專利名稱:光學(xué)數(shù)據(jù)通道的制作方法
本發(fā)明涉及了對于利用光導(dǎo)纖維在多個(gè)站之間進(jìn)行通訊的光學(xué)數(shù)據(jù)通道所作出的一項(xiàng)改進(jìn)。
圖1是一個(gè)結(jié)構(gòu)方框圖，顯示的是常規(guī)的多站型光學(xué)數(shù)據(jù)通道。盡管圖1中僅示出了單向傳輸，然而，實(shí)際上它是按雙向的方式應(yīng)用。光學(xué)耦合裝置A11，A12，……A1N分別將站ST11，ST12，……ST1N連接到光學(xué)傳輸線L1上。圖2是用于光學(xué)耦合裝置中的光學(xué)耦合器的示意圖，其中，半透鏡10分別將光輸入信號I11和I12分離成兩路，以產(chǎn)生光輸出信號O11和O12，假設(shè)半透鏡10的光透射率為α1，則存在如下關(guān)系式
并且耦合比是不變的。
由于該系統(tǒng)是由無源元件所組成，因此，雖然同進(jìn)行再生中繼的環(huán)路光學(xué)數(shù)據(jù)通道相比，該系統(tǒng)具有可靠性高，傳輸延遲小并且誤差率低等優(yōu)點(diǎn)，但它的缺點(diǎn)是在傳輸站和接收站之間衰減量大。
在站ST11和ST1N之間進(jìn)行傳輸和接收的情況下所產(chǎn)生的衰減為最大，其中，傳輸增益G1可由以下等式代表G1＝α12(1-α1)N-2當(dāng)α1＝(2/N)時(shí)，該增益為最大，將其代入以上公式，即可得到由下式表示的最大傳輸增益Gt1
這樣，由于衰減的增長與N2成比例，因此，若系統(tǒng)的規(guī)模過大，則在實(shí)際中無法實(shí)施。
在采用光學(xué)開關(guān)作為光耦合裝置的常規(guī)環(huán)路光學(xué)數(shù)據(jù)通道中，當(dāng)每個(gè)站正常工作時(shí)才能完成再生中繼，這時(shí)進(jìn)行的是基本的1∶1傳輸。假如有一個(gè)站的工作情況發(fā)生異常(例如，電源斷開)光學(xué)開關(guān)即被翻轉(zhuǎn)，使信號繞過該站。在這種系統(tǒng)中，盡管傳輸站與接收站之間不存在衰減的問題，然而卻存在這樣一個(gè)缺點(diǎn)，由于信號的重復(fù)再生致使延遲增大，并且通訊誤差的積累造成誤差率上升。
另外，在采用光耦合器的常規(guī)多站型光學(xué)數(shù)據(jù)通道中，通常在光傳輸線中插入中繼器，以此彌補(bǔ)隨著節(jié)點(diǎn)(每個(gè)節(jié)點(diǎn)中包括一個(gè)光耦合裝置，一個(gè)站和類似結(jié)構(gòu))數(shù)目和延伸距離的增加而產(chǎn)生的信號衰減。這樣，盡管用無源元件構(gòu)成的每個(gè)站的光耦合裝置能夠保證可靠性高，傳輸延遲小以及誤差率低，然而中繼器中由有源元件構(gòu)成的部分卻使可靠性受到了損害。
本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)就是為了克服上述問題，因此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于實(shí)現(xiàn)一種光學(xué)數(shù)據(jù)通道，其中，依賴于傳輸和接收狀態(tài)，接收信號水平，其本站狀態(tài)或類似條件的每一控制信號將每一光耦合裝置的耦合比變?yōu)橐粋€(gè)動(dòng)態(tài)的，連續(xù)的予定值，由此提供了高可靠性，減小的傳輸延遲以及低誤差率，同時(shí)減少了傳輸站與接收站之間的衰減量。
圖1是一個(gè)結(jié)構(gòu)方框圖，顯示了常規(guī)光學(xué)數(shù)據(jù)通道的一個(gè)實(shí)例;
圖2是一個(gè)示意圖，顯示了圖1所示的系統(tǒng)中所采用的光耦合器的作用;
圖3是一個(gè)結(jié)構(gòu)方框圖，顯示了根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)數(shù)據(jù)通道的一個(gè)實(shí)施方案;
圖4是一個(gè)示意圖，顯示了圖3中的系統(tǒng)運(yùn)行的一個(gè)實(shí)例;
圖5是一個(gè)示意圖，顯示了圖3中的光耦合器的輸入/輸出關(guān)系;
圖6是一個(gè)示意性結(jié)構(gòu)圖，顯示了圖3所示的光耦合裝置A21，A22，……A2N的一個(gè)實(shí)施方案;
圖7是顯示圖6中所示的光耦合裝置的輸入/輸出特性的特性曲線圖;
圖8是一個(gè)結(jié)構(gòu)方框圖，顯示了根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)數(shù)據(jù)通道的第二個(gè)實(shí)施方案;
圖9是一個(gè)示意圖，顯示了圖8中的系統(tǒng)運(yùn)行的一個(gè)實(shí)例;
圖10是一個(gè)結(jié)構(gòu)方框圖，顯示了根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)數(shù)據(jù)通道的第三個(gè)實(shí)施方案;
圖11是一個(gè)結(jié)構(gòu)方框圖，顯示了根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)數(shù)據(jù)通道的第四個(gè)實(shí)施方案;
圖12是一個(gè)時(shí)序圖，用以說明圖11中系統(tǒng)的工作;
圖13是一個(gè)示意圖，利用一個(gè)信號水平圖顯示了根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)數(shù)據(jù)通道的第五個(gè)實(shí)施方案的構(gòu)造和工作原理;
圖14是一個(gè)示意性結(jié)構(gòu)圖，顯示了光耦合裝置的其它實(shí)施方案;和圖15是圖14中所示裝置的一部分的一個(gè)示意圖。
以下將參照附圖，對本發(fā)明給予詳細(xì)的說明。
圖3是一個(gè)構(gòu)造方框圖，顯示了根據(jù)本發(fā)明的多站型光學(xué)數(shù)據(jù)通道的一個(gè)實(shí)施方案，其中示出了多站型光學(xué)傳輸線L2，與該光學(xué)傳輸線L2相連接的光耦合裝置A21，A22，……A2N，以及分別與光耦合裝置A21，A22，……A2N相連接的站ST21，ST22，……ST2N。盡管圖中顯示的只是單向光學(xué)數(shù)據(jù)通道，但它實(shí)際上是以雙向的方式應(yīng)用的。
ST21，ST22，……ST2N中的每個(gè)站都根據(jù)傳輸和接收狀態(tài)，所接收信號的大小，自身站的狀態(tài)等情況，由每一控制信號C21，C22，……C2N，將每個(gè)光耦合裝置A21，A22，……A2N的耦合比改變?yōu)橐粋€(gè)動(dòng)態(tài)的，連續(xù)的任意值。在圖4所示的情況中，只有站ST21處于傳輸狀態(tài)，而其它的站均處于接收狀態(tài)。
圖5是一個(gè)示意圖，顯示了當(dāng)光耦合裝置的耦合比被設(shè)定為α2時(shí)該光耦合裝置中的輸入/輸出關(guān)系。在光輸入信號I21，I22和光輸出信號O21，O22之間建立了以下關(guān)系式
通過在傳輸過程中將上述光耦合比α2控制為1，而在接收過程中將該光耦合比控制為一個(gè)小于1的予定值，當(dāng)傳輸和接收是在站ST11和ST1N之間進(jìn)行的情況下，產(chǎn)生最大衰減的傳輸增益G2可由以下等式來表示G2＝α(1-α)N-2當(dāng)α＝1/(N-1)時(shí)，傳輸增益最大，將該值代入上式之中，可得到由下式所表示的最大傳輸增益Gt2Gt2＝〔1-1/(N-1)〕N-2/(N-1)
e-1/(N-1) (N＞＞1)
e-1/N ……(2)即，衰減與N成比例。
從式(1)可以看出，圖1所示的常規(guī)實(shí)施方案中的最大傳輸增益Gt1是與N-2成比例，而從式(2)中可以看出，圖3所示的本發(fā)明的實(shí)施方案中最大傳輸增益Gt2則是與N-1成比例。因此，同常規(guī)的多站型光學(xué)數(shù)據(jù)通道的衰減量相比，本發(fā)明的該實(shí)施方案具有一個(gè)降低了的衰減量。另一方面，若假設(shè)兩方案的衰減量相等，那么在后一個(gè)方案中站的數(shù)目則可增加。也就是說，假設(shè)式(1)和式(2)中相等的增益為Gt1＝Gt2＝Gt同時(shí)，設(shè)常規(guī)系統(tǒng)中站的數(shù)目為N1，本發(fā)明的該實(shí)施方案中站的數(shù)目為N2，可將上式重新寫成4e-2N1-2＝e-1N2-1該等式可被解為N1＝2e-1Gt - 1]]>N2＝e-1Gt-1＝eN12/4若考慮Gt的值為，例如，-20dB(1/100)N1＝7.35N2＝36.8那么，本發(fā)明的上述實(shí)施方案可連續(xù)36個(gè)站，與此相比，常規(guī)系統(tǒng)中只能有7個(gè)站。
圖6是一個(gè)結(jié)構(gòu)示意圖，顯示了圖3中的光耦合裝置A21，A22，……A2N的一個(gè)實(shí)施方案。該光耦合裝置具有的結(jié)構(gòu)基本上類似于日本專利申請No.146652/1983，“高速光學(xué)開關(guān)”中所公布的結(jié)構(gòu)，它采用了鋯鈦酸鉛鑭(PLZT)的電光效應(yīng)。圖中示出了分別引導(dǎo)光輸入信號I21和I22的光導(dǎo)纖維21，22，以及分別與光導(dǎo)纖維21，22相耦合的光導(dǎo)纖維接頭23和24。由雙實(shí)線括出的部份CP代表光耦合區(qū)域，其中的溫度保持在50°-100℃之間的一個(gè)特定水平上。在光耦合部分CP中，示出了將分別通過光導(dǎo)纖維接頭23和24而進(jìn)入的輸入光聚焦的透鏡25，26，以及由光束分相器271和全反射棱鏡272結(jié)合而構(gòu)成的偏振分光器27，穿過透鏡25和26的輸入光照射在其上。還顯示了PLZT28，29，其安裝的位置為能夠傳送從分光器27分別輸出的兩束偏振波;驅(qū)動(dòng)端30，用于向PLZT28，29中任一個(gè)施加控制信號;以及由分光鏡311和全反射棱鏡312組合而成的偏振光合成器，通過每一PLZT 28和29的光即進(jìn)入該偏振光合成器。此外，還進(jìn)一步示出了透鏡32，33，它們分別被安裝在PLZT 28和29的聚焦位置上，以及光導(dǎo)纖維接頭34，35，來自偏振光合成器31的輸出光在穿過透鏡32和33之后，通過該光導(dǎo)纖維接頭34和35，作為光輸出信號021，O22，分別被引導(dǎo)到光導(dǎo)纖維36和37上。
以下將對按上述方式構(gòu)成的光耦合裝置的工作予以說明，在光耦合部分CP中，穿過透鏡25而入射到偏振分光器27上的光被分離為S波和P波;其中P波進(jìn)入PLZT29，S波則進(jìn)入PLZT28。除非施加了控制電壓，否則PLZT28和29將不產(chǎn)生任何光電效應(yīng)。因此，穿過PLZT29的P波和穿過PLZT28的S波都通過光纖維接頭34向光纖維36一側(cè)輸出。當(dāng)對每一PLZT28和29均施加控制電壓時(shí)，它所產(chǎn)生的電光效應(yīng)使P波轉(zhuǎn)換為S波，而S波則轉(zhuǎn)換為P波，兩個(gè)波的偏振面都旋轉(zhuǎn)了90°。其結(jié)果為，穿過PLZT 28并變成P波的光和穿過PLZT29并變成S波的光都進(jìn)入到偏振光合成器31之中，然后，穿過透鏡33和光纖維接頭35而被輸出到光纖維37一側(cè)。除非在PLZT28和29上施加了控制電壓，否則穿過透鏡26并入射到偏振分光器27上的光也以類似的方式向光纖維37一側(cè)輸出，而在施加了控制電壓時(shí)，則向光纖維36一側(cè)輸出。
在按以上方式構(gòu)成的系統(tǒng)中，光輸入信號I21和I22可由控制信號轉(zhuǎn)換成光輸出信號O21和O22。這樣，若控制電壓為0伏，光輸入I21構(gòu)成光輸出O21，光輸入I22則構(gòu)成光輸出O22。然后，隨著控制電壓由0伏上升，光輸入I21逐漸轉(zhuǎn)換成光輸出O22，光輸入I22則逐漸轉(zhuǎn)換成O21。圖7是顯示了這種趨勢的特性曲線圖，其中實(shí)際測出了依賴于控制電壓的，從I21到O21的光透射率αa和從I21到D22的光透射率αb的變化。這樣，可通過控制電壓選擇性地并且連續(xù)地控制光透射率。
用這種方式，在具有上述構(gòu)造的光學(xué)數(shù)據(jù)通道中，由于在通訊過程中可將耦合比改變?yōu)橐粋€(gè)光學(xué)的動(dòng)態(tài)連續(xù)值，因此，通過在傳輸端將耦合比改變?yōu)橐粋€(gè)較高的值，在接收端將其改為較低的值，便可獲得一種可靠性更高，傳輸延遲縮短，誤差率低并且傳輸和接收端之間的損失減小的光學(xué)數(shù)據(jù)通道。
圖8為結(jié)構(gòu)方框圖，顯示了根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)數(shù)據(jù)通道的第二個(gè)實(shí)施方案，其中示出了環(huán)路式光傳輸線L3，與該光傳輸線L3相連并且各自具有一個(gè)可變的耦合比的光耦合裝置A31，A32，……A3N相連的站ST31，ST32，……ST3N。圖5至圖7中所示的光耦合裝置可在此被用作光耦合裝置A31，A32，……A3N。
根據(jù)傳輸和接收狀態(tài)，所接收信號的水平，自身站的狀態(tài)等類似情況，ST31，ST32……ST3N中的每個(gè)站通過各個(gè)控制信號C31，C32，……C3N，將每個(gè)光耦合裝置A31，A32，……A3N的耦合比變?yōu)橐粋€(gè)選定的值。
圖9顯示了當(dāng)所有其它的站均處于接收狀態(tài)而只有站ST31處于傳輸方式時(shí)的情況。按照與第一實(shí)施方案中相同的方式控制光耦合裝置的耦合比，同常規(guī)的多站型光學(xué)數(shù)據(jù)通道相比也可使衰減量減小，或者保持衰減量相同時(shí)可使站的數(shù)目增加。
另外，由于未插入任何再生中繼器，因此，同常規(guī)的環(huán)路式光學(xué)數(shù)據(jù)通道相比，減少了信號接收中的延遲而誤差率并未增加。
進(jìn)而，由于被傳輸?shù)男盘柗祷仄湓?，因而可以測量出傳輸線的長度及衰減量，同時(shí)還能檢測出傳輸線中的異常情況。
進(jìn)而，存在的另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，可以原樣采用與常規(guī)的環(huán)路傳輸(如環(huán)路折返等)相關(guān)的各種技術(shù)。
圖10為一個(gè)結(jié)構(gòu)方框圖，顯示了根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)數(shù)據(jù)通道的第三個(gè)實(shí)施方案，作為第二個(gè)實(shí)施方案的一種實(shí)施形式，其中，用光耦合裝置將兩個(gè)環(huán)路數(shù)據(jù)通道與第三個(gè)環(huán)路數(shù)據(jù)通道結(jié)合在一起。在圖中，光耦裝置A41，A42，……A4N分別將站ST41，ST42，……ST4N與環(huán)路傳輸線L4相耦合，而光耦合裝置A51，A52，……A5N則分別將站ST51，ST52，……ST5N與環(huán)路光傳輸線L5相耦合。光耦合裝置A61和A62分別將光傳輸線L4和光傳輸線L5與光傳輸線L6相耦合。圖5至圖7中所示的相同光耦合裝置在此可被用作光耦合裝置A41，A42，……A4N和A51，A52，……A5N，以及A61，A62。光耦合裝置A61和A62的轉(zhuǎn)換分別由控制裝置CT81和CT82所控制，而控制裝置CT81和CT82又受環(huán)路控制裝置CT80所控制。
圖11為一個(gè)結(jié)構(gòu)方框圖，顯示了根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)數(shù)據(jù)通道的第四個(gè)實(shí)施方案，相當(dāng)于第二個(gè)實(shí)施方案的又一種實(shí)施形式。檢測溫度、壓力和流率等過程量的傳感器TR1，TR2，……TRN分別與本地站ST71，ST72，……ST7N相連，光耦合裝置A71，A72，……A7N分別將本地站ST71，ST72，……ST7N與環(huán)路光傳輸線L7相耦合。光耦合裝置A7D將環(huán)路光傳輸線L7與控制站ST70相連。圖5至圖7中所示的相同光耦合裝置也在此被用作光耦合裝置A70，A71，A72，……A7N。來自控制站ST70的地址信號在每個(gè)本地站ST71，ST72，……ST7N中譯出，溫度和壓力等過程量被指定的本地站送至回路。
圖12為一時(shí)序圖，用于說明圖11中系統(tǒng)的運(yùn)行。本地站ST71被地址信號(A)所指定，溫度數(shù)據(jù)在時(shí)刻(B)送出。由地址信號(C)再次指定本地站ST72，壓力數(shù)據(jù)在時(shí)刻(D)送出。
將第一實(shí)施方案中每站接收的信號水平成為恒定值，即將其改變?yōu)楦鶕?jù)本發(fā)明的光學(xué)數(shù)據(jù)通道的第五個(gè)實(shí)施方案。在圖4中，假設(shè)傳輸站ST21的耦合比為1，其它接收站ST22，……ST2N的耦合比分別為α22，……α2N，各個(gè)站ST21，ST22……ST2N的傳輸信號T1，T2，……TN與接收信號R1，R2，……RN之間則成立了以下的關(guān)系R2＝α22T1T2＝(1-α22)T1R3＝α23T2＝α23(1-α22)T1T3＝(1-α23)T2＝(1-α23)(1-α22)T1……RN＝α2N·TN-1＝α2N(1-α2·N-1)…(1-α22)·T1為了使各接收站所接收的信號水平為一特定的相同值，必須具備以下條件R2＝R3＝……＝RN以便按以下耦合比接收信號α2N＝1α2K＝α2·K+1/(1+α2·K+1)＝1/(N-K+1)(K＝2，3，……N-1)即α22＝1/(N-1)α23＝1/(N-2)……
α2·N-1＝1/2α2N＝1這就是說，通過事先予定好上述耦合比，并使它們可隨傳輸或接收狀態(tài)而轉(zhuǎn)換，便可在保持所接收信號水平不變的情況下完成接收。
在這種情況下，在站ST21和ST2N之間產(chǎn)生最大衰減的傳輸增益G3可由下式表示G3＝1/(N-1)
1/N (N＞＞1)……(3)由于等式(3)中不包括e-1項(xiàng)，因此，與第一實(shí)施方案相比(參照式(2))，傳輸增益G3的衰減量被進(jìn)一步減小。
然而在另一方面，如果使衰減量相等，則可增加站的數(shù)目。也就是說，假設(shè)式(1)和(3)中的增益量相等，即Gt1＝G3＝G同時(shí)，設(shè)常規(guī)系統(tǒng)的站的數(shù)目為N1，而根據(jù)上述實(shí)施方案的系統(tǒng)中站的數(shù)目為N3，則可獲得下式4e-2N1-2＝e-1N3-1上式可以解為N1＝2e-1G-1]]>N3＝G-1＝e2N12/4若考慮Gt的值為，例如-20dB(1/100)，則N1＝7.35N3＝100因此，在上述實(shí)施方案的裝置中，可以連接100個(gè)站，與此相比，常規(guī)系統(tǒng)中只能連接7個(gè)站。
除此之外，由于接收信號的水平是恒定的，因此，它又提供了另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，即各站接收器的動(dòng)態(tài)范圍可以比較小。
在根據(jù)本發(fā)明的第六個(gè)實(shí)施方案(未示出)中，各個(gè)站均具有對第五實(shí)施方案中的接收信號水平進(jìn)行檢測和比較的功能，其中由輸出改變耦合比，由此維持接收信號水平衡定。在這種情況下，不再需要第五實(shí)施方案中采用的予定耦合比的功能。
盡管已說明的第五和第六實(shí)施方案是用于多站型光學(xué)數(shù)據(jù)通道，它們也可用于環(huán)路型光學(xué)數(shù)據(jù)通道。
圖13中通過使用一個(gè)信號水平圖顯示了根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)數(shù)據(jù)通道的第七個(gè)實(shí)施方案的構(gòu)造及工作。盡管圖中顯示的僅是單向數(shù)據(jù)通道，實(shí)際應(yīng)用時(shí)則是以雙向的方式使用。圖13顯示了圖3中結(jié)構(gòu)的一部分，其中示出光傳輸線L2和與該光傳輸線L2相連的節(jié)點(diǎn)ND21-ND26。每個(gè)節(jié)點(diǎn)NP2i(i＝1，2，……)包括與光傳輸線L2相連，具有可變耦合比的光耦合裝置A2i，以及與光耦合裝置A2i相連，并隨著其控制信號C2i而將耦合比改變成一個(gè)選定值的站ST2i。
在具有上述結(jié)構(gòu)的光學(xué)數(shù)據(jù)通道中，在傳輸過程中且節(jié)點(diǎn)的耦合比α2的值被設(shè)定為1時(shí)，將信號送出。在接收過程中耦合比則通常被設(shè)定為一個(gè)小于1的值，若前一個(gè)站的接收信號水平由于節(jié)點(diǎn)數(shù)目或距離的增加而造成的信號衰減使其低于某一予定值，則將耦合比α2定為1，并且進(jìn)行再生中繼。
下面根據(jù)圖13的信號水平圖進(jìn)行說明，其中示出了可被接收到的信號水平范圍41和可在每個(gè)站中再生的信號水平范圍42。如果接收信號水平落入需要再生的信號水平范圍42內(nèi)，耦合比便被轉(zhuǎn)換成1。從站ST21發(fā)出的信號S21在節(jié)點(diǎn)D23和D25中達(dá)到再生信號水平的范圍并被再生中繼以恢復(fù)信號水平。與此類似，從站ST22發(fā)出的信號S22在節(jié)點(diǎn)ND24達(dá)到再生信號水平的范圍并被再生中繼以恢復(fù)信號水平。即，信號被再生中繼的位置取決于發(fā)出信號的站。
這樣，在具有上述結(jié)構(gòu)的光學(xué)數(shù)據(jù)通道中，由于中繼器不是象在常規(guī)系統(tǒng)中那樣以串聯(lián)方式插入到光傳輸線中，而是采用了無源式光耦合裝置，因此可獲得節(jié)約的優(yōu)點(diǎn)并且可靠性提高。
盡管上述實(shí)施方案是參照多站型光學(xué)數(shù)據(jù)通道進(jìn)行了說明，它們同樣也可在環(huán)路式光學(xué)數(shù)據(jù)通道中實(shí)現(xiàn)。
圖14為結(jié)構(gòu)示意圖，顯示了光耦合裝置的其它實(shí)施方案(參見日本專利申請書No.47702/1981)，其中示出了光纖維51-54，棒式透鏡55-58，偏振棱鏡59和60，正交棱鏡61和62，具有平板構(gòu)形的電-光快門元件63以及匹配層和64和65。在圖14中，一個(gè)偏振棱鏡(59或60)通過電-光快門元件63而被安排在與正交棱鏡(62或61)相對處。在這樣的結(jié)構(gòu)中，從光纖維51，52入射的光被分別轉(zhuǎn)換成平行光并分別穿過棒式透鏡55和56，此后，進(jìn)入偏振棱鏡59中。偏振棱鏡59將穿過棒式透鏡55和56進(jìn)來的光分解為其偏振平面相互垂直的兩個(gè)光束。分解光束根據(jù)電-光快門元件63的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)而旋轉(zhuǎn)，然后通過該電-光快門元件63，隨后，可執(zhí)行與圖6所示光耦合裝置功能類似的操作，以獲得依賴于電-光快門元件63的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)的一個(gè)光耦合比。
圖15為結(jié)構(gòu)示意圖，顯示了圖14中電-光快門元件63的一個(gè)實(shí)例，其中示出了用再生材料，如鋯鈦酸鉛鑭(PLZT)，制成的電-光材料襯底631，和具有梳狀構(gòu)圖的透明電極632和633。透明電極632和633被置于電-光材料襯底631的一個(gè)表面上，使透明電極632和633的每個(gè)梳狀電極的分支沿予定的方向相互嚙合。另外，其它透明電極634和635也是以彼此相對的方式被置于電-光材料襯底631的另一個(gè)表面上。由于電極632-635中的每個(gè)電極都是這樣形成的，使得一個(gè)表面上的電極分支被置于另一表面上電極分支的中間，這樣，由于施加在電極間的電壓所產(chǎn)生的電場，便可在基本上覆蓋了的整個(gè)表面上獲得由于電-光效應(yīng)而產(chǎn)生的光旋轉(zhuǎn)作用。
盡管在上述每個(gè)實(shí)施方案的光耦合裝置中都使用了電-光元件如PLZT，但它們決非僅限于此，可也使用磁-光元件，如釔鐵石榴石(YIG)或類似元件。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)一種可靠性高，傳輸延遲短，誤差率低，并且傳輸和接收之間衰減量小的光學(xué)數(shù)據(jù)通道。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)數(shù)據(jù)通道，包括一條光傳輸線，與上述光傳輸線相連接的光耦合裝置，和與上述光耦合裝置相連接的站；并且適用于通過上述光傳輸線進(jìn)行多個(gè)站間的通訊；其中用作上述光耦合裝置的每一個(gè)光耦合裝置均具有可變耦合比，并且每個(gè)上述光耦合裝置的耦合比均由來自上述每個(gè)站的控制信號改變?yōu)橐粋€(gè)選定的值。
2.如權(quán)利要求
1所定義的光學(xué)數(shù)據(jù)通道，其中，由來自上述每個(gè)站的控制信號將每一光耦合裝置的耦合比在傳輸時(shí)定為1，在接收時(shí)定為一個(gè)小于1的予定值。
3.如權(quán)利要求
1所定義的一個(gè)環(huán)路式光學(xué)數(shù)據(jù)通道，其中，由來自上述每個(gè)站的控制信號將每一光耦合裝置的耦合比在傳輸時(shí)定為1，在接收時(shí)定為一個(gè)小于1的予定值。
4.如權(quán)利要求
1所定義的光學(xué)數(shù)據(jù)通道，其中，由來自每個(gè)站的控制信號改變每一光耦合裝置的耦合比，從而使上述每個(gè)站的接收信號水平保持恒定。
5.如權(quán)利要求
1所定義的光學(xué)數(shù)據(jù)通道，其中，如果上述站的接收信號水平低于一個(gè)予定的值，則進(jìn)行再生中繼同時(shí)將耦合比設(shè)定為1。
6.如權(quán)利要求
1所定義的光學(xué)數(shù)據(jù)通道，其中，光耦合裝置包括由輸入光進(jìn)入其內(nèi)的光束分相器和全反射棱鏡組成的偏振分光器;具有彼此相對安置的電極的電-光元件，從該電極之間分別輻射出上述偏振分光器中分離的兩個(gè)偏振波;以及由一個(gè)光束分相器和一個(gè)全反射棱鏡構(gòu)成的偏振光合成器，穿過上述電-光元件的光進(jìn)入該全反射棱鏡;其中，進(jìn)入上述偏振分光器的輸入光由施加在上述電極間的一個(gè)電壓信號轉(zhuǎn)換并從上述偏振光合成器分別向予定的方向輸出。
7.如權(quán)利要求
1所定義的光學(xué)數(shù)據(jù)通道，其中光合裝置的構(gòu)造如下一對偏振棱鏡和一對正交棱鏡通過以平面構(gòu)形而形成的一個(gè)電-光快門元件而安置，使一個(gè)偏振棱鏡與另一個(gè)正交棱鏡相對，而偏振棱鏡和正交棱鏡的予定面與電-光快門元件的每一面對齊，這樣，從一個(gè)偏振棱鏡入射的光根據(jù)電-光快門元件的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)而轉(zhuǎn)換并從另一個(gè)偏振棱鏡向一個(gè)予定的方向輸出。
8.如權(quán)利要求
3所定義的光學(xué)數(shù)據(jù)通道，包括與所述環(huán)路傳輸線相連接的，具有可變耦合比的第二個(gè)光耦合裝置，以及與該第二光耦合裝置相連接的第二條光傳輸線。
9.如權(quán)利要求
6所定義的光學(xué)數(shù)據(jù)通道，其中，PLZT被用作該電-光元件。
10.如權(quán)利要求
7所定義的光學(xué)數(shù)據(jù)通道，其中，PLZT被用作該電-光快門元件的電-光材料襯底。
專利摘要
本發(fā)明的光學(xué)數(shù)據(jù)通道包括光傳輸線，與該傳輸線相連并具有可變耦合比的光耦合裝置，以及與光耦合裝置相連的站。其中，來自自身站或類似結(jié)構(gòu)的控制信號根據(jù)傳輸和接收狀態(tài)，接收信號水平和自身站狀態(tài)等情況將光耦合裝置的耦合比改變成預(yù)定的值，從而使可靠性提高，傳輸延遲縮短，誤差率降低，同時(shí)減少了傳輸站與接收站之間的衰減量。
文檔編號G02F1/01GK85106615SQ85106615
公開日1986年12月17日 申請日期1985年9月2日
發(fā)明者稻生清春, 內(nèi)藤誠一, 三瓶義廣, 栗田良夫 申請人:橫河北辰電機(jī)株式會(huì)社導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan