WO1999041629A1 - Device for superimposing optical signals with different wavelengths - Google Patents

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WO1999041629A1
WO1999041629A1 PCT/DE1999/000429 DE9900429W WO9941629A1 WO 1999041629 A1 WO1999041629 A1 WO 1999041629A1 DE 9900429 W DE9900429 W DE 9900429W WO 9941629 A1 WO9941629 A1 WO 9941629A1
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light guide
input
input light
output
guide unit
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PCT/DE1999/000429
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French (fr)
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Georges Przyrembel
Berndt Kuhlow
Original Assignee
HEINRICH-HERTZ-INSTITUT FüR NACHRICHTENTECHNIK BERLIN GMBH
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B6/12007—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind forming wavelength selective elements, e.g. multiplexer, demultiplexer
    • G02B6/12009—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind forming wavelength selective elements, e.g. multiplexer, demultiplexer comprising arrayed waveguide grating [AWG] devices, i.e. with a phased array of waveguides
    • G02B6/12011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind forming wavelength selective elements, e.g. multiplexer, demultiplexer comprising arrayed waveguide grating [AWG] devices, i.e. with a phased array of waveguides characterised by the arrayed waveguides, e.g. comprising a filled groove in the array section

Definitions

  • the invention relates to a device for superimposing optical signals with different wavelengths with an input free-beam coupler and an output free-beam coupler, the free-beam areas of which are connected to one another via an optical fiber grating, with a first input optical fiber unit, which is connected to the input free-beam coupler, with at least one further input optical fiber unit, wherein at least one wavelength can be guided in each input light guide unit, with an output light guide unit having a number of output light guides, the at least one further input light guide unit opening into the free beam area of the input free beam coupler and opening areas of the input light guide units in the free beam area of the input free beam coupler so arranged and dimensioned relative to the output light guides are that each output light guide with at least two optical signals with different Chen wavelengths can be applied.
  • Such a device is from the article "Novel muitichannel 1 .3 ⁇ m / 1 .55 ⁇ m AWG multiplexer / demultipiexer for WDM-PONs" by G. Przyrembel, B. Kuhlow, E. Pawlowski et al., Published in ELECTRONICS LETTERS Vol. 34 No . 3 of February 5, 1,998.
  • This device has an input free beam coupler and an output free beam coupler, the free beam areas of which are connected to one another via an optical fiber grating.
  • input light guides of a first input light guide unit are each acted upon with optical signals each having a specific wavelength and open into the free beam area of the Free entry coupler.
  • Input light guides of a further second input light guide unit are each fed with optical signals with the same wavelength, that is to say so-called broadcast signals at a broadcast wavelength, and open into the free beam area of the input free beam coupler at a distance from the input light guides of the first input light guide unit.
  • the mouth areas of the input light guides of the input light guide units are arranged and dimensioned with respect to output light guides of an output light guide unit connected to the output free-beam coupler so that each output light guide receives a superposition of optical signals with one of the specific wavelengths and the broadcast signals at the broadcast wavelength.
  • the previously known device can implement multiplex and de-multiplex functions, it has the disadvantage that optical signals with specific wavelengths superimposed in a wavelength division multiplex scheme have to be separated externally before being fed into the first input light guide unit.
  • the invention has for its object to develop a device of the type mentioned in such a way that, for example, to carry out a demultiplexing function, optical signals with specific wavelengths superimposed in a wavelength division multiplexing scheme can be fed directly, without the need for further frequency-selective components.
  • the first input light guide unit has at least one input light guide, the opening area of the or each input light guide of the first input light guide unit being arranged and dimensioned in the free beam area of the input free beam coupler such that one of at least two in the relevant input Waveguide guided wavelength applied to an associated output light guide.
  • the or each input light guide of the first input light guide unit which can be acted upon by optical signals with specific wavelengths superimposed in a wavelength division multiplexing scheme, is arranged and dimensioned with respect to the output light guides such that one of at least two specific ones guided in the relevant input light guide Wavelengths each applied to an output light guide, the separation of the optical signals superimposed in a wavelength division multiplexing scheme is carried out directly by means of the arrangement of input free beam coupler, light guide grating and output free beam coupler without further dispersive components.
  • the light guide grating for operation in relatively high diffraction orders with, for example, approximately 10 to approximately 150.
  • the or each input optical fiber of the first input optical fiber unit and the or each input optical fiber of the or each additional input optical fiber unit are arranged in such a way that the output optical fibers are connected with in different orders of the diffraction wavelengths diffracted from the first input light guide unit and the or each further input light guide unit are applied.
  • the difference between the orders is typically between 1 and 10, in some cases even higher.
  • the or at least one further input light guide unit is designed with a single input light guide that widens hyperbolically in the direction of the mouth area into the free beam area, so that an essentially rectangular intensity distribution of the optical signals fed into the input light guide of the or at least one further input light guide unit is in the mouth area of the output light guide is reproducible.
  • the input light guides of the input light guide units, the output light guides of the output light guide unit and phase shifting light guides of the light guide grating are designed as planar waveguides and the free beam areas as two-dimensional waveguide layers.
  • FIG. 1 shows a schematic illustration of an exemplary embodiment of the invention with a first input light guide unit having a single input light guide and a further second input light guide unit formed from a plurality of input light guides and
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a further exemplary embodiment of the invention with a first input light guide having a plurality of input light guides. unit and a further expanded second input light guide unit having a single expanded input light guide.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an embodiment of an inventive device for superimposing optical signals with different wavelengths, which has an input free-beam coupler 1.
  • a single input light guide 4 of a first input light guide unit 5 is connected to a convex curved coupling side 3 that delimits an input free beam area 2 as the free beam area of the input free beam coupler 1, the output-side end of a single input light guide 4 of a first input light guide unit 5, the output-side end in a first mouth area into the input free beam area 2 flows.
  • a further second input light guide unit 14 are connected to the input side 3 at a distance from the input light guide unit 5 with their output ends, so that whose ends on the output side in a second mouth area open into the entrance free jet area 2.
  • the input light guide units 5, 14 are thus arranged at a distance from one another, the optical position of a central wavelength being between the mouth regions.
  • phase shifting light guides 1 6 of a light guide grid 1 7 formed with a so-called arrayed waveguide grating (AWG) structure are connected to a convex, circularly curved coupling-out side 1 5 of the input free beam coupler 1, which delimits the free entry area 2.
  • the phase shift light guides 1 6 are of different lengths, the length difference between adjacent phase shift light guides 1 6 being constant and corresponding to the central wavelength multiplied by a grating order for this central wavelength. 6
  • phase shift light guides 1 6 shown in very shortened form in FIG. 1 are connected to a convex circular coupling side 18 of an output free beam coupler 19 and open into its output free beam area 20 as a free beam area.
  • the input free beam coupler 1, the input light guides 4, 6 to 1 3 of the input light guide units 5, 14, the phase shifting light guides 1 6 of the light guide grid 17, the output free beam coupler 1 9 and the output light guides 22 to 29 of the output light guide unit 30 are preferably implemented in planar waveguide technology as planar waveguides or waveguide layers .
  • the input light guides 4 of the first input light guide unit 5 and the input light guides 6 to 13 of the second input light guide unit 1 4 are arranged and dimensioned with their mouth areas on the entrance free beam area 2 such that each output light guide 22 to 29 of the output light guide unit 30 with at least two optical signals with different wavelengths is acted upon.
  • optical signals are fed to the input light guide 4 of the first input light guide unit 5, which have different specific wavelengths superimposed in a wavelength division multiplexing scheme, which are each to be supplied to an output light guide 22 to 29.
  • Optical signals of a single wavelength, the so-called broadcast signals to be distributed to all the output optical fibers 22 to 29, are inserted into the input optical fibers 6 of the second input optical fiber unit 14 at the so-called broadcast wavelength, which can be fed, for example, via a coupling light guide to a star coupler (not shown in FIG. 1) and can be distributed via this to the input light guides 6 to 13 of the second input light guide unit 14.
  • each output light guide 22 to 29 has optical signals fed to the input light guide 4 of the first input light guide unit 5 broadcast signals fed to a specific wavelength and to the second input optical fiber unit 14 are fed in at the broadcast wavelength.
  • the positions of the output optical fibers 22 to 29 of the output optical fiber unit 30 are given for the given position of the input optical fiber 4 of the first input optical fiber unit 5 according to the following basic positioning equation:
  • ⁇ « ⁇ - ⁇ ⁇ ⁇ ( _ ⁇ c [1 + J_ ⁇ £
  • the positions of the input light guides 6 to 1 3 of the second input light guide unit 1 4 are calculated for given positions of the output light guides 22 to 29.
  • the intermediate angles between adjacent input light guides 6 to 1 3 of the second input light guide unit 1 4 correspond to the intermediate angles between adjacent output light guides 22 to 29.
  • the input light guides 6 to 1 3 of the second input light guide unit 1 4 are arranged with respect to the output light guides 22 to 29 such that each input light guide 6 to 13 of the second input light guide unit 14 is fed with optical signals, each with one An additional optical wavelength can be fed as a carrier to an output light guide 22 to 29, which overlap with the broadcast wavelength fed into all input light guides 6 to 1 3 of the second input light guide unit 14.
  • the intermediate angles between adjacent output light guides 22 to 29 and intermediate angles between associated adjacent input light guides 6 to 1 3 of the second input light guide unit 14 are also set up according to the positioning equation given above.
  • Mouth areas of the input light guide 6 to 1 3 guiding the broadcast wavelength of the second input light guide unit 14 In the so-called multimode interference technology, according to which the mouth areas are widened, so that, due to the imaging properties of the phased-array spectrograph formed by the input free-beam coupler 1, the optical fiber grating 17 and the output free-beam coupler 19, all the output optical fibers 22 to 29 be applied uniformly with an essentially rectangular intensity profile. Due to the broader intensity profile, the wavelength tolerance is significantly increased.
  • FIG. 2 shows a schematic illustration of a further exemplary embodiment of a device according to the invention for superimposing optical signals with different wavelengths, components corresponding to those in the exemplary embodiments according to FIGS. 1 and 2 being given the same reference numerals and not further described in the following are explained.
  • a plurality of input light guides 35, 36, 37 of a first input light guide unit 38 from the coupling-in side 3 are provided, which are arranged and dimensioned with respect to the output light guides 22 to 29 in such a way that one Apply optical fibers fed to input light guides 35, 36, 37 with a plurality of specific wavelengths superimposed in a wavelength division multiplexing scheme as carriers and output light guides 22 to 29 assigned to each with a specific wavelength.
  • the exemplary embodiment according to FIG. 2 has a further second input light guide unit 39, which has a single input light guide 40 that widens hyperbolically in the direction of the input free beam area 2.
  • the mouth area is widened to such an extent that all output light guides 22 to 29 are exposed to an essentially rectangular intensity profile of one or more spectrally relatively closely spaced broadcast wavelengths coupled into the second input light guides 39.
  • At least two specific wavelengths with at least one broadcast wavelength can be superimposed in output light guides 22 to 29.

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Abstract

The invention relates to a device for superimposing optical signals with different wavelengths. An input free beam coupler (1) and an output free beam coupler (19) are provided, an optical fibre grating (19) being situated between them. Each input optical fibre (4) of a first input optical fibre unit (5) is positioned and dimensioned in such a way in relation to the output optical fibres (22 to 29) that each output optical fibre (22 to 29) is subjected to the action of optical signals with one of several specific wavelengths superimposed in a wavelength multiplexing scheme in a first input optical fibre unit (5). Each input optical fibre (6 to 13) of at least one other input optical fibre unit (14) is positioned and dimensioned in such a way in relation to the output optical fibres (22 to 29) that the output optical fibres (22 to 29) are subjected to the action of at least one wavelength injected into this or any other input optical fibre unit (14). The inventive device therefore enables the distribution of the wavelengths superimposed in the first input optical fibre unit (5) over the output optical fibres (22 to 29) for performing a demultiplexing function, and the distribution of the at least one wavelength guided in the other input optical fibre unit (14) over the output optical fibres (22 to 29) for performing an imaging function.

Description

Vorrichtung zum Überlagern optischer Signale mit unterschiedlichen Wellenlängen Device for superimposing optical signals with different wavelengths
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Überlagern optischer Signale mit unterschiedlichen Wellenlängen mit einem Eiπgangs- freistrahlkoppier und einem Ausgangsfreistrahlkoppler, deren Freistrahlbereiche über ein Lichtleitergitter miteinander verbunden sind, mit einer ersten Eingangslichtleitereinheit, die an den Ein- gangsfreistrahlkoppier angeschlossen ist, mit wenigstens einer weiteren Eingangslichtleitereinheit, wobei in jeder Eingangslicht- leitereinheit wenigstens eine Wellenlänge führbar ist, mit einer eine Anzahl von Ausgangslichtleitern aufweisenden Ausgangslichtleitereinheit, wobei die wenigstens eine weitere Eingangslichtleitereinheit in den Freistrahlbereich des Eingangsfreistrahlkopplers mündet und Mündungsbereiche der Eingangslichtleitereinheiten in den Freistrahlbereich des Eingangsfreistrahlkopplers relativ zu den Ausgangslichtleitern so angeordnet und dimensioniert sind, daß jeder Ausgangslichtleiter mit wenigstens zwei optischen Signalen mit unterschiedlichen Wellenlängen beaufschlagbar ist.The invention relates to a device for superimposing optical signals with different wavelengths with an input free-beam coupler and an output free-beam coupler, the free-beam areas of which are connected to one another via an optical fiber grating, with a first input optical fiber unit, which is connected to the input free-beam coupler, with at least one further input optical fiber unit, wherein at least one wavelength can be guided in each input light guide unit, with an output light guide unit having a number of output light guides, the at least one further input light guide unit opening into the free beam area of the input free beam coupler and opening areas of the input light guide units in the free beam area of the input free beam coupler so arranged and dimensioned relative to the output light guides are that each output light guide with at least two optical signals with different Chen wavelengths can be applied.
Eine derartige Vorrichtung ist aus dem Artikel "Novel muitichannel 1 .3μm / 1 .55μm AWG multiplexer / demultipiexer for WDM-PONs" von G. Przyrembel, B. Kuhlow, E. Pawlowski et al., erschienen in ELECTRONICS LETTERS Vol. 34 No. 3 vom 5. Februar 1 998 bekannt. Diese Vorrichtung verfügt über einen Eingangsfreistrahl- koppler und einen Ausgangsfreistrahlkoppler, deren Freistrahlbereiche über ein Lichtleitergitter miteinander verbunden sind. Eingangslichtleiter einer ersten Eingangslichtleitereinheit werden in einer Abbiidungsfunktion oder sogenannten NxN-Betriebsweise jeweils mit optischen Signalen mit jeweils einer spezifischen Weilenlänge beaufschlagt und münden in den Freistrahlbereich des Eingangsfreistrahlkopplers. Eingangslichtleiter einer weiteren zweiten Eingangslichtleitereinheit werden jeweils mit optischen Signalen mit jeweils gleicher Wellenlänge, das heißt sogenannten Broadcast-Signalen bei einer Broadcast-Wellenlänge, gespeist und münden in einem Abstand von den Eingangslichtleitern der ersten Eingangslichtleitereinheit in den Freistrahlbereich des Eingangsfreistrahlkopplers. Die Mündungsbereiche der Eingangslichtleiter der Eingangslichtleitereinheiten sind dabei in bezug auf Ausgangslichtleiter einer an den Ausgangsfreistrahlkoppler angeschlossenen Ausgangslichtleitereinheit so angeordnet und dimensioniert, daß jeder Ausgangslichtleiter eine Überlagerung optischer Signale mit einer der spezifischen Wellenlängen und der Broadcast-Signale bei der Broadcast-Wellenlänge empfängt.Such a device is from the article "Novel muitichannel 1 .3μm / 1 .55μm AWG multiplexer / demultipiexer for WDM-PONs" by G. Przyrembel, B. Kuhlow, E. Pawlowski et al., Published in ELECTRONICS LETTERS Vol. 34 No . 3 of February 5, 1,998. This device has an input free beam coupler and an output free beam coupler, the free beam areas of which are connected to one another via an optical fiber grating. In a imaging function or so-called NxN mode of operation, input light guides of a first input light guide unit are each acted upon with optical signals each having a specific wavelength and open into the free beam area of the Free entry coupler. Input light guides of a further second input light guide unit are each fed with optical signals with the same wavelength, that is to say so-called broadcast signals at a broadcast wavelength, and open into the free beam area of the input free beam coupler at a distance from the input light guides of the first input light guide unit. The mouth areas of the input light guides of the input light guide units are arranged and dimensioned with respect to output light guides of an output light guide unit connected to the output free-beam coupler so that each output light guide receives a superposition of optical signals with one of the specific wavelengths and the broadcast signals at the broadcast wavelength.
Mit der vorbekannten Vorrichtung sind zwar Multiplex- und De- multiplex-Funktionen realisierbar, allerdings weist sie den Nachteil auf, daß in einem Wellenlängenmultiplexschema überlagerte optische Signale mit spezifischen Wellenlängen vor Einspeisen in die erste Eingangslichtleitereinheit extern getrennt werden müssen.Although the previously known device can implement multiplex and de-multiplex functions, it has the disadvantage that optical signals with specific wavelengths superimposed in a wavelength division multiplex scheme have to be separated externally before being fed into the first input light guide unit.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß beispielsweise zum Ausführen einer Demultiplex-Funktion optische Signale mit in einem Wellenlängenmultiplexschema überlagerten spezifischen Wellenlängen unmittelbar einspeisbar sind, ohne daß weitere frequenzselektive Bauelemente notwendig sind.The invention has for its object to develop a device of the type mentioned in such a way that, for example, to carry out a demultiplexing function, optical signals with specific wavelengths superimposed in a wavelength division multiplexing scheme can be fed directly, without the need for further frequency-selective components.
Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die erste Eingangslicht- leitereinheit über wenigstens einen Eingangslichtleiter verfügt, wobei der Mündungsbereich des oder jedes Eingangslichtleiters der ersten Eingangslichtleitereinheit in den Freistrahlbereich des Eingangsfreistrahlkopplers so angeordnet und dimensioniert ist, daß jeweils eine von wenigstens zwei in dem betreffenden Eingangs- lichtleiter geführte Wellenlänge einen zugeordneten Ausgangslichtleiter beaufschlagt.This object is achieved in a device of the type mentioned in the introduction in that the first input light guide unit has at least one input light guide, the opening area of the or each input light guide of the first input light guide unit being arranged and dimensioned in the free beam area of the input free beam coupler such that one of at least two in the relevant input Waveguide guided wavelength applied to an associated output light guide.
Dadurch, daß bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung der oder jeder Eingangslichtleiter der von optischen Signalen mit in einem Wellenlängenmultiplexschema überlagerten spezifischen Wellenlängen beaufschlagbaren ersten Eingangslichtleitereinheit in bezug auf die Ausgangslichtleiter so angeordnet und dimensioniert ist, daß jeweils eine von wenigstens zwei in dem betreffenden Ein- gangslichtleiter geführten spezifischen Wellenlängen jeweils einen Ausgangslichtleiter beaufschlagt, wird die Auftrennung der in einem Wellenlängenmultiplexschema überlagerten optischen Signale mittels der Anordnung aus Eingangsfreistrahlkoppler, Lichtleitergitter und Ausgangsfreistrahlkoppler ohne weitere dispersive Bauelemente unmittelbar durchgeführt.Characterized in that, in the device according to the invention, the or each input light guide of the first input light guide unit, which can be acted upon by optical signals with specific wavelengths superimposed in a wavelength division multiplexing scheme, is arranged and dimensioned with respect to the output light guides such that one of at least two specific ones guided in the relevant input light guide Wavelengths each applied to an output light guide, the separation of the optical signals superimposed in a wavelength division multiplexing scheme is carried out directly by means of the arrangement of input free beam coupler, light guide grating and output free beam coupler without further dispersive components.
Um auch spektral verhältnismäßig eng benachbarte spezifische Wellenlängen trennen zu können, ist es zweckmäßg, das Lichtleitergitter für einen Betrieb in verhältnismäßig hohen Beugungs- Ordnungen mit beispielsweise etwa 10 bis etwa 1 50 auszulegen.In order to also be able to separate spectrally relatively closely adjacent specific wavelengths, it is expedient to design the light guide grating for operation in relatively high diffraction orders with, for example, approximately 10 to approximately 150.
Um insbesondere auch spektral verhältnismäßig weit auseinanderliegende spezifische Wellenlängen und Broadcast-Wellenlängen auf den Ausgangsiichtleitern zu überlagern, ist es zweckmäßig, daß der oder jeder Eingangslichtleiter der ersten Eingangslichtleitereinheit und der oder jeder Eingangslichtleiter der oder jeder weiteren Eingangslichtleitereinheit so angeordnet sind, daß die Ausgangslichtleiter mit in unterschiedliche Ordnungen des Lichtleitergitters gebeugten Wellenlängen aus der ersten Eingangs- lichtleitereinheit und der oder jeder weiteren Eingangslichtleitereinheit beaufschlagt sind. Der Unterschied zwischen den Ordnungen liegt dabei typischerweise zwischen 1 und 10, im Einzelfall auch höher. Um Schwankungen in der Wellenlänge von Broadcast-Signalen aus zugleichen, ist es zweckmäßig, die Eingangslichtleiter der oder jeder weiteren Eingangslichtleitereinheit in ihrem Mündungsbereich in den Freistrahlbereich aufgeweitet vorzusehen.In order to superimpose, in particular, spectrally relatively far apart specific wavelengths and broadcast wavelengths on the output optical fibers, it is expedient that the or each input optical fiber of the first input optical fiber unit and the or each input optical fiber of the or each additional input optical fiber unit are arranged in such a way that the output optical fibers are connected with in different orders of the diffraction wavelengths diffracted from the first input light guide unit and the or each further input light guide unit are applied. The difference between the orders is typically between 1 and 10, in some cases even higher. In order to compensate for fluctuations in the wavelength of broadcast signals, it is expedient to provide the input light guides of the or each further input light guide unit widened in their mouth area into the free beam area.
In einem Ausführungsbeispiel ist die oder wenigstens eine weitere Eingangslichtleitereinheit mit einem einzelnen sich hyperbolisch in Richtung des Mündungsbereiches in den Freistrahlbereich erweiternden Eingangslichtleiter ausgebildet, so daß in den Mündungsbereich der Ausgangslichtleiter eine im wesentlichen rechteckförmige Intensitätsverteilung der den Eingangslichtleiter der oder wenigstens einer weiteren Eingangslichtleitereinheit eingespeisten optischen Signale abbildbar ist.In one embodiment, the or at least one further input light guide unit is designed with a single input light guide that widens hyperbolically in the direction of the mouth area into the free beam area, so that an essentially rectangular intensity distribution of the optical signals fed into the input light guide of the or at least one further input light guide unit is in the mouth area of the output light guide is reproducible.
Im Hinblick auf eine kompakte Bauform bis zweckmäßig, daß die Eingangslichtleiter der Eingangslichtleitereinheiten, die Ausgangslichtleiter der Ausgangslichtleitereinheit sowie Phasenschiebelicht- leiter des Lichtleitergitters als planare Wellenleiter und die Freistrahlbereiche als zweidimensionale Wellenleiterschichten aus- gebildet sind.With regard to a compact design, it is expedient that the input light guides of the input light guide units, the output light guides of the output light guide unit and phase shifting light guides of the light guide grating are designed as planar waveguides and the free beam areas as two-dimensional waveguide layers.
Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezug auf die Figuren der Zeichnung. Es zeigen:Further expedient refinements and advantages of the invention are the subject of the subclaims and the following description of exemplary embodiments with reference to the figures of the drawing. Show it:
Fig. 1 in einer schematischen Darstellung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einer einen einzigen Eingangslichtleiter aufweisenden ersten Eingangslichtleitereinheit und einer aus mehreren Eingangslichtleitern gebildeten weiteren zweiten Eingangslichtleitereinheit und1 shows a schematic illustration of an exemplary embodiment of the invention with a first input light guide unit having a single input light guide and a further second input light guide unit formed from a plurality of input light guides and
Fig. 2 in einem schematischen Darstellung ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einer mehrere Ein- gangslichtleiter aufweisenden ersten Eingangslichtleiter- einheit und einer einen einzigen aufgeweiteten Eingangslichtleiter aufweisenden weiteren zweiten Eingangslichtleitereinheit.2 shows a schematic representation of a further exemplary embodiment of the invention with a first input light guide having a plurality of input light guides. unit and a further expanded second input light guide unit having a single expanded input light guide.
Fig. 1 zeigt in einer schematischen Darstellung ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Überlagern optischer Signale mit unterschiedlichen Wellenlängen, die einen Eingangsfreistrahlkoppler 1 aufweist. An einer einen Eingangsfrei- strahlbereich 2 als Freistrahlbereich des Eingangsfreistrahlkopplers 1 begrenzenden, konvex gewölbten Einkoppelseite 3 ist in dem dar gestellten Ausführungsbeispiel mit seinem ausgangsseitigen Ende ein einzelner Eingangslichtleiter 4 einer ersten Eingangslichtleitereinheit 5 angeschlossen, wobei das ausgangsseitige Ende in einem ersten Mündungsbereich in den Eingangsfreistrahlbereich 2 mündet. Weiterhin sind bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel an der Einkoppelseite 3 in einem Abstand von der Eingangslichtleitereinheit 5 mit ihren ausgangsseitigen Enden acht Eingangslichtleiter 6, 7, 8, 9, 10, 1 1 , 1 2, 1 3 einer weiteren zweiten Eingangslichtleitereinheit 14 angeschlossen, so daß deren ausgangsseitige Enden in einem zweiten Mündungsbereich in den Eingangsfreistrahlbereich 2 münden. Die Eingangslichtleitereinheiten 5, 14 sind somit in einem Abstand voneinander angeordnet, wobei die optische Position einer Zentralwellenlänge zwischen den Mündungsbereichen liegt.1 shows a schematic representation of an embodiment of an inventive device for superimposing optical signals with different wavelengths, which has an input free-beam coupler 1. In the exemplary embodiment shown, a single input light guide 4 of a first input light guide unit 5 is connected to a convex curved coupling side 3 that delimits an input free beam area 2 as the free beam area of the input free beam coupler 1, the output-side end of a single input light guide 4 of a first input light guide unit 5, the output-side end in a first mouth area into the input free beam area 2 flows. Furthermore, eight input light guides 6, 7, 8, 9, 10, 1 1, 1 2, 1 3 of a further second input light guide unit 14 are connected to the input side 3 at a distance from the input light guide unit 5 with their output ends, so that whose ends on the output side in a second mouth area open into the entrance free jet area 2. The input light guide units 5, 14 are thus arranged at a distance from one another, the optical position of a central wavelength being between the mouth regions.
An einer konvex kreisförmig gewölbten, den Eingangsfreistrahlbereich 2 begrenzenden Auskoppelseite 1 5 des Eingangsfreistrahlkopplers 1 ist eine Anzahl von Phasenschiebelichtleitern 1 6 eines mit einer sogenannten Arrayed-Waveguide-Grating- (AWG-) Struk- tur ausgebildeten Lichtleitergitters 1 7 angeschlossen. Die Phasen- schiebelichtleiter 1 6 sind in der Länge unterschiedlich ausgebildet, wobei die Längendifferenz zwischen benachbarten Phasenschiebelichtleitern 1 6 konstant ist und der Zentralwellenlänge multipliziert mit einer Gitterordnung für diese Zentralwellenlänge entspricht. 6A number of phase shifting light guides 1 6 of a light guide grid 1 7 formed with a so-called arrayed waveguide grating (AWG) structure are connected to a convex, circularly curved coupling-out side 1 5 of the input free beam coupler 1, which delimits the free entry area 2. The phase shift light guides 1 6 are of different lengths, the length difference between adjacent phase shift light guides 1 6 being constant and corresponding to the central wavelength multiplied by a grating order for this central wavelength. 6
Die in Fig. 1 stark verkürzt dargestellten Phasenschiebelichtleiter 1 6 sind an einer konvex kreisförmig ausgebildeten Einkoppelseite 18 eines Ausgangsfreistrahlkopplers 19 angeschlossen und münden in dessen Ausgangsfreistrahlbereich 20 als Freistrahlbereich. An einer der Einkoppelseite 1 8 des Ausgangsfreistrahlkopplers 19 gegenüberliegenden, ebenfalls konvex kreisförmig gewölbten Auskoppelseite 21 sind an den Ausgangsfreistrahlkoppler 1 9 acht Ausgangslichtleiter 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29 einer Ausgangslichtleitereinheit 30 angeschlossen.The phase shift light guides 1 6 shown in very shortened form in FIG. 1 are connected to a convex circular coupling side 18 of an output free beam coupler 19 and open into its output free beam area 20 as a free beam area. On one of the coupling-in side 18 of the output free-beam coupler 19, also convex circularly curved coupling-out side 21, eight output optical fibers 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29 of an output optical fiber unit 30 are connected to the output free-beam coupler 19.
Vorzugsweise sind der Eingangsfreistrahlkoppler 1 , die Eingangslichtleiter 4, 6 bis 1 3 der Eingangslichtleitereinheiten 5, 14, die Phasenschiebelichtleiter 1 6 des Lichtleitergitters 17, der Ausgangsfreistrahlkoppler 1 9 sowie die Ausgangslichtleiter 22 bis 29 der Ausgangslichtleitereinheit 30 in planarer Wellenleitertechnik als planare Wellenleiter beziehungsweise Wellenleiterschichten ausgeführt.The input free beam coupler 1, the input light guides 4, 6 to 1 3 of the input light guide units 5, 14, the phase shifting light guides 1 6 of the light guide grid 17, the output free beam coupler 1 9 and the output light guides 22 to 29 of the output light guide unit 30 are preferably implemented in planar waveguide technology as planar waveguides or waveguide layers .
Der Eingangslichtleiter 4 der ersten Eingangslichtleitereinheit 5 sowie die Eingangslichtleiter 6 bis 13 der zweiten Eingangslichtleitereinheit 1 4 sind mit ihren Mündungsbereichen an dem Ein- gangsfreistrahlbereich 2 so angeordnet und dimensioniert, daß jeder Ausgangslichtleiter 22 bis 29 der Ausgangslichtleitereinheit 30 mit wenigstens zwei optischen Signalen mit unterschiedlichen Wellenlängen beaufschlagbar ist.The input light guides 4 of the first input light guide unit 5 and the input light guides 6 to 13 of the second input light guide unit 1 4 are arranged and dimensioned with their mouth areas on the entrance free beam area 2 such that each output light guide 22 to 29 of the output light guide unit 30 with at least two optical signals with different wavelengths is acted upon.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel werden in einer Demultiplex-Betriebsweise dem Eingangslichtleiter 4 der ersten Eingangslichtleitereinheit 5 optische Signale eingespeist, die in einem Wellenlängenmultiplexschema überlagerte unterschiedliche spezifische Wellenlängen aufweisen, die jeweils einem Ausgangslichtleiter 22 bis 29 zuzuführen sind. In die Eingangslichtleiter 6 des 1 3 der zweiten Eingangslichtleitereinheit 14 werden optische Signale einer einzigen Wellenlänge, die auf alle Ausgangs- lichtleiter 22 bis 29 zu verteilenden sogenannten Broadcast-Signale bei der sogenannten Broadcast-Wellenlänge, eingespeist, die beispielsweise über einen Einkoppellichtleiter einem in Fig. 1 nicht dargestellten Sternkoppler zuführbar und über diesen auf die Eingangslichtleiter 6 bis 1 3 der zweiten Eingangslichtleitereinheit 14 aufteilbar ist. Durch die Anordnung und Dimensionierung der Mündungsbereiche der Eingangslichtleiter 4, 6 bis 1 3 der Eingangslichtleitereinheiten 5, 14 in bezug auf die Mündungsbereiche der Ausgangslichtleiter 22 bis 29 ist sichergestellt, daß jedem Ausgangslichtleiter 22 bis 29 dem Eingangslichtleiter 4 der ersten Eingangslichtleitereinheit 5 zugeführte ptische Signale mit einer spezifischen Wellenlänge und der zweiten Eingangslichtleitereinheit 14 zugeführte Broadcast-Signale bei der Broadcast-Wellenlänge eingespeist werden.In the exemplary embodiment shown in FIG. 1, in a demultiplexing mode of operation, optical signals are fed to the input light guide 4 of the first input light guide unit 5, which have different specific wavelengths superimposed in a wavelength division multiplexing scheme, which are each to be supplied to an output light guide 22 to 29. Optical signals of a single wavelength, the so-called broadcast signals to be distributed to all the output optical fibers 22 to 29, are inserted into the input optical fibers 6 of the second input optical fiber unit 14 at the so-called broadcast wavelength, which can be fed, for example, via a coupling light guide to a star coupler (not shown in FIG. 1) and can be distributed via this to the input light guides 6 to 13 of the second input light guide unit 14. The arrangement and dimensioning of the mouth areas of the input light guides 4, 6 to 1 3 of the input light guide units 5, 14 with respect to the mouth areas of the output light guides 22 to 29 ensures that each output light guide 22 to 29 has optical signals fed to the input light guide 4 of the first input light guide unit 5 broadcast signals fed to a specific wavelength and to the second input optical fiber unit 14 are fed in at the broadcast wavelength.
Dabei sind die Positionen der Ausgangslichtleiter 22 bis 29 der Ausgangsichtleitereinheit 30 bei gegebener Position des Eingangslichtleiters 4 der ersten Eingangslichtleitereinheit 5 gemäß folgender grundlegender Positioniergleichung gegeben:The positions of the output optical fibers 22 to 29 of the output optical fiber unit 30 are given for the given position of the input optical fiber 4 of the first input optical fiber unit 5 according to the following basic positioning equation:
θ«^ = -^ {λ ( _ λc [1 + J_ ^£ | (λω _ λc)]} _ Θ ( nsd nc dλ c mit Λ(il für eine der in dem Eingangslichtleiter 4 der ersten Eingangs lichtleitereinheit 5 geführten spezifischen Wellenlängen, m für die Beugungsordnung des Lichtleitergitters 1 7 für eine Zentralwellen- länge λc, wobei Λc eine Funktion von m ist, nc für den effektiven Brechungsindex der Phasenschiebelichtleiter 1 6, ns für den effektiven Brechungsindex der Freistrahlbereiche 2, 20, d für die Gitterkonstante (pitch) der Phasenschiebelichtleiter 1 6 am Übergang zu dem Ausgangsfreistrahlbereich 20 des Ausgangsfreistrahlkopplers 1 9, Θ(i),N für den Einkoppelwinkel 31 des Eingangslichtleiters 4 relativ zu der Eingangssymmetrieachse 32 des Eingangsfreistrahl- bereiches 2 und Θ(il ouτ für den Auskoppelwinkel 33 relativ zu der Ausgangssymmetrieachse 34 des Ausgangsfreistrahlbereiches 20. In der Darstellung gemäß Fig. 1 sind die Symmetrieachsen 31 , 34 und Koppelwinkel 31 , 33 für den Eingangslichtleiter 4 der ersten 8θ «^ = - ^ { λ ( _ λc [1 + J_ ^ £ | (λ ω _ λc)]} _ Θ ( n s dn c dλ c with Λ (il for one of the light guide units in the input light guide 4 of the first input 5 guided specific wavelengths, m for the diffraction order of the light guide grating 1 7 for a central wavelength λ c , where Λ c is a function of m, n c for the effective refractive index of the phase shifting light guide 1 6, n s for the effective refractive index of the free beam areas 2 , 20, d for the lattice constant (pitch) of the phase shift light guides 1 6 at the transition to the output free beam area 20 of the output free beam coupler 1 9, Θ (i) , N for the coupling angle 31 of the input light guide 4 relative to the input symmetry axis 32 of the input free beam area 2 and Θ (il ouτ for the decoupling angle 33 relative to the output axis of symmetry 34 of the output free beam region 20. In the illustration according to FIG. 1, the axes of symmetry 31, 34 and coupling angles 31, 33 for the E input light guide 4 of the first 8th
Eingangslichtleitereinheit 5 und dem achten Ausgangslichtleiter 29 dargestellt.Input light guide unit 5 and the eighth output light guide 29 shown.
Durch Umstellung der Positioniergleichung aufgelöst nach Θ(i) |N werden die Positionen der Eingangslichtleiter 6 bis 1 3 der zweiten Eingangslichtleitereinheit 1 4 bei gegebenen Positionen der Ausgangslichtleiter 22 bis 29 berechnet.By converting the positioning equation to 1 (i) | N , the positions of the input light guides 6 to 1 3 of the second input light guide unit 1 4 are calculated for given positions of the output light guides 22 to 29.
Bei Beaufschlagen der Eingangslichtleiter 6 bis 1 3 der zweiten Ein- gangslichtleitereinheit 14 mit der Broadcast-Wellenlänge entsprechen die Zwischenwinkel zwischen benachbarten Eingangslichtleitern 6 bis 1 3 der zweiten Eingangslichtleitereinheit 1 4 den Zwischenwinkeln zwischen benachbarten Ausgangslichtleiter 22 bis 29.When the broadcast wavelength is applied to the input light guides 6 to 1 3 of the second input light guide unit 14, the intermediate angles between adjacent input light guides 6 to 1 3 of the second input light guide unit 1 4 correspond to the intermediate angles between adjacent output light guides 22 to 29.
In einer Abwandlung gegenüber dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Eingangslichtleiter 6 bis 1 3 der zweiten Eingangslichtleitereinheit 1 4 in bezug auf die Ausgangslichtleiter 22 bis 29 so angeordnet, daß jedem Eingangslichtleiter 6 bis 13 der zweiten Eingangslichtleitereinheit 14 eingespeiste optische Signale mit jeweils einer weiteren spezifischen Wellenlänge als Träger jeweils einem Ausgangslichtleiter 22 bis 29 zuführbar sind, die mit der in alle Eingangslichtleiter 6 bis 1 3 der zweiten Eingangslichtleitereinheit 14 eingespeisten Broadcast-Wellenlänge überlagern. Bei dieser Abwandlung sind die Zwischenwinkeln zwischen benachbarten Ausgangslichtleitern 22 bis 29 und Zwischenwinkeln zwischen zugeordneten benachbarten Eingangslichtleitern 6 bis 1 3 der zweiten Eingangslichtleitereinheit 14 ebenfalls gemäß der oben angegebenen Positioniergleichung eingerichtet.In a modification to the exemplary embodiment shown in FIG. 1, the input light guides 6 to 1 3 of the second input light guide unit 1 4 are arranged with respect to the output light guides 22 to 29 such that each input light guide 6 to 13 of the second input light guide unit 14 is fed with optical signals, each with one An additional optical wavelength can be fed as a carrier to an output light guide 22 to 29, which overlap with the broadcast wavelength fed into all input light guides 6 to 1 3 of the second input light guide unit 14. In this modification, the intermediate angles between adjacent output light guides 22 to 29 and intermediate angles between associated adjacent input light guides 6 to 1 3 of the second input light guide unit 14 are also set up according to the positioning equation given above.
Da häufig eine Broadcast-Wellenlänge von einem optischen Sender mit einer gewissen Toleranz erzeugt wird, ist es zweckmäßig, dieSince a broadcast wavelength is often generated by an optical transmitter with a certain tolerance, it is expedient that
Mündungsbereiche der die Broadcast-Wellenlänge führenden Ein- gangslichtleiter 6 bis 1 3 der zweiten Eingangslichtleitereinheit 14 in der sogenannten Multimode-Interferenz-Technik auszuführen, gemäß der die Mündungsbereiche aufgeweitet sind, so daß aufgrund der Abbildungseigenschaften des durch den Eingangsfrei- strahlkoppler 1 , das Lichtleitergitter 1 7 und den Ausgangsfreistrahlkoppler 1 9 gebildeten Phased-Array-Spektrographen alle Ausgangslichtleiter 22 bis 29 mit einem im wesentlichen recht- eckförmigen Intensitätsprofil gleichmäßig beaufschlagt werden. Aufgrund des breiteren Intensitätsprofiles ist die Wellenlängentoleranz deutlich erhöht.Mouth areas of the input light guide 6 to 1 3 guiding the broadcast wavelength of the second input light guide unit 14 In the so-called multimode interference technology, according to which the mouth areas are widened, so that, due to the imaging properties of the phased-array spectrograph formed by the input free-beam coupler 1, the optical fiber grating 17 and the output free-beam coupler 19, all the output optical fibers 22 to 29 be applied uniformly with an essentially rectangular intensity profile. Due to the broader intensity profile, the wavelength tolerance is significantly increased.
Fig. 2 zeigt in einer schematischen Darstellung ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Überla gern optischer Signale mit unterschiedlichen Wellenlängen, wobei sich bei den Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 1 und Fig. 2 ent- sprechende Bauelemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen und im weiteren nicht näher erläutert sind. An den Eingangsfrei- strahlbereich 2 der Vorrichtung gemäß Fig. 2 sind mehrere Eingangslichtleiter 35, 36, 37 einer ersten Eingangslichtleitereinheit 38 von der Einkoppelseite 3 her mündend vorgesehen, die in bezug auf die Ausgangslichtleiter 22 bis 29 so angeordnet und dimensioniert sind, daß in einen Eingangslichtleiter 35, 36, 37 eingespeiste optische Signale mit mehreren in einem Wellenlängenmultiplexschema überlagerten spezifischen Wellenlängen als Träger zugeordnete Ausgangslichtleiter 22 bis 29 mit jeweils einer spezi- fischen Wellenlänge beaufschlagen.FIG. 2 shows a schematic illustration of a further exemplary embodiment of a device according to the invention for superimposing optical signals with different wavelengths, components corresponding to those in the exemplary embodiments according to FIGS. 1 and 2 being given the same reference numerals and not further described in the following are explained. 2, a plurality of input light guides 35, 36, 37 of a first input light guide unit 38 from the coupling-in side 3 are provided, which are arranged and dimensioned with respect to the output light guides 22 to 29 in such a way that one Apply optical fibers fed to input light guides 35, 36, 37 with a plurality of specific wavelengths superimposed in a wavelength division multiplexing scheme as carriers and output light guides 22 to 29 assigned to each with a specific wavelength.
Weiterhin weist das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 eine weitere zweite Eingangslichtleitereinheit 39 auf, die über einen einzelnen sich in Richtung des Eingangsfreistrahlbereiches 2 hyper- bolisch erweiternden Eingangslichtleiter 40 verfügt. Dabei ist der Mündungsbereich so weit aufgeweitet, daß alle Ausgangslichtleiter 22 bis 29 mit einem im wesentlichen rechteckförmigen Intensitätsprofil von einer oder mehreren spektral relativ dicht beieinanderliegenden, in die zweite Eingangslichtleitern 39 eingekoppelten Broadcast-Wellenlängen beaufschlagt sind. Bei dem Ausführungs- 10Furthermore, the exemplary embodiment according to FIG. 2 has a further second input light guide unit 39, which has a single input light guide 40 that widens hyperbolically in the direction of the input free beam area 2. The mouth area is widened to such an extent that all output light guides 22 to 29 are exposed to an essentially rectangular intensity profile of one or more spectrally relatively closely spaced broadcast wavelengths coupled into the second input light guides 39. In the execution 10
beispiel gemäß Fig. 2 sind somit in Ausgangslichtleitern 22 bis 29 wenigstens zwei spezifische Wellenlängen mit wenigstens einer Broadcast-Wellenlänge überlagerbar.2, at least two specific wavelengths with at least one broadcast wavelength can be superimposed in output light guides 22 to 29.
Bei spektral verhältnismäßig weit auseinanderliegenden Broadcast- Wellenlängen sind weitere Eingangslichtleitereinheiten vorgesehen, die entsprechend dem oben gesagten positioniert sind.In the case of broadcast wavelengths which are relatively far apart, further input light guide units are provided, which are positioned in accordance with the above.
Im Hinblick auf geringe Verluste und eine kleine Baugröße von er- findungsgemäßen Vorrichtungen ist es zweckmäßig, daß der oder jeder Eingangslichtleiter 4, 35 bis 37 der ersten Eingangslichtleiter einheiten 5, 38 und die Eingangslichtleiter 6 bis 1 3, 40 der weiteren zweiten Eingangslichtleitereinheiten 14, 39 so angeordnet sind, daß die Ausgangslichtleiter 22 bis 29 mit in eine erste Ordnung m, = m0 des Lichtleitergitters 1 7 gebeugten spezifischen Wellenlängen aus der ersten Eingangslichtleitereinheit 5, 38 und in eine zweite Ordnung m2 = m0 + k des Lichtleitergitters 1 7 gebeugten Wellenlänge aus der zweiten Eingangslichtleitereinheit 14, 39 mit Werten von k zwischen k = 1 und typischerweise k = 10 sind. Dadurch lassen sich insbesondere verhältnismäßig weit auseinanderliegende spezifische Wellenlängen beispielsweise im Spektralbereich von 1 ,55 Mikrometern und Broadcast-Wellen- längen im Spektralbereich von 1 ,50 Mikrometern mit hoher Auflösung bei einem platzsparenden Aufbau überlagern.With regard to low losses and a small size of devices according to the invention, it is expedient that the or each input light guide 4, 35 to 37 of the first input light guide units 5, 38 and the input light guide 6 to 1 3, 40 of the further second input light guide units 14, 39 are arranged such that the output optical fibers 22 to 29 with specific wavelengths diffracted into a first order m, = m 0 of the optical fiber grating 17 from the first input optical fiber unit 5, 38 and into a second order m 2 = m 0 + k of the optical fiber grating 1 7 diffracted wavelength from the second input light guide unit 14, 39 with values of k between k = 1 and typically k = 10. As a result, it is possible in particular to overlay specific wavelengths that are relatively far apart, for example in the spectral range of 1.55 micrometers, and broadcast wavelengths in the spectral range of 1.50 micrometers with high resolution with a space-saving design.
Es versteht sich, daß aufgrund der Umkehrung der Lichtwege die Funktionalität der oben erläuterten Bauelemente zum Ausführen einer Multiplex-Funktion durch Einkopplung von entsprechenden optischen Signalen in die Ausgangslichtleitereinheit 30 erreicht wird. It goes without saying that, due to the reversal of the light paths, the functionality of the components explained above for performing a multiplex function is achieved by coupling corresponding optical signals into the output light guide unit 30.

Claims

1 1PATENTANSPRÜCHE 1 1 PATENT CLAIMS
. Vorrichtung zum Überlagern optischer Signale mit unter- schiedlichen Wellenlängen mit einem Eingangsfreistrahlkoppier (1 ) und einem Ausgangsfreistrahlkoppler ( 19), deren Freistrahlbereiche (2, 20) über ein Lichtleitergitter ( 1 7) miteinander verbunden sind, mit einer ersten Eingangslichtleitereinheit, die an den Eingangsfreistrahlkoppier ( 1 ) angeschlossen ist, mit wenigstens einer weiteren Eingangslichtleitereinheit ( 14, 39), wobei in jeder Eingangslichtleitereinheit ( 14, 39) wenigstens eine Wellenlänge führbar ist, mit einer eine Anzahl von Ausgangslichtleitern (22 bis 29) aufweisenden Ausgangslichtleitereinheit (30), wobei die wenigstens eine weitere Eingangslichtleitereinheit (14, 39) in den Freistrahlbereich (2) des Eingangsfreistrahlkopplers (1 ) mündet und Mündungsbereiche der Eingangslichtleitereinheiten (5, 14, 39) in den Freistrahlbereich (2) des Eingangsfreistrahlkopplers (1 ) relativ zu den Ausgangslichtleitern (22 bis 29) so angeordnet und dimensioniert sind, daß jeder Ausgangslichtleiter (22 bis 29) mit wenigstens zwei optischen Signalen mit unterschiedlichen Wellenlängen beaufschlagbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Eingangslichtleitereinheit (5, 38) über wenig- stens einen Eingangslichtleiter (4, 35 bis 37) verfügt, wobei der Mündungsbereich des oder jedes Eingangslichtleiters (4, 35 bis 37) der ersten Eingangslichtleitereinheit (5, 38) in den Freistrahlbereich (2) des Eingangsfreistrahlkopplers (1 ) so angeordnet und dimensioniert ist, daß jeweils eine von wenigstens zwei in dem betreffenden Eingangslichtleiter (4, 35 bis 37) geführte Wellenlänge einen zugeordneten Ausgangslichtleiter (22 bis 29) beaufschlagt.. Device for superimposing optical signals with different wavelengths with an input free beam coupler (1) and an output free beam coupler (19), the free beam areas (2, 20) of which are connected to one another via an optical fiber grating (1 7), with a first input optical fiber unit which connects to the input free beam coupler (1) is connected, with at least one further input light guide unit (14, 39), at least one wavelength being feasible in each input light guide unit (14, 39), with an output light guide unit (30) having a number of output light guides (22 to 29), whereby the at least one further input light guide unit (14, 39) opens into the free beam area (2) of the input free beam coupler (1) and mouth areas of the input light guide units (5, 14, 39) into the free beam area (2) of the input free beam coupler (1) relative to the output light guides (22 to 29) are arranged and dimensioned so that each output light guide (22 to 29) can be acted upon by at least two optical signals with different wavelengths, characterized in that the first input light guide unit (5, 38) has at least one input light guide (4, 35 to 37), the mouth area of the or each input light guide (4, 35 to 37) of the first input light guide unit (5, 38) in the free beam area (2) of the input free beam coupler (1) is arranged and dimensioned such that in each case one of at least two in the relevant input light guide (4, 35 to 37) guided wavelength applied to an associated output light guide (22 to 29).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der oder jeder Eingangslichtleiter (4, 35 bis 37) der 1 22. Device according to claim 1, characterized in that the or each input light guide (4, 35 to 37) 1 2
ersten Eingangslichtleitereinheit (5, 38) und der oder jeder Eingangslichtleiter (6 bis 1 3, 40) der oder jeder weiteren Eingangslichtleitereinheit ( 14, 39) so angeordnet sind, daß die Ausgangslichtleiter (22 bis 29) mit in unterschiedliche Ordnungen des Lichtleitergitters (17) gebeugten Wellenlängen aus der ersten Eingangslichtleitereinheit (5, 38) und der oder jeder weiteren Eingangslichtleitereinheit (14, 39) beaufschlagt sind.first input light guide unit (5, 38) and the or each input light guide (6 to 1 3, 40) of the or each further input light guide unit (14, 39) are arranged in such a way that the output light guides (22 to 29) are arranged in different orders of the light guide grid (17 ) diffracted wavelengths from the first input light guide unit (5, 38) and the or each further input light guide unit (14, 39) are applied.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der oder jeder Eingangslichtleiter (6 bis 1 3, 40) der oder wenigstens einen weiteren Eingangslichtleitereinheit ( 14, 39) in seinem Mündungsbereich in den Freistrahlbereich (2) des Eingangsfreistrahlkopplers (1 ) aufgeweitet ist.3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the or each input light guide (6 to 1 3, 40) or at least one further input light guide unit (14, 39) in its mouth area in the free beam area (2) of the input free beam coupler (1) is expanded.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die oder wenigstens eine weitere Eingangslichtleitereinheit (39) mit einem einzelnen sich in Richtung des Mündungsbereiches in den Freistrahlbereich4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the or at least one further input light guide unit (39) with a single in the direction of the mouth area in the free beam area
(2) des Eingangsfreistrahlkopplers ( 1 ) hyperbolisch erweiternden Eingangslichtleiter (40) ausgebildet ist, so daß in dem Mündungsbereich der Ausgangslichtleiter (22 bis 29) eine im wesentlichen rechteckförmige Intensitäts- Verteilung der den Eingangslichtleiter (40) der oder wenigstens eine weiteren Eingangslichtleitereinheit (39) eingespeisten optischen Signale abbildbar ist.(2) of the input free beam coupler (1) hyperbolic expanding input light guide (40) is formed so that in the mouth area of the output light guides (22 to 29) an essentially rectangular intensity distribution of the input light guide (40) or at least one further input light guide unit (39 ) optical signals fed in can be mapped.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangslichtleiter (4, 6 bis 1 3,5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the input light guide (4, 6 to 1 3,
35 bis 37) der Eingangslichtleitereinheiten (5, 14, 38, 39), die Ausgangslichtleiter (22 bis 29) der Ausgangslichtleitereinheit (30) sowie Phasenschiebelichtleiter (1 6) des Lichtleitergitters ( 17) als planare Wellenleiter und die 1 335 to 37) of the input light guide units (5, 14, 38, 39), the output light guides (22 to 29) of the output light guide unit (30) and phase shifting light guides (1 6) of the light guide grid (17) as planar waveguides and the 1 3
Freistrahlbereiche (2, 20) als zweidimensionale Wellenleiterschichten ausgeführt sind.Open beam areas (2, 20) are designed as two-dimensional waveguide layers.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine weitere Eingangslichtleitereinheit ( 14) mehrere Eingangslichtleiter (6 bis 1 3) aufweist, die an die Ausgänge eines Sternkopplers angeschlossen und mit optischen Signalen wenigstens einer Wellenlänge beaufschlagbar sind. 6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that at least one further input light guide unit (14) has a plurality of input light guides (6 to 1 3) which are connected to the outputs of a star coupler and can be acted upon with optical signals of at least one wavelength.
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