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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein optisches Filter und
ist anwendbar auf eine Wellenlängenunterscheidungsvorrichtung
zum Variieren der Mitteltransmissionswellenlänge bei hohen Geschwindigkeiten
in einem optischen Kommunikationssystem.
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Es
wurde ein Transmissionssystem vom Typ mit Wellenlängenmultiplexen
vorgeschlagen, zum Übertragen
einer großen
Kapazität
von Signalen unter Verwendung von Lichtern mit verschiedenen Wellenlängen. In
solch einem System ist es bekannt, dass es ein Bedarf für eine Technik
gibt, zum Unterscheiden und Überwachen
jeder Wellenlänge.
Eine typische herkömmliche
Technik zur Wellenlängenunterscheidung
ist eine, die Reflektion durch einen Gitterspiegel verwendet, der
zum Unterscheiden jeder Wellenlänge
bei einer hohen Auflösung
(die minimale Auflösung
aktuell erhältlich
ist ungefähr
0,1 nm) in der Lage ist, abhängig
von einem Einfallswinkel bezüglich
des Gitters, sodass er zur Messung als ein optischer Spektrumsanalysator
weitverbreitet benutzt wird. Weiterhin gibt es als eine Wellenlängeunterscheidungsvorrichtung
mit sogar noch höherer Auflösung eine
Vorrichtung, die das Michelson Interferometer benutzt, das kommerziell
erhältlich
ist.
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Diese
zwei herkömmlichen
Vorrichtungen sind passend für
eine Wellenlängenunterscheidungsvorrichtung
für einen
Messzweck, aber sie weisen Größen bzw.
Abmessungen auf, die zu groß sind,
um sie als eine Komponente mit einer Funktion zum Unterscheiden
und Überwachen
von Wellenlängen
in einem System zu benutzen, und es gibt ein Bedürfnis für eine Wellenlängenunterscheidungsvorrichtung mit
einer kompakteren Größe. Als
eine Anordnung, die dieses Erfordernis erfüllen kann, gibt es einen Vorschlag
einer Anordnung (rotierendes abstimmbares optisches Filter), in
welcher eine Mitteltransmissionswellenlänge abstimmbar ausgebildet
werden kann, durch Rotieren eines dielektrischen Mehrlagenfilters.
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Jedoch
weist diese Anordnung Nachteile dahingehend auf, dass die Polarisationsabhängigkeit der
Transmissionseffizienz stärker
wird, wenn der Einfallswinkel größer wird,
und der Betriebswellenlängenbereich
ist durch die Einfallswinkel begrenzt. Um diese Nachteile zu überwinden,
wurde ein lineares optisches Filter vorgeschlagen, in dem die Mittelwellenlänge entlang
einer geraden Linie variiert. Wenn dieses lineare optische Filter
benutzt wird, kann die Mittelwellenlänge gemäß einer Position, bei der der
optische Strahl hindurchgeht, ausgewählt werden. Zusätzlich gibt
es in diesem linearen optischen Filter keine Änderung in dem Einfallswinkel, selbst
wenn die Transmissionswellenlänge
verändert wird,
sodass es kaum irgendeine Polarisationsabhängigkeit gibt.
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Weiterhin
gibt es in diesen optischen Filtern, um die Hoch-Geschwindigkeitswellenlängenveränderung
zu realisieren, ein Bedarf einen Hochgeschwindigkeits-Antriebsmechanismus
bereitzustellen. In dieser Hinsicht weist der Rotationsmechanismus
im wesentlichen eine Hochgeschwindigkeitseigenschaft auf, aber das
rotierbare abstimmbare optische Filter benötigt eine Rotation einer Scheibenplatte,
sodass es schwierig ist, eine Balance in einer Rotation zu realisieren,
sodass die Rotationsgeschwindigkeit stark begrenzt ist.
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Auf
der anderen Seite gibt es in dem Fall des linearen optischen Filters,
einen Bedarf für
einen Hochgeschwindigkeits-Schnellhinundherfahr-Bewegungsmechanismus mit einer großen Amplitude,
um eine große
Wellenlängenveränderungsfähigkeit
zur gleichen Zeit zu realisieren. Dieses Erfordernis läuft quantitativ
auf die Beschleunigung von 4 × 104 m/s2 hinaus, zum
Beispiel in dem Fall des Realisierens der schnellen Hin- und Herbewegung
mit einer Amplitude von 10cm und einer Frequenz von 100 Hz, und
die Realisierung dieser Beschleunigung durch die aktuelle verfügbare Technologie
würde ein
gigantisches Antriebssystem erfordern.
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In
dem Wellenlängenmultiplexnetzwerksystem
ist es nun wichtig, eine Referenzwellenlängen-Lichtquelle mit Bezug
auf Referenzwellenlängengitter
zu stabilisieren, die auf absolute Wellenlängen kalibriert sind. Herkömmlich wurde
eine Distributed Feed-Back Laser Diode (DFB-LD) als die Referenzwellenlängenlichtquelle
vorgeschlagen, die in der Lage ist, eine Wellenlängen-steuerbare einmodige Oszillation
zu realisieren, und ein Verfahren, das einen wie in 1 gezeigten
Monochromator verwendet, wurde als ein Verfahren zum Stabilisieren der
Referenzwellenlänge
dieser DFB-LD vorgeschlagen.
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1 zeigt
einen herkömmlichen
Monochromator, in dem ein gewünschtes
Spektrum erhalten wird, mit einem Beugungsgitter 4 auf
einem Rotationsabschnitt von einer Lichtquelle in Form einer Photodiode
(PD) 1 durch einen Schlitz 2 und einen Spiegel 3,
und kollimierte Strahlen werden durch einen Spiegel 5,
einen Schlitz 6 und eine Linse 7 erhalten und
in eine optische Faser 9 ausgegeben. Der Monochromator
weist nämlich
eine Wellenlängenunterscheidungsfunktion
mit einer hohen absoluten Präzision
bzw. Genauigkeit auf, wobei das Referenzwellenlängenlicht durch Einstellen
des Monochromators auf die spezifizierte Wellenlänge und Steuern der Laseroszillationswellenlänge erhalten
werden kann, sodass die Intensität
des zu unterscheidenden Laserstrahls maximal wird.
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Jedoch
benötigt
die Vorrichtung zum Stabilisieren der Referenzwellenlänge unter
Verwendung des Monochromators, wie es in 1 gezeigt
ist, ein optisches System mit einem langen optischen Strahlpfad,
weil seine Wellenlängeunterscheidungsfunktion
die Wellenlängenabhängigkeit
von dem Beugungswinkel des Gitters verwendet, sodass die Vorrichtung
groß wird.
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Zusätzlich,
um die Wellenlängenstabilisierung
zu sichern, gibt es ein Bedürfnis
das optische System mechanisch stark bzw. stabil zu machen, und aufgrund
dessen ist es notwendig einen Rahmen mit sehr hoher Steifheit bereitzustellen.
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Weiterhin
wird zu einer Zeit des Steuerns der Oszillationswellenlänge gewöhnlich eine
Differenz zwischen zwei Wellenlängen
aufgenommen und ein Feedback bereitgestellt, sodass diese Differenz
annulliert wird, aber es ist schwierig die Differenz zwischen zwei
Spitzen des Spektrums aufzunehmen, sodass die Oszillationswellenlänge gewöhnlich bei einer
niedrigen Frequenz (5 bis 10 KHz) nahe der spezifizierten Wellenlänge moduliert
wird. Jedoch wird dieser Modulation eine Intensitätsmodulationskomponente übergelagert
und diese Intensitätsmodulation
kann einige Probleme aufgrund von Rauschen zu einer Zeit einer Taktgewinnung
oder ähnlichem
in dem Transmissionssystem hervorgerufen.
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Es
ist zu erwähnen,
dass durch Rotieren des Beugungsgitters bei hoher Geschwindigkeit
in dem oben beschriebenen Monochromator es möglich ist eine abtastservo-artige
Wellenlängen-Kontroll-
bzw. Steuervorrichtung zu konstruieren, zum Erzeugen von guten kontinuierlichen
monochromatischen Lichtern ohne Wellenlängenmodulation, aber solch
eine Vorrichtung weist ein Problem dadurch auf, dass der Abtastservo
nicht richtig funktionieren kann, da eine Grenze in dem Kleinermachen
der Abtastperiode auftritt, weil das Beugungsgitter anders als in
dem Fall der Scheibe, mit einer starken Begrenzung der Anzahl von
Rotationen in Zusammenhang steht.
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Des
weiteren wurde der Beugungsgittermonochromator allgemein zu dem
Zweck eines Ausführens
der Wellenlängenspektrumsanalyse
verwendet, die die grundlegende Technik der optischen Messung darstellt.
In diesem Fall wird die spezifische Wellenlänge durch Beugen nur einer
Wellenlänge
unterschieden, die die Bragg-Bedingung erfüllt, und die zu unterscheidende
Wellenlänge
wird durch Rotieren des Beugungsgitters ausgewählt. Hier wird eine Übereinstimmung
zwischen der Wellenlänge
und dem Rotationswinkel eindeutig definiert, sodass die hohe Präzisionsmessung
durch akkurates Steuern des Rotationswinkels möglich wird. Jedoch verlangt dies
einen langen optischen Strahlpfad, um die hohe Auflösung zu
erhalten, und deshalb ist es schwierig ein Modul zu bilden, das
passend für
eine Einbeziehung in ein System ist, sodass seine Anwendbarkeit begrenzt
wurde.
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Die
herkömmliche
optische Paketerzeugungsvorrichtung erzeugt nun optische Pakete
unter Verwendung eines Wellenlängenschalters
basierend auf einem AOTF, (Akoustooptischen abstimmbares Filter).
Es sei bemerkt, dass sich in der vorliegenden Beschreibung durchgehend
die optischen Pakete auf eine Zeitfolge von monochromatischen Pulslichtern mit
Wellenlängen
beziehen, die sich durch ein konstantes Zeitintervall unterscheiden.
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Dieses
AOTF arbeitet, wie ein Schmalbandbreiten-Wellenlängenauswahlschalter durch Verwenden
von oberflächenelastischen
Wellen auf einem elektrooptischen Kristall (wie zum Beispiel LiNbO3) als Beugungsgitter und ist in der Lage
eine Wellenlänge
bei hoher Geschwindigkeit umzuschalten. Die Umschaltgeschwindigkeit
ist bis zu 10 μs
schnell oder weniger, weil es sich um elektrisches Umschalten handelt.
Zum Beispiel wurde gezeigt, dass Umschalten von 1560 nm auf 1552
nm in 6 μs
möglich
ist durch Optimieren des Steuersystems des AOTF (siehe M. Misono
et al., "High-speed
wavelength switching and stabilization of an acoustooptic tunable
filter for WDM network in broadcasting stations", IEEE Photonics Technol. Lett., Vol.
4, Seiten 572-574, 1996; und H. Hermann et al., "Low-Loss Tunable Integrated Acoustooptical
Wavelength Filter in LiNbO3 with Strong
Sidelobe Suppression",
IEEE Photonics Technology Letters, Vol. 10, No. 1, Seiten 120-122, Januar
1998).
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Die
Wellenlängenauswahlfunktion
des AOTF verwendet die Wellenlängenabhängigkeit
von dem Beugungsgitter. Aus diesem Grund ergibt sich eine Grenze
für eine
Wellenlänge,
bei der das gebeugte Licht wieder in die optische Faser gekoppelt
werden kann, sodass die betriebsfähige Wellenlängenbandbreite
begrenzt wird. Dieser Bereich ist aktuell ungefähr 10 nm.
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Auf
der anderen Seite benötigt
das Netzwerksystem mit einem großen Umfang, das ein CATV Übertragungssystem
oder ähnliches
enthält, ein
Zuführen
von optischen Paketen durch Umschalten von Wellenlängen über eine
weite Bandbreite. Die tatsächlich
benötigte
Wellenlängenbandbreite hängt von
dem individuellen System ab, aber über 100 nm ist im allgemeinen
erwünscht.
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Daher
war die Bandbreite des aktuell erhältlichen AOTF ungenügend für diesen
Zweck.
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WO-A-9641218
offenbart eine Wellenlängenunterscheidungsvorrichtung,
die ein scheibenförmiges
optisches Filter umfasst, dessen Mitteltransmissionswellenlänge entlang
einer Umfangsrichtung variiert. Die Einrichtung weist einen Drehmechanismus
bzw. Rotationsmechanismus auf, zum Rotieren des scheibenförmigen Filters.
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US-A-5046162
beschreibt ein scheibenförmiges
Filter, dessen Oberfläche
in drei Bereiche aufgeteilt ist, die roten, grünen und blauen Filtern zugeordnet
sind.
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Wellenlängenunterscheidungsvorrichtung
bereitgestellt, umfassend: ein scheibenförmiges optisches Filter mit
einer solchen Filtercharakteristik bzw. Filtereigenschaft, dass
eine Mitteltransmissionswellenlänge
entlang einer Umfangsrichtung variiert, welche in einem optischen
Strahlpfad kollimierter optischer Strahlen angeordnet ist und ein Drehmechanismus
zum Versetzen des scheibenförmigen
optischen Filters in Rotation synchron mit externen Signalen, dadurch
gekennzeichnet, dass das scheibenförmige optische Filter eine
Vielzahl von konzentrisch ausgebildeten nicht überlappenden Filterschichten
mit zueinander unterschiedlich Filtercharakteristika um eine Drehachse
angeordnet hat, welche lotrecht zu einer Ebene des scheibenförmigen optischen
Filters an einem Zentrum des scheibenförmigen optischen Filters ist,
wobei Filterschichten radial angrenzende kreisförmige Bahnen bzw. Spuren bilden,
und wobei die Vorrichtung ferner einen Spurführmechanismus umfasst, zur
Spurführsteuerung
der kollimierten optischen Strahlen in Bezug auf eine ausgewählte der
Vielzahl von Filterschichten, um die kollimierten Strahlen auf einer
ausgewählten
Spur zu halten.
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Andere
Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der
folgenden Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen
ersichtlich, in welchen:
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1 ein
schematisches Diagramm zeigt, das eine Konfiguration eines herkömmlichen
Monochromators zeigt;
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2 ein
Diagramm zeigt, das eine Grundkonfiguration einer Hochgeschwindigkeits-Wellenlängenunterscheidungsvorrichtung
zeigt, die zum Verständnis
der vorliegenden Erfindung nützlich
ist;
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3 ein
Blockdiagramm zeigt, das eine spezifische Konfiguration einer ersten
Hochgeschwindigkeits- Wellenlängenunterscheidungsvorrichtung
zeigt, die zum Verständnis
der vorliegenden Erfindung nützlich
ist;
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4A ein
Diagramm zeigt, das eine Zeiteinteilungs-Detektionsmarkierung zeigt, die auf
einem scheibenförmigen
optischen Filter in der ersten Hochgeschwindigkeits-Wellenlängenunterscheidungsvorrichtung
nach 3 bereitgestellt ist;
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4B ein
Zeiteinteilungsschaubild zeigt, das ein Verfahren der Startzeiteinteilungsdetektion gemäß der in 4A gezeigten
Zeiteinteilungs-Detektionsmarkierung
zeigt;
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5 ein
Blockdiagramm zeigt, das eine spezifische Konfiguration einer zweiten
Hochgeschwindigkeits-Wellenlängenunterscheidungsvorrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt;
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6 ein
Zeiteinteilungsschaubild zeigt, das Start-Zeiteinteilungssignale und Schwankungs-
bzw. Wobble- bzw. Wackelsignale zeigt, die in der Hochgeschwindigkeits-Wellenlängenunterscheidungsvorrichtung
nach 5 benutzt werden.
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2 zeigt
eine Grundkonfiguration der Hochgeschwindigkeits-Wellenlängenunterscheidungsvorrichtung,
die ein scheibenförmiges
optisches Filter 12 mit solch einer Filtereigenschaft umfasst,
dass die Mitteltransmissionswellenlänge entlang einer Umfangsrichtung
variiert, die auf einem optischen Strahlpfad 11 von kolliminierten
Lichtern positioniert ist, sowie einen variablen Rotationsmechanismus 13 zum
Rotieren des optischen Filters 12 bei einer hohen Geschwindigkeit
synchron mit externen Signalen. In dieser Vorrichtung ist ein Scheibenrotationsmechanismus
für den
variablen Rotationsmechanismus 13 angepasst, um die mechanische Begrenzung
der maximalen Anzahl von Rotationen zu eliminieren.
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Es
ist zu erwähnen,
dass in 2 das scheibenförmige optische
Filter 12 so angeordnet ist, dass es sich leicht von einer
Richtung rechtwinklig zu einer optischen Achse des optischen Strahlpfads 11 neigt (eine
vertikale Richtung der optischen Achse), aber das Filter ist nicht
notwendigerweise auf diese Anordnung begrenzt, und es ist möglich, dass
scheibenförmige
optische Filter 12 entlang der Richtung rechtwinklig zu
der optischen Achse (die vertikale Richtung der optischen Achse)
anzuordnen. Wenn das scheibenförmige
optische Filter 12 so angeordnet ist, dass es leicht von
der vertikalen Richtung der optischen Achse, wie in 2 gezeigt,
angeordnet ist, entsteht ein Vorteil dadurch, dass ein einfallendes Licht
nicht direkt zurück
zu der Einfallsseite reflektiert werden wird. In solch einem Fall,
ist es bevorzugt, diese Neigung so einzustellen, dass es ungefähr mehrere
Radianten sind, hinsichtlich einer Beziehung mit der Filtereigenschaft.
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Es
ist zu erwähnen,
dass die Hochgeschwindigkeitsrotationen einer Scheibe schon von
dem optischen Scheiben- bzw. Plattengerät und dem Festplattengerät gezeigt
werden und ungefähr
7000 Umdrehungen pro Minute (117 Hz) werden aktuell in der Praxis
erreicht. Des weiteren weist, anders als bei den existierenden Plattengeräten, die
einer Begrenzung aufgrund einer Speicherkapazität ausgesetzt sind, das optische
Filter 12 der Vorrichtung im wesentlichen keine Begrenzung
eines Scheibendurchmessers auf, sodass es auch möglich ist, weiterhin die Bedingungen
zum Realisieren von Hochgeschwindigkeitsrotationen zu verfolgen.
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Das
scheibenförmige
optische Filter 12 umfasst ein Substrat 14 in
einer Form einer Quarzscheibe und eine Filterschicht 15 mit
entlang einer Umfangsrichtung variierenden Mitteltransmissionswellenlängen, die
auf dem Substrat 14 bereitgestellt wird, um die Wellenlängenunterscheidung
zu realisieren. Die Filterschicht 15 wird durch die gewöhnliche
dielektrische Mehrlagenschicht gebildet. Der Wellenlängenunterscheidungsbereich
und die Bandbreite werden durch die Konfiguration dieser Filterschicht 15 bestimmt.
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Hier
wird Quarz für
das Substrat 14 benützt, auf
dem die Filterschicht 15 zu bilden ist, aufgrund seiner
hohen Transparenz, seiner hohen Verlässlichkeit bezüglich Hochgeschwindigkeitsrotationen
basierend auf seiner hohen mechanischen Stärke und seiner exzellenten
Stabilität
gegenüber
Temperatur. Einer Scheibenoberfläche
des Substrats 14, die der variablen Rotationsmechanismus-13-Seite
gegenüberliegt,
das heißt
auf der entgegensetzten Seite der Filterschicht 15, wird
eine weite Bandbreiten-Antireflektions-Beschichtung
angelegt.
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In 2 sind
Faserkollimatoren 18 jeder eine optische Faser 16 und
eine kollimierende Linse 17 umfassend, einander gegenüberstehend
angeordnet, und das scheibenförmige
optische Filter 12 wird in den optischen Strahlpfad 11 eingebracht,
der zwischen den Faserkollimatoren 18 gebildet ist, sodass
Lichter durch das scheibenförmige
optische Filter 12 hindurchgehen.
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Es
gibt auch Bedarf den Strahldurchmesser genügend klein zu machen, sodass
die Filtereigenschaft nicht abnimmt, aber der gewöhnlich kollimierte Strahl
einen Strahldurchmesser von 300 μm
aufweist, der genügend
klein ist bezüglich
einer Scheibe von 2,5 Inch- bzw. Zoll-Durchmesser, sodass diese Bedingung
erfüllt
werden kann. Auch mit diesem Strahldurchmesser ist es möglich den
optischen Strahl durch ungefähr
60 mm Raum unter der Bedingung des Koppelverlustes von 0.5 dB oder
weniger zu propagieren, sodass es ausreicht, die in 2 gezeigte
Konfiguration zu realisieren.
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Unter
Verwendung des in 2 gezeigten scheibenförmigen optischen
Filters 12 ist es möglich eine
Wellenlängenunterscheidungsvorrichtung
zu realisieren, in der die Mitteltransmissionswellenlänge kontinuierlich über eine
weite Bandbreite variiert. Insbesondere durch Bilden der Filterschicht 15,
sodass die Mitteltransmissionswellenlänge linear entlang der Umfangsrichtung
variiert, ist es möglich,
die Wellenlängenunterscheidung
synchron mit einer Zeiteinteilung bzw. Taktung zu realisieren, die
von einem System mit willkürlicher
Mittelwellenlängenvariationsrate verlangt
wird, unter Verwendung der Steuerung einer Anzahl von Rotationen
und der herkömmlichen
elektrischen Synchronisierungstechnik.
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Zum
Beispiel könnte
dann, wenn mehrere optische Strahlen mit kontinuierlichen Wellenlängen, die
bei gleichen Wellenlängenintervallen
angeordnet sind, auf diese Wellenlängenunterscheidungsvorrichtung
einfallen, die einfallenden Lichter in Ausgabelichter in Form einer
Folge von Pulslichtern angeordnet mit gleichen Intervallen auf einer
Zeitachse umgesetzt werden. Dies läuft auf die Umsetzung zwischen
der Wellenlängenachse
und der Zeitachse heraus, sodass es möglich wird, die Messung von
absoluten Wellenlängen
auf der Zeitachse zu realisieren, vorausgesetzt, dass absolute Wellenlängen entsprechend
der mehreren Wellenlängen
der einfallenden Lichter kalibriert werden.
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Nun
werden zwei spezifische Konfigurationen einer Hochgeschwindigkeits-Wellenlängenunterscheidungsvorrichtung
beschrieben.
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3 zeigt
eine Konfiguration einer ersten Hochgeschwindigkeits-Wellenlängenunterscheidungsvorrichtung,
die nicht gemäß der vorliegenden Erfindung
ausgebildet ist, aber die nützlich
zum Verständnis
derselben ist, und die ein scheibenförmiges optisches Filter 12 umfasst,
das aus einer Quarzscheibe 14 und aus einer Filterschicht
gebildet wird, die in einen optischen Strahlpfad 11 platziert
wird, sowie einen mit dem scheibenförmigen optischen Filter 12 verbundenen
variablen Rotationsmechanismus 13, eine Rotationssteuereinheit 19 zum
Steuern des variablen Rotationsmechanismus 13 gemäß einer Synchronisierungssignaleingabe 27,
Faserkollimatoren 18, wobei jeder durch eine optische Faser 16 und eine
kollimierende Linse 17 gebildet wird zwischen denen der
optische Strahlpfad 11 gebildet wird, ferner einen WDM
(Wellenlängenmultiplexen) – Koppler 20 zum
Koppeln eines Eingabetaktsignallichts 26 und eines Eingabesignallichts 25 in
eine Eingangsseite des Faserkollimators 18 und zum Auskoppeln
eines Ausgabesignallichts 25 und eines Ausgabetaktsignallichts 26 aus
einer Ausgangsseite des Faserkollimators 18, einen Splitter
bzw. Verteiler 21 zum Verteilen des Ausgabesignallichts 25,
Fotodetektoren (PD) 22 zum Umsetzen des Ausgabetaktsignallichts 26 von
dem WDM-Koppler 20 und
dem Ausgabesignallicht 25 von dem Splitter 21 in
elektrische Signale und ein Synchronoskop 23, das elektrische
Signale von den Fotodioden 22 mit einem von dem Ausgabetaktsignallicht 26 erhaltenen
Triggersignal 28 empfängt,
und Spiegel 31 zum Bilden des optischen Strahlpfads 11,
der durch das scheibenförmige
optische Filter 12 von seiner Oberseite zu seiner Unterseite
hindurch geht.
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In
der Konfiguration nach 3 weist das scheibenförmige optische
Filter 12 die Mitteltransmissionswellenlängen auf,
die linear entlang der Umfangsrichtung so variieren, dass die Wellenlängenachse
direkt in die Zeitachse umgesetzt werden kann, unter der Bedingung
konstanter Rotationen, die durch den Phasenvergleich unter Verwendung
einer Ausgabe eines Rotationskodierers oder ähnlichem realisiert werden
können,
wobei er die Anzahl von Rotationen und eine Master-Zeitgeber oder ähnliches überwacht.
Folglich wird die Hochgeschwindigkeits-Wellenlängenunterscheidung ermöglicht durch
Bereitstellen des Master-Zeitgebers und Synchronisieren des Rotationssystems
und des Messsystems (Fotodioden 22 und des Synchroskop 23) mit
dem Master-Zeitgeber. Die Zeitachse wird sofort in die Wellenlängenachse
umgesetzt gemäß einer Mittelwellenlängenverschiebung
pro Rotationswinkeleinheit, die vorher in einem stationären System gemessen
wurde.
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Hier
ist die Detektion eines Taktens bzw. Zeiteinteilens eines Filterschichtstartabschnitts
das Schlüsselproblem
weil die Umsetzung der Wellenlängenachse
in die Zeitachse unmöglich
wird sofern nicht diese Zeiteinteilung detektiert wird. Um diese Zeiteinteilungsdetektion
möglich
zu machen, wird eine Zeiteinteilungsdetektionsmarkierung (Header) 30 an
die Startposition der Filterschicht 15 angebracht, wie
in 4A gezeigt, sodass die Startzeiteinteilung durch
Detektieren einer Zeiteinteilung detektiert werden kann, bei welcher
der kollimierte Strahl durch diesen Header 30 hindurchgeht,
wie in 4B gekennzeichnet.
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In
der Konfiguration nach 3 wird das Taktsignallicht 26,
mit einer Wellenlänge
unterschiedlich von der des Signallichtes 25, an der Eingangsseite
des WDM-Kopplers 20 eingegeben und wird an der Ausgangsseite
des WDM-Kopplers 20 extrahiert nachdem es durch das Filter
hindurch gegangen ist, sodass die Zeiteinteilungsextrahierung ohne
ein Beeinflussen des Signallichts 25 realisiert werden
kann.
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Es
ist zu erwähnen,
dass in der Konfiguration nach 3 eine kompakte
Konfiguration durch Anpassen eines kollimierenden Systems realisiert
wird, in welchem die optische Achse durch die Spiegel 31 verändert wird.
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5 zeigt
eine Konfiguration einer Hochgeschwindigkeits-Wellenunterscheidungsvorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung, die dem Fall entspricht, indem die Wellenlängenunterscheidung durch Ändern der
Filtereigenschaft realisiert wird, wie zum Beispiel einer Bandbreite
und dem Wellenlängenbereich.
Es ist möglich
diese durch Austauschen der Scheiben zu realisieren, aber die Konfiguration nach 5 ist
praktisch ziemlich nützlich,
weil sie es ermöglicht,
die Funktion des optischen Spektrumsanalysators zu realisieren,
zum Realisieren einer Messung, während
die Auflösung
verändert
wird.
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In
der Konfiguration nach 5 weist das scheibenförmige optische
Filter 12 eine erste Filterschicht 15A und eine
zweite Filterschicht 15B auf, die zueinander unterschiedlich
sind und konzentrisch auf dem Substrat angeordnet sind.
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Als
ein Mechanismus zum Auswählen
einer dieser zwei Filterschichten kann der in der herkömmlichen
optischen Scheibe benutzte Spur- und Servomechanismus verwendet
werden. Der Such- und Spurbetrieb wird nämlich durch ein Spursteuerantriebssystem 41 ausgeführt, das
in einer radialen Richtung steuerbar ist, zu welchem die Faserkollimatoren 18 ähnlich zu
denen der Konfiguration nach 3, angebracht
sind. Um die Spur zu halten, kann die herkömmlich bekannte Abtast- und
Servotechnik verwendet werden. Dadurch ist es möglich, die Spurführung ohne
ein Anbringen einer Spurführungskerbe
auf der Filterschicht zu realisieren, sodass es möglich ist,
die Verschlechterung der Wellenlängenunterscheidungseigenschaft
zu verhindern.
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Auch
wird in der Konfiguration nach 5 das scheibenförmige optische
Filter 12 mit vier Spursteuer-Schwankungsmarkierungen 42 bereitgestellt. Hier
ist die Spurbreite von mehreren zehn Mikrometern ausreichend und
die Hochgeschwindigkeitssteuerung des Antriebssystems ist unnötig. Wenn
ein Spur- und Taktsteuerlicht 43 an der Eingangsseite des
WDM-Kopplers 20 eingegeben wird, weist das Spur- und Taktsignal 44 von
der Ausgangsseite des WDM-Kopplers 20 eine
in 6 gezeigte beispielhafte Wellenform auf, die Startzeiteinteilungssignale 45 bzw.
Starttaktsignale aufgrund der Zeiteinteilungs-Detektionsmarkierung 30 und
Schwankungssignale 46 aufgrund der Spursteuerungsschwankungsmarkierungen 42 enthält.
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Wie
beschrieben, ist es gemäß der vorliegenden
Erfindung möglich
die Hochgeschwindigkeits-Wellenlängenunterscheidung
durch eine sehr einfache Konfiguration zu realisieren. Dieser Wellenlängenunterscheidungsmechanismus
kann beim beträchtlichen
Verringern der Größe und Kosten
des herkömmlichen
optischen Spektrumsanalysators oder beim Realisieren von einer Unterscheidung
von Wellenlängenmultiplexlichtern
synchronisiert mit einem System verwendet werden.
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Es
ist auch zu erwähnen,
dass neben dem oben bereits genannten viele Modifikationen und Variationen
der oberen Ausführungsformen
durchgeführt
werden können
ohne die neuen und vorteilhaften Merkmale der vorliegenden Erfindung
zu verlassen. Dem gemäß sind alle
solche Modifikationen und Variationen beabsichtigt, innerhalb des
Umfangs der anhängenden
Ansprüche
enthalten zu sein.