Устройство стабилизации режима гибридного бистабильного элемента Советский патент 1991 года по МПК G02F1/03 

Изобретение относится к устройствам стабилизации гибридных биста- бильных оптических элементов на основе электрооптических модуляторов и может быть использовано в оптических системах передачи и обработки информации.

Цель изобретения - повышение надежности регулирования режима гибридного бистабильного элемента„

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг.2 - временные диаграммы сигналов.

Устройство содержит источник 1 оптического излучения, электрооптн- ческий модулятор 2, светоделитель 3, фотоприемник 4, усилитель 5, схему 6 выделения уровня остаточной интенсивности, суммирующий усилитель 7 и формирователь 8 управляющего напряжения. Формирователь 8 управляющего напряжения состоит из устройства 9 сравнения, первого 10 и второго 11 ключей, генератора 12 тактовых импульсов, реверсивного счетчика 13 и цифроанало- гового преобразователя 14,

На фиг о 2 показаны входные оптические импульсы (диаграмма Q ); выходные регенерируемые оптические импульсы (диаграмма S) ; выходной сигнал устрой- ства выделения уровня остаточной интенсивности (диаграмма 8), сигналы на входе обратного счета реверсивного счетчика (диаграмма 1 ); сигналы на входе обратного счета реверсивного счетчика (диаграмма о ); сигналы на управляющем электроде электрооптического модулятора (диаграмма б ), где 16у интенсивность входного оптического сигнала; t - время; 1аы интенсивность выходного оптического сигнала электрооптического модуосо

оо

лятора; U - напряжение; -ио(- опорное напряжение; Uper, напряжение, определяющее уровень остаточной интенсивности оптического сигнала.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии устройство находится в равновесном состоянии и на выходе суммирующего усилителя 7 имеется напряжение Uper , которому соответствует уровень остаточной интенсивности 10 на выходе электрооптического модулятора 2 о Поступающие через светоделитель 3 на фотоприемник 4 входные оптические импульсы (фиг.2а) вызывают регенерацию мощных выходных оптических импульсов на выходе электрооптического модулятора 2 (фиг. 26). Соответствующие выходным оптическим импульсам электрические сигналы посту ,пают на схему 6 выделения уровня оста .точной интенсивности, которая формирует уровень напряжения U0, соответствующий уровню остаточной интенсив- ности 10.

Если напряжение U0, поступающее на формирователь 8 управляющего на- jпряжения, равно заданному опорному напряжению Uon,формирователь 8 не изменяет своего выходного сигнала и уровень остаточной интенсивности 1 не изменяется. При этом импульсы напряжения, поступающие на второй вход суммирующего усилителя 7 и возникающие в процессе регенерации, склады- ваются при помощи суммирующего лителя 7 с выходным напряжением формирователя 8. Таким образом, управляющее напряжение электрооптического модулятора 7 состоит из двух компо- нент: напряжения Upei , определяющего уровень остаточной интенсивности в равновесном состоянии, и напряжения, возникающего в результате регенерации и поступающего по цепи положительной обратной связи (фиг. 2е),

При таком изменении температуры кристалла электрооптического модулятора когда его пропускание уменьшается, уменьшается уровень остаточной интенсивности 10, становится меньше и выходное напряжение, схема 6 выделения уровня остаточной интенсивности (фиг. 2в) устройства 9 еравне- ния открывает ключ 10, через который

импульсы генератора 12 тактовых импульсов поступают на вход прямого счета реверсивного счетчика 13

(фиг. 2г)„ Счетчик 13 увеличивает свое содержимое-, одновременно увеличиваются выходные сигналы цифроанало- гового преобразователя 14 и суммирующего усилителя 7. Вследствие этого, уровень остаточной интенсивности увеличивается до заданного. Напряжения на входах устройства 9 сравнения становятся равными, первый ключ 10 закрывается и поступление импульсов на вход прямого счета реверсивного счетчика 13 прекращается. Содержимое счетчика 13 соответствует такому регулирующему напряжению, которое компенсирует воздействие дестабилизирующего фактора.

При изменении температуры модулятора, вызывающем увеличение пропускания модулятора5 уровень остаточной интенсивности увеличивается, что вызывает увеличение сигнала на выходе схемы 6 выделения уровня остаточной интенсивности. Устройство 9 сравнения открывает ключ 11, через который тактовые импульсы поступают на вход обратного счета реверсивного счетчика 13 (фиг, 2д), его содержимое уменьшается до тех пор, пока уровень остаточной интенсивности 10 не станет равным заданному. При изменениях мощности источника t оптического излучения изменяться также уровень остаточной интенсивности и устройство стабилизации вырабатывает такой регулирующий сигнал, который компенсирует воздействие данного дестабилизирующего фактора таким же образом, как и в случаях изменения температуры кристалла электрооптического модулятора 20 i

Чтобы обеспечить стабилизацию режима при увеличении мощности источника 1 оптического излучения, положение рабочей точки гибридного биста- бильного оптического элемента в состоянии равновесия следует выбирать превышающим уровень перегиба характеристики электрооптического модулятора.

На положение рабочей точки модулятора в состоянии равновесия могут также оказать влияние воздействия постоянных фоновых засветок на фотоприемник 4, наличие остаточной интенсивности входного сигнала (фиг. 2а)„ В конечном итоге, влияние данного дестабилизирующего фактора сказывается на изменении уровня остаточной

интенсивности 10, что вызывает изменение выходного сигнала схемы 6 выделения уровня остаточной интенсивности и формирователь 8 управляющего сигнала изменяет свой выходной сигнал таким образом, что уровень остаточной интенсивности 10 остается прежним.

Устройство стабилизации режима гибридного бистабильного элемента позволяет при помощи регулирования опорного напряжения Uon, поступающего на вход устройства 9 сравнения, регулировать начальные условия равновесного состояния, что дает возможность оптимизировать режим генерации к тем или иным задачам. Чтобы исключить срабатывание устройства 9 сравнения от шум.ов, возникающих в оптическом и электронных трактах, оно выполняется двухпороговым с шириной окна, превышающей уровень шумов.

Схема 6 выделения уровня остаточной интенсивности состоит из последовательно соединенных вычитающего устройства и пикового детектора. На суммирующий вход вычитающего устройства прикладывается напряжение, которое больше или равно максимальному напряжению выходного сигнала усилителя 5, а на вычитающий вход подается выходной сигнал усилителя 5. В выходном сигнале вычитающего устройства минимальным уровням интенсивности соответствуют максимальные уровни напряжения.

10

«5

20

25

30

оптического излучения, электрооптического модулятора, светоделителя, фотоприемника, выход которого связан с входом усилителя, отличающ еся тем, что, с целью повышения надежности регулирования режима гибридного бистабильного элемента, в не го введены схема выделения уровня остаточной интенсивности, суммирующий усилитель и формирователь управ ляющего напряжения, выход которого соединен с первым входом суммирующего усилителя, второй вход которого подключен к выходу усилителя и входу схемы выделения уровня остаточной интенсивности, выход которой соедине с входом формирователя управляющего напряжения, выход суммирующего усили теля подключен к управляющему электр ду электрооптического модулятора.

2. Устройство по п. 1, отл и- чающееся тем, что формирователь управляющего напряжения содержи устройство сравнения, два ключа, генератор тактовых импульсов, реверсивный счетчик, цифроаналоговый преобразователь, выу которого является выходом формирователя управляющег напряжения, входом которого является первый вход устройства сравнения, второй вход которого является входом для подключения формирователя управляющего напряжения, выход генератора тактовых импульсов подключен к пе

Устройство повышает надежность pa- 35 вым входам первого и второго ключей

0

0

5

0

оптического излучения, электрооптического модулятора, светоделителя, фотоприемника, выход которого связан с входом усилителя, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности регулирования режима гибридного бистабильного элемента, в него введены схема выделения уровня остаточной интенсивности, суммирующий усилитель и формирователь управляющего напряжения, выход которого соединен с первым входом суммирующего усилителя, второй вход которого подключен к выходу усилителя и входу схемы выделения уровня остаточной интенсивности, выход которой соединен с входом формирователя управляющего напряжения, выход суммирующего усилителя подключен к управляющему электроду электрооптического модулятора.

2. Устройство по п. 1, отл и- чающееся тем, что формирователь управляющего напряжения содержит устройство сравнения, два ключа, генератор тактовых импульсов, реверсивный счетчик, цифроаналоговый преобразователь, выу которого является выходом формирователя управляющего напряжения, входом которого является первый вход устройства сравнения, второй вход которого является входом для подключения формирователя управляющего напряжения, выход генератора тактовых импульсов подключен к пер

Изобретение относится к области оптоэлектроники и может быть использовано в оптических системах передачи и обработки информации. Целью изобретения является повышение надежности регулирования режима гибридного бистабильного элемента. В известный гибридный бистабильнын элемент на основе электрооптического модулятора для стабилизации режима введена цепь регулирования, позволяющая поддерживать постоянный уровень остаточной интенсивности электрооптического модулятора при различных дестабилизирующих факторах. С этой целью в устройство дополнительно введены схема выделения уровня остаточной интенсивности, формирователь управляющего напряжения, суммирующий усилитель о 1 з.п. ф-лы, 2 ил.о

боты гибридного бистабильного оптического элемента.

Формула изобретения

соответственно, вторые входы которых подключены к первому и второму выходам устройства сравнения соответственно, выходы первого и второго ключей подключены к первому и второму входам реверсивного счетчика соответственно, выходы которого подключены к входам цифроаналогового преобразователя.

i

Ut

on

ф «

w

lb

Фи&1

a

J&M

S

П П П ,П .

и i

гб,

a

i и

1

a

птгп

3 sfybix

M.

W

-/ t

Црег

flr