SU1503038A1 - Optronic a-d converter - Google Patents
Optronic a-d converter Download PDFInfo
- Publication number
- SU1503038A1 SU1503038A1 SU874340535A SU4340535A SU1503038A1 SU 1503038 A1 SU1503038 A1 SU 1503038A1 SU 874340535 A SU874340535 A SU 874340535A SU 4340535 A SU4340535 A SU 4340535A SU 1503038 A1 SU1503038 A1 SU 1503038A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- reflective elements
- waveguide
- order
- equal
- electrodes
- Prior art date
Links
Landscapes
- Optical Communication System (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к оптоэлектронике и может быть использовано дл преобразовани аналоговых сигналов в цифровой двоичный код. Целью изобретени вл етс улучшение схемотехнических свойств, упрощение топологии, повышение технологичности изготовлени устройства. Дл реализации цели в аналого-цифровом преобразователе использован резонатор Фабри-Перо в виде полоскового волновода на подложке из электрооптического материала с отражательными элементами в виде планарных встречно-штыревых электродных структур. 3 ил.The invention relates to optoelectronics and can be used to convert analog signals to digital binary code. The aim of the invention is to improve the circuit properties, simplify the topology, improve the manufacturability of the device. To accomplish the goal, the Fabry-Perot resonator in the form of a strip waveguide on a substrate made of electro-optical material with reflective elements in the form of planar interdigital electrode structures was used in the analog-digital converter. 3 il.
Description
Изобрь I йн е. ит;юсит(: к оптоэлект- роинке и может быт1. использовано дл преобра ова)и аналсгорьп сигналовAn image of the United States of America (: to the optoelectronics and can be used for conversion) and the signal converter
р UHropOBOi i ДВОИЧ1 ЬБ кол,, СОБМ : СТИМЫ11p uHropOBOi i dvoich1 bb stake ,, SUBM: STIMY11
с вычислительными комплексами и сис- цифровой обработка сигналов.with computer systems and system-digital signal processing.
Целью изоОретени вл етс улучшение схемотехнических свойств, упрощение топологии, повылгение техноло- i KMHOCTH изготовле-)-1 устройства.The aim of the invention is to improve the circuit properties, simplify the topology, the desallation of the technology and the KMHOCTH manufactured -) - 1 device.
На фи .1 приведена принципиальна схема лреобразовател ; на фиг.2 - схема волноводного резонатора Фабри- 1еро; н ф.иг, 3 вигменные диаграммы работы преобразовател Fig. 1 shows a schematic diagram of a converter; FIG. 2 is a diagram of the Fabri-1ero waveguide resonator; n f. ig, 3 wiring diagrams of converter operation
Дл определенности рассмотрим . трехразр дчый аналого-цифровой преобразователь (АЦП), Устройство вьшолне- но на злектрооптической подложке 1,For definiteness, consider. three-bit analog-to-digital converter (ADC), The device is completed on an electro-optical substrate 1,
р которой сформиро1;ан одномодовьп1 в тновод 2. На левом (. О торце волнотюда пристыкован лазер 3. На правом торце пристыкованы фотоприемник 4, усилитель 5 и компаратор 6. На поверхности подложки поперек волновода расположены отражающие элементы 7-10, между которыми вдоль волновода расположены управл ющие электроды 11-13.which is formed on the left side of the waveguide laser. 3. A photodetector 4, an amplifier 5 and a comparator 6 are docked on the right side. Reflecting elements 7-10 are located across the surface of the substrate across the waveguide control electrodes 11–13 are located.
Дл понимани работы устройства в целом необходимо рассмотреть фукк- ционировзние отдельного волноводного резонатора Фабри-Перо (ВРФП).To understand the operation of the device as a whole, it is necessary to consider the operation of a separate Fabry-Perot waveguide resonator (VRFP).
На фиг.2 изображены подложка 1, одномодовый волновод 2, расположенные вдоль волновода металлические электроды 11 и отражательный элемент 7.Figure 2 shows the substrate 1, a single-mode waveguide 2, metal electrodes 11 arranged along the waveguide and a reflective element 7.
слcl
оabout
о (;оo (; o
0000
При включении электрического напр жени Vj встречно-штьфевые электроды , из которых состо т отражательные элементы 7, формируют вследствие электрооптического эффекта фазовую решетку в диэлектрике. При вьтолнении услови When the electrical voltage Vj is turned on, the counter-pin electrodes, of which the reflective elements 7 consist, form, due to the electro-optical effect, a phase grating in the dielectric. When fulfilling the conditions
2А 2A
ш m --,w m -,
где А - период расположени электродов 1 1;where A is the period of location of the electrodes 1 1;
m 1,2,3 ... - пор док брэггов кой дифракции;m 1,2,3 ... is the order of the Bragg diffraction;
Дд - длина волны светового излучени в вакууме; DD is the wavelength of the light emission in vacuum;
n.j - эффективный показатель преломлени волновой моды, эта фазова решетка действует как отражающа поверхность с некоторым коэффициентом отражени света по интенсивности R и коэффициентом пропускани света по интенсивности Т, Таким образом, отражательные элемен ты сформируют в подложке разонатор Фабри-Перо, Без учета потерь .n.j is the effective refractive index of the wave mode, this phase grating acts as a reflecting surface with some coefficient of reflection of light on intensity R and coefficient of transmittance of light on intensity T, Thus, the reflective elements will form a Fabry-Perot diffuser in the substrate, Excluding losses.
Так как волновод сформирован в электрооптическом материале, то приложенное к электродам 11 напр жение V вносит в световую моду, распростран ющуюс по волноводу, фазовый сдвигSince the waveguide is formed in an electro-optical material, the voltage V applied to the electrodes 11 introduces into the light mode propagating through the waveguide the phase shift
) oi.vi,) oi.vi,
где oi, - коэффициент пропорционально сти, завис щий от свойств материала подложки, размеро и взаимного расположени во:1новода и электродов; 1 - длина электродов.where oi, is the coefficient of proportionality, depending on the properties of the substrate material, size and relative position in: 1 wire and electrodes; 1 - the length of the electrodes.
Общий фазовый сдвиг за один проход световой моды вдоль резонатора равенThe total phase shift in a single pass of the light mode along the resonator is
(V) iL + ucfjCv), (V) iL + ucfjCv),
где ft - посто нна распространени where ft is the distribution constant
данной моды;this fashion;
L - длина резонатора, т.е. рассто ние между отражающими элементами.L is the length of the resonator, i.e. distance between reflective elements.
Зависимость коэффициента пропус- кани t резонатора Фабри-Перо (в отсутствие потерь) от йЦ даетс вьфажениемThe dependence of the skipping coefficient t of the Fabry-Perot resonator (in the absence of losses) on R is given by
Т2T2
1 T +ARsin fAi CV) 1 T + ARsin fAi CV)
где Ij, - интенсивность вводимого в резонатор света;where Ij, is the intensity of the light introduced into the resonator;
00
00
, ,
5 050
5five
Q Q
5five
I - интенсивность света, прошедшего через резонатор.I is the intensity of light transmitted through the resonator.
Отметим, что вл етс периодической функцией V, а вид этой функции зависит от коэффициентов Т и R. Таким образом, на ВРФП можно реализовать разр д АЦП. Работа устройства по сн етс временными диаграммами (фиг.З), где V(t) - входной аналоговый сигнал; б, , f. , j коэффициенты пропускани ФРФП, образованных соответственно отражаюш 1ми элементами 7и8, 7и9, 7и10;У;- управл ющие импульсы, подаваемые на отражающие элементы i+7, (,2); I - выходной цифровой сигнал, г - дес тичное представление сформированного на выходе I двоичного числа.Note that this is a periodic function of V, and the form of this function depends on the coefficients T and R. Thus, on the VRFP, it is possible to realize the ADC bit. The operation of the device is explained by time diagrams (Fig. 3), where V (t) is an analog input signal; b, f. , j transmittance coefficients of FGFD, formed by respectively reflecting 1 elements 7 and 8, 7 and 9, 7 and 10; Y; - control pulses applied to the reflecting elements i + 7, (, 2); I is the output digital signal; r is the decimal representation of the binary number generated at the output of I.
Преобразователь работает следующим образом.The Converter operates as follows.
Трехразр дное двоичное число, соответствующее входному аналоговому сигналу V(t), формируетс за три такта (фиг.З, V , V, V), В первом такте напр жение подаетс на отражающие элементы 7 и 8, которые формируют ВРФП длиной 1, что приводит к формированию на выходе компаратора 6 старшего двоичного разр да. Во втором такте включаютс отражательные элементы 7 и 9, которые формируют ВРФП длиной 1 , , что приводит к формированию второго разр да, так как суммарна длина электродов 11 и 12 вдвое превышает длину электродов 11. В третьем такте включаютс отражательные элементы 7 и 10, формируетс ВРФП длиной , и на выходе АЦП по вл етс младший разр д. Таким образом, на выходе формируетс трехразр дное двоичное число в последовательном во времени коде. IThe three-digit binary number corresponding to the input analog signal V (t) is generated in three cycles (Fig. 3, V, V, V). In the first cycle the voltage is applied to the reflective elements 7 and 8, which form a VRFP of length 1, which leads to the formation of the output of the comparator 6 high binary bit. In the second cycle, reflective elements 7 and 9 are included, which form a VRFP of length 1, which leads to the formation of a second discharge, since the total length of electrodes 11 and 12 is twice the length of electrodes 11. In the third cycle, reflective elements 7 and 10 are included, The VFPP is long, and the least significant bit appears at the output of the ADC. Thus, a three-bit binary number is formed at the output in a sequential code. I
Предлагаемый преобразователь по . сравнению с известным имеет более простую топологию и более технологичен в изготовлении, так как в отличие от известного имеющего по одному волноводу на к,аждый разр д, предлагаемый преобразователь имеет только один волновод. Кроме того, торцовые зеркала , образующие в известном преобразователе резонаторы Фабри-Перо, требуют прецизионных методов изготовлени , ибо диэлектрические волноводы почти всегда наход тс на поверхности подложки и их глубина, как правило, не превьшает 1-2 мкм. Фотолитографический метод нанесени на поверхностьThe proposed converter by. Compared to the known one, it has a simpler topology and is more technological in manufacturing, since, unlike the well-known one having one waveguide per k, each discharge, the proposed converter has only one waveguide. In addition, the end mirrors that make up Fabry-Perot resonators in a known transducer require precision fabrication methods, because dielectric waveguides are almost always on the surface of the substrate and their depth usually does not exceed 1-2 µm. Photolithographic method of deposition on the surface
подложки встречно-штьфевых электродных структур, которые образуют резонаторы Фабри-Перо в описанном устройстве , значительно проще. Преобразователь обладает также существенными схемотехническими преимуществами, В прототипе количество выходных элемен- тов (фотоприемников, компараторов, усилителей) равно разр дности выход- ного числа, В описанном устройстве необходимы только один фотоприемник, один компаратор, один усилитель, Кроме того, предлагаемый преобразователь в отличие от известного формиру- ет число в двоичном коде, развернутом во времени, и поэтому его выход можно непосредственно стыковать с входом оптоволоконной линии св зи без использовани линий задержки или схем мультиплексировани ,The substrates of the counter-pin electrode structures that form the Fabry-Perot resonators in the described device are much simpler. The converter also has significant circuitry advantages. In the prototype, the number of output elements (photodetectors, comparators, amplifiers) is equal to the output number, In the described device, only one photodetector, one comparator, one amplifier are needed, In addition, the proposed converter in contrast from the known generates a number in a binary code, expanded in time, and therefore its output can be directly connected to the input of a fiber optic communication line without using delay lines ki or multiplexing schemes,
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU874340535A SU1503038A1 (en) | 1987-11-13 | 1987-11-13 | Optronic a-d converter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU874340535A SU1503038A1 (en) | 1987-11-13 | 1987-11-13 | Optronic a-d converter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1503038A1 true SU1503038A1 (en) | 1989-08-23 |
Family
ID=21341110
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU874340535A SU1503038A1 (en) | 1987-11-13 | 1987-11-13 | Optronic a-d converter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1503038A1 (en) |
-
1987
- 1987-11-13 SU SU874340535A patent/SU1503038A1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6522797B1 (en) | Seismic optical acoustic recursive sensor system | |
US4928007A (en) | Opto-electric A/D converter | |
US6571027B2 (en) | Method and devices for time domain demultiplexing of serial fiber bragg grating sensor arrays | |
US4291976A (en) | Digital fiber optic position sensor | |
US4694276A (en) | Interferometric analog-to-digital converter and method for operation | |
Dandridge et al. | Laser noise in fiber‐optic interferometer systems | |
US5231611A (en) | Wavelength multiplexed fiber optics resonant ring hydrophone array | |
US5724371A (en) | Photoinscribed bragg grating sensor with a good signal-to-noise ratio | |
KR100303266B1 (en) | Optical rf signal processing system | |
JP4742274B2 (en) | Measuring system | |
KR19980043740A (en) | An optical waveguide having a nonlinear thin film | |
SU1503038A1 (en) | Optronic a-d converter | |
Ragdale et al. | Narrowband fiber grating filters | |
GB2189880A (en) | Optical sensor system | |
JPH0651144A (en) | Optical fiber coupler | |
JPH0476517B2 (en) | ||
SU1407367A1 (en) | Frequency-stabilized gas laser | |
CN117091686B (en) | Distributed optical fiber vibration sensor based on frequency division multiplexing | |
CA2379900C (en) | Method and devices for time domain demultiplexing of serial fiber bragg grating sensor arrays | |
Wilson et al. | Time-Division-Multiplexing of In-Fibre Bragg Gratings Using a Pulsed Laser Diode Source' | |
JPS6144293B2 (en) | ||
JPH10170722A (en) | Mode converter type optical filter | |
SU1747896A1 (en) | Optical fiber transducer | |
JP3224022B2 (en) | Method and apparatus for measuring arrayed waveguide grating | |
SU1504501A1 (en) | Optical integrating device |