DE60302458T2

DE60302458T2 - Störungsfrei ABSTIMMBARE OPTISCHE WELLENLÄNGENFILTER UND SOLCHE FILTER VERWENDENDE OPTISCHE SYSTEME

Info

Publication number: DE60302458T2
Application number: DE60302458T
Authority: DE
Inventors: W. Karl BEESON; W. Lawrence SHACKLETTE; Sharma Manish; Han Zou
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 2002-05-30
Filing date: 2003-05-30
Publication date: 2006-08-10
Anticipated expiration: 2023-05-31
Also published as: EP1508215A1; JP2005528651A; EP1508215B1; US6738543B1; WO2003103206A1; CN1656722A; KR20050007425A; DE60302458D1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft abstimmbare Wellenlängenfilter und insbesondere störungsspitzenfreie abstimmbare Wellenlängenfilter. Ein störungsspitzenfreies abstimmbares Wellenlängenfilter ist ein Filter, das von einer ersten Wellenlänge zu einer zweiten nichtangrenzenden Wellenlänge abgestimmt werden kann, ohne eine der über durchgehende Kanäle übertragenen Wellenlängen zu beeinflussen (zu reflektieren oder zu verzerren) und ohne Schaltstöße in die übertragenen Wellenlängen einzuführen.
TECHNISCHER HINTERGRUND
Abstimmbare Filter, zum Beispiel Faser-Bragg-Gitter (FBGs), sind in einer Anzahl von optischen Systemen genutzt worden, um in optischen Wellenlängenmultiplex-(WDM-)Systemen an geeigneter Stelle selektiv Wellenlängen (das heißt Kanäle) hinzuzufügen und/oder aus diesen abzuzweigen. Wie dem Fachmann bekannt ist, ist ein abstimmbares FBG ein reflektierendes Schmalbandelement, das auf einer Standardwellenlänge der Internationalen Fernmeldeunion (ITU) oder abseits davon liegen kann, so daß die Wellenlänge durch das FBG reflektiert oder übertragen werden kann. Auf diese Weise wirken die FBGs als Bandsperrfilter mit auswählbaren Sperrfrequenzen, die empfangene Signale innerhalb eines Wellenlängenbereichs im wesentlichen reflektieren und die Signale, die nicht innerhalb des Wellenlängenbereichs liegen, im wesentlichen durchlassen. Ein ideales FBG reflektiert ein Signal und läßt die verbleibenden Signale im wesentlichen ungedämpft durch.
In einem typischen optischen System ist das Hinzufügen oder Abzweigen eines optischen Signalkanals (das heißt, einer spezifischen Wellenlänge) durch einen Regler erreicht worden, der ein gegebenes FBG entweder in einen durchlässigen oder einen reflektierenden Zustand versetzt. In einem solchen System hat es bisher normalerweise ein FBG für jeden Kanal des WDM-Signals gegeben, und die FBGs sind auf vielfältige Weise zwischen einem durchlässigen und einem reflektierenden Zustand umgeschaltet worden. Zum Beispiel kann die Konstante des Faser-Bragg-Gitters verändert werden, indem durch die Verwendung eines Stellglieds, wie etwa einer piezoelektrischen Vorrichtung, eine physische Spannung auf die Faser ausgeübt wird. Auf diese Weise wird durch Regulierung der Leistung, die der piezoelektrische Vorrichtung zugeführt wird, mittels eines Reglers bewirkt, daß sich der durch das Gitter reflektierte Wellenlängenbereich ändert. Ein solches System wird durch J. E. Bowers im OFC '98 Technical Digest, Seiten 142–143, offenbart.
Alternativ kann der effektive Brechungsindex des Faser-Bragg-Gitters thermisch abgestimmt werden, so daß sich die durch das Gitter reflektierte Wellenlänge mit der Temperatur ändert. Auf diese Weise wird die Temperatur jedes Gitters durch Zuführen eines geeigneten Leistungsbetrages zu einem Heizer reguliert, der typischerweise aus einer elektrischen Widerstandsbeschichtung besteht, die in thermischem Kontakt mit dem Gitter ist. In solchen Systemen sind die Gitter bisher normalerweise so kalibriert worden, daß ein gegebenes Gitter bei einer gegebenen Temperatur eine gegebene Wellenlänge reflektiert. Jedoch ist in solchen Systemen die Fähigkeit begrenzt, ein Gitter störungsspitzenfrei von einer Wellenlänge zu einer anderen umzuschalten. Im Fall eines Glasfasergitters sind sowohl die Fähigkeit, die Faser zu dehnen, als auch die, ihren Brechungsindex mit der Temperatur zu verändern, begrenzt. Es ist schwierig, ein FBG störungsspitzenfrei von einer ersten Wellenlänge auf eine zweite nicht-angrenzende Wellenlänge abzustimmen, ohne dazwischenliegende Kanäle zu beeinträchtigen. Es kann auch Begrenzungen für die Schalt-(Abstimm-)Geschwindigkeiten geben. In temperaturgeregelten Systemen ist die Begrenzung der Schaltgeschwindigkeit im allgemeinen einem dem Gitter zugeordneten Thermoelement zuzuschreiben, das in der Nähe des Gitters angeordnet ist, um die Gittertemperatur zu erfassen. Ein mit dem Thermoelement gekoppelter Regler überwacht die durch das Thermoelement gemeldete Temperatur und reguliert die an einen zugeordneten Heizer übergebene Leistung dementsprechend. Jedoch unterscheidet sich die vom Thermoelement gemeldete Temperatur normalerweise, zumindest nach einer anfänglichen Änderung, von der Temperatur des Heizers. Somit kann der Regler eine erwünschte Heizertemperatur mehrere Male überschreiten oder unterschreiten, bevor er sich bei einer erwünschten Temperatur stabilisiert, und kann somit Schwierigkeiten bekommen, sich auf eine erwünschte Wellenlänge zu synchronisieren, und kann Schaltstöße innerhalb des optischen Systems verursachen.
Was benötigt wird, ist ein praktisch anwendbares geschlossenes Regelungssystem, das imstande ist, ein abstimmbares Wellenlängenfilter mit einer gewünschten Wellenlänge synchron zu halten. Ein solches Regelungssystem wird durch K. Takahashi et al. im OFC '01 Technical Digest, Seiten WOD 93-1 bis –3, offenbart. Es wäre auch erwünscht, daß das System imstande ist, das abstimmbare Wellenlängenfilter von einer Wellenlänge zu einer anderen Wellenlänge auf eine zuverlässige und relativ effiziente störungsspitzenfreie Weise umzuschalten, wobei ein großer Bereich von Wellenlängen abgedeckt und die Wellenlängenumschaltung in einer akzeptabel kurzen Zeitspanne durchgeführt wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft eine wellenlängenselektive optische Vorrichtung, die einen ersten thermooptischen Schalter (TOS), einen zweiten TOS, einen ersten Wellenleiter, einen zweiten Wellenleiter, einen dritten Wellenleiter, ein Heizelement und eine Regeleinheit aufweist. Der erste TOS weist einen ersten, zweiten und dritten Anschluß auf und der erste Anschluß des ersten TOS empfängt ein Wellenlängenmultiplex-(WDM-)Signal. Der zweite TOS weist einen ersten, zweiten und dritten Schalter auf, und der erste Anschluß des zweiten TOS stellt mindestens einen Kanal des WDM-Signals bereit. Der erste Wellenleiter ist zwischen die zweiten Anschlüsse des ersten TOS und des zweiten TOS gekoppelt. Der zweite Wellenleiter weist ein im zweiten Wellenleiter ausgebildetes abstimmbares Filter auf, das einen ausgewählten Kanal aus dem empfangenen WDM-Signal reflektiert und zwischen die dritten Anschlüsse des ersten TOS und des zweiten TOS gekoppelt ist. Der dritte Wellenleiter weist ein im dritten Wellenleiter ausgebildetes Referenzfilter auf, das ein Referenzsignal empfängt und ein Anzeigesignal bereitstellt. Das Heizelement ist in thermischem Kontakt mit dem abstimmbaren Filter und dem Referenzfilter. Die Regeleinheit ist mit dem Heizelement, dem ersten TOS und dem zweiten TOS gekoppelt und ändert als Antwort auf das durch das Referenzfilter bereitgestellte Anzeigesignal eine Temperatur des Heizelements, um den ausgewählten Kanal des abstimmbaren Filters einzustellen. Die Regeleinheit steuert auch das Schalten des ersten TOS und des zweiten TOS, so daß das empfangene WDM-Signal durch den ersten Wellenleiter weitergeleitet wird, wenn die Temperatur des Heizelements eingestellt wird.
Eine alternative Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft eine wellenlängenselektive optische Vorrichtung, die einen ersten thermooptischen Schalter (TOS), einen zweiten TOS, einen ersten Wellenleiter, einen zweiten Wellenleiter, ein Heizelement und eine Regeleinheit aufweist. Der erste TOS weist einen ersten, zweiten und dritten Anschluß auf, und der erste Anschluß des ersten TOS empfängt ein Wellenlängenmultiplex-(WDM-)Signal. Der zweite TOS weist einen ersten, zweiten und dritten Anschluß auf, und der erste Anschluß des zweiten TOS stellt mindestens einen Kanal des WDM-Signals bereit. Der erste Wellenleiter ist zwischen die zweiten Anschlüsse des ersten TOS und des zweiten TOS gekoppelt. Der zweite Wellenleiter weist ein im zweiten Wellenleiter ausgebildetes abstimmbares Filter auf, das einen ausgewählten Kanal aus dem empfangenen WDM-Signal reflektiert und zwischen die dritten Anschlüsse des ersten TOS und des zweiten TOS gekoppelt ist. Zusätzlich weist der zweite Wellenleiter ein im zweiten Wellenleiter ausgebildetes Referenzfilter auf, das ein Referenzsignal empfängt und ein Anzeigesignal bereitstellt. Das Heizelement ist in thermischem Kontakt mit dem abstimmbaren Filter und dem Referenzfilter. Die Regeleinheit ist mit dem Heizelement, dem ersten TOS und dem zweiten TOS gekoppelt und ändert als Antwort auf das durch das Referenzfilter bereitgestellte Anzeigesignal eine Temperatur des Heizelements, um den ausgewählten Kanal des abstimmbaren Filters einzustellen. Die Regeleinheit steuert auch das Schalten des ersten TOS und des zweiten TOS, so daß das empfangene WDM-Signal durch den ersten Wellenleiter weitergeleitet wird, wenn die Temperatur des Heizelements eingestellt wird.
Zusätzliche Merkmale und Vorteile der Erfindung sind in der folgenden ausführlichen Beschreibung erläutert und sind für den Fachmann aus der Beschreibung ersichtlich oder durch praktische Anwendung der Erfindung erkennbar, wie sie in der Beschreibung beschrieben ist, die zusammen mit den Ansprüchen und beigefügten Zeichnungen folgt.
Es versteht sich, daß die vorangegangene Beschreibung nur beispielhaft für die Erfindung ist und dazu bestimmt ist, eine Übersicht für das Verständnis des Wesens und des Charakters der Erfindung, wie sie durch die Ansprüche definiert wird, zu ermöglichen. Die beigefügten Zeichnungen sind beigefügt, um ein weiteres Verständnis der Erfindung zu ermöglichen, und sind eingeschlossen und Bestandteil dieser Patentschrift. Die Zeichnungen stellen verschiedene Merkmale und Ausführungsformen der Erfindung dar, die zusammen mit ihren Beschreibungen dazu dienen, die Prinzipien und die Arbeitsweise der Erfindung zu erläutern.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine beispielhafte schematische Darstellung eines optischen Systems, das ein Paar thermooptischer Schalter aufweist, die mit den Enden eines Paars von planaren Wellenleitern gekoppelt sind, von denen einer ein thermisch abgestimmtes Gitter hat;
2 ist eine beispielhafte schematische Darstellung eines optischen Systems, das ein Paar thermooptischer Schalter aufweist, die mit den Enden eines Paars von planaren Wellenleitern gekoppelt sind, von denen einer ein thermisch abgestimmtes Gitter und einen Referenzwellenleiter, der ein Referenzfilter aufweist, hat;
3A ist eine beispielhafte schematische Darstellung eines optisches Systems, das ein Paar thermooptischer Schalter aufweist, die mit den Enden eines Paars von planaren Wellenleitern gekoppelt sind, von denen einer ein thermisch abgestimmtes Gitter und ein Paar von Referenzwellenleitern, die jeweils ein Referenzfilter aufweisen, hat;
3B ist ein beispielhaftes Diagramm, das die Beziehung der Gitter darstellt, die den Referenzfiltern von 3A zugeordnet sind;
4 ist eine beispielhafte schematische Darstellung eines optischen Systems, das ein Paar thermooptischer Schalter aufweist, die mit den Enden eines Paars von planaren Wellenleitern gekoppelt sind, von denen einer ein thermisch abgestimmtes Gitter und ein Außerband-Referenzgitter hat;
5 ist eine beispielhafte schematische Darstellung eines optischen Systems, das ein Paar thermooptischer Schalter aufweist, die mit den Enden eines Paars von planaren Wellenleitern gekoppelt sind, von denen einer ein thermisch abgestimmtes Gitter und einen Referenzwellenleiter hat, der als ein Mach-Zehnder-Interferometer ausgebildet ist, dessen einer Arm die thermische Umgebung des thermisch abgestimmten Gitters mitnutzt; und
6 ist eine beispielhafte schematische Darstellung eines optischen Add-Drop-Systems, das ein Paar thermooptische Schalter aufweist, die mit den Enden eines Paars planarer Wellenleiter, von denen einer ein thermisch abgestimmtes erstes Gitter hat, und einem zugeordneten Referenzgitter in einem dritten Wellenleiter, das die thermische Umgebung des ersten thermisch abgestimmten Gitters mitnutzt, gekoppelt sind, wobei der dritte Wellenleiter einen Teil des hinzugefügten oder abgezweigten Signals überträgt.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Anzahl von störungsspitzenfreien wellenlängenselektiven optischen Vorrichtungen beschrieben, die einen ersten thermooptischen Schalter (TOS), einen zweiten TOS, einen ersten Wellenleiter, einen zweiten Wellenleiter, einen dritten Wellenleiter, ein Heizelement des Filters und eine Regeleinheit aufweisen. Der erste thermooptische Schalter (TOS) weist einen ersten, zweiten und dritten Anschluß auf, und der erste TOS empfängt ein Wellenlängenmultiplex-(WDM-)Signal am ersten Anschluß. Der zweite TOS weist einen ersten, zweiten und dritten Anschluß auf, und der erste Anschluß des zweiten TOS stellt mindestens einen Kanal des WDM-Signals bereit. Der erste Wellenleiter ist zwischen die zweiten Anschlüsse des ersten TOS und des zweiten TOS gekoppelt. Der zweite Wellenleiter weist ein im zweiten Wellenleiter ausgebildetes abstimmbares Filter auf, das einen ausgewählten Kanal aus dem empfangenen WDM-Signal reflektiert und zwischen die dritten Anschlüsse des ersten TOS und des zweiten TOS gekoppelt ist. Der dritte Wellenleiter weist ein im dritten Wellenleiter ausgebildetes Referenzfilter auf, das ein Referenzsignal empfängt und ein Anzeigesignal bereitstellt.
Das Heizelement des Filters ist mit dem abstimmbaren Filter und dem Referenzfilter in thermischem Kontakt. Die Regeleinheit ist mit dem Heizelement des Filters sowie den Heizelementen des ersten TOS und des zweiten TOS gekoppelt und ändert die Temperatur des Heizelement des Filters als Antwort auf das durch das Referenzfilter bereitgestellte Anzeigesignal, um den ausgewählten Kanal des abstimmbaren Filters einzustellen. Die Heizelemente der thermooptischen Schalter sind auf herkömmliche Weise ausgebildet, zum Beispiel wird eine elektrische Widerstandsbeschichtung auf die geeigneten Abschnitte der Schalter-Wellenleiter aufgebracht. Das Heizelement des Filters kann entweder ein massiver Heizer oder ein Kühler sein, zum Beispiel ein thermoelektrischer Kühler, oder kann eine Dünnschicht-Widerstandsbeschichtung sein. Die Regeleinheit steuert das Schalten des ersten TOS und des zweiten TOS, so daß das empfangene WDM-Signal durch den ersten Wellenleiter weitergeleitet wird, wenn die Temperatur des Heizelements eingestellt wird. Die wellenlängenselektive Vorrichtung ist insofern störungsspitzenfrei, als es während des Umschaltvorgangs weder Schaltstöße noch optische Verluste gibt, da das WDM-Signal das abstimmbare Filter während der Zeit umgeht, wenn sich der abstimmbare Filter von einer Wellenlänge zu einer anderen ändert.
Bei der vorliegenden Erfindung ist es im allgemeinen vorteilhaft, wenn die thermooptischen Schalter digital gesteuert werden. Beispiele für solche digitalen Schalterkonstruktionen sind dem Fachmann als digitale optische Y-Zweig-Schalter (YDOS) und digitale optische X-Zweig-Schalter (XDOS) bekannt.
So wie hierin verwendet, kann der Begriff "Regeleinheit" zum Beispiel einen Mikrocontroller, einen Mikroprozessor mit zugeordnetem Speicher und Peripheriegeräten, ein anwenderprogrammierbares Gate-Array (FPGA), ein programmierbares Logikarray (PLA) oder eine Schaltanordnung aufweisen. So wie ebenfalls hierin verwendet, kann der Begriff "abstimmbares Filter" eine große Vielfalt von Formen haben, zum Beispiel die eines abstimmbaren Bragg-Gitters. Das Referenzfilter im dritten Wellenleiter kann zum Beispiel ein abstimmbares Bragg-Gitter sein, oder es kann ein Arm eines Wellenleiter-Mach-Zehnder-Interferometers sein. Es ist anzuerkennen, daß die hier offenbarten Systeme, die Signale nur abzweigen, auf einfache Weise modifiziert werden können, um Signale hinzuzufügen, die an einen optischen Datenempfänger übergeben werden. Zum Beispiel können solche Systeme als Add-Drop-Multiplexer (ADM) fungieren, indem zwei Anschlüsse eines Addier-Zirkulators zwischen den Ausgang eines Haupt-Wellenleiters und einen optischen Datenempfänger gekoppelt werden, wobei der verbleibende Anschluß des Addier-Zirkulators ein Addiersignal von einer Addier-Datenquelle empfängt.
Der erste, zweite und dritte Wellenleiter gemäß der vorliegenden Erfindung können zum Beispiel planare Wellenleiter sein. Typische Beispiele für solche Wellenleiter sind Kanal- und Rippenwellenleiter. Eine besonders bevorzugte Form eines planaren Wellenleiters ist der Wellenleiter mit vergrabenem Kanal. Eine bevorzugte Form des Wellenleiters mit vergrabenem Kanal umfaßt einen auf einem Substrat hergestellten Monomode-Lichtwellenleiter, wobei das Substrat eine Oberfläche definiert, wobei auf der Oberfläche des Substrats eine Pufferschicht mit einem Brechungsindex n_b angeordnet ist. Eine dünne Overcladding-Schicht ist auf der Oberfläche der Pufferschicht ausgebildet, wobei die Undercladding-Schicht eine Oberfläche bildet und einen Brechungsindex n_u hat. Ein lichtdurchlässiger Monomode-Kern befindet sich auf der Oberfläche der Undercladding-Schicht, und der Kern bildet eine Deckfläche und Seitenwände und hat einen Brechungsindex n_c. Eine Overcladding-Schicht befindet sich auf der Deckfläche des Kerns und auf den Seitenwänden des Kerns und auf einem Abschnitt Undercladding-Schicht und hat einen Brechungsindex n_o. Der Kern-Brechungsindex n_c ist größer als der Brechungsindex der Overcladding-Schicht n_o und ist auch größer als der Brechungsindex Undercladding-Schicht n_u. Im Wellenleiter ist Δn = n_c – n_o und typischerweise n_u ≈ n_o, und die Differenz zwischen n_c und dem Brechungsindex des Puffers n_b beträgt mindestens das 1,5-fache von Δn, und der Wert von Δn in Kombination mit den Abmessungen des Kerns ist so groß, daß ein Monomode-Wellenleiter mit Wellenlängen für optische Kommunikation entsteht.
Materialien zum Aufbau von Wellenleitern und Filtern können alle geeigneten, optisch durchlässigen Materialien einschließlich Siliziumdioxid, dotiertes Siliziumdioxid, Gläser, dotierte Gläser und Polymere sein. Polymere sind bei der praktischen Anwendung der vorliegenden Erfindung besonders bevorzugt, weil solche Materialien eine Basis für stark durchstimmbare Bragg-Gitter bilden, die wesentliche Teile der Standard-Kommunikationsbänder umfassen können. Bevorzugte Polymere sind jene, die fotoreaktiv sind, wie die im US-Patent Nr. 6 306 563 beschriebenen, dessen Inhalt hierin durch Bezugnahme in vollem Umfang aufgenommen wird.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine störungsspitzenfreie wellenlängenselektive optische Vorrichtung beschrieben, die einen ersten thermooptischen Schalter (TOS), einen zweiten TOS, einen ersten Wellenleiter, einen zweiten Wellenleiter, ein Heizelement und eine Regeleinheit aufweist. Der erste thermooptische Schalter (TOS) weist einen ersten, zweiten und dritten Anschluß auf, und der erste TOS empfängt ein Wellenlängen-Multiplex-(WDM-)Signal am ersten Anschluß. Der zweite TOS weist einen ersten, zweiten und dritten Anschluß auf, und der erste Anschluß des zweiten TOS stellt mindestens einen Kanal des WDM-Signals bereit. Der erste Wellenleiter ist zwischen die zweiten Anschlüsse des ersten TOS und des zweiten TOS gekoppelt. Der zweite Wellenleiter weist ein im zweiten Wellenleiter ausgebildetes abstimmbares Filter auf, das einen ausgewählten Kanal aus dem empfangenen WDM-Signal reflektiert und zwischen die dritten Anschlüsse des ersten TOS und des zweiten TOS gekoppelt ist. Zusätzlich weist der zweite Wellenleiter ein im zweiten Wellenleiter ausgebildetes Referenzfilter auf, das ein Referenzsignal empfängt und ein Anzeigesignal bereitstellt. Das Heizelement des Filters ist in thermischem Kontakt mit dem abstimmbaren Filter und dem Referenzfilter. Die Regeleinheit ist mit dem Heizelement des Filters gekoppelt und ändert eine Temperatur des Heizelements des Filters als Antwort auf das durch das Referenzfilter bereitgestellte Anzeigesignal, um den ausgewählten Kanal des abstimmbaren Filters einzustellen. Die Regeleinheit steuert auch das Schalten des ersten TOS und des zweiten TOS, so daß das empfangene WDM-Signal durch den ersten Wellenleiter weitergeleitet wird, wenn die Temperatur des Heizelements eingestellt wird.
1 stellt ein beispielhaftes optisches System 100 schematisch dar, das eine optische Datenquelle 140 aufweist, die ein Wellenlängen-Multiplex-(WDM-)Signal sendet und mit einem optischen Datenempfänger 150 durch eine wellenlängenselektive optische Vorrichtung gekoppelt ist. Allgemein ist das System 100 insofern störungsspitzenfrei (das heißt, es weist keine Schaltstöße auf), als ein Paar thermooptischer Schalter S1 und S2 verwendet wird, um ein Signal über den planaren Wellenleiter 110 weiterzuleiten, wenn die Wellenlänge geändert werden soll, die durch das im planaren Wellenleiter 112 ausgebildete Gitter G₁ reflektiert wird. Damit die Vorrichtung während der Zeit, in der die WDM-Signale vom Wellenleiter 112 zum Wellenleiter 110 umgeschaltet werden und Teile der Signale sich in beiden Wellenleitern ausbreiten, störungsspitzenfrei ist, muß die optische Weglänge (das Produkt aus effektivem Brechungsindex des Wellenleiters und physischer Länge des Wellenleiters) von S1 durch den Wellenleiter 110 bis S2 gleich der optischen Weglänge von S1 durch den Wellenleiter 112 bis S2 sein. Wenn die optischen Weglängen identisch sind, kommen die Signale phasengleich an und rekombinieren ohne Verlust. Wenn sich die optischen Weglängen unterscheiden, kann ein Teil des Signals im Wellenleiter 110 außer Phase mit dem Teil des Signals im Wellenleiter 112 ankommen, was zu destruktiver Interferenz und Verlust eines Teils oder des gesamten Signals führt. Wie dargestellt, ist die Datenquelle 140 mit einem ersten Anschluß eines Zirkulators 120 gekoppelt. Ein zweiter Anschluß des Zirkulators 120 ist mit einem ersten Anschluß des Schalters S1 gekoppelt. Ein zweiter Anschluß des Schalters S1 ist mit einem Eingang des Wellenleiters 110 gekoppelt, und ein dritter Anschluß des Schalters S1 ist mit einem Eingang des Wellenleiters 112 gekoppelt. Ein Ausgang des Wellenleiters 110 ist mit einem zweiten Anschluß des Schalters S2 gekoppelt, und ein Ausgang des Wellenleiters 112 ist mit einem dritten Anschluß des Schalters S2 gekoppelt, wobei ein erster Anschluß des Schalters S2 mit dem Datenempfänger 150 gekoppelt ist.
Eine Regeleinheit 108 ist mit einem Heizelement gekoppelt, das den Schaltern S1 und S2 zugeordnet ist, die auf herkömmliche Weise ausgebildet sind, und steuert die Schalter S1 und S2, um somit ein ankommendes WDM-Signal entlang einem der Wellenleiter 110 und 112 weiterzuleiten. Die Regeleinheit 108 steuert auch das Heizelement 114 als Antwort auf ein Ausgangssignal eines Photodetektors 106. Wenn die Schalter S1 und S2 so gesteuert werden, daß das WDM-Signal entlang dem Wellenleiter 112 weitergeleitet wird, und wenn die Regeleinheit 108 das Heizelement 114 so gesteuert hat, daß das Gitter G₁ einen ausgewählten Kanal reflektiert, dann wird dieser Kanal zurück zum zweiten Anschluß des Zirkulators 120 reflektiert und tritt an einem dritten Anschluß (das heißt, einem Drop-Anschluß) des Zirkulators 120 in einen Koppler 104 aus. Ein Teil des Signals (zum Beispiel 1,8 Prozent) vom Koppler 104 wird zu einem Eingang des Photodetektors 106 weitergeleitet, wobei der verbleibende Teil (zum Beispiel 98,2 Prozent) des Signals zu einem optischen Datenempfänger 160 weitergeleitet wird.
In dieser besonderen Ausführungsform ist das Spannung-Wellenlänge-Verhältnis vorkalibriert worden, so daß das Anlegen eines bestimmten Signals an das Heizelement 114 dazu führt, daß das Gitter G₁ eine ausgewählte Wellenlänge reflektiert. Es ist anzuerkennen, daß, wenn von der Datenquelle 140 kein Signal bereitgestellt wird, kein Licht durch das Gitter G₁ tritt, da das System 100 auf einer Quellen-Laserleitung beruht und das System somit nicht direkt an ein Versorgungsnetz der Internationalen Fernmeldeunion (ITU) angebunden ist. Ferner kann Temperaturdrift bewirken, daß das Gitter G₁ verstimmt wird und einen angrenzenden Kanal stört.
2 stellt ein beispielhaftes optisches System 200 dar, das einen Referenzwellenleiter 212b mit einem Referenzgitter G_R implementiert, das es einer Regeleinheit 208 gestattet, die durch das Gitter G₁ reflektierte Wellenlänge unter verschiedenen Betriebsbedingungen besser zu regeln. Die Datenquelle 240 sendet über einen Wellenleiter 201 ein WDM-Signal an einen ersten Anschluß des Zirkulators 220. Abhängig von der Konfiguration des Systems kann eines der WDM-Signale über einen dritten Anschluß (das heißt, einen Drop-Anschluß) des Zirkulators 220 an einen optischen Datenempfänger 260 übergeben werden. Ein zweiter Anschluß des Zirkulators 220 ist mit einem ersten Anschluß eines thermooptischen Schalters S1 gekoppelt. Ein Eingang des Wellenleiters 210a ist mit einem zweiten Anschluß des Schalters S1 gekoppelt, und ein Eingang des Wellenleiters 212a ist mit einem dritten Anschluß des Schalters S1 gekoppelt. Der Wellenleiter 212a weist ein Gitter G₁ auf, das durch die Regeleinheit 208 über das Heizelement 214 abgestimmt wird, um einen erwünschten Kanal zum Datenempfänger 260 zu reflektieren. Ein Dummy-Wellenleiter 210b parallel zum Wellenleiter 210a kann aus Symmetriegründen bereitgestellt werden. Ein Ausgang des Wellenleiters 210a ist mit einem zweiten Anschluß eines thermooptischen Schalters S2 gekoppelt, und ein Ausgang des Wellenleiters 212a ist mit einem dritten Anschluß des Schalters S2 gekoppelt. Ein erster Anschluß des Schalters S2 ist über einen Wellenleiter 203 mit einem optischen Datenempfänger 250 gekoppelt.
Die Regeleinheit 208 steuert die Schalter S1 und S2, so daß Schaltstöße vermieden werden, wenn eine Temperatur des Gitters G₁ geschaltet werden soll, um einen anderen Kanal zu reflektieren. Dies erfolgt durch Steuern der Schalter S1 und S2, so daß ein empfangenes Signal über den Wellenleiter 210a weitergeleitet wird. Die Regeleinheit 208 kann mit einem Photodetektor 206, der durch ein Referenzgitter G_R reflektiertes Licht überwacht, gekoppelt sein und Referenzsignale von diesem empfangen, und einem Photodetektor 216, der durch das Gitter G_R durchgelassenes Licht überwacht. Sowohl der Photodetektor 206 als auch der Photodetektor 216 können geeignete optische Filter aufweisen, wenn eine Referenzquelle eine Breitbandquelle ist. Beispiele für optische Filter weisen zum Beispiel Bandpaßfilter auf, Fabry-Perot-Filter oder Filter, die eine Durchlässigkeit haben, die sich ungefähr linear mit der Wellenlänge ändert. Alternativ kann auch nur einer der Photodetektoren 206 und 216 implementiert werden. Eine Referenzquelle 270 übergibt ein Referenzsignal an einen ersten Anschluß eines Zirkulators 218, und ein zweiter Anschluß des Zirkulators 218 ist mit einem Eingang des Wellenleiters 212b gekoppelt, der das Referenzgitter G_R aufweist.
Wenn der Photodetektor 216 implementiert ist, ist ein Ausgang des Wellenleiters 212b mit einem Eingang des Photodetektors 216 gekoppelt, und ein Ausgang des Photodetektors 216 wird durch die Regeleinheit 208 überwacht. Ein dritter Anschluß des Zirkulators 218 ist mit einem Eingang des Photodetektors 206 gekoppelt, so daß die Intensität eines vom Gitter G_R reflektierten Signals durch die Regeleinheit 208 überwacht werden kann. Im Betrieb übergibt die Quelle 270 ein Referenzsignal an den Zirkulator 218, das an den Eingang des Wellenleiters 212b weitergeleitet wird. Wie oben erwähnt, wird ein durch das Gitter G_R reflektiertes Signal an den zweiten Anschluß des Zirkulators 218, an einen dritten Anschluß (das heißt, einen Drop-Anschluß) des Zirkulators 218 und an einen Eingang des Photodetektors 206 zurückgeleitet. Die Regeleinheit 208 überwacht den Ausgang des Photodetektors 206, um zu bestimmen, wann das an das Heizelement 214 angelegte Steuersignal so ist, daß das Gitter G_R auf die Wellenlänge des Referenzsignals abgestimmt ist. Die Regeleinheit 208 stellt auf der Grundlage vorkalibrierter Werte in einer Verweistabelle eine geeignete Spannungsänderung bereit, indem sie zum Beispiel den Teil des Referenzsignals überwacht, der vom Referenzgitter G_R reflektiert wird, und/oder den Teil des Referenzsignals, der das Referenzgitter G_R durchläuft. Auf diese Weise bestimmt die Regeleinheit 208 auf der Grundlage des Signals, das erforderlich ist, damit das Gitter G_R das Referenzsignal richtig reflektiert, ein geeignetes Signal, das an das Heizelement 214 angelegt wird. Auf diese Weise regelt die Regeleinheit 208 den effektiven Brechungsindex (n_eff) des Wellenleiters 212a, um sich auf einen erwünschten Kanal des ITU-Versorgungsnetzes zu synchronisieren, und ist imstande, störungsspitzenfrei zu schalten.
Das Referenzgitter G_R kann im wesentlichen das gleiche wie das Gitter G₁ sein oder sich von diesem unterscheiden. Die Gitter G_R und G₁ können nacheinander hergestellt werden, aber im besonders bevorzugten Verfahren werden sie gleichzeitig hergestellt, zum Beispiel unter Verwendung einer Phasenmaske. Vorzugsweise sind die beiden Gitter parallel und grenzen seitlich aneinander an. Der Abstand zwischen dem Hauptgitter G₁ und dem Referenzgitter G_R oder zwischen den Wellenleitern 212a und 212b muß hinreichend groß sein, um zu verhindern, daß Licht aus einem Gitter oder Wellenleiter in das beziehungsweise den angrenzenden eingekoppelt wird, muß aber auch dicht genug sein, um eine nahezu identische thermische Umgebung zu gewährleisten. Vorzugsweise liegt das Übersprechen zwischen Wellenleitern oder Gittern unter –40 dB. Der Abstand zwischen den Wellenleitern 212a und 212b oder zwischen den Mitten der Gitter G_R und G₁ liegt vorzugsweise in einem Bereich von ungefähr 20 μm bis ungefähr 1000 μm, noch erwünschter von ungefähr 30 μm bis ungefähr 300 μm, und besonders erwünscht von ungefähr 50 μm bis ungefähr 100 μm
3A stellt ein beispielhaftes optisches System 300 gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Eine optische Datenquelle 340 sendet ein WDM-Signal, aus dem einer oder mehrere Kanäle an einen optischen Datenempfänger 350 und/oder einen optischen Datenempfänger 360 übergeben werden. Die Datenquelle 340 ist über einen Wellenleiter 301 mit einem ersten Anschluß eines Zirkulators 320 gekoppelt, und ein zweiter Anschluß des Zirkulators 320 ist mit einem ersten Anschluß eines thermooptischen Schalters S1 gekoppelt, wobei ein dritter Anschluß (das heißt ein Drop-Anschluß) des Zirkulators 320 mit dem Datenempfänger 360 gekoppelt ist. Ein zweiter Anschluß des Schalters S1 ist mit einem Eingang eines planaren Wellenleiters 310a gekoppelt, und ein dritter Anschluß des Schalters S1 ist mit einem Eingang eines planaren Wellenleiters 312a gekoppelt, der ein Gitter G₁ aufweist. Ein Ausgang des Wellenleiters 310a ist mit einem zweiten Anschluß eines thermooptischen Schalters S2 gekoppelt, und ein Ausgang des Wellenleiters 312a ist mit einem dritten Anschluß des Schalters S2 gekoppelt. Ein erster Anschluß des Schalters S2 ist über einen Wellenleiter 303 mit dem Datenempfänger 350 gekoppelt. Ein Blind-Wellenleiter 310b kann aus Symmetriegründen implementiert werden.
Eine Referenzquelle 370 übergibt ein Referenzsignal an Eingänge eines Paars von Wellenleitern 312b und 312c, die Gitter G_R1 beziehungsweise G_R2 aufweisen. Ein Ausgang des Wellenleiters 312b ist mit einem Eingang eines Photodetektors 306 gekoppelt, dessen Ausgang mit einem ersten Eingang der Regeleinheit 308 gekoppelt ist. Ein Ausgang des Wellenleiters 312c ist mit einem Eingang eines Photodetektors 316 gekoppelt, dessen Ausgang mit einem zweiten Eingang der Regeleinheit 308 gekoppelt ist. Die Regeleinheit 308 ist auch mit einem Heizelement 314 gekoppelt und steuert das Heizelement 314, so daß sich das Gitter G₁ auf eine erwünschte Wellenlänge synchronisiert und diese reflektiert, die störungsspitzenfrei zurück zum zweiten Anschluß des Zirkulators 320 und zum Datenempfänger 360 reflektiert wird.
Die Referenzquelle 370 kann eine Breitbandquelle, eine einzelne Wellenlänge oder eine periodische Folge von Wellenlängen sein. Vorzugsweise umfaßt die Referenzquelle 370 eine periodische Folge von Wellenlängen λ₁, λ₂, ..., λ_R-1, λ_R, λ_R+1, ..., λ_N, wobei N mindestens so groß ist wie die Anzahl der Wellenlängen, die im optischen WDM-System genutzt werden, und wobei jede λ_i auf einer ITU-Standardwellenlänge zentriert ist.
Vorzugsweise hat das Gitter G_R1 einen Reflexionsmittenwellenlängenversatz Δλ zu einer kürzeren Wellenlänge als λ_R, und G_R2 hat einen Reflexionsmittenwellenlängenversatz Δλ zu einer längeren Wellenlänge als λ_R. Vorzugsweise beträgt Δλ ungefähr 10%–90% des ITU-Wellenlängenabstands, und besonders bevorzugt beträgt Δλ ungefähr 40%–60% des ITU-Wellenlängenabstands. 3B stellt beispielhafte Profile für die Gitter G_R1 und G_R2 dar, die sich bei einer Referenzwellenlänge λ_R überschneiden, und stellt dar, daß die Regeleinheit 308 die Ausgänge der Wellenleiter 312b und 312c verwendet, um Licht aus den beiden Armen (das heißt, den Wellenleitern 312b und 312c) anzugleichen, statt zu versuchen, die Temperatur des Heizelements 314 auf der Grundlage eines Spitzenwerts oder eines Talwerts eines der Gitter G_R1 und G_R2 zu steuern.
4 stellt ein optisches System 400 dar, das ein in einem planaren Wellenleiter 412 ausgebildetes Außerbandgitter G_OB nutzt, zusammen mit einem Gitter G₁, das dazu genutzt wird, einen erwünschten Kanal abzuzweigen. Das Außerbandgitter reflektiert Licht mit einer Wellenlänge, die außerhalb des Wellenlängenabstimmungsbereichs des Gitters G₁ liegt. Wenngleich die Gitter G₁ und G_OB so dargestellt sind, daß sie im Wellenleiter 412 ausgebildet sind, wird man anerkennen, daß jedes der Gitter G₁ und G_OB in getrennten in Reihe gekoppelten Wellenleitern ausgebildet sein kann. Eine Datenquelle 440 sendet ein WDM-Signal, das über einen Wellenleiter 401 an einen ersten Anschluß eines Zirkulators 420 übergeben wird. Ein zweiter Anschluß des Zirkulators 420 ist mit einem ersten Anschluß eines thermooptischen Schalters S1 gekoppelt. Ein zweiter Anschluß des Schalters S1 ist mit einem Eingang eines planaren Wellenleiters 410 gekoppelt, und ein dritter Anschluß des Schalters S1 ist mit einem Eingang des Wellenleiters 412 gekoppelt. Der Wellenleiter 412 weist das Gitter G₁ auf, das abgestimmt wird, um eine geeignete erwünschte Wellenlänge zu reflektieren, und das Gitter G_OB, das als ein Überwachungsgitter genutzt wird, was es dem System 400 gestattet, sich effektiv auf eine erwünschte Wellenlänge zu synchronisieren, auch wenn der Wellenleiter 412 einer Temperaturdrift ausgesetzt ist.
Ein Ausgang des Wellenleiters 410 ist mit einem zweiten Anschluß eines thermooptischen Schalters S2 gekoppelt, und ein Ausgang des Wellenleiters 412 ist mit einem dritten Anschluß des Schalters S2 gekoppelt. Ein erster Anschluß des Schalters S2 ist über einen Wellenleiter 403 mit einem optischen Datenempfänger 450 gekoppelt. Der dritte Anschluß (das heißt ein Drop-Anschluß) des Zirkulators 420 ist mit einem optischen Datenempfänger 460 gekoppelt. Eine Außerbandquelle 470 ist über einen Richtkoppler 404, der über den ersten und zweiten Anschluß des Zirkulators 420 ein Referenzsignal an den ersten Anschluß des Schalters S1 übergibt, mit dem Wellenleiter 401 gekoppelt. Ein Eingang eines Photodetektors 406 ist ebenfalls mit dem dritten Anschluß des Zirkulators 420 gekoppelt, zum Beispiel über einen wellenlängenselektiven Koppler 419. Abhängig vom durch die Quelle 470 bereitgestellten Wellenlängenbereich kann es erwünscht sein, ein Interferenzfilter am Eingang des Photodetektors 406 bereitzustellen. Ein Ausgang des Photodetektors 406 ist mit einem Eingang der Regeleinheit 408 gekoppelt. Die Regeleinheit 408 weist einen Ausgang auf, der mit dem Heizelement 414 gekoppelt ist, das in thermischem Kontakt mit den Gittern G₁ und G_OB ist.
Im Betrieb übergibt die Außerbandquelle 470 ein Signal durch den Zirkulator 420 in den Wellenleiter 412. Vorausgesetzt, daß das Heizelement 414 eine geeignete Temperatur hat, ist der effektive Brechungsindex (n_eff) des Wellenleiters 412 so bemessen, daß das Gitter G_OB das Außerbandsignal zurück zum zweiten Anschluß des Zirkulators 420 reflektiert, und das Signal wird über einen dritten Anschluß des Zirkulators 420 abgezweigt und über den wellenlängenselektiven Koppler 419 zum Eingang des Photodetektors 406 weitergeleitet. Auf der Grundlage des Ausgangssignals des Photodetektors 406 steuert die Regeleinheit 408 dann die Temperatur des Heizelements 414, so daß eine erwünschte Wellenlänge vom Gitter G₁ reflektiert und zum Datenempfänger 460 abgezweigt wird. Wie bei anderen offenbarten Ausführungsformen können vorkalibrierte Differenzwerte in einer Verweistabelle gespeichert werden, so daß die Regeleinheit 408 ein geeignetes Signal bestimmen kann, das an das Heizelement 414 angelegt wird, um einen erwünschten Kanal zu reflektieren.
5 stellt ein beispielhaftes optisches System 500 dar, das ein Mach-Zehnder-Interferometer nutzt, das planare Wellenleiter 512b und 512c aufweist, um den effektiven Brechungsindex (n_eff) eines Wellenleiters 512a zu überwachen. Das System 500 implementiert thermooptische Schalter S1 und S2, so daß das Abzweigen eines Kanals eines durch eine optische Datenquelle 540 bereitgestellten WDM-Signals im wesentlichen störungsspitzenfrei geschieht. Die Datenquelle 540 ist über einen Wellenleiter 501 mit einem ersten Anschluß des Zirkulators 520 gekoppelt. Ein zweiter Anschluß des Zirkulators 520 ist mit einem ersten Anschluß des Schalters S1 gekoppelt, wobei ein zweiter Anschluß des Schalters S1 mit einem Eingang eines Wellenleiters 510a gekoppelt ist und ein dritter Anschluß des Schalters S1 mit einem Eingang eines Wellenleiters 512a gekoppelt ist. Ein Ausgang des Wellenleiters 510a ist mit einem zweiten Anschluß des Schalters S2 gekoppelt, und der Ausgang des Wellenleiters 512a ist mit einem dritten Anschluß des Schalters S2 gekoppelt. Ein erster Anschluß des Schalters S2 ist über einen Wellenleiter 503 mit einem optischen Datenempfänger 550 gekoppelt. Wie in 5 dargestellt, kann aus Symmetriegründen ein Dummy-Wellenleiter 510b eingeschlossen sein.
Eine Quelle 570 übergibt ein Referenzsignal an die Eingänge eines Mach-Zehnder-Filters, dessen Arme durch Wellenleiter 512b und 512c mit Kopplern C1 und C2 ausgebildet sind. Quelle 570 ist vorzugsweise eine Quelle mit einer einzelnen Wellenlänge oder eine Quelle mit einem schmalen Wellenlängenband. Die Koppler C1 und C2 können zum Beispiel Richtkoppler oder Y-Verzweiger sein. Wie dargestellt, ist das Heizelement 514 in thermischem Kontakt mit dem Gitter G₁ und dem Wellenleiter 512b. Die Ausgänge der Wellenleiter 512b und 512c werden durch Photodetektoren 506 beziehungsweise 516 überwacht, deren Ausgänge mit getrennten Eingängen der Regeleinheit 508 gekoppelt sind. Als Antwort auf die von den Photodetektoren 506 und 516 empfangenen Ausgangssignale steuert die Regeleinheit 508 die Temperatur des Heizelements 514, so daß der effektive Brechungsindex des Wellenleiters 512a so ist, daß das Gitter G₁ einen erwünschten Kanal zum zweiten Anschluß des Zirkulators 520 reflektiert, der über einen dritten Anschluß des Zirkulators 520 zu einem optischen Datenempfänger 560 abgezweigt wird.
6 stellt ein optisches System 600 dar, das sowohl Teile von Add- als auch von Drop-Signalen als Referenzsignale nutzt. Eine optische Datenquelle 640 übergibt ein WDM-Signal über einen Wellenleiter 601 an einen ersten Anschluß des Zirkulators 620. Ein zweiter Anschluß des Zirkulators 620 ist mit einem ersten Anschluß des thermooptischen Schalters S1 gekoppelt, und ein zweiter Anschluß des Schalters S1 ist mit einem planaren Wellenleiter 610 gekoppelt. Ein dritter Anschluß des Schalters S1 ist mit einem Eingang eines planaren Wellenleiters 612a gekoppelt, der ein Gitter G₁ aufweist. Der Wellenleiter 610a ist mit einem zweiten Anschluß des thermooptischen Schalters S2 gekoppelt. Ein Ausgang des Wellenleiters 612a ist mit einem dritten Anschluß des Schalters S2 gekoppelt, und ein erster Anschluß des Schalters S2 ist mit einem ersten Anschluß eines Zirkulators 618 gekoppelt. Ein zweiter Anschluß des Zirkulators 618 ist über einen Wellenleiter 603 mit einem optischen Datenempfänger 650 gekoppelt, und eine Datenquelle 680 übergibt ein Add-Signal an einen dritten Anschluß des Zirkulators 618.
Ein Koppler 622 koppelt einen Teil des Add-Signals in einen Eingang eines Kopplers 624. Der Teil des WDM-Signals, der vom Gitter G₁ des Wellenleiters 612a reflektiert wird, wird an den zweiten Anschluß des Zirkulators 620 übergeben und über einen dritten Anschluß des Zirkulators 620 zu einem optischen Datenempfänger 660 abgezweigt. Ein Teil dieses Signals wird über einen Koppler 604 bereitgestellt und über den Koppler 624 mit einem Teil des Add-Signals vom Koppler 622 kombiniert. Die kombinierten Add- und Drop-Signale stellen dem Referenzgitter G_R auf dem Wellenleiter 612b eine Referenzquelle bereit. Ein Ausgang des Wellenleiters 612b ist mit einem Eingang eines Photodetektors 616 gekoppelt, dessen Ausgang mit der Regeleinheit 618 gekoppelt ist. Die Regeleinheit 618 ist mit einem Heizelement 614 sowie mit den Schaltern S1 und S2 gekoppelt und steuert ihre Temperatur. Wie vorher mit Bezug auf 1 bis 5 beschrieben, steuert die Regeleinheit 608 auch die Schalter S1 und S2, so daß die Änderung der Wellenlänge des Gitters G₁ störungsspitzenfrei erfolgt. Es kann erwünscht sein, daß das Referenzgitter G_R eine schmalere Bandbreite als das Hauptgitter G₁ hat, da dies zu höherer Empfindlichkeit führen kann, ohne daß dies zu Trennungsproblemen führt.
Demzufolge ist hier eine Anzahl von praktischen optischen Systemen beschrieben worden, die imstande sind, ein abstimmbares Wellenlängenfilter mit einer erwünschten Wellenlänge synchron zu halten, und die das abstimmbare Wellenlängenfilter auf zuverlässige und relativ effiziente störungsspitzenfreie Weise von einer Wellenlänge zu einer anderen Wellenlänge umschalten können.
Für den Fachmann wird ersichtlich, daß an der hier beschriebenen bevorzugten Ausführungsform verschiedene Modifikationen vorgenommen werden können, ohne vom Schutzbereich der Erfindung abzuweichen, wie er in den beigefügten Ansprüche definiert wird.

Claims

Wellenlängenselektive optische Vorrichtung zur störungsfreien Synchronisation mit einem gewählten Kanal in einem Netz der Internationalen Fernmeldeunion mit: einem ersten thermooptischen Schalter (S1) mit einem ersten, zweiten und dritten Anschluß, wobei der erste Anschluß des ersten thermooptischen Schalters ein Wellenlängenmultiplex-Signal empfängt; einem zweiten thermooptischen Schalter (S2) mit einem ersten, zweiten und dritten Anschluß, wobei der erste Anschluß des zweiten thermooptischen Schalters mindestens einen Kanal des Wellenlängenmultiplex-Signals weitergibt; einem ersten Wellenleiter (210a), der zwischen die zweiten Anschlüsse des ersten thermooptischen Schalters und des zweiten thermooptischen Schalters gekoppelt ist; einem zweiten Wellenleiter (212a) mit einem im zweiten Wellenleiter ausgebildeten abstimmbaren Filter (G₁), wobei das abstimmbare Filter einen gewählten Kanal von dem empfangenen Wellenlängenmultiplex-Signal reflektiert, wobei der zweite Wellenleiter zwischen die dritten Anschlüsse des ersten thermooptischen Schalters und des zweiten thermooptischen Schalters gekoppelt ist; einem dritten Wellenleiter (212b) mit einem im dritten Wellenleiter ausgebildeten ersten Referenzfilter (G_R), wobei das erste Referenzfilter ein Referenzsignal empfängt und ein Anzeigesignal bereitstellt; einem Heizelement (214) in thermischem Kontakt mit dem abstimmbaren Filter und dem ersten Referenzfilter; und einer Steuereinheit (208), die mit dem Heizelement, dem ersten thermooptischen Schalter und dem zweiten thermooptischen Schalter gekoppelt ist, wobei die Steuereinheit eine Temperatur des Heizelements als Antwort auf das vom ersten Referenzfilter bereitgestellte Anzeigesignal variiert, um den gewählten Kanal des abstimmbaren Filters einzustellen, und wobei die Steuereinheit das Schalten des ersten thermooptischen Schalters und des zweiten thermooptischen Schalters so steuert, daß das empfangene Wellenlängenmultiplex-Signal über den ersten Wellenleiter weitergeleitet wird, wenn die Temperatur des Heizelements eingestellt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das abstimmbare Filter ein Bragg-Gitter ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das abstimmbare Filter und das erste Referenzfilter Bragg-Gitter sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 3, wobei das Referenzsignal von einer Referenzquelle bereitgestellt wird, die unabhängig vom empfangenen Wellenlängenmultiplex-Signal ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei das Anzeigesignal mindestens ein Teil eines gesendeten Signals ist, das vom ersten Referenzfilter weitergegeben wird.
Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei das Anzeigesignal mindestens ein Teil eines reflektierten Signals ist, das vom ersten Referenzfilter reflektiert wird.
Vorrichtung nach Anspruch 4, ferner mit: einem vierten Wellenleiter, der an dem einen oder anderen Ende mit dem dritten Wellenleiter gekoppelt ist, wobei der dritte und vierte Wellenleiter jeweils einen Arm eines Mach-Zehnder- Interferometers bildet und wobei das Anzeigesignal ein erstes gesendetes Signal, das über den dritten Wellenleiter weitergegeben wird, und ein zweites gesendetes Signal, das über den vierten Wellenleiter weitergegeben wird, aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei das Referenzsignal ein Außerbandsignal ist und der dritte Wellenleiter mit dem zweiten Wellenleiter zwischen den dritten Anschlüssen des ersten thermooptischen Schalters und des zweiten thermooptischen Schalters in Serie gekoppelt ist und wobei das Anzeigesignal mindestens ein Teil eines reflektierten Signals ist, das vom ersten Referenzfilter reflektiert wird, das ein Außerbandfilter ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 3, wobei das Anzeigesignal mindestens ein Teil eines gesendeten Signals ist, das vom ersten Referenzfilter weitergegeben wird.
Vorrichtung nach Anspruch 4, ferner mit: einem vierten Wellenleiter mit einem zweiten Referenzfilter, wobei das Anzeigesignal ein erstes gesendetes Signal, das über den dritten Wellenleiter weitergegeben wird, und ein zweites gesendetes Signal, das über den vierten Wellenleiter weitergegeben wird, aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 3, wobei das Heizelement ein erstes Heizelement zum Variieren der Temperatur und die Charakteristika des abstimmbaren Filters und ein zweites Heizelement zum Variieren der Temperatur und die Charakteristika des ersten Referenzfilters aufweist und wobei das erste und zweite Heizelement getrennt steuerbar sind.
Optisches System mit: einer wellenlängenselektiven optischen Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 11, wobei der erste Anschluß des ersten thermooptischen Schalters als Eingang für die wellenlängenselektive optische Vorrichtung fungiert; und wobei der erste Anschluß des zweiten thermooptischen Schalters als Ausgang für die wellenlängenselektive optische Vorrichtung fungiert; und das optische System ferner umfaßt: eine optische Datenquelle, die mit dem Eingang der wellenlängenselektiven optischen Vorrichtung gekoppelt ist, wobei die optische Datenquelle das Wellenlängenmultiplex-Signal an den Eingang der wellenlängenselektiven optischen Vorrichtung übergibt; und einen optischen Datenempfänger, der mit dem Ausgang der wellenlängenselektiven optischen Vorrichtung gekoppelt ist, zum Empfangen mindestens eines Kanals des Wellenlängenmultiplex-Signals, das von der optischen Datenquelle gesendet wird.