KR100279060B1 - 고효율 분극 다이버시티 수신기 시스템 - Google Patents

고효율 분극 다이버시티 수신기 시스템 Download PDF

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Abstract

p-분극 성분과 s-분극 성분을 갖는 입사 광빔으로부터 다수의 헤테로다인 광 출력신호를 산출하기 위한 분극 다이버시티 수신기 시스템은 순차적으로 배열된 제1 및 제2 분극 빔스플리터와, 각각 헤테로다인 광신호를 수신하는 세개의 광검출기를 구비한다. 상기 분극 다이버시티 수신기 시스템은 이들 세개의 신호들중 최대 신호를 트랙하고, 후속하는 신호 처리를 위해 최대 신호만을 사용한다. 그 비트노트가 헤테로다인 신호인 두개의 광학 필드의 입력 분극에 의존하는 이와 같은 최대 신호에 대해 최소값이 존재한다. 따라서, 본 발명의 목적은 세개의 헤테로다인 신호중 최대 신호의 최소값을 최대화하는 것이다. 제1 분극 빔스플리터는, 약 100%의 p-분극 성분과 약 33%의 s-분극 성분을 포함하는 전송 빔 부분과, 약 0%의 p-분극 성분과 약 67%의 s-분극 성분을 포함하는 반사 빔 부분으로 입사 빔을 이상적으로 분할한다. 반사 빔 부분은 제1 헤테로다인 광 출력 신호로서 상기 제1 분극 빔스플리터에서 빠져나와 제1 광검출기에 충돌한다. 전송 빔 부분은 제1 빔스플리터에서 빠져나와, 제2 분극 빔스플리터를 통해 통과하기 전에 또는 동안 그 전달축 둘레에서 그 분극 고유상태가 45° 회전된다. 상기 제2 빔스플리터는 회전되고 전송된 빔 부분을 각각 제2 및 제3 광검출기에 충돌하는 제2 및 제3 헤테로다인 광출력 신호로 분할한다.

Description

고효율 분극 다이버시티 수신기 시스템
본 발명은 총체적으로 광신호 수신기 분야에 관한 것이다. 더 상세하게는, 본 발명은 광섬유 시스템에서 분극 신호 페이딩(polarization signal fading)을 감소시키거나 또는 최소화하는 광신호 수신기에 관한 것이다.
광섬유로부터의 광신호의 수신을 이용하는 시스템에서 큰 문제는 광섬유를 통해 전송된 광신호의 분극에 있어서의 변화로 유발된 페이딩이다. 특히, 광섬유 전송선을 통해 전파된 두개 이상의 광신호로부터의 위상 정보는 관련된 두 신호의 분극이 교차할 때 수신기에서 손실되어, 아무런 검출기 비트 노트(no detector beat note)도 초래할 수 없다. 따라서 검출하기 이전에 모든 분극의 경우에서 발생되는 신호를 신호 처리용의 적절히 큰 검출기 비트 노트로 처리하는 몇몇 메커니즘을 제공할 필요가 있다.
상술한 문제를 시정하는 하나의 메커니즘은 본 발명의 양수인에게 양도된 미국 특허 제5,448,058호에 개시되어 있다. 상기 특허는 분극기 어레이가 선행하는 광검출기 소자 어레이를 구비하는 장치를 개시하는데, 상기 분극기 어레이는 분극기 어레이에 입사하는 각각의 광신호가 분극축중 적어도 하나의 분극축을 따라 분극성분을 갖도록 분극축이 선정된 각 만큼 일정거리 이격되어 있는 다수의 분극기를 구비한다. 상기 광검출기 소자 각각은 분극기중 선정된 분극기로부터 광을 수신하도록 배열되어 있다. 적어도 하나의 광검출기 소자는 광신호간의 간섭을 가리키는 전기 신호를 발생하기 위해 광신호로부터 병렬 분극 성분을 수신한다.
상술된 장치는 약 4.8dB에서 약 9.0dB의 이론적인 삽입 손실을 갖는다. 실제로, 인접하는 광검출기간의 스페이서의 필요성으로 “데드 스페이스(dead space)”를 초래하게 되어, 측정된 삽입 손실은 약 7dB에서 약 10dB가 되었다. 더욱이, 이는 광섬유, 분극기, 및 광검출기를 비교적 정밀하게 배열할 것을 필요로 한다. 이와 같은 특성으로 결국 전체 장치는 진동과 기계적 충격에 약하게 되었다.
따라서, 대단히 적은 삽입 손실, 진동과 기계적 충격으로 인한 정렬 불량에 대해 기계적 안정과 저항이 향상된 분극 신호 페이딩을 최소화하는 광신호 검출 장치의 필요성이 요구되고 있다. 또한 가능한 한 표준 광학 성분으로 실제적으로 구현할 수 있는 이와 같은 장치의 필요성이 바람직하다.
광범위하게, 본 발명은 p-분극 성분과 s-분극 성분을 갖는 입사하는 광빔으로부터 다수의 헤테로다인(heterodyne) 광출력 신호를 발생하기 위한 고효율 분극 다이버시티 수신기 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 바람직한 각 실시예는 순차 배열된 제1 및 제2 분극 빔스플리터, 및 헤테로다인 광신호를 각각 수신하는 세 개의 광검출기를 구비한다. 본 발명에 따른 분극 다이버시티 수신기는 이들 세개의 신호중 가장 큰 신호를 트랙하고, 이와 같이 가장 큰 신호만을 후속하는 신호처리로 사용한다. 그 비트 노트가 헤테로다인 신호인 두개의 광학 필드의 입력 분극에 의존하는 이와같은 최대 신호의 최소값이 존재한다. 따라서, 그 목적은 상기 세개의 헤테로다인 신호중 가장 큰 신호의 최소값을 최대로 하는 것이다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 제1 분극 빔스플리터는 상기 입사 빔을 약 100%의 p-분극 성분과 약 33%의 s-분극 성분을 갖는 전송 빔 부분과 약 0%의 p-분극 성분과 약 67%의 s-분극 성분을 갖는 반사 빔 부분으로 이상적으로 분할한다. 상기 반사 빔 부분은 제1 헤테로다인 광출력 신호로서 상기 제1 분극 빔스플리터로부터 빠져나와 제1 광검출기에 충돌한다.
상기 전송 빔 부분은 상기 제1 빔스플리터로부터 빠져나온 다음, 상기 제2분극 빔스플리터를 통과하기 전에 또는 통과하는 동안 그 전달축 둘레를 그 분극고유상태의 효율적인 45° 회전시킨다. 상기 제2 빔스플리터는 상기 회전된 전송 빔부분을 제2 및 제3 광검출기에 각각 충돌하는 제2 및 제3 헤테로다인 광출력 신호로 분할한다.
바람직한 제1 실시예에서, 제2 분극 빔스플리터는 상기 전송 빔부분을 그로부터 수신하도록 상기 제1 빔스플리터에 광학적으로 결합된 단축 결정판을 구비한다. 상기 결정판은 상기 전송 빔 부분의 분극 고유상태를 효과적으로 45° 각도로 회전시키고, 상기 회전된 전송 빔 부분을 상기 판을 통해 전송되며 제1 선형 분극을 갖는 보통 광선과 상기 제1 선형 분극에 직교하는 제2 선형 분극을 가지며 상기 판을 통해 전송되는 이상 광선으로 분할한다. 상기 보통 광선은 상기 제2 헤테로다인 광출력 신호로서 상기 판을 빠져나오고 상기 이상 광선은 상기 제3 헤테로다인 광출력 신호로서 상기 판을 빠져나온다.
바람직한 제2 실시예에서, 상기 전송 빔 부분은 상기 제1 분극 빔스플리터에 광학적으로 결합된 반파 지연판으로 들어간다. 상기 지연판은 상기 전송 빔 부분의 분극 고유상태를 효과적으로 45°각으로 회전시킨다. 다음에 상기 회전된 전송 빔 부분은 상기 지연판에 광학적으로 결합되고, 상기 회전된 전송 빔 부분을 약 100% p-분극된 제2 전송 빔 부분과 약 100% s-분극된 제2 반사 빔 부분으로 분할하는 제2 분극 빔스플리터로 들어간다. 상기 제2 전송 빔 부분은 상기 제2 헤테로다인 광신호로서 상기 제2 빔스플리터로부터 빠져나오고, 제2 반사 빔 부분은 상기 제3 헤테로다인 광출력 신호로서 상기 제2 빔스플리터로부터 빠져나온다.
바람직한 제3 실시예에서, 상기 전송 빔 부분은 상기 제1 분극 빔스플리터에서 상기 제1 분극 빔스플리터에 광학적으로 직접 결합된 제2 분극 빔스플리터로 직접 통과한다. 상기 제2 빔스플리터는 상기 전송된 빔 부분의 분극 고유상태를 효과적으로 45° 회전시키도록 상기 전송 빔 부분의 전달축에 대해 배향되어 있다. 상기 제2 분극 빔스플리터는 상기 회전된 전송 빔 부분을 약 100% p-분극된 제2 전송 빔 부분과 약 100% s-분극된 제2 반사 빔 부분으로 분할한다. 상기 제2 전송 빔 부분은 상기 제2 헤테로다인 광신호로서 상기 제2 빔스플리터로부터 빠져나오고, 상기 제2 반사 빔 부분은 상기 제3 헤테로다인 광출력 신호로서 상기 제2 빔스플리터로부터 빠져나온다.
본 발명에 따라 구성된 분극 다이버시티 수신기 시스템은 6db 미만의 삽입 손실 심지어 1db미만의 삽입 손실을 갖도록 기능할 수 있다. 또한, 이와 같은 수신기는 그 광학적 구성요소를 정확히 정렬시키는 것에 의존하지 않으며, 따라서 기계적 충격에 상대적으로 강하다.
제1도는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 분극 다이버시티 수신기 시스템(a polarization diversity receiver system)의 다이어그램 표현도.
제2도는 제1도의 실시예의 광학 빔스플리터(an optical beam splitter)로 사용된 결정 방해석 블럭(a crystalline calcite block)의 사시도.
제3도는 제2도의 블럭의 한면의 입면도로, 상기 면에 대한 광축의 방위도.
제4도는 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 분극 다이버시티 수신기 시스템의 다이어그램 표현도.
제5도는 제4도의 실시예의 광학적 반파 지연판(an optical half wave retarder plate)으로 사용된 결정 석영판의 사시도.
제6도는 제5도의 판의 한면의 입면도로, 상기 면에 대한 광축의 방위도.
제7도는 본 발명의 바람직한 제3 실시예에 따른 분극 다이버시티 수신기 시스템의 다이어그램 표현도.
제8도는 제7도의 8-8선을 따라 절취한 입면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10, 40 : 고효율 분극 다이버시티 수신기 시스템
12 : 단일 모드 광섬유 14 : 페룰
16,58,62,78,90 : 초점 렌즈 18 : 광학 갭
20,42,54,74,82 : 분극 빔 스플리터 22 : 입력 프리즘
24 : 출력 프리즘 26,44,56,76,84 : 광학 계면
28,34,36,60,64 : 광검출기 30 : 결정판
32,52 : 광축 50 : 지연판
제1도는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 고효율 분극 다이버시티 수신기 시스템(a polarization diversity receiver system)(10)을 도시한다. 상기 수신기 시스템(10)은 레이저 등과 같은(도시되지 않은) 적당한 소스로부터(가시광선 또는 적외선) 광신호를 전송하는 단일 모드 광섬유(12)로부터 광신호를 수신한다. 상기 광섬유(12)는 기술분야에 잘 공지된 바와 같이 구조체 지지튜브 또는 페룰(ferrule)(14)내에 단단히 지지된다. 광신호는 광섬유(12)의 기부단(proximal end)에서 나오는 빔으로서 나오고 광학 갭(18)을 횡단한 후 초점 렌즈(16)로 들어간다. 렌즈(16)는 바람직하게 “SELFOC”라는 상표하에 뉴저지주 소머셋에 소재한 NSG 아메리카로부터 상업적으로 구할 수 있는 유형의 계층화된 인덱스(“GRIN”) 렌즈이다. 상기 렌즈(16)는 이하에 서술되는 방법으로 광학 빔에 초점을 일치시킨다. 갭(18)은 사용된 광 파장을 투과하는, 공기를 포함하는 임의의 물질일 수 있다. 바람직하게, 갭(18)은 렌즈에 대해 소정 초점 길이를 달성하도록 광빔이 적당한 발산양으로 렌즈(16)에 들어갈 수 있게 보장하도록 조정가능하다.
렌즈(16)는 제1 분극 빔스플리터(20)에 기계적 및 광학적으로 결합되어 있다. 제1 빔스플리터(20)는 제1 또는 제2 입력 프리즘(22)(이것에 렌즈(16)가 결합되어 있슴)과, 코팅된 광학 계면(26)를 따라 상기 입력 프리즘(22)에 결합된 제2 출력 프리즘(24)을 구비한다. 프리즘(22, 24)은 바람직하게 독일 메인즈에 소재한 Schott Glasswerke의 “BK7”이라는 이름하에 유통되고 있는 종류의 광학 품질 유리(optical quality glass)라는 상업적으로 이용할 수 있는 물품이다.
프리즘(22, 24)은 바람직하게 우각 프리즘(right-angled prisms)이고, 이들간의 광학 계면(26)는 렌즈(16)로부터 제1 빔스플리터(20)에 들어오는 입사 광 빔(I)에 대해 45℃의 각 α를 이룬다. 계면(26)는 서로 다른 비율의 p-분극 및 s-분극 광신호로서, 입사 빔(I)을 서로에 대해 90° 이격된 두개의 빔으로 분할하도록 광학적으로 코팅되어 있다. 본 실시예에서, 계면(26)의 코팅은 이상적인 100%의 p-분극 신호성분의 전송, 따라서 이상적인 약 0%의 p-분극 성분의 반사를 달성하도록 설계되어 있다. s-분극 성분의 경우, 이상적인 33%의 전송, 따라서 이상적인 약 67%의 반사를 달성하도록 설계되어 있다. 이와 같이, 계면(26)을 통해 전송된 광신호의 부분(T)은 약 100%의 그 p-분극 성분과 약 33%의 그 s-분극 성분을 포함할 것이다. 계면(26)에서 반사된 광신호의 부분(T)은 거의 어떠한 p-분극 성분도 포함하지 않고 약 67%의 그 s-분극 성분을 포함할 것이다.
입사 빔의 전송되고 반사된 상술된 분극 특성을 달성하는데 필요한 특수 코팅은 입사 빔의 파장에 따른다. 예를 들어, 만약 1320nm의 공칭 파장이 사용되면, 코팅은, 각각 약 330nm 두께를 갖는 2층의 실리콘 산화물이 교차하는 각각 약 220nm 두께의 세층의 실리콘 질화물을 구비하는, 소위 “석영파 스택(quarter wave stack)”일 것이다. 이들의 재료와 치수는 상술된 이상적인 전송과 반사율을 달성하지 못할 것이지만, 이들은 유용한 결과를 산출하는데 충분한 근사값을 달성할 것이다. 관련된 기술분야에 통상적인 기술을 가진 숙련자에게는 잠재적으로 관련된 다른 파장에 적합한 특수 코팅 조성과 두께를 제공하는 것은 잘 공지되어 있다.
입사 빔(I)의 반사부(R)는 전송부에 대해 우각으로 입력 프리즘(22)을 통해 제1 광검출기(28)로 향하게 된다. 전송부(T)는 전송된 빔 부분(T)를 수용하도록 출력 프리즘(24)을 통해 출력 프리즘(24)에 기계적 및 광학적으로 결합된 단일축 방해석 결정판(30)을 통과한다. 방해석 결정판(30)은 제2 분극 빔스플리터로서의 기능을 하고, 제2도와 제3도에 도시된 바와 같이 출구면(A), 상기 출구면(A)에 평행한 입구면(B) 및 측면(C)을 갖는다. 방해석 결정판(30)은 출구면(A)의 평면과 45°각을 이루는 광축(32)을 갖는다. 제3도에 도시된 바와 같이 출구면(A)으로부터 투시될 때, 광축(32)은 측면(C)에 대해 45°각으로 출구면(A) 양단으로 대각선으로 연장한다. 방해석 결정판(30)의 광축(32)의 방위는 두개의 빔스플리터(20, 30)간의 그 전달축 근방에 전송 빔 부분(T)의 분극 고유상태(the polarization eigenstates)의 유효한 45℃ 회전을 제공한다.
방해석 결정판(30)은 전송된 빔 부분(T)의 하나의 선형 분극을 보통 광선(an ordinary ray)으로 그리고 직교 분극을 상기 보통 광선에 약 6°의 각도로 이상 광선(an extraordinary ray)으로서 전파한다. 상기 보통 광선은 제2 광검출기(34)에 입사하는 전송된 제1 빔 부분(T1)으로서 상기 방해석 결정판(30)을 빠져 나오는 한편, 상기 이상 광선은 제3 광검출기(36)에 입사하는 전송된 제2 빔 부분(T2)으로서 상기 방해석 결정판(30)을 빠져 나온다.
모든 광학 성분(즉, 프리즘(22, 24)과 방해석 결정판(30))의 광학 치수는 전송된 빔 부분(T1및 T2)에 대한 광학 경로 길이와 거의 같은 반사 빔 부분(R)에 대한 광학 경로 길이를 만들도록 선택된다. GRIN 렌즈(16)와 광신호의 선정된 파장에 대한 광학 갭(18)의 폭을 적절히 선택함으로서, 검출기(28, 34, 36) 각각에는 초점이 일치되고 확대된 빔 화상이 충돌하게 된다. 예를 들어, 1320nm의 공칭 빔 파장의 경우, 직경이 약 1.0mm인 석영-피치 GRIN 렌즈(16)는 폭이 약 0.3mm의 갭(18)만큼 광섬유(14)의 단부로부터 분리된다.
본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 고효율 분극 다이버시티 수신기 시스템(40)이 제4도에 도시되어 있다. 본 실시예에서, 단일 모드 광섬유(도시되지 않음)로부터 광신호를 수신하는 시준하는 GRIN 렌즈(41)는 시준된 입사 빔(I)을 자신으로 향하게 하는 제1 분극 빔스플리터(42)의 입력면에 광학적 및 기계적으로 결합된다. 상기 제1 빔스플리터(42)는 상술된 바와 같이 p-분극 신호 성분의 이상적인 약 100% 전송, 따라서 p-분극 성분의 이상적인 약 0% 반사를 달성하도록 코팅된 제1 광학 계면(44)을 포함한다. s-분극 성분의 경우, 이상적인 약 33%의 전송, 따라서 이상적인 약 67%의 반사를 달성하는 것이 바람직하다. 이와 같이, 제1 계면(44)을 통해 전송된 광신호의 부분(T)는 약 100%의 그 p-분극 성분과 약 33%의 그 s-분극 성분을 포함할 것이다. 제1 계면(44)에서 반사된 광신호의 부분(T)는 거의 어떠한 그 p-분극 성분도 포함하지 않을 것이고, 약 67%의 그 s-분극 성분을 포함할 것이다.
입사 광신호 빔(I)의 반사 부분(R)은 제1 빔스플리터(42)를 벗어나 제1 초점렌즈(46)를 통해 빔의 전송부분(T)에 대해 우각으로 제1 괌검출기(48)로 향해진다. 입사 광신호 빔(I)의 전송 부분(T)은 제1 빔스플리터(42)를 통해 제1 빔스플리터(42)의 출력면에 기계적 및 광학적으로 결합된 석영 반파 지연기(50)를 통과한다.
지연판(50)은 그 축 전파 둘레를 전송된 빔 부분(T)의 분극 고유상태를 45°회전시킨다. 제5도와 제6도에 도시된 바와 같이, 지연판(50)은 광택있는 출구면(A′), 상기 출구면(A′)에 평행한 광택있는 입구면(B′) 및 측면(C′)을 갖는다. 상술된 45° 빔 회전을 달성하기 위해, 지연판(50)은 측면(C′)에 대해 22°30′의 각을 이루는 평면에 수용된 광축(52)을 갖는다. 또한, 소정의 반파 지연을 달성하기 위해, 출구면(A′)에 대한 광축(52)의 방위와 지연판(50)의 두께(전달축 방향으로 측정된)는 입사 빔(I)의 파장을 고려하여 적절히 선택되어야 한다. 따라서, 예를 들어, 입사 빔(I)이 1320nm의 공칭 파장을 갖는 경우, 광축(52)은 출구면(A′)에 법선인 13°4′의 각도로 배향되고, 지연판(50)의 두께는 약 1.5mm이다.
다시 제4도를 참조하면, 지연판(50)에서 빠져나오면, 전송된 빔 부분(T)은 지연판(50)의 출구면(A′)에 광학적 및 기계적으로 결합된 제2 분극 빔스플리터(54)로 입사한다. 제2 분극 빔스플리터(54)는 약 100%의 p-분극 광신호 성분과 약 0%의 s-분극 성분을 전송하고 약 100%의 s-분극 성분과 약 0%의 p-분극 성분을 반사하도록 코팅된 제2 광학 계면(56)을 갖는 상업적으로 입수할 수 있는 품목이다. 전송된 p-분극 성분(TP)는 본래의 전달축을 따라 제2 빔스플리터(54)를 빠져 나오고, 제2초점 렌즈(58)를 통과한 후, 제2 광검출기(60)에 충돌한다. 반사된 s-분극 성분(R)은 본래의 전달축에 대해 우각으로 제2 빔스플리터(54)를 빠져 나오고, 제3 초점 렌즈(62)를 통과한 후, 제3 광검출기(64)에 충돌한다.
본 발명의 제3 실시예에 따른 고효율 분극 다이버시티 수신기(70)가 제7도와 제8도에 도시되어 있다. 본 실시예에서, (도시되어 있지 않은) 단일 모드 광섬유로부터 광신호를 수신하는 시준하는 GRIN 렌즈(72)는 시준된 입사 빔(I)을 자신으로 향하게 하는 제1 분극 빔스플리터(74)의 입력면에 광학적 및 기계적으로 결합되어 있다. 상기 제1 빔스플리터(74)는 광학 특성에 있어서 상술된 제2 실시예의 제1 빔스플리터(42)와 실질적으로 동일하다. 따라서, 제3 실시예의 제1 빔스플리터(74)는 상술된 바와 같이 이상적인 약 100%의 p-분극 신호성분의 전송, 따라서 이상적인 약 0%의 p-분극 성분의 반사를 달성하도록 코팅된 제1 광학 계면(76)을 구비한다. s-분극 성분의 경우, 이상적인 약 33%의 전송, 따라서 이상적인 약 67%의 반사를 달성하는 것이 바람직하다. 이와 같이, 제1 계면(76)을 통해 전송된 광신호의 부분(T)는 약 100%의 그 p-분극 성분과 약 33%의 그 s-분극 성분을 포함할 것이다. 제1계면(76)에서 반사된 광신호의 부분(R)은 거의 어떠한 그 p-분극 성분도 포함하지 않을 것이고, 약 67%의 그 s-분극 성분을 포함할 것이다.
입사하는 광신호 빔(I)의 반사 부분(R)은 제1 빔스플리터(74)를 벗어나 제1초점 렌즈(78)를 통해 빔의 전송 부분(T)에 우각으로 제1 광검출기(80)로 향해진다. 입사하는 광신호 빔(I)의 전송 부분(T)은 제1 빔스플리터(74)이 출력면에 광학적 및 기계적으로 결합된 제2 분극 빔스플리터(82)로 제1 빔스플리터(74)를 통과한다. 상기 제3 실시예의 제2 빔스플리터(82)는, 상기 제3 실시예에서는 입사 빔의 전송 부분(T)의 전달축 둘레로 물리적으로 45° 회전된다는 것을 제외하고, 상술된 제2 실시예의 제2 빔스플리터(54)와 실질적으로 광학적으로 거의 동일하다. 따라서, 제2 빔스플리터(82)는 약 100%의 p-분극 광신호 성분과 약 0%의 s-분극 성분을 전송하고 약 100%의 s-분극 성분과 약 0%의 p-분극 성분을 반사하도록 코팅된 제2 광학 계면(84)을 갖는다. 전송된 p-분극 성분(Tp)는 본래의 전달축을 따라 제2 빔스플리터(82)를 빠져 나오고, 제2 초점 렌즈(86)를 통과한 후, 제2 광검출기(88)에 충돌한다. 반사된 s-분극 성분(R)은 본래의 전달축에 대해 우각으로 제2 빔스플리터(82)를 빠져 나오고, 제3 초점 렌즈(90)를 통과한 후, 제3 광검출기(92)에 충돌한다.
제3 실시예의 분극 다이버시티 수신기 시스템(70)은, 주로 제3 실시예의 시스템(70)이 두개의 빔스플리터(74, 82)간에 어떠한 지연판(50)도 필요로 하지 않는다는 점에서 제2 실시예의 시스템(40)과는 다르다. 한편, 이는 제8도에 도시된 바와 같이 반사된 나오는 빔 부분(R 및 Rs)이 평탄하지 않도록(are not co-planar) 제1 빔스플리터(54)에 대해 제2 빔스플리터(82)를 물리적으로 회전시킬 것을 필요로 한다. 따라서, 제1 초점 렌즈(78)와 제1 광검출기(80)는 제3 초점 렌즈(90)와 제3 광검출기(92)가 놓이는 곳과는 다른 평면에 놓인다. 따라서, 제2 실시예의 시스템(40)이 제3 실시예의 시스템(70)보다 구성요소의 수에 있어서 다소 복잡하지만, 그 초점 렌즈와 광검출기가 모두 단일 평면상에 놓이도록 만들어질 수 있기 때문에 다소 콤팩트한 패키징을 수용할 수 있다. 이와 같은 장점은 제1 실시예의 시스템(10)에서도 달성된다.
상술된 모든 실시예들이, 관련 기술분야의 통상적인 기술을 가진 숙련자가 선택하고 적용할 코팅이지만 특수 코팅을 필요로 하는 제1 빔스플리터를 제외하고는 가장 표준화된 광학 구성요소를 사용하여 구현될 수 있다.
본 발명의 동작은 필수적으로 모든 실시예와 동일하다. 그럼에도 불구하고, 제2 및 제3 실시예의 빔 구성요소에 대해 상기 채택된 전문용어는 동일하고, 따라서 도일한 전문용어를 채택하면 동작 설명이 보다 용이하게 일반화될 것이다. 따라서, 다음 동작 설명을 위해, 제1 분극 빔스플리터와, 전달축에 대해 전송 빔 부분의 분극 고유상태를 45° 회전시키는 제2 분극 빔스플리터가 기능적으로 존재하고, 빔스플리터를 나온 후, 반사되어 전송된 빔 부분이 그것의 각 광검출기에 적당히 초점이 일치된다고 가정한다.
입사 빔(I)은, p-분극 성분과 s-분극 성분을 각각 포함하는 광학 필드(A와 B)를 포함한다고 가정한다. 각 필드의 경우, 제1 빔스플리터는 약 100%의 p-분극성분과 약 33%의 s-분극 성분을 구비하는 전송된 제1 빔 부분(T)을 만들고, 이는 약 67%의 s-분극 성분을 구비하는 반사된 제1 빔 부분(R)을 만든다. 상기 반사된 제1 빔 부분(R)은 제1 광검출기에 의해 검출된다.
제1 빔스플리터에 대해 상술된 45° 분극 고유상태 회전을 갖는 제2 빔스플리터는 제1 빔스플리터로부터 p-분극 및 s-분극 성분이 균일하게 분할된 스플릿을 만든다. 따라서, 상술된 바와 같이, 약 100%의 p-분극 성분의 전송과 약 100%의 s-분극 성분의 반사로서, 제2 광검출기는 약 100% p-분극인 전송된 제2 빔 부분(Tp)을 수신하는 반면에, 제3 광검출기는 약 100% s-분극인 반사된 제2 빔 부분(Rs)을 수신한다. 두개의 빔스플리터와 그 분극 성분을 기초로 입사 빔의 각 분할의 이와같은 배열의 결과, 세개의 광검출기 신호중 최대 신호의 가능한 최소 진폭이 최대로 된다는 것이다. 다음에 이 신호는 트랙되어 후속하는 신호 처리를 위해 사용된다(다른 것은 제외하고). 더우기, 빔스플리터 및 그 분극 특성의 상기와 같은 배열의 결과로서, 각각의 헤테로다인 신호에 대해 그 비트 노트(beat note)가 헤테로다인 신호인 두개 필드(A 및 B)의 입력 분극에 의존하는 최소값이고, 세개의 헤테로다인 신호중 최대 신호에서 이 최소값은 최대로 될 것이다.
더우기, 세개의 광검출기는 입사 빔의 부분이 분극기에 의해 흡수되고 다른 부분이 검출기간의 스페이서에 입사하는 상술된 미국특허 제5,448,058호에 서술된 장치와 대조적으로 입사 빔(I)의 모든 광신호 전체를 수신한다.
결국, 상술된 발명은 미국특허 제5,448,058호에 서술된 장치에서 겪게 되는 것보다 적은 약 3dB의 신호 손실을 발생하고, 이와 같은 개선은 실험적으로 증명되고 있다. 따라서, 1dB 미만의 손실이 달성가능한 것으로 간주되어 6dB미만의 삽입손실이 용이하게 달성된다.
또한, 검출된 빔 부분을 각 광검출기에 초점을 일치시킴으로서, 유사한 응용을 위해 이전부터 고려되고 있는 것보다 작은 면적의 광검출기를 사용할 수 있게 된다. 이와 같이 작은 크기는 보다 낮은 전압 노이즈로서 검출기에 대해 낮은 용량을 산출함으로서, 종래 기술의 장치와 비교하여 검출된 신호에 있어서 신호-대-잡음비가 향상되게 된다.
게다가, 본 발명은 그 광학 성분의 정확한 정렬에 의존하지 않고 따라서 기계적 충격과 진동에 비교적 강하다.
비록 본 발명이 광섬유로부터 수신되어 (제2 및 제3 실시예에서) 시준(즉, GRIN 렌즈에 의해)되는 광 빔과 관련하여 상술되었지만, 상기 어느 실시예도 광섬유의 필요성없이 레이저 빔으로부터 광신호를 수신할 수 있고, 제1 빔스플리터로 입사 빔이 들어가기 이전에 임의의 점 그리고 임의의 적당한 수단으로서 빔(제2 및 제3 실시예에서)의 시준이 달성될 수 있다는 것을 용이하게 알 수 있을 것이다.
비록 본 발명의 바람직한 몇몇 실시예가 상기 서술되었지만, 기술분야의 숙련자에게는 다양하게 변형될 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 이와 같은 변형과 수정은 첨부하는 특허청구의 범위에 한정된 바와 같이 본 발명의 정신과 영역내에 포함되는 것으로 간주되어야 한다.

Claims (39)

  1. p-분극 성분과 s-분극 성분을 갖는 입사 광빔으로부터 다수의 헤테로다인 광출력 신호를 산출하기 위한 분극 다이버시티 수신기 시스템(A polarization diversity receiver system for yielding multiple heterodyne optical output signals)에 있어서, 상기 입사 빔을 수신하도록 배치되며, 상기 입사 빔을 약 100%의 p-분극 성분과 약 33%의 s-분극 성분을 갖는 전송 빔 부분(a transmitted beam portion)과 약 0%의 p-분극 성분과 약 67%의 s-분극 성분을 갖는 제1 헤테로다인 광출력 신호로서 제1 광학 소자를 빠져나오는 반사 빔 부분(a reflected beam portion)으로 분할하는 제1 광학 소자; 상기 제1 헤테로다인 광출력 신호를 수신하도록 배치된 제1 광검출기; 상기 제1 광학 소자로부터 상기 전송 빔 부분을 수신하도록 배치되며, 상기 전송 빔 부분의 분극 고유상태(the polarization eigenstates)를 효과적으로 45° 회전시키며 상기 전송 빔 부분을 제2 및 제3 헤테로다인 광출력 신호로 분할하는 제2광학소자; 상기 제2 헤테로다인 광출력 신호를 수신하도록 배치된 제2 광검출기; 및 상기 제3 헤테로다인 광출력 신호를 수신하도록 배치된 제3 광검출기를 구비하는 분극 다이버시티 수신기 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 광학 소자는 분극 빔스플리터(a polarizing beamsplitter)를 구비하고, 상기 제2 광학 소자는 상기 분극 빔스플리터에 광학적으로 결합된 단축 결정판(a uniaxial crystal plate)을 포함하고, 상기 제2 헤테로다인 광출력 신호는 제1 선형 분극을 가지며 상기 결정판을 통해 전송되는 보통 광선(an ordinary ray)을 구비하고, 상기 제3 헤테로다인 광출력 신호는 상기 제1 선형 분극에 직교하는 제2 선형 분극을 가지며 상기 결정판을 통해 전송되는 이상 광선(an extraordinary ray)을 구비하는 분극 다이버시티 수신기 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 이상 광선은 상기 보통 광선과 약 6°의 각도를 이루는 분극 다이버시티 수신기 시스템.
  4. 제2항에 있어서, 상기 분극 빔스플리터는 광학 인터페이스를 따라 서로 기계적 및 광학적으로 결합된 제1 및 제2 광학 프리즘을 구비하는 분극 다이버시티 수신기 시스템.
  5. 제4항에 있어서, 상기 광학 인터페이스는 상기 입사 빔과 약 45°의 각도를 이루며 실리콘 질화물과 실리콘 이산화물층을 교대로 구비하는 광학 코팅으로 코팅되어 있는 분극 다이버시티 수신기 시스템.
  6. 제5항에 있어서, 상기 광학 코팅은 3개의 실리콘 질화물층과 2개의 실리콘 이산화물층을 구비하는 분극 다이버시티 수신기 시스템.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제1 광학 소자는 제1 분극 빔스플리터를 구비하고, 상기 제2 광학 소자는 제2 분극 빔스플리터; 및 상기 제1 및 제2 분극 빔스플리터간에 광학적으로 결합된 반파 지연판(a half-wave retarder plate)을 구비하는 분극 다이버시티 수신기 시스템.
  8. 제7항에 있어서, 상기 전송 빔 부분은 제1 전송 빔 부분이고, 상기 반사 빔 부분은 제1 반사 빔 부분이며, 상기 제2 분극 빔스플리터는 상기 제1 전송 빔 부분을 (a) 약 100% p-분극되고 상기 제2 분극 빔스플리터를 제2 헤테로다인 광출력 신호로서 빠져나오는 제2 전송 빔 부분(a second transmitted beam portion)과 (b) 약 100% s-분극되고 상기 제2 분극 빔스플리터를 제3 헤테로다인 광출력 신호로서 빠져나오는 제2 반사 빔 부분(a second reflected beam portion)으로 분할하는 분극 다이버시티 수신기 시스템.
  9. 제7항에 있어서, 상기 제1 분극 빔스플리터는 광학 인터페이스를 따라 서로 기계적 및 광학적으로 결합된 제1 및 제2 광학 프리즘을 구비하는 분극 다이버시티 수신기 시스템.
  10. 제9항에 있어서, 상기 광학 인터페이스는 상기 입사 빔과 약 45°의 각도를 이루며 실리콘 질화물과 실리콘 이산화물층을 교대로 구비하는 광학 코팅으로 코팅되어 있는 분극 다이버시티 수신기 시스템.
  11. 제10항에 있어서, 상기 광학 코팅은 3개의 실리콘 질화물층과 2개의 실리콘 이산화물층을 구비하는 분극 다이버시티 수신기 시스템.
  12. 제1항에 있어서, 상기 제1 광학 소자는 제1 분극 빔스플리터를 구비하고, 상기 제2 광학 소자는 상기 전송 빔 부분의 전달축 둘레를 약 45° 회전된 제2 분극 빔스플리터를 구비하는 분극 다이버시티 수신기 시스템.
  13. 제12항에 있어서, 상기 제1 분극 빔스플리터는 광학 인터페이스를 따라 서로 기계적 및 광학적으로 결합된 제1 및 제2 광학 프리즘을 구비하는 분극 다이버시티 수신기 시스템.
  14. 제13항에 있어서, 상기 광학 인터페이스는 상기 입사 빔과 약 45°의 각도를 이루며 실리콘 질화물과 실리콘 이산화물층을 교대로 구비하는 광학 코팅으로 코팅되어 있는 분극 다이버시티 수신기 시스템.
  15. 제14항에 있어서, 상기 광학 코팅은 3개의 실리콘 질화물층과 2개의 실리콘 이산화물층을 구비하는 분극 다이버시티 수신기 시스템.
  16. p-분극 성분과 s-분극 성분을 갖는 입사 광빔으로부터 다수의 헤테로다인 광출력 신호를 산출하기 위한 분극 다이버시티 수신기 시스템(A polarization diversity receiver system for yielding multiple heterodyne optical output signals)에 있어서, 상기 입사 빔을 수신하도록 배치되며, 상기 입사 빔을 약 100%의 p-분극 성분과 약 33%의 s-분극 성분을 갖는 전송 빔 부분(a transmitted beam portion)과 약 0%의 p-분극 성분과 약 67%의 s-분극 성분을 갖는 제1 헤테로다인 광출력 신호로서 제1 광학 소자를 빠져나오는 반사 빔 부분(a reflected beam portion)으로 분할하는 분극 빔스플리터(a polarizing beamsplitter); 상기 제1 헤테로다인 광출력 신호를 수신하도록 배치된 제1 광검출기; 상기 전송 빔 부분을 수신하도록 상기 빔스플리터에 광학적으로 결합되며, 상기 전송 빔 부분의 분극 고유상태(the polarization eigenstates)를 효과적으로 45° 회전시키며 상기 전송 빔 부분을 제2 및 제3 헤테로다인 광출력 신호로 분할하는 단축 결정판(a uniaxial crystal plate) - 상기 제2 헤테로다인 광출력 신호는 제1 선형 분극을 가지며 상기 결정판을 통해 전송되는 보통 광선을 구비하고; 상기 제3 헤테로다인 광출력 신호는 상기 제1 선형 분극에 직교하는 제2 선형 분극을 가지며 상기 결정판을 통해 전송되는 이상 광선을 구비함 -; 상기 제2 헤테로다인 광출력 신호를 수신하도록 배치된 제2 광검출기; 및 상기 제3 헤테로다인 광출력 신호를 수신하도록 배치된 제3 광검출기를 구비하는 분극 다이버시티 수신기 시스템.
  17. 제16항에 있어서, 상기 이상 광선은 상기 보통 광선과 약 6°의 각도를 이루는 분극 다이버시티 수신기 시스템.
  18. 제16항에 있어서, 상기 분극 빔스플리터는 광학 인터페이스를 따라 서로 기계적 및 광학적으로 결합된 제1 및 제2 광학 프리즘을 구비하는 분극 다이버시티 수신기 시스템.
  19. 제16항에 있어서, 상기 광학 인터페이스는 상기 입사 빔과 약 45°의 각도를 이루며 실리콘 질화물과 실리콘 이산화물층을 교대로 구비하는 광학 코팅으로 코팅되어 있는 분극 다이버시티 수신기 시스템.
  20. 제19항에 있어서, 상기 광학 코팅은 3개의 실리콘 질화물층과 2개의 실리콘 이산화물층을 구비하는 분극 다이버시티 수신기 시스템.
  21. 제16항에 있어서, 상기 결정판은 출구면, 상기 출구면에 평행한 입구면, 측면, 및 상기 출구면의 평면과 약 45°의 각도를 이루는 광축을 가지며, 상기 광축은 상기 출구면에서 볼 때 상기 측면에 대해 약 45°의 각도로 상기 출구면 양단으로 대각선으로 연장하는 분극 다이버시티 수신기 시스템.
  22. 제16항에 있어서, 상기 빔스플리터와 상기 결정판의 광학 치수(the optical dimensions)는 상기 반사 빔 부분의 광 경로 길이가 상기 전송 빔 부분의 광경로 길이와 거의 같도록 선택되는 분극 다이버시티 수신기 시스템.
  23. 제22항에 있어서, 상기 입사 빔을 그 내부로 안내하도록 상기 분극 빔스플리터에 광학적으로 결합되고, 상기 제1, 제2, 및 제3 출력 신호의 각각이 상기 제1, 제2, 및 제3 광검출기에 각각 충돌하도록 초점이 맞춰진 확대 광빔 화상(a magnified optical beam image)이도록 선택된 초점 길이를 갖는 초점 렌즈를 더 구비하는 분극 다이버시티 수신기 시스템.
  24. p-분극 성분과 s-분극 성분을 갖는 입사 광빔으로부터 다수의 헤테로다인 광출력 신호를 산출하기 위한 분극 다이버시티 수신기 시스템(A polarization diversity receiver system for yielding multiple heterodyne optical output signals)에 있어서, 상기 입사 빔을 수신하도록 배치되며, 상기 입사 빔을 약 100%의 p-분극 성분과 약 33%의 s-분극 성분을 갖는 제1 전송 빔 부분(a first transmitted beam portion)과 약 0%의 p-분극 성분과 약 67%의 s-분극 성분을 갖는 제1 헤테로다인 광출력 신호로서 제1 분극 빔스플리터를 빠져나오는 제1 반사 빔 부분(a first reflected beam portion)으로 분할하는 제1 분극 빔스플리터(a first polarizing beamsplitter); 상기 제1 헤테로다인 광출력 신호를 수신하도록 배치된 제1 광검출기; 상기 제1 전송 빔 부분을 수신하고, 상기 전송 빔 부분의 분극 고유상태(the polarization eigenstates)를 효과적으로 45° 회전시키도록 상기 제1 분극 빔스플리터에 광학적으로 결합된 반파 지연판(a half-wave retarder plate); 상기 회전된 제1 전송 빔 부분을 수신하고, 상기 회전된 제1 전송 빔 부분을 (a) 약 100% p-분극되고 상기 제2 분극 빔스플리터를 제2 헤테로다인 광출력 신호로서 빠져나오는 제2 전송 빔 부분(a second transmitted beam portion)과 (b) 약 100% s-분극되고 상기 제2 분극 빔스플리터를 제3 헤테로다인 광출력 신호로서 빠져나오는 제2 반사 빔 부분(a second reflected beam portion)으로 분할하도록 상기 지연판에 광학적으로 결합된 제2 분극 빔스플리터; 상기 제2 헤테로다인 광출력 신호를 수신하도록 배치된 제2 광검출기; 및 상기 제3 헤테로다인 광출력 신호를 수신하도록 배치된 제3 광검출기를 구비하는 분극 다이버시티 수신기 시스템.
  25. 제24항에 있어서, 상기 제1 분극 빔스플리터는 광학 인터페이스를 따라 서로 기계적 및 광학적으로 결합된 제1 및 제2 광학 프리즘을 구비하는 분극 다이버시티 수신기 시스템.
  26. 제25항에 있어서, 상기 광학 인터페이스는 상기 입사 빔과 약 45°의 각도를 이루며 실리콘 질화물과 실리콘 이산화물층을 교대로 구비하는 광학 코팅으로 코팅되어 있는 분극 다이버시티 수신기 시스템.
  27. 제26항에 있어서, 상기 광학 코팅은 3개의 실리콘 질화물층과 2개의 실리콘 이산화물층을 구비하는 분극 다이버시티 수신기 시스템.
  28. 제24항에 있어서, 상기 지연판은 출구면, 입구면, 측면, 및 상기 측면에 대해 약 22°30′의 각도를 이루는 평면에 포함되어 있는 광축을 갖는 분극 다이버시티 수신기 시스템.
  29. 제24항에 있어서, 상기 입사 빔을 실질적으로 시준된 광빔으로서 그 내부로 안내하도록 상기 제1 분극 빔스플리터에 광학적으로 결합된 시준 렌즈(a collimating lens); 및 상기 제1, 제2, 및 제3 광검출기에 각각 충돌하도록 상기 제1, 제2, 및 제3 광출력 신호에 각각 초점을 맞추는 제1, 제2, 및 제3 초점 렌즈를 더 구비하는 분극 다이버시티 수신기 시스템.
  30. p-분극 성분과 s-분극 성분을 갖는 입사 광빔으로부터 다수의 헤테로다인 광출력 신호를 산출하기 위한 분극 다이버시티 수신기 시스템(A polarization diversity received system for yielding multiple heterodyne optical output signals)에 있어서, 상기 입사 빔을 수신하도록 배치되며, 상기 입사 빔을 약 100%의 p-분극 성분과 약 33%의 s-분극 성분을 갖는 제1 전송 빔 부분(a first transmitted beam portion)과 약 0%의 p-분극 성분과 약 67%의 s-분극 성분을 갖는 제1 헤테로다인 광출력 신호로서 제1 분극 빔스플리터를 빠져나오는 제1 반사 빔 부분(a first reflected beam portion)으로 분할하는 제1 분극 빔스플리터(a first polarizing beamsplitter); 상기 제1 헤테로다인 광출력 신호를 수신하도록 배치된 제1 광검출기; (a) 상기 제1 전송 빔 부분을 수신하고, (b) 상기 전송 빔 부분의 분극 고유상태(the polarization eigenstates)를 효과적으로 45° 회전시키며, (c) 상기 회전된 제1 전송 빔 부분을 (i) 약 100% p-분극되고 제2 분극 빔스플리터를 제2 헤테로다인 광출력 신호로서 빠져나오는 제2 전송 빔 부분과 (ii) 약 100% s-분극되고 제2 분극 빔스플리터를 제3 헤테로다인 광출력 신호로서 빠져나오는 제2 반사 빔 부분으로 분할하도록, 상기 제1 분극 빔스플리터에 광학적으로 결합된 제2 분극 빔스플리터; 상기 제2 헤테로다인 광출력 신호를 수신하도록 배치된 제2 광검출기; 및 상기 제3 헤테로다인 광출력 신호를 수신하도록 배치된 제3 광검출기를 구비하는 분극 다이버시티 수신기 시스템.
  31. 제30항에 있어서, 상기 제2 분극 빔스플리터는 상기 전송 빔 부분의 전달축 둘레에 약 45° 회전되어 있는 분극 다이버시티 수신기 시스템.
  32. 제30항에 있어서, 상기 제1 분극 빔스플리터는 광학 인터페이스를 따라 서로 기계적 및 광학적으로 결합된 제1 및 제2 광학 프리즘을 구비하는 분극 다이버시티 수신기 시스템.
  33. 제32항에 있어서, 상기 광학 인터페이스는 상기 입사 빔과 약 45°의 각을 이루며 실리콘 질화물과 실리콘 이산화물층을 교대로 구비하는 광학 코팅으로 코팅되어 있는 분극 다이버시티 수신기 시스템.
  34. 제33항에 있어서, 상기 광학 코팅은 3개의 실리콘 질화물층과 2개의 실리콘 이산화물층을 구비하는 분극 다이버시티 수신기 시스템.
  35. 제30항에 있어서, 상기 입사 빔을 실질적으로 시준된 광빔으로서 그 내부로 안내하도록 상기 제1 분극 빔스플리터에 광학적으로 결합된 시준 렌즈(a collimating lens) ; 및 상기 제1, 제2, 및 제3 광검출기에 각각 충돌하도록 상기 제1, 제2, 및 제3 광출력 신호에 각각 초점을 맞추는 제1, 제2, 및 제3 초점 렌즈를 더 구비하는 분극 다이버시티 수신기 시스템.
  36. p-분극 성분과 s-분극 성분을 갖는 입사 광빔으로부터 다수의 헤테로다인 광출력 신호를 생성하기 위한 방법(A method for generating multilpe heterodyne optical output signals)에 있어서, (a) 상기 입사 빔을 약 100%의 p-분극 성분과 약 33%의 s-분극 성분을 갖는 전송 빔 부분(a transmitted beam portion)과 약 0%의 p-분극 성분과 약 67% 의 s-분극 성분을 갖는 제1 헤테로다인 광출력 신호로서 전달되는 반사 빔 부분(a reflected beam portion)으로 분할하는 단계; (b) 상기 전송 빔 부분의 분극 고유상태를 효과적으로 45° 회전시키는 단계; 및 (c) 상기 회전된 전송 빔 부분을 제2 및 제3 헤테로다인 광출력 신호로 분할하는 단계를 구비하는 다수의 헤테로다인 광출력 신호의 생성방법.
  37. 제36항에 있어서, 상기 회전된 전송 빔 부분의 분할 단계는, 상기 회전된 전송 빔 부분을 제1 선형 분극을 갖는 보통 광선으로서 전달되는 제2 헤테로다인 광출력 신호와, 상기 제1 선형 분극에 직교하는 제2 선형 분극을 갖는 이상 광선으로서 전달되는 제3 헤테로다인 광출력 신호로 분할하는 단계를 구비하는 다수의 헤테로다인 광출력 신호의 생성방법.
  38. 제36항에 있어서, 상기 회전된 전송 빔 부분의 분할 단계는, 상기 회전된 전송 빔 부분을 (a) 제2 전송 빔 부분으로서 전달된 제2 헤테로다인 광출력 신호와 (b) 제2 반사 빔 부분으로서 전달된 제3 헤테로다인 광출력 신호로 분할하는 단계를 구비하는 다수의 헤테로다인 광출력 신호의 생성방법.
  39. 제38항에 있어서, 상기 제2 전송 빔 부분은 약 100% p-분극되고, 상기 제2 반사 빔 부분은 약 100% s-분극되는 다수의 헤테로다인 광출력 신호의 생성방법.
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Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10153720A (ja) * 1996-11-25 1998-06-09 Sony Corp 光送受信装置
US6269198B1 (en) 1999-10-29 2001-07-31 Litton Systems, Inc. Acoustic sensing system for downhole seismic applications utilizing an array of fiber optic sensors
US6724319B1 (en) 1999-10-29 2004-04-20 Litton Systems, Inc. Acoustic sensing system for downhole seismic applications utilizing an array of fiber optic sensors
DE60125951T2 (de) * 2000-07-28 2007-10-25 Litton Systems, Inc., Woodland Hills Mehrkanaliger optischer empfänger zur verarbeitung von drei-zell-detektorausgängne mit polarisationsdiversität
CN1228655C (zh) * 2001-04-03 2005-11-23 株式会社藤仓 平行光管透镜、纤维平行光管以及光学部件
US6678447B1 (en) * 2001-07-03 2004-01-13 Valyn International Adjustable multi-beam splitter and fiber coupler
GB2394848B (en) * 2002-11-02 2006-04-12 Bookham Technology Plc Optical communications apparatus
US7245418B2 (en) * 2005-03-18 2007-07-17 Northrop Grumman Corporation Electro-optic switching apparatus not requiring DC bias
US7035499B1 (en) 2005-03-18 2006-04-25 Northrop Grumman Corporation ON/OFF optical switching using combined acousto-optic and electro-optic switches
US7327462B2 (en) * 2005-08-17 2008-02-05 Litton Systems, Inc. Method and apparatus for direct detection of signals from a differential delay heterodyne interferometric system
US11552713B1 (en) * 2021-10-07 2023-01-10 Bifrost Communications ApS Optical transmission systems, receivers, and devices, and methods of combining and receiving optical signals
CN114895281B (zh) * 2022-05-10 2023-09-29 上海枢光科技有限公司 一种本征信号与目标返回信号生成目标信息的方法及装置

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4723315A (en) * 1986-06-24 1988-02-02 Itek Corporation Polarization matching mixer
JPH01178940A (ja) * 1987-12-29 1989-07-17 Nec Corp 偏波ダイバーシチ光受信装置
US5008958A (en) * 1988-01-19 1991-04-16 At&T Bell Laboratories Polarization-insensitive technique for coherent optical communication
JPH01185037A (ja) * 1988-01-20 1989-07-24 Hitachi Ltd 光送信器，光受信器及び光伝送装置並びに光受信器の制御方法
DE68927969T2 (de) * 1988-07-29 1997-09-11 Nec Corp Optischer heterodyner Polarisationsdiversitätsempfänger mit Phaseneinstellung von zwei Zwischenfrequenzsignalen zur Steuerung einer lokalen Lichtquelle
EP0372807B1 (en) * 1988-12-03 1994-06-08 Kabushiki Kaisha Toshiba Optical mixing device
US5363228A (en) * 1993-03-05 1994-11-08 General Electric Company Optical device with spatial light modulators for switching arbitrarily polarized light
US5448058A (en) * 1993-04-27 1995-09-05 Litton Systems, Inc. Optical signal detection apparatus and method for preventing polarization signal fading in optical fiber interferometric sensor systems

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NO319056B1 (no) 2005-06-13

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