ОПТИЧЕСКИЙ МУЛЬТИПЛЕКСОР-ДЕМУЛЬТИПЛЕКСОР

ОПТИЧЕСКИЙ МУЛЬТИПЛЕКСОР-ДЕМУЛЬТИПЛЕКСОР


RU (11) 2199823 (13) C2

(51) 7 H04J14/00 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 25.10.2007 - прекратил действие, но может быть восстановлен 

--------------------------------------------------------------------------------

(14) Дата публикации: 2003.02.27 
(21) Регистрационный номер заявки: 2001105330/09 
(22) Дата подачи заявки: 2001.02.26 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2001.02.26 
(45) Опубликовано: 2003.02.27 
(56) Аналоги изобретения: RU 97119180 А1, 20.09.1999. RU 97120132 А1, 27.10.1999. ЕР 0716522 А2, 12.06.1996. ЕР 0684713 А, 29.11.1995. 
(71) Имя заявителя: Институт систем обработки изображений РАН 
(72) Имя изобретателя: Досколович Л.Л.; Карпеев С.В.; Казанский Н.Л.; Сойфер В.А. 
(73) Имя патентообладателя: Институт систем обработки изображений РАН 
(98) Адрес для переписки: 443086, г.Самара, Московское ш., 34, СГАУ, патентный отдел 

(54) ОПТИЧЕСКИЙ МУЛЬТИПЛЕКСОР-ДЕМУЛЬТИПЛЕКСОР 

Изобретение относится к оптическим устройствам связи и может быть использовано для спектрального уплотнения каналов связи, а также для тестирования волоконно-оптических линий связи одновременно с передачей сигналов на другой длине волны. Техническим результатом является повышение эффективности устройства. Сущность изобретения: оптический мультиплексор-демультиплексор содержит последовательно установленные и оптически связанные между собой общий тракт, расщепитель луча, фокусирующие элементы и отдельные тракты для раздельной передачи сигналов различных длин волн. Расщепитель луча выполнен в виде фазовой дифракционной решетки, имеющей на периоде N ступенек равной ширины с высотой, определяемой по приведенной формуле. 2 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к оптическим устройствам связи и может быть использовано для спектрального уплотнения каналов связи, а также для тестирования волоконно-оптических линий связи одновременно с передачей сигналов на другой длине волны.

Известно устройство оптического фильтра длин волн и оптического демультиплексора на основе соединения направленных ответвителей и брэгговских волоконных решеток, (см. заявку 97120132/09, приоритет от 06. 12.1997, опубл. 27.10.1999). Такое устройство сложно по конструкции и характеризуется существенными потерями световой энергии.

Известно также каскадное мультиплексирующее устройство, в котором оптический блок определяет зигзагообразный оптический тракт со множеством точек отражения, а выделение необходимых длин волн осуществляется интерференционными фильтрующими элементами Фабри-Перо. Такое устройство маршрутизации оптических сигналов в зависимости от длин волн также имеет весьма сложную конструкцию и ограничения по количеству длин волн.

Наиболее близким к предлагаемому является мультиплексор и демультиплексор многократного отражения, содержащий общий тракт для передачи нескольких сигналов различных длин волн, расщепитель пучка в виде отражательного пакета, имеющего множество перекрывающихся частично отражающих поверхностей, и несколько отдельных трактов для раздельной передачи сигналов различных длин волн (см. заявка 97119180/09, приоритет от 24.11.97 г. , опубл. 20.09.1999 г.)

Однако известное устройство содержит множество светоделительных поверхностей, требующих сложной юстировки и приводящих при их использовании к потерям света.

Поставлена задача разработать такое устройство, которое обладало бы большей эффективностью.

Поставленная задача достигается за счет того, что в оптическом мультиплексоре-демультиплексоре, содержащем последовательно установленные и оптически связанные между собой общий тракт для передачи нескольких сигналов различных длин волн, расщепитель луча для разделения различных длин волн, фокусирующие элементы и отдельные тракты для раздельной передачи сигналов различных длин волн, согласно изобретению расщепитель луча выполнен в виде фазовой дифракционной решетки, имеющей на периоде N ступенек равной ширины с высотой, определяемой по формуле



где - показатель преломления материала решетки, j - фазовые набеги на ступеньках для длины волны 0 в пределах периода, определяемые из условия



c0= 1, p = 0cp, разделяемые по порядкам n0, n1..., nL длины волн.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 представлена схема устройства, а на фиг.2 - строение фазовой дифракционной решетки.

Устройство содержит последовательно установленные и оптически связанные между собой общий тракт 1 для передачи нескольких сигналов различных длин волн, расщепитель луча 2 для углового разделения сигналов различных длин волн, фокусирующие элементы 3 для пространственного разделения сигналов различных длин волн и ввода их в установленные далее отдельные тракты 4 для раздельной передачи сигналов различных длин волн. Расщепитель луча 2 выполнен в виде фазовой дифракционной решетки для углового разделения длин волн p = 0cp, по порядкам n0, n1..., nL.

Данная дифракционная решетка имеет на периоде N ступенек равной ширины (см. фиг.2). Высота ступенек где - показатель преломления материала решетки (считается одинаковым для выделяемых длин волн в силу их близости), j - фазовые набеги на ступеньках для длины волны 0 в пределах периода, определяемые из условия



c0=1, 

Устройство работает следующим образом.

Выходящий из общего тракта сигнал содержит множество сигналов различных длин волн, каждый из которых имеет заданное количество энергии, распределенной по полю моды. Этот сигнал падает на фазовую дифракционную решетку для углового разделения длин волн p = 0cp, по порядкам n0, n1..., nL. Для указанных длин волн 1, 2...L на решетке будут получаться такие фазовые набеги, что для каждой длины волны фазовая функция на периоде будет максимально близка к фазовой функции призмы, квантованной по N уровням в пределах периода, то есть реально фазовый набег для р-ой длины волны на i-ой ступеньке в пределах периода будет близок к



где mod2 означает операцию взятия по модулю 2.

Такая фазовая дифракционная решетка будет отклонять по существу всю энергию каждой длины волны на соответствующий угол и таким образом осуществлять разделение длин волн с минимальными потерями. Далее сигналы различных длин волн при помощи фокусирующих элементов пространственно разделяются и вводятся в установленные отдельные тракты для раздельной передачи сигналов различных длин волн. В качестве примера для разделения длин волн

,

где N, р - взаимно простые числа, по порядкам 0 и1, решетка имеет на периоде N ступенек равной ширины с высотой



где 1 определяется из решения уравнения

(N+p)1-N2 = 1

Поскольку числа N+p и N взаимно простые, то указанное уравнение всегда имеет решение в целых числах по теореме о наибольшем общем делителе.

Таким образом, предлагаемое устройство обладает большей эффективностью по сравнению с известным устройством. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Оптический мультиплексор-демультиплексор, содержащий последовательно установленные и оптически связанные между собой общий тракт, расщепитель луча, фокусирующие элементы и отдельные тракты для раздельной передачи сигналов различных длин волн, отличающийся тем, что расщепитель луча выполнен в виде фазовой дифракционной решетки, имеющей на периоде N ступенек равной ширины с высотой, определяемой по формуле



где - показатель преломления материала решетки;

j - фазовые набеги на ступеньках для длины волны 0 в пределах периода, определяемые из условия



Co = 1, p = 0cp, разделяемые по порядкам n0, n1... nL длины волн.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Электроника и электротехника




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+автомобильная -сигнализация".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "датчик" будут найдены слова "датчик", "датчики" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("датчик!").


Металлоискатели и металлодетекторы | Электронные устройства охраны и сигнализации | Электронные устройства систем связи | Приемные и передающие антенны | Электротехнические и радиотехнические контрольно-измерительные приборы и способы электроизмерений | Электронные устройства пуска, управления и защиты электродвигателей постоянного и переменного тока | Электродвигатели постоянного и переменного тока | Магниты и электромагниты | Кабельно-проводниковые и сверхпроводниковые изделия


Рейтинг@Mail.ru