200048. lajstromszámú szabadalom • Reflektív adó- és vevőberendezés kétirányú fényvezetős hírközlő rendszerhez
3 HU 200048 B 4 A találmány további részleteit a következő leírásban a rajzokon szemléltetett kiviteli alak alapján ismertetjük, ahol az 1. ábra a találmány szerinti reflektiv adó- és vevőberendezés vázlatos elrendezési rajza és a 2. ábra a találmányban alkalmazott integrált-optikai Fabry-Perot-rezonátor axonometrikus rajza. Az 1. ábra vázlatos kiviteli példát ábrázol a találmány szerinti villamosán vezérelhető, integrált-optikai FPR Fnbry-Perot-rezonátorral ellátott reflektiv adó- és vevőberendezésre. Az FPR Fabry-Perot-rezonátor egyik AI be/kimeneténél egy LWL fényvezetővel van összekapcsolva, ez az LWL fényvezető alkotóeleme lehet egy kétirányú optikai hírközlő rendszernek és ehhez, mint ahogy az 1. ábrán látható, tartozik az egyik végén egy adó egy B elektrooptikai átalakítóval, például egy lézerdiódával, és egy vevő egy C optoelektromos átalakítóval, például egy pin-diódával, amelyek egy T sugárosztó révén az LWL fényvezetőhöz vannak csatlakoztatva. A kétirányú optikai kommunikációs rendszernek a rajzon ábrázolt másik végénél nincs adót képező saját fényforrása, hanem tartalmaz egy integrált-optikai FPR Fabry-Perot-rezonátorral létrehozott reflektiv adót, amely a kétirányú optikai kommunikációs rendszer említett egyik végéhez küldendő adójellel modulálható. A 2. ábrán külön is ábrázolt villamosán vezérelhető FPR Fabry-Perot-rezonátor tartalmaz egy S szubsztrátumba, pl. litium-niobátba, diffundált lineáris optikai egymódusú SL hullámvezető sávot. A LiNbOa kristály S szubsztrátumnak az SL hullámvezető sávhoz képest merőleges horalokfelületei optikai minőségűre vannak polírozva, és részben áteresztő dielektromos Sí és Síi tükörként vannak kiképezve. Az optikai SL hullámvezető sáv é6 a homlokfelületi Sí és Síi tükrök együtt alkotják az optikai FPR Fabry-Perot-rezonátort. A részben áteresztő Sí tükör egy Ai be/kimenetet alkot, amelynél az integrált-optikai FPR Fabry-Perot-rezonátor az LWL fényvezetőre rá van kapcsolva. A másik részben áteresztő Síi tükör mögött van elhelyezve egy pl. pin-diódával megoldott, további részeiben nem taglalt vevő D optoelektromos átalakítója. A lineáris optikai SL hullámvezető sávval párhuzamosan E és 0 vezérlőeiektródák vannak pl. alumíniumból felpárologtatva, ezekre ráadott feszültséggel lehetséges elektrooptikai jelenség révén megváltoztatni a LiNb03 kristály törésmutatóját és ezzel az FPR Fabry-Perot-rezonátor két homlokfelületi Sí és Síi tükre közötti optikai távolságot. Ezekre az E és 0 vezérlőelektródákra az LWL fényvezetőn keresztül küldendő adójel, pl. egy 140 Mbit/s-os jel van ráadva. Az FPR Fabry-Perot-rezonátorban ill. interferométerben mindegyik homlokfelületen a rápárologtatott Sí, Síi tükör reflexiós koefficiensétől függően az oda érkező optikai hullára egy része reflektálódik és a maradók átvitelre kerül. Az SI, Síi tükrök mögött egymásra szuperponálódnak a közvetlenül átvitt hullámvonulatok amplitúdói és az olyan hullámvonulatok amplitúdói, amelyek előzőleg egy vagy több esetben az FPR Fabry-Perot-rezonátorban oda-vissza reflektálódtak. A relatív fázishelyzettól függően ez az egymásra szuperponálódó hullámvonulatok kölcsönös kioltásához (destruktív interferenciához) vagy összeadódáBához (konstruktiv interferenciához) vezet. Amennyiben pl. az Sí, Síi tükrök közti optikai távolság pontosan a felhasznált fény egynegyed hullámhosszának páros számú többszöröse, úgy az LWL fényvezető előremutató irányában a D optoelektromos átalakítóhoz vezetett fénynek konstruktív interferenciája van, aminek az a hatása, hogy fény nem tükröződik vissza az LWL fényvezetőbe. Egy veszteségmentes ideális FPR Fabry-Perot-rezonátornál (az SL hullámvezető sávban nincs terjedési veszteség, az Sí, Síi tükrökben pedig nincs szóródási veszteség) ebben az esetben az egész fény átvezetésre kerül. Amennyiben az Sí, Síi tükrök közti optikai távolság pontosan az egynegyed hullámhossz páratlan számú többszöröse, úgy előremutató irányban a fényhullámok kioltják egymást, de hátrafelé az LWL fényvezető irányában konstruktiv interferencia lép fel, igy maximális fény kerül vissza az LWL fényvezetőhöz. Az ábrázolt reflektiv adó a következőképp működik. Egy, az optikai hírközlő rendszer túloldaláról egy egymódusú LWL fényvezetőn átvitt (pl. 680 Mbit/s-es), előnyösen alacsony modulációs fokú (pl. 10%) fényjel az Sí tükör átviteli fokának megfelelő intenzitással belép az AI be/kimenetnél az SL hullámvezető sávba, és az SL hullámvezető sávba jutott vett fényjelből a részben áteresztő Síi tükör átviteli fokának, pl. 40%-nak megfelelő rész átlép a részben áteresztő Síi tükrön és eléri a mögötte lévő D optoelektromos átalakítót. Az SL hullámvezető sávban vezetett fényből a D optoelektromos átalakítóba el nem jutó és a részben áteresztő Síi tükör tükrözési fokának, pl. körülbelül 40%-nak megfelelő részt az Síi tükör visszaveri és a részben áteresztő Sí tükörhöz juttatja, ahol az részben áthatol, részben visszaverődik, az igy visszavert fénynél ezek a folyamatok megfelelően ismétlődnek. Az Sí tükör által átengedett fényhullámvonulatok közötti, az E és 0 vezérlőelektródákra adott adójel feszültségétől függő interferencia (előnyösen nagy modulációs fokú, pl. 100%) intenzitásmodulációként hat a fényre, amely az SL hullámvezető sáv AI be/kimenetén keresztül ismét visszakerül az LWL fényvezetőbe, amelyen át ellenkező irányban 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
