專利名稱：陣列波導(dǎo)光柵組件和使用其監(jiān)視光信號(hào)的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一陣列波導(dǎo)光柵(AWG)組件，其用于在一波分復(fù)用(WDM)系統(tǒng)中監(jiān)視多個(gè)信道波分多路復(fù)用光學(xué)的光學(xué)信號(hào)的特性，而不必使用一特殊的測(cè)量?jī)x器，并且涉及使用該陣列波導(dǎo)光柵組件監(jiān)視波分復(fù)用光信號(hào)的一光信號(hào)監(jiān)視裝置。
在幾個(gè)光學(xué)的信道被多路復(fù)用并被傳輸?shù)揭粋€(gè)光學(xué)電纜的一個(gè)波分復(fù)用系統(tǒng)中，在該光學(xué)信號(hào)光學(xué)地多路分路進(jìn)入信道以前必須監(jiān)視波分復(fù)用光學(xué)信號(hào)的質(zhì)量。
通常，每個(gè)信道的光學(xué)的功率、光學(xué)的波長(zhǎng)和光學(xué)的信噪比(OSNR)必須被檢測(cè)以監(jiān)視波分復(fù)用多路信道光學(xué)的信號(hào)。在波分復(fù)用光傳輸裝置中，每個(gè)信道的波長(zhǎng)偏差必須被正確地控制，由于它不只是引起一通信的信道信號(hào)傳輸?shù)腻e(cuò)誤，而且還引起臨近該通信信道的信道的信號(hào)的傳輸錯(cuò)誤。而且，控制情形必須實(shí)時(shí)監(jiān)視。此外，當(dāng)使用波分復(fù)用光放大器時(shí)，對(duì)于每一信道光信號(hào)的光功率和光學(xué)的信噪比可以是不同的，所以每一信道的功率和光學(xué)的信噪比必須被監(jiān)視。
在美國(guó)專利No.5,617,234中，透露了利用陣列波導(dǎo)光柵和光電二極管陣列的一結(jié)構(gòu)，每個(gè)信道的波長(zhǎng)可以被監(jiān)視，但是陣列波導(dǎo)光柵的溫度必須被實(shí)時(shí)控制，需要提供分離地用作參考波長(zhǎng)的一光信號(hào)，并且光信號(hào)的光功率和光學(xué)的信噪比不能被精確地檢測(cè)。而且，在該波分復(fù)用光傳輸系統(tǒng)中，每個(gè)信道信號(hào)的光功率、光波長(zhǎng)和光學(xué)的信噪比必須能夠被同時(shí)地監(jiān)視。然而，在使用陣列波導(dǎo)光柵的現(xiàn)有技術(shù)中，當(dāng)三個(gè)測(cè)量項(xiàng)之中兩個(gè)任意的項(xiàng)被測(cè)量時(shí)，剩余項(xiàng)不能被測(cè)量。
本發(fā)明的目的是提供一陣列波導(dǎo)光柵(AWG)組件，用于在波分復(fù)用(WDM)光傳輸系統(tǒng)中監(jiān)視波分復(fù)用(WDM)多信道光信號(hào)。
本發(fā)明的另一目的是提供一種裝置，其不僅用于測(cè)量波分復(fù)用多路信道信號(hào)的每個(gè)信道信號(hào)的波長(zhǎng)、光功率和光信噪比(OSNR)，而且也用于測(cè)量相對(duì)于整個(gè)光信號(hào)波帶的光譜。
為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第一目的，提供的陣列波導(dǎo)光柵(AWG)組件包括一輸入波導(dǎo)，其用于接受通過光信號(hào)傳輸介質(zhì)的波分復(fù)用(WDM)光信號(hào)；一第一星形耦合器，用于將從輸入波導(dǎo)收到的波分復(fù)用光信號(hào)的功率分離并向陣列波導(dǎo)光柵單元的波導(dǎo)傳送該分光信號(hào)；陣列波導(dǎo)光柵單元，用于處理由第一星形耦合器輸出的分光信號(hào)，以使該分光信號(hào)具有與包括在該陣列波導(dǎo)光柵單元中的波導(dǎo)的長(zhǎng)度之間的差別成比例的相位差；一第二星形耦合器，用于通過在接收信號(hào)之間產(chǎn)生相互干涉，將從陣列波導(dǎo)光柵單元收到的光信號(hào)聚焦在不同的位置；以及一光功率測(cè)量器，其直接地連接到第二星形耦合器，用于產(chǎn)生取決于第二星形耦合器輸出的光信號(hào)的功率值的電信號(hào)。
為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第二目的，提供了一種用于監(jiān)視波分復(fù)用(WDM)光信號(hào)的裝置，該裝置包括一陣列波導(dǎo)光柵組件，用于接受波分復(fù)用光信號(hào)，將波分復(fù)用光信號(hào)分離成用于不同的信道的光信號(hào)，以及轉(zhuǎn)換該分路光信號(hào)成為電信號(hào)；用于將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的一模/數(shù)轉(zhuǎn)換器；以及一數(shù)據(jù)處理器，用于處理該數(shù)字信號(hào)以分析收到的光信號(hào)的特性。
通過參照附圖對(duì)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)地描述，將使本發(fā)明的上面的目的和優(yōu)點(diǎn)變得更加明顯。


圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明的一陣列波導(dǎo)光柵(AWG)組件；圖2是使用一陣列波導(dǎo)光柵組件的光信號(hào)監(jiān)視裝置的方框圖；圖3示出了在一光譜檢測(cè)面上的光譜。
參見圖1，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的陣列波導(dǎo)光柵(AWG)組件包括一輸入波導(dǎo)100，一個(gè)第一星形耦合器110，一陣列波導(dǎo)光柵單元120，一第二星形耦合器130，以及一光功率測(cè)量器140。
將被監(jiān)視的一波分復(fù)用(WDM)光信號(hào)通過一光纖入射到輸入波導(dǎo)100上。引入到輸入波導(dǎo)100的波分復(fù)用光信號(hào)由作為光功率分路器的第一星形耦合器110分路，該分光信號(hào)入射到陣列波導(dǎo)光柵單元120。在陣列波導(dǎo)光柵單元120中，波分復(fù)用光信號(hào)的相位被變化。
已經(jīng)經(jīng)過陣列波導(dǎo)光柵單元120的具有不同的波長(zhǎng)的分路波分復(fù)用光信號(hào)具有與在該陣列波導(dǎo)光柵單元120中的波導(dǎo)長(zhǎng)度之間的差值成比例的相位差別。即，在這些相位變換的光信號(hào)互相地干擾的同時(shí)，該波分復(fù)用光信號(hào)被分路成有不同的波長(zhǎng)的光信號(hào)。已經(jīng)經(jīng)過陣列波導(dǎo)光柵單元120的光信號(hào)被施加到第二星形耦合器130。第二星形耦合器130造成收到的光信號(hào)之間的相互的干涉，以使不同的波長(zhǎng)的光信號(hào)根據(jù)各個(gè)波長(zhǎng)聚焦在光譜檢測(cè)表面135的不同的位置上。光功率測(cè)量器140被定位在光譜檢測(cè)表面135上，通過該光光譜檢測(cè)表面光功率測(cè)量器140直接地連接到第二星形耦合器130。光功率測(cè)量器140將由第二星形耦合器130輸出的各個(gè)波長(zhǎng)光信號(hào)的功率轉(zhuǎn)換成一電流信號(hào)。光功率測(cè)量器140可以是一光電二極管陣列或一電荷耦合器件。
圖2是使用本發(fā)明的陣列波導(dǎo)光柵組件的信道監(jiān)視裝置的方框圖。參見圖2，信道監(jiān)視裝置包括一陣列波導(dǎo)光柵組件210，一模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)220，以及一數(shù)據(jù)處理器230。
陣列波導(dǎo)光柵組件210具有上面圖1描述的結(jié)構(gòu)。該陣列波導(dǎo)光柵組件210將光信號(hào)的功率轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，比如一電流信號(hào)，并且該電信號(hào)被施加到ADC220并由ADC220轉(zhuǎn)換成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)被施加到數(shù)據(jù)處理器230，整個(gè)光波帶的光譜被監(jiān)視，如在下面描述的。數(shù)據(jù)處理器可以是微處理器等。
在為第二星形耦合器130和光功率測(cè)量器140的接觸面的光譜檢測(cè)表面135上的光波長(zhǎng)的光譜被顯示在圖3中?，F(xiàn)有的陣列波導(dǎo)光柵組件在不同的通道光信號(hào)被聚焦的光譜檢測(cè)面135的位置上設(shè)置光波導(dǎo)，并且各個(gè)信道被引入到光纖中。根據(jù)本發(fā)明的陣列波導(dǎo)光柵組件在光譜檢測(cè)面135上不設(shè)置光波導(dǎo)。作為替代，它使用一光電二極管陣列或一電荷耦合器件。因此，獲得相對(duì)于整個(gè)波帶的光信號(hào)的光譜并且用于監(jiān)視波分復(fù)用光信號(hào)的特性。
由于圖1的陣列波導(dǎo)光柵單元120的波分路功能，不同的波長(zhǎng)的光信號(hào)沿著一水平軸320被聚焦在光譜檢測(cè)面上的不同的位置。結(jié)果，光譜310沿著水平軸320形成在光譜檢測(cè)面上。當(dāng)光電二極管陣列或者電荷耦合器件連接到第二星形耦合器130的輸出時(shí)，具有不同的波長(zhǎng)的光線依照她們的波長(zhǎng)入射到光電二極管陣列的光電二極管或者電荷耦合器件的象素上。
在一種檢測(cè)入射在光電二極管陣列或者電荷耦合器件上不同的象素上的光信號(hào)的方法中，預(yù)先接收具有已知波長(zhǎng)的一參考光信號(hào)，并且該參考光信號(hào)是在被檢測(cè)的象素上被輸出。因此，可以認(rèn)為檢測(cè)的像素是用于該參考光信號(hào)的波長(zhǎng)的。而且，入射在一個(gè)像素上的光波長(zhǎng)的光功率可以是從該像素輸出的電流值推斷出。因此，可以為每一波長(zhǎng)檢測(cè)光功率。此外，光信號(hào)的光學(xué)的信噪比可以通過將從入射光信號(hào)已經(jīng)被檢測(cè)的一個(gè)象素獲得的電流值與從其他象素獲得的電流值比較獲得。
這里，隨在光電二極管陣列中光電二極管數(shù)目或在電荷耦合器件上像素?cái)?shù)目的增加，可以獲得更精確的分辯率。
因此，可以獲得每一信道的光功率、光波長(zhǎng)和光信號(hào)的光學(xué)的信噪比。還可以獲得相對(duì)于整個(gè)的波長(zhǎng)帶的波分復(fù)用光信號(hào)的光譜。
權(quán)利要求
1.一陣列波導(dǎo)光柵(AWG)組件，其特征在于包括一輸入波導(dǎo)，用于接受通過光信號(hào)傳輸介質(zhì)的波分復(fù)用(WDM)光信號(hào)；一第一星形耦合器，用于將從輸入波導(dǎo)收到的波分復(fù)用光信號(hào)的功率分路并且傳送該分路的光信號(hào)到陣列波導(dǎo)光柵單元的波導(dǎo)；陣列波導(dǎo)光柵單元，用于處理由第一星形耦合器輸出的分路的光信號(hào)，以使該分路的光信號(hào)具有與包括在該陣列波導(dǎo)光柵單元中的波導(dǎo)的長(zhǎng)度之間的差值成比例的相位差；一第二星形耦合器，用于通過使收到的光信號(hào)之間產(chǎn)生相互的干涉，將從陣列波導(dǎo)光柵單元收到的光信號(hào)聚焦在不同的位置；以及一光功率測(cè)量器，其直接地連接到第二星形耦合器，用于產(chǎn)生取決于第二星形耦合器輸出的光信號(hào)功率值的電信號(hào)。
2.如權(quán)利要求1所述的陣列波導(dǎo)光柵組件，其特征在于光電二極管陣列或電荷耦合器件被使用作為光功率測(cè)量器。
3.一個(gè)用于監(jiān)視波分復(fù)用(WDM)光信號(hào)的裝置，其特征在于該裝置包括一陣列波導(dǎo)光柵組件，其用于接受波分復(fù)用光信號(hào)，將波分復(fù)用光信號(hào)分路成用于不同的信道的光信號(hào)，以及將分路的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成為電信號(hào)；一模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器，用于將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成為數(shù)字的信號(hào)；以及一個(gè)數(shù)據(jù)處理器，其用于處理該數(shù)字信號(hào)以便分析該收到的光信號(hào)的特性。
全文摘要
一陣列波導(dǎo)光柵(AWG)組件,用于在波分復(fù)用系統(tǒng)中監(jiān)視波分復(fù)用多信道光信號(hào)的質(zhì)量而不使用專用測(cè)量器,及使用AWG組件監(jiān)視波分復(fù)用光信號(hào)的裝置。AWG組件包含接收波分復(fù)用光信號(hào)的輸入波導(dǎo),分路該光信號(hào)功率并傳送分路光信號(hào)的第一星形耦合器,處理分路光信號(hào)使其有與AWG單元的波導(dǎo)長(zhǎng)度間差值成比例的相位差的AWG單元,將從AWG單元收到的光信號(hào)相互干涉的聚焦在不同位置的第二星形耦合器,及產(chǎn)生基于該光信號(hào)功率值的電信號(hào)的光功率測(cè)量器。
文檔編號(hào)H04J14/02GK1260500SQ0010026
公開日2000年7月19日 申請(qǐng)日期2000年1月12日 優(yōu)先權(quán)日1999年1月14日
發(fā)明者姜龍勛, 金貞美 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社