DE68918764T2 - Wellenlängenmultiplexermodul. - Google Patents

Wellenlängenmultiplexermodul.

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Description

    Technisches Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung bezieht sich allgemein auf das Gebiet optischer Nachrichtenverbindungen und insbesondere auf Wellenlängenmultiplexermodule zur Benutzung bei optischen Nachrichtensystemen.
    • Hintergrund der Erfindung
  • Es sind Gitter und Interferenzfilter als optische Filter für Wellenlängenmultiplexmodule bekannt, jedoch besitzen sie alle nicht die ausreichend hohe Wellenlängenselektivität, um wirksam die potentielle optische Kommunikationskapazität auszunutzen, die in der verfügbaren optischen Bandbreite der Fasern innewohnt. Beispielsweise ist es relativ einfach möglich, die gegenwärtigen Halbleiterlaserdioden mit Frequenzen bis zu 1 GHz zu modulieren. Da höhere Modulationsfrequenzen übermäßig hohe Kosten erfordern, kann die Modulationsrate von 1 GHZ als typisch dafür angesehen werden, was für einen breiten Bereich von Kommunikationszwecken in naher Zukunft benutzt werden wird. Bei dieser Kanalbandbreite sind benachbarte optische Kanäle durch einen Frequenzunterschied getrennt, der sehr viel größer ist als dieser Wert, wodurch die optische Kommunikationskapazität nicht ausgenutzt wird. Nur 1 GHz bei einem Mikron Wellenlänge repräsentiert eine Wellenlängendifferenz von einem 0,003 nm.
  • Es soll angenommen werden, daß ein Brechungsgitter 1/D = 5000 Linien/cm aufweist. Bei einem Mikron ist der Brechungswinkel erster Ordnung gegeben durch
  • D n sin θ = λ θ = sin&supmin;¹ (1/3) = 0,339 Radian.
  • Es soll weiter angenommen werden, daß eine kompakte optische Einrichtung Abmessungen in der Größenordnung von 1 cm hat. 5 Dann ist die Winkelauflösung des Gitters gegeben durch w, die Breite des Lichtstrahls = 1 cm. δθ λ/nw = [D/w]θ = 0,2 x 10&supmin;³ Radian
  • Deshalb beträgt die Winkelauflösung des Gitters ein Teil in 5000 oder 0,2 nm, d. h. etwa 100 mal mehr als es bei einem dicht gepackten Wellenlängenmultiplexer erwünscht ist. Ein Gitter geeigneter Auflösung muß 33 cm groß sein, und es ist daher raumgreifend und unzulässig kostspielig.
  • Die besten Interferenzfilter besitzen Auflösungen von etwa 1 nm oder etwa 300 mal gröber als erwünscht.
  • Es gibt nur eine sehr beschränkte Anzahl von optischen Strukturen, die die erforderliche Selektivität liefern. Das Michelson-Gitter, die Lummer-Gehrke-Platte und das Fabry- Perot-Etalon sind bekannte Beispiele. Von diesen ist das Fabry-Perot-Etalon einmalig insofern, als seine wirksame physikalische Länge durch die "Feinheit" des Etalons multipliziert wird. Das heißt, die Länge, über der die Interferenz aktiv ist, ist gleich der Zahl der runden Schrittdistanzen, mit denen der Lichtstrahl innerhalb des Etalon hin- und zurückgeworfen wird, bevor er als Leckstrom austritt oder absorbiert wird. Das Fabry-Perot-Etalon ist daher eine kompakte Vorrichtung mit außerordentlich hoher Auflösung.
  • Fabry-Perot-Resonatoren liefern zahlreiche Resonanzen, die in der Frequenz durch den Wert f getrennt sind, wobei
  • f = c/nL.
  • Dies wird als der freie Spektralbereich bezeichnet, wo L die Rundlaufdistanz im Resonator, n der Brechungsindex und c die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum sind. Die halbe Höhe, der volle Bandpaß des Resonators wird definiert als gleich dem freien Spektralbereich dividiert durch die Feinheit. Beispielsweise hat ein 1 cm dickes Etalon aus Glas mit einem Brechungsindex von 1,5 einen freien Spektralbereich von 10 GHz. Wenn die Resonatorfeinheit so gestaltet wird, daß sie gleich 100 ist, dann ist der Filterbandpaß gleich 100 MHz. Die Feinheit des Etalon wird durch die Reflexionsfähigkeit der Oberflächenspiegel, die Absorption des inneren Etalonmediums, die Brechungsverluste und das Fehlen eines perfekten Parallelismus der gegenüberliegenden Spiegeloberflächen eingestellt oder bestimmt. Bei hoher Sorgfalt können parallele Glasplattenetalons hergestellt werden, die eine Feinheit bis zu wenigstens 100 haben.
  • Infolge der hohen Feinheit ermöglicht das Fabry-Perot- Interferometer im Gegensatz zu dem Michelson- oder Mach- Zehnder-Interferometer eine Unterscheidung zwischen einer Zahl von unterschiedlichen Wellenlängenbändern gleich dem Wert der Feinheit des Etalons. Wenn beispielsweise die Feinheit des Fabry-Perot-Interferometers 100 ist, dann kann man im Prinzip zwischen einem von 100 benachbarten Wellenlängenbändern unterscheiden. Bei Benutzung als Filter muß man jedoch benachbarte Kanäle mit dem 3- bis 5-fachen Wert der Bandpaßbreite trennen, um annehmbare Übersprechdämpfungen zu erhalten.
  • Jedoch können Wellenlängen, die durch eine ganze Zahl der freien Spektralbereiche des Etalons getrennt sind, nicht voneinander durch ein einziges Fabry-Perot-Etalon unterschieden oder getrennt werden. Das Vorhandensein von Mehrfachresonanzen begrenzt die Kommunikationskapazität eines einzigen Fabry-Perot-Etalons auf einen einzigen freien Spektralbereich, weil dies nicht in der Lage ist, Module des freien Spektralbereichs zu unterscheiden. Auf den ersten Blick scheint dies ein Nachteil im Hinblick auf die Benutzung eines Fabry-Perot-Etalons oder einer ähnlichen Einrichtung zu sein, die das Verhalten eines Ringresonators als Filter aufweisen, jedoch kann diese Mehrdeutigkeit aufgelöst werden, indem man beispielsweise mehr als einen Fabry-Perot-Resonator in Tandem benutzt, wodurch ein stark vergrößerter freier Spektralbereich erhalten wird. Mit Mehrfachresonatoren, die nach Art eines Feineinstellers arbeiten, wird der freie Spektralbereich durch die Feinheit eines jeden zusätzlichen Resonators multipliziert, der zum Ausfiltern benutzt wird. Wenn beispielsweise zwei Resonatoren benutzt werden, von denen jeder eine Feinheit von 100 und einen freien Spektralbereich von 10 und 10,1 GHz besitzt, dann wird der gesamte wirksame freie Spektralbereich von 10 GHz auf 1000 GHz vergrößert. In diesem Fall tritt die Überlappung der Resonanzen von jedem Filter nur nach 99 oder 100 freien Spektralbereichen der beiden Komponentenfilter auf.
  • Umgekehrt haben die Vielfachresonanzen der Fabry-Perot- Resonatoren nicht nur den Vorteil einer Feineinstellung, sondern (1) sie erlauben auch die Benutzung von Lasern, die mit Frequenzdifferenzen arbeiten, die durch zahlreiche freie Spektralbereiche getrennt sind (d. h. die Notwendigkeit der Anpassung der Laserfrequenzen wird für einzelne Resonatorfiltersysteme in hohem Maße gemildert), und (2) das Vorhandensein von Mehrfachresonanzen ermöglicht es, die Frequenzstabilität einer hochstabilen Quelle auf das Etalon zu übertragen, und demgemäß elektronisch einen Laser auf jede bestehende Etalonresonanz zu stabilisieren.
  • Da ein einfaches Fabry-Perot-Etalon mit einer Feinheit von 100 selektiv ein Wellenlängenband mit dem Ausschluß der übrigen 99 Wellenlängenbänder durchlassen kann, läßt sich ein solches Etalon als Multiplexer/Demultiplexer benutzen, um wirksam zahlreiche Lichtwellenlängen zu trennen oder zu kombinieren. Eine Annäherung zum Multiplexen besteht darin, aufeinanderfolgend einen Lichtstrahl durch 100 Fabry-Perot- Etalons zu schicken, wobei jedes Etalon benutzt wird, eine bestimmte der 100 unterscheidbaren Wellenlängen vom Rest zu trennen. Ein solches Verfahren wird durch die Forderung erschwert, daß das Licht jedes Etalon im wesentlichen senkrecht trifft. Natürlich ist die Herstellung und Benutzung von 100 getrennten Etalons zur Multiplex- und Demultiplexbildung mühsam und kostspielig, sowohl was die Herstellung der Etalons und der notwendigen Optiken und der zugeordneten Elektronik betrifft, die erforderlich ist, um die Wellenlängen der Etalonfilter bei Vorhandensein sich ändernder Umgebungsbedingungen, beispielsweise Temperatur, zu stabilisieren.
  • Was benötigt wird, ist eine robuste, leicht herstellbare Vorrichtung, die eine Auflösung in der Größenordnung von 1 GHz und einen freien Spektralbereich von 100 GHz liefert und die Möglichkeit schafft, etwa 100 Kanäle zu multiplexen und zu demultiplexen. Was insbesondere für das Demultiplexen erforderlich ist, ist die Forderung, daß alle Wellenlängen über eine gemeinsame Monomode-Faser eintreten und unterschiedliche Wellenlängen in räumlich getrenntem Format austreten, so daß die getrennten Wellenlängenkomponenten getrennt detektiert und getrennten Fasern zugeführt oder auf sonstige Weise weiterverarbeitet werden. Was benötigt wird, ist außerdem ein einstellbares Verfahren zur Trennung derart, daß die räumliche Trennung linear proportional der Wellenlängentrennung ist. Im Gegensatz zu einem Beugungsgitter ist jedoch eine sehr viel höhere Auflösung für dicht gepackte Wellenlängenteilungs-Multiplexvorgänge erforderlich. Es ist klar, daß wegen der Übersprechdämpfung von Kanal zu Kanal die Zahl der nützlichen Kanäle etwa gleich ist der Feinheit geteilt durch 3 bis 5.
  • Es ist daher Hauptziel der Erfindung, eine Wellenlängenteilungs-Multiplexvorrichtung zu schaffen, die diese verschiedenen Forderungen erfüllt.
  • Gelöst wird die gestellte Aufgabe durch die kombinierten Merkmale des Anspruchs 1.
    • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die Erfindung bezieht sich demgemäß auf eine optische Multiplex/Demultiplex-Einrichtung, die die Fähigkeit hat, eine Vielzahl optischer Signale zu trennen und zu kombinieren, die im feinen Wellenlängenabstand angeordnet sind, und geeignet ist zur Benutzung von Anwendungen in optischen Kommunikationssystemen in Sensoranordnungen und in Displays.
  • Die Vorrichtung umfaßt einen Etalonaufbau mit einem Glasstück, das die Form eines rechteckigen Parallelepipeds mit zwei gegenüberliegenden, in Längsrichtung verlaufenden Oberflächen haben kann, die poliert und überzogen sind, so daß sie im wesentlichen parallel verlaufen und hochreflektiv sind, wobei eine im wesentlichen 100-%ig reflektiv und etwas transparent ist. Auf der Oberfläche mit dem hochreflektiven Spiegel ist ein geblaztes Beugungsgitter plaziert, und die Länge des Gitters und seiner entsprechenden Spiegel ist kürzer als die Oberfläche, während die andere teilweise reflektierende Oberfläche etwas länger ist, um zwei klare Abschnitte zur Kopplung an gegenüberliegenden Seiten des Etalons zu schaffen.
  • Optische Signale werden in das Parallelepiped in der Nähe eines Endes so eingekoppelt, daß ein Kollimatorstrahl schräg in einen Abschnitt der teilweise reflektierenden Oberfläche unter einem vorbestimmten Winkel einfällt, so daß der Strahl das Gitter unter dem selben vorbestimmten Einfallswinkel mehrfach trifft, wenn er über die Länge des Etalons mit minimalen Verlusten hinwegläuft. Das schwache Gitter ist so angeordnet, daß ein kleiner Teil des Signalstrahls innerhalb eines vorbestimmten Wellenlängenbandes senkrecht zu den Reflexionsoberflächen immer dann gebrochen wird, wenn der Strahl über die Länge des Etalons auftrifft, um eine Gruppe von im gleichen Abstand zueinander angeordneten örtlichen Resonatorstationen zu bilden, die in der Wellenlänge fein abgestimmt werden können, wie dies unten angegeben wird, so daß an jeder Resonatorstation eine gewählte Wellenlänge aus dem anfänglichen Wellenlängenband abgetrennt werden kann, das durch das Gitter gebeugt wurde. Die einzelnen Signale treten aus der Vorrichtung an ihrer entsprechenden Resonatorstelle aus, indem sie durch die teilweise reflektierende Oberfläche übertragen werden.
  • Die einzelnen örtlichen Resonatoren werden durch Einstellung der örtlichen optischen Pfadlänge zwischen den reflektierenden Oberflächen entweder durch einen kleinen Keil am Etalon durch Änderung der physikalischen Länge des Glases durch Erhitzung oder Beanspruchung eingestellt, oder es wird der Brechungsindex mit elektrischen Feldern bei Ausführungsbeispielen eingestellt, wo das Medium elektro-optische Eigenschaften besitzt, oder die Einstellung erfolgt durch irgendwelche anderen Mechanismen.
  • Die verbleibenden Signale werden aus dem Etalon über einen Wellenleiter und Fokussierungslinsen ausgekoppelt, die die parallelisierten Signale aufnehmen und diese in die Enden der Wellenleiter richten.
    • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • Die neuartigen Merkmale, die als charakteristisch für die Erfindung angesehen werden, ergeben sich insbesondere aus den beiliegenden Ansprüchen. Die Erfindung selbst, sowohl was das Zusammenwirken, das Verfahren und die Herstellung anbetrifft, lassen sich am besten in Verbindung mit weiteren Aufgaben und Vorteilen aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels erkennen, welches in der beiliegenden Zeichnung dargestellt ist, wobei in den verschiedenen Figuren gleiche Teile mit gleichem Bezugszeichen versehen sind. In der Zeichnung zeigen:
  • Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel der Erfindung,
  • Fig. 2 eine schematische Darstellung, die im einzelnen die Beziehung zwischen einer schräg einfallenden Strahlung und einer Etalonoberfläche der Erfindung zusammen mit der Gitterperiodizität zeigt,
  • Fig. 3 eine schematische Darstellung, die die Benutzung einer geblazten Gitteroberfläche zur Benutzung bei der Erfindung veranschaulicht,
  • Fig. 4 eine schematische Ansicht einer anderen Ausführungsform der Erfindung,
  • Fig. 5a, 5b und 5c schematische Ansichten von oben, von vorn und von hinten, bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung.
    • Einzelbeschreibung
  • In Fig. 1 ist mit dem Bezugszeichen 10 eine Multiplex/Demultiplex-Anordnung dargestellt, welche das Wesen der Erfindung verkörpert. Die Anordnung 10 besteht aus einem Etalon 12, welches aus einem blanken, hochqualitativen Glas mit geringem Verlust hergestellt ist, beispielsweise aus Quarzglas oder BK7, das geschliffen und poliert ist, so daß die gegenüberliegenden Oberflächen 14 und 16 optisch flach und relativ zueinander parallel verlaufen. Dabei wird eine Glätte von 1/20 einer Lichtwellenlänge gefordert und eine Parallelität oder eine gesteuerte Fehlparallelität von einem kleinen Bruchteil eines Interferenzstreifens über der gesamten aktiven Oberfläche des Etalons 12. Diese Erfordernisse sind ähnlich den Erfordernissen zur Erzeugung hochqualitativer Etalons mit hoher Feinheit, und sie lassen sich heute mit bekannten Fabrikationsverfahren herstellen.
  • Ein schwaches Beugungsgitter 18 ist auf der einen Seite des Etalons 12 derart aufgebracht, daß etwa 1 % des einfallenden Lichts in eine gewünschte erste Beugungsordnung gebeugt wird, während das verbleibende Licht spiegelnd reflektiert wird. Schließlich werden hochreflektive Überzüge 20 und 22 auf beiden Seiten des Etalons 12 außer in den Endabschnitten 24 und 26 aufgebracht, wo das Licht in den Körper des Etalons 12 eintreten oder aus diesem austreten muß.
  • Im Normalbetrieb wird Licht von einer Eingangsfaser 28 über eine Kollimatorlinse 30 auf den Eintrittsabschnitt 24 gerichtet, und das Licht tritt in das Etalon 12 unter einem von 90 º abweichenden Winkel ein, so daß der Lichtstrahl aufeinanderfolgend zwischen den gegenüberliegenden reflektierenden Oberflächen des Etalons 12 hin- und herläuft und in einer vorbestimmten Richtung fortschreitet. Der Einfallswinkel des Lichtstrahls und der Gitterabstand sind derart aufeinander abgestimmt, daß ein kleiner Teil (in der Größenordnung von 1 % wie oben erwähnt) des schräg einfallenden Strahls so gebeugt wird, daß er senkrecht zu den Oberflächen des Etalons fortschreitet. Da beide Etalonoberflächen fast perfekt reflektieren und das Glas nicht absorbiert, wird das gebeugte Licht durch das Etalon 12 eingefangen und kann nur über einen folgenden schwachen Beugungsprozeß oder über die etwas transparenten Spiegel austreten. Auf diese Weise wird das so eingefangene Licht im Etalon 12 etwa hundertmal hin- und hergeschickt, bevor es austritt.
  • Das im Etalon 12 gefangene Licht kann konstruktiv oder destruktiv mit später ankommenden Teilen schräg einfallender Lichtstrahlen zusammenwirken, die so gebeugt wurden, daß sie im Etalon 12 aufgefangen werden. Ein destruktives Zusammenwirken zwischen einfallendem und aufgefangenem Licht bewirkt, daß das im Etalon 12 aufgebaute elektrische Feld relativ klein wird, und zwar ungefähr 0,01 % der einfallenden Lichtstrahlleistung (d. h. die zirkulierende Leistung ist auf grob gesagt 1/Feinheit herabgesetzt). Wenn jedoch ein konstruktives Zusammenwirken zwischen dem innerhalb des Etalons 12 zirkulierenden Licht und dem einfallenden Lichtstrahl auftritt, der das Licht über das Beugungsgitter 18 einpumpt, dann ist die Leistung im Etalon 12 einhundertmal größer (größer multipliziert mit dem Verhältnis der Feinheit) als die einfallende Lichtleistung. Unter solchen Umständen, wo der rundumlaufende optische Pfad eine ganze Zahl von Lichtwellenlängen ist, steht das Etalon mit den einfallenden Lichtwellen in Resonanz und zieht einen beträchtlichen Bruchteil der Lichtleistung von dem einfallenden Strahl ab, wodurch verhindert wird, daß nichtgebeugtes Licht durch das in Resonanz befindliche Etalon hindurchtritt. Wenn keine anderen Lichtverluste außer der Lichtbeugung vorhanden sind, dann bewirkt die Beugung eine Entfernung eines Bruchteils des Lichts aus dem vorwärts fortschreitenden Strahl, und es wird Licht in die Rückwärtsausbreitungsrichtung gebeugt. Eine nützlichere Situation tritt jedoch dann auf, wenn eine Oberfläche des Etalons 12 etwas transparent ist, da dann das hohe elektrische Feld, welches im Resonanzaufbau zirkuliert, die Möglichkeit schafft, daß ein beträchtlicher Bruchteil des Lichts über den etwas transparenten Spiegel austritt. Es ist dieser Anteil vom Licht, der das Etalon 12 über den etwas transparenten Spiegel erregt, der den nützlichen Ausgang liefert, da relativ wenig Licht über diese Oberfläche austritt, wenn das Etalon 12 nicht in Resonanz befindlich ist.
  • Es ist klar, daß der Aufbau nach Fig. 1 zahlreiche äquivalente Stellen enthält, wo Licht so gebeugt werden kann, daß es über lokalisierte Etalons aufgefangen wird, und diese entsprechen den Stellen mit strichlierten Pfeilen, die aus der Oberfläche 16 austreten. Damit eine Wellenlängen- Multiplex/Demultiplex-Wirkung zustande kommt, wird jedes folgende Etalon veranlaßt, bei verschiedenen Wellenlängen in Resonanz zu sein. Wenn beispielsweise die örtlichen Etalons eine Feinheit von 100 besitzen, dann muß jedes folgende Etalon eine physische Längendifferenz von wenigstens 1/100 der Wellenlänge des Lichts, gemessen im Glas, besitzen. Für alle praktischen Zwecke ist die Dicke des Etalons 12 konstant zu halten, gerade wie bei einem normalen Etalon, außer bei einer systematischen Änderung, die genau erzeugt und eingestellt wird. Solche kleinen Differenzen können durch einfaches Polieren erreicht werden, sie können jedoch auch leicht dadurch erzeugt werden, daß ein Temperaturgradient angelegt wird, um systematisch die lokale Temperatur zu steuern. Für die erste Ordnung werden die gegenüberliegenden Enden 32 und 34 des Mehrfachetalonaufbaus auf unterschiedlichen gesteuerten Temperaturen derart gehalten, daß ein linearer Temperaturgradient zustande kommt, und es wird eine kleine lineare Pfaddifferenz zwischen benachbarten lokalisierten Etalons erzeugt. Um eine höhere Genauigkeit zu erzeugen, können die lokalisierten Abschnitte des Etalonaufbaus individuell hinsichtlich ihrer Temperatur gesteuert werden, um eine besser linear gesteuerte Pfaddifferenz zu erhalten, selbst wenn eine Linearität in dem ursprünglichen Aufbau nicht vorhanden war, der auf einem einzigen gemeinsamen Temperaturwert gehalten wurde. Es können statt dessen auch Heizelektroden nichtlinear gemacht werden, um nicht-lineare Temperaturgradienten zu korrigieren. Im Falle der Temperatursteuerung kann der Temperaturbereich auf einen vollen freien Spektralbereich über dem Multiplexer oder einem. Teil eines freien Spektralbereichs eingestellt werden. Im letzteren Fall kann eine einzige Bezugsfrequenz oder können zwei Bezugsfrequenzen benutzt werden, um die Temperaturen zu steuern, die an dem ersten und letzten örtlichen Resonator des Multiplexers anliegen, so daß die dazwischenliegenden Resonatoren ohne zusätzliche Stabilisierungselektronik die übrigen dazwischenliegenden Kanalfrequenzen bedecken.
  • Zusätzlich zur Temperatursteuerung kann auch ein Druck benutzt werden, um die optischen Pfadlängen an den lokalisierten Etalonstellen einzustellen.
  • Eine Anordnung von Photodetektoren 33, die einzelne Zellen einschließen, welche mit 35 gekennzeichnet sind, kann auf der Austrittsfläche der Vorrichtung 10 oder auf der gegenüberliegenden Seite angeordnet werden, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist, um die getrennten Lichtsignale in eine elektrische Form umzuwandeln.
  • Die Vorrichtung 10 kann für verschiedene Zwecke benutzt werden. In erster Linie kann die Vorrichtung benutzt werden für lange Übertragungsstrecken, da eine einzige Vorrichtung die Gesamtkapazität einer Verbindung über WDM um mehr als eine Größenordnung vervielfacht. Zweitens kann die Vorrichtung im wesentlichen polarisationsintensiv gestaltet werden, und dies ist ein Attribut, welches nicht notwendigerweise von optischen Faserresonatoren oder integrierten optischen Resonatoren erhalten werden kann. Drittens ist eine getrennte Wellenlängensteuerung eines jeden Resonators nicht erforderlich, indem man viele Resonatoren in eine einzige Vorrichtung einbaut. So wird der elektronische Aufwand in hohem Maße vermindert. Viertens kann, wie oben erwähnt, der Aufbau leicht hergestellt werden, und er ist einfach und robust. Schließlich wird durch Einbau zahlreicher Resonatoren in einer einzigen Vorrichtung die Benutzung einer solchen Vorrichtung als örtlicher Vielfachabzweig möglich machen. Das heißt, der Durchgangskopplungsverlust für den Eingang/Ausgang oder den Sammelschienenstrahl, der gewöhnlich 2 dB pro Abzweig betrifft, wird wirksam zahlreichen örtlichen Abzweigen zugeordnet, da der Verlust pro Abzweig sehr gering sein kann, nämlich kleiner als 0,2 dB für zehn Resonatoraufbauten. Es kann sich tatsächlich als unmöglich erweisen, entweder Faserresonatoren oder integrierte optische Resonatoren mit derart geringen Abzweigverlusten herzustellen, wie dies durch die erfindungsgemäße optische Mehrfachresonatoranordnung möglich ist.
  • Die Sammelschienenresonatoren können natürlich auf unterschiedliche Durchlaßbänder dadurch abgestimmt werden, daß die Charakteristiken der Beugungsgitter 18 geändert werden, oder indem verschiedene Abschnitte in Tandem mit je einem eigenen Beugungsabstand angeordnet werden. Die Gitterauflösung liegt in der Größenordnung von 1 nm für einen Eintrittsstrahl mit 1 mm Durchmesser. So wird der Durchgangsverlust eines Multiplexer/Demultiplexers relativ niedrig, wenn nicht die Wellenlänge (oder ein schräger Einfallswinkel) einen beträchtlichen Anteil des Lichts in einer Richtung beugt, die senkrecht zu den Etalonoberflächen liegen. Der Beugungsverlust für den Eintrittsstrahl liegt in der Größenordnung von 1 % pro Beugungsgitterreflexion, wenn das zugeordnete Etalon nicht in Resonanz befindlich ist.
  • Unter der Annahme, daß ein einziger Kanal des Multiplexer/Demultiplexers an einen Teilnehmer angeschlossen ist, kann dieser Teilnehmer verschiedene Etalonordnungen für unterschiedliche Zwecke benutzen. In diesem Fall besitzt der Teilnehmer eine zweite Demultiplexer/Multiplexer-Einrichtung, die dem Sammelschienen-Multiplexer/Demultiplexer ähnlich ist, der so betrieben wird, daß eine grobe Filterwirkung zustande kommt, derart, daß verschiedene Ordnungen des Sammelschienen-Demultiplexers durch den örtlichen Demultiplexer des Teilnehmers getrennt werden.
  • Geeignete Beugungsgitter können auf der Etalonoberfläche entweder durch Liniermaschinen oder durch Photolithographie aufgebracht werden. Beide Verfahren bilden Techniken, wodurch die Linierung "geblazt" sein kann, so daß vorzugsweise Licht zwischen gewählten gewünschten Richtungen gebeugt wird, wodurch weniger Licht vergeudet wird, das in unerwünschte Ordnungen gebeugt wurde. Die hochreflektierenden Oberflächen des Etalons 12 können über mehrschichtige dielektrische Überzüge erzeugt werden, oder durch eine Metallisierung. Silber reflektiert ungefähr 99 % von 0,8 Mikron und könnte so leicht benutzt werden, um wenigstens einen Spiegel des Resonators zu bilden, der eine Feinheit von 100 hat. Hochreflektierende metallische Spiegel haben hohe Verluste in Durchlaßrichtung. Die dielektrischen Überzüge sind zu bevorzugen, wenn wenigstens teilweise transparente Spiegel hergestellt werden sollen, um die Durchlässigkeit bei einem gegebenen Reflexionswert zu maximieren. Wenn dielektrische Überzüge benutzt werden, wäre es auch erwünscht, eine 100-%ige Reflexionsfähigkeit bei dem schrägen Einfallswinkel des Erregerstrahls zu haben, während ein etwas transparenter Überzug (Reflexionsfähigkeit von beispielsweise 98,5 %) erzeugt wird für das Licht, welches senkrecht zum Etalon 12 fortschreitet, so daß leichter etwas Licht entweichen kann, um benutzt zu werden.
  • Fig. 2 zeigt die Beziehung zwischen der schräg einfallenden Richtung des Multiplexlichtstrahls, und dieser ist mit 36 bezeichnet, relativ zur Etalonoberfläche, und es ist die Periodizität des Abstands des Beugungsgitters 18 ersichtlich. Hier sind auch der gebeugte Strahl und der spiegelnd reflektierte Strahl ersichtlich, die mit 38 bzw. 40 bezeichnet sind. Für einen gegebenen Beugungsperiodenabstand D muß der Einfallswinkel θ so eingestellt sein, daß sin θ = λ/nD, um Licht senkrecht zur Oberfläche zu beugen. Ein schwaches Beugungsgitter wird über ein photolithographisches Maskierungsverfahren auf einem lichtempfindlichen Widerstand erzeugt, und dann wird das Glas mit einer schwachen Lösung von HF über den entwickelten Photowiderstand geätzt, und dann wird der Photowiderstand entfernt.
  • Fig. 3 zeigt, wie die Oberfläche des Gitters 18 aussehen würde, wenn mit einer üblichen Linierungsmaschine geblazt wird.
  • Fig. 4 und 5a bis 5c zeigen äquivalente Multiplexer/Demultiplexer-Strukturen, die elektro-optische Medien anstelle von Glas benutzen. Bei diesen Ausführungsbeispielen kann eine individuelle Resonatorabstimmung auf elektrischem Wege erreicht werden, statt durch thermische Steuerung. Zusätzlich können elektrische Signale nunmehr an den Resonator angelegt werden, um eine cw-Trägerfrequenz zu modulieren, die auf dem Multiplexstrahl vorhanden ist.
  • Fig. 4 veranschaulicht einen Resonator 50, der aus einem Kristall 52 beispielsweise aus ADP oder KDP hergestellt ist (Ammoniumdihydrogenphosphat bzw. Kaliumdihydrogenphosphat), wobei die "c"-Achse oder die optische Achse in der Papierebene nach unten weist. Das Beugungsgitter ist hier bei 54 angedeutet. Gegenüber dem Beugungsgitter befindet sich ein 99 % reflektierender elektrisch leitfähiger Spiegel 55, der beispielsweise durch Sputtern von Indiumzinnoxid auf der Oberseite eines dielektrischen Reflektors erzeugt ist. Entsprechend jeder lokalisierten Etalonstation längs des Kristalls 52 befinden sich 100-%ig reflektierende leitfähige Elektroden 56 bis 60. Jeder Elektrode 56 bis 60 sind abstimmbare Signalspannungsquellen 62 bis 66 zugeordnet. Wie bei dem vorherigen Ausführungsbeispiel ist eine Eingangsphase 68 in einen Endabschnitt des Kristalls 52 über eine Kollimatorlinse 70 gerichtet, und eine Fokussierungslinse 72 richtet das verbleibende Signal in eine Ausgangsbusfaser 74 für eine weitere Benutzung stromab. Bei der Anordnung der Einrichtung 50 wird das elektrische Feld in Richtung des eingefangenen Lichtstrahls angelegt. Da die Lichtpfade der Etalons entlang der c-Achse verlaufen, befinden sich beide Polarisationszustände bei der gleichen Wellenlänge in Resonanz.
  • Die Fig. 5a bis 5c zeigen eine Vorrichtung 80, die auf einem Etalon hergestellt ist, das aus Lithiumniobat oder Lithiumtantalat besteht. Bei der Vorrichtung 80 wird das elektrische Feld senkrecht zur Richtung des eingefangenen Lichtstrahls angelegt statt in der Richtung des Lichtstrahls. Wie dargestellt, besteht die Vorrichtung 80 aus einem polierten Kristall 81 aus Lithiumniobat oder Lithiumtantalat, welches auf einer Seite ein Gitter 82 trägt, unter welchem ein 100-%ig reflektierender Spiegel 84 aufgebracht ist. Am Spiegel 84 liegt ein 99-%ig reflektierender Spiegel 86 an, damit ein kleiner Prozentsatz des gewählten Lichts hindurchtreten kann.
  • Die Eingangssammelleitung wird durch die optische Faser 88 dargestellt, deren Ausgang von der Linse 90 gesammelt wird, während er auf die Oberfläche des Gitters 82 gerichtet wird. Der Ausgang erfolgt über eine Abzweigfaser 92, die den Eingang über die Fokussierungslinse 94 erhält. Abnahmeeinrichtungen, durch die die Signale von der Hauptleitung nach der Station und dem Zweig und umgekehrt übertragen werden, sind durch eine typische Faser 100 und die zugeordnete Linse 102 dargestellt.
  • Wie aus Fig. 5a und 5b ersichtlich, hat die Vorderseite der Vorrichtung 80 eine geerdete Elektrode 104, die daran befestigt ist, während auf der gegenüberliegenden Seite ein Feld getrennter Elektroden 106 bis 112 angeordnet ist, die den Abnahmestationen entsprechen. Jede Elektrode 106 bis 112 weist ihr zugeordnet eine variable Spannungsquelle 114 bis 120 auf, um die Signale durch Anwendung eines elektrischen Feldes quer zur Ausbreitungsrichtung des Signals durch das Material 81 abzustimmen.
  • Der Fachmann kann auch andere Ausführungsbeispiele schaffen, ohne vom Rahmen der Ansprüche abzuweichen. Beispielsweise können die reflektierenden Oberflächen des Etalons in einem dichteren Abstand liegen, während gleichzeitig der ankommende Strahl aufgeweitet wird, so daß seine gegenüberliegenden Ränder während aufeinanderfolgender Reflexionen überlappen, während er das Etalon durchläuft, so daß der Ausgang als Wellenlängenkontinuität wie in einem Spektrumanalysator erfolgt, und nicht als diskrete Wellenlängen, die an in regelmäßigem Abstand zueinander angeordneten Stellen existieren. Es ist auch festzuhalten, daß die Vorrichtungen vollständig in ihrer Arbeitsweise umkehrbar sind, um entweder als Demultiplexer oder als Multiplexer zu arbeiten. Daher ist beabsichtigt, daß alle Merkmale, die in der obigen Beschreibung oder in der Zeichnung enthalten sind, nur zur Veranschaulichung dienen und nicht beschränkend interpretiert werden sollen.

Claims (19)

1. Optische Multiplex/Demultiplex-Vorrichtung mit den folgenden Merkmalen:
- ein etalonartiger Aufbau (12) besteht aus zwei im Abstand zueinander angeordneten hochreflektierenden Spiegeloberflächen (20, 22), von denen wenigstens eine (22) teilweise durchlässig ist; die Oberflächen (22, 20) sind im Betrieb ein wenig von der parallelen Richtung abweichend, um eine gesteuerte physikalische Differenz in der Pfadlänge an Stellen zu schaffen, die längs der Oberflächen verteilt sind;
- ein geblaztes Beugungsgitter (18) auf einer der reflektierenden Oberflächen;
- ein optischer Wellenleiter (28) und eine Kollimatorlinse (30) sind vorgesehen, um einen parallelisierten optischen Strahl in das Etalon (12) einzukoppeln, indem die Signale in einen Teil einer der reflektierenden Oberflächen (22) unter einem vorbestimmten Einfallswinkel so gerichtet werden, daß der Strahl mehrfach zwischen den reflektierenden Oberflächen (20, 22) hin und her derart reflektiert wird, daß der Strahl wiederholt auf das Beugungsgitter (18) unter einem vorbestimmten Winkel derart auftrifft, daß der Strahl innerhalb des Etalons (12) von einem Ende nach dem anderen hindurchtritt, wobei das Beugungsgitter (18) so ausgebildet ist, daß es selbstwirkend die Intensität des fortschreitenden Signals nur um einen kleinen Prozentsatz jeweils dann vermindert, wenn die Signale einfallen, und derart, daß der Strahl unter einem richtigen Winkel entsprechend dem vorbestimmten Band der optischen Wellenlängen einfällt, so daß eine Beugung der Strahlen senkrecht zur reflektierenden Oberfläche (20, 22) auftritt; wobei die Reflexionsfähigkeit der reflektierenden Oberflächen (20, 22) in der Größenordnung von 99 % liegt und die Beugungsleistung des Gitters (18) 1 % beträgt;
- Mittel zur örtlichen Steuerung der optischen Pfadlänge zwischen den reflektierenden Oberflächen (20, 22) an den Stellen längs des Etalons, entsprechend jenen Stellen, wo der Strahl senkrecht zu den Reflexionsoberflächen (20, 22) gebeugt wurde, um jene Stellen bei einer vorbestimmten Wellenlänge innerhalb des vorbestimmten Wellenlängenbandes in Resonanz zu versetzen, wodurch jede der gewählten Wellenlängen aus jenen Stellen durch die teilweise durchlässige reflektierende Oberfläche (22) hindurchtritt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, welche außerdem Mittel (20,31) aufweist, um den Rest des Strahles aus dem anderen Ende des Etalons zur weiteren Benutzung aus zukoppeln.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die hochreflektierenden Spiege loberflächen beispielsweise durch Polierverfahren so hergestellt sind, daß sie ein wenig von der Parallelität abweichen, um die gesteuerten physikalischen Differenzen in der Pfadlänge an jenen Stellen hervorzurufen.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Mittel zur Änderung der optischen Pfadlänge zwischen den reflektierenden Oberflächen (20, 22) Mittel aufweisen, um das Etalon differentiell zu erhitzen, um den Abstand zwischen den reflektierenden Oberflächen zu ändern.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher das Etalon (12) ein Glasstück mit polierten Oberflächen (11, 16) aufweist und die reflektierenden Oberflächen des Etalons den polierten Oberflächen des Glases, die zum Zwecke der Reflexion überzogen sind (20, 22), gegenüberliegen.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, bei welcher eine (20) der Reflexionsoberflächen kürzer als die andere (22) ist, um klare Endabschnitte (24, 26) zu schaffen, durch die die Signale in das Glasstück ein- und aus diesem ausgekoppelt werden können.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5, bei welcher das Glas in einem elektro-optischen Material in der Lage ist, seinen Brechungsindex zu ändern, um örtlich die optische Pfadlänge an den Stellen des Etalons zwischen den reflektierenden Oberflächen zu ändern.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, bei welcher das elektro-optische Material aus einer Gruppe ausgewählt ist, welche Lithiumniobat, Lithiumtantalat, ADP und KDP enthält.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7, bei welcher die Mittel zur Änderung der optischen Pfadlänge zwischen den reflektierenden Oberflächen an jenen Stellen des Etalons Mittel aufweisen, um örtlich elektrische Felder anzulegen.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, bei welcher die elektrischen Felder in der Richtung angelegt werden, in der die optischen Signale durch das Etalon fortschreiten.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9, bei welcher die elektrischen Felder senkrecht zu jener Richtung angelegt werden, in der die Signale durch das Etalon (12) fortschreiten.
12. Vorrichtung nach Anspruch 2, bei welcher die Mittel zum Auskoppeln der Signale aus dem Etalon (12) einen optischen Wellenleiter (29) und eine Linse (31) umfassen, um die verbleibenden Signale aus dem Etalon (12) zu empfangen und diese in das Ende des Wellenleiters (29) zu fokussieren.
13. Vorrichtung nach Anspruch 5, bei welcher die Mittel zur Änderung der optischen Pfadlänge an jenen Stellen Heizeinrichtungen auf gegenüberliegenden Enden (32, 34) des Etalons (12) aufweisen, um einen Temperaturgradienten zu erzeugen, der sich in vorbestimmter Weise über die Länge des Etalons (12) ändert.
14. Vorrichtung nach Anspruch 1, welche außerdem ein Feld (33) von Photodetektoren (35) enthält, von denen jeder über die Stellen angeordnet ist, um ein Signal mit einer vorbestimmten Wellenlänge zu empfangen.
15. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Mittel zur Änderung der optischen Pfadlänge zwischen den reflektierenden Oberflächen wenigstens ein Heizelement aufweisen, das an einem Ende (32, 34) des etalonartigen Aufbaus angeordnet ist, um dieses differentiell zu erhitzen und den Abstand zwischen den reflektierenden Oberflächen (20, 22) einstellbar zu ändern.
16. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher der Abstand zwischen den reflektierenden Oberflächen (20, 22) des etalonartigen Aufbaus und die Breite des kollimierten optischen Strahls derart sind, daß der Ausgang, der aus der Austrittsseite austritt, die Form eines durchgehenden Wellenlängenbandes besitzt.
17. Vorrichtung nach Anspruch 1, welche außerdem Mittel (29, 31) aufweist, um den Rest des parallelisierten Eingangsstrahls auszukoppeln und weiter zu benutzen, nachdem Teile hiervon abgezogen und durch die Vorrichtung einem Demultiplexvorgang unterworfen wurden.
18. Vorrichtung nach Anspruch 1, welche außerdem Mittel aufweist, um individuelle Signale vorbestimmter Wellenlänge in die lokalisierten Resonanzstellen der Vorrichtung einzukoppeln, so daß die Vorrichtung als Multiplexer arbeiten kann.
19. Vorrichtung nach Anspruch 18, welche außerdem Mittel aufweist, um parallelisiertes Licht an einer zweiten Stelle unter einem vorbestimmten Einfallswinkel ein- oder auszukoppeln, so daß die Vorrichtung vollständig in ihrer Arbeitsweise umkehrbar ist und entweder als Multiplexer oder Demultiplexer wirkt.
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Families Citing this family (97)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5440669A (en) * 1991-07-26 1995-08-08 Accuwave Corporation Photorefractive systems and methods
US5796096A (en) * 1991-07-26 1998-08-18 Accuwave Corporation Fabrication and applications of long-lifetime, holographic gratings in photorefractive materials
US5335098A (en) * 1991-07-26 1994-08-02 Accuwave Corporation Fixing method for narrow bandwidth volume holograms in photorefractive materials
US5691989A (en) * 1991-07-26 1997-11-25 Accuwave Corporation Wavelength stabilized laser sources using feedback from volume holograms
WO1993003427A2 (en) * 1991-07-26 1993-02-18 Accuwave Corporation Photorefractive systems and methods
US5491570A (en) * 1991-07-26 1996-02-13 Accuwave Corporation Methods and devices for using photorefractive materials at infrared wavelengths
DE69432526T2 (de) 1993-02-26 2004-04-01 Yeda Research And Development Co., Ltd. Optische holographische vorrichtungen
US5682255A (en) * 1993-02-26 1997-10-28 Yeda Research & Development Co. Ltd. Holographic optical devices for the transmission of optical signals of a plurality of channels
US5521628A (en) * 1993-08-30 1996-05-28 Lumonics Corporation Laser system for simultaneously marking multiple parts
US5930045A (en) * 1995-07-26 1999-07-27 Fujitsu, Ltd. Optical apparatus which uses a virtually imaged phased array to produce chromatic dispersion
US5973838A (en) * 1995-07-26 1999-10-26 Fujitsu Limited Apparatus which includes a virtually imaged phased array (VIPA) in combination with a wavelength splitter to demultiplex wavelength division multiplexed (WDM) light
US6028706A (en) * 1995-07-26 2000-02-22 Fujitsu Limited Virtually imaged phased array (VIPA) having a varying reflectivity surface to improve beam profile
US5969865A (en) * 1995-07-26 1999-10-19 Fujitsu Limited Optical apparatus which uses a virtually imaged phased array to produce chromatic dispersion
AU5113898A (en) * 1996-12-02 1998-06-29 Xiaoli Fu Grating-in-etalon polarization insensitive wavelength division multiplexing devices
DE19707432A1 (de) * 1997-02-25 1998-08-27 Bodenseewerk Geraetetech Vorrichtung zur Umschaltung von optischen Bildern zwischen verschiedenen Kanälen
US6349103B1 (en) 1997-05-07 2002-02-19 Samsung Electronics Co., Ltd. Cold-start wavelength-division-multiplexed optical transmission system
US6147788A (en) * 1997-06-16 2000-11-14 Lucent Technologies Inc Guiding filters for wavelength division multiplexing in soliton transmission
US6269066B1 (en) * 1997-07-24 2001-07-31 Richard L. Scully Electronically translocatable optical stylet
US5903393A (en) * 1997-12-04 1999-05-11 Kalibjian; Ralph Optical-hybrid etalons for simultaneous phase- and polarization-diversity operations
US6011884A (en) * 1997-12-13 2000-01-04 Lightchip, Inc. Integrated bi-directional axial gradient refractive index/diffraction grating wavelength division multiplexer
US6366547B1 (en) 1998-03-06 2002-04-02 Roland H. Chase Ultra high density disk reader/writer comprising two interferometers
US6856406B2 (en) 1998-03-06 2005-02-15 Richard L. Scully Ultra small spot generator
US6236787B1 (en) 1998-07-08 2001-05-22 Optical Switch Corporation Method and apparatus for aligning optical fibers using an alignment spacer
GB2344657A (en) * 1998-11-06 2000-06-14 Univ Heriot Watt Wavelength selective optical filter
US6275630B1 (en) 1998-11-17 2001-08-14 Bayspec, Inc. Compact double-pass wavelength multiplexer-demultiplexer
US6108471A (en) * 1998-11-17 2000-08-22 Bayspec, Inc. Compact double-pass wavelength multiplexer-demultiplexer having an increased number of channels
US6259560B1 (en) 1999-04-16 2001-07-10 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Continuously variable beam combiner
US6850353B1 (en) 1999-06-11 2005-02-01 University Of Hawaii MEMS optical components
WO2000077877A1 (en) * 1999-06-11 2000-12-21 University Of Hawaii Mems transmission and circuit components
US6859299B1 (en) 1999-06-11 2005-02-22 Jung-Chih Chiao MEMS optical components
US6201908B1 (en) * 1999-07-02 2001-03-13 Blaze Network Products, Inc. Optical wavelength division multiplexer/demultiplexer having preformed passively aligned optics
US6304692B1 (en) 1999-09-03 2001-10-16 Zolo Technologies, Inc. Echelle grating dense wavelength division multiplexer/demultiplexer with two dimensional single channel array
US6332689B1 (en) 1999-12-14 2001-12-25 Fujitsu Limited Optical apparatus which uses a virtually imaged phased array to produce chromatic dispersion
US6343866B1 (en) 2000-05-23 2002-02-05 Fujitsu Limited Optical apparatus which uses a virtually imaged phased array to produce chromatic dispersion
US6296361B1 (en) 1999-12-14 2001-10-02 Fujitsu Limited Optical apparatus which uses a virtually imaged phased array to produced chromatic dispersion
US6563976B1 (en) * 2000-05-09 2003-05-13 Blaze Network Products, Inc. Cost-effective wavelength division multiplexer and demultiplexer
US6563977B1 (en) 2000-06-27 2003-05-13 Bayspec, Inc. Compact wavelength multiplexer-demultiplexer providing low polarization sensitivity
US6954253B2 (en) * 2000-07-25 2005-10-11 Scientific Solutions, Inc. Optical multiplexer and cross-switch using etched liquid crystal fabry-perot etalons
US7050675B2 (en) * 2000-11-27 2006-05-23 Advanced Interfaces, Llc Integrated optical multiplexer and demultiplexer for wavelength division transmission of information
US6490393B1 (en) * 2000-11-27 2002-12-03 Advanced Interfaces, Llc Integrated optical multiplexer and demultiplexer for wavelength division transmission of information
US6542306B2 (en) * 2001-03-16 2003-04-01 Optical Coating Laboratories, Inc. Compact multiple channel multiplexer/demultiplexer devices
US6819871B1 (en) 2001-03-16 2004-11-16 4 Wave, Inc. Multi-channel optical filter and multiplexer formed from stacks of thin-film layers
US6636658B2 (en) 2001-04-23 2003-10-21 Optical Coating Laboratory, Inc. Wavelength division multiplexing/demultiplexing systems
US6775432B2 (en) * 2001-10-19 2004-08-10 Santanu Basu Method and apparatus for optical wavelength demultiplexing, multiplexing and routing
JP3912111B2 (ja) * 2002-01-09 2007-05-09 富士通株式会社 波長多重双方向光伝送モジュール
EP1329744B1 (de) * 2002-01-10 2007-08-15 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Etalon aus Lithiumniobat oder Lithiumtantalat und dessen Herstellungsverfahren
US7329895B2 (en) 2002-02-22 2008-02-12 Honeywell International Inc. Dual wavelength detector
US7233443B1 (en) * 2002-12-20 2007-06-19 Silicon Light Machines Corporation Arrangement for WDM multiplexing and demultiplexing
EP1731943B1 (de) * 2004-03-29 2019-02-13 Sony Corporation Optische einrichtung und virtuelle bildanzeigeeinrichtung
GB0522968D0 (en) 2005-11-11 2005-12-21 Popovich Milan M Holographic illumination device
GB0718706D0 (en) 2007-09-25 2007-11-07 Creative Physics Ltd Method and apparatus for reducing laser speckle
US8303195B2 (en) * 2007-12-26 2012-11-06 Hitachi, Ltd. Optical transceiver module
US9335604B2 (en) 2013-12-11 2016-05-10 Milan Momcilo Popovich Holographic waveguide display
US11726332B2 (en) 2009-04-27 2023-08-15 Digilens Inc. Diffractive projection apparatus
US8107167B2 (en) * 2009-05-04 2012-01-31 The Regents Of The University Of Michigan Spatial-dispersion-free spectral combining of pulsed high peak power fiber laser beams
US20200057353A1 (en) 2009-10-09 2020-02-20 Digilens Inc. Compact Edge Illuminated Diffractive Display
US11204540B2 (en) 2009-10-09 2021-12-21 Digilens Inc. Diffractive waveguide providing a retinal image
US9274349B2 (en) 2011-04-07 2016-03-01 Digilens Inc. Laser despeckler based on angular diversity
US10670876B2 (en) 2011-08-24 2020-06-02 Digilens Inc. Waveguide laser illuminator incorporating a despeckler
WO2016020630A2 (en) 2014-08-08 2016-02-11 Milan Momcilo Popovich Waveguide laser illuminator incorporating a despeckler
EP2995986B1 (de) 2011-08-24 2017-04-12 Rockwell Collins, Inc. Datenanzeige
US20150010265A1 (en) 2012-01-06 2015-01-08 Milan, Momcilo POPOVICH Contact image sensor using switchable bragg gratings
CN106125308B (zh) 2012-04-25 2019-10-25 罗克韦尔柯林斯公司 用于显示图像的装置和方法
WO2013167864A1 (en) 2012-05-11 2013-11-14 Milan Momcilo Popovich Apparatus for eye tracking
US9933684B2 (en) * 2012-11-16 2018-04-03 Rockwell Collins, Inc. Transparent waveguide display providing upper and lower fields of view having a specific light output aperture configuration
US10209517B2 (en) 2013-05-20 2019-02-19 Digilens, Inc. Holographic waveguide eye tracker
WO2015015138A1 (en) 2013-07-31 2015-02-05 Milan Momcilo Popovich Method and apparatus for contact image sensing
US9618708B2 (en) * 2013-11-13 2017-04-11 Finisar Corporation Multiplexer/demultiplexer based on diffractive optical elements
US9348091B2 (en) 2013-12-20 2016-05-24 Finisar Corporation Multiplexer/demultiplexer based on diffraction and reflection
CN105022121A (zh) * 2014-04-29 2015-11-04 深圳市易飞扬通信技术有限公司 滤波片固定件及其制造方法、紧凑型宽波分复用器的制造方法
WO2016020632A1 (en) 2014-08-08 2016-02-11 Milan Momcilo Popovich Method for holographic mastering and replication
US10241330B2 (en) 2014-09-19 2019-03-26 Digilens, Inc. Method and apparatus for generating input images for holographic waveguide displays
EP3198192A1 (de) 2014-09-26 2017-08-02 Milan Momcilo Popovich Optischer tracker mit holografischem wellenleiter
US20180275402A1 (en) 2015-01-12 2018-09-27 Digilens, Inc. Holographic waveguide light field displays
CN111323867A (zh) 2015-01-12 2020-06-23 迪吉伦斯公司 环境隔离的波导显示器
CN107533137A (zh) 2015-01-20 2018-01-02 迪吉伦斯公司 全息波导激光雷达
US9632226B2 (en) 2015-02-12 2017-04-25 Digilens Inc. Waveguide grating device
WO2016146963A1 (en) 2015-03-16 2016-09-22 Popovich, Milan, Momcilo Waveguide device incorporating a light pipe
WO2016156776A1 (en) 2015-03-31 2016-10-06 Milan Momcilo Popovich Method and apparatus for contact image sensing
EP3359999A1 (de) 2015-10-05 2018-08-15 Popovich, Milan Momcilo Wellenleiteranzeige
US9927679B2 (en) * 2015-12-03 2018-03-27 Sharp Kabushiki Kaisha Wavelength separating element for use in a nonlinear frequency conversion device
WO2017134412A1 (en) 2016-02-04 2017-08-10 Milan Momcilo Popovich Holographic waveguide optical tracker
WO2017162999A1 (en) 2016-03-24 2017-09-28 Popovich Milan Momcilo Method and apparatus for providing a polarization selective holographic waveguide device
WO2017178781A1 (en) 2016-04-11 2017-10-19 GRANT, Alastair, John Holographic waveguide apparatus for structured light projection
EP3548939A4 (de) 2016-12-02 2020-11-25 DigiLens Inc. Wellenleitervorrichtung mit gleichmässiger ausgabebeleuchtung
US10545346B2 (en) 2017-01-05 2020-01-28 Digilens Inc. Wearable heads up displays
JP7399084B2 (ja) 2017-10-16 2023-12-15 ディジレンズ インコーポレイテッド ピクセル化されたディスプレイの画像分解能を倍増させるためのシステムおよび方法
US10914950B2 (en) 2018-01-08 2021-02-09 Digilens Inc. Waveguide architectures and related methods of manufacturing
KR20200108030A (ko) 2018-01-08 2020-09-16 디지렌즈 인코포레이티드. 도파관 셀 내의 홀로그래픽 격자의 높은 처리능력의 레코딩을 위한 시스템 및 방법
EP4372451A2 (de) 2018-03-16 2024-05-22 Digilens Inc. Holographische wellenleiter mit doppelbrechungssteuerung und verfahren zu ihrer herstellung
US11402801B2 (en) 2018-07-25 2022-08-02 Digilens Inc. Systems and methods for fabricating a multilayer optical structure
CN113692544A (zh) 2019-02-15 2021-11-23 迪吉伦斯公司 使用集成光栅提供全息波导显示的方法和装置
KR20210134763A (ko) 2019-03-12 2021-11-10 디지렌즈 인코포레이티드. 홀로그래픽 도파관 백라이트 및 관련된 제조 방법
JP2022535460A (ja) 2019-06-07 2022-08-08 ディジレンズ インコーポレイテッド 透過格子および反射格子を組み込んだ導波路、ならびに関連する製造方法
JP2022543571A (ja) 2019-07-29 2022-10-13 ディジレンズ インコーポレイテッド 画素化されたディスプレイの画像解像度および視野を乗算するための方法および装置
WO2021041949A1 (en) 2019-08-29 2021-03-04 Digilens Inc. Evacuating bragg gratings and methods of manufacturing
US11347003B2 (en) * 2020-10-19 2022-05-31 Cisco Technology, Inc. Coupling multiple optical channels using a Z-block

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3726585A (en) * 1971-02-22 1973-04-10 A Fedotowsky Electrically modulated radiation filters
SE421568B (sv) * 1980-05-28 1982-01-04 Optisk Forskning Inst Anordning for uppdelning av en ljusstrale i ett flertal stralar eller omvent
US4588296A (en) * 1981-10-07 1986-05-13 Mcdonnell Douglas Corporation Compact optical gyro
US4693544A (en) * 1982-12-14 1987-09-15 Nippon Sheet Glass Co., Ltd. Optical branching device with internal waveguide
DE3431448C2 (de) * 1984-08-27 1987-01-22 Krone Gmbh, 1000 Berlin Optische Demultiplex-Übertragungseinrichtung
JPS61223711A (ja) * 1985-03-28 1986-10-04 Nippon Sheet Glass Co Ltd 光通信用分波器
US4871235A (en) * 1987-03-09 1989-10-03 American Telephone And Telegraph Company, At&T Bell Laboratories Optical system including etalon for optically processing electromagnetic radiation at a repetition rate greater than about 1.25×104 Hz

Also Published As

Publication number Publication date
JP2648364B2 (ja) 1997-08-27
EP0347563B1 (de) 1994-10-12
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US5119454A (en) 1992-06-02
EP0347563A2 (de) 1989-12-27
EP0347563A3 (de) 1991-09-11
DE68918764D1 (de) 1994-11-17
CA1325295C (en) 1993-12-14

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