close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY10810

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2008.06.30
(12)
(51) МПК (2006)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
G 02B 26/00
H 01S 3/10
УСТРОЙСТВО ФОРМИРОВАНИЯ ОПТИЧЕСКИХ ИМПУЛЬСОВ
(21) Номер заявки: a 20061000
(22) 2006.10.16
(71) Заявитель: Государственное научное
учреждение "Институт физики имени
Б.И.Степанова Национальной академии наук Беларуси" (BY)
(72) Авторы: Пилипович Владимир Антонович; Есман Александр Константинович; Кулешов Владимир Константинович; Гончаренко Игорь Андреевич
(BY)
BY 10810 C1 2008.06.30
BY (11) 10810
(13) C1
(19)
(73) Патентообладатель: Государственное
научное учреждение "Институт физики имени Б.И.Степанова Национальной академии наук Беларуси" (BY)
(56) BY 4465 C1, 2002.
JP 2032323 A, 1990.
JP 11121847 A, 1999.
JP 2000028972 A, 2000.
JP 5315682 A, 1993.
(57)
1. Устройство формирования оптических импульсов, содержащее оптически последовательно связанные лазер, модулятор, блок компрессии оптических сигналов, управляющий электрический вход модулятора подключен через блок компрессии электрических
сигналов к генератору, отличающееся тем, что содержит волноводный микрокольцевой
резонатор со встроенным оптическим усилителем, вход волноводного микрокольцевого
резонатора оптически связан через входной волновод с выходом блока компрессии оптических сигналов, а выход оптически соединен с выходным волноводом, который является
выходом устройства, при этом оптическая длина L волноводного микрокольцевого резонатора выбрана в соответствии с выражением
L = c/f,
где с - скорость распространения света,
f - частота следования формируемых импульсов,
а коэффициенты оптической связи k1 и k2 соответственно входного и выходного волноводов с волноводным микрокольцевым резонатором выбраны из условий
k1 · k2 ≥ 1 / (G - ά),
k1 ≥ k2,
где G - коэффициент усиления оптического усилителя,
ά - коэффициент потерь сигнала в волноводе микрокольцевого резонатора.
BY 10810 C1 2008.06.30
Изобретение относится к области оптической обработки информации и может использоваться в технике передачи и (или) обработки высокочастотных сигналов.
Известно устройство [1], содержащее оптически последовательно связанные лазер,
модулятор, блок преобразования формы оптических сигналов.
Данное устройство не позволяет формировать сигналы с высокой частотой следования, так как данный параметр задается электронными цепями, подающими управляющие
импульсы на вход модулятора. Также частота следования в рассматриваемом устройстве
ограничивается возможностями блока преобразования формы оптических сигналов, в котором производится сдвиг во временной области только двух спектральных составляющих.
Наиболее близким по технической сущности является устройство формирования оптических импульсов по способу [2], содержащее оптически последовательно связанные
лазер, модулятор, блок компрессии оптического сигнала, причем генератор через последовательно соединенные формирователи электрического сигнала и блоки компрессии электрического сигнала подключен к модулятору.
Устройство не позволяет формировать сигналы с высокой частотой следования, так
как объединение большого количества электронных компонентов по входу-выходу увеличивает емкостную нагрузку, тем самым увеличивает длительность фронтов и срезов формируемых сигналов.
Техническая задача - увеличение частоты следования оптических импульсов.
Поставленная техническая задача решается тем, что в устройство формирования оптических импульсов, содержащее оптически последовательно связанные лазер, модулятор,
блок компрессии оптических сигналов, управляющий электрический вход модулятора
подключен через блок компрессии электрических сигналов к генератору, введены волноводный микрокольцевой резонатор со встроенным оптическим усилителем, вход волноводного
микрокольцевого резонатора оптически связан через входной волновод с выходом блока
компрессии оптических сигналов, а выход оптически соединен с выходным волноводом,
который является выходом устройства, при этом оптическая длина L волноводного микрокольцевого резонатора выбрана в соответствии с выражением
L = c/f,
где с - скорость распространения света,
f - частота следования формируемых импульсов,
а коэффициенты оптической связи k1 и k2 соответственно входного и выходного волноводов с волноводным микрокольцевым резонатором выбраны из условий
(1)
k1 ⋅ k2 ≥ 1/(G - ά),
k2 ≥ k1,
где G - коэффициент усиления оптического усилителя,
ά - коэффициент потерь сигнала в волноводе микрокольцевого резонатора.
Совокупность всех признаков в предлагаемом устройстве позволяет увеличить частоту
следования формируемых солитонов, так как существенно уменьшается емкостная нагрузка в
электронном тракте, а максимальная частота следования оптических импульсов определяется возможностями сокращения длительности сигналов в обоих блоках компрессии.
Сущность изобретения поясняется на фигуре, где приведена блок-схема заявляемого
устройства, где 1 - лазер, 2 - модулятор, 3 - блок компрессии электрического сигнала, 4 генератор, 5 - блок компрессии оптического сигнала, 6 - входной волновод, 7 - волноводный микрокольцевой резонатор, 8 - оптический усилитель, 9 - выходной волновод.
В заявляемом устройстве лазер 1 оптически последовательно через модулятор 2 связан
с блоком компрессии оптического сигнала 5 и далее с входным волноводом 6. К модулятору 2 через блок компрессии электрических сигналов 3 подключен генератор 4. Входной
волновод 6 с коэффициентом оптической связи k1 оптически соединен с волноводным
микрокольцевым резонатором 7, в который встроен оптический усилитель 8. Выходной
волновод 9, который является выходом устройства, с коэффициентом оптической связи k2
оптически соединен с волноводным микрокольцевым резонатором 7.
2
BY 10810 C1 2008.06.30
В конкретном исполнении лазер 1 - это одномодовый полупроводниковый излучатель
с длиной волны 1,55 мкм. Модулятор 2 - это электрооптический модулятор Маха-Цендера.
Блок компрессии электрических сигналов 3 - это полосковая линия с периодически расположенными нелинейными элементами - СВЧ-диодами, аналогично [2]. Генератор 4 - это
стандартный генератор импульсных сигналов, например Г5-78, используемый в режиме
генерации одиночных импульсов с запуском по входу внешней синхронизации. Блок компрессии оптического сигнала 5 - это отрезок оптического волокна, дисперсионные свойства
которого позволяют укорачивать оптические импульсные сигналы. Входной 6, выходной 9
и волновод микрокольцевого резонатора 7 длиной L выполнены как планарные волноводы
на поверхности пластины GaAs методами интегральной технологии. Оптический усилитель 8 - это волноводная гетероструктура, выполненная методами интегральной технологии на участке волноводного микрокольцевого резонатора 7, не взаимодействующего с
входным 6 и выходным 9 волноводами.
Работает устройство следующим образом. Лазер 1 постоянно подает на вход модулятора 2 одномодовое излучение с длиной волны 1,55 мкм. Одиночный импульсный электрический сигнал, сформированный в генераторе 4, пройдя по нелинейному волноводу в
блоке компрессии электрического сигнала 3, укорачивается по длительности и поступает
на управляющий вход модулятора 2. В соответствии с переходной характеристикой модулятора 2 на его выходе появляется импульсный оптический сигнал амплитуды I, который
поступает в блок компрессии оптического сигнала 5 и после прохода волокна в блоке
компрессии оптического сигнала 5 укорачивается по длительности и по входному волноводу 6 поступает в область взаимодействия входного волновода 6 с волноводом микрокольцевого резонатора 7. В этой области указанные волноводы располагаются с зазором
≥ 0,2 мкм. В таком зазоре часть излучения (k1 ⋅ I), определяемая коэффициентом оптической связи k1 входного волновода, переходит в волновод микрокольцевого резонатора 7,
из которого ослабленный оптический импульсный сигнал поступает на вход оптического
усилителя 8, где усиливается и далее по волноводу микрокольцевого резонатора 7 подходит к области взаимодействия с выходным волноводом 9. В этой области взаимодействия
часть импульсного оптического сигнала в соответствии с коэффициентом оптической связи k2 выходного волновода 9 переходит из волновода микрокольцевого резонатора 7 в
выходной волновод 9. Если произведение коэффициентов оптической связи (k1 ⋅ k2) волноводов 6, 9 с волноводным микрокольцевым резонатором 7 и коэффициента усиления
оптического усилителя 8 с учетом потерь сигнала (G - ά) превышает единицу (в соответствии с выражением (1)), то, двигаясь по волноводу микрокольцевого резонатора 7 и оптическому усилителю 8, рассматриваемый импульсный оптический сигнал после каждого
кругового прохода будет восстанавливать свою амплитуду. Таким образом, в выходном
волноводе 9 получаем частоту f импульсных оптических сигналов, определяемую временем обхода волноводного микрокольцевого резонатора:
f = c/L
(2).
Максимально возможная частота следования оптических импульсов в предлагаемом
устройстве определяется длительностями фронтов выходных сигналов генератора 3, дисперсионными свойствами блоков компрессии электрического сигнала 4 и оптического
сигнала 5 и рассчитывается из выражения (2).
Источники информации:
1. Пат. США 7099359.
2. Пат. РБ 4465.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
3
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
109 Кб
Теги
by10810, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа