MXPA97005468A - Conmutador optico - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un conmutadoróptico incluye un medio de ganancia semiconductora y entradas para una señal de controlóptica aplicada al medio de ganancia semiconductora. El conmutador tiene un par de brazos (31, 32) dispuestos en una configuración MachZehnder. Un medio de ganancia semiconductora (SOA1, SOA2) estáconectado en cada brazo. Un elemento de cambio de fase fijo PE también estáconectado en un brazo. Se aplican señales de control a cada uno de los medios de ganancia semiconductora. Existe un retraso entre lasseñales de control seleccionados de manera que un pulsoóptico deseado experimenta un cambio de fase diferencial y asíel conmutador a una salida diferente al multiplexor. En un ejemplo, los medios de ganancia semiconductora están proporcionados por dispositivos semiconductores discretos emparedados entre un par de superficies planas sobre la cuales se forman guías de onda formando los componentes interiores del conmutador. El conmutador puede ser utilizado para desmultiplexar señales OTDM.

Description

CONMUT.ADOR ÓPTICO ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a un conmutador óptico, el cual puede ser utilizado, por ejemplo, como un desmultiplexor para agregar o dejar caer canales OTDM (de multiplexión de división de tiempo óptico) en un sistema de telecomunicaciones óptico. Se ha reconocido que con el fin de lograr los regímenes de dígitos binarios posibles más altos (por ejemplo, de 100 Gbit/s o más) en sistemas de transmisión óptica, es deseable que las funciones tales como agregar o dejar caer un canal que debe trabajar completamente en el dominio óptico. Previamente se ha propuesto llevar a cabo tales funciones utilizando un espejo de lazo no lineal (NOLM) , en el cual la no liberalidad está proporcionada por un medio de ganancia semiconductora, el cual está colocado asimétricamente en el lazo. Los datos ópticos de entrada se dividen en dos componentes de propagación contraria. Ya que el medio de ganancia semiconductora está colocado asimétricamente, uno de estos componentes pasa a través de él antes del otro. Por consiguiente, si una señal de control óptica es aplicada al medio de ganancia para conmutarse después de que el primer componente ha pasado a través de, pero antes de que el segundo componente de propagación contraria haya llegado, entonces los --dos componentes experimentan diferentes cambios de fase a través del medio de ganancia semiconductora, produciendo un cambio de fase diferencial, el cual puede ser utilizado para conmutar la señal para determinar si esta es transmitida o reflejada por NOLM. Aunque, como se describe en la solicitud Internacional copendiente PCT/GB94/02240, se ha encontrado posible operar tal NOLM a regímenes de conmutación mayores que el tiempo de recuperación de saturación del medio de ganancia óptico semiconductor, sin embargo, permanece un límite superior fundamental a las velocidad de conmutación posibles determinadas enormemente por el tiempo de tránsito asociado con el medio de ganancia semiconductora. Durante uso, tiene que haber tiempo para que el primer pulso pase a través del medio de ganancia, después para que el pulso de compuerta pase a través de, y subsecuentemente para que el segundo pulso pase a través del medio. Esto limita el régimen de dígitos posibles, los cuales pueden ser manejados por el conmutador.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN De acuerdo con un primer aspecto de la presente invención, un conmutador óptico que comprende un medio de ganancia semiconductora y medios para aplicar una señal de control óptica al medio de ganancia semiconductora, se caracteriza por un par de brazos dispuestos en una configuración Mach-Zehnder con un medio de ganancia semiconductora respectivo conectado en cada brazo, durante uso, las señales de control respectivas que son aplicadas a cada medio de ganancia semiconductora con un retraso entre las señales de control seleccionadas, de manera que se aplica un cambio de fase diferencial a una señal óptica de entrada propagándose a través de los brazos del conmutador, y a través de un elemento de control de fase conectado en uno de los brazos del conmutador y dispuesto para cancelar una derivación de fase entre los pulsos que se propagan en los dos brazos. La presente invención proporciona un conmutador óptico utilizando un medio de ganancia óptico semiconductor dispuesto de tal forma que la velocidad de conmutación no está limitada por el tiempo de tránsito del medio de ganancia. Hasta este punto, se utilizan un par de elementos de ganancia semiconductores en los dos brazos de un interferómetro Mach-Zehnder. Mediante el control apropiado del período y retraso relativo de una secuencia de pulsos de control aplicados al medio de ga-nancia respectivo, un cambio de fase diferencial puede ser aplicado a uno o más de los pulsos seleccionados en una corriente de datos ópticamente codificados, de manera que los pulsos seleccionados sale de un puerto diferente del conmutador. La velocidad de conmutación no está limitada por el tiempo de tránsito del medio de ganancia semiconductora, y así se pueden obtener regímenes más altos que los hasta ahora posibles. Además, el conmutador logra relaciones de contraste/extinción superiores a aquellas de los conmutadores NOLM convencionales cuando se utilizan a velocidades altas de dígitos. Como será además descrito en lo siguiente, ya que uno o más pulsos seleccionados experimentan un cambio de fase diferencial, por ejemplo de it , los otros pulsos experimentan un cambio de fase diferencial pequeño de los dos medios de ganancia semiconductores correlacionados para retrasar entre las dos secuencias de control. Sin embargo, los inventores de la presente han encontrado que esta diferencial residual puede ser sustancial y completamente cancelada por la provisión de un elemento de cambio de fase en uno de los brazos del interferómetro Mach-Zehnder. De preferencia, el conmutador es un desmultiplexor dispuesto para seleccionar uno o más pulsos de una corriente de pulsos ópticos de entrada.

Los regímenes de conmutación altos y las excelentes relaciones de contraste que se obtienen con el conmutador de la presente invención, la hacen particularmente valiosa como un desmultiplexor óptico adecuado para utilizarse en sistemas de telecomunicaciones ópticos. La corriente de pulso de entrada puede comprender, por ejemplo, una serie de marcos OTDM con el desmultiplexor siendo utilizado para seleccionar uno o más canales dados de cada marco OTDM para dirigirse hacia un puerto de salida diferente. De acuerdo con un segundo aspecto de la presente invención, se proporciona un método para conmutar una señal óptica para seleccionar uno o más pulsos de una corriente de pulsos, el método incluye aplicar la señal a un medio de ganancia semiconductora, y aplicar una señal de control óptica al medio de ganancia semiconductora, caracterizado por medio de dividir la señal óptica entre un par de brazos dispuestos en una configuración Mach-Zehnder y haciendo pasar la señal en cada brazo a través de medio de ganancia semiconductora respectivo, aplicar las señales de control ópticas respectivas a cada medio de ganancia semiconductora con un retraso entre las señales de control seleccionadas con el fin de que un cambio de fase diferencial sea aplicado a la señal, y aplicando un cambio de fase adicional para cancelar una derivación de fase entre los pulsos que se propagan en el par de brazos.

De acuerdo con un tercer aspecto de la presente invención, un - desmultiplexor óptico dispuesto para seleccionar uno o más pulsos de una corriente de pulsos ópticos de entrada se caracteriza por un conmutador de acuerdo con el primer aspecto de la presente invención dispuesto para conmutar uno o más pulsos seleccionados en respuesta a las señales de control. Otro campo importante de uso para el conmutador óptico de la presente invención está en el procesamiento de señal y recuperación de reloj . El conmutador puede ser ventajosamente sustituido por el modulador óptico no lineal (NOM) de un circuito de recuperación de reloj , tal como aquel descrito y reclamado en la solicitud Internacional publicada 093/22855 (PCT/GB93/00863 ) . El conmutador también puede ser utilizado como un correlacionador para muestrear una señal óptica respectiva. Utilizado de esta forma, puede formar la base de un osciloscopio "todo óptico" (es decir un osciloscopio en el cual se realizan muéstreos de señal el dominio óptico) u otro instrumento de prueba. En este caso, las señales de control aplicadas a los semiconductores podrían tener la forma de una señal periódica repetitiva que tiene una frecuencia cercana a pero diferente de la frecuencia de la señal que será muestreada, diferente, por ejemplo, por algunos kHz.

DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Las modalidades de la presente invención serán ahora descritas con detalle, solo a manera de ejemplo, haciendo referencia a los dibujos anexos en los cuales: la Figura 1 es una vista esquemática de un NOLM convencional ; la Figura 2 es una gráfica que muestra la respuesta de fase de NOLM de la Figura 1 ; la Figura 3 es un primer ejemplo de un desmultiplexor modalizando la presente invención; la Figura 4 es una gráfica que muestra la respuesta de fase del desmultiplexor de la Figura 3; la Figura 5 es un diagrama de control de tiempos mostrando los datos y pulsos de control para el desmultiplexor de la Figura 3; la Figura 6a es un circuito híbrido que implementa el desmultiplexor de la Figura 3 y la Figura 6b es un detalle de la topología alternativa del lado de entrada del circuito híbrido; la Figura 7 es una vista que muestra con detalle la superficie colindante entre los circuitos planos y el SOA; y la Figura 8 es un difigrama de circuito de un circuito de recuperación de reloj óptico.

DESCRIPCIÓN DE LOS EJEMPLOS La Figura 1 muestra un desmultiplexor óptico de la técnica anterior utilizando un espejo de lazo no lineal (NOLM) . El lazo 1 incluye un amplificador óptico semiconductor " SOA, el cual está colocado asimétricamente en el lazo, es decir, la longitud de trayectoria de SOA hacia una entrada del acoplador difiere de la longitud de trayectoria hacia la otra entrada del acoplador. Una corriente de pulso óptica a una longitud de onda lambda^, entra al lazo a través del acoplador 2. Se divide en dos porciones de propagación contraria. Debido a la posición asimétrica de SOA, una porción de un pulso dado alcanza SOA y pasa a través de este antes de que la otra porción de propagación contraria. El SOA es conmutado a través de una corriente de pulsos de control ópticos a una longitud de onda lambda2 (en donde lambda2 es diferente de lambda3) , el cual se acopla a y fuera del lazo a través de multiplexores de división de longitud de onda WD 1. Durante uso, cuando un pulso de control a lambda2 pasa a través del SOA, barre la población en exceso de portadores en el SOA y de esta manera ocasiona un cambio en el índice refractivo en la longitud de onda de datos lambda3. Por lo tanto, cuando un pulso de control es controlado para pasar a través de SOA después de una de las porciones de propagación contraria o antes de la otra? las diferentes porciones experimentan diferentee cambios de fase, y este cambio de fase diferencial puede ser utilizado para conmutar el pulso para determinar si es reflejado o transmitido hacia el acoplador 2. En el ejemplo mostrado en la Figura 1, un haz de soporte adicional a una longitud de onda lambda-j^ se utiliza para bombear el SOA con el fin de acelerar su tiempo de recuperación después del agotamiento a través de un pulso de control. Este haz de soporte a una longitud de onda lambda-^, es acoplado dentro y fuera del lazo a través de un segundo par de multiplexores de división de longitud de onda WDM2 colocados sobre ambos lados del SOA. El uso del haz de soporte aceleran la recuperación de los niveles de población de portador después del agotamiento, a través del paso de un pulso de control y hace posible velocidades incrementadas de conmutación, como se describe en la Solicitud internacional copendiente antes citada. La Figura 2 muestra como el cambio de fase impuesto por SOA varía a medida que es controlado por una corriente regular de pulsos de control en lambda2. Con el fin de conmutar pulsos de datos de ser completamente reflejados a ser totalmente transmitidos, es necesario proporcionar un cambio de fase diferencial de TG. La magnitud del cambio de fase se determina por la intensidad de los pulsos de control ópticos, a través de la derivación eléctrica aplicada a SOA y a través de la longitud de SOA. Estos se fijan, de manera que, como se ilustra, existe una diferencia de p entre las fases experimentadas por un pulso de datos que llegan a un instante TI y un segundo pulso que llegan a T2 , Tc cayendo entre TI y T2 y es el tiempo de llegada del pulso de reloj . Idealmente, los pulsos de datos que llegan en otros tiempos deben experimentar el mismo cambio de fase en SOA, y así una experiencia total sin cambio de fase diferencial. Sin embargo, cuando la conmutación es operada a escalas de tiempo significativamente más cortas que su tiempo de recuperación, durante la práctica, la población de portador y por lo tanto el índice refractivo se varían continuamente y así las porciones de pulso que llegan, por ejemplo, en los tiempos T3 y T4 hasta que llegue a una experiencia de un cambio de fase diferencial residual f3 4. Esto limita la relación de extinción, la cual puede lograr el conmutador. Además, como se discutió en la introducción, existe una limitación fundamental de la velocidad de conmutación posible máxima como resultado de un tiempo de tránsito finito asociado con SOA. La Figura 3 muestra un primer ejemplo de un desmultiplexor óptico modalizando la presente invención. El desmultiplexor está configurado como un interferómetro Mach-Zehnder que tiene primero y segundo brazos 31, 32. Los amplificadores S0A1, SOA2 ópticos semiconductores respectivos están conectados en cada brazo. Se proporcionan entradas en cada brazo para una señal de control que va a cada SOA. Durante uso, la corriente de pulsos de datos en lambda3 entra en un puerto Pl de un acoplador de entrada 33. Este es un acoplador direccional 50:50 el cual divide la señal de entrada igualmente entre los dos brazos del interferómetro. Después de pasar a través de los SOA, las señales ópticas son recombinadas en el acoplador de salida 34 y salen de uno o el otro de sus dos puertos P3 , P , dependiendo del cambio de fase diferencia producido por los SOA. Mientras que en la técnica anterior el cambio de fase diferencial fue producido por el uso de pulsos de datos que llegan en diferentes tiempos a SOA, utilizando la configuración de la presente invención esto no es necesario. Los pulsos de datos pueden llegar simultáneamente a los SOA y de esta manera la velocidad de dígitos de los pulsos de datos no está limitada por el tiempo de tránsito de SOA. El cambio de fase diferencial se logra a través del uso de un desplazamiento de tiempo entre secuencias de pulsos de control aplicadas a los SOA diferentes. Una línea de retraso óptico plana puede ser utilizada para dividir una señal de control a partir de una fuente apropiada para proporcionar dos corrientes de pulso de control con un retraso predeterminado entre ellas. Haciendo referencia a la Figura 4, en donde la curva A es la fase de S0A1 y la curva B es la fase de S0A2 , entonces un pulso de control llega a S0A1 en el momento de TI . El pulso de control correspondiente para S0A2 se retrasa de manera que llega al último instante T3. El control de tiempos de estos pulsos de control y su retraso relativo se eligen de manera que encuadran la llegada de un pulso de datos en los SOA en el tiempo T2. En este tiempo, S0A1 se ha agotado justamente por el pulso de control, mientras que S0A2 no ha recibido aún el pulso de control. Las diferentes porciones del pulso en SOA1 y SOA2 , por lo tanto experimentan diferentes cambios de fase, produciendo una diferencial de fase de it . Como resultado de este cambio de fase, cuando las porciones son recombinadas en el acoplador de salida 34, este pulso seleccionado sale del puerto P3. En contraste, un pulso de datos de llegada posterior en el tiempo T5 experimenta solamente un pequeño cambio de fase diferencial, df y de esta manera sale casi completamente del puerto P4. La diferencia residual df se elimina completamente, de manera que los pulsos de datos diferentes al pulso seleccionado de la diferencial de fase es de cero. Esto se logra agregando a uno de los brazos del interferómetro un elemento de cambio de fase PE, el cual agrega una diferencial de fase permanente igual a df . Después, el desmultiplexor produce un cambio de fase diferencial total óptimo de p para los pulsos seleccionados y 0 para los otros pulsos. La adición del elemento de cambio de fase PE es equivalente en efecto a la curva de cambio B hacia arriba por df, eliminando así la diferencia en el cambio de fase experimentado por las porciones de pulso en los diferentes SOA en, por ejemplo, el tiempo T5. El elemento de cambio de fase PE puede ser formado, por ejemplo, de una longitud de guía de onda de geranio-sílice impurificada que tiene una longitud y un nivel de impurificación seleccionados para proporcionar el cambio de fase deseado. Alternativamente, el elemento PE puede formarse a partir de un vidrio fotosensible. Después, en la fabricación del circuito, después del término de los otros elementos, el conmutador puede hacerse operar y los niveles de salida de uno y de otro de los puertos de salida P3 , P4 , se verifican. El vidrio fotosensible después es iluminado a una longitud de onda ultravioleta apropiada y la intensidad de la iluminación incrementada hasta que la salida del circuito verificado de P3 y/o P4 se optimice. Un vidrio fotosensible apropiado para estos propósitos se describe en la referencia (3) citada en la página 10 siguiente. En algunos campos de uso, puede ser deseable que el elemento de fase PE sea ajustado después de su fabricación. En este caso, puede tener la forma de un elemento electro-óptico tal como una celda de niobato de litio. Alternativamente, el elemento puede ser proporcionado a través de un amplificador óptico semiconductor adiciona, cuyo retraso de fase es ajustable ajustando su corriente de impulsión eléctrica. Cuando se utiliza este elemento de fase ajustable PE, entonces un circuito de control (PEL) que utiliza un lazo de retroalimentación de la salida del conmutador, puede ser utilizado para proporcionar la señal de control hacia el elemento de fase para asegurar que el diferencial de fase siempre esté óptimamente cancelado. El circuito de control puede incluir un fotodetector, el cual detecta la salida del conmutador. Típicamente, los pulsos pueden ser seleccionados a través del desmultiplexor que será una o más ranuras de tiempo correspondiente a canales OTDM específicos a un régimen de dígitos, por ejemplo, 100 Gbit/s. En el ejemplo mostrado en la Figura 5, el canal 1 de cuatro canales va a ser seleccionado. Por lo tanto, los pulsos de control comprenden una secuencia con un período igual al período de marco OTDM. El desplazamiento de tiempo entre los pulsos aplicados a SOA1 y S0A2 se elige para que sea mayor que el pulso de la anchura de pulsos de datos pero menor que el período de dígitos de datos. Se puede ver que se puede seleccionar cualquier otro canal arbitrario haciendo avanzar el control de tiempos de los pulsos de control apropiadamente con respecto a los pulsos de datos. La Figura 6 muestra un circuito de implementación de multiplexor mostrado esquemáticamente en la Figura 3. Este es un circuito híbrido que combina la tecnología de sílice plana con componentes semiconductores discretos para los SOA. Cada SOA es un amplificador láser semiconductor a base de InP con el medio de ganancia angulado a 10° con respecto a las caras del sustrato de sílice y ahusados en sus extremos. Cuando SOA es, por ejemplo, de una longitud de 2 mm, entonces el medio de ganancia tiene un ahusamiento con una longitud de 500 µm en cada extremo. En este ejemplo la anchura del medio de ganancia se reduce de 1.3 µm a 0.2 µm a lo largo de la longitud del ahusamiento. Estos SOA están emparedados entre un par de circuitos de sílice planos, los cuales proporcionan los puertos de entrada y de salida del desmultiplexor, así como los acopladores y separadores ilustrados en la Figura 3. El ahusamiento del medio de ganancia SOA en sus extremos mejora la eficiencia del acoplamiento de modo ente SOA y el circuito de sílice. El ángulo del medio de ganancia de SOA con respecto a la normal en las caras extremas de SOA, y las guías de onda de onda, sirve para reducir las reflexiones internas, las cuales de otra manera podrían ocasionar la retroalimentación en los dispositivos.

Los acopladores en este ejemplo, todos son acopladores - direccionales dispuestos para proporcionar una relación de acoplamiento de 50:50. En el lado de salida de la sílice plana, se proporcionan puertos de entrada para un haz de soporte H y una señal de control C respectivamente para el SOA primero y un par correspondiente de entradas para el SOA segundo junto con una entrada para la corriente de pulsos de datos D. En el lado de salida, existen puertos de salida correspondientes para haces de control y de soporte junto con puertos de salida rectos y transversales para los datos. En una configuración alternativa mostrada en la Figura 6b, se proporciona una trayectoria de lazo en la sílice para los haces de soporte y de control utilizando una compuerta de reflexión atacada en el núcleo de guía de onda entre los pares acopladores direccionales. Alternativamente, se puede utilizar una compuerta foto-refractiva. Los dos acopladores direccionales COI, C02 y los brazos de las guías de onda entre los acopladores están en la forma de un interferómetro Mach-Zehnder y las compuertas de reflexión de control de fase desvían los diferentes brazos del interferómetro. Esta desviación se fija de manera que las señales de entrada tanto C como D sean sacadas de un brazo individual del sistema de interferómetro y alimentadas hacia SOA. Este sistema permite el acoplamiento de C y D con una eficiencia muy cercana a 100%. Cuando un haz de soporte H se utiliza, entonces este, en general, será de una longitud de onda diferente, para la cual la compuerta funciona -como una compuerta reflectiva. El haz de soporte puede ser más largo o más corto en longitud de onda, pero dentro de la anchura de banda de ganancia de SOA, la cual es típicamente alrededor de 50 nm. Los pulsos de datos pueden estar dentro de una anchura de banda de ganancia o en las longitudes de onda más largas . Como se muestra, H es introducida en el sistema acoplador/interferómetro en la dirección opuesta a las señales de datos y de control. Los circuitos de este tipo se describen con más detalle en: (1) "Integrated four channel Mach-Zehnder multiplexer/demultiplexer fabricated with phosphorous deped Si02 waveguides on Si" por Verbeck et al, Journal of Lightawave Electronics pplOll-1015, 6(6), '88. (2) "Silica-based integrated optic Mach-Zehnder multiplexer/demultiplexer family with channel spacing of .01-250nm" por Takato et al, IEEE Journal on selected áreas in Communications, ppll20-1127, 8(6), '90. (3) "Laser-trimmed four-port bandpass filter fabricated in single- ode photesensitive Ge-doped planar waveguide" por Kashyap et al., IEEE Photonics Technology Letters, pp 191-194, 5(2), Feb '93. Se debe observar, con relación a esto y a otras modalidades descritas, que el uso de un haz de soporte H no es esencial, pero puede ser omitido. En muchas circunstancias, se puede obtener una velocidad de conmutación suficiente simplemente a través de la polarización eléctrica de los SOA sin el uso de un haz de soporte óptico. En este ejemplo, los canales de guía de onda en la guía de onda plana tiene una anchura y profundidad de 5 mieras y un gradiente de índice refractario DELTAn=0.1. Como se muestra en la Figura 7, en la superficie colindante con los SOA, la faceta de la guía de onda de sílice está angulada a 22-1/4°. Esta geometría combinada con el ahusamiento del núcleo de SLA en sus extremos, proporciona un modo que coincide con el canal activo de SOA y las guías de onda aseguran una eficiencia de acoplamiento máxima entre los circuitos planos y los dispositivos SOA. El conmutador de la presente invención es a través de medios no limitados en el uso a la desmultiplexión óptica. Otro campo importante de aplicación está en la recuperación de reloj óptica. Nuestra solicitud Internacional citada en lo anterior describe y reclama un número de circuitos para recuperar una forma de onda de control de tiempos para utilizarse en un procesamiento subsecuente de una señal óptica. Los circuitos se basan en el uso de un modulador óptico no lineal (NOM) conectado en la cavidad óptica de un láser de modo trabado. La señal ópticamente codificada es aplicada al modulador óptico y modular la fase y/o amplitud de luz en la trayectoria óptica de la cavidad láser trabando así la fase y la frecuencia de- la corriente de pulso de salida de la onda de control de tiempos de la señal ópticamente codificada. La Figura 8 muestra un circuito de recuperación de reloj utilizando el conmutador óptico de la presente invención como el modulador óptico no lineal. El conmutador de la Figura 3 en este: caso, está conectado a la cavidad óptica de un láser de anillo de fibra a través de puertos P2 y P4. La señal de control para los SOA se deriva dividiendo la corriente de datos de entrada (es decir, la corriente a partir del cual se va a recuperar el reloj ) y aplicándola a los dos SOA a través de una línea de- retraso óptico para dar el retraso requerido. El acoplador de salida 834 se elige para proporcionar, por ejemplo, una relación de división de 60:40 entre los puertos P3 y P4. Por consiguiente, el conmutador en efecto modula la amplitud de la señal de salida dependiendo de que puerto esté conmutado. Los otros componentes para el circuito de recuperación de reloj son convencionales y se describen con mayor detalle en la solicitud Internacional citada en lo anterior. En el ejemplo mostrado en la Figura, se incluye un aislador y un amplificador de fibra Er" . Alternativamente, el láser trabado en su modo puede utilizar un amplificador láser semiconductor para proporcionar el medio activo, y en este caso ventajosamente SLA y el conmutador pueden ser formados como un dispositivo semiconductor integrado. Un uso adicional para el conmutador es en un osciloscopio "todo óptico" u otrc instrumento de prueba. En este caso, el interruptor actúa como un correlacionador. Un circuito en la forma mostrada en la Figura 3, se utiliza con una señal óptica que será mostrada en la entrada en el puerto Pl . La señal de control después es una señal óptica repetitiva con una frecuencia diferente de, pero cercana al período de repetición de los datos que serán muestreados. Después, existe un efecto de "modo" como las muestras de conmutador y salidas de las porciones sucesivas del puerto P4 de la entrada de señal en Pl . El conmutador de la Figura 3 puede ser utilizado con una entrada de onda continua en Pl en lugar de una corriente de datos pulsada. El conmutador entonces funciona como un modulador de anchura de pulso con la anchura de un pulso de salida de P4 determinada por el retraso relativo entre las dos señales de control de entrada.

Claims (18)

REIVINDICACIONES

1. Un conmutador óptico caracterizado porque comprende : a) un par de brazos, dispuestos en una configuración Mach-Zehnder con un medio de ganancia semiconductora respectivo conectado en cada brazo; y b) medios para aplicar una señal de control óptica al medio de ganancia semiconductora, en uso de señales de control respectivas siendo aplicadas a cada medio de ganancia semiconductora con un retraso entre las señales de control seleccionadas de manera que un cambio de fase diferencial es aplicado a una señal óptica de entrada propagándose a través de los brazos del conmutador, y c) un elemento de control de fase conectado en uno de los brazos del conmutador y dispuesto sustancialmente para cancelar el desplazamiento de fase residual, debido a la recuperación característica del medio de ganancia semiconductora, entre los pulsos que se propagan en los pares de brazos.

2. El conmutador de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque incluye guías de onda formadas sobre un sustrato plano.

3. El conmutador de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque el medio de ganancia semiconductora están proporcionados por uno o más dispositivos semiconductores discretos acoplados a las guías de onda sobre el sustrato plano.

4. El conmutador de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque el dispositivo semiconductor discreto está acoplado entre un primer sustrato plano, proporcionando entradas para la señal óptica de entrada y para la señal de control e incluyendo guías de onda configuradas para proporcionar el lado de entrada de los dos brazos del interferómetro Mach-Zehnder y un segundo sustrato plano incluyendo guías de onda configuradas para proporcionar el lado de salida de los dos brazos del interferómetro Mach-Zehnder y salidas para señal óptica.

5. El conmutador de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque comprende una entrada para un haz de soporte dispuesta para bombear los medios de ganancia semiconductor.

6. El conmutador de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque incluye una entrada de haz de soporte respectiva para cada medio de ganancia semiconductora .

7. Un desmultiplexor óptico dispuesto para seleccionar uno o más pulsos de: una corriente de pulsos ópticos de entrada, caracterizado por un conmutador de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes dispuesto para conmutar uno o más pulsos seleccionados en respuesta a las señales de control.

8. Un circuito de recuperación de reloj que comprende un modular óptico no lineal conectado en la trayectoria óptica de la cavidad láser de un láser de modo trabado, el modulador en respuesta a pulsos de modulación de señal de entrada ópticamente codificados propagándose en la cavidad trabando así la fase en la frecuencia de los pulsos hacia la onda de control de tiempos de la señal ópticamente codificada, caracterizado porque el modulador óptico no lineal comprende un conmutador de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6.

9. Un método para conmutar una señal óptica seleccionando así uno o más pulsos de una corriente de pulsos caracterizado porque incluye: a) separar la señal óptica entre un par de bazos, los cuales están dispuestos en una configuración de Mach-Zehnder; b) hacer pasar la señal en cada brazo a través de un medio de ganancia semiconductora respectiva, c) aplicar señales de control ópticas respectivas a cada medio de ganancia semiconductora con un retraso entre las señales de control seleccionadas de manera que un cambio de fase diferencial es aplicado a la señal, y d) aplicar a la señal óptica en uno de los brazos un cambio de fase adicional y cancelar así el desplazamiento de fase residual debido a la característica de recuperación del medio de ganancia semiconductora entre pulsos que se propagan en el par de brazos.

10. El método de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque el cambio de fase adicional se aplica solamente en uno de los brazos del interferómetro Mach-Zehnder, por lo que se cancela sustancialmente un diferencial de fase residual.

11. El método de conformidad con la reivindicación 9 ó 10, caracterizado además porque comprende aplicar un haz de soporte a cada medio de ganancia semiconductora, bombeando así el medio de ganancia semiconductora.

12. El método para desmultiplexar una corriente de pulsos ópticos seleccionando así uno o más pulsos de la corriente de pulsos, caracterizado por conmutar la corriente de pulsos ópticos seleccionando así uno o más pulsos a través de un método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 9 a 11.

13. El método de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque uno más pulsos seleccionados corresponden a uno o más canales OTDM y una señal de control corresponde a una señal óptica repetitiva que tiene un período correspondiente al período de repetición de marco de la corriente de pulso OTDM.

14. El método para recuperar una señal de reloj óptica que incluye la etapa de impulsar un modulador en un láser de modo trabado con la señal ópticamente codificada, generando así en el láser un tren de pulso trabado en la fase y una frecuencia para la onda de control de tiempos de la señal ópticamente codificada, caracterizado porque en el modulador óptico, los pulsos se propagan en la cavidad láser y son conmutados a través de un método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 9 a 11.

15. El correlacionador óptico caracterizado porque incluye un conmutador de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6.

16. El modulador de anchura de pulso óptico caracterizado porque comprende un conmutador de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, dispuesto para recibir una señal óptica de ondei continua en un puerto de entrada y dar salida a un pulso óptico de una duración determinada a través del retraso relativo de las señales de control .

17. El conmutador de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque incluye medios de control para aplicar una señal de control al elemento de fase, manteniendo así un desplazamiento de fase deseado.

18. El conmutador de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque los medios de control incluyen medios que responden a la salida óptica del conmutador dispuesto para generar una señal de control de retroalimentación para el elemento de fase.