專利名稱：陣列波導(dǎo)光柵組件和使用其監(jiān)視光信號的裝置的制作方法
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)視多個信道波分多路復(fù)用光學(xué)的光學(xué)信號的特性，而不必使用一特殊的測量儀器，并且涉及使用該陣列波導(dǎo)光柵組件監(jiān)視波分復(fù)用光信號的一光信號監(jiān)視裝置。
在幾個光學(xué)的信道被多路復(fù)用并被傳輸?shù)揭粋€光學(xué)電纜的一個波分復(fù)用系統(tǒng)中，在該光學(xué)信號光學(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)信號的質(zhì)量。
通常，每個信道的光學(xué)的功率、光學(xué)的波長和光學(xué)的信噪比(OSNR)必須被檢測以監(jiān)視波分復(fù)用多路信道光學(xué)的信號。在波分復(fù)用光傳輸裝置中，每個信道的波長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傳輸?shù)腻e誤，而且還引起臨近該通信信道的信道的信號的傳輸錯誤。而且，控制情形必須實時監(jiān)視。此外，當(dāng)使用波分復(fù)用光放大器時，對于每一信道光信號的光功率和光學(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)，每個信道的波長可以被監(jiān)視，但是陣列波導(dǎo)光柵的溫度必須被實時控制，需要提供分離地用作參考波長的一光信號，并且光信號的光功率和光學(xué)的信噪比不能被精確地檢測。而且，在該波分復(fù)用光傳輸系統(tǒng)中，每個信道信號的光功率、光波長和光學(xué)的信噪比必須能夠被同時地監(jiān)視。然而，在使用陣列波導(dǎo)光柵的現(xiàn)有技術(shù)中，當(dāng)三個測量項之中兩個任意的項被測量時，剩余項不能被測量。
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。
本發(fā)明的另一目的是提供一種裝置，其不僅用于測量波分復(fù)用多路信道信號的每個信道信號的波長、光功率和光信噪比(OSNR)，而且也用于測量相對于整個光信號波帶的光譜。
為實現(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傳輸介質(zhì)的波分復(fù)用(WDM)光信號；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；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，以使該分光信號具有與包括在該陣列波導(dǎo)光柵單元中的波導(dǎo)的長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聚焦在不同的位置；以及一光功率測量器，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的功率值的電信號。
為實現(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，將波分復(fù)用光信號分離成用于不同的信道的光信號，以及轉(zhuǎn)換該分路光信號成為電信號；用于將電信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號的一模/數(shù)轉(zhuǎn)換器；以及一數(shù)據(jù)處理器，用于處理該數(shù)字信號以分析收到的光信號的特性。
通過參照附圖對一個優(yōu)選實施例的詳細(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)光柵組件的光信號監(jiān)視裝置的方框圖；圖3示出了在一光譜檢測面上的光譜。
參見圖1，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的陣列波導(dǎo)光柵(AWG)組件包括一輸入波導(dǎo)100，一個第一星形耦合器110，一陣列波導(dǎo)光柵單元120，一第二星形耦合器130，以及一光功率測量器140。
將被監(jiān)視的一波分復(fù)用(WDM)光信號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的具有不同的波長的分路波分復(fù)用光信號具有與在該陣列波導(dǎo)光柵單元120中的波導(dǎo)長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互相地干擾的同時，該波分復(fù)用光信號被分路成有不同的波長的光信號。已經(jīng)經(jīng)過陣列波導(dǎo)光柵單元120的光信號被施加到第二星形耦合器130。第二星形耦合器130造成收到的光信號之間的相互的干涉，以使不同的波長的光信號根據(jù)各個波長聚焦在光譜檢測表面135的不同的位置上。光功率測量器140被定位在光譜檢測表面135上，通過該光光譜檢測表面光功率測量器140直接地連接到第二星形耦合器130。光功率測量器140將由第二星形耦合器130輸出的各個波長光信號的功率轉(zhuǎn)換成一電流信號。光功率測量器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將光信號的功率轉(zhuǎn)換成電信號，比如一電流信號，并且該電信號被施加到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和光功率測量器140的接觸面的光譜檢測表面135上的光波長的光譜被顯示在圖3中?，F(xiàn)有的陣列波導(dǎo)光柵組件在不同的通道光信號被聚焦的光譜檢測面135的位置上設(shè)置光波導(dǎo)，并且各個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，獲得相對于整個波帶的光信號的光譜并且用于監(jiān)視波分復(fù)用光信號的特性。
由于圖1的陣列波導(dǎo)光柵單元120的波分路功能，不同的波長的光信號沿著一水平軸320被聚焦在光譜檢測面上的不同的位置。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，具有不同的波長的光線依照她們的波長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的方法中，預(yù)先接收具有已知波長的一參考光信號，并且該參考光信號是在被檢測的象素上被輸出。因此，可以認(rèn)為檢測的像素是用于該參考光信號的波長的。而且，入射在一個像素上的光波長的光功率可以是從該像素輸出的電流值推斷出。因此，可以為每一波長檢測光功率。此外，光信號的光學(xué)的信噪比可以通過將從入射光信號已經(jīng)被檢測的一個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數(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、光波長和光信號的光學(xué)的信噪比。還可以獲得相對于整個的波長帶的波分復(fù)用光信號的光譜。
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傳輸介質(zhì)的波分復(fù)用(WDM)光信號；一第一星形耦合器，用于將從輸入波導(dǎo)收到的波分復(fù)用光信號的功率分路并且傳送該分路的光信號到陣列波導(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，以使該分路的光信號具有與包括在該陣列波導(dǎo)光柵單元中的波導(dǎo)的長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聚焦在不同的位置；以及一光功率測量器，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功率值的電信號。
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量器。
3.一個用于監(jiān)視波分復(fù)用(WDM)光信號的裝置，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，將波分復(fù)用光信號分路成用于不同的信道的光信號，以及將分路的光信號轉(zhuǎn)換成為電信號；一模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器，用于將電信號轉(zhuǎn)換成為數(shù)字的信號；以及一個數(shù)據(jù)處理器，其用于處理該數(shù)字信號以便分析該收到的光信號的特性。
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)用多信道光信號的質(zhì)量而不使用專用測量器,及使用AWG組件監(jiān)視波分復(fù)用光信號的裝置。AWG組件包含接收波分復(fù)用光信號的輸入波導(dǎo),分路該光信號功率并傳送分路光信號的第一星形耦合器,處理分路光信號使其有與AWG單元的波導(dǎo)長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)生基于該光信號功率值的電信號的光功率測量器。
文檔編號H04J14/02GK1260500SQ0010026
公開日2000年7月19日 申請日期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 申請人:三星電子株式會社