оптический фильтр длин волн и оптический демультиплексор

Формула изобретения

1. Оптический фильтр, содержащий первый ответвитель, имеющий первое плечо для приема входного оптического сигнала, который имеет множество составляющих длин волн, третье и четвертое плечи для разделения выхода входного оптического сигнала, который поступает через первое плечо, и для вывода разделенных выходных сигналов соответственно, и второе плечо для вывода оптических сигналов, которые отражаются обратно среди оптических сигналов, которые выводятся из третьего и четвертого плеч, первый оптический отражатель длин волн, имеющий входное плечо для приема оптического сигнала, поступающего из первого ответвителя через третье плечо, и выходное плечо для отражения оптического сигнала, имеющего составляющую предварительно заданной длины волны среди оптических сигналов, которые поступают через входное плечо в обратном направлении относительно направления распространения света, для вывода отраженного оптического сигнала в первый ответвитель к его третьему плечу и для вывода выходного сигнала, имеющего составляющие других длин волн, второй оптический отражатель длин волн, имеющий входное плечо для приема оптического сигнала, который поступает из первого ответвителя через четвертое плечо, выходное плечо для отражения оптического сигнала, имеющего составляющую предварительно заданной длины волны среди оптических сигналов, которые поступают из входного плеча обратно относительно направления распространения света, для вывода отраженного оптического сигнала к первому ответвителю к его четвертому плечу и для вывода оптического сигнала, имеющего составляющие других длин волн, и второй ответвитель, имеющий первое и второе плечи для приема оптических сигналов из первого и второго оптических отражателей длин волн через их выходные плечи, и третье плечо для вывода обоих оптических сигналов, которые поступают из первого и второго плеч, причем оптический сигнал, который поступает из первого ответвителя через его второе плечо, имеет составляющую предварительно заданной длины волны среди составляющих длин волн входного оптического сигнала, который принимается из первого ответвителя через его первое плечо, а оптический сигнал, который принимается из второго ответвителя через его третье плечо, имеет составляющие других длин волн за исключением составляющей предварительно заданной длины волны среди составляющих длин волн входного оптического сигнала.

2. Оптический фильтр по п.1, отличающийся тем, что первый ответвитель делит выход входного оптического сигнала на две равные части и выводит разделенные выходные сигналы через третье и четвертое плечи, соответственно.

3. Оптический фильтр по п.1, отличающийся тем, что отсутствует разность фаз между оптическим сигналом, который поступает в первый ответвитель через его первое плечо, и оптическим сигналом, который поступает в первый ответвитель через его первое плечо и выводится через его третье плечо.

4. Оптический фильтр по п.1, отличающийся тем, что разность фаз между оптическим сигналом, который поступает в первый ответвитель через его первое плечо, и оптическим сигналом, который поступает в первый ответвитель через его первое плечо и выводится через его четвертое плечо, составляет -/2.

5. Оптический фильтр по п.1, отличающийся тем, что разность фаз между оптическим сигналом, который поступает во второй ответвитель через его первое плечо, и оптическим сигналом, который поступает во второй ответвитель через его первое плечо и выводится через его третье плечо, составляет /2.

6. Оптический фильтр по п.1, отличающийся тем, что отсутствует разность фаз между оптическим сигналом, который поступает во второй ответвитель через его второе плечо, и оптическим сигналом, который поступает во второй ответвитель через его второе плечо и выводится через его третье плечо.

7. Оптический фильтр по п.1, отличающийся тем, что разность фаз между оптическими сигналами, которые поступают во второй ответвитель через его первое и второе плечи, составляет -/2, причем оба сигнала имеют одинаковую фазу и таким образом связаны в случае, когда они выводятся из второго ответвителя через его третье плечо.

8. Оптический фильтр по п.1, отличающийся тем, что первый оптический отражатель длин волн представляет собой волоконный фильтр с дифракционной решеткой, который предназначен для отражения только оптического сигнала, имеющего составляющую предварительно заданной длины волны, в обратном направлении относительно направления распространения оптического сигнала посредством изменения коэффициента преломления волокна, чувствительного к ультрафиолетовому излучению в регулярных периодах дифракционной решетки, которая имеет регулярные интервалы.

9. Оптический фильтр по п.2, отличающийся тем, что отсутствует разность фаз между оптическим сигналом, который отражается от входного плеча первого оптического отражателя длин волн, и входным оптическим сигналом.

10. Оптический фильтр по п.1, отличающийся тем, что второй оптический отражатель длин волн представляет собой волоконный фильтр с дифракционной решеткой для отражения только оптического сигнала, имеющего составляющую предварительно заданной длины волны в обратном направлении относительно направления распространения оптического сигнала посредством изменения коэффициента преломления волокна, чувствительного к ультрафиолетовому излучению в регулярных периодах решетки, имеющей регулярный интервал.

11. Оптический фильтр по п.10, отличающийся тем, что отсутствует разность фаз между оптическим сигналом, который отражается от входного плеча второго оптического отражателя длин волн и входным оптическим сигналом.

12. Оптический фильтр по п.10, отличающийся тем, что предварительно заданная длина волны может быть установлена по требованию пользователя посредством управления периодами дифракционной решетки при соблюдении условий Брэгга.

13. Оптический фильтр по п.1, отличающийся тем, что оптические сигналы, которые имеют составляющие предварительно заданных длин волн и поступают обратно в первый ответвитель через его третье и четвертое плечи, имеют разность фаз равную -/2 и связаны за счет компенсационной интерференции, поскольку они имеют одинаковую фазу в случае, когда они выводятся из первого ответвителя через его второе плечо.

14. Оптический фильтр по п.1, отличающийся тем, что оптические сигналы, которые имеют составляющие предварительно заданных длин волн и поступают обратно в первый ответвитель через его третье и четвертое плечи, имеют разность фаз равную -/2 и компенсируются, не обеспечивая выходной сигнал, поскольку они имеют разность фаз равную - в случае, когда они выводятся из первого ответвителя через его первое плечо.

15. Оптический фильтр по п.1, отличающийся тем, что дополнительно содержит третий ответвитель, имеющий первое плечо, подсоединенное ко второму плечу первого ответвителя, для приема оптического сигнала, третье и четвертое плечи для деления оптического сигнала, который поступает из первого плеча, на две равные части и вывода разделенных выходных сигналов соответственно, и второе плечо для приема обратных оптических сигналов, которые отражаются от выхода оптических сигналов из третьего и четвертого плеч, третий оптический отражатель длин волн, имеющий входное плечо для приема оптического сигнала из третьего ответвителя через его третье плечо и выходное плечо для отражения только оптического сигнала, который имеет составляющую предварительно заданной длины волны из оптического сигнала, который поступает через входное плечо в обратном направлении относительно направления распространения света, для вывода отраженного оптического сигнала к третьему ответвителю к его третьему плечу и для вывода оптического сигнала, имеющего составляющие других длин волн, и четвертый оптический отражатель длин волн, имеющий входное плечо для приема оптического сигнала от третьего ответвителя через его четвертое плечо, и выходное плечо для отражения только оптического сигнала, имеющего составляющую предварительно заданной длины волны из оптического сигнала, который принимается через входное плечо в обратном направлении относительно направления распространения света, для вывода отраженного оптического сигнала к третьему ответвителю к его четвертому плечу и для вывода оптического сигнала, имеющего составляющие других длин волн, при этом составляющие длин волн, отличные от составляющей предварительно заданной длины волны, устраняются из оптического сигнала, который выводится из первого ответвителя через его второе плечо.

16. Оптический демультиплексор, содержащий первое входное плечо для приема входного оптического сигнала, который имеет множество составляющих длин волн, первое выходное плечо для вывода только оптического сигнала, имеющего составляющую предварительно заданной длины волны во входном оптическом сигнале, второе выходное плечо для вывода оптического сигнала, имеющего составляющие других длин волны, свободные от составляющей предварительно заданной длины волны, и множество оптических фильтров длин волн, последовательно соединенных между собой и подсоединенных к другому первому входному плечу, соответствующему второму выходному плечу, при этом каждый из множества оптических фильтров длин волн содержит первый ответвитель, имеющий первое плечо, подсоединенное к первому входному плечу, для приема входного оптического сигнала, третье и четвертое плечи для деления входного оптического сигнала, который поступает из первого плеча, на два сигнала и для вывода разделенных выходных сигналов, соответственно, и второе плечо, подсоединенное к первому выходному плечу, для вывода оптических сигналов, отраженных от выхода оптического сигнала из третьего и четвертого плеч, первый оптический отражатель длин волн, имеющий входное плечо для приема оптического сигнала из первого ответвителя через его третье плечо и выходное плечо для отражения только оптического сигнала, имеющего составляющую предварительно заданной длины волны в оптическом сигнале, который поступает из входного плеча, для вывода отраженного оптического сигнала к первому ответвителю к его третьему плечу и для вывода оптического сигнала, имеющего составляющие других длин волн, свободные от составляющей предварительно заданной длины волны, второй оптический отражатель длин волн, имеющий входное плечо для приема оптического сигнала из первого ответвителя через его четвертое плечо и выходное плечо для отражения только оптического сигнала, имеющего составляющую предварительно заданной длины волны в оптическом сигнале, который поступает из входного плеча, для вывода отраженного сигнала к первому ответвителю к его четвертому плечу и для вывода оптического сигнала, имеющего составляющие других длин волн, свободные от составляющей предварительно заданной длины волны, и второй ответвитель, имеющий первое и второе плечи для приема оптических сигналов из первого и второго оптических отражателей длин волн от их выходных плеч, соответственно, и третье плечо, подсоединенное ко второму выходному плечу оптического фильтра длин волн, для вывода обоих оптических сигналов, которые поступают из первого и второго плеч, причем оптические сигналы, которые поступают из множества оптических фильтров длин волн через его первые выходные плечи, имеют составляющие предварительно заданных длин волн, отличные друг от друга.

17. Оптический демультиплексор по п.16, отличающийся тем, что первый ответвитель делит выход входного оптического сигнала на две равные части и выводит разделенные выходные сигналы через третье и четвертое плечи.

18. Оптический демультиплексор по п.16, отличающийся тем, что отсутствует разность фаз между оптическим сигналом, который поступает в первый ответвитель через его первое плечо, и оптическим сигналом, который принимается в первом ответвителе через его первое плечо и выводится через его третье плечо.

19. Оптический демультиплексор по п.16, отличающийся тем, что разность фаз между оптическим сигналом, который поступает в первый ответвитель через его первое плечо, и оптическим сигналом, который поступает в первый ответвитель через его первое плечо и выводится через его четвертое плечо, составляет -/2.

20. Оптический демультиплексор по п.16, отличающийся тем, что разность фаз между оптическим сигналом, который поступает во второй ответвитель через его первое плечо, и оптическим сигналом, который поступает во второй ответвитель через его первое плечо и выводится через его третье плечо, составляет -/2.

21. Оптический демультиплексор по п.16, отличающийся тем, что отсутствует разность фаз между оптическим сигналом, который поступает во второй ответвитель через его второе плечо, и оптическим сигналом, который поступает во второй ответвитель через его второе плечо, и выводится через его третье плечо.

22. Оптический демультиплексор по п.16, отличающийся тем, что разность фаз между оптическими сигналами, которые поступают во второй ответвитель через его первое и второе плечи составляет -/2, и оба сигнала имеют одинаковую фазу и таким образом становятся связанными.

23. Оптический демультиплексор по п.16, отличающийся тем, что оптические сигналы, которые имеют составляющие предварительно заданных длин волн и поступают обратно в первый ответвитель через его третье и четвертое плечи, имеют разность фаз равную -/2 и связаны при помощи компенсационной интерференции, поскольку они имеют одинаковую фазу, когда они выводятся из первого ответвителя через его второе плечо.

24. Оптический демультиплексор по п.16, отличающийся тем, что оптические сигналы, которые имеют составляющие предварительно заданных длин волн и поступают обратно в первый ответвитель через его третье и четвертое плечи, имеют разность фаз равную -/2 и компенсируются, не производя выходной сигнал, поскольку они имеют разность фаз - в случае, когда они выводятся из первого ответвителя через его первое плечо.

25. Оптический демультиплексор по п.16, отличающийся тем, что первый оптический отражатель длины волны представляет собой волоконный фильтр с дифракционной решеткой для отражения только оптического сигнала, который имеет составляющую предварительно заданной длины волны, в обратном направлении относительно направления распространения оптического сигнала при помощи изменения коэффициента преломления волокна, чувствительного к ультрафиолетовому излучению, в регулярных периодах дифракционной решетки, имеющей регулярные интервалы.

26. Оптический демультиплексор по п.24, отличающийся тем, что отсутствует разность фаз между оптическим сигналом, который отражается от входного плеча первого оптического отражателя длин волн и входным оптическим сигналом, который поступает через входное плечо.

27. Оптический демультиплексор по п.16, отличающийся тем, что второй оптический отражатель длин волн представляет собой волоконный фильтр с дифракционной решеткой для отражения только оптического сигнала, который имеет составляющую предварительно заданной длины волны, в обратном направлении относительно направления распространения оптического сигнала, за счет изменения коэффициента преломления волокна, чувствительного к ультрафиолетовому излучению, в регулярных периодах дифракционной решетки, имеющей регулярные интервалы.

28. Оптический демультиплексор по п.26, отличающийся тем, что отсутствует разность фаз между оптическим сигналом, который отражается от входного плеча второго оптического отражателя длин волн, и входным оптическим сигналом, который поступает через входное плечо.

29. Оптический демультиплексор по п.16, отличающийся тем, что каждый из множества фильтров длин волн содержит третий ответвитель, имеющий первое плечо, подсоединенное ко второму плечу первого ответвителя для приема оптического сигнала, третье и четвертое плечи для деления оптического сигнала, который поступает из первого плеча, пополам и вывода разделенных выходных сигналов, соответственно, и второе плечо для приема обратных оптических сигналов, которые отражаются от выхода оптических сигналов, через третье и четвертое плечи, третий оптический отражатель длин волн, имеющий входное плечо для приема оптического сигнала из третьего ответвителя через его третье плечо, и выходное плечо для отражения только оптического сигнала, имеющего составляющую предварительно заданной из оптического сигнала, который поступает через входное плечо в обратном направлении относительно направления распространения света, для вывода отраженного оптического сигнала к третьему ответвителю к его третьему плечу и для вывода оптического сигнала, имеющего составляющие других длин волн, и четвертый оптический отражатель длин волн, имеющий входное плечо для приема оптического сигнала из третьего ответвителя через его четвертое плечо, и выходное плечо для отражения только оптического сигнала, имеющего составляющую предварительно заданной длины волны из оптического сигнала, который поступает через входное плечо в обратном направлении относительно направления распространения, для вывода отраженного оптического сигнала к третьему ответвителю к его четвертому плечу и для вывода оптического сигнала, имеющего составляющие других длин волн, при этом составляющие длин волн, отличные от составляющей предварительно заданной длины волны, устраняются снова из оптического сигнала, который выводится из первого ответвителя через его второе плечо.

30. Оптический демультиплексор по п.28, отличающийся тем, что третий оптический отражатель длин волн образован из волоконного фильтра с дифракционной решеткой для отражения только оптического сигнала, который имеет составляющую предварительно заданной длины волны, в обратном направлении относительно направления распространения оптического сигнала, при помощи изменения коэффициента преломления волокна, чувствительного к ультрафиолетовому излучению, в регулярных периодах дифракционной решетки, которая имеет регулярные интервалы.

31. Оптический демультиплексор по п.29, отличающийся тем, что отсутствует разность фаз между оптическим сигналом, который отражается от входного плеча третьего оптического отражателя длин волн, и входным оптическим сигналом.

32. Оптический демультиплексор по п.28, отличающийся тем, что четвертый оптический отражатель длин волн образован из волоконного фильтра с дифракционной решеткой для отражения только оптического сигнала, который имеет составляющую предварительно заданной длины волны, обратно по направлению распространения оптического сигнала при изменении коэффициента преломления волокна, чувствительного к ультрафиолетовому излучению, в регулярных периодах дифракционной решетки, имеющей регулярные интервалы.

33. Оптический демультиплексор по п.31, отличающийся тем, что отсутствует разность фаз между оптическим сигналом, который отражается от входного плеча четвертого оптического отражателя длин волн, и входным оптическим сигналом.

34. Оптический демультиплексор по п.31, отличающийся тем, что периоды дифракционной решетки с первого до четвертого отражателей длин волн являются одинаковыми, и предварительно заданные длины волн можно установить по требованию пользователя посредством управления периодами дифракционной решетки при соблюдении условий Брэгга.

35. Оптический демультиплексор по п.21, отличающийся тем, что третий ответвитель делит выход входного оптического сигнала на две равные части и выводит разделенные выходные сигналы через его третье и четвертое плечи.

36. Оптический демультиплексор по п.28, отличающийся тем, что отсутствует разность фаз между оптическим сигналом, который поступает в третий ответвитель через его первое плечо, и оптическим сигналом, который поступает на третий ответвитель через его первое плечо и выводится через его третье плечо.

37. Оптический демультиплексор по п.28, отличающийся тем, что разность фаз между оптическим сигналом, который поступает в третий ответвитель через его первое плечо, и оптическим сигналом, который поступает в третий ответвитель через его первое плечо и выводится через его четвертое плечо, составляет -/2.

38. Оптический демультиплексор по п.28, отличающийся тем, что оптические сигналы, которые имеют составляющие предварительно заданных длин волн и поступают обратно в третий ответвитель через его третье и четвертое плечи, имеют разность фаз равную -/2 и осуществляют связь посредством компенсационной интерференции, так как они имеют одинаковую фазу в случае, когда они выводятся из третьего ответвителя через его второе плечо.

39. Оптический демультиплексор по п.28, отличающийся тем, что оптические сигналы, имеющие составляющие предварительно заданных длин волн, поступают обратно в третий ответвитель через его третье и четвертое плечи, и имеют разность фаз равную -/2 и компенсируются, не обеспечивая выходной сигнал, так как они имеют разность фаз равную - в случае, когда они выводятся из третьего ответвителя через его первое плечо.

40. Оптический демультиплексор по п.16, отличающийся тем, что оптические фильтры длин волн на один меньше, чем количество составляющих длин волн, последовательно подсоединяются для того, чтобы разуплотнить оптические сигналы, имеющие соответствующие составляющие длин волн, которые уплотняются при помощи способа уплотнения по длинам волн.

Описание изобретения к патенту

Область техники

Изобретение относится к оптическому фильтру длин волн и оптическому демультиплексору для приемника системы передачи с уплотнением по длинам волн (УДВ), а более конкретно - к оптическому демультиплексору для системы передачи УДВ с низкими потерями и высокой плотностью.

Предшествующий уровень техники

Система передачи УДВ выполняет уплотнение области длин волн оптического волокна в нескольких каналах посредством одновременной передачи сигналов в нескольких диапазонах длин волн, сохраняя при этом параметры длин волн оптического сигнала. В системе передачи УДВ входной оптический сигнал сначала уплотняется, чтобы получить излучение с несколькими составляющими длин волн, а затем разуплотняется в приемнике и распознается в соответствующих каналах.

На фиг. 1 изображена блок-схема оптического демультиплексора для приемника в известной системе передачи УДВ.

Оптический демультиплексор приемника известной системы передач УДВ включает ответвитель 100 1хn и с первого по n-ый фильтры 200-300, где n - номер канала передаваемого оптического сигнала.

Ответвитель представляет собой пассивное устройство, предназначенное для ответвления или связывания оптических сигналов, т.е. для ответвления входного канала в несколько выходных каналов или связывания нескольких входных каналов в один выходной канал. Ответвитель 100 1хn ответвляет входной оптический сигнал, который получен при уплотнении оптических сигналов, имеющих многочисленные составляющие длин волн, например, ₁, ₂,..., _n, в n ответвлений оптических сигналов P_out(₁, ₂, ..., _n) и выводит их в n соответствующих плеч. В этом случае мощность каждого ответвленного оптического сигнала P_out(₁, ₂, ..., _n) составляет (1/n)-ую часть от мощности входного оптического сигнала ответвителя 100 1хn. С первого по n-ый полосовые фильтры 200-300 принимают ответвленные оптические сигналы P_out(₁, ₂, ..., _n) из n-плеч, причем проходят только свои соответствующие составляющие длин волн, и выводят оптические сигналы P_out(₁),P_out(₂), ...,P_out(_n) из n каналов, которые имеют составляющие длин волн ₁ - _n соответственно. Следовательно, мощность каждого из n оптических сигналов P_out(₁),P_out(₂), ...,P_out(_n) составляет (1/n)-ую часть от мощности входного оптического сигнала P_in(₁, ₂..., _n).

На фиг. 2 графически изображена мощность входного оптического сигнала P_in(₁, ₂..., _n) ответвителя 1хn, где ₁ - _n - составляющие длин волн и Р_o - значение мощности входного оптического сигнала P_in(₁, ₂..., _n).

На фиг.3 графически изображена мощность ответвленного оптического сигнала P_out(₁, ₂, ..., _n), который поступает из ответвителя 1хn (фиг.1) в соответствующий полосовой фильтр.

Ответвленный оптический сигнал P_out(₁, ₂, ..., _n) имеет (1/n)-ую часть от мощности входного оптического сигнала P_in(₁, ₂..., _n), при этом сохраняются составляющие длин волн входного оптического сигнала P_in(₁, ₂..., _n).

На фиг. 4А-4С графически изображена мощность оптических сигналов P_out(₁, ₂, ..., _n), которые выводятся из первого, второго и n-го полосовых фильтров (фиг.1). По вертикальной оси отложена мощность Р оптических сигналов и по горизонтальной - длина волны оптических сигналов. Р_o обозначает значение мощности входного оптического сигнала P_in(₁, ₂..., _n), a ₁ - _n - составляющие длин волн, уплотненные во входном оптическом сигнале P_in(₁, ₂..., _n). Как показано на фиг.3, мощность ответвленного оптического сигнала P_out(₁, ₂..., _n), выводимая из ответвителя 1хn, составляет (1/n)-ую часть от мощности входного оптического сигнала P_in(₁, ₂..., _n), то есть Р_o/n. Таким образом каждый оптический сигнал P_out(₁),P_out(₂), ...,P_out(_n), который имеет свои соответствующие составляющие длин волн и выводится с первого по n-ый полосовые фильтры 200-300, также имеет (1/n)-ую часть от мощности входного оптического сигнала P_n(₁, ₂..., _n), то есть Р_o/n.

В известной системе передачи УДВ, в которой для разделения уплотненного оптического сигнала в приемнике применяется ответвитель 1хn, предполагается использование только (1/n)-ой части мощности входного оптического сигнала ответвителя 1хn.

Чтобы скомпенсировать потери мощности, вызванные этим ответвителем 1хn, оптический демультиплексор приемника известной системы передачи УДВ дополнительно включает в себя оптический усилитель, предназначенный для усиления оптического сигнала и увеличения мощности в n раз перед его вводом в ответвитель 1хn.

На фиг.5 изображена блок-схема оптического демультиплексора, который дополнительно включает оптический усилитель, предназначенный для приемника в известной системе передачи УДВ.

Оптический демультиплексор имеет оптический усилитель 400, ответвитель 1хn и с первого по n-ый полосовые фильтры 200-300, где n обозначает номер канала передаваемого оптического сигнала.

Оптический сигнал P₁(₁, ₂..., _n), принимаемый в оптическом усилителе 400, формируется при помощи уплотнения оптических сигналов с многочисленными составляющими длин волн, например, ₁, ₂..., _n, оптический усилитель 400 усиливает входной оптический сигнал P₁(₁, ₂..., _n) путем суммирования более двух раз составляющих длин волн, которые входят во входной сигнал P₁(₁, ₂..., _n), и выводит усиленный входной оптический сигнал P₂(₁, ₂..., _n). Ответвитель 100 1хn принимает усиленный входной оптический сигнал P₂(₁, ₂..., _n), ответвляет усиленный сигнал и выводит n ответвленных входных оптических сигналов P₃(₁, ₂..., _n). В этом случае, каждый из n ответвленных входных оптических сигналов имеет (1/n)-ую часть от мощности усиленного входного оптического сигнала P₂(₁, ₂..., _n), т.е. значение мощности увеличивается настолько или становится больше, чем входная мощность входного оптического сигнала P₁(₁, ₂..., _n), при сохранении составляющих длин волн, которые входят во входной оптический сигнал P₁(₁, ₂..., _n). С первого по n-ый полосовые фильтры 200-300 выделяют оптические сигналы P₄(₁),P₄(₂), ...,P₄(_n) соответствующих составляющих длин волн из ответвленных входных оптических сигналов P₃(₁, ₂..., _n). В этом случае, мощность каждого оптического сигнала P₄(₁),P₄(₂), ...,P₄(_n) превышает мощность входного оптического сигнала P₁(₁, ₂..., _n).

Как описано выше известная система передачи УДВ имеет недостаток, заключающийся в том, что оптический демультиплексор для приемника должен дополнительно иметь оптический усилитель для компенсации потерь мощности, возникающих в ответвителе 1хn.

Краткая сущность изобретения

Задачей настоящего изобретения является создание оптического фильтра длин волн для отражения только оптического сигнала с конкретной составляющей длины волны с малыми потерями мощности оптического сигнала.

Другая задача настоящего изобретения заключается в создании оптического демультиплексора с малыми потерями мощности для приемника, входящего в систему передачи с уплотнением по длинам волн.

Соответственно, для решения первой задачи разработан оптический фильтр, содержащий первый и второй оптические ответвители и первый и второй оптические отражатели длин волн.

Первый ответвитель имеет с первого по четвертое плечи. Первое плечо принимает входной оптический сигнал, который имеет множество составляющих длин волн, делит выход оптического сигнала, который поступает из первого плеча, и выводит разделенный выходной сигнал на третье и четвертое плечи, соответственно. Второе плечо совмещает и выводит оптические сигналы, которые выводятся из третьего и четвертого плеч, отражаются от первого и второго оптических отражателей длин волн и вводятся обратно в первый ответвитель.

Первый оптический отражатель длин волн имеет входное плечо и выходное плечо. Входное плечо принимает оптический сигнал из первого ответвителя через третье плечо. Выходное плечо отражает оптический сигнал, имеющий предварительно заданную составляющую длины волны среди оптических сигналов, которые поступают через входное плечо в обратном направлении относительно направления распространения света, направляет отраженный оптический сигнал в первый ответвитель через третье плечо и выводит выходной сигнал, имеющий другие составляющие длин волн.

Второй оптический отражатель длин волн имеет входное плечо и выходное плечо. Входное плечо принимает оптический сигнал, который поступает из первого ответвителя через четвертое плечо. Выходное плечо отражает оптический сигнал, имеющий предварительно заданную составляющую длины волны среди оптических сигналов, которые поступают через входное плечо в обратном направлении относительно направления распространения света, направляет отраженный оптический сигнал в первый ответвитель через четвертое плечо и выводит оптический сигнал, имеющий другие составляющие длин волн.

Второй ответвитель имеет с первого по четвертое плечи. В первое и второе плечи оптические сигналы поступают из первого и второго оптических отражателей длин волн через его выходные плечи, соответственно. Третье плечо выводит оба оптических сигнала, которые поступают из первого и второго плеч.

Оптический фильтр длин волн, согласно изобретению, выводит оптический сигнал, который поступает из второго плеча первого ответвителя, имеющего предварительно заданную составляющую длины волны среди составляющих длин волн входного оптического сигнала, который поступает из первого плеча первого ответвителя, и выводит оптический сигнал, имеющий другую составляющую длины волны, за исключением предварительно заданных составляющих длин волн среди составляющих длин волн входного оптического сигнала, в четвертое плечо второго ответвителя.

Для решения второй задачи разработан оптический демультиплексор, имеющий множество последовательно соединенных оптических фильтров длин волн.

Каждый оптический фильтр длин волн имеет первое входное плечо, первое и второе выходные плечи, с первого по третий ответвители и с первого по четвертый оптические отражатели длин волн.

Первое входное плечо принимает входной оптический сигнал, который имеет множество составляющих длин волн. Первое выходное плечо выводит только оптический сигнал, который имеет предварительно составляющую длины волны во входном оптическом сигнале. Второе выходное плечо выводит оптический сигнал, имеющий другие составляющие длин волн за исключением предварительно заданной составляющей длины волны, и подсоединяется к другому первому входному плечу, соответствующему второму выходному плечу. Таким образом, оптический сигнал, который имеет другую составляющую длины волны, за исключением предварительно заданной составляющей длины волны, и поступает из второго выходного плеча, вводится в первое входное плечо другого соответствующего оптического фильтра длин волн, последовательно подсоединенного к нему. Поэтому оптические фильтры длин волн разделяют оптические сигналы, имеющие различные составляющие длин волн, и выводят их в соответствующие выходные плечи.

Первый ответвитель имеет с первого по четвертое плечи. Первое плечо, подсоединенное к первому входному плечу соответствующего оптического фильтра длин волн, принимает входной оптический сигнал. Третье и четвертое плечи делят входной оптический сигнал, который поступает из первого плеча, на две половины и выводит разделенные на выходе сигналы, соответственно. Второе плечо, подсоединенное к первому выходному плечу, выводит оптические сигналы, образующиеся в результате отражения оптического сигнала, который выводится из третьего и четвертого плеч, и который вводится снова в первый ответвитель.

Первый оптический отражатель длин волн имеет входное плечо и выходное плечо. Входное плечо принимает оптический сигнал из первого ответвителя через его третье плечо. Выходное плечо отражает только оптический сигнал, имеющий предварительно заданную составляющую длины волны в оптическом сигнале, который принимается из входного плеча, выводит отраженный оптический сигнал в первый ответвитель через его третье плечо и выводит оптический сигнал, имеющий другие составляющие длин волн за исключением предварительно заданной составляющей длины волны.

Второй оптический отражатель длин волн имеет входное плечо и выходное плечо. Входное плечо принимает оптический сигнал из первого ответвителя через его четвертое плечо. Выходное плечо, предназначенное только для отражения оптического сигнала, который имеет предварительно заданную составляющую длины волны в оптическом сигнале и поступает из входного плеча, выводит отраженный оптический сигнал к первому ответвителю через его четвертое плечо и выводит оптический сигнал, имеющий другие составляющие длин волн, свободные от предварительно заданной составляющей длины волны.

Второй ответвитель имеет с первого по третье плечи. Первое и второе плечи принимают оптические сигналы из первого и второго оптических отражателей длин волн через его выходные плечи, соответственно. Третье плечо суммирует оба оптических сигнала, которые поступают из первого и второго плеч, и выводит результирующий сигнал.

Третий ответвитель имеет с первого по четвертое плечи. Первое плечо, подсоединенное ко второму плечу первого ответвителя, принимает оптический сигнал, который выводится из второго плеча первого ответвителя. Третье и четвертое плечи разделяют оптический сигнал, который поступает из первого плеча, пополам и выводят разделенные выходные сигналы, соответственно. Второе плечо принимает обратные оптические сигналы, полученные в результате отражения от оптических сигналов, которые выводятся через третье и четвертое плечи. Второе плечо подсоединяется к первому выходному плечу соответствующего оптического фильтра длин волн.

Третий оптический отражатель длин волн имеет входное плечо и выходное плечо. Входное плечо принимает оптический сигнал из третьего ответвителя через его третье плечо. Выходное плечо отражает только оптический сигнал, имеющий предварительно заданную составляющую длины волны из оптического сигнала, который принимается через входное плечо в обратном направлении относительно направления распространения света, выводит отраженный оптический сигнал в третий ответвитель через его третье плечо и выводит оптический сигнал, имеющий другую составляющую длины волны.

Четвертый отражатель длин волн имеет входное плечо и выходное плечо. Входное плечо принимает оптический сигнал из третьего ответвителя через его четвертое плечо. Выходное плечо отражает только оптический сигнал, который имеет предварительно заданную составляющую длины волны из оптического сигнала и поступает через входное плечо обратно относительно направления распространения света, выводит отраженный оптический сигнал в третий ответвитель через его четвертое плечо и выводит оптический сигнал, имеющий другие составляющие длин волн.

Для решения второй задачи изобретения выполнен оптический демультиплексор, содержащий множество оптических фильтров длин волн, последовательно подсоединенных друг к другу, в котором множество оптических фильтров длин волн разделяют оптические сигналы, причем каждый имеет предварительно заданную составляющую длину волны, чтобы затем выводить то же самое в первое выходное плечо и выводить оптический сигнал, имеющий другую составляющую длины волны во второе выходное плечо для дальнейшего ввода в первое входное плечо другого соответствующего оптического фильтра длин волн. Поэтому оптический демультиплексор, согласно изобретению, может разделять оптические сигналы, которые уплотняются для того, чтобы иметь различные составляющие длин волн в оптических сигналах, причем каждый из которых имел бы заданную составляющую длины волны без потери мощности.

Краткое описание чертежей

В дальнейшем изобретение поясняется описанием предпочтительных вариантов его воплощения со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых:

фиг.1 изображает блок-схему оптического демультиплексора для приемника в известной системе передачи с уплотнением по длинам волн УДВ;

фиг.2 изображает диаграмму мощности оптического сигнала, который вводится в ответвитель 1хn;

фиг.3 изображает диаграмму мощности оптических сигналов, которые выводятся из ответвителя 1хn в полосовые фильтры с первого по n-ый;

фиг. 4А изображает диаграмму мощности оптического сигнала, который выводится из первого полосового фильтра;

фиг. 4В изображает диаграмму мощности оптического сигнала, который выводится из второго полосового фильтра;

фиг. 4С изображает диаграмму мощности оптического сигнала, который подается в n-ный полосовой фильтр;

фиг.5 изображает блок-схему оптического демультиплексора для приемника в известной системе передачи УДВ, который позволяет скомпенсировать потери мощности, вносимые ответвителем 1хn;

фиг. 6 изображает блок-схему оптического фильтра длин волн, согласно варианту осуществления изобретения;

фиг. 7 схематически изображает первый и второй ответвители, согласно изобретению;

фиг. 8А изображает выходную составляющую оптического сигнала, который поступает через входное плечо PI1 ответвителя и выводится через выходное плечо РO1 в соответствии с длиной области оптической связи, согласно изобретению;

фиг. 8В изображает выходную составляющую оптического сигнала, который поступает через входное плечо PI1 ответвителя и выводится через выходное плечо РO2 в соответствии с длиной области связи, согласно изобретению;

фиг. 8С изображает сумму выходных составляющих, показанных на фиг.8А и фиг. 8В, оптических сигналов, которые выводятся через выходные плечи РO1 и РO2 в соответствии с длиной области оптической связи, согласно изобретению;

фиг. 9 изображает блок-схему оптического демультиплексора, согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг. 10 изображает блок-схему первого оптического фильтра длин волн, согласно изобретению.

Описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения

Представленный на фиг. 6 оптический фильтр длин волн имеет первый и второй оптические ответвители 510 и 520, и первый и второй оптические отражатели 610 и 620 длин волн.

Первый и второй оптические ответвители 510 и 520 длин волн являются пассивными устройствами для ответвления или связывания оптических сигналов, в основе которых лежит явление оптической связи оптического сигнала. В общем, существует два типа ответвителей согласно способам ответвления и связывания оптических сигналов, т. е. направленная и ненаправленная связь. В направленной связи моды волновода, соответствующие волноводным каналам, где происходит ответвление и связь, структурно совмещаются друг с другом для того, чтобы оптические сигналы ответвлялись и связывались при помощи модовой структуры поля, в которой электромагнитные поля оптических сигналов, распространяющиеся вдоль волноводных каналов, совмещаются. В основе ненаправленной связи лежит тот факт, что каждый канал распространения в диэлектрическом одномодовом волноводе, включающем оптическое волокно, обладает свойством уменьшения электрического поля Эванисцента даже вне сердцевины. То есть, при помощи позиционирования двух каналов одномодовых волноводов рядом друг с другом, волноводный канал возбуждается и оптические сигналы ответвляются и связываются при помощи электрического поля Эванисцента, возникающего от соседних сердцевин. В этом случае, согласно теории две соседних сердцевины действуют не как взаимозависимые каналы волноводов, а как канал совмещенного волновода, имеющего несколько мод волновода, и таким образом происходит оптическая связь благодаря интерференции между модами. В этой оптической ненаправленной связи коэффициент связи определяется внешними факторами, такими как расстояние связи, длина волны и температура.

Первый и второй оптические ответвители 510 и 520 могут обладать свойством, которое заключается в том, что коэффициент связи ненаправленного оптического ответвителя с зависимой связью изменяется в большей степени от длины волны и расстояния связи.

Первый и второй оптические отражатели 610 и 620 длин волн могут отражать оптические сигналы, имеющие специфические составляющие длин волн, обратно относительно направления распространения оптического сигнала при помощи периодического изменения коэффициентов отражения преломления волокна, чувствительного к ультрафиолетовому излучению. То есть, отражатели 610 и 620 могут отражать только оптические сигналы специфических составляющих длин волн в обратном направлении относительно направлений распространения при соблюдении условий Брэгга за счет облучения ультрафиолетовым излучением волокна и, таким образом, изменения его коэффициента преломления за очень короткие периоды времени.

Первый и второй ответвители 510 и 520 (фиг.7) являются двунаправленными и каждый имеет два соседних первый и второй канала 550 и 560 волновода, первое и второе входные плечи PI₁ и PI₂ волновода и первое и второе выходные плечи PO₁ и PO₂ волновода. Соответствующая позиция 570 обозначает длину области оптической связи. Оптической связи не происходит в случае, когда оптический сигнал распространяется вдоль первого канала 550 волновода от первого входного плеча PI₁, волновода к первому выходному плечу PO₁ волновода, тогда как оптическая связь происходит в случае, когда оптический сигнал поступает через первое входное плечо PI₁ волновода и выводится через второе выходное плечо PO₂, таким образом обеспечивая вывод оптического сигнала, имеющего разность фаз -/2 по сравнению с оптическим сигналом, который поступает через первое плечо PI₁ волновода. Выходы оптического сигнала, который поступает из первого входного плеча PI₁ волновода, через первое и второе выходные плечи PO₁ и РО₂ волновода, определяются длиной области оптической связи, т. е. значением коэффициента связи. В этом случае, для обеспечения выполнения первого и второго ответвителей 510 и 520, выходы первого и второго выходных плеч РО₁ и РО₂ волновода должны иметь предварительно заданные значения коэффициента связи, составляющие половину выхода оптического сигнала, который поступает через первое входное плечо PI₁ волновода.

На фиг. 8А-8С показана диаграмма выходной мощности оптического сигнала, которая принимается через первое и второе входное плечо PI₁ и PI₂ волновода и выводится через первое и второе выходные плечи РО₁ и РО₂ волновода, для пояснения работы оптических ответвителей.

На фиг. 8А изображена диаграмма выходной мощности оптического сигнала, который поступает через входное плечо PI₁ волновода и выводится через первое выходное плечо PI₁ волновода в соответствии с длиной оптической области связи.

На фиг. 8В изображена диаграмма выходной мощности оптического сигнала, который принимается через второе входное плечо PI₂ волновода и выводится через второе выходное плечо PO₁ и PO₂ волновода в соответствии с длиной области оптической связи.

На фиг. 8С изображена диаграмма суммарной выходной мощности оптического сигнала, соответствующая длине области оптической связи, который принимается через первое входное плечо PI₁, ответвляется в соответствии с длиной области оптической связи и выводится через первое и второе выходные плечи PO₁ и РО₂ волновода, при этом суммарная выходная мощность оптических сигналов, происходящих через первое и второе выходные плечи PO₁ и РО₂ волновода равна мощности оптического сигнала, который поступает через первое входное плечо PI₁ волновода.

На фиг.6 показан входной ответвитель 510, имеющий с первого по четвертое плечи 511-514.

Первое плечо 511 принимает оптический сигнал P_i1(₁, ₂,..., _n), имеющий составляющие длин волн. Третий и четвертый плечи 513 и 514 делят выходную мощность оптического сигнала I₁(₁, ₂,..., _n), который поступает через входное плечо 511, пополам и выводят оптические сигналы I₂(₁, ₂,..., _n) и I₃(₁, ₂,..., _n) соответственно. То есть, выходная мощность оптических сигналов I₂(₁, ₂,..., _n) и I₃(₁, ₂,..., _n) равна половине выходной мощности оптического сигнала I₁(₁, ₂,..., _n), где ₁, ₂,..., _n- составляющие длины волны, присутствующие в каждом оптическом сигнале

Так как у оптического сигнала I₁(₁, ₂,..., _n), который поступает через входное плечо 511 и выводится через третье плечо 513, отсутствует оптическая связь при распространении вдоль канала волновода, то, следовательно, отсутствует и разность фаз между оптическими сигналами I₂(₁, ₂,..., _n) и I₁(₁, ₂,..., _n). С другой стороны, оптический сигнал I₁(₁, ₂,..., _n), который поступает через входное плечо 511 и выводится в четвертое плечо 514, не имеет оптической связи в промежутке между соседними каналами волновода. Таким образом, между оптическими сигналами I₃(₁, ₂,..., _n) и I₁(₁, ₂,..., _n) образуется разность фаз равная -/2.

В третье плечо 513 поступает оптический сигнал I₄(₁), имеющий предварительно заданную составляющую длины волны, например, _i, отраженную от первого оптического отражателя 610 волновода среди других составляющих длин волн оптического выходного сигнала I₂(₁, ₂,..., _n). В четвертое плечо 514 поступает оптический сигнал I₅(₁), имеющий предварительно заданную составляющую длины волны, например, _i, который отражается от второго оптического отражателя 620 длин волн среди других составляющих длин волн выходного оптического сигнала I₃(₁, ₂,..., _n). В этом случае, фазы и выходы оптических сигналов I₄(_i) и I₅(_i), которые проходят обратно через третье и четвертое плечи 513 и 514, являются теми же самыми, как и у оптических сигналов I₂(₁, ₂,..., _n) и I₃(₁, ₂,..., _n) соответственно. Поэтому оптический сигнал I₄(_i) имеет такую же фазу и половину выходной мощности оптического сигнала I₁(₁, ₂,..., _n), тогда как оптический сигнал I₅(_i) имеет разность фаз /2 и половину выходной мощности оптического сигнала I₂(₁, ₂,..., _n).

Оптический сигнал I₄(_i), поступающий через третье плечо 513 и первый ответвитель 510, выводится через первое плечо 511 без фазового сдвига, поскольку он распространяется вдоль канала волновода. Однако оптический сигнал I₅(_i), который поступает через четвертое плечо 514 первого ответвителя 510 и выводится через первое плечо 511, имеет фазовый сдвиг, равный -/n, поскольку он находится под действием оптической связи в области оптической связи между соседними каналами волновода. Следовательно, когда оптические сигналы I₄(_i) и I₅(_i) выводятся через первое плечо 511 первого ответвителя 510 между ними разность фаз составляет -. В результате они компенсируются и вывода сигнала не происходит.

В случае, когда фазовый сдвиг равен -/2, оптический сигнал I₄(_i) поступает через третье плечо 513 первого ответвителя 510 и выводится через второе плечо 512, поскольку он подвергается действию оптической связи в области оптической связи, существующей между соседними каналами волновода. С другой стороны, в случае, когда фазовый сдвиг отсутствует, оптический сигнал I₅(_i) поступает через четвертое плечо 513 первого ответвителя 510 и выводится через второе плечо 512, поскольку он распространяется вдоль канала

волновода. Поэтому разность фаз между оптическими сигналами I₄(_i) и I₅(_i) отсутствует, когда они выводятся через второе плечо 512 первого ответвителя 510, связывающего оптические сигналы I₄(_i) и I₅(_i) в оптический сигнал I₉(_i). Следовательно, выходная мощность оптического сигнала I₉(_i) равна мощности оптического сигнала I₁(₁, ₂,...,_n). Оптический сигнал I₉(_i) имеет предварительно заданную составляющую длины волны, например, _i, который отражается от первого и второго оптических отражателей 610 и 620 длин волн.

Первый оптический отражатель 610 длин волн имеет входное плечо 611 и выходное плечо 612.

Оптический сигнал I₂(₁, ₂,...,_n) поступает во входное плечо 611 из третьего плеча 513 первого ответвителя 510. Выходное плечо 612 отражает только оптический сигнал, имеющий предварительно заданную составляющую длину волны, например, _i, среди других составляющих длин волн оптического сигнала I₂(₁, ₂,...,_n), которые поступают через входное плечо 611 в обратном направлении относительно направления распространения света, выводит оптический сигнал I₄(_i) в первый ответвитель 510 через третье плечо 513 и выводит оптический сигнал, имеющий другие составляющие длин волн I₆(₁,..., _I-1, _I+1,..., _n), через выходное плечо 612.

Второй оптический отражатель 620 длин волн имеет входное плечо 621 и выходное плечо 622.

Входное плечо 621 принимает оптический сигнал I₃(₁, ₂,..., _n) из четвертого плеча 514 первого ответвителя 510. Выходное плечо 620 отражает только оптический сигнал, имеющий предварительно заданную составляющую длины волны, например, _i, среди других составляющих длин волн оптического сигнала I₃(₁, ₂,..., _n), который поступает через входное плечо 621 в обратном направлении относительно направления распространения света, выводит оптический сигнал I₅(_i) в первый ответвитель 510 через четвертое плечо 514 и выводит оптический сигнал, имеющий другие составляющие длины волны I₇(₁, ₂,..., _n), через выходное плечо 622.

Второй ответвитель 520 содержит с первого по третье плечи 521, 522 и 523.

Первое и второе плечи 521 и 522 принимают оптические сигналы



из первого и второго оптических отражателей 610 и 620 волновода через выходные плечи 612 и 622, соответственно. Третье плечо 523 суммирует выходную мощность оптических сигналов



которые поступают через первое и второе входные плечи 521 и 522, соответственно, и выводит оптический сигнал I₈(₁, _i-1, _i+1,..., _n). Фазы и значения выходной мощности оптического сигнала I₆(₁, _i-1, _i+1,..., _n) и оптического сигнала I₄(₁) равны, когда равны фазы и значения выходной мощности оптического сигнала I₇(₁, _i-1, _i+1,..., _n) и оптического сигнала I₅(₁). Оптический сигнал I₆(₁, _i-1, _i+1,..., _n) имеет оптическую связь в области оптической связи, существующей между соседними каналами волновода в случае, когда он выводится через третье плечо 523 второго ответвителя 520, таким образом, получая фазовый сдвиг, равный -/2. С другой стороны оптический сигнал I₇(₁, _i-1, _i+1,..., _n) не имеет фазового сдвига в случае, когда он выводится через третье плечо 523 второго ответвителя 520, поскольку он распространяется вдоль канала волновода. Поэтому, выходы оптических сигналов



являются связанными, поскольку они имеют одну и ту же фазу в случае, когда они выводятся через третье плечо 523 второго ответвителя 520. Таким образом, оптический сигнал I₈(₁, _i-1, _i+1,..., _n), который выводится через третье плечо 523 второго ответвителя 520, имеет такие же параметры, как и оптический сигнал I₁(₁, _i-1, _i+1,..., _n). Кроме того, оптический сигнал I₈(₁, _i-1, _i+1,..., _n) имеет другие составляющие длин волн, кроме предварительно заданной составляющей длины волны, например, ₁, среди составляющих длин волн ₁, ₂,..., _n оптического сигнала I₁(₁, ₂,..., _n).

Как описано выше, в оптическом фильтре длин волн, согласно варианту осуществления настоящего изобретения, оптический сигнал, имеющий предварительно заданную составляющую длины волны, можно выделить без потери мощности входного оптического сигнала, используя оптический ответвитель и волоконный фильтр на основе отражательной дифракционной решетки. В этом случае, предварительно заданное значение длины волны можно устанавливать в зависимости от потребностей пользователя путем управления периодом дифракционной решетки волоконного фильтра с отражательной дифракционной решеткой.

На фиг.9 изображен оптический демультиплексор, согласно другому варианту осуществления изобретения, имеющий с первого по n-й оптические фильтры 700, 800,..., 850 и 900 длин волн, которые соединены последовательно.

Все оптические фильтры 700, 800, ..., 850 и 900 длин волн имеют первые входные плечи 701, 801, ..., 851 и 901, первые выходные плечи 702, 802, ..., 852 и 902 и вторые выходные плечи 703, 803, ...., 853 и 903.

В первое входное плечо 701 первого оптического фильтра 700 длин волн поступает оптический сигнал I(₁, ₂,..., _n), имеющий составляющие длин волн, например, ₁, ₂,..., _n. Первое выходное плечо 702 первого оптического фильтра 700 длин волн выводит только оптический сигнал I(₁), имеющий составляющую длины волны, например, ₁, среди различных составляющих длин волн оптического сигнала I(₁, ₂,..., _n). Из второго выходного плеча 703 первого фильтра 700 длин волн выводится оптический сигнал I(₁, ₂,..., _n), имеющий другую, отличную от ₁, составляющую длины волны оптического сигнала I(₁, ₂,..., _n), в первое входное плечо 801 второго оптического фильтра 800. Аналогично, оптический сигнал I(₂), имеющий составляющую длины волны, например, ₂, среди различных составляющих длин волн, отличных от ₁, оптического сигнала I(₂,..., _n), выводится через первое выходное плечо 802 второго оптического фильтра 800 длин волн, хотя оптический сигнал I(₃,..., _n), имеющий составляющие ₃,..., _n, за исключением ₁ и ₂, выводится через второе выходное плечо 803 второго оптического фильтра 800 длин волн. Следуя этой методике, в первое выходное плечо 901 (n-1)-го оптического фильтра 900 длин волн поступает оптический сигнал I(_i-1, _n), имеющий составляющие _I-1 и _n длины волны. Первое выходное плечо 902 (n-1)-го оптического фильтра 900 длин волн выводит оптический сигнал I(_n-1), имеющий составляющую длин волн, например, _n-1, и второе выходное плечо 903 (n-1)-го первого оптического фильтра 900 длин волн выводит оптический сигнал I₆(_n), имеющий другую составляющую _n длин волн.

На фиг.10 изображен первый оптический фильтр 700 длин волн, выполненный с первым входным плечом 701, первым и вторым выходными плечами 702 и 703, первым, вторым и третьим ответвителями 710, 720 и 730 и с первого по четвертый оптическими отражателями 710, 750, 760 и 770 длин волн.

На первое входное плечо 701 поступает оптический сигнал I₁(₁, ₂,..., _n), имеющий, например, составляющие длин волн ₁, ₂,..., _n. Первое выходное плечо 702 выводит оптический сигнал I₁₄(₁), имеющий предварительно заданную составляющую длину волны, например, ₁, среди различных составляющих длин волн оптического сигнала I₁(₁, ₂,..., _n). Второе выходное плечо 703 выводит оптический сигнал I₈(₂, ₃,..., _n), имеющий другие составляющие длин волн ₂, ₃,..., _n, за исключением ₁.

Первый ответвитель 710 включает с первого по четвертое плечи 711, 712, 713 и 714.

В первое плечо 711 поступает оптический сигнал I₁(₁, ₂,..., _n). Третье и четвертое плечи 713 и 714 делят выходную мощность оптического сигнала I₁(₁, ₂,..., _n), который подается через входное плечо 711, на две равные части и выводят I₂(₁, ₂,..., _n) и I₃(₁, ₂,..., _n) соответственно, где ₁, ₂,..., _n - составляющие длин волн оптических сигналов I₂(₁, ₂,..., _n) и I₃(₁, ₂,..., _n).

Оптический сигнал I₁(₁, ₂,..., _n), который подается через первое плечо 711 и выводится через третье плечо 713, подвергается действию оптической связи, поскольку он распространяется вдоль канала волновода. Таким образом между оптическими сигналами I₂(₁, ₂,..., _n) и I₁(₁, ₂,..., _n) отсутствует разность фаз. Оптический сигнал I₁(₁, ₂,..., _n), который поступает из первого плеча 711 и выводится через четвертое плечо 714, подвергается действию оптической связи в промежутке между соседними каналами волновода, таким образом, получая разность фаз -/2 между оптическими сигналами I₃(₁, ₂,..., _n) и I₁(₁, ₂,..., _n).

Третье плечо 713 принимает оптический сигнал I₄(₁), имеющий предварительно заданную составляющую длины волны, например, ₁, которая отражается обратно от второго оптического отражателя 750 длин волн. В этом случае,

оптические сигналы I₄(₁) и I₅(₁), которые отражаются обратно через третье и четвертое плечи 713 и 714, имеют одинаковые фазы и выходную мощность оптических сигналов I₂(₁, ₂,..., _n) и I₃(₁, I₂,..., _n) соответственно. Поэтому оптический сигнал I₄(₁) имеет ту же самую фазу и половину входной мощности сигнала I₁(₁, ₂,..., _n), тогда как оптический сигнал I₅(₁) имеет разность фаз /2 и половину выходной мощности оптического сигнала I₁(₁, ₂,..., _n).

Оптический сигнал I₄(₁), который подается через третье плечо 713 первого ответвителя 710 и выводится через первое плечо 711, не получает фазового сдвига, поскольку он распространяется вдоль канала волновода, тогда как оптический сигнал I₅(₁), который принимается через четвертое плечо 714 первого ответвителя 710 и выводится через первое плечо 711, получает повторно фазовый сдвиг, равный -/2, поскольку на него действует оптическая связь в области оптической связи, существующей между соседними каналами волновода. Следовательно, когда оптические сигналы I₄(₁) и I₅(₁) выводятся через первое плечо 711 первого ответвителя 710, разность фаз между ними равна -. В результате они компенсируют друг друга и мощность на выходе отсутствует.

Оптический сигнал I₄(₁), который поступает через третье плечо 713 первого ответвителя 710 и выводится через второе плечо 712, имеет фазовый сдвиг, равный -/2, так как он подвергается действию оптической связи в области оптической связи между соседними каналами волновода. С другой стороны, оптический сигнал I₅(₁), который подается через четвертое плечо 714 первого ответвителя 710 и выводится через второе плечо 712, не получает фазового сдвига, поскольку он распространяется вдоль канала волновода. Следовательно, когда оптические сигналы I₄(₁) и I₅(₁) выводятся через второе плечо 712 первого ответвителя 710, разность фаз между ними отсутствует. Таким образом, в результате связи формируется оптический сигнал I₉(₁). Поэтому выходные мощности оптического сигнала I₉(₁) и оптического сигнала I₉(₁, ₂,..., _n) равны. Оптический сигнал I₉(₁) имеет предварительно заданную составляющую длины волны, например, ₁, которая отражается от первого и второго оптических отражателей 740 и 750 длин волн.

Первый оптический отражатель 710 длин волн имеет входное плечо 741 и выходное плечо 742.

Входное плечо 741 принимает оптический сигнал I₂(₁, ₂,..., _n) из третьего плеча 730 первого ответвителя 710. Выходное плечо 842 выводит оптический сигнал I₄(₁), имеющий предварительно заданную составляющую длины волны, например, ₁, которая отражается обратно относительно направления распространения света среди различных составляющих длин волн, в первый ответвитель 710 через третье плечо 713, и оптический сигнал I₆(₂,..., _n), имеющий другие составляющие длин волн, через выходное плечо 742.

Второй оптический отражатель 752 длин волн имеет входное плечо 751 и выходное плечо 752.

Входное плечо 751 принимает оптический сигнал I₃(₁, ₂,..., _n) из четвертого плеча 714 первого ответвителя 710. Второе плечо 752 выводит оптический сигнал I₅(₁), имеющий предварительно заданную составляющую длины волны, например, ₁, которая отражается обратно относительно направления распространения света среди различных составляющих длин волн, в первый ответвитель 710 через четвертое плечо 714, и оптический сигнал I₇(₂,..., _n), имеющий другие составляющие длины волны, через выходное плечо 752.

Второй ответвитель 720 имеет с первого по третье плечи 721, 722 и 723.

Первое и второе плечи 721 и 722 принимают оптические сигналы I₆(₂,..., _n) и I₇(₂,..., _n) из первого и второго оптических отражателей 740 и 750 длин волн через выходные плечи 742 и 752, соответственно. Третье плечо 723 суммирует выходы оптических сигналов I₆(₂,..., _n) и I₇(₂,..., _n), которые поступают через первое и второе входные плечи 721 и 722, соответственно, и выводит оптический сигнал I₈(₂,..., _n). Фазы и значения выходной мощности оптического сигнала I₆(₂,..., _n) и оптического сигнала I₄(₁) равны, когда равны фазы и значения выходной мощности оптического сигнала I₇(₂,..., _n) и оптического сигнала I₅(₁). Оптический сигнал I₆(₂,..., _n) находится под действием оптической связи в области оптической связи между соседними каналами волновода, когда он выводится через третье плечо 723 второго ответвителя 720, таким образом, получая фазовый сдвиг, равный -/2. С другой стороны, оптический сигнал I₇(₂,..., _n) не получает фазовый сдвиг, когда он выводится через третье плечо 723 второго ответвителя 720, поскольку он распространяется вдоль канала волновода. Поэтому выходы оптических сигналов I₆(₂,..., _n) и I₇(₂,..., _n) связываются, поскольку они имеют ту же самую фазу, когда они выводятся через третье плечо 723 второго ответвителя 720. Таким образом, оптический сигнал I₈(₂,..., _n), который выводится через третье плечо 723 второго ответвителя 720, имеет те же самые выходные параметры, как и оптический сигнал I₁(₁, ₂,..., _n). Кроме того, оптический сигнал I₈(₂,..., _n) имеет другие составляющие длин волн, например, ₂,..., _n, за исключением предварительно заданной составляющей длины волны, например, ₁, среди различных составляющих длин волн оптического сигнала I₁(₁, ₂,..., _n).

Третий ответвитель 730 имеет с первого по четвертое плечи 731, 732, 733 и 734.

В первое плечо 731 поступает оптический сигнал I₉(₁), имеющий составляющую длины волны от второго плеча 720 первого ответвителя 710. Третье и четвертое плечи 733 и 734 делят выход оптического сигнала I₉(₁), который поступает через первое плечо 731, на две равные части, и выводят оптические сигналы I₁₀(₁) и I₁₁(₁) соответственно. То есть, каждый выход оптического сигнала ₁₀(₁) и I₁₁(₁) является половиной выхода оптического сигнала I₉(₁).

Оптический сигнал I₉(₁), который поступает через первое плечо 731 и выводится через третье плечо 513, не подвергается действию оптической связи, хотя распространяется вдоль канала волновода, не получая разности фаз между оптическими сигналами I₁₀(₁) и I₉(₁). С другой стороны, оптический сигнал I₉(₁), который принимается через первое плечо 731 и выводится в четвертое плечо 734, подвергается действию оптической связи в промежутке между соседними каналами волновода, таким образом, получая между оптическими сигналами I₁₁(₁) и I₉(₁) разность фаз, равную -/2.

В третье плечо 733 поступает оптический сигнал I₁₂(₁), который имеет предварительно заданную составляющую длины волны, например, ₁, и отражается от третьего оптического отражателя 760 длин волн среди различных составляющих длин волн выходного оптического сигнала I₁₀(₁). Четвертое плечо 734 принимает оптический сигнал I₁₃(₁), который имеет предварительно заданную составляющую длины волны, например, ₁, и отражается от четвертого оптического отражателя 770 длин волн среди различных составляющих длин волн выходного оптического сигнала I₁₁(₁). В этом случае, выходы оптических сигналов I₁₂(₁) и I₁₃(₁), проходящие

обратно через третье и четвертое плечи 733 и 734 совпадают с выходами оптических сигналов I₁₀(₁) и I₁₁(₁) соответственно. Поэтому оптический сигнал I₁₂(₁) имеет ту же самую фазу и половину выходной мощности оптического сигнала I₉(₁), при этом оптический сигнал I₁₃(₁) имеет разность фаз /2 и половину выходной мощности оптического сигнала I₉(₁).

Оптический сигнал I₁₂(₁), который поступает через третье плечо 733 третьего ответвителя 730 и выводится через первое плечо 731, не получает фазового сдвига, поскольку он распространяется вдоль канала волновода, тогда как оптический сигнал I₁₃(₁), который поступает через четвертое плечо 734 третьего ответвителя 730 и выводится через первое плечо 731, получает фазовый сдвиг, равный -/n, поскольку он находится под действием оптической связи в области оптической связи между соседними каналами волновода. Следовательно, когда оптические сигналы I₁₂(₁) и I₁₃(₁) выводятся через первое плечо 731 третьего ответвителя 730, разность фаз между ними составляет -. В результате, они компенсируют друг друга и вывод мощности не осуществляется.

Разность фаз равна -/2 в случае, когда оптический сигнал I₁₂(₁) поступает через третье плечо 733 третьего ответвителя 730 и выводится через второе плечо 732, поскольку он находится под действием оптической связи в области оптической связи между соседними каналами волновода. С другой стороны, фазовый сдвиг отсутствует в случае, когда оптический сигнал ₁₃(₁) вводится через четвертое плечо 734 третьего ответвителя 730 и выводится через второе плечо 732, поскольку он распространяется вдоль канала длины волны. Поэтому между оптическими сигналами I₁₂(₁) и I₁₃(₁) отсутствует фазовый сдвиг в случае, когда они выводятся через второе плечо 732 третьего ответвителя 730, при этом обеспечивая объединение оптических сигналов I₁₂(₁) и I₁₃(₁) в результирующий оптический сигнал I₁₄(₁). Следовательно, выход оптического сигнала I₁₄(₁) равен выходу оптического сигнала I₉(₁). Оптический сигнал I₁₄(₁) имеет предварительно заданную составляющую длины волны, например, ₁, которая отражается от третьего и четвертого оптических отражателей 760 и 770 длин волн.

Первый оптический отражатель 760 длин волн имеет входное плечо 761 и выходное плечо 762.

Входное плечо 761 принимает оптический сигнал I₁₀(₁) из третьего плеча 733 третьего ответвителя 730. Выходное плечо 762 отражает только оптический сигнал, который имеет предварительно заданную составляющую длину волны, например, ₁, среди различных составляющих длин волн оптического сигнала I₁₀(₁), который принимается через входное плечо 761 обратно относительно направления распространения света, выводит оптический сигнал I₁₂(₁) в третий ответвитель 730 через третье плечо 733 и выводит оптический сигнал, имеющий другую составляющую длины волны через выходное плечо 762.

Четвертый оптический отражатель 770 длин волн имеет входное плечо 771 и выходное плечо 772.

Входное плечо 771 принимает оптический сигнал I₁₁(₁) из четвертого плеча 734 третьего ответвителя 730. Выходное плечо 772 отражает только оптический сигнал, имеющий предварительно заданную составляющую длины волны, например, ₁ среди различных составляющих длин волн оптического сигнала ₁₁(₁), который поступает через входное плечо 771 в обратном направлении относительно направления распространения света, выводит оптический сигнал I₁₃(₁) в третий ответвитель 730 через четвертое плечо 734 и выводит оптический сигнал, имеющий другую составляющую длины волны через выходное плечо 772.

Следовательно, третий ответвитель 730 и третий и четвертый оптические отражатели 760 и 770 длин волн служат для устранения оптических сигналов, которые возможно имеют остаточную составляющую длины волны, отличную от предварительно заданной составляющей длины волны, например, ₁, из оптического сигнала I₉(₁), который подается в первый ответвитель 710 через второе плечо 712.

В настоящем изобретении за счет выполнения оптического демультиплексора оптических фильтров длин волн, включающих в себя оптические ответвители и оптические отражатели длин волн, обеспечиваются малые потери мощности оптического сигнала, возникающие при связывании 1хn в оптическом демультиплексоре для приемника в известной системе передачи с УДВ, посредством чего устраняется необходимость в оптическом усилителе, который используется в известном оптическом демультиплексоре для обеспечения низкого уровня потерь оптического сигнала. Кроме того, поскольку отсутствуют ограничения на количество каналов, на которые можно разделить, оптический демультиплексор настоящего изобретения может оказаться полезным в системах передачи УДВ с высокой плотностью для повышения пропускной способности передачи данных.