DE19607347A1 - Lichtimpulsgenerator - Google Patents

Description

Hintergrund der Erfindung Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Lichtimpulsgenera­ tor, der in der Lage ist, Lichtimpulse hoher Leistung zu erzeugen, und der in optischen Geräten wie einem OTDR (Optical Time Domain Reflectometer = Optisches Rückstreumeßgerät) eingesetzt wird.

Zugrundeliegende Technik

Fig. 5 zeigt als Blockdiagramm den Aufbau eines Beispiels für einen herkömmlichen Lichtimpulsgenerator.

In Fig. 5 ist ein Erbium-dotierter Lichtwellenleiter 1 ein optischer Wellenleiter mit einem Erbium-dotierten Leiterkern.

Eine Pumplichtquelle 2 ist eine Lichtquelle, die kontinuierlich gepumptes Licht (nachstehend auch Pumplicht) konstanter Leistung emittiert.

Ein Lichtmischer 3 hat die Eingabeanschlüsse 3A und 3B und einen Ausgabeanschluß 3C. Der Lichtmischer 3 mischt die Eingabe­ lichtsignale der Eingabeanschlüsse 3A und 3B und gibt das gemischte Licht über den Ausgabeanschluß 3C aus. Das von der Pumplichtquelle 2 emittierte Pumplicht (gepumptes Licht) wird auf den Eingabeanschluß 3A des Lichtmischers 3 aufgegeben.

Ein Lichtisolator 7 befindet sich zwischen dem Ausgabean­ schluß 3C des Lichtmischers 3 und einem Anschluß 1A des Erbium- dotierten Lichtwellenleiters 1. Aufgabe des Lichtisolators 7 ist es, den Fluß des Lichtsignals zu steuern. Das bedeutet, daß die rechte Flußrichtung in Fig. 5 die Vorwärtsrichtung des Lichtisolators und die linke Flußrichtung in Fig. 5 die entgegengesetzte Richtung des Lichtisolators ist. Deshalb überträgt der Lichtisolator 7 ein Lichtsignal vom Lichtmischer 3 zu dem Erbium-dotierten Lichtwellenleiter 1 verlustfrei oder mit einem nur sehr geringen Verlust. Im Gegensatz hierzu wird ein Lichtsignal, das von dem Erbium-dotierten Lichtwellenleiter 1 ausgegeben wird, durch den Lichtisolator 7 gedämpft. Deshalb ist der Fluß des Lichtsignals vom Erbium-dotierten Lichtwellenleiter 1 zum Lichtmischer 3 unterbunden.

Der andere Anschluß 1B des Lichtwellenleiters 1 ist an den Eingabeanschluß eines optischen Schalters 5 angeschlossen. Der Lichtsignal-Übertragungsverlust des optischen Schalters 5 wird durch ein elektrisches Steuersignal S_c gesteuert. Wenn der Pegel des elektrischen Steuersignals S_c hoch ist, befindet sich der optische Schalter 5 in einem EIN-Zustand. Wenn der Pegel des elektrischen Steuersignals S_c tief ist, befindet sich der optische Schalter 5 in einem AUS-Zustand. Ein Kontroller 6 für den optischen Schalter liefert das Steuersignal S_c an den optischen Schalter 5 zur Steuerung des EIN/AUS-Zustands des optischen Schalters.

Ein Lichtteiler 4 hat einen Eingabeanschluß 4C und die Ausgabeanschlüsse 4A und 4B. Der Eingabeanschluß 4C ist mit dem Ausgabeanschluß des optischen Schalters 5 über einen Lichtwel­ lenleiter verbunden. Der Ausgabeanschluß 4A ist mit dem Eingabe­ anschluß 3B des oben beschriebenen Lichtmischers 3 verbunden. Der Ausgabeanschluß 4B ist ein Lichtimpulsausgabeanschluß des Lichtimpulsgenerators, an dem Lichtimpulse P_op sequentiell ausgegeben werden.

Als nächstes erfolgt eine Beschreibung der Wirkungsweise des Lichtimpulsgenerators aus Fig. 5.

Fig. 6A zeigt ein Beispiel für eine Wellenform des Steuersignals S_c, das vom Kontroller 6 des optischen Schalters ausgegeben wird. Periodische Impulse in einer Rechteckschwingung werden als Steuersignal S_c, wie in Fig. 6A gezeigt, ausgegeben.

Wenn der Pegel des Steuersignals S_c tief ist, befindet sich der optische Schalter 5 in dem AUS-Zustand. Daher wird der folgende Vorgang ausgeführt.

Das von der Pumplichtquelle 2 emittierte Pumplicht wird auf den Eingabeanschluß 3A des Lichtmischers 3 aufgegeben. Dieses Pumplicht wird dann über den Ausgabeanschluß 3C des Lichtmischers 3 ausgegeben, und das so ausgegebene Pumplicht wird auf den Erbium-dotierten Lichtwellenleiter 1 aufgegeben. Energie wird im Erbium-dotierten Lichtwellenleiter 1 wegen des so bereitgestellten Pumplichts akkumuliert. Der optische Schalter ist jedoch ausgeschaltet. Deshalb wird kein Lichtsignal vom Erbium-dotierten Lichtwellenleiter 1 an den Lichtteiler 4 geleitet.

Wenn der Pegel des Steuersignals S_c in den Hochpegelzustand wechselt, schaltet der optische Schalter 5 in dem EIN-Zustand. Als Ergebnis wird eine optische Schleife bestehend aus Lichtmischer 3, optischen Isolator 7, dem Erbium-dotierten Lichtwellenleiter 1, dem optischen Schalter 5 und Lichtteiler 4 geschlossen. Der Pegel des Steuersignals S_c wird für eine kurze Zeit hochgehalten, wie in Fig. 6A gezeigt. Während das Steuersignal S_c im Hochpegelzustand verbleibt, wird ein Lichtsignal mit einem Wellenlängenband von 1,55 µm am Anschluß 1B des Erbium-dotierten Lichtwellenleiters 1 ausgegeben und das Lichtsignal passiert den optischen Schalter 5. Als Ergebnis erhält man ein Lichtsignal am Ausgabeanschluß des optischen Schalters 5. Dieser Lichtimpuls wird auf den Lichtteiler 4 aufgegeben, und der so gelieferte Lichtimpuls wird dann durch den Lichtteiler 4 aufgeteilt.

Der am Ausgabeanschluß 4B des Lichtteilers 4 erhaltene Ausgabelichtimpuls wird einem externen Gerät (nicht gezeigt) als Ausgabelichtimpuls P_op bereitgestellt.

Der am Ausgabeanschluß 4A ausgegebene Ausgabelichtimpuls wird auf Eingabeanschluß 3B des Lichtmischers 3 aufgegeben. Der so bereitgestellte Lichtimpuls wird an den Erbium-dotierten Lichtwellenleiter 1 über den Lichtmischer 3 und den Lichtisola­ tor 7 weitergeleitet.

Dies verursacht eine Zunahme des Amplitudenpegels des Lichtsignals, das vom Ausgabeanschluß 1B des Erbium-dotierten Lichtwellenleiters 1 ausgegeben wird. Das bedeutet, daß eine positive Mitkopplungsverstärkung in der optischen Schleife stattfindet. Deshalb ist der Amplitudenpegel des Lichtimpulses, der vom optischen Schalter 5 erhalten wird, dann größer.

Der vom optischen Schalter 5 ausgegebene Lichtimpuls wird durch den Lichtteiler 4 geteilt, und einer der abgeteilten Lichtimpulse wird über den Ausgabeanschluß 4B ausgegeben. Als Ergebnis erhält man einen größeren Amplitudenpegel des Lichtimpulses P_op, der vom Lichtteiler 4 ausgegeben wird.

Der andere, über den Ausgabeanschluß 4A erhaltene Lichtim­ puls durchläuft die optische Schleife, die aus Lichtmischer 3, optischem Isolator 7, dem Erbium-dotierten Lichtwellenleiter 1, dem optischen Schalter 5 und Lichtteiler 4 besteht.

Auf diese Weise durchläuft der Lichtimpuls wiederholt die optische Schleife, und eine positive Mitkopplungsverstärkung findet statt. Der Amplitudenpegel des Lichtimpulses wird schrittweise jedesmal, wenn der Lichtimpuls die optische Schleife durchläuft, erhöht.

Andererseits nimmt, wenn der Lichtimpuls am Ausgabeanschluß 1B des Erbium-dotierten Lichtwellenleiters 1 emittiert wird, die akkumulierte Energie im Lichtwellenleiter infolge der Lichtemission ab. Deshalb nimmt der Amplitudenpegel des Lichtimpulses P_op schrittweise infolge der Abnahme der Energie im Erbium-dotierten Lichtwellenleiter 1 ab.

Als Ergebnis erhält man am Ausgabeanschluß 4B einen Lichtimpuls P_op, der eine Vielzahl von Stufen in der vorderen und hinteren Impulsflanke aufweist. Fig. 6B zeigt einen Lichtimpuls P_op als Beispiel für einen Lichtimpuls P_op, der am Ausgabeanschluß 4B erhalten wird.

In Fig. 6B wird eine Zeit T_a durch die Zeit, die für den Umlauf eines Lichtimpulses durch die optische Schleife während eines Zyklus benötigt wird, bestimmt. Eine Zeit T_b entspricht dem Zeitraum, in dem das Steuersignal S_c im Hochpegelzustand verbleibt, wie in Fig. 6a gezeigt, d. h. einem Zeitraum, während dessen sich der optische Schalter 5 im EIN-Zustand befindet und die optische Schleife gebildet wird.

Darüberhinaus weist der herkömmliche Lichtimpulsgenerator einen Nachteil auf, da es für den herkömmlichen Lichtimpulsgene­ rator schwierig ist, einen Ausgabelichtimpuls P_op mit einer großen Impulsbreite und mit hoher Leistung zu erzeugen.

Genauer gesagt ist die Impulsbreite des Ausgabelichtimpul­ ses (d. h. ein Zeitintervall zwischen zwei Punkten, die die halbe Amplitude aufweisen) kürzer als die Impulsbreite des Steuer­ signals S_c. Eine derartige Impulsbreite ist nicht genügend lang. Des weiteren ist die Energie des Ausgabelichtimpulses (d. h. eine Fläche entsprechend dem schraffierten Bereich in Fig. 6B) nicht hoch genug.

Um die Impulsbreite des Lichtimpulses P_op zu vergrößern, können folgende Verfahren angewandt werden.

• a. Vergrößerung der Impulsbreite des Steuersignals S_c.
• b. Verlängerung der Länge der optischen Schleife (d. h. Verlängerung der Übertragungsverzögerungszeit des Lichtsignals der optischen Schleife).
• c. Veränderung der Eigenschaften des Erbium-dotierten Lichtwellenleiters.

Auch wenn die Impulsbreite des Steuersignals S_c verändert wird, um größer zu sein, vermag die Impulsbreite des Lichtimpulses P_op eine gewisse vorherbestimmte Breite nicht zu übersteigen. Des weiteren ist es schwierig, den Erbium-dotierte Lichtwellenleiter mit einem anderen Lichtwellenleiter, der eine unterschiedliche Länge und unterschiedliche Eigenschaften aufweist, zu ersetzen. Wenn des weiteren der Erbium-dotierte Lichtwellenleiter 1 ausgetauscht wird, ist es erforderlich, die Wellenlänge und die Leistung des Pumplichtes, das durch die Pumplichtwelle 2 ausgestrahlt wird, anzupassen, um somit den Eigenschaften des neuen Lichtwellenleiters gerecht zu werden.

Des weiteren wird die Wellenform des Ausgabelichtimpulses des herkömmlichen Lichtimpulsgenerators verzerrt und weist die Stufen, wie in Fig. 6B gezeigt, auf.

Wenn ein so verzerrter Lichtimpuls für ein OTDR verwendet wird und der verzerrte Lichtimpuls einem zu analysierenden optischen System zugeführt wird, ist ein reflektiertes Licht mit einer verzerrten Wellenform zu beobachten. Deshalb ist es schwierig, das optische System genau zu analysieren.

Um einen Lichtimpuls P_op ohne Verzerrung zu erhalten, ist es notwendig, die Eigenschaften des Erbium-dotierten Lichtwellenleiters 1 zu ändern oder die der Pumplichtquelle 2. Es ist jedoch schwierig, eine Vorrichtung bereitzustellen, die diese Änderungen erlaubt.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Lichtimpulsgenerator bereitzustellen, der Lichtimpulse mit einer großen Pulsbreite und sehr geringer Verzerrung bei hoher Leistung ohne eine konstruktive Änderung des Erbium-dotierten Lichtwellenleiters oder der Pumplichtquelle erzeugen kann.

Unter einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Lichtimpulsgenerator bereitgestellt, der aus einer optischen Hauptschleife, einer Pumplichtquelle und einem Verzögerungs­ lichtwellenleiter besteht. Die optische Hauptschleife ist ein Mittel, das für den Lichtumlauf verwendet wird, sowie zur Bildung eines gestuften Lichtimpulses. Die optische Hauptschleife umfaßt einen Lichtmischer zum Mischen des Pumplichtes mit einem anderen Licht; einen Lichtisolator zum Übertragen des gemischten Pumplichtes und des anderen Lichtes in eine Richtung; einen Erbium-dotierten Lichtwellenleiter zum Akkumulieren des gemischten Lichtes, das durch den Lichtisolator übertragen worden ist; einen optischen Schalter, der es gestattet, daß das akkumulierte Licht dadurch als umlaufendes Licht passiert; einen Lichtteiler zum Teilen des umlaufenden Lichtes in eine Vielzahl von umlaufenden Lichtern; und einen optischen Lichtwellenleiterkoppler, der Eingabeanschlüsse und Ausgabeanschlüsse aufweist zum Mischen eines Lichtes der Vielzahl von geteilten Lichtern, das in einen der Eingabeanschlüsse eingegeben wird und zum Teilen des gemischten Lichtes in eine Vielzahl von Lichtern und zur Einführung eines Lichtes der Vielzahl von geteilten Lichtern von einem der Ausgabeanschlüsse in den Lichtmischer als das andere Licht. Die Pumplichtquelle erzeugt ein Pumplicht und führt das Pumplicht durch den Lichtmischer in die optische Hauptschleife ein. Der Eingabeanschluß des Verzögerungslichtwellenleiters ist an einem der Ausgabeanschlüsse des Lichtwellenleiterkopplers angeschlos­ sen und der Ausgabeanschluß des Verzögerungslichtwellenleiters ist mit dem anderen Eingabeanschluß verbunden, um somit eine optische Unterschleife zur Spreizung der Impulsbreite des durch die optische Hauptschleife umlaufenden gestuften Lichtimpulses zu bilden. Als Ergebnis umläuft dann der gestufte Lichtimpuls die optische Hauptschleife und es wird eine positive Mitkopplungsverstärkung in der optischen Hauptschleife durchgeführt. Die Impulsbreite des in der optischen Hauptschleife umlaufenden gestuften Lichtimpulses wird durch die optische Unterschleife gespreizt. Als Ergebnis wird ein Ausgabelichtimpuls mit einer ausreichend großen Impulsbreite und einer ausreichend hohen Leistung aus der optischen Schleife durch den Lichtteiler abgegriffen.

Kurze Beschreibung der Figuren

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration eines Lichtimpulsgenerators gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.

Fig. 2A und 2B sind Wellenformdiagramme, die die Arbeitsweise einer optischen Unterschleife der bevorzugten Ausführungsform zeigen.

Fig. 3A zeigt eine Wellenform eines Steuersignals S_c1, das in der bevorzugten Ausführungsform eingesetzt wird.

Fig. 3B zeigt eine Wellenform eines Ausgabelichtimpulses, der von der bevorzugten Ausführungsform erhalten wird.

Fig. 4 zeigt eine Abwandlung des Lichtimpulsgenerators der Fig. 1.

Fig. 5 ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau des herkömmlichen Lichtimpulsgenerators zeigt.

Fig. 6A zeigt die Wellenform eines Steuersignals, das im Lichtimpulsgenerator der Fig. 5 verwendet wird.

Fig. 6B zeigt die Wellenform eines Ausgabelichtimpulses, der vom Lichtimpulsgenerator der Fig. 5 erhalten wird.

Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau eines Lichtim­ pulsgenerators entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Die in Fig. 1 gezeigten Ele­ mente, die mit denen in einem herkömmlichen Lichtimpulsgenerator nach Fig. 5 identisch sind, werden mit den gleichen Bezugszei­ chen gekennzeichnet, und ihre Beschreibung entfällt daher an dieser Stelle.

In dem in Fig. 1 gezeigten Lichtimpulsgenerator sind ein Lichtwellenleiterkoppler 200 und ein Verzögerungslichtwellenlei­ ter 100 zwischen dem Lichtmischer 3 und dem Lichtteiler 4 eingefügt.

Der Lichtwellenleiterkoppler 200 weist die Eingabeanschlüs­ se 200A und 200B und die Ausgabeanschlüsse 200C und 200D auf. Der Eingabeanschluß 200A ist am Ausgabeanschluß 4A des Lichtteilers 4 über einen Lichtwellenleiter angeschlossen. Der Ausgabeanschluß 200C ist am Eingabeanschluß 3B des Lichtmischers 3 über einen Lichtwellenleiter angeschlossen. Der Eingabean­ schluß 200B ist an einem Anschluß 100A des Verzögerungslichtwel­ lenleiters 100 angeschlossen. Der Ausgabeanschluß 200D ist an einem anderen Anschluß 100B des Verzögerungslichtwellenleiters 100 angeschlossen. Ein am Eingabeanschluß 200A aufgegebenes Eingabelicht wird durch den Lichtwellenleiter 200 aufgeteilt. 1/5 des Eingabelichtes wird von dem Ausgabeanschluß 200C des Lichtwellenleiterkopplers 200 ausgegeben. 4/5 des Eingabelichtes wird von dem Ausgabeanschluß 200D des Lichtwellenleiters 200 ausgegeben.

Der Verzögerungslichtwellenleiter 100 verzögert einen Eingabelichtimpuls durch eine Verzögerungszeit. Die Verzöge­ rungszeit des Verzögerungslichtwellenleiters 100 ist gleich mit einer Impulsbreite des Eingabelichtimpulses.

In dieser bevorzugten Ausführungsform bilden der Lichtwel­ lenleiterkoppler 200 und der Verzögerungslichtwellenleiter 100 eine optische Unterschleife.

Andererseits bilden der Lichtmischer 3, der Lichtisolator 7, der Erbium-dotierte Lichtwellenleiter 1, der optische Schalter 5, der Lichtteiler 4 und der Lichtwellenleiterkoppler 200 eine optische Hauptschleife. Diese optische Hauptschleife ist geschlossen, wenn der optische Schalter 5 in dem EIN-Zustand durch das Steuersignal S_c1 vom Kontroller 6 des optischen Schalters versetzt wird.

Als nächstes erfolgt eine Beschreibung der Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Lichtimpulsgenerators.

Wenn der Pegel des Steuersignals S_c1 tief ist, befindet sich der optische Schalter 5 in einem AUS-Zustand und die optische Hauptschleife ist offen. Daher finden die folgenden Vorgänge statt.

Das von der Pumplichtquelle 2 emittierte Pumplicht wird auf den Eingabeanschluß 3A des Lichtmischers 3 aufgegeben. Dieses Pumplicht wird am Ausgabeanschluß 3C des Lichtmischers 3 ausge­ geben, und das so ausgegebene Pumplicht wird über den Lichtiso­ lator 7 dem Erbium-dotierten Lichtwellenleiter 1 aufgegeben. Energie wird in dem Erbium-dotierten Lichtwellenleiter 1 infolge des so gelieferten Pumplichts akkumuliert. Der optische Schalter 5 befindet sich jedoch im AUS-Zustand. Deshalb wird kein Signal­ licht vom Erbium-dotierten Lichtwellenleiter 1 an den Lichttei­ ler 4 geleitet.

Wenn der Pegel des Steuersignals S_c1 hochgesetzt wird, wird der optische Schalter in den EIN-Zustand versetzt und die optische Hauptschleife wird geschlossen. Als Ergebnis wird die im Erbium-dotierten Lichtwellenleiter 1 akkumulierte Energie von dem Ausgabeanschluß 1B als ein Lichtimpuls mit einem Wellenlängenband von 1,55 µm ausgegeben und der Umlauf des Lichtimpulses wird in der geschlossenen Hauptschleife gestartet.

Die optische Unterschleife, die aus dem Lichtwellenleiter­ koppler 200 und dem Verzögerungslichtwellenleiter 100 besteht, wirkt dann als ein Mittel zur Spreizung (Erweiterung) der Impulsbreite des Lichtimpulses in der optischen Hauptschleife. Nachstehend folgt die Beschreibung der Wirkungsweise der optischen Unterschleife.

Es wird angenommen, daß ein Lichtimpuls P_in mit einer rechteckigen Wellenform und einer Impulsbreite T₀, wie in Fig. 2A gezeigt, in den Eingabeanschluß 200A des Lichtwellenleiter­ kopplers 200 eingegeben wird. Der Eingabelichtimpuls P_in wird durch den Lichtwellenleiterkoppler 200 geteilt. 1/5 des Eingabe­ lichtimpulses P_in wird vom Ausgabeanschluß 200C ausgegeben und dem Lichtmischer 3 zugeführt. 4/5 des Eingabelichtimpulses wird vom Ausgabeanschluß 200D ausgegeben und der somit ausgegebene Lichtimpuls wird durch den Verzögerungslichtwellenleiter 100 durch eine Verzögerungszeit von T₀, die gleich mit der Impulsbreite T₀ des Lichtimpulses P_in ist, verzögert. Der somit verzögerte Lichtimpuls wird dem Eingabeanschluß 200B des Lichtwellenleiterkoppler 200 zugeführt. Das Eingabelicht des Eingabeanschlusses 200A und der Eingabelichtimpuls des Eingabeanschlusses 200B werden gemischt und der gemischte Lichtimpuls wird durch den Lichtwellenleiterkoppler 200 aufgeteilt. 1/5 des gemischten Lichtes wird vom Ausgabeanschluß 200C ausgegeben und 4/5 des gemischten Lichtes werden vom Ausgabeanschluß 200D ausgegeben. Das vom Ausgabeanschluß 200D ausgegebene Licht wird durch den Verzögerungslichtwellenleiter 100 verzögert und zum Lichtwellenleiterkoppler 200 zurückgeführt. Auf diese Weise wird der Umlauf des Lichtimpulses in der optischen Unterschleife wiederholt. Als Ergebnis wird ein Lichtimpuls P_out, dessen Wellenform in Fig. 2B gezeigt wird, vom Ausgabeanschluß 200C des Lichtwellenleiterkopplers 200 erhalten. Wie in Fig. 2B gezeigt, hat der Ausgabelichtimpuls P_out eine sanfte negative Flanke in der Art einer expontiellen Kurve und der Ausgabelichtimpuls weist eine Impulsbreite nxT₀ (wobei n eine ganze Zahl ist) auf.

In der optischen Hauptschleife wird der vom Ausgabeanschluß 4A des Teilers 4 ausgegebene Lichtimpuls der optischen Unterschleife zugeführt und die Impulsbreite des Lichtimpulses wird durch die Unterschleife gespreizt. Der somit gespreizte Lichtimpuls läuft durch die optische Hauptschleife und eine positive Mitkopplungsverstärkung wird in der optischen Hauptschleife durchgeführt. Als Ergebnis wird der Amplitudenpegel des in der Hauptschleife umlaufenden Lichtimpulses sanft erhöht. Andererseits wird die im Erbium- dotierten Lichtwellenleiter 1 akkumulierte Energie wegen der Lichtemission sanft verringert. Folglich wird der Amplitudenpegel des Lichtimpulses in der optischen Hauptschleife wegen der Abnahme der akkumulierten Energie des Erbium-dotierten Lichtwellenleiters 1 sanft verringert. Der in der optischen Hauptschleife umlaufende Lichtimpuls wird vom Ausgabeanschluß 4B des Lichtteilers 4 abgegriffen.

Fig. 3A zeigt eine Wellenform des Steuersignals S_c1. Fig. 3B zeigt eine Wellenform des Ausgabelichtimpulses P_op1, der vom Ausgabeanschluß 4B des Lichtteilers 4 erhalten wird. In Fig. 3B entspricht die Zeit T_b1 einer Zeitdauer, während welcher das Steuersignal S_c1 auf einem hohen Pegel bleibt wie in Fig. 3A gezeigt, d. h. eine Zeitdauer, während der der optische Schalter 5 in einem EIN-Zustand verbleibt, und die optische Hauptschleife gebildet wird. T_h1 ist eine Impulsbreite (d. h. ein Zeitintervall zwischen zwei Punkten, die die halbe Amplitude aufweisen) des Lichtimpulses P_op1.

Im herkömmlichen Lichtimpulsgenerator wird ein verzerrter Lichtimpuls mit rauhen Stufen erhalten wie in Fig. 6B gezeigt. In der bevorzugten Ausführungsform wird ein Lichtimpuls P_op1 erhalten, der wie in Fig. 3B gezeigt eine glatte Form und eine sehr niedrige Verzerrung aufweist. Des weiteren ist die Impulsbreite T_h1 des Lichtimpulses P_op1 genügend lang und die Energie des Lichtimpulses (d. h. ein schraffierter Abschnitt in Fig. 3B) ist genügend hoch.

Die Tragweite und der Bereich der vorliegenden Erfindung ist nicht auf die Tragweite und den Bereich der bevorzugten Ausführungsform begrenzt. Verschiedene Änderungen können aufgrund der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden.

Fig. 4 zeigt ein Beispiel für eine Veränderung der bevorzugten Ausführungsform. Die Teile, die mit denen des Lichtimpulsgenerators der Fig. 1 identisch sind, werden durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und daher entfällt deren Beschreibung.

In Fig. 4 kennzeichnen die Bezugszeichen 9A und 9B Verzö­ gerungseinstellungslichtwellenleiter, die aus einem Quarz hergestellt sind. Diese Verzögerungseinstellungslichtwellenlei­ ter 9A und 9B weisen unterschiedliche Längen auf. Bezugszeichen 300 kennzeichnet einen optischen Schalter. Ein Eingabeanschluß 300C des optischen Schalters 300 ist an dem Anschluß 1B des Erbium-dotierten Lichtwellenleiters 1 angeschlossen. Die Ausgabeanschlüsse 300A und 300B des optischen Schalters 300 sind jeweils an den Eingabeanschlüssen der Verzögerungseinstellungs­ lichtwellenleiter 9A und 9B angeschlossen. Bezugszeichen 400 kennzeichnet einen Lichtmischer. Die Eingabeanschlüsse 400A und 400B des Lichtmischers sind jeweils an den Ausgabeanschlüssen der Verzögerungseinstellungslichtwellenleiter 9A und 9B angeschlossen. Bezugszeichen 8 kennzeichnet einen optischen Bandpaßfilter mit einer veränderlichen Wellenlänge, der zwischen einem Ausgabeanschluß 400C des Lichtmischers 400 und dem optischen Schalter 5 eingefügt wird.

In dieser Veränderung ist die Länge des Verzögerungseinstellungslichtwellenleiters 9A größer als die Länge des Verzögerungseinstellungslichtwellenleiters 9B. Daher kann die Impulsbreite eines Ausgabelichtimpulses P_op3, der vom Lichtteiler 4 erhalten wird, angesteuert werden, indem einer der gewünschten Verzögerungseinstellungslichtwellenleiter 9A und 9B durch den optischen Schalter 300 ausgewählt wird. Des weiteren ist es möglich, die Wellenlänge des Ausgabelichtimpulses P_op3 durch Einstellung des Durchlaßbandes des optischen Bandpaßfilters mit variabler Wellenlänge 8 einzustellen.

Die in den Fig. 1 und 4 gezeigten Lichtimpulsgeneratoren dienen als Beispiel für den Aufbau des erfindungsgemäßen Lichtimpulsgenerators. In diesen Generatoren ist eine Vielzahl optischer Elemente in der optischen Hauptschleife eingeschlossen. Diese optischen Elemente können sich in der optischen Hauptschleife abwechseln oder nach Bedarf variiert werden.

Claims (3)

1. Lichtimpulsgenerator für die Erzeugung eines gestuften Lichtimpulses und für die Umwandlung des gestuften Lichtimpulses in einen breiteren nicht-gestuften Lichtimpuls, wobei der Generator folgendes umfaßt:
eine Pumplichtquelle für die Erzeugung eines Pumplichtes;
eine optische Hauptschleife für den Umlauf und für die Erzeugung eines gestuften Lichtimpulses, die optische Haupt­ schleife umfassend:
einen Lichtmischer zum Mischen des Pumplichtes mit einem anderen Licht;
einen Lichtisolator für die Übertragung des gemischten Pumplichtes und des anderen Lichtes in eine Richtung;
einen Erbium-dotierten Lichtwellenleiter zum Akkumulieren des gemischten Lichtes, das durch den Lichtisolator übertragen wird;
einen optischen Schalter, der es gestattet, daß das akkumulierte Licht dadurch als umlaufendes Licht passiert;
einen Lichtteiler zum Teilen des umlaufenden Lichtes in eine Vielzahl von umlaufenden Lichtern; und
einen optischen Lichtwellenleiterkoppler, der Eingabean­ schlüsse und Ausgabeanschlüsse aufweist zum Mischen eines Lichtes der Vielzahl von geteilten Lichtern, das in einen der Eingabeanschlüsse eingegeben wird mit einem weiteren Licht, das in einen anderen Eingebeanschluß eingegeben wird, und zum Teilen des gemischten Lichtes in eine Vielzahl von Lichtern und zur Einführung eines Lichtes der Vielzahl von geteilten Lichtern von einem der Ausgabeanschlüsse in den Lichtmischer als das andere Licht; und
einen Verzögerungslichtwellenleiter, wobei der Verzöge­ rungslichtwellenleiter einen Verzögerungslichtwellenleitereinga­ beanschluß und einen Verzögerungslichtwellenleiterausgabean­ schluß aufweist, wobei der Verzögerungslichtwellenleitereingabe­ anschluß an einem der Ausgabeanschlüsse des Lichtwellenleiter­ kopplers angeschlossen ist und wobei der Verzögerungslichtwel­ lenleiterausgabeanschluß an einem der Eingabeanschlüsse des Lichtwellenleiterkopplers angeschlossen ist, um somit eine optische Unterschleife zur Spreizung einer Impulsbreite des gestuften Lichtimpulses, der durch die optische Hauptschleife umläuft, zu bilden;
wobei der gestufte Lichtimpuls, der durch die optische Hauptschleife erzeugt wird, in einen nicht-gestuften Lichtimpuls mit einer weiteren Breite als die des gestuften Lichtimpulses umwandelt wird.

2. Der Lichtimpulsgenerator nach Anspruch 1, wobei die optische Hauptschleife eine Vielzahl von Verzögerungseinstel­ lungslichtwellenleitern umfaßt, die unterschiedliche Längen aufweisen sowie einen optischen Schalter für die Zuschaltung eines der Verzögerungseinstellungslichtwellenleiter in die optische Hauptschleife.

3. Der Lichtimpulsgenerator nach Anspruch 1 oder 2, wobei die optische Hauptschleife einen optischen Bandpaßfilter variabler Wellenlänge umfaßt.