DE69837503T2

DE69837503T2 - Vorrichtung und Verfahren zur Prüfung von optischen Einrichtungen

Info

Publication number: DE69837503T2
Application number: DE69837503T
Authority: DE
Inventors: Bruce Freehold Nyman; Paul Nepean Ontario Colbourne; Donald R. Farmingdale Zimmerman; Gary S. Nepean Duck; Vasile Ottawa Prunes; Carey Kanata Garrett
Original assignee: JDS Fitel Inc
Current assignee: Lumentum Ottawa Inc
Priority date: 1997-02-14
Filing date: 1998-02-13
Publication date: 2007-12-27
Anticipated expiration: 2018-02-14
Also published as: CA2229298C; JPH112587A; EP0859477A3; DE69837503D1; EP0859477B9; JP3904711B2; CA2229298A1; EP0859477A2; EP0859477B1; US6061124A; JP4567653B2; US5896193A; CA2222002A1; JP2007086086A

Description

Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung betrifft allgemein Testeinrichtungen, insbesondere ein verteiltes Testsystem, das die Fähigkeit besitzt, eine Vielzahl von optischen Komponenten an vielen Orten zu prüfen.
Es gibt einige Wege, wie man optische Komponenten auf Verlust und andere Charakteristika prüfen kann. Zum Beispiel kann ein einzelnes optisches Signal einer bekannten Wellenlänge und Amplitude in eine Komponente eingebracht werden, und die Verluste können aus einem Signal abgeleitet werden, das am Ausgang des Gerätes gemessen wird. Alternativ kann eine Vielzahl von Signalen in das Gerät nacheinander eingebracht werden und gleichartige Messungen für jede Wellenlänge gemacht werden. Beim Werkstatt- und Produktionsumgebungen ist es vorzuziehen, Geräte über einen interessierenden Wellenbereich so schnell wie möglich zu testen. Im allgemeinen benötigt eine Teststation zum Testen optischer Komponenten einen sehr kostenträchtigen, durchstimmbaren Laser. Beim Betrieb werden diese Laser auf eine Vielzahl von Wellenlängen, eine zur Zeit, eingestellt und geben ihr Ausgabesignal in eine zu testende Einrichtung (DUT – engl.: device under test). Der Sinn des Schaffens eines Signals an ein DUT mit sich ändernden Wellenlängen innerhalb eines vorgegebenen Bereichs von Wellenlängen ist es, Verluste durch das DUT bei jeder oder bei mehreren Wellenlängen, die einen interessieren, zu erkennen. Selbstverständlich würde es möglich sein, Signale von einer Anzahl einzelner Laser an das DUT zu geben, jedoch würde in einer Produktionsumgebung ein derartiger Aufbau wohl nicht praktikabel sein. Wenn ein durchstimmbarer Laser, wie oben beschrieben, benutzt wird, wird es vorgezogen, dass elektronische Schaltkreise dazu vorgesehen werden, eine Ausgabeantwort für den DUT mit einer einzelnen Wellenlänge desjenigen Lichtes, das sich durch das Gerät zu einem bestimmten Zeitpunkt hindurch bewegt, zu korrellieren.
Systeme sind zur Zeit bekannt, die einen stimmbaren Laser nutzen, bei denen der Verstimmmechanismus bei jeder Wellenlänge, die getestet werden soll, anhält. Jedoch benötigt dieses Verfahren mehrere Minuten, wenn eine große Anzahl (zum Beispiel >100) von Wellenlängen gemessen werden soll. Die Wellenlängengenauigkeit ist durch die mechanischen Toleranzen des Verstimmmechanismus beschränkt.
Es ist im Stand der Technik bekannt, dass stimmbare Laser, wie die, die in der japanischen Patenanmeldung Nummer 60253785, offengelegt am 14. November 1985 für Nippon Telegraph & Telephone Corp., US-Patent Nr. 5,390,017, ausgegeben am 14. Februar 1995, an Ozeki et al und Europäische Patentanmeldung Nr 700,178, offengelegt am 6.März 1996 für Fujitsu Ltd., ein Marker Signal schaffen, das die Wellenlänge des Lichtes zu einem bestimmten Zeitpunkt anzeigt.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zum Bestimmen der Wellenlänge eines stimmbaren Lasersignals zu schaffen, während sie durchstimmt, so dass der Verstimmmechanismus nicht bei jeder Wellenlänge anhalten muss, was die Messung beschleunigt. Die Wellenlängengenauigkeit wird durch die mechanischen Toleranzen des Verstimmmechanismus nicht beeinflußt. Es ist Aufgabe der Erfindung, ein zentrales System zu schaffen, das Signale zum Testen optischer Einrichtungen an einer Vielzahl von Teststationen schafft, die von dem Zentralsystem entfernt sind.
Es ist weitere Aufgabe der Erfindung, ein System zu schaffen, das einen stimmbaren Laser zum Erzeugen einer Vielzahl von Signale an einer Vielzahl von Teststationen gleichzeitig besitzt.
Es ist weitere Aufgabe der Erfindung, ein System zum Testen einer Vielzahl von Geräten zur gleichen Zeit zu schaffen.
Es ist weitere Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen, die auf ein Eingabesignal an sich ändernder Wellenlängen antwortend, zum Testen einer Vielzahl von Geräten an einer Vielzahl von Orten geeignet ist.
Es ist schließlich eine weitere Aufgabe ein optisches Signal zu schaffen, das an eine Vielzahl von entfernten Testorten verteilt werden kann, wobei die Wellenlängeninformation innerhalb des optischen Systems verschlüsselt ist, und eine entfernte Teststation mit Mitteln zum dynamischen Entschlüsseln des Signals geschaffen wird, um dessen Wellenlänge zu dekodieren, und einen bestimmten Test mit einer bestimmten Wellenlänge zu korrelieren.
Beschreibung der Erfindung
Dementsprechend schafft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zum Testen einer optischen Komponente mit:
einem abstimmbaren Laser, der so angeordnet ist, dass ein abstimmbares Lasersignal mit einer Wellenlänge bereit gestellt ist, die sich mit der Zeit ändert,
einem Informationssignalgenerator, der so angeordnet ist, dass ein Informationssignal eine bei Veränderungen der Wellenlänge des stimmbaren Lasersignals sich ändernde Anzeige schafft,
einer Prüfstation, die so angeordnet ist, dass ein abstimmbares Lasersignal aufnehmbar ist, und die für das Prüfen der optischen Komponente angeordnet ist, wodurch eine Vielzahl von Testinformationsmessungen an verschiedenen Zeiten und bei entsprechenden Wellenlängen geschaffen werden, und
einem Korrelator zur Korrelierung der Vielzahl von Testinformationsmessungen mit dem Informationssignal, um die Wellenlänge entsprechend zu jeder Testinformationsmessung unabhängig von spezifischen, optischen Komponenten zu bestimmen.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Testen einer optischen Komponente, die, die folgenden Schritte aufweist:

a) Bereitstellen eines ersten optischen Signals, das sich bezüglich der Wellenlänge mit der Zeit ändert,
b) Erzeugen eines zweiten Signals, das eine Anzeige schafft, die mit Variationen in der Wellenlänge und Zeit des ersten optischen Signals in Beziehung steht;
c) Prüfen der optischen Komponente mit mindestens einem Teil des ersten optischen Signals, um Testinformation bei einer Vielzahl von Wellenlängen zu erhalten;
d) Ableiten der Wellenlängeninformation, die zu einem ersten optischen Signal gehört oder eines davon abgeleiteten Signals aus dem zweiten Signal; und
e) Korrelieren der erhaltenen Testinformation mit den abgeleiteten Wellenlängeninformationen, um die Testinformation mit einer entsprechenden Wellenlänge unabhängig von der optischen Komponente abzustimmen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Beispielhafte Ausführungen der Erfindung werden nun in Zusammenhang mit den Zeichnungen beschrieben, in denen:
1 ein schematisches Blockdiagramm eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung ist, wobei ein erstes Lasersignal und ein Zeitsignalgenerator Signale an einen Teststations-Block zum Testen einer optischen Einrichtung schaffen,
2 ein schematisches Blockdiagramm eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung ist, wobei ein erster Lasersignal- und Timing-Signal-Generator Blocksignale an eine Vielzahl von Teststationen abgibt,
3 ist eine Darstellung der Ausgabe-Charakteristik eines Glasfaser-Bragg-Gitters ist,
4 ist eine Kurve der Ausgabe-Charakteristik eines Etalons nach der Erfindung zeigt,
5 ist ein Blockschaltkreisdiagramm einer alternativen Testeinrichtung ist, die eine Schaltung zur FM-Modulation und die Demodulation eines Zeitgabesignals umfasst,
6 ist ein Blockschaltkreisdiagramm, ähnlich dem der 5, mit Mitteln zum Ableiten von Synchronisationsinformation in Bezug auf die abtastende Laserausgabesignalwellenänge;
7a ist ein detailliertes Blockschaltkreisdiagramm eines Schaltkreises zum Ableiten von Synchronisationsinformation und für das Modulieren des abtastenden Laserausgabesignals mit Wellenlängeninformation;
7b ist eine Darstellung der zwei Filterausgabeantworten, die, die Wellenlänge gegen die Amplitude darstellen; und
8 ist ein detailliertes Blockschaltkreisdiagramm eines alternativen Schaltkreises für das Ableiten von Synchronisationsinformation und für das Modulieren des Scannerausgabesignals mit Wellenlängeninformation.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
Bezug nehmend nun auf 1 wird ein Blockdiagramm hohen Abstraktionsniveaus eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung des Testsystems 8 dargestellt, wobei ein erster Block 30 des optischen Schaltkreises und der Komponenten ein optisches Signal variabler Wellenlänge zum Einbringen in ein DUT 26 innerhalb eines zweiten Blocks 40a zeigt. In dem ersten Block ist das optische Signal sich verändernder Wellenlänge in der Form eines stimmbaren Lasersignals S_L mit einem Zeitsignal S_T zum Bestimmen der Wellenlängeninformation in Bezug auf das stimmbare Lasersignal S_L kombiniert. Der Zweck, den Schaltkreis in diese zwei Blöcke 30 und 40a aufzuteilen, ist es, die zwei Primärfunktionen zu isolieren und zu separieren: als erstes, das Erzeugen eines optischen Signals S_L veränderlicher Wellenlänge mit einem zugehörigen Zeitsignal S_T zum Schaffen von Zeitinformation in Bezug auf das optische Signal S_L variabler Wellenlänge, und als zweites die Funktion des Testens der Einrichtung 26 oder der interessierenden Komponente zusammen mit dem Schaffen des notwendigen Schaltkreises, um dies als Antwort auf die zwei Signale S_L und S_T vorzunehmen. Weiter hat die Aufteilung dieser zwei Blöcke auch bedeutende Kostenvorteile. Zum Beispiel kann durch Nutzung des Splitters 43, um das Signal S_L variabler Wellenlänge zusammen mit seinem korrespondierenden Zeitsignal S_T in zwei gleiche Signale aufzusplitten, kann eine andere Teststation 40b (nicht darge stellt) identisch zu Block 40a mit Test- und Zeitsignalen versorgt werden. Da das kostenträchtigste Teil des Gesamtsystems 8 in den Block 30 den stimmbaren Laser 10 enthält, wird durch dieses System die Notwendigkeit des Schaffens eines Doppels des stimmbaren Lasers 10 überflüssig gemacht, um zwei Testsignale zu zwei oder mehr separaten Teststationen 40a, 40b etc. zu senden.
Bezugnehmend in größerer Ausführlichkeit auf das System 8 umfaßt der Block 30 einen stimmbaren Laser 10, der dazu in der Lage ist, über einen interessierenden Wellenlängenbereich von 1520 nm bis 1570 nm gestimmt zu werden. Der stimmbare Laser 10 variiert wiederholt seine Ausgabe beginnend bei 1520 nm, kontinuierlich ansteigend bis 1570 nm. Nachdem 1570 nm erreicht sind, kehrt der Laser 10 zu 1520 nm zurück und beginnt von 1520 nm erneut. Dadurch deckt der Laser 10 den gesamten Wellenlängenbereich ab und fährt fort, dies wiederholt zu tun. Ein 5% Auskoppler (engl. tap) 12 wird geschaffen, um das Ausgabesignal S_L vom Laser 10 aufzunehmen, wobei 5% an ein Timing-Signal-Generator 14 weitergegeben wird, und 95% des optischen Signals SL weiter zu einem Mittel 16 zum Kombinieren dieses Signals S_L mit einem Timing-Signal S_T gehen. Der Zeitsignalgenerator 14 bestimmt von dem kleinen Teil S_T des Ausgabesignals S_L, wann das Signal S_L bei einer vorbestimmten Wellenlänge ist, zum Beispiel wann seine Wellenlänge 1520 nm beträgt. Dann erzeugt der Zeitsignalgenerator 14 das Zeitsignal S_T, das anzeigt, dass das Signal S_L bei einer Wellenlänge von 1520 nm liegt. Zu einem folgenden Zeitpunkt, wenn die Laserwellenlänge die nächste Wellenlänge von Interesse erreicht, zum Beispiel 1520.01 nm, wird ein weiterer Puls des Zeitsignals S_T gesendet, das 1520.01 nm anzeigt. Da sowohl die Signale S_L und S_T miteinander durch Verkoppelungsmittel 16 kombiniert werden, wird darauf geachtet, dass das Timing-Signal S_T bei einer Wellenlänge ist, die von dem Signal S_L verschieden ist, so dass der Dateninhalt des Signals S_L nicht betroffen ist. Im wesentlichen kann das Zeitsignal S_T als Marker oder Indikator dienen, der von dem Block 40a genutzt werden kann, und insbesondere von den Mitteln zum Bestimmen von Wellenlängeninformation 20, um die Wellenlänge des Signals S_L bei spezifischen Zeiten korrespondierend zu dem Zeitsignal S_T zu kalibrieren. In bequemer Weise wird ein Splitter 43 geschaffen, um das Signal S_L und S_T in andere Signale S_L und S_T aufzuteilen, die an eine oder mehrere andere Teststationen 40b, 40c, etc. (nicht dargestellt) geleitet werden können. Selbstverständlich kann alternativ das Timing-Signal S_T ein elektrisches Signal sein, das durch elektrische Mittel verteilt wird.
Der zweite Block 40a umfaßt Mittel in Form eines WDM-Filters 18 zum Trennen des zusammengesetzten Signals S_L und S_T in zwei separate Signale. Das Signal S_T ist an die Mittel zum Bestimmen der Wellenlängeninformation gesendet, die auch Informationen aus den Sektoren 22 und 24 empfangen. Im wesentlichen wird das gesamte Signal S_L, das von dem Filter 18 ausgegeben wird, an das DUT 26 gegeben; ein kleiner Teil 10% wird an den Detektor 24 gegeben. Das Ausgabesignal aus dem DUT 26 wird an den Detektor 22 gerichtet. Während des Betriebes erfaßt der Detektor 24 relativ die Intensität des Ausgabesignals an den DUT 26 und schafft diese Information an die Mittel 20. Die tatsächliche Intensität oder Leistung, die an der Ausgabe des DUTs 26 gemessen wird, wird durch den Detektor 22 an die gleichen Mittel 20 gegeben. Dadurch können die Mittel 20 den Verlust durch den DUT 26 kalkulieren und können die entsprechende Wellenlänge des Signals S_L aus dieser besonderen Verlustberechnung bestimmen, in Abhängigkeit von dem Zeitsignal S_T. Da das Zeitsignal S_T anzeigt, wann der Zeitpunkt ist, bei dem das Signal S_L bei der Wellenlänge von 1520 nm ist, kann eine Bestimmung vorgenommen werden, wie die Wellenlänge des Signals S_L bei anderen Zeitpunkten ist. Ein Ausführungsbeispiel zur Umsetzung dieser Funktion wird im größeren Detail in Bezug auf 2 dargestellt.
Bezugnehmend nun auf 2 wird ein kleiner Teil des Ausgabesignals S_L eines stimmbaren Lasers 10 abgeteilt durch 5% optische Auskoppler, 12, 12b und 12c zum Schaffen von drei abgeteilten Signalen S_LTa, S_LTb und S_LTc, die für einen Zeitsignalschaltkreis 14 vorgesehen sind. Innerhalb dieses Schaltkreises 14 wird ein festes Etalon 31 ein FBG (fiber Bragg grating) 32 und ein elektronischer Schaltkreis 33 vorgesehen, um Mittel zum Schaffen eines gepulsten Modulationssignals S_M zu schaffen, das einen Zug an Impulsen aufweist, die 0,01 nm Zuwächse in Wellenlänge des Signals S_L aufweisen. Der erste Puls in dem Wellenzug, der von der Ausgabe des FBG 32 und der Ausgabe des festen Etalons 31 abgeleitet ist, korrespondiert zu dem Signal S_L, wenn es bei der Wellenlänge von 1520 nm ist. Der zweite Puls korrespondiert zu dem Signal S_L, wenn es bei der Wellenlänge von 1520,01 nm ist. Der dritte Puls korrespondiert zu dem Signal S_L, wenn es bei der Wellenlänge von 1520,02 nm ist usw.. Der letzte Puls in dem Zug an Pulsen korrespondiert damit, dass das Signal S_L an der Wellenlänge von 1570 nm ist. Da das Eingabesignal S_Ta an das feste Etalon 31 in der Wellenlänge variiert und das Etalon 31 ausgewählt ist, einen freien Spektralbereich von 1,25 GHz oder ungefähr 0,01 nm innerhalb des Bereichs von 1520 zu 1570 nm aufzuweisen, ist das Ausgabesignal des festen Etalons 31 ein periodisches Signal. 4 zeigt die gewünschte Ausgabecharakteristik des Etalons 31. Der Abstand zwischen den reflektierenden Oberflächen des Etalons ist wie folgt berechnet: Etalon FSR[nm] = λ2/2nd Etalon FSR[GHz] = c/2ndwobei c die Lichtgeschwindigkeit, n der Brechungsindex des Materials zwischen den reflektierenden Oberflächen und d der Abstand zwischen den reflektierenden Oberflächen des Etalon ist.
Das FBG 32 ist dazu eingerichtet, das Eingabesignal zu reflektieren, wenn dessen Wellenlänge 1520 nm beträgt, wodurch eine Anzeige an die Schaltung korrespondierend zu einem Startpunkt in dem Impulszug geschaffen wird. Dies ist in 3 dargestellt, wo das Grenzübertragungsniveau der Beginn bei 1520 nm angezeigt ist. Der elektronische Schaltkreis 33 20, wirkt antwortend auf die periodische Ausgabe aus dem Etalon 31 und der Anzeige, wann das Signal S_L bei einer Wellenlänge von 1520 nm ist, das Modulationssignal S_M erzeugen, das bei 1310 nm vom Laser 34 geschaffen ist. Als Antwort auf das Signal S_M wird der Laser 34 einen Impulszug bei einer Wellenlänge von 1210 nm in der Zeit beabstandet erzeugen, korrespondierend zu 0,01 nm Zuwächsen des stimmbaren Lasersignals S_T. Dadurch wird das Modulationssignal S_M in ein 1310 nm Laser gepulstes Signal S_T konvertiert, das eine Wellenlänge signifikant verschieden von dem Signal S_L aufweist, das zwischen 1520 und 1570 nm variiert. Bevor die Signale S_T und S_L miteinander kombiniert werden, wird das Signal S_L durch einen Erbium dotierten Faserverstärker 15 (EDFA) verstärkt. Der EDFA 15 kann notwendig sein, um sicherzustellen, dass es genügende optische Leistung an jeder Teststation gibt, um die Verlustmessung am DUT 26 durchzuführen. Ein stimmbares Filter 17 folgt der Laserwellenlänge, wodurch das Lasersignal S_L übertragen wird, aber die spontane Emmision des EDFA 15 oder des Lasers 10 an Wellenlängen verschieden von der Laserwellenlänge blockiert ist.
Ein Wellenlängen-Divisonsmultiplexor 16 kombiniert das verstärkte Signal S_L und das Signal S_T in ein zusammengesetztes Signal S_LS_T, das an einen 1 zu 8 Teiler 43 gegeben wird, wodurch acht Testsignale geschaffen werden. Dadurch können acht Teststationen 40a, 40b, ... und 40h an verschiedenen Orten innerhalb eines Gebäudes mit den benötigten Signalen und Signalinformationen versorgt werden, die dazu be nötigt werden, optische Geräte zu testen. Unter Benutzung des Gerätes, das in 2 dargestellt ist, dauert es ungefähr 1 Sekunde, um einen DUT 26 bei einer Vielzahl von Wellenlängen von 1520 nm bis 1570 nm zu testen, in Schritten von ungefähr 0,01 nm, was ungefähr 5000 Datenpunkten entspricht.
In der Ausführung, die in dem Schaltkreis 14, der 2 dargestellt ist, wird ein Etalon 31 als ein Mittel zum Schaffen eines periodischen Signals benutzt, während das Eingabesignal von 1520 bis 1570 nm durchstimmt. Selbstverständlich kann das Etalon 31 durch andere geeignete interferometrische Mitteln ersetzt werden. Weiter wird das FBG 32 als ein Mittel zum Erhalten einer relativ genauen Anzeige genutzt, wann das Eingabesignal bei 1520 nm ist. Wiederum können verschiedene Mittel erdacht werden, um anzuzeigen, wann das Eingabesignal S_L bei 1520 nm liegt. Das feste Etalon 31 und das FBG 32 sind in den bevorzugten Ausführungsbeispielen ausgewählt worden, nachdem Kosten und Erhältlichkeit berücksichtigt wurden. Vorteilhafterweise werden dabei Temperaturstabilisationsmittel vorgesehen, um sicherzustellen, dass die Ausgabe der Charakteristika aus dem Etalon 31 so konstant wie möglich bleibt.
Das Timingsignal S_T muß nicht mit dem stimmbaren Lasersignal S_L kombiniert werden. Anstelle dessen kann eine zweite optische Faser oder ein Draht dazu genutzt werden, das Timingsignal S_T an jede Teststation 40 zu übertragen. Die Signale S_L und S_T sind in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel kombiniert, um die Verteilung der Signale zwischen den Teststationen zu erleichtern, oder alternativ kann der stimmbare Laser 10 selbst moduliert werden, um das Timingsignal S_T zu übertragen.
Das Lasersignal S_L kann an sehr viel mehr als acht Teststationen verteilt werden. Der begrenzende Faktor ist, das genügend optische Leistung an den Detektoren 22 und 24 anlangt, um eine Verlustmessung durchzuführen. Wenn notwendig, kann das Lasersignal S_L aufgeteilt werden nach Bezugszeichen 17 und erneut verstärkt und wieder aufgeteilt werden. Auf diese Weise kann eine unbegrenzte Anzahl von Teststationen von einem stimmbaren Laser 10 (mit vielfachen Zeitsignalen S_T versehen) betrieben werden.
2 ist ein optionaler Polarisationszustandscontroller 23 dargestellt, um den Polarisationszustand des Lasersignals S_L zu steuern, das an den DUT 26 übertragen ist. Unter Nutzung dieses Controllers 23 kann das System den polarisationsabhängigen Verlust (PDL-polarization dependent loss) zu jeder Wellenlänge messen. Der Controller 23 ist in einen von vier Polarisationszuständen gesetzt, und eine Wellenlängedurchstimmung wird erfolgen, wobei der Verlust des DUTs 26 bei jeder Wellenlänge gemessen wird. Der Controller 23 wird dann auf den zweiten Polarisationszustand gesetzt und ein zweiter Wellenlängendurchstimmvorgang wird vorgenommen. Bei jeder Wellenlänge werden vier Polarisationszustände dazu genutzt, den mittleren Verlust (über alle Polarisationszustände), um den PDL zu berechnen. Ein System und Verfahren zum Messen von polarisationsabhängigem Verlust kann in US-Patent 5,371,597 für den Anmelder gefunden werden. Der Controller 23 kann direkt nach dem stimmbaren Filter 17 angeordnet werden, wodurch eine weitere Kosteneinsparung ermöglicht wird und die Notwendigkeit, einen Polarisationszustand 23 an jeder Messstation vorzuhalten.
Bezugnehmend auf 5 ist eine alternative Vorrichtung dargestellt, wobei ein stimmbarer Laser 50 einen Anschluß 53 zum Empfang oder Schaffen eines Synchronisations-Steuersignales und einen Ausgabeanschluß 51 zum Schaffen eines optischen Signals variabler Wellenlänge in der Form eines durchstimmbaren Lasersignals S_L, besitzt. Ein Frequenz-Synthesizer 55 wird auf ein Synchronisationssteuersignal reagieren, das von dem stimmbaren Laser 50 geliefert wird. Bei Empfang eines Startpulses wird der Schaltkreis 55 einen Modulator 57 mit einem frequenzsynthetisierten Signal zur Modulation mit dem stimmbaren Lasersignal S_L liefern, wodurch ein verschlüsseltes oder frequenz-moduliertes Lasersignal S_LM in der Form einer Frequenzrampe vorliegt, die die variierende Wellenlänge des Lasersignals S_L anzeigt. Das Signal S_LM wird dann an ein 1×N-Splitter 60 geleitet, der Ausgaben 60a bis 60n besitzt. Wie in 5 dargestellt, ist die Ausgabe 60a zu einer DUT (device under test) 62 geleitet, nach der das Ausgabesignal analysiert wird, das durch das Gerät, das getestet werden soll, hindurchgeführt wurde. Das Signal wird erst demoduliert unter der Entfernung der kritischen Wellenlängeninformation oder einer spontanen Wellenlängensignatur, und dann wird die relevante Testinformation aus dem demodulierten Signal S_L gewonnen. Alternativ kann das Signal S_LM vor dem Eingeben in das DUT 62 demoduliert werden. Wieder eine andere Alternative, und dies ist bevorzugt, würde keine Demodulation benötigen, und die Wellenlängeninformation, die in dem modulierten Signal erfaßt wird, kann zum Beispiel von einem frequenzauslösenden Detektor erfaßt werden, der einen Frequenzzähler umfaßt, der die Momentanfrequenz mißt. Alternativ können ein lokaler Oszillator und ein Mischpult da zu benutzt werden, die modulierte Frequenz zu einer Gleichspannung zu konvertieren.
In 6 werden Mittel 56 dargestellt, die zwischen dem Laser 50 und dem Frequenzsynthetisierer 55 angeordnet sind, um Wellenlängeninformationen an den Frequenzsynthetisierer 55 aus einem Signal zu schaffen, das von dem stimmbaren Laser 50 zur Verfügung gestellt wurde, das in der Wellenlänge dem Signal S_L entspricht.
Bezugnehmend nun zur 7a, wird ein Abschnitt des Systems, das in 7 dargestellt ist, erläutert; Mittel 56, die in 6 dargestellt sind, werden hier wie folgt verkörpert. An der Ausgabe des stimmbaren, scannenden Lasers 50 ist ein kleiner Abschnitt S_LT des Signals S_L von einem Auskopplungs-Koppler 70 ausgekoppelt. Zwei zueinander passende Filter 72a und 72b werden in den Strahlengang gebracht, um einen gleichen Teil des angezapften Signals S_LT aus einem 50 zu 50 Teiler 71 aufzunehmen und zwei Detektoren 74a und 74b sind jeweils angeordnet, um Ausgabesignale der Filter 72a und 72b aufzunehmen. Regionen der Filter 72a und 72b aufzunehmen. Regionen der Filter 72a und 72b, die gegenläufige (negative und positive) Steigungen aufweisen, werden genutzt. Ein Differenzverstärker 76 wird elektrisch angeschlossen, um Ausgabesignale aus den Detektoren 74a und 74b aufzunehmen, um ein Signal an einen Modulator 57 zu schaffen, das proportional zu der momentane Wellenlänge des Signals S_L ist. Wenn benötigt, kann ein Linearisierungsnetzwerk 78 zwischen dem Differenzverstärker 76 und dem Modulator 57 angeordnet werden.
7b zeigt die Ausgabeantwort der zwei optischen Filter 72a und 72b und die Region der Filter, die zwischen den zwei vertikal gestrichelten Linien dargestellt ist, ist die, die für die Vorteile des Ausführungsbeispiel genutzt wird.
Im Betrieb arbeitet der Schaltkreis der 7a auf folgende Weise. Das Signal S_LT wird von dem abstimmbaren Laserausgabesignal S_L abgenommen und wird im wesentlichen gleich zwischen den zwei Filtern 72a und 72b aufgeteilt. Die Leistung, die von den Detektoren 74a und 74b erfaßt wird, wird an den Differenzverstärker 76 gegeben, der ein Ausgabesignal schafft, das im wesentlichen proportional zur Wellenlänge des Signals S_L ist. Dieses Ausgabesignal kann linearisiert werden, wenn dies erforderlich ist, und dann an ein System weitergeleitet werden, um das Wellenlängen proportionale Signal mit dem Signal SL zu modulieren. Dieser modulierte, durchgestimmte Lasersignal S_LM, das die nahe, momentane Wellenlängeninformation um faßt, wird dann an DUT 62 gegeben. Alternativ wird, wie zuvor beschrieben, die Wellenlängeninformation auf einem anderen optischen Träger als eine alternative Wellenlänge ,multiplext' unter Benutzung entweder digitaler oder analoger Modulationstechniken.
Bezugnehmend auf 8 wird ein Schaltkreis vorgesehen, der eine elektronische Synthese der Wellenlängeninformation schafft, um annährend gleichzeitig Wellenlängeninformationen des Durchstimmens oder des sich verändernden Signals S_L an einen optischen Receiver zu kommunizieren, der nicht dargestellt ist.
In diesem Ausführungsbeispiel wird das Signal S_L von einem Auskopplungs-Koppler 70 angezapft, und das angezapfte Signal S_LT wird an ein Fabry Pero-Etalon 80 gegeben, das optische Pulse an einem Detektor 82 erzeugt. Der freie Spektralbereich des Etalons 80 muß so ausgewählt werden, dass er Spitzen bei einer Vielzahl von durchstimmbaren Wellenlängen, die interessieren, einschließt. Ein elektronischer Zähler 86 zählt die Anzahl der Pulse aus den bekannten Startpunkten eines Wellenlängenscans. Ein Frequenzsyntheziser 88 kann als Antwort auf einen gezählten Wert in dem Zähler 86 die Anzahl der Pulse, die von dem Zähler gespeichert werden, in nahezu gleichzeitige Frequenz konvertieren, die zu der Frequenz des Signals S_L korrespondiert. Wie im obigen beschrieben, kann dieses Signal als ein Modulationssignal zum Modulieren des Signals S_L unter Benutzung des Modulators genutzt werden. Alternativ kann die Wellenlängeninformation auf dem gleichen oder einem anderen optischen Träger oder an einer alternativen Wellenlänge unter Benutzung entweder digitaler oder analoger Modulationstechniken, zum Beispiel eines Lasers 85 und eines WDM 87 genutzt werden.
Selbstverständlich können andere Ausführungen erdacht werden, ohne von dem Schutzbereich der Erfindung, wie sich durch anliegende Ansprüche gegeben ist, abzuweichen.

Claims

Apparat für das Prüfen einer optischen Komponente (26) umfassend: einen abstimmbaren Laser (10), der zur Bereitstellung eines abstimmbaren Lasersignal mit einer Wellenlänge eingerichtet ist, die sich mit der Zeit ändert, einen Informationssignalgenerator (14), der zur Abgabe eines Informationssignals eingerichtet ist, eine Prüfstation (40a), die zur Aufnahme des abstimmbaren Lasersignals eingerichtet ist, und zur Prüfung der optischen Komponente dadurch, indem eine Vielzahl von Testinformationsmessungen zu verschiedenen Zeiten und entsprechenden Wellenlängen bereitgestellt werden, die erzeugt werden, wenn ein abstimmbares Lasersignal die optische Komponente durchquert; und einen Korrelator (20), der zur Korrelation der Vielzahl von Testinformationsmessungen mit dem Informationssignal eingerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Informationssignal einen Indikator aufweist, der mit den Variationen der Wellenlänge des abstimmbaren Lasersignals sich ändert, und dadurch Informationen liefert, die einer Vielzahl von Wellenlängen zu einer Vielzahl von Zeitpunkten entsprechen, wobei der Korrelator unabhängig von der optischen Komponente die Wellenlänge bestimmt, die jeder Testinformationsmessung entspricht.
Apparat nach Anspruch 1, des Weiteren umfassend einen Marker (32), der dazu eingerichtet ist, dem Korrelator (20), unabhängig von der optischen Komponente einen Hinweis zu geben, wann das abstimmbare Lasersignal sich bei einer vorbestimmten Wellenlänge befindet.
Apparat nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein erster Teil des abstimmbaren Lasersignals davon abgezweigt wird zur Verwendung durch den Informationsbildsignalgenerator (14) beim Bilden des Informationssignals.
Apparat nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei der Informationssignalgenerator (14) ein optisches Gerät (31) umfaßt für das Ausstatten des Informationssignals mit einer periodischen Ausgabe, die die Wellenlänge und den Zeitpunkt des Informationssignals anzeigt.
Apparat nach Anspruch 4, wobei die Prüfstation (40a) eine Testinformationsmessung für jeden Impuls der periodischen Abgabe bereitstellt.
Apparat nach Anspruch 1, wobei der Informationssignalgenerator (14) folgendes umfaßt: Interferometermittel (31), die eingerichtet sind, um eine periodische Reaktion mit einem vorbestimmten, freien Spektralbereich für das Bereitstellen von Informationen bezüglich einer zunehmenden Wellenlänge und Zeitinformation zu schaffen, und einen Marker (32), der dazu eingerichtet ist, eine Anzeige bereitzustellen, wann das abstimmbare Lasersignal sich bei einer bestimmten Wellenlänge befindet.
Apparat nach Anspruch 6, wobei die Interferometermittel (31) ein Etalon umfassen.
Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, wobei der Marker (32) ein FBG (fiber Bragg grating) umfaßt.
Apparat nach Anspruch 6, 7 oder 8, wobei der Informationssignalgenerator (14) des Weiteren einen Modulator (33) umfaßt, der dazu eingerichtet ist, ein gepulstes Modulationssignal zu erzeugen, dass auf eine schrittweise Erhöhung der Wellenlänge und Fortschreiten in der Zeit des abstimmbaren Lasersignals hinweist.
Apparat nach Anspruch 9, wobei die Prüfstation (40) eine Testmessung für jeden Impuls im gepulsten Modulationssignal bereitstellt.
Apparat nach Anspruch 9 oder 10, wobei das gepulste Modulationssignal ein optisches Signal umfaßt, das eine Wellenlänge außerhalb der Wellenlänge des abstimmbaren Lasersignals aufweist.
Apparat nach Anspruch 9 oder 10, wobei das gepulste Modulationssignal ein optisches Signal umfaßt, das eine Wellenlänge außerhalb der Wellenlängen des abstimmbaren Lasersignals aufweist.
Apparat nach Anspruch 12, des Weiteren umfassen: einen ersten Splitter (34), der dazu eingerichtet ist, das gepulste Modulationssignal, das mit dem abstimmbaren Lasersignal kombiniert ist, in mindestens zwei Teile aufzuteilen; mindestens eine zusätzliche Teststation (40b), wobei jede zusätzliche Teststation dazu eingerichtet ist, einen Teil des gepulsten Modulationssignals, das mit dem abstimmbaren Lasersignal kombiniert ist, aufzunehmen und die dazu eingerichtet ist, zusätzliche optische Komponenten zu prüfen.
Apparat nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die Prüfstation folgendes umfaßt: ein Mittel, das dazu eingerichtet ist, einen zweiten Teil des abstimmbaren Lasersignals von einem Rest des abstimmbaren Lasersignals vor Eintritt in die optische Komponente (26) abzutrennen; einen ersten Detektor (24), der dazu eingerichtet ist, den zweiten Teil aufzunehmen und der dazu eingerichtet ist, eine vorläufige Leistungsintensitätsablesung bereitzustellen; einen zweiten Detektor (22), der eingerichtet ist, den Rest des abstimmbaren Lasersignals nach dem Durchgang durch die optische Komponente aufzunehmen und eingerichtet ist, um eine endgültige Leistungintensitätsablesung bereitzuhalten.
Verfahren für das Prüfen einer optischen Komponente umfassend die Schritte des: a) Bereitstellen eines ersten optischen Signals, das sich bezüglich seiner Wellenlänge mit der Zeit ändert; b) Erzeugen eines zweiten Signals, das eine Anzeige einschließt, die mit Variationen in der Wellenlänge und Zeit des ersten optischen Signals verbunden ist; c) Prüfen der optischen Komponente mit mindestens einem Teil des ersten optischen Signals, um Testinformationen bei einer Vielzahl von Wellenlängen zu erhalten, die dadurch erzeugt werden, dass dieser Teil des ersten optischen Signals dazu gebracht wird, die optische Komponente zu durchqueren; d) Ableiten von Wellenlängeninformationen bezüglich des ersten optischen Signals oder eines abgeleiteten Signals von dem ersten Signal; und e) Korrelieren der erhaltenen Testinformationen mit den abgeleiteten Wellenlängeninformationen, um die Testinformation mit einer entsprechenden Wellenlänge unabhängig von der optischen Komponente abzustimmen.
Verfahren nach Anspruch 15, des Weiteren umfassend das Bereitstellen eines Markers (32) für das Bereitstellen eines Anzeichens unabhängig von der optischen Komponente, wenn das erste optische Signal eine vorbestimmte Wellenlänge aufweist.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei der Schritt b) folgendes einschließt: Anzapfen eines ersten Teils des optischen Signals; Überführen des ersten Teils an eine interferometrische Einrichtung mit einem vorbestimmten freien Spektralbereich zum Erzeugen einer periodischen Reaktion; Anzapfen eines zweiten Teils des ersten optischen Signals; und Überführen des zweiten Teils an einen Marker für das Bereitstellen eines Anzeichens, wann das erste optische Signal eine vorbestimmte Wellenlänge aufweist.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei der Schritt b) des Weiteren das Auslösen eines gepulsten Modulationssignals aus dem ersten Teil umfaßt, das auf eine schrittweise Erhöhung der Zeit und Wellenlänge des ersten abstimmbaren Lasersignals hinweist.
Verfahren nach Anspruch 18, wobei der Schritt c) das Aufnehmen von Testinformationen einschließt, die jedem Puls im gepulsten Modulationssignal entsprechen.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei der Schritt c) auch folgendes einschließt: Anzapfen des dritten Teils des ersten optischen Signals von einem Rest des optischen Signals; Messen der Intensität des dritten Teils des ersten optischen Signals; Schicken des verbleibenden Teils des ersten optischen Signals durch die optische Komponente; und Messen der Intensität des verbleibenden Teils des ersten optischen Signals.