PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE69835571T2 28.12.2006
EP-Veröffentlichungsnummer 0000915584
Titel Optischer Wellenlängenmultiplexer hoher Kapazität
Anmelder Northrop Grumman Corp., Los Angeles, Calif., US
Erfinder DeLong, Raymond K., Palos Verdes Estates, CA 90274, US
Vertreter WUESTHOFF & WUESTHOFF Patent- und Rechtsanwälte, 81541 München
DE-Aktenzeichen 69835571
Vertragsstaaten CH, DE, FR, GB, LI
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 20.10.1998
EP-Aktenzeichen 981197239
EP-Offenlegungsdatum 12.05.1999
EP date of grant 16.08.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 28.12.2006
IPC-Hauptklasse G02B 6/293(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP
IPC-Nebenklasse H04J 14/02(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   H04B 10/145(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   

Beschreibung[de]
HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Diese Erfindung betrifft allgemein ein optisches Wellenlängenmultiplexen und im Besonderen eine Technik zum Kombinieren mehrfacher Signale unterschiedlicher Wellenlängen auf getrennten Lichtleitern in einen einzigen Strahl zur Übertragung entlang eines einzigen Lichtleiters oder durch einen Raum. Die Erfindung weist eine Anwendung in Laserkommunikationssystemen hoher Kapazität auf.

Verschiedene Gitter und Prismen sind in der Vergangenheit zum optischen Wellenlängenmultiplexen verwendet worden, wie auch dichromatische Strahlteiler, aber die Techniken nach dem Stand der Technik sind entweder für eine große Zahl von Eingangskanälen ungeeignet oder von einem Energiestandpunkt aus enorm ineffizient.

Typischerweise werden zu multiplexende optische Signale an getrennten optischen Fasern verfügbar gemacht, von denen Licht nicht einfach in einen einzelnen Leiter eingekoppelt werden kann. Darüber hinaus strahlen, obwohl die einzelnen Fasern klein sind, Enden von dicht beieinander liegenden Leitern Licht von unterschiedlichen Raumpositionen aus. Eine weitere Schwierigkeit ist es, dass die nominale Wellenlänge jeder Laserquelle in ihrem Wert driften kann, wenn sich die Temperatur oder andere Parameter über die Zeit ändern. Jede Schwankung in den Wellenlängen betrifft die Ausrichtung optischer Komponenten negativ, die für ein Wellenlängenmultiplexen verwendet werden, wenn sie mit einem dispersiven Ansatz kombiniert werden. Dementsprechend besteht weiterhin ein Bedarf nach einem optischen Wellenlängenmultiplexer, der in der Lage ist, eine vergleichsweise große Zahl von Eingängen bzw. Eingaben zu bewältigen und einen Ausgangsstrahl verlässlich zu erzeugen, der durch Steuern der Drift in der Wellenlänge ausgerichtet gehalten wird. Die vorliegende Erfindung befriedigt diese Anforderungen.

US 4,847,479 beschreibt eine Vorrichtung und ein verwandtes Verfahren zum Steuern der Kollinearität mehrfacher Laserausgabestrahlen in einem Wellenlängengemultiplexten optischen Kommunikationssystem. Mehrfache Laser unterschiedlicher Wellenlänge, die mittels eines Beugungsgitters und anderer optischer Komponenten in einen einzigen zusammengesetzten Strahl umgebildet werden, sind einem Verlust in der Kollinearität aufgrund der Wellenlängendrift und einer mechanischen Ausrichtungsdrift unterworfen. Bei dieser Anordnung umfasst eine Vorrichtung einen Ausrichtungsdetektor für den Ausgangsstrahl und einen Satz von Nachverfolgungsmodulationsdetektoren, die auf Nachverfolgungsmodulationssignale reagieren, die auf die einzelnen Laserstrahlen aufgegeben werden. Eine Fehlausrichtung, die in irgendeinem oder mehreren der Laserstrahlen erfasst wird, die im Ausgangsstrahl enthalten sind, wird durch eine Temperatursteuerung der entsprechenden Laser gesteuert. In einer anderen Variation dieser Konfiguration wird eine Fehlausrichtung erfasst durch teilweises Reflektieren der Ausgabestrahlen zurück durch das Beugungsmuster und andere optische Komponenten zu den Lasern, aber unter Winkeln, die von der gemeinsamen Ebene der Laser leicht divergieren. Positionsdetektoren, die benachbart der Laser positioniert sind, aber nicht in der gleichen Ebene, empfangen die Rücklaufstrahlen und werden mit Temperatursteuervorrichtungen gekoppelt, um die Wellenlänge des individuellen Lasers anzupassen und dadurch die Kollinearität der Ausgangsstrahlen aufrecht zu erhalten.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung liegt in einem Wellenlängenmultiplexer hoher Kapazität nach Anspruch 1 und einem Verfahren nach Anspruch 9 zu dessen Verwendung. Kurz gesagt, und in allgemeinen Begriffen, umfasst der erfindungsgemäße Wellenwellenmultiplexer eine Vielzahl von Lasern 10 mit abstimmbarer Quelle, die mehrfache Lichtstrahlen unterschiedlicher Wellenlänge bereitstellen; ein Dispersionsgitter 16; eine Kollimatorlinse 14 zum Richten der mehrfachen Lichtstrahlen unterschiedlicher Wellenlängen von den Lasern 10 auf das Dispersionsgitter 16 unter wellenlängenabhängigen Einfallswinkeln, wobei das Dispersionsgitter 16 einen zusammengesetzten Ausgangsstrahl bereitstellt, der mehrfache Strahlen von unterschiedlicher Wellenlänge umfasst, die sich entlang eines im Wesentlichen gemeinsamen Pfads ausbreiten; einen abstimmbaren Etalon 26, der angeordnet ist, um mindestens einen Teil des zusammengesetzten Strahls zu empfangen; ein Mittel 32 zum Abstimmen des abstimmbaren Etalons 26 auf aufeinander folgende Abstimmungen, die den unterschiedlichen Wellenlängen der mehrfachen Lichtstrahlen der Laser 10 entsprechen; einen Sensor 30, der angeordnet ist, um ein Maß für den Strahlwinkelunterschied vom gemeinsamen Pfad für aufeinander folgende Strahlen, die vom abstimmbaren Etalon 26 ausgestrahlt werden, bereitzustellen, wobei das Maß des Strahlwinkelunterschieds einen Wellenlängenfehler eines entsprechenden der Laser 10 angibt; und ein Mittel 32 zum Erzeugen von Lasersteuersignalen von jedem Maß des Strahlwinkelunterschieds mittels des Sensors 30 zur Wellenlängenkorrektur entsprechender Laser.

Der Sensor 30 ist ein Doppelzellensensor 30, der angeordnet ist, um eine Winkelablenkung des Ausgangslichts von dem abstimmbaren Etalon 26 zu erfassen. Der Doppelzellensensor ist so angeordnet, dass er ein Paar symmetrischer Ausgangssignale erzeugt, falls ein Laser 10, der einer Wellenlänge einer aktuellen Einstellung des abstimmbaren Etalons entspricht, bei einer richtigen Wellenlänge arbeitet, und um ansonsten ein Paar asymmetrischer Ausgangssignale zu erzeugen. Das Mittel zum Abstimmen und das Mittel zum Erzeugen der Lasersteuersignale umfassen eine Steuereinheit 32, welche Steuersignale auf einer Steuerleitung 34 erzeugt, um den abstimmbaren Etalon 26 durch aufeinander folgende Frequenzbandeinstellungen zyklisch durchlaufen zu lassen, welche den nominalen Wellenlängen der Laser 10 entsprechen. Die Steuereinheit 32 erzeugt auch Rückkopplungssteuersignale auf Rückkopplungsleitungen 36 zurück zu den Lasern 10. Die Rückkopplungssteuersignale auf den Leitungen 36 erzeugen eine Gegenkopplung für jede von N Steuerkreisen, wobei N eine Anzahl gesteuerter Laser ist.

Die Erfindung kann auch als ein Verfahren zum Wellenlängenmultiplexen einer großen Anzahl von Laserlichtstrahlen definiert werden, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Erzeugen mehrfacher Laserstrahlen von getrennten steuerbaren Laserquellen 10; Einkoppeln der mehrfachen Laserstrahlen in getrennte Lichtleiter 12, Aussenden mehrfacher Laserstrahlen von den getrennten Lichtleitern 12, die in einer Wellenlängenabfolge angeordnet sind; Kollimieren der ausgestrahlten Laserstrahlen und Richten der kollimierten Strahlen auf ein Dispersionsgitter 16 unter wellenlängenabhängigen Einfallswinkeln; Reflektieren von Licht von dem Gitter 16 in einem zusammengesetzten Strahl, der sich über einen im Wesentlichen gemeinsamen Rücklaufpfad ausbreitet; Abtrennen eines Probenstrahls von dem zusammengesetzten Strahl; Durchlaufenlassen des Probenstrahls durch einen abstimmbaren Etalon 26 auf einen Sensor 30, der angeordnet ist, um ein Maß des Strahlwinkelunterschieds von dem gemeinsamen Pfad für Strahlen bereitzustellen, die von dem abstimmbaren Etalon 26 ausgestrahlt werden; Steuern des abstimmbaren Etalons 26, um eine Abfolge von Ausgangsstrahlen bereitzustellen, die in der Wellenlänge den Wellenlängen einer Abfolge der Laserquellen entsprechen, die bei unterschiedlichen Wellenlängen arbeiten; Messen des Winkelunterschieds in der Abfolge der Ausgangsstrahlen des Etalons 26 unter Verwendung des Doppelzellensensors 30, wobei der Winkelunterschied von einem nominalen Winkel einen Wellenlängenfehler angibt; und Steuern von Ausgangswellenlängen der Laserquellen 10 in Übereinstimmung mit dem gemessenen Winkelunterschied für jeden Ausgangsstrahl des Etalons 26, wobei die Quellen-Laserwellenlängen gesteuert werden, um ein verlässliches Multiplexen der Laserstrahlen bereitzustellen.

Es sollte aus der obigen Zusammenfassung verstanden werden, dass die vorliegende Erfindung einen erheblichen Vorteil auf dem Gebiet der Wellenlängenmultiplexer darstellt. Insbesondere stellt die Erfindung ein Multiplexen einer relativ großen Zahl getrennter optischer Signale unterschiedlicher Wellenlängen bereit. Ein effizientes Multiplexen wird erfindungsgemäß erreicht durch räumliches Zusammenführen der getrennten Strahlen unter Verwendung eines Beugungsgitters und Aufrechterhalten der Strahlausrichtung durch kontinuierliches Anpassen der Wellenlängen der Laserquellen, aus welchen diese Signale abgeleitet werden, unter Verwendung eines abstimmbaren Etalons, unter anderen Komponenten. Andere Gesichtspunkte und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden genaueren Beschreibung klar, welche zusammen mit den Zeichnungen aufzunehmen ist.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist ein Blockdiagramm, das die wesentlichen Merkmale der Erfindung zeigt.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM

Wie in den Zeichnungen zu Darstellungszwecken gezeigt, betrifft die vorliegende Erfindung ein optisches Wellenlängenmultiplexen einer relativ großen Anzahl optischer Kommunikationskanäle, wie beispielsweise 20 bis 40 Kanälen. Obwohl dispersive Vorrichtungen, wie beispielsweise Gitter und Prismen, zur Verwendung in Wellenlängenmultiplexern vorgeschlagen worden sind, sind Techniken, die vor dieser Erfindung verwendet worden sind, nicht in der Lage gewesen, die Multiplexfunktion effizient für große Zahlen von Kanälen durchzuführen.

Erfindungsgemäß wird eine dispersive Vorrichtung verwendet, um mehrfache optische Eingangsstrahlen unterschiedlicher Wellenlängen räumlich zusammenzuführen, und ein abstimmbares Etalon wird verwendet, um eine Wellenlängenstabilität für mehrfache Laserquellen aufrechtzuerhalten, aus denen die Eingangsstrahlen abgeleitet werden.

Wie in 1 gezeigt, stellen mehrfache Laser, die durch die Bezugsziffer 10 angezeigt sind, optische Strahlen mehrfachen Lichtleitern 12 bereit. In einer Kommunikationsanwendung würden die Strahlen mit einem Informationssignal irgendeiner Art getrennt moduliert, aber dies ist für die vorliegende Erfindung nicht einschlägig und ist daher in der Zeichnung nicht gezeigt. Jeder Laser 10 weist eine unterschiedliche nominale Wellenlänge auf. Wie gut bekannt, erzeugt ein Laser einen kohärenten und im Wesentlichen monochromatischen Lichtstrahl, aber die Laserwellenlänge ist einer Drift mit sich ändernden Betriebstemperaturen und Schwankungen im elektrischen Strom unterworfen. Falls die mehrfachen Strahlen, die mehrfache Kommunikationskanäle bilden, in einen Strahl kombiniert werden können, können sie dann effizienter zu einem Zielort übertragen werden, entweder über einen einzelnen Lichtleiter oder durch einen Raum. Am Ziel können die getrennten Kanäle durch ein Wellenlängen-Demultiplexen wiedergewonnen werden. Für eine kleine Anzahl von Kanälen können die Strahlen in den getrennten Leitern 12 unter Verwendung einfacher optischer Komponenten zusammengeführt werden, um die getrennten Strahlen in einen einzelnen Lichtleiter einzukoppeln oder als einen einzelnen Strahl in einen Raum. Wenn sich die Zahl der Eingangskanäle erhöht, wird dieser Ansatz weniger praktikabel.

In der erfindungsgemäßen Vorrichtung breitet sich Licht, das von jedem der Enden der Lichtleiter 12 ausgestrahlt wird, in einer im Wesentlichen konischen Form aus und wird mittels einer ersten Linse 14 kollimiert. Die kollimierten Strahlen treffen dann auf ein Dispersionsgitter 16. Dispersionsgitter stellen einen Reflexionswinkel bereit, der wellenlängenabhängig ist. Falls die Enden der Leiter 12 in einem linearen Feld angeordnet sind, um eine Wellenlänge zu erhöhen, kann das Gitter 16 so ausgewählt und angeordnet werden, dass die reflektierten Strahlen unterschiedlicher Wellenlänge auf einem gemeinsamen Rücklauf- bzw. Umkehrpfad liegen. Falls darüber hinaus das Gitter 16 geeignet unterteilt ist, werden die reflektierten Strahlen durch die erste Linse 14 auf einen Spiegel 18 fokussiert, der sich an einer Position befindet, die leicht von den Lichtpfaden in Richtung des Gitters versetzt ist. Der zusammengesetzte Strahl, der von dem Spiegel 18 reflektiert wird, läuft durch eine zweite Kollimatorlinse 20 und kann dann zu einem Empfängerort übertragen werden (nicht gezeigt). Falls der zusammengesetzte Strahl in einen einzigen Lichtleiter eingekoppelt wird, mag die Vorrichtung ferner eine weitere Linse 22 zum Fokussieren des Strahls hinunter auf einen kleinen Durchmesser zur Ausrichtung mit einem einzelnen Lichtleiter umfassen.

Gemäß einem weiteren wichtigen Gesichtspunkt der Erfindung wird ein Teil des kollimierten Strahls von der zweiten Kollimatorlinse 20 unter Verwendung eines Strahlteilers 24 abgetrennt und in einen abstimmbaren Etalon 26 gerichtet. Ein Etalon umfasst einen optischen Hohlraum, der als ein enges optisches Bandpassfilter dient. In einem abstimmbaren Etalon ist mindestens ein Endspiegel des Hohlraums beweglich, um die Vorrichtung auf eine gewünschte Wellenlänge abzustimmen. Licht, das aus dem abstimmbaren Etalon 26 austritt, wird durch eine weitere Linse 28 auf eine Sensordoppelzelle 30 fokussiert. Die Doppelzelle 30 weist zwei benachbarte Lichtdetektoren auf, deren Ausgänge mit einer Steuereinheit 32 verbunden sind.

Die Steuereinheit 32 führt die folgenden Funktionen durch:

  • (a) Die Steuereinheit 32 erzeugt Steuersignale auf einer Leitung 34, um den abstimmbaren Etalon 26 zyklisch durch aufeinander folgende Frequenzbandeinstellungen laufen zu lassen, die den nominalen Wellenlängen der Laser 10 entsprechen.
  • (b) Bei jeder aufeinander folgenden Frequenzbandeinstellung empfängt die Steuereinheit 32 Eingangssignale von der Doppelzelle 30. Falls der Laser, welcher dem aktuell ausgewählten Frequenzband des Etalons 26 entspricht, richtig auf seine vorgesehene Wellenlänge abgestimmt ist, und falls alle optischen Komponenten ausgerichtet sind, wird der Ausgangslichtstrahl vom Etalon 26 durch die Linse 28 auf die Mitte der Doppelzelle 30 fokussiert, welche symmetrische Ausgaben von seinen zwei Detektoren erzeugen wird. Falls die Laserwellenlänge zu niedrig oder zu hoch ist, wird das Gitter 16 Licht von diesem Laser unter einem etwas unterschiedlichen Winkel reflektieren, und Licht von dem Etalon 26 wird nicht auf die Mitte der Doppelzelle treffen, welche dann asymmetrische Ausgangssignale erzeugt.
  • (c) Die Steuereinheit 32 erzeugt Rückkopplungssteuersignale auf Leitungen 36 zurück zu den Lasern 10. Die Ausgangswellenlänge jedes Lasers 10 kann bis zu einem bestimmten Grad durch Änderung der Temperatur, des Stroms oder beidem gesteuert werden. Die Rückkopplungssteuersignale auf den Leitungen 36 stellen eine Gegenkopplung für jede von N Steuerschleifen bereit, wobei N die Zahl von gesteuerten Lasern ist. Jeder Laser 10 wird auf eine solche Art gesteuert, dass er die Ausgabe der Doppelzelle 30 ins Gleichgewicht bringt, wenn diese spezielle Laserausgabe durch den Etalon 26 abgestimmt wird. Daher wird jeder Laser 10 gesteuert, um nur seine vorgesehene Wellenlänge zu erzeugen, und jede Wellenlängendrift wird minimiert. Dadurch, dass jeder Laser mit einem vergleichsweise hohen Genauigkeitsgrad wellenlängengesteuert wird, sind die mehrfachen Laserstrahlen verlässlich und effizient abgestimmt und werden in einen einzelnen Leiter oder Strahl gemultiplext.

Es wird aus dem Vorstehenden verständlich, dass die vorliegende Erfindung einen erheblichen Vorteil auf dem Gebiet des optischen Wellenlängenmuitiplexens darstellt. Insbesondere umfasst die Erfindung die Kombination einer dispersiven optischen Vorrichtung, um eine räumliche Konvergenz mehrfacher Eingangsstrahlen unterschiedlicher Wellenlänge bereitzustellen, und ein abstimmbares Etalon, um Steuersignale zum Wellenlängenabstimmen mehrfacher Laser bereitzustellen, von welchen die Eingangsstrahlen abgeleitet werden. Es wird auch verständlich, dass nur eine Ausführungsform der Erfindung zu Darstellungszwecken beschrieben worden ist und dass verschiedene Modifikationen durchgeführt werden können, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen. Es wird klar sein, dass beispielsweise der Ausdruck "optisch" Wellenlängen außerhalb des sichtbaren optischen Bereichs des elektromagnetischen Spektrums umfasst, wie beispielsweise in den Infrarot- und Ultraviolettbereichen. Dementsprechend sollte die Erfindung nicht beschränkt werden, außer durch die angehängten Ansprüche.


Anspruch[de]
Wellenlängenmultiplexer hoher Kapazität, aufweisend:

eine Vielzahl von Lasern (10) mit abstimmbarer Quelle, die mehrfache Lichtstrahlen unterschiedlicher Wellenlänge bereitstellen;

ein Dispersionsgitter (16);

eine Kollimatorlinse (14) zum Richten der mehrfachen Lichtstrahlen unterschiedlicher Wellenlänge von den Lasern (10) auf das Dispersionsgitter (16) unter wellenlängenabhängigen Einfallswinkeln, wobei das Dispersionsgitter (16) einen zusammengesetzten Ausgangsstrahl bereitstellt, der mehrfache Strahlen von unterschiedlicher Wellenlänge umfasst, die sich entlang eines im wesentlichen gemeinsamen Pfads ausbreiten;

einen abstimmbaren Etalon (26), der angeordnet ist, um zumindest einen Teil des zusammengesetzten Strahls zu empfangen;

ein Mittel (32) zum Abstimmen des abstimmbaren Etalons (26) auf aufeinanderfolgende Einstellungen, die den unterschiedlicher Wellenlänge der mehrfachen Lichtstrahlen der Laser (10) entsprechen;

einen Sensor (30), der angeordnet ist, um ein Maß für den Strahlwinkelunterschied vom gemeinsamen Pfad für aufeinanderfolgende Strahlen, die vom abstimmbaren Etalon (26) ausgestrahlt werden, bereitzustellen, wobei der Sensor (30) ein Doppelzellensensor (30) ist, der angeordnet ist, um eine Winkelablenkung des Ausgangslichts von dem abstimmbaren Etalon (26) zu erfassen, und das Maß des Strahlwinkelunterschieds einen Wellenlängenfehler eines entsprechenden der Laser (10) angibt, und der Doppelzellensensor (30) angeordnet ist, um ein Paar symmetrischer Ausgangssignale zu erzeugen, falls ein Laser (10), der einer Wellenlänge einer aktuellen Einstellung des abstimmbaren Etalons (26) entspricht, bei einer richtigen Wellenlänge arbeitet, und um ansonsten ein Paar asymmetrischer Ausgangssignale zu erzeugen; und

ein Mittel (32) zum Erzeugen von Lasersteuersignalen von jedem Maß des Strahlwinkelunterschieds mittels des Sensors (30), zur Wellenlängenkorrektur entsprechender Laser (10).
Wellenlängenmultiplexer nach Anspruch 1, wobei ein Spiegel (18) in den Pfad eines zusammengesetzten Strahls eingebracht ist, der vom Gitter (16) entlang eines im wesentlichen gemeinsamen Pfads zurückgesandt wird;

ein Strahlteiler (24) in dem im wesentlichen gemeinsamen Pfad angeordnet ist, um einen Probestrahl von dem zusammengesetzten Strahl bereitzustellen; und

wobei der abstimmbare Etalon (26) in der Probe des Strahls angeordnet ist.
Wellenlängenmultiplexer nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Mittel zum Abstimmen und das Mittel zum Erzeugen der Lasersteuersignale eine Steuereinheit (32) umfassen. Wellenlängenmultiplexer nach Anspruch 3, wobei die Steuereinheit (32) Steuersignale auf einer Steuerleitung (34) erzeugt, um den abstimmbaren Etalon (26) zyklisch durch aufeinanderfolgende Frequenzbandeinstellungen laufen zu lassen, welche den nominalen Wellenlängen der Laser (10) entsprechen. Wellenlängenmultiplexer nach Anspruch 4, wobei die Steuereinheit (32) Rückkopplungssteuersignale auf den Rückkopplungsleitungen (36) zurück zu den Lasern (10) erzeugt. Wellenlängenmultiplexer nach Anspruch 5, wobei die Rückkopplungssteuersignale auf den Rückkopplungsleitungen (36) eine Gegenkopplung für jede von N Steu erkreisen bereitstellt, wobei N eine Anzahl gesteuerter Laser ist. Wellenlängenmultiplexer nach den Ansprüchen 4 und 5, wobei bei jeder aufeinanderfolgenden Frequenzbandeinstellung die Steuereinheit (32) Eingangssignale vom Doppelzellensensor (39) empfängt, und wobei, falls der Laser, welcher dem aktuell ausgewählten Frequenzband des abstimmbaren Etalons (26) entspricht, richtig auf seine vorgesehene Wellenlänge abgestimmt ist, und falls all die optischen Komponenten zueinander ausgerichtet sind, der Ausgangslichtstrahl vom abstimmbaren Etalon (26) auf die Mitte des Doppelzellensensors (30) gelenkt sein wird, was symmetrische Ausgaben von seinen zwei Detektoreinheiten erzeugen wird und, falls die Laserwellenlänge zu niedrig oder zu hoch ist, asymmetrische Ausgangssignale erzeugen wird. Wellenlängenmultiplexer nach Anspruch 6, wobei die Steuereinheit die Ausgangswellenlänge jedes Lasers (10) bis zu einem gewissen Grad durch Ändern einer Temperatur, eines Stroms oder beidem steuert. Verfahren zum Wellenlängenmultiplexen einer großen Anzahl von Laserlichtstrahlen, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:

Erzeugen mehrfacher Laserstrahlen von getrennten steuerbaren Laserquellen (10);

Einkoppeln der mehrfachen Laserstrahlen in getrennte Lichtleiter (12);

Aussenden mehrfacher Laserstrahlen von den getrennten Lichtleitern (12), die in einer Wellenlängenabfolge angeordnet sind;

Kollimieren der ausgestrahlten Laserstrahlen und Richten der kollimierten Strahlen auf ein Dispersionsgitter (16) unter wellenlängenabhängigen Einfallswinkeln;

Reflektieren von Licht von dem Gitter (16) in einem zusammengesetzten Strahl, der sich über einen im wesentlichen gemeinsamen Rücklaufpfad ausbreitet;

Abtrennen eines Probenstrahls von dem zusammengesetzten Strahl;

Durchlaufenlassen des Probenstrahls durch einen abstimmbaren Etalon (26) auf einen Sensor (30), wobei der Sensor (30) ein Doppelzellensensor (30) ist, der angeordnet ist, um eine Winkelablenkung des Ausgangslichts von dem abstimmbaren Etalon (26) zu erfassen, und das Maß des Strahlwinkelunterschieds einen Wellenlängenfehler eines entsprechenden der Laser (10) angibt, und der Doppelzellensensor (30) angeordnet ist, um ein Paar symmetrischer Ausgangssignale zu erzeugen, falls ein Laser (10), der einer Wellenlänge einer aktuellen Einstellung des abstimmbaren Etalons (26) entspricht, bei einer richtigen Wellenlänge arbeitet, und um ansonsten ein Paar asymmetrischer Ausgangssignale zu erzeugen;

Steuern des abstimmbaren Etalons (26), um eine Abfolge von Ausgangsstrahlen bereitzustellen, die in der Wellenlänge den Wellenlängen einer Abfolge der Laserquellen (10) entsprechen, die bei unterschiedlichen Wellenlängen arbeiten;

Messen des Winkelunterschieds in der Abfolge der Ausgangsstrahlen des Etalons (26) unter Verwendung des Sensors (30); und

Steuern von Ausgangswellenlängen der Laserquellen (10) in Übereinstimmung mit dem gemessenen Winkelunterschied für jeden Ausgangsstrahl des Etalons (26), wodurch die Quellen-Laserwellenlängen gesteuert werden, um ein verlässliches Multiplexen der Laserstrahlen bereitzustellen.






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com