WO2001059413A2 - System and method for measuring optical wavelengths - Google Patents

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WO2001059413A2
WO2001059413A2 PCT/DE2001/000284 DE0100284W WO0159413A2 WO 2001059413 A2 WO2001059413 A2 WO 2001059413A2 DE 0100284 W DE0100284 W DE 0100284W WO 0159413 A2 WO0159413 A2 WO 0159413A2
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waveguides
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phased array
optical
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Gerhard Heise
Reinhard Maerz
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Definitions

  • the present invention relates to an arrangement and a method for measuring or checking wavelengths of optical signals, in particular on WDM transmission links or in spectroscopy.
  • wavelengths of signals e.g. channel positions on WDM transmission links or emission wavelengths in spectroscopy
  • small and robust filters without moving parts offer great advantages.
  • the tuning characteristics of the filter must be very well known, as well as stable over the long term and insensitive to fluctuating ambient conditions.
  • Fabry-Perot filters are generally used for this purpose; Regular calibration of the arrangement is usually required.
  • EP 0 786 879 A2 describes a phased array as an optical filter, with which in particular a method for frequency stabilization of a WDM multiplexer / demultiplexer (wavelength division multiplex) can be carried out.
  • the optoelectrically converted output reference signals of two single-channel-side reference signal channels are subtracted and a control signal is thus obtained.
  • the arrangement has two reference waveguide outputs on the single-channel side, ie at the output, for which the transmission behavior of the phased array is selected in such a way that the filter curves associated with the two outputs intersect at a frequency which is the frequency of a multiplex side corresponds to the fed-in reference signal.
  • the two waveguide outputs formed double gate is formed by two waveguide connections, the directions of the wave guide are at a small angle to each other.
  • a double gate can be implemented, for example, by connecting two glass fibers on the end face to two coupling-out surfaces present at the output of the phased array, these coupling-out surfaces preferably being flat, but forming an angle to one another.
  • EP 0 915 353 A1 describes an arrangement of optical waveguides which form a phased array, in which means are provided with which the optical lengths of the waveguides can be changed.
  • electrodes are given which are attached to the top of the arrangement in such a way that the waveguides made of thermoplastic material, whose refractive index can be changed by changing the temperature, can be heated with a current flowing through the electrodes.
  • the object of the present invention is to provide a possibility for measuring or checking wavelengths of optical signals, which does not require any moving parts and can measure in parallel in several optical bands.
  • a precisely calibratable phased array is coupled as an optical filter to the transmission medium in which the optical signal to be measured or checked propagates, which serves to determine the wavelengths.
  • the coupling to the transmission medium of the optical signal can take place, for example, by means of a lens system.
  • the coupling into the phased array can be done, for example, via a directional coupler.
  • the phased array has an input-side waveguide, an input-side free field area, in which a waveguide caused by the waveguide is at least partially canceled, a plurality of parallel waveguides and different lengths, an output-side free field area and output-side waveguides.
  • the phased array is set up for a predetermined selection of wavelengths.
  • the phased array is calibrated, i. H. matched to a reference wavelength fed in via the transmission medium or another device, so that the position and the course of the filter curves of the individual wavelengths of the phased array are very precisely defined.
  • An output-side double gate with two output waveguides, preferably arranged at an angle to one another, as reference channels, as described in EP 0 786 677 A1 cited at the beginning, allows the reference wavelength to be set very precisely, and in particular the method for frequency stabilization according to EP 0 786 879 A2 apply.
  • This means that the phased array can be calibrated very precisely, as is required for wavelength measurement.
  • a frequency drift can be compensated for by the phased array e.g. is tuned to the reference wavelength by regulating the operating temperature (as described in EP 0 915 353 AI cited at the beginning).
  • the phased array can be tuned, the interval of wavelengths to be measured is completely covered on the one hand and on the other hand the use of measurement methods based on the continuous sweeping of the filter is made possible.
  • the channel of the phased array provided for the reference wavelength is continuously tuned.
  • the wavelengths of the other channels change accordingly.
  • the amplitudes of the associated wavelengths in the measurement signal can be determined by determining the outputs and changes in the outputs in the individual channels during tuning, for example by means of photodiodes attached therein, and comparing the determined values with the course of the filter curves become.
  • a method according to the invention for determining the wavelength by means of a precisely calibrated phased array can also be seen in this procedure.
  • An alternative exemplary embodiment of the arrangement has a double gate on a group of output waveguide connections provided for this purpose or on each output waveguide connection, with which wavelength determination of the individual channels is possible with comparatively little effort and in particular without tuning the reference frequency.
  • FIG. 1 shows a diagram of the arrangement according to the invention.
  • FIG. 2 shows a phased array coupled to a transmission link in accordance with the invention
  • FIG. 3 shows a section marked in Figure 2.
  • FIG. 4 shows a preferred embodiment of the waveguide outputs provided for the reference channels.
  • the transmission medium of the optical signals is drawn in the diagram as a transmission path 8, in which in principle any optical signals that are to be measured or checked are transmitted.
  • An optical phased array 5 is coupled to this transmission link 8 by means of a coupling arrangement 9 as an optical filter, which, in accordance with the arrow direction shown, has waveguide 6 on the output side and waveguide 60 on the output side.
  • FIG. 2 gives a more precise illustration of the optical phased array.
  • the signals carried on the transmission link are coupled into the input-side waveguide 6 of the phased array, for example by means of a directional coupler 90 as a so-called tap (wire tap).
  • a free-field region 7 adjoins the input-side waveguide 6, in which the lateral waveguide is at least partially canceled.
  • Another such free field area 3 is provided on the output side. Between the free field areas 3, 7 there is an arrangement of several waveguides 5 ⁇ , 5 2 , 5 3 , 5 4 , 5 5 , 5 6 , 5 7 , 5 8 and 5 0 which are guided parallel to one another and of different lengths.
  • the fact that the waveguides are guided parallel to one another here means that the waveguides are arranged next to one another with respect to the distance to be bridged between the free field areas, but do not necessarily run geometrically parallel.
  • the optical signals of the wavelengths ⁇ lt ⁇ 2 , ⁇ 3 , ⁇ 4 , ⁇ 5 , ⁇ 6 , ⁇ 7 and ⁇ 8 are coupled in on the input side.
  • a reference wavelength ⁇ is coupled out into the two output-side waveguides 1, 2, which are provided as reference channels, by means of the waveguide 5 0 which is matched thereto.
  • the remaining wavelengths are distributed to the output channels 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57 and 58.
  • the use of a double gate on the output side made of the two designated waveguides 1, 2 enables the use of the preferred method for frequency stabilization.
  • FIG. 3 shows on the basis of the detail marked A in FIG. 2 how the waveguides are coupled to an end face 30, for example of a layer waveguide forming the free field region on the output side. It also shows how the different wavelengths on the output side into the waveguides assigned to the individual channels be coupled.
  • the transmission behavior is preferably selected such that the two filter curves associated with the two outputs intersect at a frequency which corresponds to the frequency of an optical reference signal fed in on the input side.
  • a further input-side waveguide can be provided, which is provided for coupling the reference signal into the arrangement of the phased array in such a way that the reference signal is coupled out exactly at the intersection of the two filter curves in the two waveguides provided for this purpose at the output.
  • the two output channels formed by these waveguides 1, 2 each lead via an opto-electrical converter to the two inputs of a subtraction circuit, which in turn leads to the monitoring input of a control circuit for temperature control of the phased array.
  • a control signal obtained by these circuits which is generated in accordance with the difference between the optoelectrically converted reference output signals, the temperature of the phased array is regulated to match its frequency response to a target temperature value.
  • the transmission properties of the two outputs and the connected circuit components are ideally selected so that when the filter is optimally matched to the reference frequency, the same optical levels result at the two waveguide outputs, so that the same electrical signals are present at and on the inputs of the subtraction circuit How the control signal is adjusted to zero.
  • FIG. 1 A preferred arrangement of the output-side waveguides 1, 2, with which the double gate provided for the reference wavelength is formed, is shown in FIG.
  • the ends 10, 20 of these waveguides 1, 2 are coupled to an end face 30 of a layer waveguide, which in this example forms the free-field region on the output side.

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Abstract

According to the invention, an optical phased array (5) is coupled to a transmission medium (8) and is continuously tuned, e.g. by changing the temperature, so that the wavelengths of the signals can be determined by comparing the changes of the optical powers of the signals in the optical waveguides (60), which are located on the output side, with the filter curves of the phased array. Two optical waveguides of the same channel, which are located on the output side, are intercoupled at an angle that differs from zero (double gate) so that a reference wavelength for calibrating the phased array can be formed based on different transmission properties.

Description

Beschreibungdescription
Anordnung und Verfahren zum Messen optischer WellenlängenArrangement and method for measuring optical wavelengths
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung und ein Verfahren zum Messen oder Überprüfen von Wellenlängen optischer Signale, insbesondere auf WDM-Übertragungsstrecken oder in der Spektroskopie.The present invention relates to an arrangement and a method for measuring or checking wavelengths of optical signals, in particular on WDM transmission links or in spectroscopy.
Durch das Abstimmen von optischen Filtern können Wellenlängen von Signalen (z.B. Kanallagen auf WDM-Übertragungsstrecken oder Emissionswellenlängen in der Spektroskopie) gemessen werden. Für viele Anwendungen bieten kleine und robuste Filter ohne bewegte Teile große Vorteile. Um eine hinreichende Genauigkeit und Zuverlässigkeit der Wellenlängenmessung auch über lange Zeiträume zu gewährleisten, muss die Abstimmcharakteristik des Filters sehr gut bekannt sein, sowie lang- zeitstabil und unempfindlich gegenüber schwankenden Umgebungsbedingungen sein. Zu diesem Zweck werden in der Regel Fabry-Perot-Filter verwendet; üblicherweise ist ein regelmäßiges Eichen der Anordnung erforderlich.By tuning optical filters, wavelengths of signals (e.g. channel positions on WDM transmission links or emission wavelengths in spectroscopy) can be measured. For many applications, small and robust filters without moving parts offer great advantages. In order to ensure sufficient accuracy and reliability of the wavelength measurement even over long periods of time, the tuning characteristics of the filter must be very well known, as well as stable over the long term and insensitive to fluctuating ambient conditions. Fabry-Perot filters are generally used for this purpose; Regular calibration of the arrangement is usually required.
In der EP 0 786 879 A2 ist ein Phased Array als optisches Filter beschrieben, mit dem insbesondere ein Verfahren zur Frequenzstabilisierung eines WDM-Multiplexers/Demultiplexers (wavelength division multiplex) ausführbar ist. Bei diesem Verfahren werden die optoelektrisch gewandelten Ausgangsreferenzsignale zweier einzelkanalseitiger Referenzsignalkanäle subtrahiert und so ein Regelsignal gewonnen. Zu diesem Zweck weist die Anordnung einzelkanalseitig, d.h. am Ausgang, zwei Referenz-Wellenleiterausgänge auf, für die das Übertragungsverhalten des Phased Array derart gewählt ist, dass die den beiden Ausgängen zugehörigen Filterkurven sich gerade bei einer Frequenz schneiden, die der Frequenz eines multiplexsei- tig eingespeisten Referenzsignales entspricht. Besonders günstig ist es, wenn entsprechend der Beschreibung in der EP 0 786 677 AI das durch die beiden Wellenleiterausgänge ge- bildete Doppeltor durch zwei Wellenleiteranschlüsse gebildet ist, deren Richtungen der Wellenführung in einem kleinen Winkel zueinander verlaufen. Ein solches Doppeltor läßt sich z.B. durch Anschluss zweier Glasfasern stirnseitig an zwei an dem Ausgang des Phased Array vorhandenen Auskoppelflachen realisieren, wobei diese Auskoppelflachen vorzugsweise eben sind, aber einen Winkel zueinander bilden.EP 0 786 879 A2 describes a phased array as an optical filter, with which in particular a method for frequency stabilization of a WDM multiplexer / demultiplexer (wavelength division multiplex) can be carried out. In this method, the optoelectrically converted output reference signals of two single-channel-side reference signal channels are subtracted and a control signal is thus obtained. For this purpose, the arrangement has two reference waveguide outputs on the single-channel side, ie at the output, for which the transmission behavior of the phased array is selected in such a way that the filter curves associated with the two outputs intersect at a frequency which is the frequency of a multiplex side corresponds to the fed-in reference signal. It is particularly expedient if, according to the description in EP 0 786 677 AI, the two waveguide outputs formed double gate is formed by two waveguide connections, the directions of the wave guide are at a small angle to each other. Such a double gate can be implemented, for example, by connecting two glass fibers on the end face to two coupling-out surfaces present at the output of the phased array, these coupling-out surfaces preferably being flat, but forming an angle to one another.
In der EP 0 915 353 AI ist eine Anordnung aus optischen Wel- lenleitern beschrieben, die ein Phased Array bilden, bei der Mittel vorhanden sind, mit denen die optischen Längen der Wellenleiter geändert werden können. Als Beispiel für solche Mittel sind Elektroden angegeben, die auf der Oberseite der Anordnung so angebracht sind, dass die Wellenleiter aus ther- mooptischem Material, dessen Brechzahl durch Temperaturänderung veränderbar ist, mit einem durch die Elektroden fließenden Strom aufgeheizt werden können.EP 0 915 353 A1 describes an arrangement of optical waveguides which form a phased array, in which means are provided with which the optical lengths of the waveguides can be changed. As an example of such means, electrodes are given which are attached to the top of the arrangement in such a way that the waveguides made of thermoplastic material, whose refractive index can be changed by changing the temperature, can be heated with a current flowing through the electrodes.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Möglichkeit zum Messen oder Überprüfen von Wellenlängen optischer Signale anzugeben, die ohne bewegliche Teile auskommt und in mehreren optischen Bändern parallel messen kann.The object of the present invention is to provide a possibility for measuring or checking wavelengths of optical signals, which does not require any moving parts and can measure in parallel in several optical bands.
Diese Aufgabe wird mit der Anordnung mit den Merkmalen des Anspruches 1 oder 3 bzw. mit dem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 5 gelöst . Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.This object is achieved with the arrangement with the features of claim 1 or 3 or with the method with the features of claim 5. Refinements result from the dependent claims.
Erfindungsgemäß wird an das Übertragungsmedium, in dem sich das zu messende oder zu überprüfende optische Signal ausbreitet, ein genau kalibrierbares Phased Array als optisches Filter angekoppelt, das der Bestimmung der Wellenlängen dient. Das Ankoppeln an das Übertragungsmedium des optischen Signales kann beispielsweise durch ein Linsensystem erfolgen. Bei bevorzugten Anwendungen, z.B. für WDM-Übertragungsstrecken oder als Spektrometer für optische Wellenlängen, die in einem Wellenleiter (z.B. Glasfaser oder planarer Si-Wellenleiter) geführt werden, kann die Kopplung in das Phased Array z.B. über einen Richtkoppler erfolgen. Das Phased Array besitzt aneinander anschließend einen eingangsseitigen Wellenleiter, einen eingangsseitigen Freifeldbereich, in dem eine durch den Wellenleiter bewirkte Wellenführung zumindest teilweise aufgehoben ist, mehrere parallel zueinander geführte und unterschiedlich lange Wellenleiter, einen ausgangsseitigen Freifeldbereich und ausgangsseitige Wellenleiter.According to the invention, a precisely calibratable phased array is coupled as an optical filter to the transmission medium in which the optical signal to be measured or checked propagates, which serves to determine the wavelengths. The coupling to the transmission medium of the optical signal can take place, for example, by means of a lens system. In preferred applications, e.g. for WDM transmission links or as spectrometers for optical wavelengths, which are in a waveguide (e.g. glass fiber or planar Si waveguide) the coupling into the phased array can be done, for example, via a directional coupler. The phased array has an input-side waveguide, an input-side free field area, in which a waveguide caused by the waveguide is at least partially canceled, a plurality of parallel waveguides and different lengths, an output-side free field area and output-side waveguides.
Durch die Wahl und Festlegung der Längen der zwischen den Freifeldbereichen vorhandenen Wellenleiter ist das Phased Array auf eine vorgegebene Selektion von Wellenlängen eingerichtet. Das Phased Array wird kalibriert, d. h. auf eine über das Übertragungsmedium oder eine weitere Vorrichtung eingespeiste Referenzwellenlänge abgestimmt, so dass die Position und der Verlauf der Filterkurven der einzelnen Wellenlängen des Phased Arrays sehr genau definiert sind. Ein aus- gangsseitiges Doppeltor mit zwei vorzugsweise im Winkel zueinander angeordneten Ausgangswellenleitern als Referenzkanä- len, wie in der eingangs zitierten EP 0 786 677 AI beschrieben, gestattet es, die Referenzwellenl nge sehr genau einzustellen und insbesondere das Verfahren zur Frequenzstabilisierung gemäß der EP 0 786 879 A2 anzuwenden. Damit lässt sich das Phased Array sehr genau kalibrieren, wie es zur Wel- lenlängenmessung erforderlich ist. Eine Frequenzdrift kann dadurch kompensiert werden, dass das Phased Array z.B. durch Regeln der Betriebstemperatur auf die Referenzwellenlänge nachgestimmt wird (wie in der eingangs zitierten EP 0 915 353 AI beschrieben) .By selecting and specifying the lengths of the waveguides between the free field areas, the phased array is set up for a predetermined selection of wavelengths. The phased array is calibrated, i. H. matched to a reference wavelength fed in via the transmission medium or another device, so that the position and the course of the filter curves of the individual wavelengths of the phased array are very precisely defined. An output-side double gate with two output waveguides, preferably arranged at an angle to one another, as reference channels, as described in EP 0 786 677 A1 cited at the beginning, allows the reference wavelength to be set very precisely, and in particular the method for frequency stabilization according to EP 0 786 879 A2 apply. This means that the phased array can be calibrated very precisely, as is required for wavelength measurement. A frequency drift can be compensated for by the phased array e.g. is tuned to the reference wavelength by regulating the operating temperature (as described in EP 0 915 353 AI cited at the beginning).
Dadurch, dass das Phased Array abstimmbar ist, wird einerseits das auszumessende Intervall von Wellenlängen vollständig abgedeckt und andererseits die Anwendung von Messmethoden ermöglicht, die auf dem kontinuierlichen Durchstimmen (sweep) des Filters beruhen. Dazu wird der für die Referenzwellenlänge vorgesehene Kanal des Phased Arrays kontinuierlich durchgestimmt. Die Wellenlängen der übrigen Kanäle ändern sich dementsprechend. Anhand der bekannten Filterkurven können die Amplituden der zugehörigen Wellenlängen in dem Messsignal bestimmt werden, indem ausgangsseitig die Leistungen und Änderungen der Leistungen in den einzelnen Kanälen während des Durchstimmens, z.B. mittels darin angebrachter Fotodioden, bestimmt werden und die ermittelten Werte mit dem Verlauf der Filterkurven verglichen werden. In dieser Vorgehensweise ist auch ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Wellenlängenbestimmung mittels eines genau kalibrierbaren Phased Arrays zu se- hen.Because the phased array can be tuned, the interval of wavelengths to be measured is completely covered on the one hand and on the other hand the use of measurement methods based on the continuous sweeping of the filter is made possible. For this purpose, the channel of the phased array provided for the reference wavelength is continuously tuned. The wavelengths of the other channels change accordingly. Using the known filter curves, the amplitudes of the associated wavelengths in the measurement signal can be determined by determining the outputs and changes in the outputs in the individual channels during tuning, for example by means of photodiodes attached therein, and comparing the determined values with the course of the filter curves become. A method according to the invention for determining the wavelength by means of a precisely calibrated phased array can also be seen in this procedure.
Ein alternatives Ausführungsbeispiel der Anordnung verfügt über je ein Doppeltor an einer dafür vorgesehenen Gruppe der ausgangsseitigen Wellenleiteranschlüsse oder an jedem aus- gangsseitigen Wellenleiteranschluss, womit eine Wellenlängenbestimmung der einzelnen Kanäle mit vergleichsweise geringem Aufwand und insbesondere ohne Durchstimmen der Referenzfrequenz möglich ist.An alternative exemplary embodiment of the arrangement has a double gate on a group of output waveguide connections provided for this purpose or on each output waveguide connection, with which wavelength determination of the individual channels is possible with comparatively little effort and in particular without tuning the reference frequency.
Es folgt eine genauere Beschreibung von Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen Anordnung anhand der beigefügten Figuren.The following is a more detailed description of exemplary embodiments of the arrangement according to the invention with reference to the attached figures.
Figur 1 zeigt ein Schema der erfindungsgemäßen Anordnung. Figur 2 zeigt ein an eine Übertragungsstrecke angekoppeltes Phased Array entsprechend der erf indungsgemäßenFigure 1 shows a diagram of the arrangement according to the invention. FIG. 2 shows a phased array coupled to a transmission link in accordance with the invention
Anordnung . Figur 3 zeigt einen in Figur 2 markierten Ausschnitt . Figur 4 zeigt eine bevorzugte Ausgestaltung der für die Referenzkanäle vorgesehenen Wellenleiterausgänge.Arrangement. Figure 3 shows a section marked in Figure 2. FIG. 4 shows a preferred embodiment of the waveguide outputs provided for the reference channels.
In Figur 1 ist im Schema das Übertragungsmedium der optischen Signale als eine Übertragungsstrecke 8 gezeichnet, in der im Prinzip beliebige optische Signale, die gemessen oder überprüft werden sollen, übertragen werden. An diese Übertra- gungsstrecke 8 ist mittels einer Koppelanordnung 9 ein optisches Phased Array 5 als optisches Filter angekoppelt, das entsprechend der eingezeichneten Pfeilrichtung einen ein- gangsseitigen Wellenleiter 6 und ausgangsseitige Wellenleiter 60 besitzt.In Figure 1, the transmission medium of the optical signals is drawn in the diagram as a transmission path 8, in which in principle any optical signals that are to be measured or checked are transmitted. An optical phased array 5 is coupled to this transmission link 8 by means of a coupling arrangement 9 as an optical filter, which, in accordance with the arrow direction shown, has waveguide 6 on the output side and waveguide 60 on the output side.
Figur 2 gibt eine genauere Darstellung des optischen Phased Array. In dem hier dargestellten Beispiel werden die auf der Übertragungsstrecke geführten Signale beispielsweise mittels eines Richtkopplers 90 als sogenanntes Tap (wire tap, Lei- tungsanschluss) in den eingangsseitigen Wellenleiter 6 des Phased Array eingekoppelt. An den eingangsseitigen Wellenlei- ter 6 schließt sich ein eingangsseitiger Freifeldbereich 7 an, in dem die laterale Wellenführung zumindest teilweise aufgehoben ist. Ein weiterer solcher Freifeldbereich 3 ist ausgangsseitig vorhanden. Zwischen den Freifeldbereichen 3, 7 befindet sich eine Anordnung von mehreren parallel zueinander geführten und unterschiedlich langen Wellenleitern 5ι, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58 und 50. Dass die Wellenleiter parallel zueinander geführt sind, soll hierbei heißen, dass die Wellenleiter nebeneinander bezüglich der zu überbrückenden Strecke zwischen den Freifeldbereichen angeordnet sind, aber nicht notwendig geometrisch parallel verlaufen. Eingangsseitig werden die optischen Signale der Wellenlängen λl t λ2, λ3, λ4 , λ5, λ6, λ7 und λ8 eingekoppelt. Eine Referenzwellenlänge λ wird bei diesem Ausführungsbeispiel mittels des darauf abgestimmten Wellenleiters 50 in die beiden ausgangsseitigen Wellen- leiter 1, 2 ausgekoppelt, die als Referenzkanäle vorgesehen sind. Die übrigen Wellenlängen werden auf die ausgangsseitigen Kanäle 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57 und 58 verteilt. Die Verwendung eines ausgangsseitigen Doppeltores aus den beiden bezeichneten Wellenleitern 1, 2 ermöglicht die Anwendung des bevorzugten Verfahrens zur Frequenzstabilisierung.FIG. 2 gives a more precise illustration of the optical phased array. In the example shown here, the signals carried on the transmission link are coupled into the input-side waveguide 6 of the phased array, for example by means of a directional coupler 90 as a so-called tap (wire tap). A free-field region 7 adjoins the input-side waveguide 6, in which the lateral waveguide is at least partially canceled. Another such free field area 3 is provided on the output side. Between the free field areas 3, 7 there is an arrangement of several waveguides 5ι, 5 2 , 5 3 , 5 4 , 5 5 , 5 6 , 5 7 , 5 8 and 5 0 which are guided parallel to one another and of different lengths. The fact that the waveguides are guided parallel to one another here means that the waveguides are arranged next to one another with respect to the distance to be bridged between the free field areas, but do not necessarily run geometrically parallel. The optical signals of the wavelengths λ lt λ 2 , λ 3 , λ 4 , λ 5 , λ 6 , λ 7 and λ 8 are coupled in on the input side. In this exemplary embodiment, a reference wavelength λ is coupled out into the two output-side waveguides 1, 2, which are provided as reference channels, by means of the waveguide 5 0 which is matched thereto. The remaining wavelengths are distributed to the output channels 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57 and 58. The use of a double gate on the output side made of the two designated waveguides 1, 2 enables the use of the preferred method for frequency stabilization.
Figur 3 zeigt anhand des in Figur 2 mit A markierten Ausschnittes, wie die Wellenleiter an eine Stirnfläche 30 beispielsweise eines den ausgangsseitigen Freifeldbereich bil- denden Schichtwellenleiters angekoppelt sind. Außerdem ist dargestellt, wie die verschiedenen Wellenlängen ausgangsseitig in die den einzelnen Kanälen zugeordneten Wellenleiter eingekoppelt werden. Für die beiden ausgangsseitigen Wellenleiter 1, 2, die als Referenzkanäle vorgesehen sind, wird das Übertragungsverhalten vorzugsweise so gewählt, dass die den beiden Ausgängen zugehörigen beiden Filterkurven sich gerade bei einer Frequenz schneiden, die der Frequenz eines ein- gangsseitig eingespeisten optischen Referenzsignals entspricht. Zusätzlich zu dem eingangsseitigen Wellenleiter 6 kann ein weiterer eingangsseitiger Wellenleiter vorhanden sein, der dafür vorgesehen ist, das Referenzsignal so in die Anordnung des Phased Array einzukoppeln, dass das Referenzsignal exakt im Kreuzungspunkt der beiden Filterkurven in die beiden dafür vorgesehenen Wellenleiter am Ausgang ausgekoppelt wird. Vorzugsweise führen die beiden durch diese Wellenleiter 1, 2 gebildeten Ausgangskanäle jeweils über einen op- toelektrischen Wandler zu den beiden Eingängen einer Sub- straktionsschaltung, die ihrerseits zu dem Überwachungseingang einer Regelschaltung zur Temperaturregelung des Phased Array führt. Mittels eines durch diese Schaltungen gewonnen Regelsignals, das nach Maßgabe der Differenz der optoelek- trisch gewandelten Referenzausgangssignale erzeugt wird, wird die Temperatur des Phased Arrays zur Abstimmung seines Frequenzverhaltens auf einen Soll -Temperaturwert geregelt. Die Übertragungseigenschaften der beiden Ausgänge und die angeschlossenen Schaltungskomponenten sind idealerweise so ge- wählt, dass sich bei einer optimalen Anpassung des Filters an die Referenzfrequenz gleiche optische Pegel an den beiden besagten Wellenleiterausgängen ergeben, damit gleiche elektrische Signale an den Eingängen der Substraktionsschaltung anliegen und auf diese Weise das Regelsignal zu null abgegli- chen wird.FIG. 3 shows on the basis of the detail marked A in FIG. 2 how the waveguides are coupled to an end face 30, for example of a layer waveguide forming the free field region on the output side. It also shows how the different wavelengths on the output side into the waveguides assigned to the individual channels be coupled. For the two waveguides 1, 2 on the output side, which are provided as reference channels, the transmission behavior is preferably selected such that the two filter curves associated with the two outputs intersect at a frequency which corresponds to the frequency of an optical reference signal fed in on the input side. In addition to the input-side waveguide 6, a further input-side waveguide can be provided, which is provided for coupling the reference signal into the arrangement of the phased array in such a way that the reference signal is coupled out exactly at the intersection of the two filter curves in the two waveguides provided for this purpose at the output. Preferably, the two output channels formed by these waveguides 1, 2 each lead via an opto-electrical converter to the two inputs of a subtraction circuit, which in turn leads to the monitoring input of a control circuit for temperature control of the phased array. By means of a control signal obtained by these circuits, which is generated in accordance with the difference between the optoelectrically converted reference output signals, the temperature of the phased array is regulated to match its frequency response to a target temperature value. The transmission properties of the two outputs and the connected circuit components are ideally selected so that when the filter is optimally matched to the reference frequency, the same optical levels result at the two waveguide outputs, so that the same electrical signals are present at and on the inputs of the subtraction circuit How the control signal is adjusted to zero.
Eine bevorzugte Anordnung der ausgangsseitigen Wellenleiter 1, 2, mit denen das für die Referenzwellenlänge vorgesehene Doppeltor gebildet wird, ist in Figur 4 dargestellt. Die En- den 10, 20 dieser Wellenleiter 1, 2 sind an eine Stirnfläche 30 eines Schichtwellenleiters angekoppelt, der in diesem Beispiel den ausgangsseitigen Freifeldbereich bildet. Die Stirn- •oA preferred arrangement of the output-side waveguides 1, 2, with which the double gate provided for the reference wavelength is formed, is shown in FIG. The ends 10, 20 of these waveguides 1, 2 are coupled to an end face 30 of a layer waveguide, which in this example forms the free-field region on the output side. Forehead- •O
Figure imgf000008_0001
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1 o Π 1 o Π
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Claims

Patentansprüche claims
1. Anordnung zum Messen oder Überprüfen von Wellenlängen optischer Signale, die sich in einem Übertragungsmedium (8) ausbreiten, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s an das Übertragungsmedium ein optisches Phased Array (5) angekoppelt ist, das aneinander anschließend1. Arrangement for measuring or checking the wavelengths of optical signals that propagate in a transmission medium (8), that is, an optical phased array (5) is coupled to the transmission medium, which is connected to one another
- einen eingangsseitigen Wellenleiter (6) , - einen eingangsseitigen Freifeldbereich (7) , in dem eine durch den Wellenleiter (6) bewirkte Wellenführung zumindest teilweise aufgehoben ist,- an input-side waveguide (6), - an input-side free field area (7) in which a waveguide caused by the waveguide (6) is at least partially canceled,
- eine Anordnung (5) mehrerer parallel zueinander geführter, unterschiedlich langer Wellenleiter, - einen ausgangsseitigen Freifeldbereich (3), in dem eine durch die Wellenleiter bewirkte Wellenführung zumindest teilweise aufgehoben ist,an arrangement (5) of a plurality of waveguides of different lengths that are guided parallel to one another, an output-side free field region (3) in which a wave guide caused by the waveguides is at least partially canceled,
- und ausgangsseitige Wellenleiter (60) aufweist und eine Anzahl vorgegebener Wellenlängen in Kanäle aufteilt,- Has and waveguide (60) on the output side and divides a number of predetermined wavelengths into channels,
Mittel vorhanden sind, mit denen optische Leistungen von Signalen in den ausgangsseitigen Wellenleitern (60) bestimmt werden können, und Mittel vorhanden sind, mit denen eine kontinuierliche Ände- rung der vorgegebenen Wellenlängen des Phased Arrays herbeigeführt werden kann.Means are available with which optical powers of signals in the output waveguides (60) can be determined, and means are available with which a continuous change in the predetermined wavelengths of the phased array can be brought about.
2. Anordnung nach Anspruch 1, bei der zwei ausgangsseitige Wellenleiter (1, 2) des Phased Arrays (5), die jeweils eine Vorzugsrichtung der Wellenführung aufweisen, so an den ausgangsseitigen Freifeldbereich (3) angeschlossen sind, dass ein Signal einer vorgegebenen Wellenlänge in diese Wellenleiter eingekoppelt werden kann und die Vorzugsrichtungen der Wellenführung in einem von null ver- schiedenen Winkel (α) zueinander angeordnet sind, und diese Wellenleiter (1, 2) unterschiedliche Übertragungseigenschaften aufweisen, so dass aus den in diesen Wellenleitern geführten Signalen ein Differenzsignal, das eine vorgesehene Referenzwellenlänge aufweist, zur Kalibrierung des Phased Arrays gebildet werden kann.2. Arrangement according to claim 1, in which two output-side waveguides (1, 2) of the phased array (5), each having a preferred direction of the wave guide, are connected to the output-side free field area (3) in such a way that a signal of a predetermined wavelength in this waveguide can be coupled in and the preferred directions of the waveguide are arranged at an angle (α) other than zero, and these waveguides (1, 2) have different transmission properties, so that the waveguides in these waveguides led signals a difference signal, which has an intended reference wavelength, can be formed for calibration of the phased array.
3. Anordnung zum Messen oder Überprüfen von Wellenlängen optischer Signale, die sich in einem Übertragungsmedium (8) ausbreiten, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s an das Übertragungsmedium ein optisches Phased Array (5) an- gekoppelt ist, das aneinander anschließend3. Arrangement for measuring or checking the wavelengths of optical signals that propagate in a transmission medium (8), that is, an optical phased array (5) is coupled to the transmission medium, which is connected to one another
- einen eingangsseitigen Wellenleiter (6) ,- an input-side waveguide (6),
- einen eingangsseitigen Freifeldbereich (7) , in dem eine durch den Wellenleiter (6) bewirkte Wellenführung zumindest teilweise aufgehoben ist, - eine Anordnung (5) mehrerer parallel zueinander geführter, unterschiedlich langer Wellenleiter,an input-side free field area (7), in which a waveguide caused by the waveguide (6) is at least partially canceled, - an arrangement (5) of several waveguides of different lengths that are guided parallel to one another,
- einen ausgangsseitigen Freifeldbereich (3), in dem eine durch die Wellenleiter bewirkte Wellenführung zumindest teilweise aufgehoben ist, - und ausgangsseitige Wellenleiter (60) aufweist und eine Anzahl vorgegebener Wellenlängen in Kanäle aufteilt,an output-side free field area (3), in which a waveguide caused by the waveguide is at least partially canceled, and an output-side waveguide (60) and divides a number of predetermined wavelengths into channels,
Mittel vorhanden sind, mit denen optische Leistungen von Signalen in den ausgangsseitigen Wellenleitern (60) bestimmt werden können, und mindestens zwei Paare von ausgangsseitigen Wellenleitern mit jeweiligen Vorzugsrichtungen der Wellenführung vorhanden sind, die so an den ausgangsseitigen Freifeldbereich (3) angeschlossen sind, dass jeweils die Vorzugsrichtungen der Wel- lenführung der beiden Wellenleiter je eines Paares in einem von null verschiedenen Winkel (α) zueinander angeordnet sind.Means are available with which optical powers of signals in the output-side waveguides (60) can be determined, and at least two pairs of output-side waveguides with respective preferred directions of the waveguide are available, which are connected to the output-side free field area (3) such that in each case the preferred directions of the wave guidance of the two waveguides of each pair are arranged at an angle (α) other than zero.
4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 , bei der das Übertragungsmedium eine WDM-Übertragungsstrecke ist. 4. Arrangement according to one of claims 1 to 3, wherein the transmission medium is a WDM transmission link.
5. Verfahren zum Messen oder Überprüfen von Wellenlängen optischer Signale, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die optischen Signale in ein optisches Phased Array eingekop- pelt werden und die optischen Leistungen in den Ausgangskanälen des Phased Arrays bestimmt werden.5. Method for measuring or checking the wavelengths of optical signals, that is, that the optical signals are coupled into an optical phased array and the optical powers in the output channels of the phased array are determined.
6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem das Phased Array mit einer Referenzwellenlänge kalibriert wird.6. The method of claim 5, wherein the phased array is calibrated with a reference wavelength.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, bei dem das Phased Array kontinuierlich durchgestimmt wird (sweep) und die optischen Leistungen in den Ausgangskanälen mit bekannten Filterkurven des Phased Arrays verglichen werden. 7. The method according to claim 5 or 6, wherein the phased array is continuously tuned (sweep) and the optical powers in the output channels are compared with known filter curves of the phased array.
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