FR2670023A1 - Device for combining or splitting electromagnetic waves of mutually perpendicular polarisations, amplifying device and coherent detection device - Google Patents
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Abstract
Description
DISPOSITIF POUR COMBINER OU SEPARER DES ONDES
ELECTROMAGNETIQUES DE POLARISATIONS PERPENDICULAIRES
ENTRE ELLES, DISPOSITIF AMPLIFICATEUR ET DISPOSITIF
DE DETECTION COHERENTE COMPRENANT UN TEL DISPOSITIF
DE COMBINAISON OU DE SEPARATION.DEVICE FOR COMBINING OR SEPARATING WAVES
ELECTROMAGNETICS OF PERPENDICULAR POLARIZATIONS
BETWEEN THEM, AMPLIFIER AND DEVICE
OF COHERENT DETECTION COMPRISING SUCH A DEVICE
COMBINATION OR SEPARATION SYSTEM.
Description
La présente invention concerne un dispositif pour combiner ou séparer des ondes électromagnétiques de polarisations perpendiculaires entre elles, un dispositif amplificateur et un dispositif de détection cohérente comprenant un tel dispositif de combinaison ou de séparation. Elle s'applique au domaine de l'optique guidée, notamment pour les télécommunications.Description
The present invention relates to a device for combining or separating electromagnetic waves of perpendicular polarizations between them, an amplifier device and a coherent detection device comprising such a combination or separation device. It applies to the field of guided optics, in particular for telecommunications.
Pour combiner ou séparer des ondes électromagnétiques de polarisations perpendiculaires entre elles, on connaît un premier dispositif représenté schématiquement sur la figure 1. To combine or separate electromagnetic waves with perpendicular polarizations between them, a first device is known, shown diagrammatically in FIG. 1.
Ce dispositif comprend une première fibre optique 10 qui permet la propagation sensiblement sans perte d'une onde électromagnétique pour une direction de polarisation déterminée ; dans l'exemple représenté, la polarisation est parallèle au plan de la feuille supportant la figure (polarisation p). This device comprises a first optical fiber 10 which allows the propagation without loss of an electromagnetic wave for a determined direction of polarization; in the example shown, the polarization is parallel to the plane of the sheet supporting the figure (p polarization).
Une seconde fibre optique 12 permet la propagation sensiblement sans perte d'une onde électromagnétique pour une direction de polarisation perpendiculaire à la direction privilégiée de la première fibre 10 ; dans l'exemple représenté, la polarisation est perpendiculaire au plan de la feuille supportant la figure (polarisation s). A second optical fiber 12 allows propagation without loss of an electromagnetic wave for a polarization direction perpendicular to the preferred direction of the first fiber 10; in the example shown, the polarization is perpendicular to the plane of the sheet supporting the figure (polarization s).
Les ondes se propageant dans chaque fibre 10, 12 sont divergentes en sortie. Les lentilles 14, 16 permettent de rendre parallèles les faisceaux lumineux issus des fibres 10, 12. Les extrémités des fibres optiques 10, 12 sont placées à 900 l'une de l'autre. The waves propagating in each fiber 10, 12 are divergent at the output. The lenses 14, 16 make it possible to make the light beams coming from the fibers 10, 12 parallel. The ends of the optical fibers 10, 12 are placed 900 from one another.
Un prisme de Glan 18 permet de combiner les faisceaux rendus parallèles par les lentilles 14, 16 en réfléchissant le faisceau de polarisation p et en transmettant le faisceau de polarisation s. A Glan prism 18 makes it possible to combine the beams made parallel by the lenses 14, 16 by reflecting the polarization beam p and by transmitting the polarization beam s.
Une lentille 20 permet de focaliser le faisceau combiné pour son introduction dans une fibre optique 22.A lens 20 makes it possible to focus the combined beam for its introduction into an optical fiber 22.
La description précédente est donnée pour la combinaison de deux faisceaux polarisés perpendiculairement entre eux, mais on comprend qu'il peut être utilisé dans le sens inverse, pour la séparation de faisceaux polarisés perpendiculairement entre eux se propageant dans la fibre optique 22. The preceding description is given for the combination of two beams polarized perpendicularly to each other, but it is understood that it can be used in the opposite direction, for the separation of beams polarized perpendicularly to each other propagating in the optical fiber 22.
Ce dispositif est massif ; le guidage des ondes électromagnétiques est rompu en sortie des fibres optiques, et des lentilles sont nécessaires pour rendre parallèles les faisceaux divergents. Le dispositif comprend un grand nombre d'éléments qui doivent être alignés avec soin et précision, lors d'une opération difficile et souvent longue. This device is massive; the guidance of electromagnetic waves is broken at the output of the optical fibers, and lenses are necessary to make the diverging beams parallel. The device comprises a large number of elements which must be aligned with care and precision, during a difficult and often long operation.
Les faces de tous les éléments (extrémités des fibres optiques, lentilles, prismes de Glan) doivent subir un traitement antireflet pour éviter les pertes par réflexion. Ce traitement augmente considérablement le coût du dispositif. The faces of all the elements (ends of the optical fibers, lenses, Glan prisms) must undergo an anti-reflective treatment to avoid losses by reflection. This treatment considerably increases the cost of the device.
Ces inconvénients rendent malcommode l'utilisation de ce dispositif. These drawbacks make the use of this device inconvenient.
On connaît un autre dispositif pour le couplage ou la sép-aration de faisceaux lumineux polarisés perpendiculairement entre eux. Another device is known for coupling or separating arrays of light polarized perpendicularly to one another.
Ce dispositif est constitué d'un assemblage de deux fibres optiques reliées entre elles en X. Les fibres optiques formant les branches du X sont à conservation de polarisation. Les fibres subissent un polissage latéral, le plan de polissage ayant une orientation bien définie par rapport aux axes de propagation de la fibre Le composant est obtenu par assemblage des deux parties résultantes. This device consists of an assembly of two optical fibers connected to each other at X. The optical fibers forming the branches of the X are polarization conserved. The fibers undergo lateral polishing, the polishing plane having a well-defined orientation with respect to the axes of propagation of the fiber. The component is obtained by assembling the two resulting parts.
Les deux fibres de sortie permettent la propagation des ondes électromagnétiques quelle que soit La polarisation. The two output fibers allow the propagation of electromagnetic waves whatever the polarization.
Ce polissage qui doit être précis, rend la réalisation du dispositif tong et coûteux. This polishing which must be precise, makes the production of the tong device and expensive.
L'objet de la présente invention est de fournir un dispositif pour traiter des ondes électromagnétiques de polarisations perpendiculaires entre elles, pour les coupler ou les séparer, et quiest simple à mettre en oeuvre et peu coûteux. The object of the present invention is to provide a device for treating electromagnetic waves with polarizations perpendicular to each other, for coupling or separating them, and which is simple to implement and inexpensive.
De manière plus précise, la présente invention concerne un dispositif pour combiner ou séparer des ondes électromagnétiques de polarisations perpendiculaires entre elles, comprenant
un premier guide pour la propagation d'une première
onde électromagnétique de polarisation rectiligne
déterminée,
un deuxième guide pour la propagation d'une deuxième
onde électromagnétique de polarisation rectiligne
perpendiculaire à la polarisation de la première
onde électromagnétique,
un troisième guide pour la propagation d'une onde
électromagnétique indépendamment de la direction
de sa polarisation,
un filtre possédant un coefficient de réflexion
sensiblement égal à 0 pour une première direction
de polarisation rectiligne déterminée et sensiblement
égal à 1 pour une seconde direction de polarisation
rectiligne perpendiculaire à la première direction
de polarisation pour une longueur d'onde donnée et
une orientation donnée par rapport à une onde
incidente, ce filtre étant disposé à une extrémité
de chacun des guides.More specifically, the present invention relates to a device for combining or separating electromagnetic waves of perpendicular polarizations between them, comprising
a first guide for the spread of a first
electromagnetic wave of rectilinear polarization
determined,
a second guide for the spread of a second
electromagnetic wave of rectilinear polarization
perpendicular to the polarization of the first
electromagnetic wave,
a third guide for the propagation of a wave
electromagnetic regardless of direction
of its polarization,
a filter with a reflection coefficient
substantially equal to 0 for a first direction
of determined and substantially rectilinear polarization
equal to 1 for a second direction of polarization
straight perpendicular to the first direction
polarization for a given wavelength and
a given orientation with respect to a wave
incident, this filter being arranged at one end
from each of the guides.
Les guides peuvent être des fibres optiques ou des guides intégrés dans un substrat. Le dispositif de l'invention ne nécessite pas de mise en oeuvre délicate, les ajustements entre les différents guides étant plus simples que dans les dispositifs connus jusqu'alors. The guides can be optical fibers or guides integrated in a substrate. The device of the invention does not require delicate implementation, the adjustments between the different guides being simpler than in the devices known hitherto.
Lors de la transmission sur un long trajet d'un signal optique par L'intermédiaire d'un guide optique, il est parfois nécessaire d'amplifier ce signal pour compenser les pertes intervenant lors de la propagation. On utilise alors des fibres amplificatrices placées sur Le parcours optique. Ces fibres amplificatrices, comme tout amplificateur, nécessitent un apport d'énergie qu'elles transmettent au signal. L'apport d'énergie est effectué par un pompage optique d'un matériau dopant la fibre, grâce à l'introduction dans la fibre amplificatrice d'un faisceau Lumineux de grande énergie et de longueur d'onde inférieure à celle du signal optique. When transmitting an optical signal over a long path through an optical guide, it is sometimes necessary to amplify this signal to compensate for the losses occurring during propagation. Amplifying fibers are then used placed on the optical path. These amplifying fibers, like any amplifier, require a supply of energy which they transmit to the signal. The energy is supplied by an optical pumping of a material doping the fiber, thanks to the introduction into the amplifying fiber of a light beam of high energy and of wavelength less than that of the optical signal.
L'utilisation d'une source lumineuse puissante, telle une diode, pose des problèmes de fiabilité et de stabiLité. C'est pourquoi, on combine pLusieurs faisceaux lumineux issus de plusieurs sources stables et fiables, mais de puissance moindre. Le dispositif pour combiner des faisceaux lumineux de polarisations perpendiculaires entre elles permet d'amener simplement L'énergie pour le pompage optique d'un guide d'onde amplificateur. The use of a powerful light source, such as a diode, poses problems of reliability and stability. This is why we combine several light beams from several stable and reliable sources, but of lower power. The device for combining light beams with perpendicular polarizations between them makes it possible to simply supply energy for the optical pumping of an amplifying waveguide.
La présente invention concerne donc un dispositif amplificateur comportant
un dispositif pour combiner des ondes
électromagnétiques de polarisations perpendiculaires
entre elles tel que décrit précédemment,
un moyen pour multipLexer une onde issue du troisième
guide et un signal optique à amplifier,
un guide optique amplificateur connecté en sortie
du moyen pour multiplexer,
une première source apte à délivrer une onde
électromagnétique à une extrémité du premier guide,
cette onde étant polarisée rectilignement de manière
à pouvoir se propager dans le premier guide et
possédant une longueur d'onde apte au pompage optique
du guide amplificateur,
une seconde source apte à délivrer une onde
électromagnétique à une extrémité du second guide,
cette onde étant polarisée recti lignement de manière
à pouvoir se propager dans le second guide, et
possédant une longueur d'onde apte au pompage optique
du guide amplificateur.The present invention therefore relates to an amplifier device comprising
a device for combining waves
electromagnetic with perpendicular polarizations
between them as described above,
a means for multiplexing a wave from the third
guide and an optical signal to be amplified,
an amplifier optical guide connected at the output
means for multiplexing,
a first source capable of delivering a wave
electromagnetic at one end of the first guide,
this wave being polarized rectilinearly so
to be able to spread in the first guide and
having a wavelength suitable for optical pumping
amplifier guide,
a second source capable of delivering a wave
electromagnetic at one end of the second guide,
this wave being linearly polarized so
to be able to spread in the second guide, and
having a wavelength suitable for optical pumping
of the amplifier guide.
L'invention a aussi pour objet un dispositif de détection cohérente. The invention also relates to a coherent detection device.
On sait que pour améliorer le rapport signal/bruit d'une détection, on peut corréler le signal, support de l'information, avec un signal de référence issu d'un oscillateur local. Pour cela, il est nécessaire que le signal de référence possède une même longueur d'onde, une même phase et une même polarisation que le signal support de l'information. We know that to improve the signal / noise ratio of a detection, we can correlate the signal, information carrier, with a reference signal from a local oscillator. For this, it is necessary that the reference signal has the same wavelength, the same phase and the same polarization as the information support signal.
Or, au cours de sa propagation, la polarisation de ce dernier fluctue et se déforme. Par exemple, une polarisation rectiligne devient elliptique, et les battements obtenus lors de la corrélation sont de faible amplitude. Comme on va le voir, un dispositif de séparation d'ondes de polarisations perpendiculaires entre elles tel que présenté ci-dessus permet la détection cohérente d'un signaL dont la polarisation s'est déformée au cours de sa transmission.However, during its propagation, the polarization of the latter fluctuates and deforms. For example, a rectilinear polarization becomes elliptical, and the beats obtained during correlation are of low amplitude. As will be seen, a device for separating waves of polarizations perpendicular to each other as presented above allows the coherent detection of a signal whose polarization has been deformed during its transmission.
De plus, on peut obtenir une information redondante qui permet de s'assurer de la fiabilité de La détection. In addition, redundant information can be obtained which makes it possible to ensure the reliability of the detection.
L'invention concerne donc un dispositif de détection cohérente comprenant :
un dispositif pour la séparation d'ondes
électromagnétiques de polarisations perpendiculaires
entre elles tel que décrit précédemment,
au moins un osciLlateur local apte à délivrer une
onde électromagnétique de longueur d'onde, de phase
et de polarisation identique à la longueur d'onde,
la phase et la polarisation de L'une des ondes pouvant
se propager dans L'un des premier et second guides,
pour chaque oscillateur Local, un coupleur connecté
par une première entrée à celui des premier et second
guides considéré et par une seconde entrée à un guide
pour la transmission de L'onde délivrée par ledit
oscillateur Local, cette transmission n'introduisant
pas de déformation sensible de la polarisation,
pour chaque coupleur, un guide de sortie connecté
en sortie du coupleur considéré,
pour chaque guide de sortie, un détecteur apte à
la détection des battements entre les ondes se
propageant dans ledit guide de sortie.The invention therefore relates to a coherent detection device comprising:
a device for the separation of waves
electromagnetic with perpendicular polarizations
between them as described above,
at least one local oscillator capable of delivering a
wavelength, phase electromagnetic wave
and polarization identical to the wavelength,
the phase and polarization of one of the waves which can
spread in one of the first and second guides,
for each Local oscillator, a connected coupler
by a first entry to that of the first and second
guides considered and by a second entry to a guide
for the transmission of the wave delivered by said
Local oscillator, this transmission does not introduce
no significant deformation of the polarization,
for each coupler, a connected output guide
at the output of the coupler considered,
for each outlet guide, a detector capable of
the detection of the beats between the waves
propagating in said outlet guide.
Les caractéristiques et avantages de
L'invention apparaîtront mieux après la description qui suit donnée à titre explicatif et nullement limitatif. Cette description se réfère à des dessins annexés, sur lesquels :
- La figure 1, déjà décrit et relative à l'art antérieur, représente schématiquement un dispositif pour combiner ou séparer des ondes éLectromagnétiques de polarisations perpendiculaires entre elles ;
- la figure 2 représente schématiquement un dispositif conforme à l'invention pour combiner ou séparer des ondes électromagnétiques de polarisations perpendiculaires entre elles ;
- la figure 3 représente schématiquement les variations du coefficient de réflexion en fonction de la longueur d'onde d'un filtre utilisé dans l'invention ;
- la figure 4 représente schématiquement une variante de réalisation d'un dispositif conforme à L'invention ;;
- la figure 5 représente schématiquement un dispositif amplificateur conforme à L'invention ;
- la figure 6 représente schématiquement un dispositif de détection cohérente conforme à l'invention.The features and benefits of
The invention will appear better after the description which follows given by way of explanation and in no way limiting. This description refers to the attached drawings, in which:
- Figure 1, already described and relating to the prior art, schematically represents a device for combining or separating electromagnetic waves of polarizations perpendicular to each other;
- Figure 2 schematically shows a device according to the invention for combining or separating electromagnetic waves of polarizations perpendicular to each other;
- Figure 3 shows schematically the variations of the reflection coefficient as a function of the wavelength of a filter used in the invention;
- Figure 4 schematically shows an alternative embodiment of a device according to the invention;
- Figure 5 schematically shows an amplifier device according to the invention;
- Figure 6 schematically shows a coherent detection device according to the invention.
La figure 2 représente schématiquement une vue de dessus d'un dispositif, conforme à L'invention, pour combiner ou séparer des ondes élecromagnétiques de polarisations perpendiculaires entre elles. FIG. 2 schematically represents a top view of a device, in accordance with the invention, for combining or separating electromagnetic waves with polarizations perpendicular to each other.
Dans cet exemple de réalisation, un support 24, par exemple en élastomère, comporte une rainure 26 en forme de T. Trois fibres optiques 28, 30, 32 (seules leurs extrémités sont représentées) sont disposées dans cette rainure 26. Ces fibres optiques 28, 30, 32 sont dépourvues de gaine protectrice. In this embodiment, a support 24, for example made of elastomer, has a T-shaped groove 26. Three optical fibers 28, 30, 32 (only their ends are shown) are arranged in this groove 26. These optical fibers 28 , 30, 32 are devoid of protective sheath.
La première fibre optique 28 est du type "à conservation de polarisation" pour une polarisation dirigée parallèlement au plan de la feuille supportant la figure (polarisation p). La seconde fibre optique 30 est aussi du type "à conservation de polarisation1, pour une polarisation dirigée perpendiculairement au plan de la feuille supportant la figure (polarisation s). The first optical fiber 28 is of the "polarization preservation" type for a polarization directed parallel to the plane of the sheet supporting the figure (p polarization). The second optical fiber 30 is also of the "polarization conservation type" 1, for a polarization directed perpendicular to the plane of the sheet supporting the figure (polarization s).
La troisième fibre optique 32 peut être une fibre monomode standard : elle permet la propagation d'une onde lumineuse indépendamment de la direction de sa polarisation. The third optical fiber 32 can be a standard single-mode fiber: it allows the propagation of a light wave regardless of the direction of its polarization.
Dans l'exemple de réalisation représenté, un fiLtre 34 est déposé sur L'extrémité de la troisième fibre optique 32 qui est biseautée à 450 ; L'angle d'incidence que fait un faisceau lumineu x sortant de la fibre 32 avec le filtre 34 est donc égal à 450. In the embodiment shown, a filter 34 is deposited on the end of the third optical fiber 32 which is bevelled at 450; The angle of incidence made by a light beam x leaving the fiber 32 with the filter 34 is therefore equal to 450.
Le filtre 34 disposé à L'extrémité de la troisième fibre 32 est placé à l'interconnexion des branches de la rainure 26 de sorte qu'il est aussi à proximité des extrémités des première et deuxième fibres 28, 30. De plus, l'extrémité de la première fibre 28 est biseautée à 450 de manière à s'adapter à L'extrémité de la troisième fibre 32. The filter 34 disposed at the end of the third fiber 32 is placed at the interconnection of the branches of the groove 26 so that it is also close to the ends of the first and second fibers 28, 30. In addition, the end of the first fiber 28 is bevelled at 450 so as to adapt to the end of the third fiber 32.
Le filtre 34 est réalisé par le dépôt de couches minces superposées suivant toute technique connue. Il présente un coefficient de réflexion R qui dépend de la polarisation pour une longueur d'onde et une orientation données par rapport à une onde incidente. Comme on l'a vu, l'incidence des faisceaux entrant ou sortant de L'une quelconque des fibres 28, 30, 32 par rapport au filtre 34 est de 450 dans cet exemple. The filter 34 is produced by depositing superimposed thin layers according to any known technique. It has a reflection coefficient R which depends on the polarization for a given wavelength and orientation with respect to an incident wave. As we have seen, the incidence of the beams entering or leaving any of the fibers 28, 30, 32 relative to the filter 34 is 450 in this example.
Les fibres optiques 28, 30, 32 étant jointives ou quasi jointives, aucune optique d'adaptation n'est nécessaire. The optical fibers 28, 30, 32 being contiguous or almost contiguous, no adaptation optics are necessary.
La figure 3 représente schématiquement les variations du coefficient de réflexion R du filtre 34 en fonction de la longueur d'onde Xo. On voit que pour une longueur d'onde Xo égale par exemple à 1,48 micron (et pour une incidence égale à 450) les variations du coefficient de réflexion du filtre 34 sont différentes pour une polarisation s et une polarisation p. Si ces variations présentent une forme de marche dans les deusx cas, R passe brutalement d'environ 0 à environ 1 pour une valeur voisine mais inférieure à Xo dans le cas d'une polarisation s alors que R passe brutalement d'environ 0 à environ 1 pour une valeur voisine mais supérieure à X0 dans le cas d'une polarisation p.En définitive, pour une longueur d'onde égale à X0, R vaut sensiblement 1 pour un faisceau lumineux ayant une polarisation s alors qu'il est sensiblement égal à 0 pour un faisceau lumineux ayant une polarisation p. FIG. 3 schematically represents the variations in the reflection coefficient R of the filter 34 as a function of the wavelength Xo. We see that for a wavelength Xo equal for example to 1.48 micron (and for an incidence equal to 450) the variations of the reflection coefficient of the filter 34 are different for a polarization s and a polarization p. If these variations have a form of walking in the two cases, R suddenly passes from approximately 0 to approximately 1 for a value close to but less than Xo in the case of an polarization s whereas R passes suddenly from approximately 0 to approximately 1 for a value close to but greater than X0 in the case of a polarization p. Ultimately, for a wavelength equal to X0, R is substantially equal to 1 for a light beam having a polarization s while it is substantially equal at 0 for a light beam having a polarization p.
A nouveau en référence à la figure 1, on comprend qu'une onde électromagnétique de polarisation p se propageant dans la première fibre optique 28 est transmise intégralement par le filtre 34 et pénètre dans La fibre optique 32 directement sans que le guidage soit interrompu. Again with reference to FIG. 1, it is understood that an electromagnetic wave of polarization p propagating in the first optical fiber 28 is transmitted entirely by the filter 34 and enters the optical fiber 32 directly without the guidance being interrupted.
De manière analogue, une onde électromagnétique de polarisation s se propageant dans la seconde fibre optique 30 est réfléchie intégralement par le filtre 34 (après avoir traversé un tronçon de la troisième fibre optique 32) sans que le guidage soit interrompu. Similarly, an electromagnetic wave of polarization s propagating in the second optical fiber 30 is fully reflected by the filter 34 (after passing through a section of the third optical fiber 32) without the guidance being interrupted.
La description qui est donnée ci-dessus concerne la combinaison de deux ondes de polarisations s et p, mais on comprend aisément que le dispositif peut être utilisé en sens inverse pour la séparation en deux ondes d'une onde se propageant dans la fibre 32 et ayant une composante de polarisation s et une composante de polarisation p. The description which is given above relates to the combination of two waves of polarizations s and p, but it is easily understood that the device can be used in the opposite direction for the separation into two waves of a wave propagating in the fiber 32 and having a polarization component s and a polarization component p.
Les fibres 28, 30, 32 une fois positionnées dans la rainure 26 sont maintenues par collage. Pour cela, elles sont noyées dans une colle fluide sensible aux rayonnements U.V. et plaquées en position sous l'effet d'une plaque de verre 36 posée sur le support 24. On soumet ensuite l'ensemble aux rayonnements
U.V. qui durcissent la colle.The fibers 28, 30, 32 once positioned in the groove 26 are held by gluing. For this, they are embedded in a fluid adhesive sensitive to UV radiation and plated in position under the effect of a glass plate 36 placed on the support 24. The assembly is then subjected to radiation
UV curing glue.
Dans une variante de réalisation représentée schématiquement sur la figure 4, le dispositif est intégré sur un substrat 38, par exemple en verre. In an alternative embodiment shown diagrammatically in FIG. 4, the device is integrated on a substrate 38, for example made of glass.
Des guides d'ondes 40, 42, 44 sont intégrés dans le substrat 38, par diffusion de titane par exemple.Waveguides 40, 42, 44 are integrated into the substrate 38, by diffusion of titanium for example.
Comme précédemment, le premier guide 40 permet la seule propagation d'une onde de polarisation p alors que le second guide 42 permet la seule propagation d'une onde de polarisation s. Le guide 44 est apte à la propagation d'une onde quelle que soit sa polarisation.As before, the first guide 40 allows the only propagation of a polarization wave p while the second guide 42 allows the only propagation of a polarization wave s. The guide 44 is suitable for the propagation of a wave whatever its polarization.
Les guides d'onde 40, 42, 44 sont aussi disposés en forme de T, le guide 44 est dans le prolongement du guide 40 et le guide 44 est perpendiculaire aux deux autres, son extrémité débouchant au niveau des extrémités des guides 40 et 44. The waveguides 40, 42, 44 are also arranged in a T shape, the guide 44 is in the extension of the guide 40 and the guide 44 is perpendicular to the other two, its end opening out at the ends of the guides 40 and 44 .
Un espace en forme de caisson sépare les extrémités des guides 40 et 44. Ce caisson contient un filtre 46 de caractéristiques identiques à celles décrites en référence à la figure 3. Le filtre 46 est réalisé par exemple par le dépôt d'un nombre pair de couches alternées sur un substrat de verre ; la formule du dépôt est du type : verre H B H B ... B verre où H représente une couche de matériau de haut indice et B une couche de matériau de bas indice. A box-shaped space separates the ends of the guides 40 and 44. This box contains a filter 46 with characteristics identical to those described with reference to FIG. 3. The filter 46 is produced for example by depositing an even number of alternating layers on a glass substrate; the deposit formula is of the type: glass H B H B ... B glass where H represents a layer of high index material and B a layer of low index material.
Pour une application à 1,45 gm sous une incidence de 450, on réalisera un empilement alterné de sulfure de zinc et de cryolithe de 14 couches dont les épaisseurs mécaniques sont les suivantes : o
1603 A pour le sulfure de zinc
o
2788 A pour la cryolithe
Un mode de réalisation de ce type de filtre est décrit dans la revue Journal of OPTICS de 1986 (volume 17, n01, pages 43 à 52).For an application at 1.45 gm at an incidence of 450, an alternating stack of zinc sulfide and cryolite of 14 layers will be produced, the mechanical thicknesses of which are as follows: o
1603 A for zinc sulfide
o
2788 A for cryolite
An embodiment of this type of filter is described in the journal Journal of OPTICS of 1986 (volume 17, n01, pages 43 to 52).
On voit sur la figure 4 que le caisson est incliné de manière à ce que le filtre fasse un angle de 45C avec chaque guide d'onde. We see in Figure 4 that the box is tilted so that the filter makes an angle of 45C with each waveguide.
La figure 5 représente schématiquement un dispositif amplificateur conforme à l'invention et utilisant un dispositif pour combiner deux ondes électromagnétiques de polarisations perpendiculaires entre elles du type de celui représenté sur la figure 2 ; les références de la figure 2 sont donc reprises. FIG. 5 schematically represents an amplifier device according to the invention and using a device for combining two electromagnetic waves with polarizations perpendicular to each other of the type of that shown in FIG. 2; the references of FIG. 2 are therefore repeated.
Une première source lumineuse 48, par exemple une diode laser, du type de celle commercialisée par la Société OKI sous la référence OL352A-20, délivre une onde électromagnétique de polarisation p en entrée de la première fibre optique 28. A first light source 48, for example a laser diode, of the type sold by the company OKI under the reference OL352A-20, delivers an electromagnetic wave of polarization p at the input of the first optical fiber 28.
Une seconde source lumineuse 50, par exemple une diode laser, du même type que précédemment, délivre une onde électromagnétique de polarisation s en entrée de la seconde fibre optique 30. A second light source 50, for example a laser diode, of the same type as above, delivers an electromagnetic wave of polarization s at the input of the second optical fiber 30.
La longueur d'onde de ces faisceaux lumineux peut être par exemple égale à 1,48 micron et la puissance moyenne de chaque faisceau est environ égale à une dizaine de mW. The wavelength of these light beams can be for example equal to 1.48 microns and the average power of each beam is approximately equal to ten mW.
Grâce à la transmission et la réflexion respective de l'un et l'autre faisceaux par le filtre 34, une combinaison des deux faisceaux se propage dans la troisième fibre optique 32 qui est couplée en sortie à une première entrée d'un multiplexeur optique 52 par exemple du type de celui commercialisé par La Société ATI sous la référence MUXOPTIC. Thanks to the transmission and the respective reflection of the one and the other beams by the filter 34, a combination of the two beams propagates in the third optical fiber 32 which is coupled at output to a first input of an optical multiplexer 52 for example of the type sold by ATI under the reference MUXOPTIC.
La fibre de ligne 54 qui amène le signal à amplifier est connectée à une seconde entrée du multiplexeur optique 52. Le signal possède une longueur d'onde égale par exemple à 1,55 micron. The line fiber 54 which brings the signal to be amplified is connected to a second input of the optical multiplexer 52. The signal has a wavelength equal for example to 1.55 microns.
Une fibre amplificatrice 56 est connectée en sortie du multiplexeur optique 52. Les faisceaux lumineux délivrés par la fibre 32 sont utilisés pour le pompage optique de la fibre amplificatrice 56 de sorte que le signal soit amplifié lors de sa propagation dans la fibre amplificatrice. An amplifying fiber 56 is connected at the output of the optical multiplexer 52. The light beams delivered by the fiber 32 are used for the optical pumping of the amplifying fiber 56 so that the signal is amplified during its propagation in the amplifying fiber.
La figure 6 représente schématiquement un dispositif de détection cohérente conforme à L'invention utilisant un dispositif pour séparer des composantes de polarisations perpendiculaires entre elles du type de celui représenté sur la figure 2 ; les références de la figure 2 sont donc reprises. FIG. 6 schematically represents a coherent detection device in accordance with the invention using a device for separating components of polarizations perpendicular to each other of the type of that shown in FIG. 2; the references of FIG. 2 are therefore repeated.
Au cours, d'une propagation dans une fibre optique standard, la polarisation d'un signal fluctue autour de la direction privilégiée constituée par la polarisation initiale. Cette déformation transforme par exemple une polarisation rectiligne en polarisation elliptique. During a propagation in a standard optical fiber, the polarization of a signal fluctuates around the preferred direction constituted by the initial polarization. This deformation transforms for example a rectilinear polarization into an elliptical polarization.
Dans le dispositif représenté sur la figure 6, la fibre 32 constitue la fibre de ligne dans laquelle se propage le signal. A la traversée du filtre 34, la composante de polarisation p est transmise dans la fibre optique 28 alors que la composante de polarisation s est réfléchie dans la fibre 30. Ces composantes sont délivrées sur les entrées de coupleurs, respectivement référencées 58p et 58s, du type de ceux commercialisés par la Société PHOTONETICS sous la référence PHCP. In the device shown in FIG. 6, the fiber 32 constitutes the line fiber in which the signal propagates. When the filter 34 is crossed, the polarization component p is transmitted in the optical fiber 28 while the polarization component s is reflected in the fiber 30. These components are delivered to the coupler inputs, respectively referenced 58p and 58s, of the type of those sold by the company PHOTONETICS under the reference PHCP.
Chaque coupleur possède une seconde entrée à laquelle est connectée une fibre optique 60s, 60p suffisamment courte pour que la polarisation d'une onde ne se modifie pas lors de la propagation. Each coupler has a second input to which an optical fiber 60s, 60p is connected, short enough so that the polarization of a wave does not change during propagation.
Deux oscillateurs locaux 62s, 62p délivrent des signaux lumineux de référence sur les entrées des fibres 60s et 60p. Ces signaux de référence possèdent une polarisation déterminée, p pour le signal issu de l'oscillateur 62p, s pour celui issu de l'oscillateur 62s, une longueur d'onde et une phase identiques à celles du signal à détecter. Two local oscillators 62s, 62p deliver reference light signals on the inputs of the fibers 60s and 60p. These reference signals have a determined polarization, p for the signal coming from the oscillator 62p, s for that coming from the oscillator 62s, a wavelength and a phase identical to those of the signal to be detected.
On obtient ainsi dans les fibres de sortie 64s, 64p reliées aux sorties respectives des coupleurs 58s, 58p, des battements entre la composante du signal de polarisation s ou p avec le signal de référence de même polarisation. Ces battements sont détectés par des détecteurs 66s et 66p disposés respectivement en sortie des fibres 64s, 64p. We thus obtain in the output fibers 64s, 64p connected to the respective outputs of the couplers 58s, 58p, beats between the component of the polarization signal s or p with the reference signal of the same polarization. These beats are detected by detectors 66s and 66p disposed respectively at the outlet of the fibers 64s, 64p.
Les signaux électriques délivrés par les détecteurs sont ensuite traités par des moyens de traitement non représentés. La détection réalisée par les détecteurs 66p et 66s est redondante et permet d'assurer ta fiabilité de la détection. The electrical signals delivered by the detectors are then processed by processing means not shown. The detection carried out by the detectors 66p and 66s is redundant and makes it possible to ensure the reliability of the detection.
L'invention ne se limite nullement aux exemples de réalisation plus spécialement décrits et représentés ; elle en admet au contraire toutes les variantes. En particulier, pour le dispositif de combinaison ou de séparation d'ondes électromagnétiques de polarisations perpendiculaires entre elles les angles entre les différents guides d'entrée et de sortie peuvent être différents de 0 ou 90". De même, l'orientation du filtre peut être différente de celle présentée en exemple et l'angle d'incidence des ondes électromagnétiques peut être différent de 450. The invention is in no way limited to the embodiments more specifically described and shown; on the contrary, it admits all variants. In particular, for the device for combining or separating electromagnetic waves with perpendicular polarizations between them, the angles between the different input and output guides can be different from 0 or 90 ". Similarly, the orientation of the filter can be different from that shown in example and the angle of incidence of electromagnetic waves can be different from 450.
Une autre application de l'invention est la réalisation d'un polariseur optique fibré. En effet, dans la figure 2, l'ensemble fibre 32, filtre 34 et fibre 28 constitue un polariseur optique. Quelle que soit la direction de polarisation de L'onde incidente qui est présente à L'entrée de la fibre 32, seule une direction de polarisation est transmise sur la fibre 28 ; on obtient ainsi en sortie une onde polarisée linéaire. Another application of the invention is the production of a fiber optic polarizer. In fact, in FIG. 2, the fiber 32, filter 34 and fiber 28 assembly constitutes an optical polarizer. Whatever the direction of polarization of the incident wave which is present at the input of the fiber 32, only one direction of polarization is transmitted on the fiber 28; a linear polarized wave is thus obtained at the output.
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1990
- 1990-12-03 FR FR9015098A patent/FR2670023B1/en not_active Expired - Fee Related
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FR2670023B1 (en) | 1993-10-22 |
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