ОТРАЖАТЕЛЬНЫЙ ПЕРЕДАТЧИК И СИСТЕМА СВЯЗИ Российский патент 1995 года по МПК H04B10/00 

Изобретение относится к системам волоконно-оптической связи, в частности к образованным с помощью одного световода двунаправленным системам связи с источником света только на одном конце световода и оптическим модулятором на другом.

Целью изобретения является упрощение системы.

На чертеже представлена структурная схема предлагаемой системы связи.

Система связи содержит источник 1 света, разветвитель 2, световод 3, отражательный модулятор 4 и фотоприемник 5.

Отражательный модулятор содержит одну часть управляемого направленного ответвителя 6, полосковые линии 7 и 8, полупрозрачное зеркало 9, оптоэлектрический преобразователь 10, светопоглотитель 11, электроды 12 14 и 15 17, первый и второй выводы 18 и 19 оптического направленного ответвителя и электрический вход отражательного модулятора 4.

Одна часть управляемого направленного ответвителя 6 имеет две диффундированные в подложку, например ниобат лития, полосковые линии 7 и 8, одна из которых (линия 7) на своем выводе 18 соединена со световодом 3. В имеющей длины L/2 истинной зоне связи обе полосковые линии 7 и 8 проходят очень близко друг от друга на типичном расстоянии около 5 мкм, так что световая энергия может передаваться от одной полосковой линии 7 на другую полосковую линию 8 и наоборот.

Обе полосковые линии 7 и 8 закрыты полупрозрачным зеркалом 9, за которым расположен оптоэлектрический преобразователь 10 не показанного в деталях приемника, при этом близкое соседство и небольшое поперечное сечение обеих полосковых линий 7 и 8 делают возможным сведение их к активной поверхности одного и того же оптоэлектрического преобразователя 10, реализованного, например, с помощью pin-диода.

Рядом и между полосковыми линиями 7 и 8 находятся электроды 12 17, одной части управляемого оптического направленного ответвителя 6, которые нагружены передаваемым по световоду 3 сигналом передатчика, например, сигналом 140 мбит/с. Электроды при этом участками могут иметь встречную полярность, как это в принципе известно у так называемых Δβ реверсивных направленных ответвителей. Это создает лучшие условия электрического согласования и, тем самым, позволяет добиться почти 100%-ной модуляции.

Отражательный передатчик работает следующим образом.

Переданный с противоположного конца системы связи на световодах по световоду 3 (например, 565 мбит/с) световой сигнал предпочтительно низкой глубины модуляции (например, 10%) поступает на входе (выходе в полосковую линию 7 и в зоне связи L/2 одной части управляемого оптического направленного ответвителя 6 в соответствии с приложенным между его электродами 12 17 напряжением с большей или меньшей долей интенсивности передается в полосковую линию 8. Сумма интенсивностей света в обеих полосковых линиях 7 и 8 при этом равна интенсивности принятого по световоду 3 светового сигнала. Таким образом, соответствующая степени пропускания полупрозрачного зеркала 9, например, 15% доля направленного в обеих полосковых линиях 7 и 8 принимаемого светового сигнала, который проходит через полупрозрачное зеркало 9 и попадает к расположенному за ним оптоэлектрическому преобразователю 10, не зависит от приложенного непосредственно к электродам 12 17 сигнала передатчика.

Не попавшая к оптоэлектрическому преобразователю 10, соответствующая коэффициенту отражения полупрозрачного зеркала 9, например, 85% доля направленного в обе полосковые линии 7 и 8 света отражается на полупрозрачном зеркале 9 и вновь проходит зону связи L/2, причем в соответствии с приложенным к электродам 12 17 напряжением передатчика это вновь приводит к более или менее интенсивной связи выше критической между полосковыми линиями 7 и 8.

В целом, вызванная между обеими полосковыми линиями 7 и 8, управляемая сигналом передатчика связь выше критической проявляется как модуляция интенсивности предпочтительно с высокой глубиной модуляции (например, 100%) света, который вновь попадает к выводу 18 полосковой линии 7 и, тем самым, обратно в световод 3, где он затем передается в обратном направлении к другому концу системы связи на световодах 3. При этом в зависимости от мгновенного значения сигнала передатчика в одном граничном случае весь свет может вновь попасть к выводу 18 полосковой линии 7 и, тем самым, обратно в световод 3, а в другом граничном случае, в любом случае тогда, когда длина L/2 зоны связи равна нечетному кратному половине так называемой длины связи L_o
L/2 (2n + 1) ˙ L_o/2, где n 0, 1, 2. весь свет передается на полосковую линию 8. При этом однократная длина связи L_o определяется постоянной связи К с L_o π/2K, причем сама константа К вновь зависит от таких геометрических величин, как ширина и диаметр полосковых линий. В целом, при расположенном между граничными значениями мгновенном значении сигнала передатчика световой сигнал колеблется между описанными граничными случаями.

Чтобы избежать мешающих отражений в полосковой линии 8, его вывод 18 целесообразным образом закрыт с помощью светопоглотителя 11, который полностью поглощает поступающий на него от полосковой линии 8 свет.

Чтобы добиться независимости направления поляризации поступающего по световоду света, можно для подложки LiNbO₃, в котором полосковые линии 7 и 8 образуют путем диффузии титана, использовать специальный срез кристалла, для которого электрооптические коэффициенты модема поперечных электрических и поперечных магнитных волн одинаковы.

В показанном на чертеже примере исполнения отражательного передатчика в соответствии с изобретением нагруженные сигналом передатчика электроды направленного ответвителя расположены с встречной полярностью участков. Однако при необходимости может быть также предусмотрена система только с одинарными расположенными рядом или между полосковых линий 7 и 8 электродами 12 17, причем эти электроды в данном случае простираются по всей зоне связи L/2.

Сущность изобретения: система связи на светодиодах с образованным предпочтительно с помощью лазера источником света 1 на одном конце световода 3 предусматривает на его другом конце отражательный модулятор 4, который образован одной частью управляемого оптического направленного ответвителя 6. Обе полосковые линии направленного ответвителя 6 закрыты полупрозрачным зеркалом 9, а электроды 12 -17 нагружены передаваемым сигналом. Сзади полупрозрачного зеркала 9 предусмотрен нагруженный от обоих полосковых световодов принимаемым сигналом оптоэлектрический преобразователь 10. 2 с. и 3 з. п. ф-лы, 1 ил.

1. Отражательный передатчик для двунаправленной световодной системы связи с выполненными предпочтительно в виде лазеров источниками на одном конце световода, отличающийся тем, что отражательный передатчик выполнен в виде одной части управляемого направленного ответвителя, разделенного пополам в области связи двух полосковых линий, выполненных диффузией в подложке рядом друг с другом и оптически связанных с полупрозрачным зеркалом, управляющие электроды направленного ответвителя являются электрическим входом отражательного передатчика. 2. Передатчик по п.1, отличающийся тем, что введен светопоглотитель, который соединен с другим входом-выходом одной части управляемого направленного ответвителя. 3. Передатчик по п.2, отличающийся тем, что электроды управляемого направленного ответвителя расположены участками с противоположной полярностью. 4. Система связи, содержащая фотоприемник и оптически последовательно расположенные источник света, разветвитель, световод и отражательный модулятор, причем вход фотоприемника оптически соединен с третьим выходом разветвителя, выход фотоприемника является первым выходом системы связи, управляющий вход источника света является первым входом системы связи, а электрический вход отражательного модулятора является вторым входом системы связи, отличающаяся тем, что отражательный модулятор выполнен в виде одной части управляемого направленного ответвителя, разделенного пополам в области связи двух полосковых линий, выполненных диффузией в подложке рядом друг с другом и оптически связанных с полупрозрачным зеркалом, управляющие электроды отражательного модулятора являются электрическим входом отражательного модулятора, а второй вход-выход одной части управляемого направленного ответвителя является неподключенным. 5. Система по п.4, отличающаяся тем, что за отражательным модулятором введен оптоэлектрический преобразователь, причем обе полосковые линии оптически соединены с оптоэлектрическим преобразователем через полупрозрачное зеркало.