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Dokumentenidentifikation DE19536575A1 03.04.1997
Titel Vorrichtung zum Erzeugen von Ausgangssignalen auf getrennten Ausgangskanälen aus auf getrennten Eingangskanälen zugeführten Eingangssignalen
Anmelder Siemens AG, 80333 München, DE
Erfinder Schimpe, Robert, Dr.-Ing., 85521 Ottobrunn, DE
DE-Anmeldedatum 29.09.1995
DE-Aktenzeichen 19536575
Offenlegungstag 03.04.1997
Veröffentlichungstag im Patentblatt 03.04.1997
IPC-Hauptklasse H03H 11/02
IPC-Nebenklasse H04Q 3/00   
Zusammenfassung Vorrichtung zum Erzeugen von Ausgangssignalen auf einer Anzahl Ausgangskanälen (34) aus auf einer Anzahl Eingangskanälen (30) zugeführten Eingangssignalen, bestehend aus zwei oder mehreren aufeinanderfolgend angeordneten Koppelmatrizen (31 bis 3n), zwischen denen Signalverzögerungseinrichtungen (312 bis 31n) angeordnet sind. Durch diese Vorrichtung können Eingangssignale, insbesondere mit veränderlichen Amplituden- und Phasenbeziehungen relativ zueinander in Ausgangssignale transformiert werden, wobei die Amplituden- und Phasenbeziehungen zwischen den Ausgangssignalen beliebig relativ zueinander einstellbar sind.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erzeugen von Ausgangssignalen auf getrennten Ausgangskanälen aus auf getrennten Eingangskanälen zugeführten Eingangssignalen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aufgabe der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung ist es, eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bereitzustellen, mit der auf N ≤ 1 getrennten Kanälen zugeführte elektromagnetische und/oder akustische Eingangssignale, insbesondere mit veränderlichen Amplituden- und Phasenbeziehungen relativ zueinander, in J ≤ 1 elektromagnetische und/oder akustische Ausgangssignale auf J getrennten Kanälen transformierbar sind, wobei die Amplituden- und Phasenbeziehungen zwischen den J Ausgangssignalen beliebig relativ zueinander einstellbar und insbesondere in einem vorgebbaren Bezug zueinander gehalten werden können.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann vorteilhaft dazu benutzt werden, bei gekoppelten Empfangsantennen das Fading durch veränderliche, beispielsweise atmosphärisch beeinflußte Zustände einer Übertragungsstrecke auszugleichen oder Phased- Array-Antennen anzusteuern. Ein Empfängerarry, dem die Ausgangssignale zugeführt sind, kann vorteilhafterweise gekoppelte kohärente Empfänger enthalten. Die Eingangssignale können vorteilhafterweise eine Kennung, beispielsweise durch unterschiedliche niederfrequente Modulation (Dither), aufweisen, wie sie ähnlich in F. Heismann, P.B. Hansen, S.K. Korotky, G. Raybon, J.J. Veselka, and M.S. Whalen: "Automatic polarisation demultiplexer for polarisation-multiplexed transmission systems", Electron. Lett. Vol. 29 (1993) No. 22, pp. 1965-1966 beschrieben ist.

An den Ein- und/oder Ausgängen der erfindungsgemäßen Vorrichtung können Phasenschiebereinrichtungen, beispielsweise Phasenschiebermatrizen zum Einsatz kommen.

Einer erfindungsgemäßen Vorrichtung kann vorteilhafterweise eingangsseitig ein Demultiplexer vorgeschaltet sein, der ein Zeitschlitzdemultiplexer, insbesondere eine Lichtleitung mit mindestens zwei aufeinanderfolgenden Anzapfungen, ein Demultiplexer für spektrale Moden, insbesondere ein Frequenzdemultiplexer oder ein Demultiplexer für räumliche Lichtmoden, insbesondere eine Polarisatoreinrichtung sein. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann vorteilhafterweise zur spektralen Zerlegung der zugeführten Eingangssignale, zum Zusammenführen von Eingangssignalen oder insbesondere mit einem vorgeschalteten Demultiplexer zur Regeneration eines Datensignals nach Durchlaufen einer Lichtwellenleiterübertragungsstrecke oder von optischen Komponenten, insbesondere zur Kompensation von Frequenzdispersion, Effekten bei der Übertragung eines Signals über mehrere Pfade zu einer Empfangseinrichtung oder von Polarisationsdispersion angewendet werden.

Der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann auch vorteilhafter Weise ausgangsseitig ein Multiplexer nachgeschaltet sein.

Bevorzugte und vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung gehen aus den Ansprüchen 2 bis 25 hervor.

Eine besonders vorteilhafte Anwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung betrifft die Ansprüche 23 bis 25 und ist auf die Beseitigung bestimmter Polarisationsprobleme bei insbesondere phaseroptischen Kommunikationssystemen gerichtet.

Bei faseroptischen Kommunikationssystemen ist das in Übertragungsfasern-Empfängereinrichtungen zugeführte Licht unpolarisiert oder unbestimmt polarisiert. Derartige Empfängereinrichtungen lassen sich, insbesondere wenn sie mehrstufig sind, wesentlich einfacher aufbauen, wenn der Polarisationszustand des ihnen zugeführten Lichts bekannt ist.

Um das beispielsweise in einer Faser zugeführte unpolarisierte oder unbestimmt polarisierte Licht im Licht eines definierten Polarisationszustandes zu transformieren, sind Vorrichtungen zur Erzeugung definiert polarisierten Lichts aus unpolarisiertem oder unbestimmt polarisierten zugeführten Licht erforderlich, die einen endlosen Transformationsbereich erfordern und die unter Umständen großen Polarisationsschwankungen in den Übertragungsfasern zu kompensieren.

Bisher bekannte derartige Vorrichtungen sind in der überwiegenden Anzahl zu langsam für praktische Anwendungen, da sie mechanische Rotation verwendet (siehe Okoshi, T.: "Polarization-state control schemes for heterodyne or homodyne optical communications", J. Lightwave Technol., Vol. LT-3 (1985) pp. 1232-1237) oder komplizierte Computercontrollierte Rücksetzzyklen erfordern (siehe beispielsweise Walker, N.G., Walker, G.R.: "Polarization control for coherent communications", J. Lightwave Technol., Vol. LT-8 (1990) pp. 438-458; No}, R., Heidrich, H., Hoffmann, D.: "Endless polarization control systems for coherent optics", J. Lightwave Technol., Vol. LT-6 (1988) pp. 1199-1208).

Integrierte elektrooptische Vorrichtungen zur Erzeugung definiert polarisierten Lichts aus unpolarisiertem oder unbestimmt polarisiertem zugeführtem Licht mit endlosem Transformationsbereich auf LiNbO&sub3; haben bisher den höchsten Reifegrad erreicht (siehe Heismann, F.: "Integrated-optic polarization transformer for reset-free endless polarization control", IEEE J. Quantum Electron. Vol. QE25 (1989) No. 8, pp. 1898-1906; Heismann, F.: "Analysis of a reset-free polarization controller for fast automatic polarization stabilization in fiber-optic transmission systems", J. Lightwave Technol., Vol LT-12 (1994) pp. 690-699). Bedingt durch die erforderliche einstellbare TE-TM-Modenkonversion bzw. TE-TM- Phasenverschiebung für z-Ausbreitung geschnittenes LiNbO&sub3; mit relativ niedrigen elektrooptischen Koeffizienten erforderlich. Durch unerwünschte Kreuzmodulation - TE-TM- Modenekonversion bei TE-TM-Phasenverschiebung und umgekehrt - wurde bisher nur etwa 15 dB Unterdrückung der unerwünschten Polarisation sicher erreicht. Nachgeschaltete polarisationsabhängige Komponenten sollten deshalb nur durch komplizierte Regelschleifen, beispielsweise über ganze Schaltmatrizen hinweg betrieben werden (Heismann, F. et al.: Polarizationindependent photonic switching system using fast automatic polarization controllers, IEEE Photon. Technol. Lett., Vol. PTL-5 (1993) pp. 1341-1343).

Eine schnelle Vorrichtung zur Erzeugung definiert polarisierten Lichts aus unpolarisiertem oder unbestimmt polarisiertem zugeführtem Licht auf LiNbO&sub3; mit einer polarisationserhaltenden Faser am Eingang einer 3 dB-Kopplersektion und einem nachgeschalteten polarisierenden Strahlteiler wurde zur Datenübertragung über eine Standard-Einmodenfaser eingesetzt (siehe Benedetto, s., Djupsjöbacka, A., Hui, R., Lagerström, B., Poggiolini, P., Gaudino, R.: "LiNbO&sub3; modulator for binary and multilevel polarization modulation" Technical Digest of Optical Fiber Conference 1994 (QFC&min;94), paper FB7 (p. 286); Calvani, R., Caponi, R., Marone, G.: "High speed modulator of the polarization of an optical carrier" European patent application No. 90100329.3 vom 09.01.1990, Publication No. 0394605 A2 vom 31.10.90).

Die im Anspruch 23 angegebene Vorrichtung hat den der Erzeugung von in einer bestimmten Polarisationsrichtung linear polarisiertem Licht aus unpolarisiertem oder unbestimmt polarisiertem zugeführten Licht, wobei das unpolarisierte oder unbestimmt polarisierte Licht einer Polarisatoreinrichtung zuzuführen und das in der bestimmten Polarisationsrichtung linear polarisierte Licht zumindest einem der optischen Ausgänge der letzten 2 × 2-Koppelmatrix entnehmbar ist.

Bevorzugte und vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung nach Anspruch 23 gehen aus den Ansprüchen 24 und 25 hervor.

An die Vorrichtung nach einem der Ansprüche 23 bis 25 kann vorteilhafterweise ausgangsseitig eine Einrichtung zur Erzeugung elliptisch polarisierten Lichts aus linear polarisiertem Licht angekoppelt werden, wodurch vorteilhafterweise eine Vorrichtung zur Erzeugung beliebig vorgebbar elliptisch polarisierten Lichts aus unpolarisiertem zugeführtem Licht gegeben ist.

Vorteilhafte und bevorzugte Anwendungen einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, mit oder ohne Ausbildung der optischen Einrichtung zur Erzeugung elliptisch polarisierten Lichts aus dem erzeugten linear polarisierten Licht sind

  • - Anwendung zur Erzeugung eines optischen Signals definierten Polarisationszustandes aus einem optischen Signal undefinierten Polarisationszustandes,
  • - Anwendung zur Erzeugung eines optischen Datensignals definierten Polarisationszustandes aus einem optischen Datensignal undefinierten Polarisationszustandes,
  • - Anwendung vor einer optischen Empfängereinrichtung,
  • - Anwendung vor einer Einrichtung zur optischen Signalverarbeitung, beispielsweise
  • - Schaltmatrix, Raumschalter, Frequenzschalter, Zeitschlitzschalter,
  • - Multiplexer, Frequenzkanalmultiplexer, Zeitschlitzmultiplexer,
  • - Demultiplexer, Filter,
  • - Signalgenerator, Verstärker, Dispersionskompensator,
  • - Anwendung vor einer Einrichtung zur elektrooptischen Wandlung, beispielsweise vor einem Modulator oder Photodetektor,
  • - Anwendung innerhalb eines optischen Schaltknotens (Cross Connect),
  • - Anwendung zur Messung des Polarisationszustandes des unbestimmt polarisiert zugeführten Lichts, wobei insbesondere die Messung durch Auswerten der im Regelkreis vorhandenen elektrischen Signale erfolgt, insbesondere durch Auswerten der Steuersignale für die optische Koppeleinrichtung, und
  • - Anwendung am Ende einer Lichtleitfaser.


Ansonsten ist diese Vorrichtung bei allen optischen Komponenten und Baugruppen anwendbar.

Die Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung anhand der Figuren beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und

Fig. 2 schematisch einen eingangsseitig der Vorrichtung nach Fig. 1 vorschaltbaren Demultiplexer,

Fig. 3 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Erzeugung von in einer bestimmten Polarisationsrichtung linear polarisiertem Licht aus unpolarisiertem oder unbestimmt polarisiertem zugeführtem Licht,

Fig. 4 in schematischer Darstellung eine Phasenkompensationseinrichtung für die Vorrichtung nach Fig. 3,

Fig. 5 ein Blockschaltbild eines Schaltknotens, bei welchem erfindungsgemäße Vorrichtungen nach Fig. 3 verwendet sind,

Fig. 6 einen Ausschnitt aus der Fig. 5 in vergrößerter Darstellung und

Fig. 7 ein Blockschaltbild eines Lichtwellenempfängers mit Direktdetektion, bei welchen eine erfindungsgemäße Vorrichtung nach Fig. 3 verwendet ist.

Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung zum Erzeugen von elektromagnetischen und/oder akustischen Ausgangssignalen auf einer Anzahl J ≤ 1 räumlich voneinander getrennten Ausgangskanälen (34) aus auf einer Anzahl N ≤ 1 räumlich voneinander getrennten Eingangskanälen (30) zugeführten elektromagnetischen und/oder akustischen Eingangssignalen besteht aus zwei oder mehreren aufeinanderfolgend angeordnete Koppelmatrizen 3&sub1;, 3&sub2;, . . . 3n, deren jede jeweils eine Anzahl N, N1, N2, . . . bzw. Nn-1 Eingänge 31 zum parallelen Einkoppeln elektromagnetischer und/oder akustischer Signale und eine Anzahl N1, N2, . . . bzw. J Ausgänge 32 aufweist.

Jedes durch einen Eingang 31 eingekoppelte Signal ist entsprechend einer diesem Eingang 31 zugeordneten vorbestimmten Intensitätsverteilung auf die Ausgänge 32 verteilt und mit dieser Verteilung parallel aus den Ausgängen 32 auskoppelbar.

In jeden von N Eingängen 31 der ersten Koppelmatrix 3&sub1; der Matrixfolge ist ein auf je einem Eingangskanal 30 zugeführtes Eingangssignal einkoppelbar.

Jede Koppelmatrix 3&sub1;, 3&sub2;, . . . bzw. 3n-1 mit Ausnahme der letzten Koppelmatrix 3n in der Matrixfolge ist durch eine Anzahl N1, N2, . . . bzw. Nn-1 räumlich getrennter Verbindungskanäle 33 zur jeweiligen Übertragung elektromagnetischer und/oder akustischer Signale mit der nächstfolgenden Koppelmatrix 3&sub2;, . . . bzw. 3n derart verbunden, daß jeder Verbindungskanal 33 je einen Ausgang 32 dieser Koppelmatrix 3&sub1;, 3&sub2; . . . bzw. 3n-1 mit je einem Eingang 31 der nächstfolgenden Koppelmatrix 3&sub2;, . . . bzw. 3n verbindet.

Zwischen jeweils zwei unmittelbar aufeinanderfolgenden Koppelmatrizen 3&sub1;, 3&sub2;; . . . bzw. 3n-1, 3n ist je eine Signalverzögerungseinrichtung 3&sub1;&sub2; . . . bzw. 31n zum Erzeugen einer vorbestimmten Verteilung von Signalverzögerungen auf der diese beiden Koppelmatrizen 3&sub1;, 3&sub2;; . . . bzw. 3n-1, 3n miteinander verbindenden Anzahl N1, N2, . . . bzw. Nn-1 Verbindungskanäle 33 vorgesehen.

Jeder von J Ausgängen 32 der letzten Koppelmatrix 3n ist je einem der J Ausgangskanäle 34 zugeordnet und dient zum Auskoppeln eines für diesen einen Ausgangskanal (34) vorgesehenen Ausgangssignals der Vorrichtung.

Verbindungskanäle 33, die zwei unmittelbar aufeinanderfolgende Koppelmatrizen 3&sub1;, 3&sub2;; . . . bzw. 3n-1, 3n miteinander verbinden, können jeweils die gleiche Signalübertragungszeit aufweisen und/oder es können Verbindungskanäle 33, die zwei unmittelbar aufeinanderfolgende Koppelmatrizen 3&sub1;, 3&sub2;; . . . bzw. 3n-1, 3n miteinander verbinden, voneinander verschiedene Signalübertragungszeiten aufweisen, so daß auf diesen letztgenannten Verbindungskanälen 33 eine feste ungleiche Verteilung von Signalverzögerungen vorliegt. Beide Möglichkeiten können in der gleichen Vorrichtung gleichzeitig realisiert sein.

Eine Koppelmatrix 3&sub1;, . . . bzw. 3n ist vorteilhafterweise eine steuerbare Koppelmatrix, bei der die vorbestimmte Intensitätsverteilung jedes durch einen Eingang 31 dieser Koppelmatrix eingekoppelten Signals auf die Ausgänge 32 dieser Koppelmatrix gesteuert, vorzugsweise in Abhängigkeit von einer dieser Koppelmatrix 3&sub1;, . . . bzw. 3n zugeführten Steuersignalinformation variabel einstellbar ist.

Eine Signalverzögerungseinrichtung 3&sub1;&sub2;, . . . bzw. 31n zwischen zwei unmittelbar aufeinanderfolgenden Koppelmatrizen (3&sub1;, 3&sub2;; . . . bzw. 3n-1, 3n ist vorzugsweise eine steuerbare Signalverzögerungseinrichtung, bei der die auf den Verbindungskanälen 33, die diese beiden Koppelmatrizen 3&sub1;, 3&sub2;; . . . bzw. 3n-1, 3n miteinander verbindenden, erzeugte Verteilung der Signalverzögerungen gesteuert einstellbar ist.

Vorzugsweise weist eine steuerbare Signalverzögerungseinrichtung 3&sub1;&sub2;, . . . 31n ein oder mehrere, jeweils je einem Verbindungskanal 33 zugeordnetes steuerbares Verzögerungsglied 3&sub1;&sub0;&sub0; zum individuellen gesteuert einstellbaren Verzögern eines auf diesem Verbindungskanal 33 übertragenen Signals aufweist.

Die von einer Signalverzögerungseinrichtung 3&sub1;&sub2;, . . . bzw. 31n erzeugte Verteilung der Signalverzögerungen ist vorzugsweise in Abhängigkeit von einer dieser Signalverzögerungseinrichtung 3&sub1;&sub2;, . . . bzw. 31n zugeführten Steuersignalinformation variabel einstellbar.

Vorteilhaft ist eine Abtasteinrichtung 4 zum Abtasten der Intensitätsverteilung der aus den J Ausgängen 32 der letzten Koppelmatrix 3&sub2; ausgekoppelten Ausgangssignale der Vorrichtung und Erzeugen einer dieser Intensitätsverteilung entsprechenden Signalinformation e11, . . . e1J, insbesondere zusammen mit einer Regeleinrichtung 5, der die von der Abtasteinrichtung erzeugte Signalinformation e11, . . . e1J als eine Istwertinformation zugeführt ist und die bei einer Abweichung der Istwertinformation von einer mit einer vorbestimmten Intensitätsverteilung korrespondierenden Sollwertinformation e01, . . . e0J für jede Koppelmatrix 3&sub1;, . . . bzw. 3n und jede Signalverzögerungseinrichtung 3&sub1;&sub2;, . . . bzw. 31n je eine Steuersignalinformation zum Nachregeln der Intensitätverteilung der aus den J Ausgängen 32 der letzten Koppelmatrix 3n ausgekoppelten Ausgangssignale der Vorrichtung derart erzeugt, daß diese Intensitätsverteilung der Sollwertinformation e01, . . . e0J entspricht.

Vorteilhaft ist es, wenn die Regeleinrichtung 5 ein oder mehrere niederfrequente Modulationssignale erzeugt und an die Vorrichtung abgibt, und wenn die Abtasteinrichtung 4 die Antwort der Vorrichtung auf diese Modulationssignale auswertet, um Istwertinformation und Sollwertinformation einander anzugleichen.

Bevorzugt wird die Verwendung einer Koppelmatrix 3&sub1;, . . . bzw. 3n, bei der an den Ausgängen 32 ausgekoppelte Signale durch Zusammenführen von an den Eingängen 31 eingekoppelten Signalen erzeugt werden.

Bei besonderen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung, insbesondere bei einer nachfolgend näher beschriebenen besteht jede Koppelmatrix 3&sub1;, . . . bzw. 3n aus einer 2 × 2-Koppelmatrix mit jeweils zwei Eingängen 31 und zwei Ausgängen 32, wobei bei jeder 2 × 2-Koppelmatrix 3&sub1;, . . . bzw. 3n-1 mit Ausnahme der letzten 3n die beiden Ausgänge 32 durch zwei Verbindungskanäle 33 mit den beiden Eingängen 31 der nächstfolgenden 2 × 2-Koppelmatrix 3&sub2; . . . bzw. 3n verbunden sind.

Zweckmäßigerweise ist eine 2 × 2-Koppelmatrix 3&sub2;, . . . bzw. 3n eine symmetrische Koppelmatrix, d. h. die Koppelmatrix ist so steuerbar, daß eine an einem Eingang 31 eingekoppelte optische Leistung derart auf die Ausgänge 32 aufgeteilt wird, daß der an einem Ausgang 32 ausgekoppelte Leistungsanteil jeden Wert zwischen der eingekoppelten Leistung und null annehmen kann, wobei die Summe aus dem am Ausgang 32 ausgekoppelten Leistungsanteil und dem am anderen Ausgang 32 ausgekoppelten Leistungsanteil konstant gleich der eingekoppelten Leistung ist, so daß auch der am anderen Ausgang 32 ausgekoppelte Leistungsanteil komplementär zu dem am einen Ausgang 32 ausgekoppelten Leistungsanteil jeden Wert zwischen null und der eingekoppelten Leistung annehmen kann, wobei eine Dämpfung in der Koppelmatrix unberücksichtigt geblieben ist.

Eine im Hinblick auf eine Anwendung zur Beseitigung von Polarisationsproblemen bei beispielsweise faseroptischen Kommunikationssystemen besonders vorteilhafte Vorrichtung mit symmetrischer optischer 2 × 2-Koppelmatrix ist in Fig. 3 dargestellt, dient zum Erzeugen von optischen Ausgangssignalen auf J = 2 räumlich voneinander getrennten optischen Ausgangskanälen 34 aus auf N = 2 räumlich voneinander getrennten Eingangskanälen 30 zugeführten optischen Eingangssignalen und ist so ausgebildet, daß

jede 2 × 2-Koppelmatrix 3&sub1;, . . . bzw. 3n jeweils aus einem optischen Koppler mit zwei optischen Eingängen 31 und zwei optischen Ausgängen 32,

jeder Verbindungskanal 33 jeweils aus einem optischen Kanal und

jede Signalverzögerungseinrichtung 3&sub1;&sub2;, . . . bzw. 31n zwischen zwei unmittelbar aufeinanderfolgenden 2 × 2-Koppelmatrizen jeweils aus einer optischen Phaseneinstelleinrichtung zum Erzeugen eines vorbestimmten Verhältnisses von Phasen zweier auf den beiden diese zwei 2 × 2-Koppelmatrizen miteinander verbindenden optischen Kanäle 33 übertragenen optischen Signale besteht, wobei speziell n = 2 gewählt ist.

Ein optischer Koppler 3&sub1;, . . . bzw. 3n vorzugsweise aus einem steuerbaren optischen Richtkoppler mit

zwei optischen Eingängen 31,

zwei optischen Ausgängen 32,

einer optisch zwischen die optischen Eingänge 31 und Ausgangstore 32 geschalteten optischen Koppelstrecke 35 zum optischen Zusammenbringen zweier an den beiden optischen Eingängen 31 eingekoppelten optischen Signale und

einer der Koppelstrecke 35 zugeordneten Intensitätsverhältnis-Einstelleinrichtung 36 zum Einstellen eines Intensitätsverhältnisses zwischen Intensitäten der beiden eingekoppelten optischen Signale in Abhängigkeit von einem zugeordneten Steuersignal besteht.

Derartige steuerbare optische Richtkoppler sind allgemein bekannt und können beispielsweise integriert optisch ausgeführt werden.

Vorzugsweise ist eine Abtasteinrichtung 4 zum Abtasten eines Intensitätsverhältnisses zwischen Intensitäten zweier an den beiden Ausgängen 32 der letzten 2 × 2-Koppelmatrix 3n ausgekoppelten optischen Ausgangssignale und Erzeugen eines diesem abgetasteten Intensitätsverhältnis entsprechenden Signals e11 und eine Regeleinrichtung 5, der das von der Abtasteinrichtung 4 erzeugte und dem abgetasteten Intensitätsverhältnis entsprechenden Signal e11 als ein Istwert zugeführt ist und die bei einer Abweichung des Istwertes von einem vorbestimmten Sollwert e01 zumindest ein Steuersignal für die Vorrichtung zum Nachregeln des Intensitätsverhältnisses derart erzeugt, daß das Intensitätsverhältnis dem Sollwert e01 entspricht, vorgesehen.

Die Regeleinrichtung 5 erzeugt bei einer Abweichung des Istwertes vom vorbestimmten Sollwert e01 für jede steuerbare 2 × 2-Koppelmatrix 3&sub1;, . . . bzw. 3n und jede steuerbare Phaseneinstelleinrichtung 3&sub1;&sub2;, . . . bzw. 31n je ein Steuersignal zum Nachregeln des Intensitätsverhältnisses der beiden von der letzten 2 × 2-Koppelmatrix 3n erzeugten optischen Ausgangssignale derart, daß dieses Intensitätsverhältnis dem Sollwert e01 entspricht.

Jede 2 × 2-Koppelmatrix erzeugt zweckmäßigerweise 3&sub1;, . . . bzw. 3n aus zwei an den beiden optischen Eingängen 31 dieser Matrix eingekoppelten linear polarisierten optischen Signalen an den beiden optischen Ausgängen 32 zwei in der gleichen Weise wie die eingekoppelten optischen Signale linear polarisierte optische Signale eines Intensitätsverhältnisses relativ zueinander, das durch ein dieser 2 × 2-Koppelmatrix 3&sub1;, . . . bzw. 3n zugeordnetes Steuersignal gesteuert einstellbar ist.

Vorteilhafterweise weist eine 2 × 2-Koppelmatrix 3&sub1;, . . . bzw. 3n eine Phasenkompensationseinrichtung 37 zur Kontrolle einer Phasenmodulation aufweist. Ein Beispiel einer derartigen Phasenkompensationseinrichtung 37 ist in der Fig. 4 dargestellt und bezieht sich auf eine 2 × 2-Koppelmatrix, die in Form eines optischen Richtkopplers ausgeführt ist.

Eine solche Phasenkompensationseinrichtung 37 besteht beispielsweise aus einer steuerbaren Phasenschiebereinrichtung zum Erzeugen einer relativen Phasenverschiebung zwischen Phasen zweier durch die beiden optischen Eingänge 31 des Richtkopplers 3&sub1;, . . . bzw. 3n eingekoppelter optischer Signale und/oder Erzeugen einer relativen Phasenverschiebung zwischen Phasen zweier den beiden den Ausgängen 32 des Richtkopplers 3&sub1;, . . . bzw. 3n von dessen Koppelstrecke 35 zugeführteroptischer Signale besteht, die synchron mit der der Koppelstrecke 35 zugeordneten Intensitätsverhältnis-Einstelleinrichtung 36 derart ansteuerbar ist, daß eine in der Koppelstrecke 35 mit einer Variation einer Modenkonversion einhergehende Variation einer Phasenverschiebung ganz oder teilweise unterdrückt wird. Wie angedeutet, kann die Phasenkompensation nur auf einer Seite entweder der Eingangsseite oder der Ausgangsseite des Richtkopplers ausgeführt sein.

Eine besonders vorteilhafte erfindungsgemäße Vorrichtung mit optischen 2 × 2-Koppelmatrizen ist gegeben durch eine aus der Fig. 3 hervorgehende und der ersten 2 × 2-Koppelmatrix 3&sub1; vorgeschaltete Polarisatoreinrichtung 10 zum Erzeugen zweier in einer gemeinsamen Polarisationsrichtung linear polarisierter optischer Signalanteile aus einem der Polarisatoreinrichtung 10 zugeführten unpolarisierten oder unbestimmt polarisierten optischen Signal, wobei ein Signalanteil einem der beiden Eingänge 31 und der andere Signalanteil dem anderen Eingang der ersten 2 × 2-Koppelmatrix 3&sub1; zugeführt ist.

Die Polarisatoreinrichtung 10 kann so ausgeführt sein, daß sie

einen Polarisationsteiler 10&sub1;, der aus dem zugeführten optischen Signal zwei in zueinander verschiedenen Polarisationsrichtungen linear polarisierte optische Signalanteile erzeugt, und

eine Polarisations-Ausrichtungseinrichtung 10&sub2;, welche die beiden vom Polarisationsteiler 10&sub1; erzeugten linear polarisierten Signalanteile in einer gemeinsamen Polarisationsrichtung ausrichtet,

aufweist.

Die Polarisations-Ausrichtungseinrichtung 10&sub2; bewirkt, daß die Koppelmatritzen 3&sub1;, 3&sub2;, 3 . . . und Phasenschiebereinrichtungen 3&sub1;&sub1;, 3&sub1;&sub2;, 3 . . . nur mit linear polarisiertem Licht gleichbleibender Polarisationsrichtung betrieben werden. Falls ein Polarisationsteiler 10&sub1; oder eine Polarisations- Ausrichtungseinrichtung 10&sub2; Licht mit Polarisationorthogonal zur gewünschten linearen Polarisation abgibt, kann dies durch ein nicht dargestelltes Polarisationsfilter unterdrückt werden. Eine Polarisations-Ausrichtungseinrichtung 10&sub2; kann ein Polarisationsdreher sein und die Schwingungsebene des elektrischen Feldvektor sind weder in einem Arm um 90° oder in beiden Armen gegensinnig um jeweils 45° drehen.

Die Polarisations-Ausrichtungseinrichtung 10&sub2; kann so ausgebildet sein, daß sie zumindest einen Polarisationsdreher 10&sub2;&sub0; zum Verdrehen der Polarisationsrichtung wenigstens eines der beiden vom Polarisationsteiler 10&sub1; erzeugten Signalanteile relativ zur Polarisationsrichtung des anderen dieser beiden Signalanteile aufweist.

Eine vorteilhafte Anwendung der in Fig. 3 dargestellten Vorrichtung ist die Erzeugung von in einer bestimmten Polarisationsrichtung linear polarisiertem Licht aus unpolarisiertem oder unbestimmt polarisiertem zugeführten Licht, wobei das unpolarisierte oder unbestimmt polarisierte Licht Polarisatoreinrichtung 10 zuzuführen und das in der bestimmten Polarisationsrichtung linear polarisierte Licht zumindest einem der optischen Ausgänge 32 der letzten 2 × 2-Koppelmatrix 3n entnehmbar ist, die Anwendung zum Messen eines Polarisationszustandes von der Polarisatoreinrichtung 10 zugeführtem Licht, die Anwendung zur Erzeugung eines optischen Signals definierten Polarisationszustandes aus einem optischen Signal undefinierten Polarisationszustandes und die Anwendung nach zur Erzeugung eines optischen Datensignals definierten Polarisationszustandes aus einem optischen Datensignal undefinierten Polarisationszustandes.

Bei dieser Anwendung ist beim konkreten Beispiel nach Fig. 3 das unpolarisierte oder unbestimmt polarisierte Licht in die Polarisatoreinrichtung 10 über den Eingang 1&sub1; des Polarisationsteilers 10&sub1; einzukoppeln, der aus dem zugeführten optischen Signal die zwei in zueinander verschiedenen Polarisationsrichtungen linear polarisierte optische Signalanteile erzeugt die an den Ausgängen 10&sub1;&sub2; und 10&sub1;&sub3; entnehmbar sind. Die Polarisations-Ausrichtungseinrichtung 10&sub2;, richtet die beiden vom Polarisationsteiler 10&sub1; erzeugten linear polarisierten Lichtanteile in einer gemeinsamen Polarisationsrichtung aus und diese ausgerichteten Lichtanteile werden in die erste Koppelmatrix 3&sub1; über die Eingänge 31 einkoppelbar. Mit Ausnahme dieser ersten Koppelmatrix 3&sub1; sind in die andere Koppelmatrix 3&sub2; oder, bei mehr als zwei Koppelmatrizen, in jede andere Koppelmatrix, die beiden von der dieser anderen Koppelmatrix 3&sub2; unmittelbar vorhergehenden Koppelmatrix 3&sub1; oder 3&sub2; erzeugten Lichtanteile über die Eingänge 31 einkoppelbar. Zwischen den beiden Koppelmatrizen 3&sub1; und 3&sub2; oder, bei mehr als zwei Koppelmatrizen, zwischen jeweils zwei benachbarten der Koppelmatrizen, ist je eine der steuerbaren Signalverzögerungseinrichtungen 3&sub1;&sub1;, 3&sub1;&sub2;, . . . in Form optischer Phasenschiebereinrichtungen zum Erzeugen einer relativen Phasenverschiebung zwischen Phasen der von dem vorhergehenden dieser beiden benachbarten Koppelmatrizen 3&sub1; und 3&sub2; erzeugten Lichtanteile vor deren Einkopplung in die nachfolgende 3 dieser beiden benachbarten Koppelmatrizen in Abhängigkeit von einem zugeordneten Steuersignal angeordnet. Zumindest einer der beiden von der letzten Koppelmatrix 3&sub2; erzeugten Lichtanteile, die über die Ausgänge 3&sub2; auskoppelbar sind, bildet das Ausgangslicht der Vorrichtung nach Fig. 3.

Die Abtasteinrichtung 4 der Vorrichtung nach Fig. 3 tastet beispielsweise den aus nur einem Ausgang 32 der letzten Koppelmatrix 3&sub2; ausgekoppelten Lichtanteil ab.

Die Regeleinrichtung 5 erzeugt bei einer Abweichung des Istwertes e11 vom vorbestimmten Sollwert e01 für die mindestens zwei Koppelmatrizen 3&sub1; und 3&sub2; und die mindestens eine Phasenschiebereinrichtung 3&sub1;&sub1; je ein Steuersignal zum Nachregeln der Intensität des von der Vorrichtung nach Fig. 3 erzeugten Ausgangslichts derart, daß diese Intensität dem Sollwert e01 entspricht.

Vorteilhafterweise erzeugt die Regeleinrichtung 5 ein oder mehrere niederfrequente Modulationssignale, die an die Vorrichtung abgegeben werden, und die Abtasteinrichtung 4 wertet die Antwort der Vorrichtung auf diese Modulationssignale aus, um Istgröße e11 und Sollwert e01 einander anzugleichen.

Beim dargestellten Beispiel nach Fig. 3 gibt die Regeleinrichtung 5 drei kleine Modulationssignale im Niederfrequenzbereich, d. h. im 1 kHz-Bereich, an die beiden Koppelmatrizen 3&sub1; und 3&sub2; und die Phasenschiebereinrichtung 3&sub1;&sub1; ab und mißt die Antwort im elektrischen Strom der als Photodiode ausgebildeten Abtasteinrichtung 4 mit Lock-In-Verstärkern phasenempfindlich aus. Hieraus werden die Ansteuersignale e2 abgeleitet, um den Gleichanteil des Photostroms auf einem frei wählbaren Wert, beispielsweise 0, zu halten. Falls ein Ansteuersignal e2 gerade eine geringe Wirkung auf den Photostrom aufweist, sollte es in Richtung des wählbaren Wertes, beispielsweise 0, geführt werden. Diese Rückführung kann durch eine auf die Ansteuersignale e2 wirkende "Rückstellkraft" erfolgen, beispielsweise durch Entladen einer Kapazität bei analoger Regeleinrichtung 5, bei der die Rückstellkraft proportional zur Größe des Ansteuersignals e2 ist oder durch Rücksetzen von Bits niedriger Wertigkeit bei digitaler Regeleinrichtung 5 synchron mit einem Taktsignal, was einer konstanten Rückstellkraft entspricht.

Durch Auswertung der Ansteuersignale e2 kann, durch Inversion der mathematischen Matrix, welche die ganze Vorrichtung nach Fig. 3 beschreibt, kann eine Analyse des Polarisationszustandes des am Eingang 11 dieser Vorrichtung durchgeführt werden, was für den Bau eines entsprechenden Meßgeräts zum Messen des Polarisationszustandes ankommenden Lichts von Interesse ist.

Es können bei der Vorrichtung nach Fig. 3 auch mehr als zwei Koppelmatrizen 3&sub1; und 3&sub2; und mehr als eine Phasenschiebereinrichtung 3&sub1;&sub1; derart vorhanden sein, daß eine abwechselnd aus Koppelmatrizen 3&sub1; und 3&sub2; bzw. 3&sub2; und 3&sub2; und dazwischen angeordneten Phasenschiebereinrichtungen 3&sub1;&sub1; gebildete Kette gegeben ist, mit dem Ziel, den Hub des Ansteuersignals e2 für jedes einzelne Element der Kette zu verringern.

Die Koppler 3&sub1;, 3&sub2; und die Phasenschiebereinrichtungen 3&sub1;&sub1; lassen sich auf allen für optische Schaltkreise üblichen Materialien aufbauen, deren Brechungsindex beispielsweise durch elektrische Ladungsträger oder Temperaturänderung beeinflußbar ist. Geeignet sind beispielsweise III-V- Halbleitermaterialien wie InGaAsP und AlGaAs, sowie LiNbO&sub3;- Polymere, SiO&sub2; usw.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist generell vorteilhafterweise einen endlosen Transformationsbereich auf.

Die Fig. 5 zeigt ein Blockschaltbild eines optischen Schaltknotens (Cross Connect), die einen wichtigen Einsatzort für die erfindungsgemäße Vorrichtung nach Fig. 3 darstellt.

Durch den Wegfall der Forderung nach Polaristionsunabhängigkeit können Komponenten mit vergleichsweise sehr guten Spezifikationswerten verwendet werden, beispielsweise optische Multi-Quantum-Well-Halbleiterverstärker.

Der in Fig. 5 dargestellte Schaltknoten weist zwei polarisationsteilende optische Demultiplexer 41 mit einem Eingang 41&sub1; zum Einkoppeln von P ≤ 2 optischen Wellenlängen λ1, λ2, . . . λP und P Ausgangspaare zum jeweiligen Auskoppeln je einer der zugeführten Wellenlängen auf, wobei an einem Ausgang jedes Ausgangspaares 41&sub2; die dort ausgekoppelte Wellenlänge in einer linearen Polarisation, beispielsweise in TE-Polarisation und am anderen Ausgang in einer anderen linearen Polarisation, beispielsweise in TM-Polarisation auskoppelbar ist.

Der Demultiplexer 41 kann in Bezug auf jedes Ausgangspaar 41&sub2; als Polarisationsteiler 10&sub1; gemäß Fig. 3 aufgefaßt werden, dessen Eingang 11 durch den Eingang 41&sub1; des Demultiplexers 41 und dessen Ausgänge 10&sub1;&sub2; und 10&sub1;&sub3; durch das Ausgangspaar 41&sub1; repräsentiert ist.

Jedem Ausgangspaar 41&sub1; sind eine Polarisations- Ausrichtungseinrichtung 10&sub2; und die nachgeschalteten Anordnung aus den Koppelmatrizen 3&sub1; und 3&sub2; und der Phasenschiebereinrichtung 3&sub1;&sub1; mit angeschlossener Einrichtung 2 zur Erzeugung elliptisch polarisierten Lichts aus linear polarisiertem Licht angeschlossen. Die Ausgänge 32 sämtlicher Einrichtungen 2 liefern definiert linear polarisiertes Licht, das nachfolgenden Komponenten des Schaltknotens zugeführt werden kann.

Bei dem in Fig. 5 dargestellten Beispiel sind die Ausgänge 32 sämtlicher Anordnungen über drei R-Regeneratoren 42 mit einem ersten Schaltnetzwerk 43 verbunden, das über Verstärker 44 mit einem zweiten Schaltnetzwerk 45 verbunden ist, das wiederum über Frequenzumsetzer 46 mit ausgangsseitigen Wellenlängenmultiplexern 47 verbunden ist. Alle diese nachfolgenden Komponenten sind vorzugsweise polarisationserhaltend ausgeführt.

In der Fig. 6 ist eine Realisierung eines Demultiplexers 41 mit nachgeschalteter Polarisations-Ausrichtungseinrichtung 10&sub2; und Anordnung zur Erzeugung definiert linear polarisierten Lichts aus dem unbestimmt polarisierten Licht dargestellt, wobei den Ausgängen 32 der Einrichtung 2 Polarisationstransformatoren 48 und Regeneratoren 42 nachgeschaltet sind, die z. B. für NRZ-Datensignale ein Retiming, Reshaping und Releveling sowie eine Kanalkontrolle (Detektion) bewerkstelligen.

Der Demultiplexer 41 weist für jeden Wellenlängenkanal je ein Ausgangspaar 41&sub2;, bestehend aus einem Ausgang 41&sub2;&sub1; und 41&sub2;&sub2;, auf, an denen zwei zueinander orthogonale Polarisationsmoden auskoppelbar sind. Diese Trennung der beiden Polarisationsmoden kann durch polarisationsunabhängige Wellenführung in einem planaren Spektrographen auf SiO&sub2;-, InP- oder Polymerbasis erzeugt werden. Beispielsweise in einem planaren Spektrographen vom Typus eines Wellenleiterarrays kann durch Aufbringen einer Schicht zur Spannungserzeugung die Polarisationsabhängigkeit der Wellenführung kompensiert werden (Takahashi, H., Hibino, Y., Ohmori, Y., Kawachi, M.: "Polarizationinsensitive arrayed-waveguide wavelenght multiplexer with birefringence compensating films", IEEE Photon. Technol. Lett. Vol. PTL-5 (1993), pp. 707-709), aber auch - wie hier gefordert - gezielt erzeugt werden. Wesentlich ist, daß alle der Anordnung nachgeschalteten Komponenten für einen Polarisationszustand und für die jeweilige Kanalfrequenz optimiert ausgeführt werden können. Die Verstärker bzw. 3R- Signalregeneratoren 42 für Releveling und Kanalkontrolle können beispielsweise elektrisch steuerbare und als Detektor nutzbare Multi-Quantum-Well-Halbleiterverstärker sein. Das Releveling erfolgt durch Steuerung des Verstärkerstroms, die Kanalkontrolle durch Auswertung des Signalinduzierten hochfrequenten Anteils im Verstärkerstrom oder durch eine nicht gezeigte Photodiode. Die Impulskompressoren zum Retiming und Reshaping können z. B. Lichtwellenleiterspulen mit abgeglichener Länge sein, welche die Dispersion der Übertragungsstrecke kompensieren.

In der Fig. 7 ist ein Anwendungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung auf einen Lichtwellenempfänger mit optischem Vorverstärker 70 und einem Polarisationsteiler 71 in Form einer erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt, wobei der Lichtwellenempfänger durch die Beschränkung auf eine Polarisationsrichtung die gleiche Grenzempfindlichkeit wie ein Heterodyn-Lichtwellenlängenempfänger aufweisen kann.

Der beispielhaft dargestellte und bekannte Lichtwellenlängenempfänger ist ein aus Tonguz, O., Wagner, R.: "Heterodyne detection versus preamplified direct detection: Can they be equivalent?" Proceedings Optical Amplifiers and their Applications, July 1991 bekannter Empfänger mit Direktdetektion, bei dem der Polarisationssteller 71 durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Erzeugung beliebig vorgebbar elliptisch polarisierten Lichts aus unpolarisiertem oder unbestimmt polarisiertem Licht realisiert ist. Den Polarisationssteller 71 ist ein optisches Bandpaßfilter, ein Interferrometer 73 und ein Balance Receiver 74 nachgeschaltet, dem weitere Komponenten des Empfängers folgen. Die Verzögerung τd des Interferometers kann an das jeweils benutzte Modulationsformat angepaßt werden.


Anspruch[de]
  1. 1. Vorrichtung zum Erzeugen von elektromagnetischen und/oder akustischen Ausgangssignalen auf einer Anzahl J ≤ 1 räumlich voneinander getrennten Ausgangskanälen (34) aus auf einer Anzahl N ≤ 1 räumlich voneinander getrennten Eingangskanälen (30) zugeführten elektromagnetischen und/oder akustischen Eingangssignalen gekennzeichnet durch,
    1. - zwei oder mehrere aufeinanderfolgend angeordnete Koppelmatrizen (3&sub1;, 3&sub2;, . . . 3n), deren
    2. - jede jeweils eine Anzahl (N, N1, . . . bzw. Nn-1) Eingänge (31) zum parallelen Einkoppeln elektromagnetischer und/oder akustischer Signale und eine Anzahl (N1, N2, . . . bzw. J) Ausgänge (32) aufweist, wobei jedes durch einen Eingang (31) eingekoppelte Signal entsprechend einer diesem Eingang (31) zugeordneten vorbestimmten Intensitätsverteilung auf die Ausgänge (32) verteilt und mit dieser Verteilung parallel aus den Ausgängen (32) auskoppelbar ist, wobei
    3. - in jeden von N Eingängen (31) der ersten Koppelmatrix (3&sub1;) der Matrixfolge ein auf je einem Eingangskanal (30) zugeführtes Eingangssignal einkoppelbar ist, wobei
    4. - jede Koppelmatrix (3&sub1;, 3&sub2;, . . . bzw. 3n-1) mit Ausnahme der letzten Koppelmatrix (3n) in der durch eine Anzahl (N1, N2, . . . bzw. Nn-1) räumlich getrennter Verbindungskanäle (33) zur jeweiligen Übertragung elektromagnetischer und/oder akustischer Signale mit der nächstfolgenden Koppelmatrix (3&sub2;, . . . bzw. 3n) derart verbunden ist, daß jeder Verbindungskanal (33) je einen Ausgang (32) dieser Koppelmatrix (3&sub1;, 3&sub2;, . . . bzw. 3n-1) mit je einem Eingang (31) der nächstfolgenden Koppelmatrix (3&sub2;, . . . bzw. 3n) verbindet, wobei
    5. - zwischen jeweils zwei unmittelbar aufeinanderfolgenden Koppelmatrizen (3&sub1;, 3&sub2;; . . . bzw. 3n-1, 3n) je eine Signalverzögerungseinrichtung (3&sub1;&sub2;, . . . bzw. 31n) zum Erzeugen einer vorbestimmten Verteilung von Signalverzögerungen auf der diese beiden Koppelmatrizen (3&sub1;, 3&sub2;; . . . bzw. 3n-1, 3n) miteinander verbindenden Anzahl (N1, N2, . . . bzw. Nn-1) Verbindungskanäle (33) vorgesehen ist, und wobei
    6. - jeder von J Ausgängen (32) der letzten Koppelmatrix (3n) je einem der J Ausgangskanäle (34) zugeordnet ist und zum Auskoppeln eines für diesen einen Ausgangskanal (34) vorgesehenen Ausgangssignals der Vorrichtung dient.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Verbindungskanäle (33), die zwei unmittelbar aufeinanderfolgende Koppelmatrizen (3&sub1;, 3&sub2;; . . . bzw. 3n-1, 3n) miteinander verbinden, jeweils die gleiche Signalübertragungszeit aufweisen.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Verbindungskanäle (33), die zwei unmittelbar aufeinanderfolgende Koppelmatrizen (3&sub1;, 3&sub2;; . . . und/oder 3n-1, 3n) miteinander verbinden, voneinander verschiedene Signalübertragungszeiten aufweisen, so daß auf diesen Verbindungskanälen (33) eine feste Verteilung von Signalverzögerungen vorliegt.
  4. 4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Koppelmatrix (3&sub1;, . . . bzw. 3n) eine steuerbare Koppelmatrix ist, bei der die vorbestimmte Intensitätsverteilung jedes durch einen Eingang (31) dieser Koppelmatrix eingekoppelten Signals auf die Ausgänge (32) dieser Koppelmatrix gesteuert einstellbar ist.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Intensitätsverteilung einer Koppelmatrix (3&sub1;, . . . bzw. 3n) in Abhängigkeit von einer dieser Koppelmatrix (3&sub1;, . . . bzw. 3n) zugeführten Steuersignalinformation variabel einstellbar ist.
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Signalverzögerungseinrichtung (3&sub1;&sub2; . . . bzw. 31n) zwischen zwei unmittelbar aufeinanderfolgenden Koppelmatrizen (3&sub1;, 3&sub2;; . . . bzw. 3n-1, 3n) eine steuerbare Signalverzögerungseinrichtung ist, bei der die auf den Verbindungskanälen (33), die diese beiden Koppelmatrizen (3&sub1;, 3&sub2;; . . . bzw. 3n-1, 3n) miteinander verbindenden, erzeugte Verteilung der Signalverzögerungen gesteuert einstellbar ist.
  7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine steuerbare Signalverzögerungseinrichtung (3&sub1;&sub2;, . . . 31n) ein oder mehrere, jeweils je einem Verbindungskanal (33) zugeordnetes steuerbares Verzögerungsglied (3&sub1;&sub0;&sub0;) zum individuellen gesteuert einstellbaren Verzögern eines auf diesem Verbindungskanal (33) übertragenen Signals aufweist.
  8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die von einer Signalverzögerungseinrichtung (3&sub1;&sub2;, . . . bzw. 31n) erzeugte Verteilung der Signalverzögerungen in Abhängigkeit von einer dieser Signalverzögerungseinrichtung (3&sub1;&sub2;, . . . bzw. 31n) zugeführten Steuersignalinformation variabel einstellbar ist.
  9. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, gekennzeichnet durch eine Abtasteinrichtung (4) zum Abtasten der Intensitätsverteilung der aus den J Ausgängen (32) der letzten Koppelmatrix (3n) ausgekoppelten Ausgangssignale der Vorrichtung und Erzeugen einer dieser Intensitätsverteilung entsprechenden Signalinformation (e11, . . . e1J).
  10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine Regeleinrichtung (5), der die von der Abtasteinrichtung erzeugte Signalinformation (e11, . . . e1J) als eine Istwertinformation zugeführt ist und die bei einer Abweichung der Istwertinformation von einer mit einer vorbestimmten Intensitätsverteilung korrespondierenden Sollwertinformation (e01, . . . e0J) für jede Koppelmatrix (3&sub1;, . . . bzw. 3n) und jede Signalverzögerungseinrichtung (3&sub1;&sub2;, . . . bzw. 31n) je eine Steuersignalinformation zum Nachregeln der Intensitätverteilung der aus den J Ausgängen (32) der letzten Koppelmatrix (3n) ausgekoppelten Ausgangssignale der Vorrichtung derart erzeugt, daß diese Intensitätsverteilung der Sollwertinformation (e01, . . . e0J) entspricht.
  11. 11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung (5) ein oder mehrere niederfrequente Modulationssignale erzeugt und an die Vorrichtung abgibt, und daß die Abtasteinrichtung (4) die Antwort der Vorrichtung auf diese Modulationssignale auswertet, um Istwertinformation und Sollwertinformation einander anzugleichen.
  12. 12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch, durch eine Koppelmatrix (3&sub1;, . . . bzw. 3n), bei der an den Ausgängen (32) ausgekoppelte Signale durch Zusammenführen von an den Eingängen (31) eingekoppelten Signalen erzeugt werden.
  13. 13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede Koppelmatrix (3&sub1;, . . . bzw. 3n) aus einer 2 × 2- Koppelmatrix mit jeweils zwei Eingängen (31) und zwei Ausgängen (32) besteht, wobei bei jeder 2 × 2-Koppelmatrix (3&sub1;, . . . bzw. 3n-1) mit Ausnahme der letzten (3n) die beiden Ausgänge (32) durch zwei Verbindungskanäle (33) mit den beiden Eingängen (31) der nächstfolgenden 2 × 2-Koppelmatrix (3&sub2;, . . . bzw. 3n) verbunden sind.
  14. 14. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß daß eine 2 × 2-Koppelmatrix (3&sub2;, . . . bzw. 3n) eine symmetrische Koppelmatrix ist.
  15. 15. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14 zum Erzeugen von optischen Ausgangssignalen auf J = 2 räumlich voneinander getrennten optischen Ausgangskanälen (34) aus auf N = 2 räumlich voneinander getrennten Eingangskanälen (30) zugeführten optischen Eingangssignalen, dadurch gekennzeichnet, daß
    1. - jede 2 × 2-Koppelmatrix (3&sub1;, . . . bzw. 3n) jeweils aus einem optischen Koppler mit zwei optischen Eingängen (31) und zwei optischen Ausgängen (32),
    2. - jeder Verbindungskanal (33) jeweils aus einem optischen Kanal und
    3. - jede Signalverzögerungseinrichtung (3&sub1;&sub1;, . . . bzw. 31n) zwischen zwei unmittelbar aufeinanderfolgenden 2 × 2-Koppelmatrizen jeweils aus einer optischen Phaseneinstelleinrichtung zum Erzeugen eines vorbestimmten Verhältnisses von Phasen zweier auf den beiden diese zwei 2 × 2-Koppelmatrizen miteinander verbindenden optischen Kanäle (33) übertragenen optischen Signale
  16. besteht.
  17. 16. Vorrichtung nach Anspruch 5, 12 und 15, dadurch gekennzeichnet, daß ein optischer Koppler (3&sub1;, . . . bzw. 3n) aus einem steuerbaren optischen Richtkoppler mit
    1. - zwei optischen Eingängen (31),
    2. - zwei optischen Ausgängen (32),
    3. - einer optisch zwischen die optischen Eingänge (31) und Ausgangstore (32) geschalteten optischen Koppelstrecke (35) zum optischen Zusammenbringen zweier an den beiden optischen Eingängen (31) eingekoppelten optischen Signale und
    4. - einer der Koppelstrecke (35) zugeordneten Intensitätsverhältnis-Einstelleinrichtung (36) zum Einstellen eines Intensitätsverhältnisses zwischen Intensitäten der beiden eingekoppelten optischen Signale in Abhängigkeit von einem zugeordneten Steuersignal besteht.
  18. 17. Vorrichtung nach Anspruch 9 und einem der Ansprüche 13 bis 15, gekennzeichnet durch eine Abtasteinrichtung (4) zum Abtasten eines Intensitätsverhältnisses zwischen Intensitäten zweier an den beiden Ausgängen (32) der letzten 2 × 2-Koppelmatrix (3n) ausgekoppelten optischen Ausgangssignale und Erzeugen eines diesem abgetasteten Intensitätsverhältnis entsprechenden Signals (e11).
  19. 18. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11 und Anspruch 17, gekennzeichnet durch eine Regeleinrichtung (5), der das von der Abtasteinrichtung (4) erzeugte und dem abgetasteten Intensitätsverhältnis entsprechenden Signal (e11) als ein Istwert zugeführt ist und die bei einer Abweichung des Istwertes von einem vorbestimmten Sollwert (e01) zumindest ein Steuersignal für die Vorrichtung zum Nachregeln des Intensitätsverhältnisses derart erzeugt, daß das Intensitätsverhältnis dem Sollwert (e01) entspricht.
  20. 19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung (5) bei einer Abweichung des Istwertes vom vorbestimmten Sollwert (e01) für jede steuerbare 2 × 2- Koppelmatrix (3&sub1;, . . . bzw. 3n) und jede steuerbare Phaseneinstelleinrichtung (3&sub1;&sub2;, . . . bzw. 31n) je ein Steuersignal zum Nachregeln des Intensitätsverhältnisses der beiden von der letzten 2 × 2-Koppelmatrix (3n) erzeugten optischen Ausgangssignale derart erzeugt, daß dieses Intensitätsverhältnis dem Sollwert (e01) entspricht.
  21. 20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß jede 2 × 2-Koppelmatrix (3&sub1;, . . . bzw. 3n) aus zwei an den beiden optischen Eingängen (31) dieser Matrix eingekoppelten linear polarisierten optischen Signalen an den beiden optischen Ausgängen (32) zwei in der gleichen Weise wie die eingekoppelten optischen Signale linear polarisierte optische Signale eines Intensitätsverhältnisses relativ zueinander erzeugt, das durch ein dieser 2 × 2-Koppelmatrix (3&sub1;, . . . bzw. 3n) zugeordnetes Steuersignal gesteuert einstellbar ist.
  22. 21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß daß eine 2 × 2-Koppelmatrix (3&sub1;, . . . bzw. 3n) eine Phasenkompensationseinrichtung (37) zur Kontrolle einer Phasenmodulation aufweist.
  23. 22. Vorrichtung nach Anspruch 16 und 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenkompensationseinrichtung (37) aus einer richtkopplerinternen steuerbaren Phasenschiebereinrichtung zum Erzeugen einer relativen Phasenverschiebung zwischen Phasen zweier durch die beiden optischen Eingänge (31) des Richtkopplers (3&sub1;, . . . bzw. 3n) eingekoppelter optischer Signale und/oder Erzeugen einer relativen Phasenverschiebung zwischen Phasen zweier den beiden den Ausgängen (32) des Richtkopplers (3&sub1;, . . . bzw. 3n) von dessen Koppelstrecke (35) zugeführteroptischer Signale besteht, die synchron mit der der Koppelstrecke (35) zugeordneten Intensitätsverhältnis-Einstelleinrichtung (36) derart ansteuerbar ist, daß eine in der Koppelstrecke (35) mit einer Variation einer Modenkonversion einhergehende Variation einer Phasenverschiebung ganz oder teilweise unterdrückt wird.
  24. 23. Vorrichtung nach Anspruch 20 oder Anspruch 20 und Anspruch 21 oder 22, gekennzeichnet durch eine der ersten 2 × 2-Koppelmatrix (3&sub1;) vorgeschaltete Polarisatoreinrichtung (10) zum Erzeugen zweier in einer gemeinsamen Polarisationsrichtung linear polarisierter optischer Signalanteile aus einem der Polarisatoreinrichtung (10) zuge-, führten unpolarisierten oder unbestimmt polarisierten optischen Signal, wobei ein Signalanteil einem der beiden Eingänge (31) und der andere Signalanteil dem anderen Eingang der ersten 2 × 2-Koppelmatrix (3&sub1;) zugeführt ist.
  25. 24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Polarisatoreinrichtung (10)
    1. - einen Polarisationsteiler (10&sub1;), der aus dem zugeführten optischen Signal zwei in zueinander verschiedenen Polarisationsrichtungen linear polarisierte optische Signalanteile erzeugt, und
    2. - eine Polarisations-Ausrichtungseinrichtung (10&sub2;), welche die beiden vom Polarisationsteiler (10&sub1;) erzeugten linear polarisierten Signalanteile in einer gemeinsamen Polarisationsrichtung ausrichtet,
  26. aufweist.
  27. 25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet , daß die Polarisations-Ausrichtungseinrichtung (10&sub2;) zumindest einen Polarisationsdreher (10&sub2;&sub0;) zum Verdrehen der Polarisationsrichtung wenigstens eines der beiden vom Polarisationsteiler (10&sub1;) erzeugten Signalanteile relativ zur Polarisationsrichtung des anderen dieser beiden Signalanteile aufweist.
  28. 26. Anwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 23 bis 25 zur Erzeugung von in einer bestimmten Polarisationsrichtung linear polarisiertem Licht aus unpolarisiertem oder unbestimmt polarisiertem zugeführten Licht, wobei das unpolarisierte oder unbestimmt polarisierte Licht Polarisatoreinrichtung (10) zuzuführen und das in der bestimmten Polarisationsrichtung linear polarisierte Licht zumindest einem der optischen Ausgänge (32) der letzten 2 × 2-Koppelmatrix (3n) entnehmbar ist.
  29. 27. Anwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 23 bis 25 zum Messen eines Polarisationszustandes von Polarisatoreinrichtung (10) zugeführtem Licht.
  30. 28. Anwendung nach Anspruch 26 zur Erzeugung eines optischen Signals definierten Polarisationszustandes aus einem optischen Signal undefinierten Polarisationszustandes.
  31. 29. Anwendung nach Anspruch 28 zur Erzeugung eines optischen Datensignals definierten Polarisationszustandes aus einem optischen Datensignal undefinierten Polarisationszustandes.






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