NO833233L

NO833233L - Fiberoptisk datafordeler

Info

Publication number: NO833233L
Application number: NO833233A
Authority: NO
Inventors: Steven A Newton; John E Bowers
Original assignee: Univ Leland Stanford Junior
Priority date: 1982-09-10
Filing date: 1983-09-09
Publication date: 1984-03-12
Also published as: CA1199973A; US4511207A; US4511207B1; EP0103467A3; IL69631A0; AU1893783A; IL69631A; JPS5981614A; BR8304902A; AU568310B2; EP0103467A2

Description

Denne oppfinnelse angår generelt datafordelingssystemer og spesielt fiberoptiske datafordelingssystemer.

Utnyttelse av de fullstendige mulighetene til enkelmodusfiberoptiske systemer krever en effektiv anordning for å overføre i det minste deler av energien i en enkeltfiber til et antall andre fibre med en gitt plassering. De foreliggende fire-ports, tofiber, enkelmodusfiberoptiske ret-ningskoblere arbeider med flyktigfeltkoblingen som opptrer dersom de to fiberkjernene er tilstrekkelig nær hverandre.

En del av fiberkledningen eller kappen må fjernes for å

oppnå den tette nærheten mellom fiberkjernene som er nød-vendig for at flyktigfeltkobling skal finne sted. For tiden blir både kjemisk etsing og mekanisk polering brukt for å fjerne delen av fiberkappen.

Den kjemiske etsingsmetoden er tidligere blitt brukt for å fremstille multifiberenkelmodusretningskoblere. Flettede fibre ble anordnet inne i en flaske og etset med en syre for å fjerne et parti av fiberkappen, og fibrene ble for-seglet i en brytingsindekstilpasningsvæske når den ønskede koblingen var oppnådd. Den kjemiske etsingsmetoden for å fremstille multifiberenkelmodusretningskoblere er ikke fullstendig tilfredsstillende fordi den resulterende kob-

leren er polarisasjonsavhengig, ikkejusterbar, relativt skjør, og koblingseffektiviteten kan endre seg med tiden.

I kommunikasjons- og styresystemet blir forsinkelseslinjer brukt for å lagre signaler i bestemte perioder, og til å

mate signaler til utgangspunkter ved slutten av periodene. Tiden mellom når tidssignalet blir innmatet og tiden når signalet blir utmatet er kalt forsinkelsestiden. En tappet forsinkelseslinje er en variasjon ved hvilken signalet blir matet til adskillige forskjellige utgangspunkter, og avstanden mellom etterfølgende utgangspunkter er den distansen som vil frembringe en forsinkelsestid lik periodetiden til grunnfrekvensen til innretning. Anvendelser av tappet for-sinkelseslin j e omfatter bruk i korrelasjons- og konvolutte-

ringsinnretninger.

Dersom et inngangssignal, som varierer som en funksjon av tiden, blir påtrykt inngangen til en tappet forsinkelseslinje, kan den tappete forsinkelseslinje bli brukt for å filtrere utvalgte frekvenser fra inngangssignalet. Ved å summere utgangene fra den tappete forsinkelseslinjen vil innretningen dempe et hvert inngangssignalinnhold utenom grunnfrekvensen og de harmoniske av grunnfrekvensen.

Ved f.eks. å gjøre tiden mellom de adskillige utgangspunktene

5 microsekunder, vil en grunnfrekvens som har en 5 micro-sekunds periode bli frembragt med den summerte utgang sammen med de forskjellige harmoniske til denne grunnfrekvens. For perioden på 5 microsekunder vil grunnfrekvensen være 200 KHz. Når en tappet forsinkelseslinje blir brukt til å overføre

noen frekvenser og stoppe andre, opptrer den som et trans-versalfilter.

Det er tre grunnleggende typer forsinkelseslinjer som kan arbeide som transversaltiltre. Den første typen omfatter en gruppe innretninger som anvender bølgefenomen ved hvilke bølger kan forsterkes og forårsaker at innretningen arbei-

der som et transversaltilter. Den andre typen anvender en vesentlig lengde av transmisjonsmedia og hvor signalet blir fjernet ved tappepunkter som er adskilt like lengder i transmisjonsmediet. De fjernete signalene blir summert for å frembringe den ønskede systemutgang. Den tredje systemtypen resirkulerer signalet for å tillate at den ønskede grunnfrekvensen og de harmoniske frekvensene forsterker seg selv, slik at det resulterende utgangssignalet i virkeligheten allerede er summert ved resirkuleringen.

Mange av innretningene som anvender bølgefenomen for å opp-

nå et lignende utgangssignal, anvender koaksialkabler eller akkustiske bølgeledere til transmisjonen og summeringen av signaler. Tidsforsinkelsen i disse innretninger blir frembragt som resultat av tiden et signal trenger for å

forplante seg gjennom forsinkelseslinjen fra innmatningsenden til utmatningsenden. Deler av signalet vil bli reflektert og vil forplante seg fra utmatningsenden tilbake til innmatningsenden, hvor de blir reflektert til utmatningsenden igjen. Hvor en innmatningsfunksjon blir fort-løpende påtrykt vil disse innretninger forsterke signalet ved en grunnfrekvens og denne frekvens harmoniske vil dempe alle andre frekvenser, og vil frembringe ved utmatningsenden et signal som omfatter grunnfrekvensen og innholdet av harmoniske frekvenser til innmatningssignalet.

Koaksialkabelforsinkelseslinjen er den mest vanlige av disse innretninger, og microbølgesignaler som kan lagres i koaksialkabler har en begrenset båndbredde hvilket gjør koaksi-alkablene ubrukbare både ved høye frekvenser og ved korte pulser.

Ved frekvenser over 100 MHz, er en koaksialkabel underkastet alvorlige tap; og høye frekvenser vil således ikke bli transmittert nøyaktig. I tillegg, dersom pulsen som skal transmitteres har ekstremt kort varighet, d.v.s. av størrelsesorden ett nanosekund, vil den bli lavere og spre seg ut snarere enn å forbli skarpt.

Koaksialkabel er også utsatt for elektromagnetisk interferens, særlig når frekvensene som skal transmitteres er relativt høye. Til slutt vil forholdsvis lange lengder av koaksialkabel være nødvendig for å få innretningen til å fungere som et transversaltilter ved lavere frekvenser; og slike innretninger er ganske omfangsrike og også temmelig kostbare.

En annen type innretning som anvender bølgefenomen er den akkustiske forsinkelseslinjeinnretningen. Det er to typer akkustiske forsinkelseslinjer; massebølgeinnretninger,

og overflatebølgeinnretninger. Massebølgeinnretninger anvender prinsippet med sammentrykking og fortynning av masse-materiale.t og har inngangs- og utgangstransdusere ved endene

til massematerialet. Massebølgeinnretninger behøver uhel-digvis høye forspenninger og frembringer således et avkjø-lingsproblem, slik at bare pulset drift av massebølgeinn-retninger er mulig.

Overflatebølgeinnretninger arbeider med akkustiske overflate-bølger og anvender ladningsbærere i en tynnfilm av sillisium anordnet inntil et isolerende piezoelektrisk krystall. Overflateakkustiske bølgeinnretninger som arbeider ved UHF frekvenser er blitt utviklet og arbeider ved et flertall avtapninger installert i transmisjonsmediet. Hovedulempen med slike innretninger er at grensen for deres øvre drifts-frekvens ligger på omtrent 1 GHz, og det er ønskelig å ha et transversaltilter som kan arbeide ved høyere frekvenser. Det kan derfor sees at innretninger som anvender bølgefeno-men ikke er særlig tilfredsstillende når de skal benyttes som transversaltiltre ved høye frekvenser.

Avtappete forsinkelseslinjer som har et antall avtapninger ved forskjellig lengder til transmisjonsmediet er generelt av to typer; elektriske og optiske fibre. Den elektriske avtappete forsinkelseslinje er ganske enkelt et langt segment av ledning med utganger ved adskillige punkter langs ledningen.Grunnfrekvensen til en slik avtappet forsinkelseslinje blir valgt ved en ens lengde av ledningen mellom utgangene og tiden en elektrisk puls tar for å forplante seg fra en utgang til den neste av disse utganger er periodetiden til grunnfrekvensen. Slike innretninger er temmelig omfangsrike og kostbare siden det er nødvendig å ha hundreder eller muligens også tusener av utgangsinnretninger og temmelig store ledningslengder vil være nødvendig. Slike innretninger har også en adskillig begrensning når det gjelder driftsbåndbredden, og kan generelt ikke anvendes ved høye frekvenser eller i en omgivelse som har en ikke uvesentlig mengde elektromagnetisk interferens.

Den tappete forsinkelseslinje av optisk fibertypen har vesentlige fordeler med at den ikke er utsatt for elektromagnetisk interferens, kan arbeide ved relativt høye frekvenser; og optisk fiber er vesentlig mindre omfangsrik enn ledning.

For imidlertid å oppnå drift over et bredt frekvensområdet

ved eksisterende optiske fiberinnretninger, må hundreder eller til og med tusener optiske avtapninger bli brukt.

Dette kan gjøres ved den kjente teknologi ved å fremstille enkeltkoblere ved hvert avtapningspunkt. Et slik system er i virkeligheten ikke brukbart ved at det er ekstremt vanskelig å konstruere, temmelig kostbart og ville være vanskelig å utføre uten å senke signalnivået vesentlig. Imidlertid er fremgangsmåte med å ta prøver av signalene

i en optisk fiber ved bestemte intervaller meget viktig,

og vil bli anvendt av den foreliggende oppfinnelsen.

En annen type optisk fiberavtappet forsinkelseslinje er en

som anvender et flertall segmenter av en optisk fiber, og hvor hvert segment er av en standard lengde som er lengre enn det forutgående segmentet. Standardlengden er lengden som lys forplanter seg gjennorn i en periode til grunnfrekvensen. Signalet som analyseres blir innført i hvert segment sam-

tidig og utgangssignalene fra hvert av segmentene blir summert for å frembringe et utgangssignal som omfatter grunnfrekvensen og de harmoniske frekvensene til inngangssignalet.

Mens denne innretning frembringer det ønskede resultatet, presenterer den det vesentlige problemet med å påtrykke et inngangssignal samtidig på hundreder eller til og med tusener av optiske fibersegmenter. En slik innretning ville være vanskelig å konstruere og vil også være noe omfangsrik.

Hver av de optiske fiberinnretningene ovenfor frembringer

også ulempen ved at de ikke er i stand til å endre avtap-ningsveiningen dynamisk uten at det foretas omfattende modifikasjoner med innretningen. Med andre ord, når en slik innretning er konstruert, kan den relative veining av forskjellige utgangssignaler som skal summeres ikke bli endret

for å skreddersy utgangssignalet til innretningen.

Den andre typen av tappet forsinkelseslinje er en type innretning med resirkulerende minne, så som beskrevet i den parallelle patentsøknad, EPO 82305542,-Pub. No. 76140, som tilhører søkeren i den foreliggende oppfinnelsen. En slik innretning arbeider på en måte som er ganske lik bølgefeno-meninnretningene beskrevet ovenfor. Et signal resirkuleres gjennom en fiberoptisk sløyfe i den resirkulerende minne-innretningen, og utgangssignalet fra innretningen er et summert signal som omfatter den systembestemte grunnfrekvens og innholdet av harmoniske frekvenser til inngangssignalet, og hvor alle andre frekvenser er dempet. Grunnfrekvensen har en periode som er lik tiden det tar for et signal å gjøre en sirkulasjon gjennom sløyfen.

En slik innretning har fordelen at den kan arbeide ved høye frekvenser, er upåvirket av elektromagnetisk interferens og er temmelig kompakt. Når imidlertid en slik innretning blir brukt som et transversaltilter, har den adskillige ulemper. Først, for å oppnå et utgangssignal på et brukbart nivå, kan resirkuleringsminneinnretningen frembringe bare et temmelig begrenset antall sirkulasjoner før signalnivået faller under det brukbare nivået. Dette er et spesielt problem siden det er ønskelig å ha hundreder eller til og med tusener av punkter ved hvilke signalet kan tas og summeres for å oppnå et nøyaktig og skarpt deffinert passeringsbånd. En andre vesentlig ulempe ved en slik innretning er at det ikke er mulig å endre den dynamiske veiningen av utgangssignalene som er tatt ved forskjellige punkter før de blir summert, siden summeringen blir utført inne i innretningen. Til slutt, siden resirkuleringsminneinnretningen har faste sløyfelengder, er det en begrensning i lengden av signaler innmatet en slik innretning. Det er derfor et behov for en innrtning som har et stort antall bestemteavtapninger og hvor hver avtapning er i stand til å fjerne signalet ved noen bestemte punkter i forsinkelseslinjen. Hver av de avtappete utgangspunkter bør være be stemte og adskilte slik at dynamisk veining av utgangssignalene kan utføres for derved å skreddersy det resulterende utgangssignalet fra systemet når signalene blir summert. Ved å veie de forskjellige utgangssignalene, kan f.eks. et nærmest rektangulært bånd for et transversaltilter bli oppnådd.

I datafordelingssystemer,så som datamaskinsystemer, er det generelt fordelaktig å transmittere maksimumsmengden av data i et gitt tidsintervall. Tidligere datafordelingssystemer er ikke i stand til å transmittere informasjon ved hastig-heter som fiberoptiske systemer frembringer. I et fiberoptisk system forplanter signalet seg med lyshastigheten i det fiberoptiske mediet. Bærefrekvensene som de fiberoptiske systemene arbeider ved tillater anvendelsen av modulasjon eller signalfrekvenser som er mye større enn disse som micro-bølgesignalene anvendt i koaksialkabler tillater.

Oppfinnelsen er nærmere deffinert i de vedheftede patent-krav.

Oppfinnelsen frembringer en tappet fiberoptisk forsinkelseslinje som anvender et stort antall omviklinger av en enkelmodusoptisk fiber med et parti av hver omvikling limt inn i den neste av et antall parallelle v-spor i en plate eller stykke. Dersom innretningen skal anvendes som et transver-salfilter, er lengden til hver omvikling identisk med den lengden som bestemmer grunnfrekvensen til innretningen.

Et parti av kappen på hver omvikling av den optiske fiberen montert på platen eller stykket blir fjernet langs en langsgående linje normal på omviklingene av fiber i v-sporene, og derved skapes samtidig en avtapning i hver omvikling hvor linjen krysser linjen. Hver av flerheten av avtapninger vil være adskilt en lengde lik lengden til en omvikling ved transversaltilteranvendelsen.

Ved å fjerne bare et lite parti av kappen ved hver avtapningssted, vil bare en liten mengde av lyset bli fjernet fra fiberen ved hver avtapning. Lyset ved hver avtapning blir fjernet eller detektert på en av to måter. I den foretrukne utførelsen blir fotosensitivet halvlederinnret-ninger anvendt ved hver avtapning, slik at signalet ved hver avtapning kan detekteres individuelt. Amplituden til utgangssignalet fra hver fotodetektor kan så styres av en felteffektstransistor (FET) for dynamisk endring av veiningen til de forskjellige avtapninger. Ved å endre veiningen til de forskjellige avtapningene, kan frekvensresponsen til systemet spesialtilpasses. Ved å endre på hvilke avtapninger som blir brukt, kan grunnfrekvensen til innretningen varieres. Dersom f.eks. annenhver avtapning blir veid ved 0, blir grunnfrekvensen halvert. Når et inngangssignal blir påtrykt en ende av fiberen og utgangssignalene fra de dynamisk styrte fotosensorene blir opp-summert, vil det resulterende systemutgangssignalet være et signal som omfatter grunnfrekvensen og inneholde harmoniske frekvenser til inngangssignalet.

En annen teknikk for å detektere lyset ved hver avtapning medfører anvendelsen av en flerhet segmenter av optisk fiber i stedet for fotodetektorene, og medfører som resultat konstruering av en kobler ved hver av hvert avtapningssted. Utgangssignalene fra disse fibre kan så veies dersom dette er ønskelig, og summeres for å frembringe utgangssignalet .

De optiske fibrene er fortrinnsvis montert slik at avstanden mellom påfølgende omviklinger av fibrene ved punktet hvor de skal avtappes er identisk. I tillegg sammenfaller nivået ved hvilket fibrene er montert i området hvor de skal avtappes med sidelinjene normalt på v-sporene, siden ett parti av kappen er fjernet ved finsliping av overflaten til fibrene i avtapningsprosessen. Siden finslipingen samtidig fjerner et parti av kappen til hver omvikling av fibrene viklet rundt kjernen, er fibrene montert på det samme nivået slik at en identisk kappemengde blir fjernet fra hver omvikling av fibrene, og slik skapes et antall

identiske avtapninger.

For å kunne utføre finslipningen på partiene av hver omvikling av fiber som skal ha noe av kappen fjernet, må dette parti av fiberen være fastmontert. Den foretrukne måten å gjøre dette på er å anvende sillisiumstykker som har innetsede spor. Siden det er mulig å etse sillisium-stykkene ved å anvende fotolitografiske fremgangsmåter og å oppnå en høy nøyaktighetsgrad i etseoperasjonen, er en slik fremgangsmåte foretrukket. Anvendelsen av spor inn-etset i et sillisiumstykke for å orientere omviklingene av optisk fiber er også nyttig i det den tillater høyst nøy-aktig plassering av enten de fotosensitive elementene eller den optiske fiberkoblingen, og derved sikrer på en måte at disse er riktig orientert for derved å sørge for utmerket drift av avtapningene.

Denne innretning besitter adskillige fordeler sammenlignet med de andre innretningene beskrevet ovenfor. Siden den er en fiberoptisk innretning, kan den arbeide ved svært høye frekvenser, ulikt bølgefenomeninnretningene og de andre ikkeopptiske innretningene beskrevet ovenfor. Siden de

14 optxske frekvensene kan være av størrelsesorden 10 Hz,

kan frekvenser av størrelsesorden flere ganger 1 GHz bli modulert på de optiske bærefrekvensene som blir brukt.

Ved å anvende enkelmodusoptisk fiber som forsinkelses-mediet, kan høyfrekvensinformasjon bli transmittert uten å bli utsatt for vesentlig signalforringing.

Den foreliggende oppfinnelsen har en fordel sammenlignet med alle de andre innretningene beskrevet ovenfor i det den gjør det mulig å fremskaffe et stort antall avtapninger, egentlig hudreder eller tusener av avtapninger, i en enkel relativt kompakt innretning, og ved en relativt moderat konstruksjonskostnad. Siden alle avtapningene er dannet ved en enkel operasjon, kan et stort antall avtapninger som har like egenskaper fremstilles samtidig, hvilket er et krav for å oppnå nøyaktig drift av innretningen.

En annen vesentlig fordel med den foreliggende oppfinnelsen

er at den er stand til dynamisk å endre veiningen av de forskjellige avtapningene. Som nevnt ovenfor, er dette en høyst ønskelig egenskap siden en relativt nøyaktig til-pasning av frekvensresponsen kan oppnås. Innretningen har også adskillige fordeler siden den anvender en enkelmodusoptisk fiber. På grunn av den lave spredningsegenskapen til enkelmodusfibren, kan signaler med høyt frekvensinnehold bli transmittert nøyaktig av innretningen. Og siden flyktigfeltkobling blir anvendt (i motsetning til overlapping inn i kjernen av fibren), frembringer den foreliggende oppfinnelsen en mer effektiv, stabil og styrbar avtapning av den optiske fibren, og således en større grad styring over operasjonsegenskapene til innretningen.

Oppfinnelsen fremskaffer et datafordelingssystem som over-kommer ulempene til tidligere systemer. Et fiberoptisk datafordelingssystem sender ut data ved en flerhet av optiske avtapninger i en tråd av optisk fiber. En sentral behandlingsenhet (CPU) kan anvende oppfinnelsen til å forsyne data til perifert utstyr anvendt i forbindelse med CPU. En utførelse av oppfinnelsen tillater toveistransmisjoner av data mellom CPU og perifert utstyr og tillater også data-transmisjon mellom det perifere utstyr. Tiden som er nød-vendig for å transmittere informasjon via det fiberoptiske datafordelingssystemet er mye kortere enn tiden som er nødvendig for å transmittere den samme informasjonen på tidligere datafordelingssystemer på grunn av den høye hastig-heten og den høye frekvensen til bærersignaler anvendt i et fiberoptisk system.

Disse og andre fordeler med den foreliggende oppfinnelsen

vil best forstås med referanser til tegningene, i hvilket;

FIG. 1 viser et tidligere kjent transversaltilter med fiberoptisk forsinkelseslinje; FIG. 2 er et perspektivriss av et parti av stykket metyl- dannete spor som blir brukt til riktig innretting av de optiske fiberviklingene; FIG. 3 er et perspektivriss som viser den fotolitografiske teknikken anvendt for å oppnå nøyaktig innretting av v-sporene; FIG. 4 er et perspektivriss av et parti av sillisiumskiven klar til å bli etset; FIG. 5 viser inngangstrinnet til den foretrukne utførelsen av den foreliggende oppfinnelsen;

FIG. 6 er et tverrsnitt av innretningen vist på FIG. 5,

og viser viklingene av optisk fiber innrettet i v-sporene;

FIG. 7 viser forstørret et parti av FIG. 6 og viser de optiske fibrene montert i v-sporene og finslipt; FIG. 8 er et tverrsnitt av den første viklingen optisk fiber montert i v-sporene og viser hvordan fibren er finslipt eller avslepet; FIG. 9 er et perspektivriss av en maske anvendt i den foto-litograf iske fremgangsmåten i en alternativ utførelse; FIG. 10 viser sett ovenfra et v-spor i en skive som er fremstilt ved anvendelse av masken vist på FIG. 9; FIG. 10a er et tverrsnitt av v-sporet vist på FIG. 10; FIG. 11 er et tverrsnitt av en av viklingene av optisk fiber i et v-spor og viser en alternativ utførelse som anvender roterende vikling; FIG. 12 er tverrsnitt av en av viklingene av optisk fiber i et v-spor og viser en alternativ utførelse som anvender en fotolitografisk etseprosess for å skjære inn i kappen til den optiske fibren; FIG. 13 viser skjematisk fotodetektorapparatet til den foretrukne utførelse, for detektering av lys i flere viklinger av optisk fiber, veining av utgangssignalet fra hver fotodetektor og summering av utgangssignalene; FIG. 14 er et tverrsnitt av anordningen anvendt for å konstruere den foretrukne utførelsen på FIG. 13, og viser særlig den anvendte; teknikk for innretting,' FIG. 15 viser en alternativ utførelse som anvender samtidig fremstilling av flere koblere, som ble brukt til å detektere lys fra de forskjellige avtapninger i den avtappete for-sinke Ise sl in j e ; FIG. 16 illustrerer en teknikk som anvender den foretrukne utførelsen av oppfinnelsen til deteksjon av høyere frekvens-funksj oner; FIG. 17 er en veiefunksjon anvendt for å frembringe et rektangulært transversalt båndpassfilter; FIG. 18 er en opptegning av veiningen av et antall avtapninger som anvender veiefunksjonen på FIG.- 17; og FIG. 19 viser i adskilt perspektiv koblerne på FIG. 15 i et datafordelingssystem.

Det grunnleggende formål med den avtappede forsinkelseslinje er å ta prøve av et signal samtidig ved flere punkter i transmisjonsmediet som signalet forplanter seg i. Når den avtappede forsinkelseslinjen virker som et transversaltilter, blir alle prøvene tatt ved flere punkter i transmisjonsmediet. Avstanden mellom disse punkter bestemmer grunnfrekvensen

til innretningen. Alle prøvene blir så summert for å frembringe et signal som omfatter den systembestemte grunnfrekvens og det harmoniske frekvensinneholdet til inngangssig-

naiet. Alle andre frekvenser vil bli dempet av innretningen. Generelt kan sies at jo større antall avtapninger eller punkter ved hvilke inngangssignalet blir tatt prøver av,

dess mer nøyaktighet vil de ønskede filteregenskaper bli.

Fiberoptiske innretninger som skal brukes som filtre har hatt et betydelig problem: det har vært ganske vanskelig å få til et rimelig stort antall avtapninger ved hvilke prøver av signalet som forplanter seg i fibren kan tas. Den eneste fiberoptiske innretningen som har lyktes i å fremskaffe et rimelig høyt antall avtapninger er innretningen vist på

fig. 1, og den er ikke en virkelig avtappet forsinkelseslinje siden den anvender et stort antall fibre med forskjellige lengder i stedet for avtapninger. Et inngangssignal 22 ble modulert på et lyssignal fremskaffet av en laserlyskilde 20. Utgangssignalene ble påtrykt n optiske fibre,

som er nummerert 40a, 40b, 40c, ..., 40n. Hver etter-følgende fiber er lengre enn den forutgående fibren en distanse L, hvor L er lengden til fibren som vil frembringe en tidsforsinkelse som er lik perioden til den ønskede grunnfrekvensen til transversaltiltret. Utgangsendene til hver av disse filtrene 40a, 40b, 40c, ..., 40n blir påtrykt en detektor og en summer 24, som summerer alle utgangssignalene fra fibrene 40 og frembringer et utgangssignal 26, som omfatter den systembestemte grunnfrekvensen og det harmoniske frekvensinneholdet til inngangssignalet 22.

Innretningen vist på fig. 1 er omfangsrik; og lite hensiktsmessig siden den krever et optisk fibersegment for hver av de ønskede avtapninger. Den foreliggende oppfinnelsen over-kommer ulempene ved innretningen vist på fig. 1 ved at den kan ha et rimelig stort antall avtapninger som er konstru-

ert samtidig av en enkel lengde optisk fiber, og således minimaliseres tiden, kostnadene, og vanskelighetene med å konstruere den avtappete forsinkelseslinjen.

Den grunnleggende ide med oppfinnelsen er best vist på fig.

5, som viser inngangssiden til oppfinnelsen. Et enkelt segment

av optisk fiber 50 ble anvendt, og begynner ved inngangsenden 52, som ble påtrykt med et lysinngangssignal fra en laserlyskilde 20, og slutter ved en utgangsende 54.

Den optiske fibren 50 er viklet rundt et stykke 60 med v-spor som mottar den optiske fibren 50. Den optiske fibren 50

er viklet rundt stykke 60 n ganger, slik at partiet av fibren 50 på stykket ved den første viklingen er et 110a, partiet av fibren 50 montert på stykket i den andre viklingen er 110b osv. Ved den langsgående linjen 56 normal på fiber-segmentaksene er avtapninger konstruert slik at hver omvikling av den optiske fibren 50 blir avtappet ved den langsgående linjen 56. Før beskrivelsen av konstruksjonen av avtapningene på den optiske fibren 50, er det nødvendig å beskrive konstruksjonen av stykket 60 og måten den optiske fibren 50 blir anordnet i v-sporene i stykke 60.

På fig. 2 er et parti av stykke 60 med de utførte v-sporene 62a, 62b, til 62n vist. Det er ønskelig at hver av disse v-sporene 62 er identiske i bredde og dybde siden fibrene skal være coplanare siden avtapningene i fibrene i disse v-spor skal konstrueres samtidig. Dersom v-sporene 62 er identiske, vil avtapningene på fibrene ha like egenskaper.

På grunn av dette behov for høy presisjon ved konstrueringen av v-sporene 62, er det foretrukne materiale i stykket 60 sillisium, som kan etses ved hjelp av fotolitografiske teknikker, i stedet for et annet materiale ved hvilket sporene blir maskinert. Typen av sillisium anvendt er handels-messig tilgjengelig 100-orientert sillisium, siden når overflaten av denne typen sillisium blir utsatt for en etseopp-løsning, vil den etsede overflate innta en vinkeltheta som vist på fig. 2. For 100-orientert sillisium er vinkelen theta 57,74°.

For å utføre v-sporene vist på fig. 2 i silikonstykket 60 kan derfor den følgende fotolitografiske fremgangsmåten bli brukt. Stykket blir først oppvarmet slik at et svært tynt oksydsjikt 66 dekker stykket 60, som vist på fig. 3. Stykket blir så dekket med et fotofølsomt belegg 68 kjent som fotoresist. En maske 80 ble så plassert over stykket, og toppen av stykket blir utsatt for ultrafiolett lys 90. Med masken 80 vist på fig. 3 benyttes positivt reagerende fotoresist slik at partiene av fotoresisten 68 under de ugjennom-skinnelige delene av masken 80 blir tilbake for å utføre rnaskefunksj onen.

Det neste trinnet består i å etse bort fotoresisten 68 og oksydlaget 66 som var under de ikkegjennomskinnelige partiene av masken ved å anvende en buffret saltsyreopp-løsning. Den gjenværende fotoresisten blir så fjernet ved hjelp av en spesialoppløsning; og stykket 60 vil fremstå

som det gjør på fig. 4, dekket av en maske av oksydlaget 66. Silikonstykket 60 blir så plassert i en anisotropisk etseoppløsning, vanligvis kaliumhydroksydoppløsning. Partiene av stykket 60 som ikke er dekket av oksydlaget 66 vil så fjernes ved hjelp av etseoppløsningen med en vinkel på 54,74°, fra overflaten 64 til stykket 60. Etsingen vil utvikle seg som et flatbunnet spor inntil . de to vinkel-planene skjærer hverandre og et virkelig v-spor blir dannet, som vist på fig. 2. Denne fotolitografiske teknikk er vel kjent, og har funnet utstrakt anvendelse under fremstillingen av halvledere.

Størrelsen av sporet 62 som skal etses i silikonstykket 60 avhenger selvfølgelig av den optiske fibren som anvendes. Det er to mye brukte typer enkelmodusoptisk fiber, en fremstilt av ITT som har en diameter på omtrent 80u (400u inklu-dert plastmantlingen), og en annen type fiber fremstilt av Corning som er 125u i diameter (135u med lakkmantlen). Hvilken av disse fibre som blir brukt avhenger av bølge-lengden til lyset som skal anvendes; dersom synlig lys skal anvendes, er ITT-fibren akseptabel siden den er en enkelmodus ved synlig lys bølgelengder (lenger enn grønt), og dersom infrarødt lys skal anvendes, er Corning-fibren akseptabel siden den er enkelmodus ved infrarøde bølgelengder.

16

Det er i det minste fire forskjellige teknikker for å fremstille optiske avtapninger ved anvendelse av v-spor i sillisiumstykket 60. Ved hjelp av omfattende eksperimenter er det blitt fastslått at en av disse teknikker er bedre enn de andre tre, og denne teknikken vil bli beskrevet først.

Det henvises1 nå til fig. 5. For å konstruere en optisk avtapning er det ønskelig å ha en optisk fiberoverflate som skal avtappes montert i en kurvet sammenstilling slik at et flatt parti av den optiske fibren 50 kan avslipes for å frembringe en avtapning for lyset som forplanter seg inne i fibren 50. Derfor blir sillisiumstykket 60 montert på en kvartsblokk 70 som har en buet øvre overflate. Det er fastslått at et sillisiumstykke av standard tykkelse (0,25 mm) og omtrent 3 cm langt kan bøyes om en radius på 12 tommer (omtrent 20,5 cm) uten at den brister. En klebesubstans så som voks blir brukt til å holde sillisiumstykket 60 på kvartsblokken 70 i den kurvede eller buede utforming vist på fig. 5. Den optiske fibren 50 kan nå monteres på sillisiumstykket 60.

Før den optiske fibren 50 kan monteres i v-sporet i sillisiumstykket 60, fjernes fortrinnsvis den beskyttende mantelen fra partiene av den optiske fibren 50 som skal monteres i v-sporene. ITT-fibren har en plastmantel som kan fjernes ved å dyppe den i svovelsyre. Ettergiven-

heten til plastmantelen forhindrer presisjon ved slipeoperasjonen, så den bør fjernes. Corning-fibren har en lakkmantel som kan fjernes ved å dyppe den i aseton. Siden lakkmantelen er mer fast enn plastmantelen, er dennes fjerning mer et foretrukket valg enn en nødvendighet.

Innstalleringen av fibren 50 i v-sporene på sillisiumstykket 60 er best vist på fig. 6 og 7. Et parti av den optiske fibren 50 nær inngangsenden 52 til fibren 50 blir montert i det andre v-spor 62a til silikonstykket 60.

En bør merke seg at der et første v-spor 62x, som vist på fig. 6, som ikke blir brukt til å motta den optiske fibren 50, men snarere blir brukt til innrettingsformål. Partiet av den optiske fibren 50 som skal plasseres i v-sporet 62a er nummerert 110a, og før den blir montert i v-sporet 62a blir en klebende substans 120 anordnet i bunnen av v-sporet 62a. Når derfor partiet 110a av den optiske fibren 50 blir plassert i v-sporet 62a og den optiske fibren 50 bunner ut mot sidene av v-sporet 62a, vil den bli permanent holdt på plass der ved hjelp av klebemidlet 120.

Etter plasseringen av partiet 110a til den optiske fibren 50

i det første v-sporet 62a, strekkes ut en lengde L av den optiske fibren mellom sentret til partiet 110 og sentret til det andre partiet 110b av den optiske fibren 50, som skal håndteres i det andre v-sporet 62b (fig. 5). Denne lengden L, som deffinert ovenfor, er lengden av optisk fiber som

vil frembringe en forsinkelsestid lik perioden til den ønskede grunnfrekvensen til innretningen. Det kan derfor ses at den optiske fibren 50 vikles rundt sillisiumstykket 60 slik at hver påfølgende oppvikling blir innpasset i det neste påfølgende v-spor, og festet ved hjelp av klebe-

middel 120, som vist på fig. 5. Når det siste partiet 110

av den optiske fibren 50 er blitt innpasset i det siste v-sporet 62n til sillisiumstykket 60, avsluttes den optiske fibren 50 ved enden 54, som vist på fig. 5.

Det neste trinnet er å slipe av den øvre overflaten av partiene 110 på den optiske fibren 50 ved den langsgående linjen 56 i det partiene 110 til den optiske fibren 50 er montert på sillisiumstykket 60. Slipeoperasjonen vil fjerne et parti av kappen 102, som best vist på fig. 7. Det er viktig å merke seg at ikke hele kappematerialet 102 rundt kjernen 100 til den optiske fibren 50 skal fjernes. Avstanden mellom kjernen 100 og den slipte overflaten 104 til fibren 50 avhenger av mengden lys som skal fjernes fra fibren ved hver av.tapning. Når små lysmengder skal trekkes ut, er den slipte overflaten 104 fjernt fra kjernen 100 til fibren 50, og dess mer lys som skal trekkes ut fra fibren 50 ved avtapningsstedet dess tettere er den slipte over-

flaten 104 til kjernen 100 til fibren 50.

Siden det for vårt formål er ønskelig å ha et temmelig høyt antall avtapninger, vil bare en liten lysmengde bli fjernet ved hver avtapning. Derfor vil omtrent mellom 5 og 10 |i kappemateriale 102 bli etterlatt mellom den slipte overflaten 104 og kjernen 100 på fibren 50. Et langsgående tverrsnitt av den slipte optiske fibren er vist på fig. 8.

Før man fortsetter med beskrivelsen av. detekteringen av lyset utsendt fra den optiske avtapningen, skal de tre alternative fremgangsmåtene for å fremstille avtapningen selv bli beskrevet. I stedet for å anvende en kvartsblokk 70 med buet overflate kan sillisiumstykket ha buete v-spor skjært inn i seg, som vist på fig. 10 og 10a. For å få til slike buete v-spor blir en maske 81 slik som vist på fig. 9 anvendt.

Siden sillisiumstykket vil bli etset med en vinkel på 54,74°

i forhold til overflaten til stykket, vil et bredere v-spor så bli utskjært ved kantene av stykket og avta til normal bredde i sentret av stykket 162, og siden dybden av v-sporet er proporsjonal med bredden på v-sporet, vil den være dypere ved endene enn den vil være i sentret, og dette resulterer i det buete v-sporet 164 vist på fig. 10 og 10a.

Mens denne teknikk forenkler konstruksjonen av de buete v-sporene som er nødvendige for de optiske avtapningene noe, medfører den adskillige problemer. For det første at den fotolitografiske teknikken anvender svært små trinn snarere enn en ensformet kurve ved forberedelsen av masken 81. Denne begrensning er forårsaket av faktaet at masken 81 er for-

beredt i digitale trinn i steden for i en analog kurve.

Derfor vil også det resulterende v-spor 160 innehold disse

svært små trinn, og dette medfører muligheten for micro-bøyningstap når den optiske fibren 50 er installert i v-

sporene 160. Et annet problem er at sillisiumskiven 60 som blir anvendt er temmelig tynn, og dersom v-sporene har for

stor dybde, kan de i vesentlig grad svekke styrken til sillisiumskiven. Tykkere sillisiumskiver har vanligvis ikke den nødvendige konstante tykkelsen som er nødvendig for nøyaktig montering av fibren 50. Til slutt, siden de dypere partiene av v-sporene 164 ved kantene av sillisiumstykket 60 er dannet ved å gjøre v-sporene 164 bredere mellom v-sporene 164 ved kantene, må minimumsavstanden nødvendigvis bli større ved denne utførelse, og dette gjør således totalstørrelsen av den avtappete forsinkelseslinjen større. På grunn av disse problemer er den første teknikken beskrevet ovenfor foretrukket fram for den buete v-sporteknikken.

En annen mulig fremgangsmåte for å konstruere de optiske avtapningene i fibren krever heller ikke bøyning av sillisiumstykket 60. Denne fremgangsmåten, som er vist på fig. 11, anvender radielle slipeteknikker. Et sylindrisk redskap (ikke vist) blir brukt for å slipe fibren 50, og fjerner det buete partiet 105 fra kappen 102 av fibren 50. Dette har ikke fordelen med lokalisering av tapet, men er ikke den foretrukne utførelsen, delvis fordi den ikke er brukbar sammen med begge metodene for måling av de avtappede utganger beskrevet nedenfor.

Den tredje alternative fremgangsmåten ved avtapningspartier for fibren 50 for å fjerne lys er vist på fig. 12. Fotolitografiske teknikker blir brukt sammen med kjemisk eller plasmaetsing, hvorved en maske av fotoresist 69 blir anordnet på overflaten av partiene til den optiske fibren 50 og hviler i v-sporene til sillisiumstykket 60. Et gap blir anordnet i fotoresistmasken 69 langs linjen 56 (ikke vist på fig. 12). Når således den kjemiske etsings eller plasmaetse-prosessen finner sted, vil et parti av kappen 102 bli fjernet, og frembringe en optisk avtapning ved punktet 106 hvor kappen er fjernet. Denne fremgangsmåte er ikke den foretrukne ut-førelsen fordi den er ganske vanskelig å få til, siden den krever gjentagende kontroll av mengden lys fjernet ved avtapningen hvor etseprosessen blir utført.

Det er to teknikker som blir brukt for å detektere og måle signalet ved flerheten av avtapningsstedet. Den første av disse to teknikker beskrevet nedenfor er den foretrukne utførelse, og den andre teknikken beskrevet nedenfor, er, selv om den ikke er den foretrukne utførelsen, av stor vik-tighet ved det at den kan anvendes ved masseproduksjon av optiske koblingsinnretninger.

Den første teknikken er vist skjematisk på fig. 13. Tre partier av den optiske fibren 50 er vist i v-sporene. De slipte overflatene til disse tre partiene 104a, 104b og 104c har respektive fotosensitive elektroniske innretninger 140a, 140b og 140c innstallert i en stilling slik at lyset avtappet fra fibren 50 ved hvert avtapningssted blir målt av de fotosensitive innretningene 140a, 140b og 140c og er forbundet til felteffekttransistorer (FETs) 142a, 142b og 142c respektivt. Felteffekttransistorene 142a, 142b og 142c blir brukt for å veie de forskjellige avtapningene ved å variere portpotensialet til felteffekttransistorene 142a, 142b og 142c, og de kan også bli brukt til å kompensere for tap som opptrer i fibren 50 for avtapninger som ligger nær enden av den optiske fibren 50.

Utgangssignalet 144a, 144b og 144c fra de respektive felt-ef f ekttransistorer 142a, 142b og 142c, så vel som utgangssignalene 144 fra de andre avtapningsstedene blir påtrykt en summeringsinnretning 25 som frembringer et utgangssignal 26 som omfatter den systembestemte grunnfrekvens og det harmoniske frekvensinnehold til inngangssignaler 22, og alle andre frekvenser er dempet. Fotosensorene 140 og felteffekttransistorene 142 er fortrinnsvis fremstilt på et andre sillisiumstykke 61 slik at når de to stykkene 60 og 61 blir anordnet sammen som vist på fig. 14, er den avtappete forsinkelsesinnretningen fullstendig. Dersom det er nødvendig kan et brytningstilpasningsmedium 130, så som en brytningsolje, bli anvendt mellom de slipte partiene 140 av den optiske fibren 50 og fotosensorene 140 som vist på fig. 13. Fig. 14 viser at de to tilleggsv-sporene 62x og 62y i sil-"konstykket 60 og de to v-sporene 63x og 63y i det andre silisiumstykket 61 blir brukt for korrekt sammenmontering av de to stykkene. To pinner 150x og 150y passer inn i de korresponderende parene av v-spor, respektiv 62x og 63x, og 62y og 63y, for å sikre riktig innretting. Dersom det er ønskelig kan det andre silisiumstykket 61 også være montert på en kvartsblokk 71. Fig. 15 og 19 viser oppbygningen av en datafordeler 65 som er tildannet v.ed å ta et antall segmenter av optisk fiber Illa, 111b, 111c, ..., Uln og monterer disse i v-spor i

et andre silikonstykke 166 som er identisk med stykket 60, og så slipe overflatene til de optiske fibrene 111 som beskrevet ovenfor. De to silisiumstykkene 60 og 166 blir så plassert i nær innretning ved hjelp av pinnene 150x og 150y vist på fig. 14 og optiske koblere er dannet. Disse optiske koblere arbeider etter prinsippet beskrevet i den parallelle EPO patentsøknad nr..82304705, pub.nr. 74789 , som tilhører innehaveren av foreliggende oppfinnelse.

Denne parallelle patentsøknad er herved nevnt som referanse. Utgangssignalene fra de optiske fibrene 111 blir så påtrykt detektorer 23 som mater et korresponderende elektrisk signal til veieinnretninger 141 hvis utgangssignaler blir summert av en summeinnretning 25 for å frembringe et utgangssignal 26.

Det er ekstremt vesentlig at ved bruken av v-spor og sili-konstykketeknologien, kan et stort antall optiske koblere fremstilles samtidig. Disse koblere kan så deles inn i individuelle koblere som hver har fire porter som i til-felle referert til ovenfor, og blir solgt individuelt.

Den foreliggende oppfinnelsen anvender også flerheten av koblere til å fordele data fra sløyfene til fibren 50 til hver av flerheten av fibre 111. Under henvisning til fig.

5 vil flyktigfeltkobling mellom sløyfene til fibren 50

og de.individuelle fibrene 111 tjene til å overføre et

signal som er innmatet på fibren 50 til hver av de individuelle fibrene 111. I tillegg vil et signal som er innmatet på en av de individuelle fibrene 111 bli koblet til den korresponderende spolen av fibren 50. Et signal som er koblet til fibren 50 fra en av de individuelle fibrene 111 kan så kobles fra fibren 50 til andre individuelle fibre 111. F.eks., dersom individuell fiber 111b kobler et signal til fibren 50, så vil koblerne dannet mellom fibren 50 og individuelle fibre 111c og Uld koble dette signal til individuelle fibre 111c og Uld. Dersom CPU 67 sender ut det samme signalet som er matet inn på denne fra fibren 50, vil signalet bli koblet til den individuelle fibren Illa. Således tillater datafordeleren toveisover-føring av data mellom CPU 67 og terminalene 72, 74, 76 og 78 tillater overføringen av data fra en hvilken som helst av terminalene 72, 74, 76 og 78 til de andre terminalene.

En hensiktsmessig fremgangsmåte for å danne datafordeleren er å vikle enkelmodusfibren 50 rundt stykket 60 med v-spor på måten som er beskrevet med henvisning til fig. 6.

På lignende måte kan enkelmodusfiber 111 vikles rundt et stykke 166 med v-spor, som er i det alt vesentlige identisk med stykket 60 med v-spor. V-sporstykket 166 blir festet til en kvartsblokk 71 på samme måte som til kvartsblokken 70. Adskilling av viklingene av fibren 111 på hensiktsmessig måte langs baksiden av kvartsblokken 71, på hvilken stykket 166 er montert,, danner en flerhet av individuelle fibre ,11a til Uln med hver individuell fiber lia til Uln anordnet i et korresponderende v-spor i stykket 166.

Dersom det totale antall fibre 111 er n, så fungerer datafordeleren 65 som en-til-n retningskobler og kobler data fra enkelfibren 50 til hver av fibrene Illa til Uln. Datafordeleren fremskaffer en innretning hvorved en enkel-modusf ibersløyfe 50 fungerer som en databuss for å sende signaler mellom en innretning,, så som en sentral behandlingsenhet 67, forbundet til eller koblet til fibren 50 og perifert utstyr så som terminaler 72, 74, 76 og 78 anvendt sammen med den sentrale behandlingsenheten 67. Terminalene 72, 74, 76 og 78 kan være hensiktsmessig forbundet til eller optisk koblet til korresponderende fibre Illa, 111b, 111c og Uld. Fig. 19 viser fire terminaler 72 , 74 , 76 og 78 for anskuelsesformål. I praksis kan i virkeligheten et hvert ønsket antall perifere enheter eller andre innretninger bli forbundet med de individuelle fibrene Illa til Uln.

Som vist på fig. 19, vil et hvilket som helst signal som CPU 67 mater til fibren 50 bli koblet til alle de individuelle fibrene 11 og matet til en hvilken som helst perifer enhet forbundet dertil. Derfor kan det være å foretrekke at hver av terminalene 72, 74, 76 og 78 bare reagerer på en bestemt adressekode. Når f.eks. terminalen 72 mottar adressekoden som den reagerer på, reagerer terminalen 72 på en forut-bestemt måte på etterfølgende signaler sendt ut fra CPU 67. Terminalen 72 mater til fibren lia datasignaler som så blir koblet til fibren 50. Etter at datasignaler fra terminalen 72 er koblet til fibren 50, blir datasignalene så koblet til hver av de etterfølgende individuelle fibre 111b til lin. Således kan et signal sendt ut fra CPU 67 forårsake overføringen av data mellom terminalene 72, 74, 76 og 78 eller annet perifert utstyr (ikke vist) anvendt i forbindelse med CPU 67.

Det vil forstås at den øvre begrensningen på frekvenser som kan filtreres av et transversaltilter som anvender den ovenfor beskrevne avtappede forsinkelseslinje er bestemt av minimumslengden av optisk fiber 50 mellom avta<p>ningsstedene. En måte å øke den systembestemte grunnfrekvensen på er å minske lengden L av fibren 50 mellom avtapningssteder.

På fig. 16 er det vist en innretning som anvender fire av

de avtappete enhetene beskrevet ovenfor. Siden denne effekt reduserer lengden L ved hvilken intervallprøver av signalet opptrer som L/4, blir den maksimale frekvensen som kan måles økt med en faktor på 4 på grunn av den proporsjonalt minskede tiden ved hvilken prøvene blir tatt.

Effekten ved å anvende flere avtappede enheter er å korte

ned forsinkelsestiden, hvilket kan være fordelaktig i et datafordelingssystem. Oppbygningen på fig. 16 tillater overføringen av data fra fiber 50 til de individuelle fibrene 144, 1144, 2144 og 3144 til respektive koblermatriser 80, 82, 84 og 86. Det er mulig f.eks. å overføre data langs fibren 50 til de individuelle fibrene 1144 uten at data-signalet først må gjennomløpe alle viklingene i koblermatrisen 80, og således frembringes en kortere forsinkelsestid enn dersom alle de individuelle fibrene 144, 1144, 2144 og 3144 var serieforbundet i en enkelkoblermatrise. Følgelig kan være av koblermatrisene 80, 82, 84 og 86 ha færre viklinger enn hva som ville være nødvendig i et datafordelingssystem som anvender bare en slik koblermatrise.

Veining av utgangssignalene til en avtappet forsinkelseslinje for å variere responsen til systemet blir utført ved å til noen grad å dempe mengden av utgangssignal fra utvalgte individuelle avtapningssteder. Veiestyreegenskapene i den avtappete forsinkelseslinjen i den foreliggende oppfinnelsen gjør det mulig for grunnfrekvensen til transver-salfiltret å varieres i ganske vesentlig grad ved å fjerne et antall avtapninger fullstendig for å senke grunnfrekvensen til transversaltiltret. Ved f.eks. å fjerne annenhver avtapning ved å veie disse avtapninger ved 0, blir grunnfrekvensen halvert. Nok en fordel ved muligheten til å veie hver avtapning individuelt er at tapet i signaletstyrke nær enden av den avtappete forsinkelseslinjen kan kompenseres for ved hjelp av veiestyringen. Veiestyringen tillater også at båndpasset til et filter kan bli tilpasset eller skredder-sydd; i et transversaltilter kan f.eks. båndpasset gjøres skarpere og smalere slik at det er nesten rektangulært snarere enn bare en relativ tilnærming til et rektangulært båndpass med harmoniske. Dersom avtapningene blir veid likt (eller ikke veid i det hele tatt), er frekvensresponsen til innretningen (sinus x/x), som vist på fig. 17. Grunnfrekvensen har sitt senter ved f , og hvor båndpasset er mellom

-ir og +tt fra grunnfrekvensen f .

Effekten ved å anvende flere avtappede enheter er å korte

-Tr og +tt fra grunnfrekvensen f .

Siden det er ønskelig å oppnå et mer rektangulært bånd-

pass og å eleminere sidetrekvensmodiene, er det ønskelig å veie avtapningene. På fig. 18 er den foretrukne veiningen av en 67 avtapningers avtappet forsinkelseslinje under anvendelse av felteffekttransistorer 140 for å frembringe veiningen beskrevet ved en opptegning som viser veiningen av de 67 avtapningene. Senteravtapningen 200 er ikke veid i det hele tatt, slik at hele det elektriske signalet fra fotodetektoren 140 passerer i FET 142 til summe-innretningen 25. Avtapningene på hver side av senteravtapningen 200 blir veid av FET 140 på hvert avtapningssted i en utstrekning indikert av fig. 18, hvor lengden for hver linje som representerer en avtapning er minsket fra 1,0 som er mengden dempning gitt til den spesielle avtapning.

Denne veining vil frembringe den ønskede nesten rektangulære båndpass.

Dersom et større antall avtapninger blir veid i området mellom B og C på fig. 18, vil båndpasset bli mer og mer smalt, sentrert på grunnfrekvensen bestemt av lengden L mellom avtapningene. Alternativt, dersom færre avtapninger blir veid i det buete området fra B til C, vil båndpasset bli bredere.

Formen på båndpasset er bestemt av antallet avtapninger anvendt i en veiefunksjon som tilnærmer sidenodusene, av hvilke tre er vist på hver side av senterkurven (B til C),

og disse noduser er A til B og C til D-områdene. Generelt vil gjelde at dess større antall av disse sidenoduser som blir frembragt ved veiningen av avtapningene, dess skarpere og mer rektangulær vil båndpasset bli. Således kan det ses at båndpass med forskjellig form kan skreddersys kunden ved å anvende forskjellige veiefunksjoner på avtapningene.

Fordelen ved den foreliggende oppfinnelsen sammenlignet med tidligere avtappete forsinkelseslinjer er imponerende.

Den optisk avtappete forsinkelseslinjen kan arbeide ved frekvenser som er mye høyere enn med bølgefenomeninnretningene eller elektriske innretninger. Innretningen er ikke utsatt for elektromagnetisk interferens. Den sansynligvis mest bemerkelsesverdige fordelen med avtappete forsinkelseslinje er at et relativt stort antall identiske optiske avtapninger kan hurtig og bekvemt og rimelig fremstilles i en enkel kompakt enhet.

Siden hver av avtapningene bare fjerner en svært liten del av signalet, vil antallet effektive avtapninger som kan oppnås være vesentlig høyere enn ved et transversaltilter av typen resirkulerende avtappet forsinkelseslinje. Mulighetene for å tilpasse eller skreddersy utgangssignalene ved å anvende veiestyringen tillater nøyaktig forming av båndpasset og med de ønskete frekvensegenskaper. Til slutt tillater v-sporsillisiumstykketeknologien som er vist at identiske koblingsinnretninger kan fremstilles i store mengder for kommersielt salg.

Claims

1. Fiberoptisk datafordelingssystem for overføring av data mellom en flerhet av terminaler,karakterisertved at den omfatter: en første matrise av partier av en enkel kontinuerlig fiber; anordning for å påtrykke et optisk signal på nevnte første matrise; en andre matrise av elementer for avtapning av optiske signaler fra nevnt første matrise, og nevnte andre matrise omfatter en flerhet av partier av adskilt fiberoptisk materiale, og hver av nevnte partier er forbundet til i det minste en terminal; og innretning for å holde nevnte første matrise av partier av kontinuerlig fiber innrettet med nevnte andre matrise slik at lys som forplanter seg i enten nevnte første og andre matrise blir koblet til den andre av nevnte første og andre matrise.

2. System som angitt i krav 1,karakterisertved at nevnte terminal er tilpasset for å motta et optisk signal sendt til denne av en av nevnte partier av separat fiberoptisk material.

3. System som angitt i krav 2,karakterisertved at nevnte terminal videre omfatter innretning for å avlede informasjon fra nevnte optiske signal.

4. System som angitt i krav 1,karakterisertved at nevnte terminal er tilpasset til å påtrykke et optisk signal til nevnte parti av separat fiberoptisk material.

5. System som angitt i hvilket som helst av kravene 1-4,karakterisert vedat lys som forplanter seg i nevnte første matrise blir koblet til hver av nevnte partier av separat fiberoptisk material i nevnte andre matrise.

6. System som angitt i hvilket som helst av kravene 1-5,karakterisert vedat nevnte enkle kontinuerlige fiber er serieforbundet med en optisk signalbehandlingsenhet, og nevnte behandlingsenhet er tilpasset til å påtrykke et optisk signal til nevnte enkle kontinuerlige fiber.

7. System som angitt i krav 6,karakterisertved at nevnte optiske signalbehandlingsenhet videre er tilpasset for å tillate optiske signaler som er koblet til et parti av nevnte enkle kontinuerlige fiber å passere gjennom nevnte behandlingsenhet og overføres til de gjenværende partiene av nevnte enkle kontinuerlige fiber.

8. System som angitt i hvilket som helst av kravene 1-7,karakterisert vedat nevnte optiske signal omfatter en adressekode.

9. System som angitt i krav 8,karakterisertved at nevnte adressekode identifiserer en av nevnte flerhet av terminaler og nevnte optiske behandlingsenhet.

10. System som angitt i krav 9,karakterisertved at nevnte terminaler er tilpasset for selektivt å trekke ut informasjon fra nevnte optiske signal som reak-sjon på en bestemt adressekode.

11. System som angitt i krav 8,karakterisertved at nevnte optiske behandlingsenhet er tilpasset til å påtrykke en adressekode på et optisk signal for å indi-kere den tiltenkte destinasjonsterminal til nevnte optiske signal.

12. Fremgangsmåte for fordeling av optiske signaler som forplanter seg i en optisk fiber, i samsvar med destinasjonen for signalet,karakterisert vedat den omfatter følgende trinn: dannelse av en første matrise av partier av en enkel kontinuerlig optisk fiber; dannelse av en andre matrise av partier av en flerhet av separate optiske fibre; forbindelse av hver av nevnte separate optiske fibre til en separat terminal; holding av den første og andre matrisen i forhold til hverandre slik at flyktigfeltkobling kobler lys fra hver av den første og andre matrisen til den andre av nevnte første og andre matrise; og innmating av et optisk signal til den første matrisen for fordeling til hver av flerheten av separate fibre i den andre matrisen ved hjelp av flyktigfeltkobling; innmating av en adressekode til nevnte optiske signal, og nevnte adressekode er tilpasset for å identifisere i det minste en bestemt terminal; og mottaking av nevnte optiske signal ved nevnte terminal identifisert av nevnte adressekode, og nevnte identifiserte terminal er tilpasset for å trekke ut informasjon fra nevnte signal etter gjenkjennelse av identifiseringsadressekoden.

13. Fremgangsmåte for fordeling av optiske signaler i henhold til krav 9,karakterisert vedat den omfatter trinnet med å polere den første og andre matrisen for å fjerne en del av kappen fra den første og andre matrisen.

14. Fremgangsmåte for å fordele optiske signaler i henhold til krav 10,karakterisert vedat den omfatter følgende trinn: innmating av optisk signal til fibre valgt fra nevnte flerhet av separate fibre; og kobling av optiske signaler fra hver av de valgte fibrene til den enkle kontinuerlige fibren.