專利名稱：級聯(lián)濾光器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及濾光器裝置，本發(fā)明基于歐洲專利申請EP01440273.9的優(yōu)先權(quán)，該歐洲專利申請援引于此以資參考。
背景技術(shù)：
在光系統(tǒng)中使用各種濾光器，例如，利用OCDM編碼和解碼光信號，OCDM也稱為OCDMA；OCDM＝光碼分復(fù)用，OCDMA＝光碼分多址。OCDM是根據(jù)寬帶光源的光譜編碼。將來自LED的利用待發(fā)送數(shù)據(jù)調(diào)制的光導(dǎo)入例如一個濾光器并按這樣的方式進(jìn)行編碼；LED＝發(fā)光二極管。在發(fā)送端通過光耦合器若干這些LED和濾光器的組合被連接到例如EDFA，而EDFA被連接到光纖線路；EDFA＝攙鉺光纖放大器。以這種方式，產(chǎn)生不同編碼光信號并且經(jīng)光纖結(jié)合放大一起進(jìn)行傳輸。光分路器能將這些光信號傳輸?shù)饺舾蓚€接收端。每個接收端包含例如具有相應(yīng)濾光器的不同接收機(jī)，用于解碼確定為該接收側(cè)的光信號。
濾光器例如可以按照Mach-Zehnder濾光器來實現(xiàn)。在Mach-Zehnder濾光器中，接收的OCDM信號經(jīng)具有互補傳輸函數(shù)的兩個路徑進(jìn)行中繼傳輸。Mach-Zehnder濾光器可以使用在OCDM信號的編碼和解碼兩種情況下。
在發(fā)送端，例如對于每個光傳輸信道使用一個濾光器。各個濾光器必須是彼此很好地調(diào)諧的，例如以便降低串?dāng)_。在接收側(cè)使用一個濾光器，例如該濾光器對準(zhǔn)為接收端提供的光傳輸信道?？晒┻x擇的方案是，在接收端例如使用與發(fā)送端相同數(shù)量的濾光器。在接收端的各個濾光器被調(diào)諧到在發(fā)送端的各個濾光器上。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是降低包含在濾光器的實施方面的技術(shù)復(fù)雜性。并且另一方面還試圖簡化調(diào)諧，以便使要求的傳輸信道的選擇盡可能簡單，另外將能在接收端控制在發(fā)送端的濾光器的漂移，以利優(yōu)化地接收。
該目的是通過包含第一濾光器和以串聯(lián)或并聯(lián)連接的第二濾光器的濾光器裝置實現(xiàn)的，該第二濾光器具有與第一濾光器的FSR調(diào)節(jié)范圍不同的FSR調(diào)節(jié)范圍。
有益的效果是第二濾光器容易精細(xì)調(diào)諧，特別是在接收端濾光器漂移的重新調(diào)節(jié)使在發(fā)送端的調(diào)諧簡化了。
另外，在光系統(tǒng)中，為了產(chǎn)生預(yù)定數(shù)量的光傳輸信道總共僅要求少量不同濾光器的類型。與現(xiàn)有技術(shù)比較，利用相同數(shù)量的濾光器可以產(chǎn)生相當(dāng)多的光傳輸信道。再有，可以簡單地產(chǎn)生復(fù)雜的光譜。
該濾光器裝置可以被放置在混合光電集成電路并且按這種方式可以以非常節(jié)約空間的方式使用。
在一種有益的發(fā)展中，第一和第二濾光器的FSR調(diào)節(jié)范圍至少相差10倍。第一濾光器例如是按Mach-Zehnder濾光器或AWG實現(xiàn)的和第二濾光器例如是按Mach-Zehnder濾光器或AWG實現(xiàn)的；AWG＝陣列波導(dǎo)光柵(arrayed waveguide grating)。
在另外的優(yōu)選發(fā)展中，至少一個第三濾光器串聯(lián)或并聯(lián)連接到第一或第二濾光器。(至少)該第三濾光器FSR調(diào)節(jié)范圍可以與第一或第二濾光器的FSR調(diào)節(jié)范圍是相同的或不同的。光傳輸信道的數(shù)量可以增加。利用少量濾光器可以執(zhí)行編碼并且通過精細(xì)調(diào)諧重新調(diào)節(jié)被簡化。例如，第一、第二和第三濾光器的FSR調(diào)節(jié)范圍彼此有至少10倍差別。
在本發(fā)明的另外有益發(fā)展中，第一和第二濾光器被并聯(lián)連接并且第二濾光器的濾光器功能被綜合到第一濾光器中。以這種方式，例如可以產(chǎn)生新的部件，例如含有并聯(lián)連接的至少3個光分支的AWG，每個光分支具有不同的FSR調(diào)節(jié)范圍。例如各個光分支是作為光延遲線實施的，每個延遲線具有不同的延遲時間值。
第一和第二濾光器是作為例如具有周期傳輸函數(shù)的濾光器、和例如FSR濾光器兩者實施的。當(dāng)安裝在光系統(tǒng)時，在發(fā)送端可以使用含有用作光信號編碼的至少一個按照本發(fā)明濾光器裝置的至少一個光發(fā)送裝置。在發(fā)送端使用大量按照本發(fā)明的濾光器裝置，這些濾光器是并聯(lián)連接的并且其各個輸出端通過用于經(jīng)一個光纖線路發(fā)送疊加信號的至少一個光組合器進(jìn)行連接，以能夠產(chǎn)生多個可以被同時發(fā)送的編碼信號。
類似地，當(dāng)在接收端安裝光系統(tǒng)時，可以使用至少一個含有用于解碼光信號的按照本發(fā)明的濾光器裝置的光接收裝置。在接收端使用大量按照本發(fā)明的濾光器裝置，這些濾光器裝置是并聯(lián)連接的并且其各個輸入端經(jīng)至少一個用于經(jīng)一個光纖線路接收疊加光信號的光分路器進(jìn)行連接，以能夠同時解碼大量的信號。
從各從屬權(quán)利要求和下面的描述中可以得到各個有益的發(fā)展。
下面利用6個附圖和利用兩個實施例的例子解釋本發(fā)明。這些附圖是圖1是按照本發(fā)明的第一濾光器裝置的示意性表示；圖2是對于圖1的濾光器裝置的復(fù)合傳輸函數(shù)的一種數(shù)值模擬；圖3是對于圖1的濾光器裝置的復(fù)合傳輸函數(shù)的另一種數(shù)值模擬；圖4是按照本發(fā)明的第二濾光器裝置的示意性表示；圖5是對于圖4的濾光器裝置的復(fù)合傳輸函數(shù)的一種數(shù)值模擬；圖6是對于圖4的濾光器裝置的復(fù)合傳輸函數(shù)的另一種數(shù)值模擬。
具體實施例方式
現(xiàn)在利用圖1到圖3解釋實施例的第一個例子。圖1表示按照本發(fā)明的濾光器裝置。該濾光器裝置包含兩個串聯(lián)級聯(lián)的濾光器F1、F2。兩個濾光器F1、F2例如是根據(jù)Mach-Zehnder濾光器實施的。濾光器F1具有不同于濾光器F2的FSR調(diào)節(jié)范圍的FSR調(diào)節(jié)范圍；FSR＝自由光譜范圍。
在周期T0＝1/FSR范圍內(nèi)定義FSR。對于濾光器F1，T01＝1/FSR1，對于濾光器F2，T02＝1/FSR2。
濾光器F1和F2例如是按照具有周期傳輸函數(shù)的濾光器、和FIR或IIR濾光器兩者實施的。濾光器具有等于下式的傳輸函數(shù)H(v)=12{1+cos[2πT0]}]]>T0可以被用于設(shè)置FSR調(diào)節(jié)范圍和因此設(shè)置光傳輸信道。
當(dāng)濾光器F1和F2連接時，復(fù)合傳輸函數(shù)H(v)＝HT01(v)×HT02(v)等于下式H(v)=14{1+cos[2πvT01]+cos[2πvT02]+12cos[2πv(T01-T02)]+12cos[2πv(T01+T02)]}]]>每個余弦項原則上單獨或組合地用于編碼和解碼。結(jié)果，如下的各個項T01、T02、T01-T02和T01+T02可用于編碼和解碼。
當(dāng)利用T01-T02時，即使對一個量的小的變化，對整個量可能有大的影響，例如T01＝100ps，T02＝90ps，T01-T02＝10ps。
對T01向上變化10％，結(jié)果T01-T02＝20ps，意味著100％的變化。
當(dāng)利用T01+T02時，使用非常不同的FSR的濾光器，例如，T01＝100、120、140、160ps等，和T02＝12、14、16、18ps等。這能使根據(jù)T01+T02的和形成光傳輸碼并且具有如下的值T01+T02＝112、114、116ps等，132、134、136ps等。
在發(fā)送端，例如使用兩個串聯(lián)連接的Mach-Zehnder濾光器，并且在接收端使用一個Mach-Zehnder濾光器。
現(xiàn)在兩個濾光器F1和F2的連接出現(xiàn)多個可能的組合?？梢援a(chǎn)生多個光傳輸信道。
對于濾光器F1，例如，T01＝100、110、120、130等。
對于濾光器F2，例如，T02＝1、2、3、4、5等。
對于組合T0的例子＝101、102、103等，109、110、111、112等，131、132等。
例如，如果每個濾光器可以設(shè)置10個周期，使用兩個獨立的濾光器能有20個周期并因此將產(chǎn)生20個傳輸信道。利用按照本發(fā)明的兩個濾光器的互聯(lián)，可以產(chǎn)生10乘10等于100個傳輸信道。這對應(yīng)于所產(chǎn)生的信道的5倍。
另外，使用兩個獨立的濾光器，例如在從T0＝100到290的范圍內(nèi)以10的步進(jìn)，按特別復(fù)雜的重新調(diào)節(jié)產(chǎn)生20個傳輸信道。使用按照本發(fā)明的兩個濾光器的互聯(lián)，特別允許利用第二濾光器的精細(xì)調(diào)諧。例如，當(dāng)以5的步進(jìn)從T0＝100到190的范圍內(nèi)產(chǎn)生20個傳輸信道時，利用第二濾光器以簡單的方式可能例如以1的步進(jìn)進(jìn)行重新調(diào)節(jié)。
兩個濾光器F1和F2可以被使用在編碼和解碼兩種情況，并因此被使用在發(fā)送端和接收端。
圖2表示對于圖1的濾光器裝置的復(fù)合傳輸函數(shù)的數(shù)值模擬。在X軸標(biāo)以GHz為單位的頻率和傳輸函數(shù)HTX(f)按實線表示和傳輸函數(shù)HRX(f)按虛線表示。
傳輸函數(shù)HTX(f)是復(fù)合傳輸函數(shù)。
傳輸函數(shù)HRX(f)是用于編碼的復(fù)合函數(shù)的一部分，例如，T0ref＝T01-T02。
如下參數(shù)可供選擇T01＝100ps、T02＝90ps。
T0ref＝10ps。
圖3表示對于圖1的濾光器裝置的復(fù)合傳輸函數(shù)的另一種數(shù)值模擬。在X軸標(biāo)以GHz為單位的頻率和在Y軸傳輸函數(shù)HTX(f)按實線表示和傳輸函數(shù)HRX(f)按虛線表示。
傳輸函數(shù)HTX(f)是復(fù)合傳輸函數(shù)。
傳輸函數(shù)HRX(f)是用于編碼的復(fù)合函數(shù)的一部分，例如，T0ref＝T01-T02。
如下參數(shù)可供選擇T01＝100ps、T02＝80ps。
T0ref＝20ps。
現(xiàn)在利用圖4到圖6的幫助解釋實施例的第二個例子。圖4表示按照本發(fā)明的濾光器裝置。在濾光器裝置F3中，第一和第二濾光器并聯(lián)連接，并且第二濾光器的濾光器功能被綜合到第一濾光器中。按這種方式產(chǎn)生一個新的部件，例如含有并聯(lián)連接至少3個光分支的AWG濾光器，每個光分支具有不同延遲值。
在圖4中的濾光器裝置的優(yōu)點和FSR的選擇可能性與圖1相同。
圖5表示對于圖4的濾光器裝置的復(fù)合傳輸函數(shù)的數(shù)值模擬。在X軸標(biāo)以GHz為單位的頻率和在Y軸傳輸函數(shù)HTX(f)按實線表示和傳輸函數(shù)HRX(f)按虛線表示。
傳輸函數(shù)HTX(f)是復(fù)合傳輸函數(shù)。
傳輸函數(shù)HRX(f)是用于編碼的復(fù)合函數(shù)的一部分，例如，T0ref＝T01-T02。
如下參數(shù)可供選擇T01＝100ps、T02＝90ps。
T0ref＝10ps。
圖6表示對于圖4的濾光器裝置的復(fù)合傳輸函數(shù)的數(shù)值模擬。在X軸標(biāo)以GHz為單位的頻率和在Y軸傳輸函數(shù)HTX(f)按實線表示和傳輸函數(shù)HRX(f)按虛線表示。
傳輸函數(shù)HTX(f)是復(fù)合傳輸函數(shù)。
傳輸函數(shù)HRX(f)是用于編碼的復(fù)合函數(shù)的一部分，例如，T0ref＝T01-T02。
如下參數(shù)可供選擇T01＝100ps、T02＝80ps。
T0ref＝20ps。
在實施例的兩個例子中，在按照本發(fā)明的濾光器裝置中的濾光器的數(shù)量或至少濾光器的功能等于2。在按照本發(fā)明的濾光器裝置中，代替兩個濾光器還可能用3個或多個串聯(lián)連接的濾光器或者3個或多個并聯(lián)連接的濾光器。在按照本發(fā)明的濾光器裝置中，可以提供4個或多個并聯(lián)的分支來實現(xiàn)3個或多個功能?？赡苓M(jìn)行濾光器和/或濾光器功能的串聯(lián)和并聯(lián)連接的組合。例如，在組合的串聯(lián)/并聯(lián)配置中可以將若干Mach-Zehnder濾光器和AWG濾光器進(jìn)行互聯(lián)。Mach-Zehnder濾光器和AWG濾光器還可以與IIR濾光器，例如Fabry-Perot濾光器進(jìn)行組合。
權(quán)利要求
1.一種包含第一濾光器和以串聯(lián)或并聯(lián)連接的第二濾光器的濾光器裝置，該第二濾光器具有與第一濾光器的FSR調(diào)節(jié)范圍不同的FSR調(diào)節(jié)范圍。
2.按照權(quán)利要求1的濾光器裝置，其特征在于，第一和第二濾光器的FSR調(diào)節(jié)范圍至少相差10倍。
3.按照權(quán)利要求1的濾光器裝置，其特征在于，第一濾光器是按照Mach-Zehnder濾光器或按照AWG濾光器實施的，和第二濾光器是按照Mach-Zehnder濾光器或按照AWG濾光器實施的。
4.按照權(quán)利要求1的濾光器裝置，其特征在于，至少第三濾光器串聯(lián)或并聯(lián)連接到第一或第二濾光器。
5.按照權(quán)利要求1的濾光器裝置，其特征在于，第一和第二濾光器是并聯(lián)連接的并且第二濾光器的功能被綜合到第一濾光器中。
6.按照權(quán)利要求1的濾光器裝置，其特征在于，第一和第二濾光器每個都是按照具有周期傳輸函數(shù)的濾光器實施的。
7.一種含有用于編碼光信號的至少一個濾光器裝置的光發(fā)送裝置，該濾光器裝置包含第一濾光器和以串聯(lián)或并聯(lián)連接的第二濾光器，該第二濾光器具有與第一濾光器的FSR調(diào)節(jié)范圍不同的FSR調(diào)節(jié)范圍。
8.一種含有用于解碼光信號的至少一個濾光器裝置的光接收裝置，該濾光器裝置包含第一濾光器和以串聯(lián)或并聯(lián)連接的第二濾光器，該第二濾光器具有與第一濾光器的FSR調(diào)節(jié)范圍不同的FSR調(diào)節(jié)范圍。
9.一種OCDM光系統(tǒng)，包括至少一個用于編碼光信號的光發(fā)送裝置，該光發(fā)送裝置包含至少一個濾光器裝置，該濾光器裝置包含第一濾光器和以串聯(lián)或并聯(lián)連接的第二濾光器，該第二濾光器具有與第一濾光器的FSR調(diào)節(jié)范圍不同的FSR調(diào)節(jié)范圍；以及至少一個用于解碼光信號的光接收裝置，該光接收裝置包含至少一個濾光器裝置，該濾光器裝置包含第一濾光器和以串聯(lián)或并聯(lián)連接的第二濾光器，該第二濾光器具有與第一濾光器的FSR調(diào)節(jié)范圍不同的FSR調(diào)節(jié)范圍；以上各個裝置是經(jīng)光傳輸線路彼此連接的。
10.一種濾光器裝置，具體地是含有并聯(lián)連接的至少3個光分支，并且每個光分支具有不同延遲值的AWG濾光器。
全文摘要
本發(fā)明的目的是降低用于OCDM信號的編碼和解碼的濾光器的技術(shù)復(fù)雜性。另外，還試圖簡化調(diào)諧以便使要求的傳輸信道的選擇盡可能地簡單，再有，能夠在接收端控制發(fā)送端濾光器的漂移以利優(yōu)化接收。該目的是通過含有第一濾光器和以串聯(lián)或并聯(lián)連接的第二濾光器的濾光器裝置實現(xiàn)的，該第二濾光器具有與第一濾光器的FSR調(diào)節(jié)范圍不同的FSR調(diào)節(jié)范圍。有益效果是第二濾光器容易精細(xì)調(diào)諧，特別是使在接收端重新調(diào)節(jié)發(fā)送端的濾光器漂移簡化了。
文檔編號G02B6/34GK1407356SQ0213051
公開日2003年4月2日 申請日期2002年8月15日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月20日
發(fā)明者托馬斯·費弗 申請人:阿爾卡塔爾公司