DE60127045T2

DE60127045T2 - Optische Schwellwert- und Vergleichsvorrichtung und -verfahren

Info

Publication number: DE60127045T2
Application number: DE2001627045
Authority: DE
Inventors: Lucia Marazzi; Mario Martinelli; Paola Parolari
Original assignee: Pirelli and C SpA
Current assignee: Pirelli and C SpA
Priority date: 2000-07-28
Filing date: 2001-07-18
Publication date: 2007-11-22
Anticipated expiration: 2021-07-19
Also published as: DE60127045D1; CA2354461A1; ATE356372T1; CA2354461C

Description

HINTERGRUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft optische Vorrichtungen und Verfahren zur Bestimmung einer optischen Schwelle und zur Durchführung von Vergleichsfunktionen, wie sie bei der Signalregenerierung, der Mustererkennung und Anwendungen mit optischer Berechnung verwendet werden.
1 der beigefügten Zeichnungen zeigt eine optische Vorrichtung, wie sie von Gray et al [1] vorgeschlagen wurde. Die vorgeschlagene Vorrichtung ist ein Verstärker, der aus einem Medium mit aktiver Verstärkung besteht, beispielsweise einem Stab, das bei einem Festkörperlaser eingesetzt wird. Im Betrieb wird ein Signal I₁ geradlinig durch das Verstärkungsmedium injiziert, und wird ein anderes Signal I₂ auf einem Zickzackweg injiziert, der durch innere Totalreflexion von den Seiten des Verstärkungsmediums festgelegt wird. Der Zickzackweg ist länger als der geradlinige Weg, und weist daher eine höhere Nettoverstärkung auf. Seine Ausgangsleistung reagiert daher empfindlicher auf Änderungen der Verstärkung des Verstärkungsmediums, als die Ausgangsleistung von dem geradlinigen Weg. Hierdurch wird ermöglicht, dass ein Signal, das in den geradlinigen Weg mit niedrigerer Verstärkung injiziert wird, die Verstärkung eines Signals steuert, das sich entlang dem Zickzackweg bewegt, durch Kreuzsättigung der Verstärkung, also Kreuzverstärkungsmodulation (XGM). Licht, das in den Verstärker entlang dem geradlinigen Pfad eingegeben wird, stellt daher ein Steuereingangssignal dar, wogegen Licht, das entlang dem Zickzackweg eingegeben wird, ein Eingangssignal repräsentiert, das moduliert werden soll.
2 der beigefügten Zeichnungen zeigt eine andere optische Vorrichtung, die von Gray et al [1] vorgeschlagen wurde (vergleiche 10(a) dieses Dokuments), die ein optischer Differenzkomperator ist, auf Grundlage von zwei der voranstehend geschilderten Verstärker, die in Rückkopplungsschaltung verbunden sind. Ein Anteil des Signals, das von einem ersten Verstärker 1 ausgegeben wird, wird auf den Steuereingang eines zweiten Verstärkers 2 rückgekoppelt, mit Hilfe eines teilweise reflektierenden Spiegels 3 und weiterer Leitungsbauteile 4, die eine Gruppe von Wellenleitern oder Spiegeln sein können. Die Rückkopplungswirkung führt zu einem Betrieb entsprechend jenem eines elektrischen Differenzverstärkers oder Komparators, wie in 10(b) des Dokuments [1] dargestellt. Schwellenwert- und Logikfunktionen werden ebenfalls in dem Dokument [1] diskutiert.
3 der beigefügten Zeichnungen zeigt eine weitere Optikvorrichtung nach dem Stand der Technik gemäß Parolari et al [2]. Diese Vorrichtung kann als eine Weiterentwicklung der Freiraumvorrichtung von 2 angesehen werden, die im Dokument [1] vorgeschlagen wird. Die Vorrichtung weist zwei Verstärkerelemente 120 und 130 analog zu den entsprechenden Elementen 1 und 2 von 2 auf. Diese sind als Halbleiteroptikverstärker (SOAs) ausgebildet. Ein Anteil des Ausgangssignals von dem ersten SOA 120 wird auf den Eingang des zweiten SOA 130 rückgekoppelt. Entsprechend wird ein Anteil des Ausgangssignals von dem zweiten SOA 130 auf den Eingang des ersten SOA 120 rückgekoppelt. Eingangs- und ausgangsseitige Dreiwegekoppler 123, 121, 133 und 131 (C₁₁, C₂₁, C₁₂ und C₂₂) sind, wie dargestellt, zu diesem Zweck vorgesehen.
Bei der Freiraumvorrichtung nach dem Stand der Technik gemäß 2 sind die beiden Strahlen räumlich getrennt, und Wechselwirken daher nicht. Durch Übergang auf die Wellenleiterausführung von 3 geht die räumliche Trennung verloren. Zur Lösung dieses Problems wird eine räumliche Trennung dadurch zur Verfügung gestellt, dass zwei unterschiedliche Wellenlängen λ₁ und λ₂ eingesetzt werden, und ein erstes und ein zweites optisches Filter 129 und 139 nach dem jeweiligen SOA eingeführt werden, um die wechselwirkenden Signale zu trennen. Das erste optische Filter 129 ist durchlässig an der Wellenlänge λ₁ des ersten SOA 120, absorbiert jedoch an der Wellenlänge λ₂ des zweiten SOA 130. Hierdurch wird verhindert, dass das Rückkopplungssignal P_feedback(λ₂) an den Koppler 121 und weiter zum Ausgang der Vorrichtung zusammen mit dem Ausgangssignal P_out(λ₁) übertragen wird. Entsprechend ist das zweite optische Filter 139 bei der Wellenlänge λ₂ des zweiten SOA 130 durchlässig, absorbiert jedoch an der Wellenlänge λ₁ des ersten SOA 120. Die Filter 129 und 139 können Bandpassfilter oder Abschneidefilter sein. Es können beispielsweise Bragg-Reflektoren verwendet werden.
Weiterhin sind optische Isolatoren 124 und 134 vor beiden SOAs eingefügt. Hierdurch können Probleme unterdrückt werden, die von der Verwendung der SOAs als das nichtlineare, aktive Verstärkungsmedium herrühren. Diese SOA-Probleme können infolge der nachstehend angegebenen Ursachen auftreten: (a) hohe Kleinsignalverstärkung pro Längeneinheit; (b) parasitäre Oszillationen, die infolge von Reflexionen in der Schaltung auftreten, verringern die zur Kompression verfügbare Verstärkung; und (c) Gesamtwirkungsgrad der Vorrichtung.
Kopplungsverhältnisse werden auf Grundlage eines Kompromisses zwischen der Rückkopplungsleistung und der Ausgangsleistung ausgewählt.
Zusammenfassend kann die Vorrichtung von 3 als eine Wellenleiterentwicklung der Freiraumvorrichtung von 2 angesehen werden, bei welcher zwei Wellenlängen λ₁ und λ₂ anstatt von einer verwendet werden, zusammen mit optischen Filtern 129 und 139 und den Isolatoren 124 und 134.
Die maximalen Bitraten, die von den Vorrichtungen nach dem Stand der Technik des Dokuments [1] und [2] gehandhabt werden können, sind durch die Trägerlebensdauer in dem aktiven Verstärkungsmedium begrenzt. Weiterhin haben die Erfinder darüber hinaus erkannt, dass die maximalen Bitraten auch durch die Ausbreitungszeit begrenzt sind, die den Rückkopplungswegen zugeordnet ist. Die Ausbreitungszeit wird durch die Vorrichtungstopologie festgelegt, und begrenzt die endgültige, maximale Geschwindigkeit jeder derartigen Vorrichtung, wenn die Reaktionszeit des aktiven Verstärkungsmediums sehr kurz ist.
Der XGM-Effekt wird auch von Fatehi et al [3] in Bezug auf mit Erbium dotierte Faserverstärker (EDFAs) diskutiert. Weiterhin wurde vorgeschlagen, den verwandten Effekt der Kreuzphasenmodulation (XPM) bei verschiedenen Interferometervorrichtungen auszunutzen [4][5][6].
ZUSAMMNFASSUNG DER ERFINDUNG
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird eine optische Vorrichtung zur Verfügung gestellt, wie sie im Patentanspruch 1 angegeben ist.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Modulieren eines optischen Signals zur Verfügung gestellt, wie es in Patentanspruch 17 festgelegt ist.
Die Vorrichtung und das Verfahren gemäß dem ersten und zweiten Aspekt der Erfindung sind daher fundamental von jenen der Dokumente [1] und [2] in der Hinsicht verschieden, dass das optische Steuersignal dem aktiven Medium in entgegengesetzter Richtung zu jener des zu modulierenden optischen Signals zugeführt wird, anstatt in derselben Richtung.
Es wird darauf hingewiesen, dass eine optische Speichervorrichtung, die einen Halbleiterlaser aufweist, der Bistabilität und zwei Injektionsstromquellen zum individuellen Steuern der Bistabilität aufweist, aus der US-A-4 748 630 bekannt ist.
Ob das optische Steuersignal in einer Konfiguration mit gleichsinniger Ausbreitung, wie beim Stand der Technik, oder in der Konfiguration mit gegenläufiger Ausbreitung gemäß der Erfindung zugeführt wird, hat einen geringen Einfluss auf den XGM-Effekt. Allerdings bedeutet die gegenläufige Ausbreitung des optischen Steuersignals, dass die Trennung des optischen Signals und des optischen Steuersignals allein durch die Ausbreitungsrichtung erzielt werden kann. Daher können das optische Signal und das optische Steuersignal dieselbe Wellenlänge aufweisen, falls dies gewünscht wird. Weiterhin ist es nicht erforderlich, das optische Steuersignal von dem optischen Signal am Ausgang zu trennen, da es am Ausgang nicht auftritt, sondern nur am Eingang der Vorrichtung, wo es, falls gewünscht, durch einen herkömmlichen Isolator ausgefiltert werden kann, beispielsweise zur Unterdrückung parasitärer Oszillationen.
Bei der Konfiguration mit gegenläufiger Ausbreitung ist eine räumliche Filterung unter Verwendung unterschiedlicher optischer Wege wie beim Dokument [1] ebenfalls nicht erforderlich. (Diese Art der Filterung würde auf jeden Fall schwierig bei typischen Vorrichtungen auf Grundlage von Lichtleitern oder ebenen Wellenleitern). Aus demselben Grund ist eine Wellenlängenfilterung nicht erforderlich, selbst wenn das optische Steuersignal und das optische Signal sich den gleichen optischen Weg teilen. Anders ausgedrückt, sind Wellenlängen selektive Filter wie beispielsweise Bandpass- oder Bandunterdrückungsfilter nicht erforderlich.
Die Konfiguration mit Rückkopplung in gegenläufiger Richtung ermöglicht die Erzielung erheblich kürzerer Rückkopplungsweglängen im Vergleich dazu, was bei einer Konfiguration mit gleichsinniger Ausbreitung möglich ist. Daher können erheblich höhere Bitraten erreicht werden, da die Rückkopplungszeit entsprechend kürzer sein kann. Es wird vermutet, dass die Rückkopplungsweglänge etwa zehnmal kürzer bei der vorgeschlagenen Konfiguration mit gegenläufiger Ausbreitung ausgebildet werden kann, als bei einer Konfiguration mit gleichsinniger Ausbreitung.
Eine Vorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung kann mit Lichtleitfaserverbindungen und Faserkopplern implementiert werden. Alternativ kann die Vorrichtung als eine vereinigte ebene Wellenleitervorrichtung unter Verwendung einer ebenen Wellenleiterverbindung und von Y-Kopplern implementiert sein. Eine Freiraumimplementierung kann ebenfalls erzielt werden, jedoch wird dies nicht als besonders interessant für die meisten Anwendungen in der Praxis angesehen.
Bei einer Lichtleitfaserimplementierung weist die Vorrichtung weniger Bauteile und geringerer Verluste als eine vergleichbare Vorrichtung auf, die eine Konfiguration mit gleichsinniger Ausbreitung aufweist. Weiterhin weist die Vorrichtung eine niedrigere Schaltleistung auf, wobei die Schaltleistung definiert ist als die minimale Eingangsleistung, die dazu benötigt wird, ein vorgegebenes Extinktionsverhältnis zu erzielen.
Bei einer Implementierung mit einem ebenen Wellenleiter ist die Vorrichtung erheblich einfacher herzustellen, und können Biegeverluste signifikant verringert werden, im Vergleich zu einer Vorrichtung mit gleichsinniger Ausbreitung. Bei einer Vorrichtung mit gleichsinniger Ausbreitung ist es unvermeidlich, dass die beiden Rückkopplungswege sich kreuzen müssen, was zur Komplexität der Herstellung in der Technologie ebener Wellenleiter führt. Im Gegensatz hierzu ist es bei der vorgeschlagenen Architektur mit Rückkopplung mit gegenläufiger Ausbreitung nicht erforderlich, eine derartige Kreuzung vorzusehen, wobei die Anordnung an sich kompatibel mit der planaren Technologie ist.
Die vorgeschlagenen neuen Vorrichtungen und Verfahren auf Grundlage der gegenläufigen Ausbreitung der optischen Steuersignale stellen daher einige, wesentliche Vorteile zur Verfügung, die nicht mit vergleichbaren Vorrichtungen mit gleichsinniger Ausbreitung erzielt werden können.
Die Vorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung kann als eine Schwellenwertschaltung zur Bestimmung eines Schwellenwertes gemäß dem Verfahren nach dem zweiten Aspekt der Erfindung arbeiten. Schwellenwertbestimmung hat zahlreiche Anwendungen.
So kann beispielsweise eine Signalregenerierung durch Wiederherstellung der Form eines optischen Signals erzielt werden, das in eine optische Entscheidungsschaltung eintritt. Sämtliche Signalpegel unterhalb eines bestimmten Entscheidungsschwellenwertes werden auf einen konstanten, niedrigen Pegel umgewandelt, und alle Signalpegel oberhalb des Entscheidungsschwellenwertes werden auf einen konstanten, hohen Pegel umgewandelt.
Eine andere Anwendung ist eine vollständig optisch arbeitende Mustererkennungsvorrichtung, die eine Schwelle benötigt, um zwischen Autokorrelationswerten (wenn ein Ziel erkannt wird) und Kreuzkorrelationswerten (ohne Zielsequenzen) zu unterscheiden.
Weiterhin können Vergleichsfunktionen auch in Anwendungen mit optischer Berechnung eingesetzt werden.
Bei einer Ausführungsform des ersten Aspektes der Erfindung sind das erste und das zweite, aktive Medium so angeordnet, dass ihre Optiksignalausgänge in dieselbe Richtung weisen. Anders ausgedrückt, sind das erste und das zweite, aktive Medium so angeordnet, dass ihre ersten und zweiten Vorwärtsrichtungen ausgerichtet sind. Der Rückkopplungsweg weist eine Biegung auf, die bogenförmig ist, und sich über etwa 180 Grad erstreckt.
Bei einer anderen Ausführungsform des ersten Aspektes der Erfindung sind das erste und das zweite aktive Medium so angeordnet, dass ihre ersten und zweiten Vorwärtsrichtungen entgegengesetzt verlaufen. Der erste und der zweite Ausgangsport sind einander zugewandt. Der Rückkopplungsweg ist im Wesentlichen geradlinig, also weist keine Krümmung auf, die signifikante Biegeverluste erzeugen könnte.
Die aktiven Medien bei dem ersten und zweiten Aspekt der Erfindung können Verstärkungsmedien oder Verlust behaftete Medien sein, sodass die optischen Signale mit unterschiedlichem Ausmaß verstärkt oder abgeschwächt werden, in unterschiedlichem Ausmaß entsprechend den optischen Steuersignalen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Zum besseren Verständnis der Erfindung, und um zu zeigen, wie diese in die Praxis umgesetzt werden kann, wird nunmehr beispielhaft auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, in welchen:
1 einen Kreuzverstärkungsverstärker nach dem Stand der Technik zeigt;
2 eine optische Vorrichtung nach dem Stand der Technik zeigt, welche zwei der Verstärker von 1 aufweist;
3 eine weitere Vorrichtung nach dem Stand der Technik zeigt, die als eine Wellenleiterentwicklung der Freiraumvorrichtung von 2 angesehen werden kann;
4 eine optische Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
5 Reaktionskurven der Vorrichtung von 4 zeigt;
6 weitere Reaktionskurven der Vorrichtung von 4 zeigt;
7 eine optische Vorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
8 eine optische Vorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung zeigt; und
9 eine optische Vorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Erste Ausführungsform
4 zeigt eine optische Vorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung. Die Vorrichtung weist zwei Verstärkerelemente auf, die in einer neuen Rückkopplungskonfiguration angeordnet sind, bei welcher das Rückkopplungssignal dem Verstärker in Rückwärtsrichtung zugeführt wird, wobei im Gegensatz zu den Vorrichtungen nach dem Stand der Technik der 2 und 3 kein elektrisches Analogon vorhanden ist.
Die Vorrichtung weist ein erstes und ein zweites Verstärkungsmedium in Form eines ersten bzw. zweiten Halbleiteroptikverstärkers (SOAs) 20 und 30 auf, die sich entlang einer jeweiligen optischen Achse erstrecken. Ein erster Port jedes SOA ist an der Eingangsseite des SOA angeordnet, um ein Signal zu empfangen und zu injizieren, das durch diesen SOA moduliert werden soll, im Wesentlichen in einer ersten Richtung entlang der optischen Achse. Jedes Eingangssignal weist eine Leistung P_in auf, und breitet sich in der durch den zugehörigen Pfeil in der Figur dargestellten Richtung aus. Ein zweiter Port ist an der Ausgangsseite jedes SOA vorgesehen, um das Ausgangssignal zu empfangen und auszugeben, nachdem es durchgelaufen ist, und von dem Verstärkungsmedium moduliert wurde, um eine Leistung P_out zu erreichen. Der zweite Port dient auch dazu, ein optisches Rückkopplungssteuersignal zu empfangen und zu injizieren, das eine Leistung P_feedback aufweist, in diesen SOA in einer zweiten Richtung entgegengesetzt zur ersten Richtung. Das optische Rückkopplungssignal wirkt sich so aus, dass die Verstärkung des SOA geändert wird, auf den das Signal einwirkt, das von dem ersten Port eingegeben wird.
Im Einzelnen weist der erste SOA (SOA 1) 20 einen ersten Ausbreitungsweg auf, entlang welchem sich ein erstes optisches Signal, das als ein Signal P_in1(λ₁) eingegeben wird, in einer ersten Richtung ausbreitet. Entsprechend weist der zweite SOA (SOA 2) 30 einen zweiten Ausbreitungsweg auf, entlang welchem sich ein zweites optisches Eingangssignal als P_in2(λ₂) in einer zweiten Vorwärtsrichtung ausbreitet.
Es ist ein Rückkopplungsweg 40 vorgesehen, der die Ausgänge des ersten und des zweiten SOAs 20 und 30 miteinander verbindet. Dies führt dazu, dass ein Anteil des ersten optischen Signals, das von dem SOA 20 ausgegeben wird, in Rückwärtsrichtung dem Ausgang des zweiten SOA 30 als rückgekoppeltes optisches Steuersignal P_feedback1(λ₁) zugeführt wird. Dies führt dazu, dass ein Anteil des zweiten optischen Signals P_out2(λ₂), das von dem SOA 30 ausgegeben wird, in Rückwärtsrichtung dem Ausgang des ersten SOA 20 als ein optisches Rückkopplungssteuersignal P_feedback2(λ₂) zugeführt wird. Ein einzelner, bidirektionaler Rückkopplungsweg, den sich beide optische Rückkopplungssteuersignale teilen, ist dargestellt. Dies stellt eine elegante Lösung dar, jedoch können auch getrennte Rückkopplungswege für die beiden Rückkopplungswege vorgesehen sein, falls erwünscht, wobei in diesem Fall Isolatoren hinzugefügt werden können.
Die Rückkopplungssignale werden in die SOAs injiziert, und bewegen sich in Rückwärtsrichtung durch diese entlang den jeweiligen Ausbreitungswegen in entgegengesetzter Richtung zur Vorwärtsausbreitungsrichtung der optischen Signale, die an der Eingangsseite der Vorrichtung injiziert werden. Die sich in Rückwärtsrichtung ausbreitenden Rückkopplungssignale dienen daher als Steuersignale für die sich in Vorwärtsrichtung bewegenden optischen Signale, infolge des XGM-Effekts. Die Rückkopplungswirkung beruht daher auf der XGM in beiden SOAs, festgelegt durch die Leistungen der Rückkopplungssignale P_feedback1 Und P_feedback2.
An der Ausgangsseite des ersten SOA 20 ist ein Optikkoppler (C₁) 22 in dem Rückkopplungsweg 40 angeordnet. Das Teilungsverhältnis des Kopplers 22 legt das Leistungsverhältnis P_out1(λ₁): P_feedback(λ₁) zwischen dem Signal, das von dem ersten Arm der Vorrichtung ausgegeben wird, und dem Signal fest, das an den zweiten SOA 30 rückgekoppelt wird.
Entsprechend ist an der Ausgangsseite des zweiten SOA 30 ein Optikkoppler (C₂) 32 in dem Rückkopplungsweg 40 angeordnet. Das Teilungsverhältnis des Kopplers 32 legt das Leistungsverhältnis P_out2(λ₂): P_feedback2(λ₂)) zwischen dem Signal, das von dem zweiten Arm der Vorrichtung ausgegeben wird, und dem Signal fest, das auf den ersten SOA 20 rückgekoppelt wird.
Bei einer Variante der Vorrichtung kann der Koppler 32 (22) weggelassen werden, oder kann der Ausgangswert P_out2(λ₂) (oder P_out1(λ₁)) nicht eingesetzt werden.
An den Eingängen der SOAs 20 und 30 sind jeweilige optische Isolatoren 24 und 34 eingefügt, um die Rückkopplungssignale nach Durchgang durch den jeweiligen SOA 20 bzw. 30 auszufiltern, um so parasitäre Oszillationen infolge von Reflexionen in Rückwärtsrichtung zu unterdrücken.
Weiterhin sind zwei weitere Koppler 26 und 36, jeweils mit einem Koppelverhältnis 70/30, vor der Vorrichtung angeordnet. Diese Koppler wurden bei dem Prototyp eingesetzt, um die Eingangssignale zu überwachen, und stellen keinen Teil der Vorrichtung selbst dar.
Die Vorrichtung weist weiterhin ein Filter 42 auf, das in dem Rückkopplungsweg 40 angeordnet ist, nämlich zwischen C₁ und C₂, um die verstärkte spontane Emission (ASE) auszufiltern, die von den SOAs ausgeht. Die ASE-Leistung der SOA ändert anderenfalls die Signalverstärkungskompressionseffizienz. Die Filterbandbreite sollte die beiden Wellenlängen der optischen Signale enthalten, oder könnte im Falle von λ₁ = λ₂ so schmal sein, dass der ASE-Effekt begrenzt wird. Es wird darauf hingewiesen, dass das Filter 42 zwar vorteilhaft ist, jedoch optional ist, und weggelassen werden könnte.
Bei einem speziellen Beispiel ist der erste SOA 20 vom Typ Optospeed MRI/X – 500. Der zweite SOA 30 ist vom Typ Alkatel M1008. Ihre Ausgänge sind durch zwei Faserkoppler C₁ und C₂ verbunden, die einen Teil der Ausgangsleistung jedes SOA in den anderen einkoppeln. Die Koppler sind vom Typ 90/10, sodass 90% der Ausgangsleistung des ersten SOA 20 bei λ₁ in den zweiten SOA 30 durch den Koppler C₂ hineingelangt. Entsprechend gelangt 90% der Ausgangsleistung des zweiten SOA 30 bei λ₂ in den ersten SOA 20 durch den Koppler C₁. Daher werden etwa 81% der Ausgangsleistung des ersten SOA 20 in den zweiten SOA 30 und umgekehrt eingekoppelt, um die Rückkopplungswirkung zur Verfügung zu stellen. Diese Auswahl des Kopplungsverhältnisses stellt einen Kompromiss zwischen einer hohen Rückkopplungsleistung und akzeptablen Pegeln der Ausgangsleistung P_out1 und P_out2 dar. Das Kopplungsverhältnis der Koppler C₁ und C₂ kann je nach Wunsch in Abhängigkeit von der betreffenden Anwendung ausgewählt werden.
Das Schaltungsverhalten kann durch die nachstehende Gleichung ausgedrückt werden, welche die Rückkopplungswirkung infolge der Kreuzverstärkungkompression angibt:
Hierbei sind i, j entweder gleich 1 oder 2, ist G_0i die ungesättigte Verstärkung des SOA, ist G_j die Verstärkung von SOA_j, ist P_sat die Eingangssättigungsleistung, und sind P_in(λ_i), P_out(λ_i) die Schaltungseingangsleistung bzw. die Schaltungsausgangsleistung. SOA_i bezeichnet hierbei den i-ten SOA. Im Prinzip könnten λ₁ und λ₂ dieselbe Wellenlänge sein, was bei einer Architektur mit gleichsinniger Ausbreitung nicht möglich wäre. Die XGM-Architektur mit gegenläufiger Ausbreitung gemäß der Vorrichtung bedeutet, dass eine Trennung zwischen Signalen in Bezug auf die Ausbreitungsrichtung vorhanden ist. Eine Wellenlängenfilterung wird nicht benötigt.
Die Vorrichtung weist zwei Hauptarbeitspunkte auf, entsprechend dem relativen Ausgleich zwischen den beiden Eingangsleistungen in den SOAs. Bei diesen beiden Gleichgewichtszuständen sind die Vorrichtungsausgänge komplementär, sodass ein hoher Pegel von P_out1 dem niedrigen Pegel P_out2 entspricht, und umgekehrt. Für einen festen Wert von P_in2(λ₂) wird der Gleichgewichtszustand auf hohem Pegel von P_out2(λ₂) aufrechterhalten, soweit P_in1(λ₁) ausreichend niedrig ist, und P_out1(λ₁) Und P_feedback1(λ₁) ausreichend niedrig sind. Daher wird die Verstärkung des SOA₂ nicht komprimiert, und ist P_out2(λ₂) hoch. Da P_feedback2(λ₂) größer ist als die Sättigungsleistung für SOA₁, wird hierdurch die Verstärkung von SOA₁ komprimiert, wodurch P_feedback1(λ₁) niedrig gehalten wird. Andererseits wächst, wenn P_in1(λ₁) ansteigt, auch P_out1(λ₁) Und P_feedback1(λ₁) ebenfalls an, bis die Verstärkung von SOA₂ komprimiert wird. Auf diese Weise bewegt sich P_out2(λ₂) zu dem Gleichgewichtszustand mit niedrigem Pegel. P_feedback2(λ₂) komprimiert die Verstärkung von SOA₁ nicht mehr, wodurch P_feedback1(λ₁) hochgehalten wird.
Bei dem voranstehend geschilderten, speziellen Beispiel wurden Versuche unter Verwendung zweier unterschiedlicher Wellenlängen bei λ₁ = 1551 nm und λ₂ = 1540 nm durchgeführt. Der Vorspannstrom beider SOAs wurde auf deren maximalen Wert gehalten, nämlich 250 mA für SOA₁ und 200 mA für SOA₂. Simulationsdaten zeigen, dass die besten Ergebnisse erhalten werden, wenn die Verstärker beim maximalen Vorspannstrom betrieben werden, bei welchem XGM wirksamer ist. In diesem Zustand wurde die Betriebsweise als Schwellenwertvorrichtung optimiert.
5 zeigt Versuchsdaten der Reaktion der Vorrichtung von 4 anhand eines Diagramms der Ausgangsleistung P_out2(λ₂), aufgetragen gegen P_in1(λ₁), für vier unterschiedliche Werte von P_in2(λ₂) von –6,5 dBm, –12,5 dBm, –17,5 dBm und –22,5 dBm.
Der Eingangsschwellenwert ist P_in1. der variiert wird, um die Vorrichtung zu testen, während P_in2 bei jedem der vier unterschiedlichen Werte festgehalten wird. Der Ausgangsschwellenwert P_out2 wird gemessen, der hoch ist, wenn P_in1 niedrig ist, und auf einen niedrigen Wert umschaltet, wenn P_in1 hoch ist. Das Verhalten der Vorrichtung wurde weiterhin untersucht, um die Ergebnisse zusammenzustellen, die in der nachstehenden Tabelle angegeben sind, welche die Schaltungsleistung in Abhängigkeit von dem Ausgangsextinktionsverhältnis erläutert.
Werte für Einschwingvorgänge, Schaltleistung und Extinktionsverhältniswerte werden durch die SOA-Verstärkung und P_in2 festgelegt. Die SOA-Verstärkung ist eine Funktion der Betriebswellenlänge, des Vorspannstroms, und des Verstärkungswellenleiterparameters.
6 zeigt weitere Reaktionscharakteristiken der Vorrichtung von 4. Eine Reihe von Kurven zeigt das Verhalten der Vorrichtung in Bezug auf P_out2(λ₂) in Abhängigkeit von P_in1(λ₁), wenn eine der Eingangswellenlängen λ₂ (und daher die Verstärkung) geändert wird. Es wurden Werte von λ₂ = 1530, 1540, 1552 und 1560 nm eingesetzt, sämtlich mit λ₁ = 1551 nm und P_in2(λ₂) = 29,5 dBm. Aus diesen Ergebnissen geht hervor, dass die Optimierung der SOA-Verstärkung als Funktion der Signalwellenlänge eine Verbesserung der Leistung (also des Extinktionsverhältnisses) ermöglicht.
Die Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform kann sowohl als Schwellenwertschaltung (wenn P_in2 festgelegt ist) als auch als Komparator arbeiten (wenn sich sowohl P_in1 als auch P_in2 ändern).
Als nächstes wird die Reaktionsgeschwindigkeit der Vorrichtung betrachtet. Zwei der begrenzenden Faktoren für die Reaktionsgeschwindigkeit sind: (i) die inhärente SOA-XGM-Reaktion, von der wohl bekannt ist, dass sie kleiner ist als 100 ps; und (ii) die physikalische Ausbreitungszeit des Rückkopplungssignals in dem Rückkopplungsweg. Die inhärente SOA-XGM-Reaktion kann daher vernachlässigt werden, sodass die Reaktionszeit durch die Rückkopplungsweglänge begrenzt ist.
Eine vereinigte Faserimplementierung der Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform sollte einen Rückkopplungsweg von nur wenigen Zentimetern gestatten, wobei die Begrenzungslänge nicht den SOAs (Länge in der Größenordnung von 1 mm) zuzuschreiben ist, sondern der vereinigten Kopplungsschaltungslänge, insbesondere der Länge des Rückkopplungsweges 40. Selbst kürzere Rückkopplungsweglängen können bei Implementierungen mit integrierten ebenen Wellenleitern möglich sein. Tatsächlich sind noch kürzere Weglängen bei den Vorrichtungen gemäß der zweiten und dritten Ausführungsform möglich, die nachstehend geschildert werden.
Vergleich der ersten Ausführungsform und der Vorrichtung nach dem Stand der Technik gemäß Dokument [2]
Als nächstes erfolgt ein Vergleich zwischen der Vorrichtung nach dem Stand der Technik gemäß 3 und der ersten Ausführungsform der Erfindung gemäß 4. Ein fundamentaler Unterschied besteht darin, dass die Vorrichtung von 3 eine Rückkopplung einsetzt, die der Analogie einer elektrischen Schaltung entspricht, bei welcher das Ausgangssignal eines SOA auf den Eingang des anderen SOA und umgekehrt zurückgeführt wird, wogegen die Vorrichtung von 4 eine Rückkopplung einsetzt, die keine Analogie in Bezug auf eine elektrische Schaltung aufweist, wobei das Ausgangssignal eines SOA dem Ausgang des anderen SOA und umgekehrt zugeführt wird. Die Anordnung von 3 wird als eine Konfiguration mit gleichsinniger Ausbreitung bezeichnet, da das zu modulierende, optische Signal sich in derselben Richtung durch den SOA wie das steuernde Rückkopplungssignal ausbreitet. Im Gegensatz hierzu wird die Anordnung von 4 als Konfiguration mit gegenläufiger Ausbildung bezeichnet, da das optische Signal, das einem SOA von dem Ausgang des anderen SOA zugeführt wird, in Rückwärtsrichtung an dem SOA-Ausgang zugeführt wird, damit es sich durch den SOA in entgegengesetzter Richtung ausbreitet, verglichen mit dem zu modulierenden, optischen Signal.
Als nächstes erfolgt ein Vergleich zwischen speziellen Leistungsaspekten der Architektur des Wellenleiters mit gleichsinniger Ausbreitung der Ausführungsform von 4, einerseits, und der Architektur mit gegenläufiger Ausbreitung nach 3 gemäß dem Stand der Technik, andererseits.
1. Integrationsfähigkeit auf einem einzigen Chip:
Die Lösung mit gegenläufiger Ausbreitung von 4 kann in einer einzelnen Ebene implementiert werden, und kann daher einfach mit planarer Technologie auf einem einzigen Chip implementiert werden. Im Gegensatz hierzu müssen sich bei der in 3 gezeigten Lösung mit gleichsinniger Ausbreitung die beiden Rückkopplungswege unbedingt gegenseitig kreuzen, was die Komplexität einer Implementierung einer integrierten Vorrichtung auf Grundlage der planaren Wellenleitertechnologie erhöhen würde.
2. Rückkopplungsweglängen:
Dieser Aspekt steht in direkter Beziehung zur Frage der Integrierbarkeit wie voranstehend geschildert, da die kürzesten Wege bei Vorrichtungen erhalten werden, die auf einem einzelnen Chip integriert sind. Bei den Vorrichtungen sowohl von 4 als auch von 3 wird die maximale Rückkopplungsweglänge durch den minimalen Krümmungsradius der Wellenleiterbiegungen festgelegt. Der minimale Krümmungsradius hängt von der eingesetzten Technologie ab, also bei Silizium auf Quarz von 5 mm bis 1 cm, bei LiNbO₃ > 5 cm, und bei InP oder GaAs > 100 μm.
Wie aus 4 hervorgeht, ist die Rückkopplungsweglänge für die Konfiguration mit gegenläufiger Ausbreitung erheblich länger, und stellt die Summe folgender Größen dar:

(1) Arm des ersten Kopplers (C₁);
(2) Arm des zweiten Kopplers (C₂); und
(2) Länge von SOA2,

Bei der Konfiguration mit gleichsinniger Ausbreitung von 3, die mit Lichtleiterwellenleiterverbindungen implementiert ist, weist der Rückkopplungsweg die SOA1-Anschlusslitze auf, die nicht auf weniger als 2–3 cm verkürzt werden kann, um ein Faserspleißen zu ermöglichen, die beiden Filteranschlusslitzen sowie das Filter selbst (4–5 cm), den Koppler C₂₁ und dessen Anschlusslitze sowie die Anschlusslitzen des Kopplers C₁₂ (4–5 cm), die Faserverbindung zwischen den beiden Kopplern (3 cm), die beiden Isolator-Anschlusslitzen sowie den Isolator selbst (3 –4 cm), den SOA2 sowie eine seiner Anschlusslitzen (2 cm), was insgesamt eine Länge von 18 cm ergibt, also mehr als eine Größenordnung als bei der Vorrichtung von 4.
Die Rückkopplungszeit, also die Zeit, die von dem Rückkopplungssignal benötigt wird, um sich entlang dem Rückkopplungsweg auszubreiten, begrenzt die maximale zulässige Bitrate. Daher weist die Vorrichtung von 3 eine Rückkopplungszeit von etwa 1 ns auf, die geeignete Zeit, die für eine Ausbreitung um 20 cm benötigt wird. Im Gegensatz kann eine Rückkopplungszeit von weniger als 100 ps bei der Konfiguration mit gegenläufiger Ausbreitung von 4 erzielt werden, die auf einem einzigen Chip integriert ist.
3. Schaltleistung:
Unter der Annahme, dass die SOA-Schaltleistung (also die Leistung, die zum Erzielen eines geeigneten Extinktionsverhältnisses benötigt wird) bei den beiden Konfigurationen gleich ist, tritt bei der Konfiguration mit gleichsinniger Ausbreitung von 3 bei der Schaltleistung, die in den SOA eintritt, die Summe folgender Verluste auf: (1) Isolator 124/134; (2) Eingangskoppler (C₁₂ für P_feedback(λ₁)); (3) Ausgangskoppler (C₂₁ für P_feedback(λ₁)); und (4) Filter 129/139. Im Gegensatz hierzu tritt bei der Konfiguration mit gegenläufiger Ausbreitung von 4 bei der Schaltleistung nur der Verlust der beiden Ausgangskoppler (C₁ und C₂ auf).
Bei speziellen Beispielen für die Vorrichtungen betrug das C₁-Kopplungsverhälnis der Vorrichtung nach 4 0,9, und betrugen die C₂₁- und C₁₂-Kopplungsverhältnisse der Vorrichtung nach 3 jeweils 0,9 bzw. 0,7. Dies führt zu einem Unterschied des Verlustes von 1,1 dB als Vorteil der Vorrichtung von 4, wobei nur die Kopplerverluste berücksichtigt werden. Die Vorrichtung von 4 wäre im Vergleich noch vorteilhafter, wenn Isolator- und Filterverluste ebenfalls berücksichtigt würden.
4. Eingangsverluste:
Bei den Eingangssignalen sind auch unterschiedliche Verluste bei den beiden Konfigurationen vorhanden. Bei der Konfiguration mit gegenläufiger Ausbreitung gelangen die Eingangssignale in die SOAs direkt nach den Isolatoren 24/34 hinein. Bei der Konfiguration mit gleichsinniger Ausbreitung treten dieselben Isolatorverluste auf, jedoch weisen die Eingangssignale den zusätzlichen Verlust des Eingangskopplers 123/133 auf.
Daher wird deutlich, dass die erste Ausführungsform der Erfindung in Bezug auf die Vorrichtung nach dem Stand der Technik gemäß 3 besser ist, in Bezug auf die Integrierbarkeit, die Rückkopplungszeit, die Schaltleistung und Eingangsverluste.
Zweite Ausführungsform
7 zeigt eine optische Vorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Die zweite Ausführungsform kann hauptsächlich anhand der ersten Ausführungsform von 4 verstanden werden, wobei auf deren voranstehende Beschreibung Bezug genommen wird. Nachstehend wird die zweite Ausführungsform daher in Bezug auf ihre Unterschiede gegenüber der ersten Ausführungsform erläutert.
Der hauptsächliche Unterschied zwischen der ersten und der zweiten Ausführungsform besteht darin, dass die zwei Dreiwegekoppler 22 und 32 durch einen Vierwegekoppler 28 ersetzt werden. Diese Änderung ist in der Hinsicht elegant, dass ein weiteres Bauteil entbehrlich ist, sodass weiterhin Verluste verringert werden, sowie die Komplexität und Kosten.
Dritte Ausführungsform
8 zeigt eine optische Vorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung. Die dritte Ausführungsform kann als Implementierung eines ebenen Wellenleiters gemäß der zweiten Ausführungsform angesehen werden.
Die Vorrichtung beruht auf einem integrierten, bidirektionalen Koppler 28, der funktionsmäßig dem Vierwege-Faserkoppler 28 gemäß der zweiten Ausführungsform entspricht, und auf einem Chip 10 vorgesehen ist. Zwei SOAs 20 und 30 sind in Wellenleitern angeordnet, die zu dem Koppler 28 führen, funktionsmäßig entsprechend den SOAs gemäß der zweiten Ausführungsform. Die Funktion der Vorrichtung lässt sich in sämtlichen anderen Aspekten unter Bezugnahme auf die zweite Ausführungsform verstehen. Zusätzliche Isolatoren (nicht gezeigt) können ebenfalls vorgesehen sein, wie bei der zweiten Ausführungsform.
Bei der dritten Ausführungsform sind die beiden SOAs 20 und 30 so angeordnet, dass sie einander zugewandt sind, mit einem Rückkopplungsweg, der nicht auf sich selbst zurückgekrümmt ausgebildet ist. Dies steht im Gegensatz zu einer Implementierung eines ebenen Wellenleiters der ersten Ausführungsform von 4, bei welcher die beiden SOAs 20 und 30 parallel zueinander angeordnet sind, mit einem Rückkopplungsweg, der auf sich selbst zurückgekrümmt ausgebildet ist. Die Anordnung gemäß der dritten Ausführungsform weist den Vorteil auf, dass der Rückkopplungsweg noch kürzer ausgebildet werden kann, wodurch die Ausbreitungszeit des Rückkopplungssignals weiter verringert werden kann. Bei einer Implementierung eines ebenen Wellenleiters gemäß der ersten Ausführungsform wird die Rückkopplungsweglänge durch den minimalen Krümmungsradius für akzeptable Biegungsverluste in dem Rückkopplungsweg begrenzt. Bei der dritten Ausführungsform entfällt diese konstruktive Einschränkung. Bei einer Variante der dritten Ausführungsform könnte ein geradliniger Weg zwischen den beiden SOAs 20 und 30 vorgesehen sein.
Die Ausgänge können gebogen sein, um aus dem Chip parallel zu den Eingängen herauszugehen, wie in 8 gezeigt, sodass sämtliche Eingänge und Ausgänge von den Enden des Chips 10 erfolgen. Alternativ können die Ausgänge von dem (rechteckigen) Chip seitlich zu den Eingängen vorhanden sein. Anders ausgedrückt, können die Ausgänge von den Seiten des Chips mit den Eingängen an den Enden erfolgen. Auch andere Abänderungen sind möglich.
Vierte Ausführungsform
9 ist eine schematische Darstellung einer vierten Ausführungsform der Erfindung, die als eine Abänderung der ersten Ausführungsform angesehen werden kann, und speziell zur Durchführung von Schwellenwertfunktionen dient. Der grundlegende Unterschied zwischen der ersten und vierten Ausführungsform besteht darin, dass bei der vierten Ausführungsform anstelle der Eingabe eines getrennten, zweiten Eingangssignals für das zweite Verstärkungsmedium 30 das zweite optische Steuersignal P_feedback(λ₁) zurück in das zweite Verstärkungsmedium reflektiert wird, durch einen Spiegel 31. Das reflektierte, zweite optische Steuersignal dient daher als das zweite optische Signal P_in2(λz).
Ein externes Vergleichssignal ist daher nicht erforderlich, wobei der Ausgangswert P_out1(λ₁) nur von dem einzelnen Eingabewert P_in1(λ₁) abhängt, um eine Schwellenwertfunktion zur Verfügung zu stellen. Der Wert des Schwellenwertes kann passiv oder dynamisch eingestellt werden, durch Auswahl oder Steuerung des Verstärkungsmediums (SOA) und des Reflexionsvermögens des Spiegels 31.
Bei der Faserimplementierung kann der Spiegel 31 als ein Bragg-Reflektor implementiert sein. Alternativ könnte ein dielektrischer Spiegel am Ende einer Lichtleitfaser angeordnet sein. Bei einer Implementierung mit einem ebenen Wellenleiter kann der Spiegel an dem abgespalteten Rand des Wellenleiterchips angeordnet sein, oder kann vereinigt mit einem ebenen Wellenleiter ausgebildet sein.
Alle anderen Bauteile der in 9 gezeigten, vierten Ausführungsform werden unter Bezugnahme auf die erste Ausführungsform gemäß 4 verständlich.
DOKUMENTE

1. R.W.Gray et al „Optooptic modulation based on gain saturation" IEEE J. Quantum Electron. Vol. 14, Ausgabe 11, Seiten 893–900 (1978).
2. P. Parolari et al „SOA based all-optical threshold" Proceedings CLEO 2000 Seiten 309–310 (2000).
3. M. T. Fatehi et al „Erbium-doped fibre amplifiers with wavelength-selective optical feedback" IEEE Photon. Technol. Lett. Vol. 8, Ausgabe 8, Seiten 1012–1014 (1996).
4. A. J. Poustie et al „Temporal evolution of amplitude restoration and thresholding in an all-optical regenerative memory" Journ. of Modern Optics Vol. 46, Ausgabe 8, Seiten 1251–1254 (1999).
5. G. Morthier et al „A novel optical decision circuit based on a Mach-Zehnder or Michelson interferometer and gainclamped semiconductor optical amplifiers" IEEE Photon. Technol. Lett. Vol. 10, Ausgabe 8, Seiten 1162–1164 (1998).
6. G. Morthier et al „Experimental demonstration of an all-optical 2R regenerator with adjustable decision threshold" IEEE LEOS'99, Seite 902 (1999).
7. EP-A-0974888

Claims

Optische Vorrichtung, welche aufweist: (a) ein erstes aktives Medium (20), das einen ersten Eingangsport und einen ersten Ausgangsport aufweist, die so angeordnet sind, dass ein erster Ausbreitungsweg zum Durchgang eines ersten optischen Signals (P_in1) in einer ersten Vorwärtsrichtung zwischen dem ersten Eingangsport und dem ersten Ausgangsport festgelegt wird; (b) ein zweites aktives Medium (30), das einen zweiten Eingangsport und einen zweiten Ausgangsport aufweist, die so angeordnet sind, dass ein zweiter Ausbreitungsweg zum Durchgang eines zweiten optischen Signals (P_in1) in einer zweiten Vorwärtsrichtung zwischen dem zweiten Eingangsport und dem zweiten Ausgangsport festgelegt wird; (c) einen Rückkopplungsweg (40), der das erste und das zweite aktive Medium verbindet, um so zumindest einen Anteil des ersten und zweiten optischen Signals von dem ersten und zweiten Ausgangsport zu dem zweiten und ersten Ausgangsport als jeweiliges zweites bzw. erstes optisches Steuersignal zu leiten, zur Ausbreitung entlang dem zweiten und ersten Ausbreitungsweg in einer zweiten und einer ersten Rückwärtsrichtung, die entgegengesetzt zur zweiten und ersten Vorwärtsrichtung verlaufen, sodass im Gebrauch das erste und das zweite optische Steuersignal die Modulation variieren, die auf das erste und das zweite optische Signal bei deren jeweiligem Durchqueren des ersten und des zweiten aktiven Mediums einwirkt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher der erste und der zweite Ausgangsport in dieselbe Richtung weisen.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher das erste und das zweite aktive Medium so angeordnet sind, dass ihre erste und zweite Vorwärtsrichtung ausgerichtet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei welcher der Rückkopplungsweg eine Biegung aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher das erste und das zweite aktive Medium so angeordnet sind, dass ihre erste und zweite Vorwärtsrichtung entgegengesetzt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 5, bei welcher der erste und der zweite Ausgangsport zueinander hinweisen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, 5 oder 6, bei welcher der Rückkopplungsweg im Wesentlichen geradlinig ist.
Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei welcher der Rückkopplungsweg ein Wellenleiter ist, der gemeinsam von dem ersten und dem zweiten optischen Steuersignal genutzt wird, die sich entlang dem Wellenleiter in entgegengesetzten Richtungen ausbreiten.
Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, mit einem ersten optischen Isolator (24), der so angeordnet ist, dass er die ersten optischen Steuersignale nach dem Durchqueren des ersten aktiven Mediums in der ersten Rückwärtsrichtung herausfiltert.
Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, mit einem zweiten optischen Isolator (34), der so angeordnet ist, dass er das zweite optische Steuersignale nach dem Durchqueren des zweiten aktiven Mediums in der zweiten Rückwärtsrichtung herausfiltert.
Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, mit zumindest einem Mehrwege-Optikelement (22, 32), das so in dem Rückkopplungsweg angeordnet ist, dass es einen Teil zumindest entweder des ersten oder des zweiten optischen Signals von dem ersten und zweiten Ausgangsport aus dem Rückkopplungsweg zur Ausgabe von der Vorrichtung umleitet.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei welcher das erste und das zweite aktive Medium und der Rückkopplungsweg in einer ebenen Wellenleiteranordnung vereinigt sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei welcher das erste und das zweite aktive Medium diskrete Bauteile sind, und der Rückkopplungsweg einen Lichtleitfaser-Wellenleiter aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, bei welcher das erste und das zweite aktive Medium Verstärkungsmedien sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, bei welcher das erste und das zweite aktive Medium verlustbehaftete Medien sind.
Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, mit einem Reflektor (31), der so angeordnet ist, dass er das zweite optische Steuersignal zurück durch das zweite aktive Medium als das zweite optische Signal reflektiert.
Verfahren zum Modulieren eines optischen Signals, bei welchem vorgesehen sind: (a) Bereitstellung eines ersten und eines zweiten aktiven Mediums (20, 30); (b) Zuführen eines ersten und eines zweiten optischen Signals (P_in1, P_in2) zum Durchqueren des ersten und des zweiten aktiven Mediums in einer ersten und einer zweiten Vorwärtsrichtung; und (c) Umleiten zumindest eines Anteils des ersten und des zweiten optischen Signals, nach Durchquerung des ersten und des zweiten aktiven Mediums, auf das zweite und erste aktive Medium als zweites bzw. erstes optisches Steuersignal, wobei das erste und das zweite optische Steuersignal durch das erste und das zweite aktive Medium in einer ersten und einer zweiten Rückwärtsrichtung entgegengesetzt zu der ersten und der zweiten Vorwärtsrichtung zugeführt werden, sodass das erste und das zweite optische Steuersignal die Modulation variieren, die auf das erste und das zweite, optische Signal bei deren jeweiligem Durchqueren des ersten und des zweiten aktiven Mediums einwirkt.
Verfahren nach Anspruch 17, bei welchem das zweite optische Signal im Wesentlichen invariant ist, und als ein Referenzsignal dient, und das Verfahren eine Schwellenwertbestimmung zur Verfügung stellt.
Verfahren nach Anspruch 17, bei welchem das erste und das zweite optische Signal variabel sind, und das Verfahren eine Vergleichsfunktion zur Verfügung stellt.
Verfahren nach Anspruch 17, 18 oder 19, bei welchem das erste und das zweite aktive Medium Verstärkungsmedien sind, sodass das erste und das zweite optische Steuersignal die Verstärkung variieren, die auf das erste und das zweite optische Signal einwirkt.
Verfahren nach Anspruch 17, 18 oder 19, bei welchem das erste und das zweite aktive Medium verlustbehaftete Medien sind, sodass das erste und das zweite optische Steuersignal die Abschwächung variieren, die auf das erste und das zweite optische Signal einwirkt.