigung solcher Verzerrungen ausgelegt ist. Zusätzlich wurde dort
offengelegt, daß das
optische Allpaßfilter
bei der zeitlichen Verzögerung
des optischen Impulses nützlich
sein könnte.
Das optische Allpaßfilter
der Anmeldung von Kazarinov et al. wendet eine frequenzabhängige Zeitverzögerung auf
jede Frequenz des optischen Impulses an.
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Die Anmeldung von Kazarinov et al.
beschreibt einstufige und mehrstufige optische Allpaßfilter.
Eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines einstufigen
optischen Allpaßfilters gemäß der Anmeldung
von Kazarinov et al. ist in 3 dargestellt.
Das Filter umfaßt
einen Eingangsport für
einen optischen Eingangsimpuls 120, einen Ausgangsport 150,
einen Verzweiger/Kombinierer 143 und einen Rückkopplungsweg 145,
wobei der Rückkopplungsweg
vorteilhafterweise mindestens einen Ringresonator umfaßt. Obwohl 3 ein einstufiges Filter
(z.B. einen Einzelresonatorring) zeigt, legt die Anmeldung von Kazarinov
et al. offen, daß man
die besten Ergebnisse erhält,
wenn mehrere Stufen (Mehrfachresonatorringe) verwendet werden. Tatsächlich lehrt
die Anmeldung von Kazarinov et al., daß viele Allpaßstufen
notwendig sind, um eine große
abstimmbare Verzögerung
für ein
beliebiges Breitbandsignal zu erzeugen. Zum Beispiel ist 4 ein Graph der Gruppenverzögerung in
Zeiteinheiten als Funktion der Frequenz für ein vierstufiges optisches
Allpaßfilter,
das auf ein beliebiges Breitbandsignal angewandt wird. Es ist ersichtlich,
daß über den normierten
Frequenzbereich von 0,4 bis 0,6 hinweg eine maximale und relativ
konstante Verzögerung von
16 au (willkürliche
Einheiten) erzielt wird. Es würden
also nur bestimmte Frequenzen die maximale Verzögerung erhalten. Ein einziges
optisches Allpaßfilter
würde über einen
wesentlich kleineren Frequenzbereich hinweg (-05) eine konstante
Verzögerung
erzielen und wäre
somit bei der Verzögerung
einer Impulsfolge mit einer großen
Bandbreite (Δ⨍) ineffektiv.
Andererseits würden
viele Allpaßstufen
die Bandbreite (Δ⨍) der
maximalen Verzögerungsperiode
vergrößern und
auch den Welligkeitseffekt vermindern. Es ist ersichtlich, daß mit dem
vierstufigen optischen Allpaßfilter
insofern über
die Verzögerungsperiode
hinweg ein Welligkeitseffekt erzeugt wird, als vier getrennte Spitzen
bei der maximalen Höhe
der Verzögerungsspitze
erscheinen.
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Die Verwendung vieler Allpaßstufen
führt jedoch
zu komplizierteren Systemen als bei Verwendung nur eines einstufigen
Allpaßfilters.
Vorzugsweise werden auf jedem Resonatorring der Einrichtung zwei
Heizelemente angeordnet, um den freien spektralen Bereich der Gruppenverzögerung und
die gewünschte
Phase lokal zu ändern.
Das vierstufige optische Allpaßfilter,
mit dem die in 4 gezeigte
Verzögerungsspitze
erzeugt wird, würde
also die Verwendung von acht Heizelementen umfassen, die jeweils
abhängig
von dem optischen Signal und dem gewünschten Phasengang periodisch
eingestellt werden müßten.
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Man versteht, daß Fachleute auf dem Gebiet der
Kommunikationssysteme weiter neue Entwürfe suchen, um die Systemleistung
zu verbessern und die Kosten zu vermindern. Insbesondere wäre es vorteilhaft, über einen
Artikel zu verfügen,
der ein einstufiges optisches Allpaßfilter zur Korrektur von Dispersion
umfaßt
und eine konstante Verzögerung
einführt.
Es wäre
besonders vorteilhaft, ein optisches Allpaßfilter bereitzustellen, das
eine große
abstimmbare Verzögerung
für ein
Breitbandsignal ohne Verwendung vieler Allpaßstufen erzeugen kann.
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Kurze Darstellung
der Erfindung
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Zusammenfassend beschrieben, umfaßt die Erfindung
einen Artikel mit einem einstufigen optischen Allpaßfilter.
Das optische Allpaßfilter
enthält
einen Eingangsport zum Empfangen eines optischen Eingangsimpulses
mit einer regelmäßigen Wiederholungsrate;
einen Ausgangsport; einen Verzweiger/Kombinierer; und einen Rückkopplungsweg.
Das optische Allpaßfilter
ist so konfiguriert, daß es
mehrere frequenzabhängige
Zeitverzögerungsperioden
auf den optischen Eingangsimpuls anwendet, so daß das Filter durch ein Zeitverzögerungsspektrum
mit mehreren Verzögerungsspitzen
gekennzeichnet ist. Der freie spektrale Bereich (FSR – Free-Spectral Range)
des Filters, d.h. der Abstand zwischen den Verzögerungsspitzen, ist an die
regelmäßige Wiederholungsrate
des optischen Eingangsimpulses angepaßt. Diese Anpassung wird dadurch
erreicht, daß der
FSR zu einem ausreichend kleinen Grad gleich der Wiederholungsrate
oder dem Offset von der Wiederholungsrate liegt, so daß jede Frequenz
der Impulsfolge in die Bandbreite einer der mehreren Verzögerungsspitzen
fällt.
Vorzugsweise ist auf dem Rückkopplungsweg
zur Verwendung bei der Abstimmung des Zeitverzögerungsspektrums des Filters
mindestens ein Heizelement angeordnet. Der Artikel mit dem einstufigen
optischen Allpaßfilter
kann eine Baugruppe zur Verwendung in einem Kommunikationssystem mit
einer OTDM-Einrichtung oder einem gepulsten Laser umfassen.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Für
ein besseres Verständnis
der Erfindung wird nachfolgend ein Ausführungsbeispiel beschrieben,
das zusammen mit den beigefügten
Zeichnungen betrachtet wird. Es zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung eines optischen Zeitmultiplexer-/-demultiplexersystems;
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2 eine
grafische Darstellung eines optischen Impulses mit verschiedenen
Frequenzen und einer Wiederholungsrate für jede Frequenz;
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3 eine
schematische Darstellung eines einstufigen optischen Allpaßfilters,
wobei der Rückkopplungsweg
einen Ringresonator enthält;
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4 einen
Graph der normierten Gruppenverzögerung
als Funktion der Frequenz für
ein vierstufiges optisches Allpaßfilter, das auf ein beliebiges Breitbandsignal
angewandt wird;
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5 einen
Graph der normierten Gruppenverzögerung
als Funktion der Frequenz für
eine Ausführungsform
des erfindungsgemäßen optischen
Allpaßfilters,
wobei der FSR gleich der Wiederholungsrate der Eingangsimpulsfolge
ist;
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6 einen
Graph der normierten Gruppenverzögerung
als Funktion der Frequenz für
eine alternative Ausführungsform
des erfindungsgemäßen optischen
Allpaßfilters,
wobei der FSR etwas von der Wiederholungsrate der Eingangsimpulsfolge
versetzt ist;
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7A–7B schematische
Darstellungen einstufiger optischer Allpaßfilter mit einer Mach-Zehnder-Interferometerstruktur;
und
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8 eine
schematische Darstellung eines durchweg optischen Zeit-DEMUX mit
On-Chip-Synchronisation.
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Es versteht sich, daß diese
Zeichnungen zur Veranschaulichung der Konzepte der Erfindung dienen
und nicht maßstabsgetreu
sind.
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Ausführliche
Beschreibung der Erfindung
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Die Erfindung umfaßt ein einstufiges
optisches Allpaßfilter,
das zur Erzeugung einer großen abstimmbaren
Verzögerung
für eine
reguläre
unmodulierte Impulsfolge verwendet werden kann. Die Anmelder haben
entdeckt, daß,
wenn die Impulsfolge für
ein Signal eine regelmäßige Wiederholungsrate aufweist
(d.h. jede der Frequenzen der Impulsfolge unterscheidet sich von
einer anderen Frequenz der Impulsfolge um einen gleichen Betrag),
ein einstufiges optisches Allpaßfilter
verwendet werden kann, um eine große abstimmbare Verzögerung für das Signal
zu erzeugen. Außerdem
haben die Anmelder entdeckt, daß,
wenn die Wiederholungsrate regelmäßig ist, wie oben definiert,
ein einstufiges optisches Allpaßfilter
bei der Korrektur bestimmter Dispersion, z.B. des linearen Chirpens
eines gepulsten Lasers, effektiv sein kann. Diese Funktionen werden
erzielt, indem das optische Allpaßfilter so konfiguriert wird, daß der freie
spektrale Bereich (FSR) des Filters, d.h. der Abstand zwischen den
durch das Filter erzeugten frequenzabhängigen Zeitverzögerungsspitzen,
an die Wiederholungsrate der in das Filter eingegebenen regelmäßigen unmodulierten
Impulsfolge angepaßt
ist. Mit „angepaßt" ist gemeint, daß der FSR
entweder gleich der Wiederholungsrate ist oder um einen ausreichend
kleinen Betrag von der Wiederholungsrate versetzt ist, so daß jede Frequenz
der Impulsfolge in die Bandbreite einer Spitze der normierten Gruppenverzögerung fällt.
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Mit Bezug auf die Figuren ist genauer
gesagt eine Ausführungsform
des optischen Allpaßfilters
der vorliegenden Erfindung schematisch durch die Struktur von 3 dargestellt. Dieses optische
Allpaßfilter 130 enthält einen
Rückkopplungsweg 145,
einen Eingangsport 140 zum Empfangen eines optischen Impulses 120,
einen Ausgangsport 150 und einen Verzweiger/Kombinierer 143 zum
Ein- und Wegkoppeln von Teilen des optischen Eingangsimpulses in
bzw. aus dem Rückkopplungsweg 145.
Der Rückkopplungsweg
des optischen Allpaßfilters
kann eine Ringresonatorstruktur aufweisen, wie schematisch gezeigt.
Gemäß der Erfindung
wird nur eine Ringresonatorstruktur verwendet und dennoch eine große abstimmbare
Verzögerung
oder Chirpkorrektur erzielt, so daß gegenüber dem Filter der Anmeldung von
Kazarinov et al. Vorteile bereitgestellt werden. Ein Heizelement 185 ist
vorteilhafterweise auf dem Ring angeordnet.
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Der optische Impuls 120,
der in das optische Allpaßfilter
eintritt, umfaßt
eine regelmäßige unmodulierte
Impulsfolge. Mit der Definition der Impulsfolge als „regelmäßig" ist hier gemeint,
daß die
Impulsfolge eine regelmäßige Wiederholungsrate aufweist, wie
in 2 dargestellt und
oben beschrieben wird, d.h. jede der Frequenzen der Impulsfolge
unterscheidet sich von einer anderen (d.h. benachbarten) Frequenz
der Impulsfolge um denselben Betrag, der in 2 als Wert „R" dargestellt ist. Wenn dieser optische
Impuls in das optische Allpaßfilter
eintritt, wird ein Teil des Impulses dem Rückkopplungsweg 145 zugeführt und
zirkuliert darin. Bei jedem Durchgang des optischen Impulses in
dem Rückkopplungsweg 145 wird
ein Teil davon durch den Verzweiger/Kombinierer 143 dem
Ausgangsport 150 zugeführt,
der den Teil des in den Rückkopplungsweg 145 eingeführten optischen
Impulses inkrementär
reduziert und ihn effektiv daraus entfernt. Die Länge des
Rückkopplungswegs 145 ist
in der Regel kürzer
als die Länge des
optischen Impulses. Wenn der optische Eingangsimpuls 120 also
wiederholt entlang dem Rückkopplungsweg 145 zirkuliert,
interferiert er mit sich selbst. Das heißt, Vorderflankenteile des
in dem Rückkopplungsweg
zirkulierenden optischen Signals interferieren mit Hinterflankenteilen
des darin eingegebenen optischen Signals. Interferenz zwischen der
hinteren und vorderen Flanke des optischen Impulses wendet eine
frequenzabhängige
Zeitverzögerung
auf die Frequenzen des optischen Impulses an. Nachdem die frequenzabhängigen Zeitverzögerungen
auf jede Frequenz des optischen Impulses angewandt wurden, wird
der Impuls durch den Ausgangsport 150 aus dem Filter ausgegeben.
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Die von dem Filter angewandte Zeitverzögerung kann
durch den Filterentwurf bestimmt und durch Anwenden von Wärme auf
den Rückkopplungsweg 145 eingestellt
werden. Also ist wie gezeigt mindestens ein Heizelement 185 vorteilhafterweise an
den Rückkopplungsweg
angekoppelt. Die Koppelverhältnisse
für den
Verzweiger/Kombinierer 143 und den Rückkopplungsweg 145 bestimmen
die Teile des optischen Impulses 120, die in und aus dem
Rückkopplungsweg
gekoppelt werden, und wirken sich somit auf den Wert für die angewandte
frequenzabhängige
Zeitverzögerung
aus. Der Koppelkoeffizient κ für den Ring
bestimmt die Höhe
und Breite jeder Zeitverzögerungsspitze
und die Phase Φ für den Ring
bestimmt den Wert des FSR zwischen jeder Verzögerungsspitze. Also werden
die Höhe
und Breite jeder Verzögerungsspitze
durch den Koppelkoeffizienten κ bestimmt,
der in dem Einrichtungsentwurf konfiguriert wird. Zur Veranschaulichung
ist 5 ein Graph der
normierten Gruppenverzögerung
als Funktion der Frequenz für
fünf aufeinanderfolgende FSRs
des einstufigen optischen Allpaßfilters.
Es ist ersichtlich, daß das
Filter ein Zeitverzögerungsspektrum
aufweist, das aus fünf
um den FSR voneinander beabstandeten Spitzen besteht. Der Wert für den FSR
kann abhängig
von der Phase Φ des
Resonatorrings bestimmt werden, und die Höhe „h" und die Breite „w" jeder Verzögerungsspitze kann abhängig von
dem Koppelkoeffizienten κ bestimmt
werden. Zusätzlich
kann Wärme
angewandt werden, um die Werte für κ und Φ einzustellen,
so wie es sich für
das konkrete in das optische Allpaßfilter eingegebene Signal
eignet. Die Problemstellungen beim Entwurf von κ und Φ werden in der hiermit ausdrücklich erwähnten Anmeldung
von Kazarinov et al. beschrieben und können von Fachleuten abhängig von
dem konkreten Eingangssignal und der gewünschten Verzögerungsperiode
bestimmt werden.
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Gemäß einer Ausführungsform
wird ein optisches Allpaßfilter
mit einem Zeitverzögerungsspektrum
konfiguriert, wobei der FSR der Verzögerungsspitzen (5) gleich der Wiederholungsrate „R" des Eingangsimpulses
ist (z.B. 2). Wenn der
FSR gleich der Wiederholungsrate des optischen Impulses ist, anstelle
der vollen Bandbreite des Signals, wird die Frequenz der Impulsfolge
für denselben
maximalen Betrag verzögert,
z.B. wird jede Frequenz für den
Zeitraum verzögert,
der durch die maximale Höhe „h" jeder Verzögerungsspitze
von 5 dargestellt wird.
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Folglich wird das gesamte Signal
für denselben
Zeitraum verzögert.
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Bei einer alternativen Ausführungsform
ist der FSR etwas von der Wiederholungsrate der Eingangsimpulsfolge
versetzt. Zum Beispiel zeigt 6 die
Frequenzen einer Impulsfolge, bezeichnet durch Pfeile 15a', 15b', 15c' . . . 15g', die einem
Diagramm des Zeitverzögerungsspektrums
des Filters überlagert
sind. Hierbei ist offensichtlich der Wert für den FSR als eine willkürliche Einheit
von 1 wiedergebend angegeben und der Wert für die Wiederholungsrate „R" ist etwas kleiner
als 1. Folglich erfährt
die erste Frequenz der Impulsfolge 15a' die maximale Spitzenverzögerung und
jede Frequenz danach erfährt
eine etwas andere (in diesem Fall kleinere) Verzögerung. Wenn die Differenzen
der Verzögerungsperioden
einem linearen Weg folgen, kann die Einrichtung lineares Chirpen
auf der Impulsfolge korrigieren. Diese Ausführungsform kann also in einem
Laserresonator als Dispersionskompensationselement verwendet werden.
Bestimmte Laser, wie z.B. gepulste Laser, weisen eine regelmäßige Wiederholungsrate
auf und es kommt bei ihnen zum Chirpen. Solche Laser würden sich
besonders für
die Verwendung mit dem einstufigen optischen Allpaßfilter
der vorliegenden Erfindung eignen, da das Filter zur Entzerrung
der gechirpten Impulse wirken kann. In jedem Fall hängt der Grad,
zu dem die Wiederholungsrate von dem FSR verschoben ist, von der
Phase der Impulsfolge, dem Ausmaß des zu korrigierenden Chirpens
und davon, wieviel Dispersion erzeugt werden soll, ab. In der Regel
wird die Wiederholungsrate jedoch um einen Betrag von etwa 10% des
Werts für
den FSR von dem FSR versetzt.
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Vorzugsweise ist der Rückkopplungsweg des
optischen Allpaßfilters
parallel zu einem Mach-Zehnder-Interferometer
(MZI) angeordnet, wie in 7A und 7B gezeigt. Das MZI ist schematisch in
dem eingerahmten Bereich 300 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform
werden zwei Heizelemente 185, 305 entlang den
Wellenleiterarmen 303, 304 angeordnet, wobei ein
Heizelement 185 zur Einstellung des Koppelkoeffizienten
k und das andere Heizelement 305 zur Einstellung der Phase Φ der Einrichtung
verwendet werden kann. Die MZI-Struktur enthält mehr als einen Koppler mit
der Bezeichnung 308, 308, die wahlweise identisch
sein können.
Die MZI-Strukturen sind gefaltet, um eine etwaige Zunahme der Rückkopplungsweglänge zu minimieren.
In 7A sind die Weglängen der
Wellenleiterarme 303, 304 etwas verschieden, wodurch
Flexibilität
für den
Entwurf einer wellenlängenabhängigen Rückkopplungskopplung
bereitgestellt wird. In 7B sind
die Weglängen
jedes Arms 303, 304 überkreuzt und sollten deshalb
im wesentlichen gleich ausgeführt
werden. Mit der Struktur von 7B kann
der optische Signalverlust vermindert werden, indem der Überkreuzungswinkel
für die
Wellenleiterarme erhöht wird.
Das Überkreuzen
der Arme ist vorteilhaft, um eine große Rückkopplung zu erzielen, da
das effektive κ großgemacht
werden kann, ohne sich auf Herstellungstoleranzen auszuwirken.
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Ein Signal mit regelmäßiger Impulsfolge
und Wiederholungsrate, wie in 2 dargestellt,
ist an sich nicht besonders vorteilhaft für die Übertragung von Informationen
in einem optischen Kommunikationssystem. Die Anmelder haben jedoch
entdeckt, daß das
erfindungsgemäße einstufige
optische Allpaßfilter
bei Verwendung mit einem Signal mit einer regelmäßigen Wiederholungsrate bei
der Synchronisierung von Steuersignalen in einem optischen Zeitmultiplexer/-demultiplexersystem
vorteilhaft ist. Zur Veranschaulichung ist 8 eine schematische Darstellung eines
durchweg optischen Zeitdemultiplexers mit On-Chip-Synchronisation.
Ein aus einem (nicht gezeigten) Multiplexer empfangenes schnelles optisches
Signal SI wird in den Schalter 110 oder
Demultiplexer eingegeben. Das Eingangssignal SI enthält mehrere
Impulse (z.B. bei 125), die sich mit hoher Geschwindigkeit
ausbreiten und Informationen entsprechen können, die aus einer Anzahl
verschiedener Quellen empfangen werden. Außerdem wird ein Steuersignal „C" in den Schalter 110 eingegeben, das
mehrere Signalimpulse 135 enthält. Damit das Steuersignal „C" zur Entfernung ausgewählter Impulse
aus dem SI wirkt, müssen sich die Steuersignale mit
dem Eingangssignal überlappen
oder anders ausgedrückt
mit ihm synchronisiert sein, so daß sie zur selben Zeit in dem
Schalter ankommen, z.B. wie in 8 gezeigt,
werden zwei Impulse des Steuersignals 135 mit Impulsen
des Eingangssignals 125 im Anschluß an die gestrichelten Linien
TS synchronisiert. Das erfindungsgemäße optische
Allpaßfilter 130 kann
in die Steuerleitung integriert werden, um die Zeitsteuerung des
Steuersignals so zu verzögern, daß es zeitlich
mit den Impulsen des Eingangssignals SI synchronisiert
wird. Das einstufige optische Allpaßfilter ist vorteilhaft, da
es weniger kompliziert als andere Einrichtungen, wie z.B. mehrstufige
optische Allpaßfilter,
ist, eine konstante Zeitverzögerung über einen
großen
Frequenzbereich hinweg erzielt, sich nur auf die Phase des Signals
auswirkt, und nicht auf die Amplitude, und auf demselben Chip wie
der Schalter integriert werden kann. Somit ist es nützlich zur
Erzielung schneller integrierter optoelektronischer Einrichtungen.
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Es versteht sich, daß die hier
beschriebenen Ausführungsformen
lediglich beispielhaft sind und daß Fachleute Varianten und Modifikationen
herstellen können,
ohne vom Schutzumfang der Erfindung abzuweichen, der durch die angefügten Ansprüche definiert
wird. Obwohl das einstufige optische Allpaßfilter hier hauptsächlich in
bezug auf seine Anwendungen bei der Korrektur von linearem Chirpen
eines gepulsten Lasers und dem Verzögern eines Steuersignals eines
OTDM-Systems beschrieben werden, wird Fachleute auch andere Anwendungen
erkennen.