SE457037B - Optisk transmissionsanlaeggning - Google Patents

Description

457 D37 10 15 20 25 30 35 2 brytningsindexprofil, som utgör början av en (långdistans-) transmis- sionsanläggning.

För en laser av god kvalitet gäller att den optiska effekten P från lasern som funktion av våglängden A kan ha det i fig 2 visade förloppet.

I praktiken har man funnit, enligt ovan, att vid koppling av en sådan laser till en multimod-fiber modalt brus uppstår vid mottagningsänden av den optiska transmissionsanläggningen. En laser med liten spektrallinje- bredd B och följaktligen stor koherenslängd kan i transmissionsfíbern på stora avstånd från lasern ge upphov till tidvariabla intensitetsvariatio- ner betraktat över ett tvärsnitt genom fibern. Detta kan efter en icke- ideal fiberkoppling ge upphov till intensitetsmodulation i den optiska signalen. På grund av sitt utseende benämnes dessa intensitetsvariationer eller -fördelningar för 'fläckmönster' ('speck1e patterns').

För att minska det modala bruset i transmissionsanläggningen kopp- las laserns ändyta 6 optiskt med hjälp av en optisk koppling 9 till ena änden av en sektion av en optisk vågledare av monomod-typ i form av en fiber 10 vars andra ände är avslutad på ett reflekterande sätt genom en spegel 11.

En del av laserljuset som transmitteras genom ändytan 6 hos lasern kopplas genom kopplingen 9 in i monomod-fibern 10 och återföres till la- sern efter reflektion vid spegeln 11. På detta sätt bildar monomod-fibern 10 en extern optisk återkopplingsväg för lasern. Detta medför att laserns spektrallinjebredd B' ökar och det visar sig att finstrukturen av en mod består av ett antal resonansfrekvenser med ett inbördes avstånd A f för vilket approximativt gäller följande: A f = Vg/2L, där Vg betecknar grupphastigheten för det emitterade ljuset i fibern 10 och L betecknar längden av fibern 10. Den optiska effekten P som funktion av våglängden A kommer att ha den form som framgår av fig 3 vid använd- ning av den externa optiska återkopplingen.

Experiment har visat att det är väsentligt att ljus kan utbreda sig i endast en mod i fibern 10 eftersom annars fasvariationer kan uppstå i ljuset som reflekteras genom fibern 10 till lasern, vilket i så fall kan alstra yttterligare brus i den optiska utsignalen från laserdioden.

I ett alternativt utföringsexempel kan spegeln 11 ersättas med ett reflekterande skikt 12 anordnat på änden av fibern 10. Alternativt är det möjligt att koppla änden av fibern till en kisellysdiod, vilken kan fungera som en monitor, varvid partiell reflektion erhålles vid över- 10 15 20 25 457 057 gången mellan fibern och dioden. Båda åtgärderna kan kombineras om det reflekterande skiktet 12 göres halvgenomskinligt. _ Kopplingen mellan lasern 1 och monomod-fibern 10 kan realiseras på det sätt som beskrivs i exempelvis Proceedings of the First European Conference on Optical Fibre Communication, 16-18 september 1975, London, Sidorna 114-6 (Khoe).

I ett ytterligare alternativt utförande, som ej är visat på rit- ningarna, kan en integrerad optisk monomod-vàgledare av planartyp utnytt- jas istället för monomod~fibern 10. Koppling av en laserdiod till en sådan vágledare beskrivs i exempelvis Applied Optics, volym 19, juni 19ao, siaarna 1a47-sz.

Den större spektrallinjebredden i en longitudinell mod hos laser- dioden átföljes av en mindre koherenslängd, vilket är visat i exempelvis IEEE Journal of Quantum Electronics, volym QE 15, augusti 1979, sidorna 761-6 (Velzel et al). Härigenom begränsas förekomsten av fläckmönster till ett litet avstånd från lasern. Om man ej skulle utnyttja den externa optiska äterkopplingen så skulle dessa mönster kunna uppträda vid en sträcka av längden nägra km i fallet med en fiber uppvisande graderad brytningsindexprofil. Genom uppfinningen år det möjligt att reducera sträckan längs vilken fläckmönster kan uppstå i transmissionsfihern till en eller några meter alltefter ökningen i spridning som kan tolereras.

Inom denna korta sträcka så bör men ej använda icke-ideala fiberkoppling- ar eller andra kopplingar med spatialfilterverkan. Därigenom förhindras uppträdande modalt brus längre fram i transmissionsfibern. I ett prak- tiskt utföringsexempel har en monomod-fiber 10 med kårndiametern 6 /um ett V-tal lika med 2,2 och längden L = 50 mm använts och kopplingsverk- ningsgraden för kopplingen 9 uppgick till ungefär 15%. Emellertid fram- stod inget av dessa värden som kritiskt.

Claims (2)

457 057 Patentkrav

1. Optisk transmissionsanläggning med reducerat modalt brus, k ä n- n e t e c k n a d av en halvledarlaserdiod med första och andra ändytor, varvid nämnda första laserändyta är kopplad till en optisk transmissions- vågledare under anläggningens drift, och en sektion av en optisk vägleda- re av monomod-typ med första och andra ändar, varvid nämnda andra laser- ändyta är optiskt kopplad till nämnda första vågledarände och nämnda and- ra vågledarände är avslutad i varje fall delvis reflekterande.

2. Optisk transmissionsanläggning enligt patentkravet 1, k ä n n e- t e c k n a d av att den andra änden av nämnda optiska vägledare av monomodtyp innefattar ett åtminstone delvis reflekterande skikt.