NL8602350A - Inrichting voor optische heterodyne detektie van een optische signaalbundel en optisch transmissiesysteem voorzien van een dergelijke inrichting. - Google Patents
Inrichting voor optische heterodyne detektie van een optische signaalbundel en optisch transmissiesysteem voorzien van een dergelijke inrichting. Download PDFInfo
- Publication number
- NL8602350A NL8602350A NL8602350A NL8602350A NL8602350A NL 8602350 A NL8602350 A NL 8602350A NL 8602350 A NL8602350 A NL 8602350A NL 8602350 A NL8602350 A NL 8602350A NL 8602350 A NL8602350 A NL 8602350A
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- polarization
- signal
- radiation
- optical
- sensitive
- Prior art date
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims description 33
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims description 28
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 title claims description 15
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims description 78
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 65
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 11
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 7
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/60—Receivers
- H04B10/61—Coherent receivers
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/60—Receivers
- H04B10/61—Coherent receivers
- H04B10/614—Coherent receivers comprising one or more polarization beam splitters, e.g. polarization multiplexed [PolMux] X-PSK coherent receivers, polarization diversity heterodyne coherent receivers
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/60—Receivers
- H04B10/61—Coherent receivers
- H04B10/64—Heterodyne, i.e. coherent receivers where, after the opto-electronic conversion, an electrical signal at an intermediate frequency [IF] is obtained
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
Description
* PHN 11.870 1 ƒ N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindhoven.
Inrichting voor optische heterodyne detektie van een optische signaalbundel en optisch transmissiesysteem voorzien van een dergelijke inrichting.
De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor optische heterodyne detektie van een optische signaalbundel bevattende een lokale oscillator, een polarisatiegevoelige bundeldeler voor het splitsen van de signaalbundel in twee orthogonaal gepolariseerde 5 komponenten, een element voor het samenvoegen van straling van de signaalbundel met straling van de lokale oscillator en twee opto-elektrische oazetters die zijn aangebracht in de stralingswegen van de twee orthogonaal gepolariseerde komponenten respektievelijk.
De uitvinding heeft eveneens betrekking op een optisch 10 transmissiesysteem voorzien van een dergelijke detektie-inrichting.
Een dergelijke inrichting is bekend uit de ter inzage gelegde Britse octrooiaanvrage nr. 2.110.895. Heterodyne detektie biedt ten opzichte van direkte detektie van een signaalbundel aanzienlijke voordelen met betrekking tot de signaal-ruisverhouding en de 15 discriminatie van achtergrondstraling. Het principe van heterodyne detektie van optische straling is uitvoerig beschreven in het artikel “Optical Heterodyne Detection" van O.E. DeLange in het tijdschrift "IEEE Spectrum* van oktober 1968, biz. 77-85. Zoals in dit artikel is vermeld is het van belang dat de polarisatietoestanden van de gemoduleerde 20 signaalbundel en de lokale oscillatorbundel zoveel mogelijk overeenkomen. Om dit te bereiken is een polarisatieregeling noodzakelijk aangezien optische transmissiesystemen gebruik maken van optische golfgeleiders of optische vezels die een storende invloed hebben op de polarisatietoestand van de zich daarin voortplantende straling. Deze 25 vezels, die enkele tientallen tot enkele honderden kilometers lang kunnen zijn zijn onderworpen aan onkontroleerbare uitwendige invloeden, zoals temperatuur- en drukvariaties, waardoor de verstoring van de polarisatietoestand in de tijd kan variëren. Een aan de ingang van een transmissievezel lineair gepolariseerde signaalbundel zal in het 30 algemeen aan de uitgang vervormd zijn tot elliptisch gepolariseerde bundel waarvan de ellipticiteit en de richting van de lange as in de tijd variëren.
8 6 0 ? 3 ! C
4
*'A
V
\ PHN 11.870 2
In de genoemde Britse octrooiaanvrage nr. 2.110.895 wordt een detektie-inrichting beschreven waarin de signaalbundel gesplitst wordt in twee orthogonaal en lineair gepolariseerde komponenten, die ieder afzonderlijk samengevoegd worden met een in de overeenkomstige 5 lineaire polarisatietoestand gebrachte bundel, afkomstig van de lokale oscillator. De paren samengevoegde komponenten worden daarna gedetekteerd en de uitgangssignalen van de gebruikte detektoren worden op elektronische wijze gekombineerd. De signaal-ruisverhouding in het gekombineerde signaal is echter afhankelijk van de intensiteit van de 10 twee lineair gepolariseerde komponenten in de signaalbundel. Vanwege de variaties in de polarisatietoestand van deze bundel ondervindt de signaal-ruisverhouding, ook bij gelijkblijvende totale intensiteit, eveneens variaties.
Het is het doel van de uitvinding een inrichting voor 15 heterodyne detektie van een optische signaalbundel te verschaffen waarbij de signaal-ruisverhouding gehandhaafd kan worden op het theoretisch optimum voor het overgedragen vermogen in de signaalbundel.
Daartoe heeft een inrichting volgens de uitvinding als kenmerk dat in de stralingsweg van de lokale oscillatorbundel een 20 polarisatietoestand beïnvloedend element is aangebracht dat de polarisatietoestand van de daar doorheengaande straling beïnvloedt in afhankelijkheid van een uit het uitgangssignaal van de twee opto-elektrische omzetters afgeleid stuursignaal, waardoor de lokale oscillatorbundel in een polarisatietoestand gebracht wordt waarvan de 25 verhouding tussen de amplitudes van de orthogonaal gepolariseerde komponenten vrijwel gelijk is aan de overeenkomstige verhouding in de straling in de signaalbundel.
Zoals in het onderstaande zal worden uiteengezet is bij toepassing van de uitvinding de signaal-ruisverhouding van het 30 gekombineerde signaal onafhankelijk van de polarisatietoestand van de signaalbundel. Een voordeel van grote praktische waarde in deze inrichting is dat alleen de verhouding tussen de amplitudes van de gepolariseerde komponenten, en niet het faseverschil tussen de komponenten, van belang is. Hierdoor is het mogelijk om de 35 polarisatietoestand van de lokale oscillatorbundel te kontroleren met behulp van een regeling met beperkt bereik die uit konstruktief oogpunt voordelen heeft ten opzichte van een onbeperkte regeling (Engels: 8602350 * ί PHN 11.870 3 endless control). Regelbare polarisatietoestand beïnvloedende elementen zijn bekend, bijvoorbeeld uit het artikel "Polarization-State Control Schemes for Heterodyne or Homodyne Optical Fiber Communications'' van T. Okoshi in het tijdschrift “IEEE Journal of Lightwave Technology", 5 Vol. LT-3, No. 6, December 1985, biz. 1232-1237. In de inrichting volgens de uitvinding kan een polarisatietoestandsregelaar met beperkt bereik gebruikt worden terwijl een signaal-ruisverhouding van vrijwel het theoretisch optimum gehandhaafd kan worden ondanks variaties in de polarisatietoestand in de signaalbundel. Opgemerkt wordt dat het uit de 10 bijdrage van T. Okoshi et al., getiteld “Polarization Diversity Receiver for Heterodyne/Coherent Optical Fiber Communications", aan de “Fourth International Conference on Integrated Optics and Optical Fiber Communications" gehouden te Tokyo in 1983 (IOOC '83), biz. 386-387 van het verslag, bekend is om een Faraday rotator in de stralingsweg van de 15 signaalbundel te plaatsen waarmee de polarisatietoestand van de signaalbundel gedraaid wordt, zó dat na splitsing van de signaalbundel in twee orthogonaal gepolariseerde komponenten, beide komponenten een gelijke intensiteit hebben. Deze komponenten worden samengevoegd met de overeenkomstig gepolariseerde komponenten van een bundel afkomstig van 20 een lokale oscillator. Doordat de elektrische stroom door een Faraday rotator niet onbeperkt kan worden opgevoerd waardoor deze rotator de polarisatierichting slechts over een beperkt bereik kan draaien kan de signaal-ruisverhouding alleen bij beperkte variaties van de polarisatietoestand op de optimale waarde gehandhaafd blijven, of moeten 25 er onderbrekingen in de regeling en daardoor een tijdelijk signaalverlies geaccepteerd worden.
Een eerste uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding heeft als kenmerk dat deze twee polarisatiegevoelige bundeldelers en twee bundelsamenvoegende elementen bevat, dat de eerste 30 polarisatiegevoelige bundeldeler is aangebracht in de stralingsweg van de signaalbundel, dat de tweede polarisatiegevoelige bundeldeler is aangebracht in de stralingsweg van de uit het polarisatietoestand beïnvloedend element tredende bundel, dat het eerste bundelsamenvoegend element de eerste overeenkomstige bundelkomponent 35 uit de twee polarisatiegevoelige bundeldelers samenvoegt, dat het tweede bundelsamenvoegend element de tweede overeenkomstige bundelkomponent uit de twee polarisatiegevoelige bundeldelers samenvoegt en dat de twee opto- 8602350 f PHN 11.870 4 elektrische omzetters in de respektievelijke stralingswegen van de samengevoegde bundels zijn geplaatst.
Een tweede uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding heeft als kenmerk dat deze één bundelsamenvoegend element 5 en één polarisatiegevoelige bundeldeler bevat, dat het bundelsamenvoegende element in de stralingswegen van de signaalbundel en van de uit het polarisatietoestand beïnvloedend element tredende bundel is aangebracht, en dat de polarisatiegevoelige bundeldeler tussen het bundelsamenvoegende element en de twee opto-elektrische omzetters is 10 geplaatst. In deze uitvoeringsvorm hebben storingen die inwerken op de polarisatietoestanden van de samengevoegde en in komponenten gesplitste bundels een gelijke invloed op de straling afkomstig van de signaalbundel en van de lokale oscillator. In de detektie-inrichting kunnen dus optische vezels gebruikt worden waarbij het behoud van de 15 polarisatietoestand niet verzekerd is, maar die een kompakte opbouw van de detektie-inrichting en lage stralingsverliezen bij de diverse optische elementen mogelijk maken.
Bij voorkeur heeft deze uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding als verder kenmerk dat het bundelsamenvoegend 20 element een directionele vezeloptische koppelaar is. Hiermee kan een samenvoeging van de signaalbundel en van de lokale oscillatorbundel tot stand gebracht worden zonder koppelverliezen aan de in- en uittreevlakken van de koppelaar.
Een inrichting volgens de uitvinding kan verder als 25 kenmerk hebben dat in de stralingswegen van uit twee uitgangen van een bundelsamenvoegend element tredende straling polarisatiegevoelige bundeldelers zijn geplaatst, dat in elk van de stralingswegen van de uit de polarisatiegevoelige bundeldelers tredende bundelkomponenten een opto-elektrische omzetter is geplaatst en dat de uitgangssignalen van de 30 omzetters in de stralingswegen van gelijk gepolariseerde komponenten worden gekombineerd in verschilversterkers. Door gebruik te maken van gebalanceerde detektie wordt vrijwel alle straling die een stralingssamenvoegend element binnentreedt uiteindelijk gedetekteerd.
Bij voorkeur is het bundelsamenvoegend element zo uitgevoerd dat 35 straling van ieder van de twee ingangen in gelijke mate over de twee uitgangen wordt verdeeld.
De uitvinding heeft ook betrekking op een optisch 8602350 PHN 11.870 5 transmissiesysteem bevattende een stralingsbroneenheid voor het opwekken van een aet een informatiesignaal gemoduleerde lineair gepolariseerde signaalbundel, een optische transaissievezel die de signaalbundel overdraagt en een detektie-inrichting welke de draaggolffrequentie van 5 de signaalbundel verlaagd. Dit optisch transmissiesysteem volgens de uitvinding heeft als kenmerk dat de detektie-inrichting een inrichting is voor optische heterodyne detektie van een signaalbundel volgens een van de bovenstaande uitvoeringsvormen. De stralingsbroneenheid bevat bijvoorbeeld een halfgeleiderlaser waarbij door het moduleren van de 10 daardoor geleide stroom een in frequentie gemoduleerde signaalbundel kan worden opgewekt. De stralingsbroneenheid kan echter ook een aparte modulator voor het in fase of in frequentie moduleren van de signaalbundel bevatten.
In het onderstaande wordt de uitvinding toegelicht aan de 15 hand van enige voorbeelden en geïllustreerd met behulp van de tekening waarbij figuur 1 een bekende werkwijze voor heterodyne detektie van een signaalbundel toont, figuur 2 de werkwijze voor heterodyne detektie volgens de 20 uitvinding illustreert, figuren 3a en 3b schematisch twee mogelijkheden volgens de uitvinding weergeven waarop de polarisatietoestand van de lokale oscillatorbundel kan worden beïnvloed bij een verandering van de polarisatietoestand van de signaalbundel, 25 figuur 4 schematisch een uitvoeringsvorm van een detektie- inrichting volgens de uitvinding toont, figuur 5 een uitvoeringsvorm van een inrichting volgens de uitvinding toont met gebalanceerde detektie, en figuur 6 schematisch een optisch transmissiesysteem 30 volgens de uitvinding weergeeft.
In figuur 1 is met 1 een optische signaalbundel aangegeven die door de polarisatiedeelkubus 2 in twee lineair gepolariseerde komponenten 3 en 4 wordt gesplitst waarbij bijvoorbeeld 3 horizontaal en 4 vertikaal gepolariseerd is, hetgeen is aangegeven met 35 een pijl in het vlak van de tekening, respektievelijk met een pijl loodrecht op het vlak van de tekening. Een lokale oscillator 5 zendt een lineair en horizontaal gepolariseerde bundel 6 uit die door neutrale 8602350 w PHN 11.870 6 bundeldeler 7, bijvoorbeeld een halfdoorlatende spiegel, gesplitst wordt in twee eveneens horizontaal gepolariseerde bundels 8 en 9. De horizontaal gepolariseerde bundels 3 en 8 worden in het bundelsamenvoegend element 11 gekombineerd tot een samengestelde bundel 5 13. De bundel 9 doorloopt een polarisatiedraaiend element 10, bijvoorbeeld een in diagonaaltoestand geplaatst λ/2-plaatje, zodat de bundel vertikaal gepolariseerd wordt. Vervolgens wordt deze in het bundelsamenvoegend element 12 met de vertikaal gepolariseerde komponent 4 van de signaalbundel gekombineerd tot een samengestelde bundel 14.
10 De twee samengestelde bundels 13 en 14 worden met twee opto-elektrische omzetters 15 en 16 gedetekteerd. Zoals beschreven in het reeds genoemde artikel van O.E. DeLange in het tijdschrift "IEEE Spectrum" van oktober 1968, blz. 77-85, zijn de bundels 13 en 14 op te vatten als samengesteld uit een aantal frequentiekomponenten waarvan er 15 één een frequentie heeft die gelijk is aan het verschil van de frequenties van de signaalbundel en van de lokale osciliatorbundel. De overige komponenten hebben frequenties die ongeveer het dubbele zijn van de frequenties van de laatstgenoemde bundels. De opto-elektrische omzetters 15 en 16 zijn niet in staat deze hoge frequentiekomponenten te 20 volgen maar wel de verschilkomponent. De hoge frequentiekomponenten geven aanleiding tot een gelijkstroomkomponent in het uitgangssignaal.
De modulatie van de signaalbundel wordt overgedragen op de verschilkomponent zodat de elektrische uitgangssignalen 17 en 18 een wisselstroomkomponent hebben waarvan de modulatie overeenkomt met de 25 modulatie van de signaalbundel. De schakeling 19 kombineert de signalen 17 en 18 tot een eindsignaal 20.
Zoals in het artikel van O.E. DeLange is vermeld geldt voor de signaal-ruisverhouding van een ideale heterodyne detektor, dat wil zeggen een detektor waarbij de elektrische veldvektoren van de 30 signaalbundel en van de lokale oscillatorbundel in hetzelfde vlak liggen: S _ aPs N ~ qb 35 waarbij α de opto-elektrische conversieconstante is,
Pg het gedetekteerde vermogen in de signaalbundel, q de elektronlading, en (1), 8602350 PHN 11.870 7 b de bandbreedte van de opto-elektrische omzetter.
De signaal-ruisverhouding die verkregen wordt met de hierboven beschreven bekende heterodyne detektie-inrichting is als volgt te bepalen: 5 De momentane sterkte van de wisselstroom in het uitgangssignaal 20 van de kombinatieschakeling 19 is: 1 0(EoxEsX+EoyEsy,cos(V“s>t (2) 10 waarin EQX, EQy de amplitudes van de elektrische velden in de twee polarisatierichtingen en wQ de frequentie van de straling van de lokale oscillator voorstellen, en Egx, Egy en «i)g de overeenkomstige grootheden van de straling uit de signaalbundel. Zoals O.E. DeLange vermeldt is de ruis, bij voldoende grootte van het signaal 15 uit de lokale oscillator, bij benadering gekarakteriseerd door: .9 9 ïjj = 2aqbEQ . Omdat de ruis m de twee detektoren ongekorreleerd is, is het ruisniveau in het eindsignaal 20 gelijk aan de som van de ruis in de twee afzonderlijke signalen 17 en 18: 20 i„2 = aqb (EOK2+Eoy2) (3)
De signaal-ruisverhouding is dan: 25 S = ii = j g2(EoAAvESy)2 (4) V Oqb (Εοχ2+Ε0/)
Volgens de bekende werkwijze wordt het vermogen van de lokale oscillator gelijk verdeeld over de twee polarisatierichtingen, dus: 30 Eox2 = Eoy2 = 2e02 = P0. Onder de aanname dat het vermogen in de signaalbundel over de twee polarisatiekomponenten verdeeld is in de verhouding a:(1-a), dus Esx2 * aEs2 = 2aPs en Egy2 = (1-a)Eg2 = 2(1-a)Pg volgt voor de signaal-ruisverhouding: 8602350 f
V
PHN 11.870 8 ί = “!s (1+2\Ta(1-aT ) (5) N 2qf>
In de bekende werkwijze is de signaal-ruisverhouding afhankelijk van de 5 verhouding waarin het singaalbundelvermogen verdeeld is over de twee onderling loodrecht gepolariseerde bundelkomponenten. Aangezien deze verhouding door externe en onkontroleerbare faktoren die inwerken op de golfgeleider voor de signaalbundel wordt beinvloed moet in de praktijk rekening gehouden worden met een signaal-ruisverhouding die een variatie 10 in de tijd vertoont. Ook de detektiemethode die beschreven is in de reeds genoemde bijdrage van T. Okoshi et al. aan I00C '83 verzekert niet onder alle omstandigheden een optimale signaal-ruisverhouding.
In figuur 2 wordt de detektiemethode volgens de uitvinding geïllustreerd. De opzet van figuur 2 is gelijk aan die van 15 figuur 1, waarnaar verwezen wordt voor het in het onderstaande niet besproken gedeelte. De uit de lokale oscillator 5 afkomstige lineair gepolariseerde stralingsbundel 6 wordt door een polarisatietoestand beïnvloedend element 21 geleid. De daaruit komende straling wordt in de polarisatiedeelkubus 22 gesplitst in twee orthogonale en lineair 20 gepolariseerde komponenten 8 en 9 waarbij, met referentie naar figuur 1, 8 horizontaal en 9 vertikaal gepolariseerd is. De relatieve verhouding van de amplitudes van de straling in de bundels 8 en 9 kan worden beïnvloed door de polarisatietoestand te beïnvloeden met behulp van het element 21. Wanneer het vermogen in de bundels 8 en 9 in een 25 verhouding van z:(1-z) verdeeld is, en dus Eox2 = zE02 = 2zP0 en Eoy2 = (1-z)EQ2 = 2(1-z)PQ, is de formule (4) voor de signaal-ruisverhouding te herschrijven als: 30 l = S> ( >/a? + V(1-a)(1-z)‘ )2 (6) N qo
Voor z = 1/2 reduceert deze uitdrukking tot formule (5). Door simpele substitutie is onmiddelijk te zien dat wanneer a en z gelijk zijn, de signaal-ruisverhouding gelijk is aan het theoretisch optimumaPs/qb.
35 Een verandering van de polarisatietoestand van de signaalbundel betekent een verandering van a bij gelijkblijvende z. Dit heeft een vermindering van de sterkte van het uitgangssignaal 20 tot 8602350 * PHN 11.870 9 gevolg. Door de waarde van z met behulp van het polarisatietoestand beïnvloedend element 21 te variëren totdat de signaalsterkte maximaal is kan de waarde van z vrijwel gelijk aan die van a gehouden worden. Deze regeling is niet in detail in de tekening aangegeven.
5 De bovenste gedeelten van de figuren 3a en 3b tonen polarisatietoestanden die de straling in de signaalbundel kan aannemen als gevolg van de externe invloeden die op de optische transmissievezel inwerken. Daaronder zijn mogelijke polarisatietoestanden van de straling van de lokale oscillator geschetst.
10 Figuur 3a geeft op een zestal, niet noodzakelijk equidistante, tijdstippen t^ tot en met tg de polarisatietoestand van de signaalbundel weer. Op ieder van de tijdstippen is de signaalbundel elliptisch gepolariseerd, met gelijke ellipticiteit. Van het ene tijdstip tot het andere is de lange as van de ellips over 15 22,5° gedraaid met de klok mee. Onder ieder van de aangegeven polarisatietoestanden voor de signaalbundel staan in het middengedeelte, respektievelijk het ondergedeelte twee mogelijke polarisatietoestanden voor de van de lokale oscillator afkomstige bundel straling aangegeven die met de signaalbundel kan worden samengevoegd om een optimale 20 heterodyne detektie te verkrijgen. De middelste serie diagrammen geeft mogelijke deformaties van de in principe elliptische polarisatie van deze bundel straling. De twee ellipsassen blijven een gelijke richting innemen, alleen de lengte van de twee assen wordt gevarieerd.
De onderste serie diagrammen geeft aan hoe de uitvinding 25 kan worden geredigeerd met een lineair gepolariseerde bundel van de lokale oscillator. Door de polarisatierichting te veranderen is de verhouding tussen de horizontale en de vertikale komponent te wijzigen.
In deze laatste serie diagrammen wordt ook geïllustreerd dat de polarisatierichting slechts over een beperkt gebied hoeft te worden 30 gevarieerd.
Figuur 3b geeft aan hoe de polarisatietoestand van de signaalbundel op een andere wijze kan variëren. De aangegeven tijdstippen t^ tot en met tg geven fases weer van een overgang van een lineaire polarisatietoestand via elliptische, circulaire en weer 35 elliptische polarisatie naar een orthogonale lineaire polarisatietoestand. Evenals onder figuur 3a is aangegeven zijn hier met behulp van de middelste, respektievelijk de onderste serie diagrammen 8602350 PHN 11.870 10 twee manieren geschetst waarop de lokale oscillator kan worden bijgeregeld volgens de uitvinding. De middelste reeks diagrammen geeft aan hoe dit gebeurt door de ellipticiteit van de lokale oscillatorstraling aan te passen, de onderste reeks toont het draaien 5 van de polarisatierichting van de lineair gepolariseerde straling uit de lokale oscillator.
In figuur 4 is schematisch een uitvoeringsvorm van een detektie-inrichting weergegeven. Hierin is met 31 het einde van een lange afstands monomode optische transmissievezel aangegeven waardoor 10 een optische signaalbundel wordt overgedragen. Een lokale oscillator 32 wekt optische straling op met een vaste polarisatietoestand. Deze lokale oscillator is bijvoorbeeld een halfgeleiderlaser. De stralingsbundel afkomstig van de lokale oscillator doorloopt een polarisatietoestand beïnvloedend element 33, bijvoorbeeld een Faraday-rotator, een elektro-15 optische kristal of een vezeldrukker, die de bundel in een polarisatietoestand brengt waarin de verhouding van de intensiteiten van de horizontale en de vertikale komponent gelijk is aan die van de overeenkomstige komponenten in de signaalbundel. De uit het element 33 tredende bundel wordt door de optische vezel 34 naar het 20 bundelsamenvoegend element 35 geleid, waar deze bundel met de signaalbundel wordt gemengd. Om signaalverlies zoveel mogelijk te voorkomen is element 35 bij voorkeur asymmetrisch, dat wil zeggen dat de samengevoegde stralingsbundel in de uitgang 36 een groot gedeelte van de signaalstraling, en slechts een klein gedeelte van de lokale 25 oscillatorstraling bevat. In de tekening is element 35 aangegeven als een direktionele vezeloptische koppelaar, maar dit element kan bijvoorbeeld ook een gedeeltelijk doorlatende spiegel zijn. De uit het element 35 tredende samengestelde bundel wordt vervolgens in een polarisatiegevoelige bundeldeler 37, bijvoorbeeld een Wollaston-prisma, 30 gesplitst in een horizontaal en een vertikaal gepolariseerde komponent. Ieder van de twee komponenten wordt afzonderlijk in de opto-elektrische omzetters 41 en 42, bijvoorbeeld stralingsgevoelige diodes, gedetekteerd. De uitgangssignalen 43 en 44 van de omzetters worden toegevoegd aan de schakeling 45 welke enkele funkties kombineert. In de 35 eerste plaats worden de uitgangssignalen van de opto-elektrische omzetters, eventueel na een fasekorrektie, opgeteld en vormen het eindsignaal 47. Ten tweede wordt in de schakeling 45 een regelsignaal 46 8602350 PHN 11.870 11 gegenereerd waarmee de instelling van het polarisatietoestand beïnvloedend element 33 wordt gevarieerd en zonodig bijgeregeld om veranderingen in de polarisatietoestand van de signaalbundel te kompenseren.
5 Figuur 5 toont een alternatieve mogelijkheid om de samengestelde bundel te detekteren. Hierbij wordt de straling uit beide uitgangen van de koppelaar gebruikt. In figuur 4 is, evenals in figuur 3, met 31 het eind van een optische vezel aangegeven waardoor een signaalbundel wordt overgedragen, met 32 een lokale oscillator, met 33 10 een polarisatietoestand beïnvloedend element, en met 35 een bundelsamenvoegend element. De straling afkomstig van de signaalbundel en van de lokale oscillator wordt bij voorkeur gelijkelijk verdeeld over de twee uitgangen 51 en 52 van de koppelaar. De straling die uit elk van de beide uitgangen treedt wordt toegevoegd aan een van twee 15 polarisatiegevoelige bundeldeIers 53 respektievelijk 54, die de binnenkomende straling splitst in twee orthogonaal gepolariseerde komponenten, welke komponenten worden gedetekteerd in de elektro-optische omzetters 61, 62, 63 of 64. De omzetters 61 en 63, welke de horizontale gepolariseerde komponenten detekteren, voegen hun 20 uitgangssignalen toe aan de verschilversterker 65. De uitgangen van de omzetters 62 en 64 die de vertikale komponenten detekteren zijn verbonden met de ingangen van de verschildetektor 66. Aangezien bundels uit de twee uitgangen 51 en 52 van het element 35 een tegengestelde fase hebben, vallen in de verschilversterkers 65 en 66 de 25 gelijkstroomkomponenten van uitgangssignalen van de omzetters weg, en worden de wisselstroomkomponenten bij elkaar opgeteld. De uitgangssignalen van de verschilversterkers 65 en 66 worden toegevoegd aan het kombinatie- en regelcircuit 67 dat een regelsignaal 68 voor het polarisatietoestand beïnvloedend element 33 en een eindsignaal 69 30 levert.
Figuur 6 geeft een optisch transmissiesysteem weer waarin de uitvinding wordt toegepast. Een stralingsbroneenheid 80 bevat een stralingsbron 81, bijvoorbeeld een halfgeleiderlaser, die straling uitzendt welke in de elektro-optische modulator 82 met het 35 informatiesignaal S wordt gemoduleerd. De stralingsbroneenheid kan ook een halfgeleiderlaser als stralingsbron bevatten waarbij de signaalbundel in frequentie wordt gemoduleerd door verandering van de 8602350
V
PHN 11.870 12 stroom die door de laser geleid wordt. Het optisch signaal wordt door de lange-afstands transmissievezel 83 overgebracht naar een van twee ingangen van de optische koppelaar 84. De andere ingang van de koppelaar 84 is verbonden met de uitgang van een lokale oscillator 85, via een 5 polarisatietoestand beïnvloedend element 86. Op de wijze zoals hierboven beschreven wordt de straling uit een of beide uitgangen van de koppelaar gesplitst in horizontaal en vertikaal gepolariseerde komponenten door de polarisatiegevoelige bundeldeler 87. Ieder van de komponenten wordt gedetekteerd door een van de opto-elektrische 10 omzetters 88 en 89. Uit de uitgangssignalen hiervan worden in de regelen kombinatieschakeling 90 een stuursignaal voor het polarisatietoestand beïnvloedend element 86 bepaald en het uitgangssignaal S'.
8602350
Claims (6)
1. Inrichting voor optische heterodyne detektie van een optische signaalbundel bevattende een lokale oscillator, een polarisatiegevoelige bundeldeler voor het splitsen van de signaalbundel in twee orthogonaal gepolariseerde komponenten, een element voor het 5 samenvoegen van straling van de signaalbundel met straling van de lokale oscillator, en twee opto-elektrische omzettere die zijn aangebracht in de stralingswegen van de twee orthogonaal gepolariseerde komponenten respektievelijk, met het kenmerk dat in de stralingsweg van de lokale oscillatorbundel een polarisatietoestand beïnvloedend element is 10 aangebracht dat de polarisatietoestand van de daar doorheengaande straling beïnvloedt in afhankelijkheid van een uit het uitgangssignaal van de twee opto-elektrische omzetters afgeleid stuursignaal, waardoor de lokale oscillatorbundel in een polarisatietoestand gebracht wordt waarvan de verhouding tussen de amplitudes van de orthogonaal 15 gepolariseerde komponenten vrijwel gelijk is aan de overeenkomstige verhouding in de straling in de signaalbundel.
2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk dat deze twee polarisatiegevoelige bundeldelers en twee bundelsamenvoegende elementen bevat, dat de eerste polarisatiegevoelige bundeldeler is 20 aangebracht in de stralingsweg van de signaalbundel, dat de tweede polarisatiegevoelige bundeldeler is aangebracht in de stralingsweg van de uit het polarisatietoestand beïnvloedend element tredende bundel, dat het eerste bundelsamenvoegend element de eerste overeenkomstige bundelkomponent uit de twee polarisatiegevoelige bundeldelers 25 samenvoegt, dat het tweede bundelsamenvoegend element de tweede overeenkomstige bundelkomponent uit de twee polarisatiegevoelige bundeldelers samenvoegt en dat de twee opto-elektrische omzetters in de respektievelijke stralingswegen van de samengevoegde bundels zijn geplaatst.
3. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk dat deze één bundelsamenvoegend element en één polarisatiegevoelige bundeldeler bevat, dat het bundelsamenvoegende element in de stralingswegen van de signaalbundel en van de uit het polarisatietoestand beïnvloedend element tredende bundel is 35 aangebracht, en dat de polarisatiegevoelige bundeldeler tussen het bundelsamenvoegende element en de twee opto-elektrische omzetters is geplaatst. 8602350 PHN 11,870 14 V
4. Inrichting volgens conclusie 3, met het kenmerk dat het bundelsamenvoegend element een directionele vezeloptische koppelaar is.
5. Inrichting volgens conclusie 1, 2, 3 of 4, met het kenmerk dat in de stralingswegen vanuit twee uitgangen van een 5 bundelsamenvoegend element tredende straling polarisatiedelers zijn geplaatst, dat in elk van de stralingswegen van de uit de polarisatiegevoelige bundeldelers tredende bundelkomponenten een opto-elektrische omzetter is geplaatst en dat de uitgangssignalen van de omzetters in de stralingswegen van gelijk gepolariseerde komponenten 10 worden gekombineerd in verschilversterkers.
6. Optisch transmissiesysteem bevattende een stralingsbroneenheid voor het opwekken van een met een informatiesignaal gemoduleerde lineair gepolariseerde signaalbundel, een optische transmissievezel die de signaalbundel overdraagt en een detektie-15 inrichting welke de draaggolffrequentie van de signaalbundel verlaagt, met het kenmerk dat de detektie-inrichting een inrichting is voor optische heterodyne detektie van een signaalbundel volgens één der voorgaande conclusies. 8602350
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL8602350A NL8602350A (nl) | 1986-09-17 | 1986-09-17 | Inrichting voor optische heterodyne detektie van een optische signaalbundel en optisch transmissiesysteem voorzien van een dergelijke inrichting. |
| EP87201709A EP0260745A1 (en) | 1986-09-17 | 1987-09-10 | Device for optical heterodyne detection of an optical signal beam and optical transmission system provided with such a device |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL8602350 | 1986-09-17 | ||
| NL8602350A NL8602350A (nl) | 1986-09-17 | 1986-09-17 | Inrichting voor optische heterodyne detektie van een optische signaalbundel en optisch transmissiesysteem voorzien van een dergelijke inrichting. |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL8602350A true NL8602350A (nl) | 1988-04-18 |
Family
ID=19848563
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL8602350A NL8602350A (nl) | 1986-09-17 | 1986-09-17 | Inrichting voor optische heterodyne detektie van een optische signaalbundel en optisch transmissiesysteem voorzien van een dergelijke inrichting. |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0260745A1 (nl) |
| NL (1) | NL8602350A (nl) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL8602864A (nl) * | 1986-11-12 | 1988-06-01 | Philips Nv | Inrichting voor optische heterodyne detektie van een optische signaalbundel en optisch transmissiesysteem voorzien van een dergelijke inrichting. |
| NL8801490A (nl) * | 1988-06-10 | 1990-01-02 | Philips Nv | Inrichting voor optische heterodyne detektie en geintegreerde optische komponent geschikt voor toepassing in een dergelijke inrichting. |
| DE68915964T2 (de) * | 1988-12-03 | 1994-11-03 | Toshiba Kawasaki Kk | Optische Mischer-Anordnung. |
| GB2245117B (en) * | 1990-06-14 | 1994-04-06 | Stc Plc | Optical mixing for heterodyne detection |
| DE50108910D1 (de) * | 2000-03-04 | 2006-04-20 | Thorlabs Gmbh | Vorrichtung zur erfassung der pmd von optoelektronischen übertragungsstrecken |
| AU2001289643A1 (en) * | 2000-07-12 | 2002-01-21 | Profile Optische Systeme Gmbh | Pdm monitor method and device for determining the polarisation mode dispersion of a transmission system, especially a transmission fibre |
| EP1262752B1 (de) | 2001-05-17 | 2005-08-03 | THORLABS GmbH | Faser-Polarimeter, dessen Verwendung sowie polarimetrisches Verfahren |
| US7495765B2 (en) | 2001-05-17 | 2009-02-24 | Thorlabs Gmbh | Fiber polarimeter, the use thereof, as well as polarimetric method |
| EP3886342A1 (en) * | 2020-03-24 | 2021-09-29 | Mitsubishi Electric R & D Centre Europe B.V. | Coherent optical receiver |
| EP4117201B1 (en) * | 2021-07-06 | 2025-09-03 | Mitsubishi Electric R & D Centre Europe B.V. | Coherent optical receiver |
| EP4117202B1 (en) * | 2021-07-09 | 2026-01-07 | Mitsubishi Electric R & D Centre Europe B.V. | Coherent optical receiver |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2517081A1 (fr) * | 1981-11-26 | 1983-05-27 | Monerie Michel | Procede de detection coherente et de demodulation d'une onde porteuse modulee a etat de polarisation variable et dispositif de mise en oeuvre |
| JPS6047524A (ja) * | 1983-08-26 | 1985-03-14 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光受信装置 |
| GB8514264D0 (en) * | 1985-06-06 | 1985-07-10 | British Telecomm | Coherent optical receivers |
-
1986
- 1986-09-17 NL NL8602350A patent/NL8602350A/nl not_active Application Discontinuation
-
1987
- 1987-09-10 EP EP87201709A patent/EP0260745A1/en not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0260745A1 (en) | 1988-03-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN100558015C (zh) | 使用差分正交相移键控的光接收器和对应的光接收方法 | |
| US5247382A (en) | Polarization switching light source, optical receiver, and coherent optical transmission system | |
| US4882775A (en) | Demodulation technique for coherence multiplexed optical data transmission system | |
| US4866698A (en) | Multiplexed optical communication system | |
| US20180067342A1 (en) | Method and System for Integrated Power Combiners | |
| US8331798B2 (en) | Optical m-ary modulator | |
| US5069520A (en) | High-speed modulator of the polarization of an optical carrier | |
| US5307197A (en) | Optical circuit for a polarization diversity receiver | |
| NL8602350A (nl) | Inrichting voor optische heterodyne detektie van een optische signaalbundel en optisch transmissiesysteem voorzien van een dergelijke inrichting. | |
| JPS63108221A (ja) | ３軸フアイバーオプテイツクスリング干渉計 | |
| CA1308440C (en) | Optical receiving method utilizing polarization diversity and apparatus for carrying out the same | |
| JP3952227B2 (ja) | 波長変換器 | |
| EP0271934B1 (en) | Device for optical heterodyne detection of an optical signal beam and optical transmission system provided with such a device | |
| US20050053329A1 (en) | All-optical data compression systems | |
| US20050053333A1 (en) | All-optical bistable devices | |
| WO2021116764A1 (en) | Frequency shifter for heterodyne interferometry measurements and device for heterodyne interferometry measurements having such a frequency shifter | |
| CN114584224B (zh) | 一种量子密钥分发相位编码装置 | |
| US6141136A (en) | Active phase-shift control in optical-hybrid etalons | |
| JPH01178940A (ja) | 偏波ダイバーシチ光受信装置 | |
| WO2019158195A1 (en) | Transmitter and receiver for quantum key distribution | |
| CN115437192B (zh) | 一种基于全e光互相关的光脉冲稳相传输装置和方法 | |
| EP0310174B1 (en) | Device for optical heterodyne or homodyne detection of an optical signal beam and receiver provided with such a device | |
| NL9001331A (nl) | Inrichting voor optische heterodyne detektie en optische komponent geschikt voor toepassing in een dergelijke inrichting. | |
| JP7037371B2 (ja) | 光モニタ回路 | |
| JPS6235627B2 (nl) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A1B | A search report has been drawn up | ||
| BV | The patent application has lapsed |