WO1999053363A9 - Emulator und kompensator für polarisationsmodendispersion - Google Patents

Emulator und kompensator für polarisationsmodendispersion

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Definitions

  • the invention relates to an emulator and compensator for polarization modest dispersion with which the polarization of an electromagnetic, preferably optical wave can be varied frequency-dependently.
  • the invention is therefore at the same time a frequency-dependent polarization transformer.
  • the PMD compensator is intended to make the polarization transmission behavior of the overall system of transmission path and compensator (or vice versa, depending on the arrangement) approximately frequency-independent in the approximation of the first and possibly also of higher order. In wavelength multiplexing, it is desirable to use this frequency-independent at the operating wavelengths.
  • the invention can be used both as a PMD emulator, as well as a PMD compensator.
  • Requirements for such a module are low insertion loss, compatibility with optical waveguides and, in many respects, a frequency-dependent change in polarization transmission behavior.
  • PMD is often mathematically described by many retarders or polarization rotators, which are arranged between more doppler-refracting pieces of fiber, which have appreciable delay times between the two main polarizations. These highly birefringent pieces retain or retain two orthogonal principal polarisations, PSPs for short, and are polarization-preserving fibers (PMFs). These PMFs are highly polarization-dispersive.
  • the invention is therefore to provide a PMD emulator and PMD Kor ⁇ pens ator, which has a very low insertion loss over the prior art and is also easy to produce.
  • a longer piece of polarization-maintaining optical fiber is suitable for producing a PMD.
  • Emulator or PMD compensator are, as in the case of commercial polarization-maintaining optical fiber, in a first exemplary embodiment preferably near-linear. Distributed over the length are torsion sections in which the PMF is twisted, so that polarization transformations result.
  • the torsion of PMF is already from Applied Optics, Vol. 18, no. 13, pp. 2241-2251 is known as a means by which polarization transformations can be carried out in linearly birefringent fiber, see FIG. 9.
  • the birefringence of commercially available PMF is so strong that a torsion around that indicated therein 68 ° the PMF would destroy at least in the long term zer ⁇ .
  • a plurality of torsion sections with an alternating torsional direction are cascaded to produce the desired transformation.
  • a special PMF which is weaker than commercial PMF, but much stronger than normal optical fiber, should be provided.
  • the torsion can be variably formed in all these cases, for example by the use of stepper motors.
  • the naturally limited torsional range due to the limited mechanical strength of optical waveguides can impair the ability to compensate, in particular when operating as a PMD compensator.
  • Functional inaccuracies can also arise due to production-related non-deal-determined lengths of the torsion pieces and similar influences.
  • These possible disadvantages can be eliminated by inserting additional torsion sections. It may be advantageous to arrange a plurality of independently torsion sections or groups of torsion sections close to each other. Desirable are so-called endless polarization schemes.
  • linear birefringent PMF instead of linear birefringent PMF, it is also possible to use circular or elliptical birefringent PMF; however, the polarization transformers must be modified.
  • FIG. 1 shows a PMD emulator or compensator according to the invention in the diagram.
  • FIG. 2 shows a phase-matched mode converter as polarization transformer.
  • FIG. 3 shows an endless polarization transformer with twisted pieces of linear birefringent optical waveguide.
  • FIG. 4 shows a movable anchor point of a linear double-ended optical waveguide in the pierced axis of a stepping motor.
  • Figure 5 shows two single emulators or compensators containing circular birefringent optical fibers and movable optical fiber loops.
  • a light wave L passes through a PMD emulator or compensator EK within a light waveguide LWL from an input EE to an output AA.
  • the optical fiber LWL consists of polarisationserrhaltendem optical waveguide PMF, which is not interrupted and must not be cut in the preparation or, except at input EE and output AA, must be spliced. For this reason, be sitting ⁇ the PMD emulator or compensator EK a very low insertion loss for the optical L.
  • N have in turn an input E and an output A, the output A of a single emulator or compensator being connected to the input E of the following one.
  • a polarization transformer PT In each of these simple emulators or compensators 1, 2,... N, a polarization transformer PT, a polarization-dispersive light waveguide PMF with a differential group delay DGD, and the output A. input EE and output AA of the arrangement follow on the input E. also be reversed, so that the light wave L does not pass through the arrangement of the input EE to the output AA, but in the reverse direction.
  • the sequence of polarization transformer PT and differential group delay DGD having Lich.wellenleiter can be reversed in relation to the order described in one, several or all individual emulators or compensators 1, 2, ... N.
  • the polarization-dispersive optical waveguide with the group delay DGD is a piece of the polarization-maintaining optical waveguide PMF selected with a suitable length.
  • PMF has beat wavelengths within which a phase delay of 360 ° or a period duration time delay of the light wave between the two main polarizations This corresponds to a differential delay time DGD of the polarization-dispersive optical waveguide of 2.6 to 1.3 ps per meter of length.
  • Differential delay time of a homogeneous birefringent optical waveguide of fixed length and beat wavelength of birefringence scale inversely with each other.
  • the light is guided in the polarization-maintaining optical waveguide PMF, which, as described below, is possible by the inventive design of the polarization transformer PT.
  • the total number of simple emulators or compensators can vary widely, between 1 and large, just economically viable numbers such as 100 or 200. It is favorable to choose the total number small, but still at least large enough that similar give statistical properties of the polarization dispersion as in the optical fiber to be emulated or com pens. Depending on the requirements, this requires about 6 to 50 single emulators or compensators.
  • many simple emulators or compensators are particularly useful when PMD emulation or compensation for very wide-banded signals, i. e.g. for data signals with a high transmission bit rate, or for several or many signals in optical wavelength division multiplexing.
  • a model ion converter for linearly birefringent polarization-maintaining optical waveguide PMF can, according to the invention, be in the form of phase-matched mode constellation. verter as shown in Figure 2 are executed.
  • polarization-maintaining optical waveguides PMF to which two interlocking torsion anchors FK, BK, which here have the form of combs, are fastened, for example by means of epoxy glue. These can be rotated relative to one another about the polarization-maintaining optical waveguide PMF as an axis, whereby external comb parts can rotate in the direction of rotation DR.
  • Both torsion anchors can be made movable, or one of them is a fixed torsion anchor FK, the other a movable torsion anchor BK.
  • Stepping motors SM for example, which can be operated in continuous microstep operation to achieve high resolution, are suitable as drive of torsion anchors BK.
  • Comb teeth ZI The torsion in the torsion pieces TS is a mechanical stress MB. To increase the overview, only a few of the total existing Lichtwellenlei ⁇ ter publishede TS, comb teeth ZI and mechanical stresses MB are provided with identifiers in Figure 2.
  • the movable torsion armature or comb BK has only one prong so that it degenerates to a rotary lever, results from an Applied Optics, Volume 18, no. 13, pp 2241-2251 (see Fig. 9 there) already known mode converter.
  • the use of more comb teeth ZI has the advantage that lower rotation angle of the two combs BK, FK against each other are required.
  • the birefringence of commercially available PMF is so strong that torsion about the 68 ° indicated in the reference would destroy the PMF, at least in the long term.
  • the length, within which the 68 ° torsion must occur, be ⁇ carries in the case of 2 mm beating wavelength namely only 0.7 mm.
  • the invention is to be used as a PMD emulator which can be varied in many ways or as a PMD compensator, it is expedient, as already mentioned, to use many simple emulsifiers or compensators, or one uses more variable polarization transformers PT. The latter case is illustrated by way of example in FIG.
  • the fixed torsion anchor FK has only two tines here.
  • movable torsion anchors BKl, BK2, BK3 are provided.
  • the number three is suitable as the number of movable torsion anchors, because according to the invention, an endless polarization transformation is possible.
  • two to obtain a more technically simpler embodiment, or four and more movable torsion anchors may be used to facilitate the realization and control of the polarization transformers.
  • the beat wavelength of the polarization-maintaining optical waveguide PMF can not be determined exactly or varies depending on the location, it is expedient to use more than three movable torsion anchors.
  • the fixed torsion anchors FK one or both can be replaced by moveable torsion anchor BKO, BK4.
  • This provides inventive additional variability of the polarization transformation, so that deviations of the lengths of the torsional sec tions TS1, TS2, TS3, TS4 from the desired value, inhomogeneities of the birefringence of the optical waveguide PMF and similar inaccuracies do not enhance the capability for endless polarization control can affect.
  • the anchor points are negligibly short, so that the polarization transformer PT consists almost only of twistable optical waveguides.
  • the torsion sections TS1, TS4 can each be selected to have phase delays of about 1.6 rad, and torsion sections TS2, TS3 can each be selected to have phase delays of about 1.8 radians.
  • torsion anchors BK2 should, under idealized conditions, be at least approximately ⁇ 73 °, and torsion anchors BK1,
  • Endless Polarisationstransforr ⁇ ation is always possible when certain common periodical rotation angle changes of the movable torsion COS, BK2, BK3 can be specified so that a principal polarization of the polarization-maintaining optical fiber PMF ortho ⁇ gonal in each phase of the angle of rotation changes at least approximately in the other, to the first Main polarization is transformed. With less than the so specified rotation angles can then be all the others possible and required polarization transformations er ⁇ rich.
  • W is the differential delays in radians of the parts of the polarization-maintaining optical waveguide attached to the torsion anchors BK1, BK2, BK3.
  • CA, CB, CC specify the specified periodic rotational angle changes of the movable torsion anchors BK1, BK2, BK3, Wel- At least approximately one main polarization of the polarization-maintaining Licht ⁇ waveguide PMF in each phase of these rotational angle changes in the other, the first orthogonal main polarization transfer.
  • the actual rotation angles in radians are as follows:
  • torsion anchor BKl F * (CA / 2 * cos (phi) + CC / 2 * sin (phi)) for torsion anchor BK2: F * CB / 2 * cos (phi) for torsion anchor BK3: F * (CA / 2 * cos (phi) - CC / 2 * sin (phi))
  • angles CA, CB, CC indicated in the table are also to be understood merely as reference values, since it is possible to achieve greater variability of polarization transformations be expedient, much larger, for example, by a factor of 1.5 or even 2 zoom enlarged rotation angle CA, CB, CC vorzuse ⁇ hen.
  • Embodiments with more than three movable Torsionsan ⁇ core for example, be designed so that at least approximately the same Torsionsprofile can be achieved as a function of the place in the polarization-maintaining optical fiber PMF as in the examples given.
  • beating wavelength must be chosen sufficiently large.
  • the differential delay time is about 0.1 ps per meter.
  • DGD differential group runtime
  • polarization-maintaining light waveguide PMF 10 single emulators or compensators with this differential group run.
  • PGD Polarization-maintaining optical waveguides with a linear double refraction of the stated order of magnitude can easily be produced according to the prior art by elliptical core cross sections or by deliberate incorporation of mechanical stresses.
  • the attenuation of a length of 2.5 km can be very small, down to about 0.5 dB overall.
  • the polarization-conserving optical waveguide PMF can simultaneously be designed for Jcompensation or emulation of chromatic optical waveguide dispersion.
  • a stepping motor can turnstiles
  • FIG. 4 shows a 'stepping motor SM with a schematically ge recorded stator ST and an axis AX, which is pierced with a Boh ⁇ tion BO.
  • the optical waveguide LWL is guided concentrically in the axis diameter and the stator, which is a polarization-maintaining optical waveguide PMF in this exemplary embodiment.
  • the optical waveguide LWL, PMF is firmly glued to the axis AX, so that the axis AX at the same time represents a ⁇ movable Torsionsanker BK, BKO, BKl, BK2, BK3, BK4.
  • this arrangement is extremely com ⁇ pact, so that the entire polarization transformer PT of Figure 3 can also be built compact.
  • the distances between the movable anchor points BK, BKO, BK1, BK2, BK3, BK4 can be so small that one can use birefringent optical waveguide PMF with beating wavelength of moderate size.
  • FIG. 5 shows, by way of example, two individual emulators or compensators 1, 2 which contain circularly birefringent optical waveguides and movable optical waveguide loops or fiber loops FS1, FS2.
  • Optical fiber LWL is clamped in front of and behind the polarization transformers PT at holding points H. Between two adjacent breakpoints H, which include a Polarisationstrans ⁇ formator PT, it acts as normal, without additional bending approximately not birefringent light waves ⁇ conductor LWL. At least in certain positions of the rotatable fiber loops, it is unthreaded, with free in the light wave conductor loops FSl, FS2 movable optical fiber LWL so ⁇ even in each position of these optical fiber loops FSl, FS2.
  • the optical waveguide is heavily twisted between two adjacent breakpoints, between which there is no polarization transformer PT, so that it acts as a circularly birefringent and circular polarization-maintaining optical waveguide PMF with a differential group delay DGD between the two main circular polarizations.
  • a stranding machine is suitable.
  • the polarization transformers PT contain fiber loops FS1, FS2.
  • the fiber loops FS1, FS2 are designed to be rotatable, and in addition the optical waveguide LWL is in principle bent there, so that, as in the first exemplary embodiment, a mechanical stress MB of the optical waveguide LWL results.
  • the PMD compensator EK according to the invention can be as in

Abstract

Ein Emulator oder Kompensator (EK) von Polarisationsmodendispersion einer Lichtwelle (L) besitzt einen Eingang (EE), einen durchgehenden Lichtwellenleiter (LWL), der ein polarisationserhaltender Lichtwellenleiter (PMF) mit einer differentiellen Gruppenlaufzeit (DGD) ist, einen Polarisationstransformator (PT) und einen Ausgang (AA). Der Polarisationstransformator (PT) ist ebenfalls in polarisationserhaltendem Lichtwellenleiter (PMF) ausgeführt und erlaubt endlose Polarisationstransformationen. Der Emulator oder Kompensator (EK) kann aus mehreren Einzelemulatoren oder -kompensatoren (1, 2, ... N) bestehen, welche jeweils einen Eingang (E) und einen Ausgang (A) besitzen.

Description

Emulator und Kompensator für Polarisationsmodendispersion
Die Erfindung betrifft einen Emulator und Kompensator für Pola¬ risationsmodendispersion, mit dem die Polarisation einer elek¬ tromagnetischen, vorzugsweise optischen Welle frequenzabhängig verändert werden kann. Die Erfindung ist deshalb gleichzeitig ein frequenzabhängiger Polarisationstransformator.
In der optischen Übertragungstechnik werden lange Lichtwellen¬ leiter-Übertragungsstrecken eingesetzt. Die Lichtwellenleiter selbst sind herstellungsbedingt nicht vollständig isotrop, son¬ dern schwach doppelbrechend. Wegen der großen Übertragungslänge ergibt sich eine frequenzabhängige Polarisationtransformation der Übertragungsstrecke. Dies nennt man Polarisationmodendis¬ persion oder Polarisationsdispersion, abgekürzt PMD. Sie führt insbesondere zur Verbreiterung gesendeter Impulse, was die ver¬ wendbare Übertragungsdatenrate limitiert. Erschwert wird die Situation dadurch, daß sich durch Temperatur oder mechanische Beanspruchung das Übertragungsverhalten und somit auch die PMD der Strecke ändert. Deshalb werden adaptive PMD-Kompensatoren benötigt, die in den Übertragungspfad eingefügt werden. Zu de¬ ren Entwicklung oder einfach zum Prüfen der PMD-Toleranz nicht PMD-kompensierter ÜbertragungsSysteme werden vielfach einstell¬ bare, aber einfache, kostengünstige und dämpfungsarme PMD- Emulatoren gebraucht, welche das frequenzabhängige Polarisati- onsübertragungsverhalten von LWL-Strecken von bis zu mehreren 1000 km Länge zu unterschiedlichen Zeitpunkten und bei unter- schiedlichen Temperaturen in statistisch signifikanter Weise nachbilden können.
Der PMD-Kompensator soll bei mindestens einer optischen Fre¬ quenz das Polarisationsübertragungsverhalten des Gesamtsystems von Übertragungsstrecke und Kompensator (oder umgekehrt, je nach Anordnung) in Näherung erster und ggf. auch höherer Ord¬ nung näherungsweise frequenzunabhängig machen. Im Wellenlängen¬ multiplexbetrieb ist es anzustreben, diese Frequenzunabhängig- keit bei den Betriebswellenlängen zu erreichen. Die Erfindung läßt sich sowohl als PMD-Emulator, wie auch als PMD-Kompensator einsetzen.
Anforderungen an ein solche Baugruppe sind niedrige Einfüge- dämpfung, Kompatibilität zu Lichtwellenleitern und in vielfa¬ cher Hinsicht frequenzabhängig veränderbares Polarisationsüber- tragungsverhalten.
Zur Emulation oder Kompensation von PMD eignet sich klarerweise eine Baugrupper welche dieselben bzw. die inversen Übertra- gungseigenschafften besitzt wie eine Übertragungsstrecke. In der Literatur wird PMD oft mathematisch durch viele Retarder oder Polarisationsrotatoren beschrieben, die zwischen stärker dop¬ pelbrechenden, also zwischen den beiden Hauptpolarisationen merkliche Verzögerungszeiten aufweisenden LWL-Stücken angeord- net sind. Diese stark doppelbrechenden LWL-Stücke erhalten oder bewahren zwei zueinander orthogonale Hauptpolarisationen (principal states-of-polarization) , kurz PSP, und sind daher polarisationseirhaltende Lichtwellenleiter (polarization- maintaining fitoer) , kurz PMF. Diese PMF sind stark polarisati- onsdispersiv. Ein entsprechendes Beispiel ist im Tagungsband zur Optical Fifc>er Communications Conference 1995 (OFC λ95) der Optical Society of America als Beitrag WQ2 auf S. 190-192 be¬ schrieben. In Electron. Lett., 17. Feb. 1994, Band 30, No. 4, S. 348-349 ist PMD-Kompensation beschrieben. Auch hier werden mehrere
Stücke PMF verwendet, welche durch Polarisationstransformatoren verbunden sind. Diese Literaturstelle ist von Bedeutung, weil dort der AnschLxαß eines PMD-Kompensators an einen optischen Empfänger sowie die Gewinnung eines Regelkriteriums beschrieben werden, und dient deshalb dieser Erfindung als Oberbegriff. Man erkennt, dass sich solche Anordnungen sowohl als PMD- Emulatoren, wie auch als PMD-Kompensatoren einsetzen lassen. In der Praxis beschränken sich die genannten Literaturstellen auf sehr wenige Stücke PMF, und die auftretende Lichtdämpfung dürfte wegen notwendiger Spleißverbindungen recht hoch sein. Funktionell ähnliche oder äquivalente Anordnungen, welche es erlauben, sehr viele solche Polarisationstransformatoren und PMF-Stücke so zu kaskadi eren, daß sie eine sehr geringe Dämp¬ fung aufweisen, sind aber nicht bekannt.
Aufgabe der vorliegenden. Erfindung ist es daher, einen PMD- Emulator und PMD-Korαpens ator anzugeben, der gegenüber dem Stand der Technik eine sehr geringe Einfügedämpfung besitzt und auch leicht herstellbar ist.
Diese Aufgabe wird durch die Emulatoren und Kompensatoren von Polarisationsmodendispersion mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Erfindungsgemäß eignet sich ein längeres Stück polarisationser- haltender Lichtleitfaser (PMF) zur Herstellung eines PMD-
Emulators oder PMD-Kompensators . Die Hauptpolarisationen sind dabei, wie bei handelsüblicher polarisationserhaltender Licht¬ leitfaser, in einem ersten Ausführungsbeispiel bevorzugt nähe- -X.ungsweise linear. Verteilt über der Länge befinden sich Torsi- onssektionen, in denen die PMF tordiert wird, so daß sich Pola¬ risationstransformationen ergeben.
Die Torsion von PMF ist bereits aus Applied Optics, Band 18, No. 13, S. 2241-2251 als ein Mittel bekannt, durch das sich Po¬ larisationstransformationen in linear doppelbrechendem LWL durchführen lassen, siehe dort Fig. 9. Allerdings ist die Dop¬ pelbrechung von handelsüblicher PMF so stark, daß eine Torsion um die dort angegebenen 68° die PMF zumindest langfristig zer¬ stören würde. Bei Verwendung handelsüblicher PMF werden deshalb erfindungsge- maß mehrere Torsionssektionen mit abwechselnder Torsionsrich¬ tung zur Erzeugung der gewünschten Transformation kaskadiert. Alternativ dazu ist eine schwächer als handelsübliche PMF, je¬ doch viel stärker als normaler LWL doppelbrechende, spezielle PMF vorzusehen. Die Torsion kann in all «diesen Fällen variabel ausgebildet wer¬ den, beispielsweise durcri Verwendung von Schrittmotoren. Der wegen der begrenzten mechanischen Festigkeit von Lichtwel¬ lenleitern naturgemäß begrenzte Torsionsbereicri kann zu einer Behinderung der Kompensationsfähigkeit führen, insbesondere bei Betrieb als PMD-Kompensator. Durch herstellungsbedingt nichti- deal festgelegte Längen der Torsionsstücke und ähnliche Ein¬ flüsse können außerdem Funktionsungenauigkeiten entstehen. Die¬ se eventuellen Nachteile lassen sich durch Einfügen zusätzli¬ cher Torsionssektionen beheben. Dabei kann es günstig sein, mehrere unabhängig voneinander tordierbare Torsionssektionen oder Gruppen von Torsionssektionen nahe beieinander anzuordnen. Wünschenswert sind sogenannte endlose Polarisationsregelungen. Grund dafür ist, daß insbesondere bei Betrieb als PMD- Kompensator ein unterbrechungsfreies Kompensieren erforderlich ist; jede, auch kurze Unterbrechung könnte wegen der üblichen extrem hohen Übertragungsbitragen zu unerwünschten Bitfehlern im Empfänger führen. Einen guten Überblick über endlose Polari¬ sationsregelungen geben das IEEE Journal of Lightwave Technolo¬ gy in Band 9, Oktober 1991, No. 10, S. 1353-1366 und insbeson¬ dere die dort zitierten Literaturstellen. Endlose Polarisati- onsregelungen, welche auf tordierter polarisationserhaltender Lichtleitfaser beruhen, sind allerdings noch nicht bekannt.
Statt linear doppelbrechender PMF kann auch zirkulär oder el¬ liptisch doppelbrechende PMF eingesetzt werden; dabei sind je- doch die Polarisationstransformatoren zu modifizieren.
Es folgt eine genauere Beschreibung erfindungsgemäßer PMD- Emulatoren und PMD-Kompensatoren anhand der Figuren 1 bis 5. Figur 1 zeigt einen erfindungsgemäßen PMD-Em.ula.tor oder -Kompensator im Schema.
Figur 2 zeigt einen phasenangepaßten Modenwandler als Polarisa¬ tionstransformator.
Figur 3 zeigt einen endlosen Polarisationstransformator mit tordierten Stücken linear doppelbrechenden Lich.twellenleiters . Figur 4 zeigt einen beweglichen Ankerpunkt linear doppelbre¬ chenden Lichtwellenleiters in der durchbohrten Achse eines Schrittmotors . Figur 5 zeigt zwei Einzelemulatoren oder -kompensatoren, welche zirkulär doppelbrechenden Lichtwellenleiter und bewegliche Lichwellenleiterschlaufen enthalten.
Im Ausführungsbeispiel der Figur 1 durchläuft eine Lichtwelle L einen PMD-Emulator oder -Kompensator EK innerhalb eines Licht¬ wellenleiters LWL von einem Eingang EE zu einem Ausgang AA. Der Lichtwellenleiter LWL besteht aus polarisationserrhaltendem Lichtwellenleiter PMF, welcher nicht unterbrochen wird und auch bei der Herstellung nicht zerschnitten oder, außer an Eingang EE und Ausgang AA, gespleißt werden muß. Aus diesem Grund be¬ sitzt der PMD-Emulator oder -Kompensator EK eine sehr geringe Einfügedämpfung für die Lichtwelle L. Der PMD-EmuQator oder -Kompensator EK enthält eine Kette von Einfachemulatoren oder -kompensatoren 1, 2, ... N. Jeder dieser Einfachemulatoren oder -kompensatoren 1, 2, ... N besitzt seinerseits einen Eingang E und einen Ausgang A, wobei der Ausgang A eines Einfachemulators oder -kompensators jeweils mit dem Eingang E des darauffolgen- den verbunden ist. In jedem dieser Einfachemulatoren oder -kompensatoren 1, 2, ... N folgt auf den Eingang E ein Polari¬ sationstransformator PT, ein polarisationsdispersiver Lichtwel¬ lenleiter PMF mit einer differentiellen Gruppenlaufzeit DGD und der Ausgang A. Eingang EE und Ausgang AA der Anordnung können auch vertauscht werden, so daß die Lichtwelle L die Anordnung nicht vom Eingang EE zum Ausgang AA durchläuft, sondern in umgekehrter Richtung. Auch die Reihenfolge von Polarisationstransformator PT und dif- ferentielle Gruppenlaufzeit DGD aufweisendem Lich.twellenleiter kann gegenüber der beschriebenen Reihenfolge in einem, mehreren oder allen Einzelemulatoren oder -kompensatoren 1 , 2, ... N vertauscht werden.
Der polarisationsdispersive Lichtwellenleiter mit der Gruppen¬ laufzeit DGD ist ein mit geeigneter Länge gewähltes Stück des polarisationserhaltenden Lichtwellenleiters PMF. Handelsübliche PMF besitzt Schwebungswellenlängen, innerhalb derer eine Pha¬ senverzögerung von 360° oder eine Periodendauer Zeitverzögerung der Lichtwelle zwischen den beiden Hauptpolarisationen ent- steht, in der Größenordnung von 2 bis 4 mm bei einer Wellenlän¬ ge von 1550 nm der Lichtwelle L. Dies entspricht einer diffe- rentiellen Verzögerungszeit DGD des polarisationsdispersiven Lichtwellenleiters von 2,6 bis 1,3 ps pro Meter Länge. Diffe- rentielle Verzögerungszeit eines homogenen doppelbrechenden Lichtwellenleiters fester Länge und Schwebungswellenlänge der Doppelbrechung skalieren invers zueinander.
Auch im Polarisationstransformator PT wird das licht im polari- sationserhaltenden Lichtwellenleiter PMF geführt:, was, wie un- ten beschrieben, durch erfindungsgemäße Ausgestaltung des Pola¬ risationstransformators PT möglich ist.
Die Gesamtzahl von Einfachemulatoren oder -kompensatoren kann in weiten Grenzen variieren, zwischen 1 und gro-ßen, gerade noch wirtschaftlich vertretbaren Zahlen wie 100 oder 200. Günstig ist es, die Gesamtzahl zwar gering, aber dennoch mindestens so groß zu wählen, daß sich ähnliche statistische Eigenschaften der Polarisationsdispersion wie beim zu emulierenden oder kom¬ pensierenden Lichtwellenleiter ergeben. Dafür sind, je nach Er- fordernissen, etwa 6 bis 50 Einfachemulatoren oder -kompensatoren erforderlich.
Erfindungsgemäß sind viele Einfachemulatoren oder -kompensatoren insbesondere dann zweckmäßig einzusetzen, wenn PMD-Emulation bzw. -kompensation für sehr breitrandige Signale, d.h. z.B. für Datensignale mit hoher Übertragungsbitrate, oder für mehrere oder viele Signale im optischen WellLenlängenmulti- plexbetrieb angestrebt wird.
Wenn die Erfindung lediglich als PMD-Emulator eingesetzt wird, ist es zur Minimierung des Aufwands zweckmäßig, als Polarisati¬ onstransformator PT lediglich einen Modenkonverter zu verwen¬ den. Weitere Polarisationstransformationen entstehen nämlich ohnehin durch Temperaturdrift des polarisationserhaltenden Lichtwellenleiters PMF. Im Emulator sind diese, anders als in einem guten Kompensator, tolerierbar. Ein Modenkionverter für linear doppelbrechenden polarisationserhaltenden Lichtwellen¬ leiter PMF kann erfindungsgemäß als phasenangepaßter Modenkon- verter wie in Figur 2 dargestellt ausgeführt werden. Er enthält polarisationserhaltenden Lichtwellenleiter PMF, an dem zwei in¬ einandergreifende Torsionsanker FK, BK, die hier die Form von Kämmen besitzen, befestigt sind, beispielsweise mittels Epoxikleber. Diese können gegeneinander um den polarisationser¬ haltenden Lichtwellenleiter PMF als Achse verdreht werden, wo¬ bei außenliegende Kammteile sich in der Drehrichtung DR drehen können. Es können beide Torsionsanker beweglich ausgeführt wer¬ den, oder einer davon ist ein fester Torsionsanker FK, der an- dere ein beweglicher Torsionsanker BK. Als Antrieb von Torsi¬ onsankern BK eignen sich beispielsweise Schrittmotoren SM, die zur Erzielung hoher Auflösung im wegkontinuierlichen Mikro- schrittbetrieb betrieben werden können. Durch Verdrehung der Torsionsanker oder Kämme FK, BK gegeneinander kommt es auch zur Torsion der kurzen Lichtwellenleiterstücke TS zwischen den
Kammzinken ZI. Die Torsion in den Torsionsstücken TS ist eine mechanische Beanspruchung MB. Zur Erhöhung der Übersicht sind in Figur 2 nur wenige der insgesamt vorhandenen Lichtwellenlei¬ terstücke TS, Kammzinken ZI und mechanischen Beanspruchungen MB mit Bezeichnern versehen.
Wenn beispielsweise der feste Torsionsanker oder Kamm FK nur zwei, der bewegliche Torsionsanker oder Kamm BK nur eine Zinke besitzt, so daß er zu einem Drehhebel entartet, so ergibt sich ein aus Applied Optics, Band 18, No. 13, S. 2241-2251 (siehe dort Fig. 9) bereits bekannter Modenwandler. Die Verwendung von mehr Kammzinken ZI hat allerdings den Vorteil, daß geringere Drehwinkel der zwei Kämme BK, FK gegeneinander erforderlich sind. Insbesondere ist die Doppelbrechung von handelsüblicher PMF so stark, daß eine Torsion um die in der Literaturstelle angegebenen 68° die PMF zumindest langfristig zerstören würde. Die Länge, innerhalb derer die 68° Torsion erfolgen müssen, be¬ trägt im Fall von 2 mm Schwebungswellenlänge nämlich nur 0,7 mm. Je mehr Torsionssektionen vorhanden sind, desto geringer dürfen die Torsionswinkel sein und desto mehr nähern sich die Längend der Torsionsstücke TS einer halben Schwebungswellenlän¬ ge der Lichtwelle L im polarisationserhaltenden Lichtwellenlei¬ ter PMF an. Wenn die Erfindung als besonders vielfältig variierbarer PMD- Emulator oder als PMD-Kompensator eingesetzt werden soll, ist es, wie schon erwähnt, zweckmäßig, viele Einfachemulatoren bzw. -kompensatoren einzusetzen, oder man setzt variablere Polarisa¬ tionstransformatoren PT ein. Der letztere Fall ist beispielhaft in Figur 3 illustriert. Der feste Torsionsanker FK besitzt hier nur zwei Zinken. Dagegen sind mehrere bewegliche Torsionsanker BKl, BK2, BK3 vorgesehen. Als Anzahl der beweglichen Torsionsanker eignet sich insbeson¬ dere die Zahl drei, weil dadurch erfindungsgemäß eine endlose Polarisationstransformation möglich ist. Alternativ dazu kommen zwei, um eine technisch einfachere Ausführungsform zu erhalten, oder vier und mehr bewegliche Torsionsanker in Frage, um die Realisierung und Ansteuerung der Polarisationstransformatoren zu erleichtern. Besonders dann, wenn die Schwebungswellenlänge des polarisationserhaltenden Lichtwellenleiters PMF nicht exakt bestimmt werden kann oder ortsabhängig schwankt, ist es zweck¬ mäßig, mehr als drei bewegliche Torsionsanker einzusetzen. Auch die festen Torsionsanker FK können einer oder beide durch be¬ wegliche Torsionsanker BKO, BK4 ersetzt werden. Dies bietet er¬ findungsgemäß zusätzliche Variabilität der Polarisationstrans¬ formation, so daß auch Abweichungen der Längen der Torsionssek¬ tionen TSl, TS2, TS3, TS4 vom gewünschten Wert, Inhomogenitäten der Doppelbrechung des Lichtwellenleiters PMF und ähnliche Un- genauigkeiten die Fähigkeit zur endlosen Polarisationsregelung nicht beeinträchtigen können.
Zunächst seien die Ankerpunkte vernachlässigbar kurz, so daß der Polarisationstransformator PT quasi nur aus tordierbaren Lichtwellenleitern besteht. Die Längen der 4 Torsionssektionen TSl, TS2, TS3, TS4 des Lichtwellenleiters PMF werden in diesem Fall etwa so groß gewählt, daß die im torsionsfreien Betrieb auftretende Phasenverzögerung zwischen dem schnellen und dem langsamen Schwingungsmodus des Lichtwellenleiters PMF etwa gleich 1,7 rad ist. Dies entspricht einem 1,7 / (2 * pi) =
0,27fachen einer Schwebungswellenlänge. Um Inhomogenitäten der Doppelbrechung des Lichtwellenleiters PMF und ähnliche Ungenau- igkeiten die Fähigkeit zur endlosen Polarisationsregelung nicht beeinträchtigen zu lassen, können diese Längen auch variiert werden; beispielsweise können die Torsionssektionen TSl, TS4 jeweils so lang gewählt werden, daß sie Phasenverzögerungen von etwa 1, 6 rad aufweisen, und Torsionssektionen TS2, TS3 können jeweils so lang gewählt werden, daß sie Phasenverzögerungen von etwa 1,8 rad aufweisen.
Um erfindungsgemäß endlose Polarisationstransformationen zu er¬ möglichen, sollen unter idealisierten Voraussetzungen Torsi- onsanker BK2 um mindestens etwa ±73°, und Torsionsanker BKl,
BK3 jeweils um mindestens etwa ±35° gegenüber der torsionsfrei¬ en Lage drehbar sein. Da sich bei der Torsion des Lichtwellen¬ leiters PMF nicht nur die Hauptachsen geometrisch drehen, son¬ dern sich auch die Polarisationsellipse der optischen Welle in geringem Maße, um etwa 5 bis 10% der geometrischen Drehung, mitdreht, ist der Torsionsbereich der Torsionsanker in der Pra¬ xis mit einem Faktor F von etwa 1,05 bis 1,1 zu multiplizieren, so daß man auf etwa ±79° für Torsionsanker BK2, und auf etwa ±38° für Torsionsanker BKl, BK3 kommt. Diese Werte können je nach Lichtwellenleitertyp um etwa ±10% schwanken.
Weitere Variationen sowohl der Längen der Torsionssektionen TSl, TS2, TS3, TS4, als auch der Drehbarkeit der Torsionsanker BKl, BK2, BK3, können dadurch erforderlich werden, daß die Be¬ festigungen an den Ankerpunkten FK, BKO, BKl, BK2, BK3, BK4 nicht punktförmig erfolgen, sondern über eine gewisse Länge, so daß aufeinanderfolgende Torsionssektionen durch ein kleines Stück nichttordierbaren, aber doppelbrechenden weil polarisati- onserhaltenden Lichtwellenleiters getrennt sind.
Endlose Polarisationstransforrαation ist stets dann möglich, wenn bestimmte gemeinsame periodische Drehwinkeländerungen der beweglichen Torsionsanker BKl, BK2, BK3 so angegeben werden können, daß eine Hauptpolarisation des polarisationserhaltenden Lichtwellenleiters PMF in jeder Phase dieser Drehwinkeländerun- gen wenigstens näherungsweise in die andere, zur ersten ortho¬ gonale Hauptpolarisation transformiert wird. Mit geringeren als den so spezifizierten Drehwinkeln lassen sich dann alle anderen möglichen und erforderlichen Polarisationstransformationen er¬ reichen.
Mit Rechnerunterstützung läßt sich dies auch bei Berücksichti¬ gung der endlichen Befestigungsbreiten an den Ankerpunkten leicht berechnen, so daß die erforderlichen Längen der Torsi¬ onssektionen sowie die Drehwinkelbereiche für viele Ausfüh¬ rungsbeispiele der Erfindung problemlos angegeben werden kön¬ nen. Je nach Befestigungsbreiten können so deutliche Variatio¬ nen der oben als erforderlich genannten Längen und Drehwinkel- bereiche erreicht werden. Die folgende, keineswegs vollständige Tabelle führt einige Ausführungsbeispiele an. Die Werte wurden nicht mit der großen Genauigkeit errechnet, welche die Tabelle suggeriert, und in der Praxis verursachen Inhomogenitäten des polarisationserhaltenden Lichtwellenleiters und andere Störein- flüsse ohnehin zu größeren Ungenauigkeiten, welche durch indi¬ viduelle Drehwinkelansteuerung der Torsionsanker und ggf. mehr Torsionsanker behoben werden können. Die Auswahl an Längen der Torsionssektionen TSl, TS2, TS3, TS4 und Lichtwellenleiterbefe- stigungsbreiten der Torsionsanker BKl, BK2, BK3 ermöglicht es, mit polarisationserhaltendem Lichtwellenleiter PMF gegebener
Schwebungswellenlänge und gegebenen mechanischen Konstruktions¬ vorgaben ein kompaktes und leistungsfähiges Ausführungsbeispiel konstruieren zu können. In der Tabelle bedeuten die Spalten - TSl, TS4 die differentiellen Verzögerungen in Radiant der Torsionssektionen TSl, TS4,
- TS2, TS3 die differentiellen Verzögerungen in Radiant der Torsionssektionen TS2, TS3,
- CA, CB, CC zirkulare Doppelbrechungsanteile der Torsionssek- tionen in Radiant, die, wie anschließend erläutert, in direkter
Beziehung zu erforderlichen Drehwinkeln der Ankerpunkte BKl, BK2, BK3 stehen,
- W die differentiellen Verzögerungen in Radiant der an den Torsionsankern BKl, BK2, BK3 befestigten Anteile des polarisa- tionserhaltenden Lichtwellenleiters.
CA, CB, CC spezifizieren die angegebenen periodischen Drehwin¬ keländerungen der beweglichen Torsionsanker BKl, BK2, BK3, wel- che eine Hauptpolarisation des polarisationserhaltenden Licht¬ wellenleiters PMF in jeder Phase dieser Drehwinkeländerungen wenigstens näherungsweise in die andere, zur ersten orthogonale Hauptpolarisation überführen. Die tatsächlichen Drehwinkel in Radiant ergeben sich wie folgt:
für Torsionsanker BKl: F * (CA/2 * cos (phi) + CC/2 * sin(phi)) für Torsionsanker BK2 : F * CB/2 * cos (phi) für Torsionsanker BK3 : F * (CA/2 * cos (phi) - CC/2 * sin(phi))
Dabei ist phi ein Winkel, der sich kontinuierlich ändert, und F der obengenannte Faktor. Bei punktförmiger Befestigung an den Torsionsankern, also W = O, und einem angenommenen Wert F = 1,08 ergeben sich beispielsweise für die Drehwinkel von Torsi¬ onsanker BK2 die bereits oben angeführten Extremwerte ± 1,08 * 2,55 rad / 2 = ± 79°.
TSl, TS4 TS2, TS3 CA CB CC W
1,6822 1,7063 0,3838 2,5547 1,2078 0
1,2671 1,5748 0,3495 2,3959 1,1854 0,2618
1,4455 1,1221 0,5732 2, 6100 1,0970 0,5236
1,2025 0, 8886 0,6022 2,5738 1,0694 0,7854
1,3073 0,4848 0,8161 2, 8904 1,0063 1, 0472
1,0198 0,2692 0,8146 2, 8355 0,9983 1,3090
0,8165 0,0201 0, 8617 2, 8883 0,9779 1,5708
0,8589 -0,3367 1,0935 3,3401 0,9318 1,8326
2,7641 1,4520 0,7614 2,7293 1,8135 2, 0944
2,5026 1,3362 0,7189 2,6072 1,6315 2,3562
1,8341 1,4392 0,8738 2,8254 1,2814 2,6180
0,9181 1,5792 1,1139 3,3008 1,0629 2,8798
1,1501 1,1127 0,8317 2,7393 1,1223 3,1416
1,1970 0,7358 0,6622 2,4338 1,1670 3,4034
0,9436 0,5144 0, 6253 2,3754 1,1342 3,6652
1,3571 -0, 0743 0,3394 1,9702 1,3624 3,9270
1,3911 -0,4864 0,1727 1,7839 1,5200 4,1888
2,6186 3, 1806 -1,0906 2, 9154 1,7668 4,7124
2,2898 3,1127 -0,7477 2,8373 1, 6412 4,9742 1, 9981 2,9663 -0,4681 2,7409 1,5389 5,2360
1,4313 2,9682 -0,4526 2,5668 1,4914 5, 4978
1,2133 2,7217 -0,2611 2, 4324 1,4389 5,7596
1,8867 1,9482 0,3109 2, 6135 1,2669 6, 0214
1, 6822 1,7063 0,3838 2,5547 1,2078 6,2832
Weitere Ausführungsbeispiele ergeben sich durch längere Torsi¬ onssektionen TSl, TS2, TS3, TS4, welche um eine ganze Anzahl von Schwebungswellenlängen der Lichtwelle länger sind als ange- geben. Die Torsionswinkel sind dabei dergestalt zu ändern, daß sich eine unveränderte Torsionsrate, d.h. Winkeländerung pro Längeneinheit ergibt. Auf diese Weise lassen sich auch die an¬ gegebenen Beispiele mit negativen Längen in realisierbare Aus¬ führungsbeispiele umsetzen. Analoges gilt für die Spalte W. Dies läßt sich durch Vergleich der ersten und der letzten Ta¬ bellenzeile leicht ersehen; diese Zeilen unterscheiden sich nämlich lediglich um den Wert 2*pi Radiant in der Spalte W. Die in der Tabelle angegebenen Winkel CA, CB, CC sind auch le¬ diglich als Anhaltswerte zu verstehen, denn zum Erzielen größe- rer Variabilität von Polarisationstransformationen kann es zweckmäßig sein, deutlich größere, beispielsweise um einen Fak¬ tor 1,5 oder gar 2 vergrößerte Drehwinkel CA, CB, CC vorzuse¬ hen.
Ausführungsbeispiele mit mehr als drei beweglichen Torsionsan¬ kern können beispielsweise so ausgebildet sein, daß sich damit wenigstens näherungsweise dieselben Torsionsprofile als Funkti¬ on des Ortes im polarisationserhaltenden Lichtwellenleiter PMF erreichen lassen wie in den angegebenen Beispielen.
Um die genannte Länge, beispielsweise das 0,27fache einer Schwebungswellenlänge, ohne Zerstörung des polarisationserhal¬ tenden Lichtwellenleiters um einen Drehwinkelbereich der ge¬ nannten Größenordnung, beispielsweise ±79° oder auch mehr, um nämlich weitere Regelmöglichkeiten zur Verfügung zu haben, tor- dieren zu können, muß die Schwebungswellenlänge ausreichend groß gewählt werden. In Frage kommen insbesondere Schwebungs- weilenlängen von 10 bis 200 mm, bevorzugt solche im Bereich zwischen 30 und 100 mm.
Bei angenommenen 50 mm Schwebungswellenlänge bei 1550 um Wel¬ lenlänge der Lichtwelle L beträgt die differentielle Verzöge- rungszeit etwa 0,1 ps pro Meter. Um eine differentielLe Grup¬ penlaufzeit DGD von beispielsweise 25 ps zu erhalten, benötigt man daher etwa 250 Meter polarisationserhaltenden Lich.tWellen¬ leiters PMF. Bei beispielsweise 10 Einzelemulatoren oder -kompensatoren mit dieser differentiellen Gruppenlaufτ. eit DGD werden dann insgesamt etwa 2,5 km Lichtwellenleiter benötigt. Polarisationserhaltende Lichtwellenleiter mit linearer- Doppel¬ brechung der genannten Größenordnung lassen sich nach dem Stand der Technik leicht durch elliptischen Kernquerschnitt oder durch gezielten Einbau mechanischer Spannungen herstellen. Nachteilig, aber in Kauf zu nehmen sind bei größerer Schwe¬ bungswellenlänge die größere zum Erzielen einer bestiiniαten dif- ferentiellen Gruppenlaufzeit DGD erforderliche Länge αnd der geringere Grad der Polarisationserhaltung. Erstere verursacht wegen der sehr geringen Dämpfung von Quarzglas- Lichtwellenleitern keine besonders hohen Dämpfungsverluste, und letzterer kann beim Entwurf und bei der Inbetriebnahme der Po¬ larisationstransformatoren PT durch mehr Ankerpunkte FK, BK oder durch Festlegung von Abweichungen der Drehwinkelbereiche von den oben angegebenen Werten berücksichtigt werden, siehe obige Tabelle.
Bei elliptischem Kernquerschnitt des Lichtwellenleiters kann die Dämpfung einer Länge von 2,5 km sehr gering sein, bis her¬ unter zu etwa 0,5 dB insgesamt. Außerdem kann der polarisati- onserhaltende Lichtwellenleiter PMF gleichzeitig zur JCompensa- tion oder Emulation chromatischer Lichtwellenleiterdispersion ausgelegt sein.
Um eine versehentliche Zerstörung der Torsionssektionen TS, TSl, TS2, TS3, TS4 zu vermeiden und bei Bedarf, z.B. ixach einem Stromausfall der Schrittmotorsteuerungen, den Drehwinlcel eines Schrittmotors bestimmen zu können, können Drehsperren
(Anschläge) oder Winkelgeber an den Achsen von Schrittmotoren SM vorgesehen sein. Figur 4 zeigt einen 'Schrittmotor SM mit einem schematisch ge¬ zeichneten Stator ST und einer Achse AX, welche mit einer Boh¬ rung BO durchbohrt ist. Konzentrisch in Achsendurchmesser und Stator wird der Lichtwellenleiter LWL geführt, der in diesem Ausführungsbeispiel ein polarisationserhaltender Lichtwellen¬ leiter PMF ist. Der Lichtwellenleiter LWL, PMF ist an die Achse AX fest angeklebt, so daß die Achse AX gleichzeitig einen be¬ weglichen Torsionsanker BK, BKO, BKl, BK2, BK3, BK4 darstellt. Insbesondere bei Verwendung eines Schrittmotors in scheibenför- miger (flacher) Sonderbauform ist diese Anordnung äußerst kom¬ pakt, so daß sich der gesamte Polarisationstransformator PT der Figur 3 ebenfalls kompakt aufbauen läßt. Insbesondere können die Abstände zwischen den beweglichen Ankerpunkten BK, BKO, BKl, BK2, BK3, BK4 so gering sein, daß man doppelbrechenden Lichtwellenleiter PMF mit Schwebungswellenlänge maßvoller Größe einsetzen kann.
Während bisher von linear doppelbrechendem Lichtwellenleiter PMF und Torsion als mechanischer Beanspruchung MB in Polarisa- tionstransformator PT die Rede war, wird in einem anderen Aus¬ führungsbeispiel tordierter Standard-Lichtwellenleiter LWL als zirkulär doppelbrechender Lichtwellenleiter PMF eingesetzt. Wie in Electron. Lett., 17(1981)11, auf Seiten 388-389 ausgeführt ist, erhält ein normaler einmodiger Lichtwellenleiter durch Torsion eine zirkuläre Doppelbrechung. Vorteilhaft gegenüber den vorgenannten Ausführungsbeispielen ist, daß normaler Licht¬ wellenleiter leicht verfügbar ist. Figur 5 zeigt beispielhaft zwei Einzelemulatoren oder -kompensatoren 1, 2, welche zirkulär doppelbrechenden Lichtwellenleiter und bewegliche Lichtwellen- leiterschlaufen oder Faserschlaufen FSl, FS2 enthalten. Der
Lichtwellenleiter LWL ist jeweils vor und hinter den Polarisa- tionstransformatoren PT an Haltepunkten H eingespannt. Zwischen zwei benachbarten Haltepunkten H, die einen Polarisationstrans¬ formator PT einschließen, wirkt er als normaler, ohne zusätzli- che Biegung näherungsweise nicht doppelbrechender Lichtwellen¬ leiter LWL. Zumindest in bestimmten Stellungen der drehbaren Faserschlaufen ist er untordiert, bei frei in den Lichtwellen- leiterschlaufen FSl, FS2 beweglichem Lichtwellenleiter LWL so¬ gar in jeder Stellung dieser Lichtwellenleiterschlaufen FSl, FS2. Zwischen zwei benachbarten Haltepunkten, zwischen denen kein Polarisationstransformator PT liegt, ist der Lichtwellen- leiter dagegen stark tordiert, so daß er als zirkulär doppel¬ brechender und zirkulär polarisationserhaltender Lichtwellen¬ leiter PMF mit einer differentiellen Gruppenlaufzeit DGD zwi¬ schen den beiden zirkulären Hauptpolarisationen wirkt. Zur Her¬ stellung eignet sich z.B. eine Verseilungsmaschine. Die Polari- sationstransformatoren PT enthalten Faserschlaufen FSl, FS2.
Diese sind z.B. aus Electronics Letters, Band 21, 1985, Seiten 895-896 und Electronics Letters, Band 22, 1986, Seiten 78-79 in endlos drehbarer Form bekannt, können aber insbesondere dann, wenn die Einrichtung lediglich als Emulator, nicht aber als Kompensator von PMD eingesetzt werden soll, auch begrenzt dreh¬ bar sein, was die Konstruktion erleichtert. Mit zwei Viertel¬ wellenschlaufen, also Faserschlaufen, in welchen zwischen den bei Biegung entstehenden linearen und zueinander orthogonalen Haiiptpolarisationen Phasenverzögerungen von pi/2 Radiant auf- treten, läßt sich erfindungsgemäß endlose Polarisationstrans¬ formation für den hier erforderlichen Anwendungsfal1 erzielen. Durch mehr als zwei Faserschlaufen in einem Polarisationstrans¬ formator PT können herstellungsbedingte Nichtidealitäten des Lichtwellenleiters, z.B. unerwünschte Torsion, ausgeglichen werden. Die Faserschlaufen FSl, FS2 sind drehbar ausgelegt, und außerdem ist der Lichtwellenleiter LWL dort prinzipDoedingt ge¬ bogen, so daß sich wie im ersten Ausführungsbeispiel eine me¬ chanische Beanspruchung MB des Lichtwellenleiters LWL ergibt.
Der erfindungsgemäße PMD-Kompensator EK kann so wie in
Electron. Lett., 17. Feb. 1994, Band 30, No. 4, S. 348-349 be¬ schrieben in einem optischen Empfänger zur PMD-Kompensation eingesetzt werden.

Claims

Patentansprüctie
1. Emulator oder Kompensator (EK) von Polarisationsmodendisper¬ sion einer Lichtwelle (L) mit einem Eingang (EE) , einem Licht- Wellenleiter (LWL), von dem zumindest ein Teil ein polarisati- onserhaltender- Lichtwellenleiter (PMF) mit einer differentiel- len Gruppenlaufzeit (DGD) ist, einem Polarisationstransformator (PT) und einem Ausgang (AA) , dadurch gekennzeichnet, daß in einem Polarisationstransformator (PT) ein Lichtwellenleiter (LWL, PMF) , welcher in einen eine differentielle Gruppenlauf¬ zeit (DGD) aufweisenden polarisationserhaltenden Lichtwellen¬ leiter (PMF) stoßfrei und spleißlos übergeht, einer mechani¬ schen Beanspruchung (MB) ausgesetzt werden kann.
2. Anordnung nach Anspruch 1, in der dieser Lichtwellenleiter (LWL) einen polarisationserhal¬ tenden Lichtwellenleiter (PMF) mit linearer Doppelbrechung auf¬ weist.
3. Anordnung nach Anspruch 2, in der in einem Polarisationstransformator (PT) ein polarisati- onserhaltenderr Lichtwellenleiter (PMF) an gegeneinander in ei¬ ner Drehrichtiαng (DR) beweglichen Ankerpunkten (FK, BK, BKO, BKl, BK2, BK3, BK4) befestigt ist, so daß zwischen diesen An¬ kerpunkten (FK, BK, BKO, BKl, BK2, BK3, BK4) verlaufende Torsi¬ onssektionen (TS, TSl, TS2, TS3, TS4) einer Torsion als mecha¬ nischer Beanspruchung (MB) ausgesetzt werden.
4. Anordnung nach Anspruch 3, in der mindestens ein Ankerpunkt (FK, BK) mehrere Kammzinken (ZI) aufweist, wobei zu verschiedenen gegeneinander beweglichen Ankerpunkten (FK, BK) gehörende Kammzinken (ZI) periodisch ab¬ wechselnd aufeinander folgen, so daß dazwischen verlaufende Torsionssektionen (TS) in periodisch wechselndem Drehsinn tor- diert werden können.
5. Anordnung nach Anspruch 3 oder 4, in der zwischen zwei Ankerpunkten (FK, BKO, BK4) mehrere Anker¬ punkte (BKl, BK2, BK3) vorgesehen sind, die durch aufeinander¬ folgende Torsionssektionen (TSl, TS2, TS3, TS4) voneinander ge- trennt sind.
6. Anordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, in der die Drehung eines Ankerpunkts (BK, BKO, BKl, BK2, BK3, BK4) in Drehrichtungen (DR) durch einen Schrittmotor (SM) be- wirkt werden kann.
7. Anordnung nach Anspruch 1, in der dieser Lichtwellenleiter (LWL) zwischen keinen Polarisa¬ tionstransformator (PT) einschließenden benachbarten Haltepunk- ten (H) tordiert ist, so daß er als polarisationserhaltender Lichtwellenleiter (PMF) mit zirkularer Doppelbrechung wirkt, zwischen einen Polarisationstransformator (PT) , welcher minde¬ stens eine bewegliche und bei Bewegung eine mechanische Bean¬ spruchung (MB) dieses Lichtwellenleiters (LWL) verursachende Faserschlaufe (FSl, FS2) aufweist, einschließenden benachbarten Haltepunkten (H) jedoch zumindest in einer bestimmten Stellung dieser Faserschlaufen (FSl, FS2) nicht tordiert ist, so daß diese Faserschlaufen (FSl, FS2) wie drehbare Wellenplatten wir¬ ken.
8. Anordnung nach Anspruch 7, in der mindestens eine dieser Faserschlaufen (FSl, FS2) wenig¬ stens näherungsweise als drehbare Viertelwellenplatte wirkt.
9. Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, in der mehrere Einzelemulatoren oder -kompensatoren (1, 2, N) mit je einem Eingang (E) und einem Ausgang (A) vorgesehen sind, wobei ein Ausgang (A) eines Einzelemulators oder -kompensators (1, 2, M) mit einem Eingang (E) des darauffolgenden verbunden sein kann.
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