專利名稱：偏振模式分散的仿真器和補(bǔ)償器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到偏振模式分散的仿真器和補(bǔ)償器，用其可以將電磁波，有利的是將光波依賴于頻率改變其偏振。
因此本發(fā)明同時(shí)是依賴于頻率的偏振變換器。
在光學(xué)傳輸技術(shù)中使用長的光波電纜-傳輸路段。光波電纜本身由制造條件決定了不是完全各向同性的，而是弱的雙折射的。由于長的傳輸長度出現(xiàn)了傳輸路段依賴于頻率的偏振變換。人們將其稱為偏振模式分散或者偏振分散，簡稱為PMD。這導(dǎo)致了被發(fā)送出去的脈沖的擴(kuò)展，這減小了可以使用的傳輸數(shù)據(jù)率。情況因此變得困難，由于溫度和機(jī)械負(fù)荷使得傳輸性能變化和路段的PMD也因此而改變。因此需要將已經(jīng)匹配的PMD-補(bǔ)償器插入到傳輸路徑中。為了其發(fā)展或者簡單檢查沒有經(jīng)過PMD-補(bǔ)償?shù)膫鬏斚到y(tǒng)的PMD-公差需要復(fù)雜的可調(diào)整的，但是簡單的、成本便宜的和無阻尼的PMD仿真器，仿真器在不同的時(shí)間點(diǎn)和在不同的溫度時(shí)用統(tǒng)計(jì)的有特色的方法可以模擬數(shù)1000km長的LWL-路段與頻率有關(guān)的偏振傳輸特性。
PMD-補(bǔ)償器應(yīng)該在至少一個光學(xué)頻率下將傳輸路段整個系統(tǒng)的偏振傳輸特性和補(bǔ)償器(或者相反，根據(jù)裝置而定)以一階和必要時(shí)比較高階近似地與頻率無關(guān)。在波長-多路運(yùn)行時(shí)應(yīng)該爭取，使得在運(yùn)行波長時(shí)達(dá)到與頻率無關(guān)。本發(fā)明不僅可以使用作為PMD-仿真器，而且可以使用作為PMD-補(bǔ)償器。
對這種部件的要求是插入衰減低，與光波導(dǎo)線的兼容性和與頻率有關(guān)的可改變偏振傳輸性能的多種多樣方面。
很清楚有一種部件適合于PMD仿真和補(bǔ)償，這種部件與傳輸路段具有同樣的以及反向的傳輸性能。在文獻(xiàn)中常將PMD用很多的延遲或者偏振轉(zhuǎn)換進(jìn)行數(shù)學(xué)描述，在強(qiáng)的雙折射之間，即在兩個主偏振之間安排具有明顯延遲時(shí)間的LWL-部件。這些強(qiáng)的雙折射LWL-部件保持或者保護(hù)兩個互成正交的主偏振(原則上偏振-狀態(tài))，簡稱PSP，和因此保持偏振的光波電纜(偏振-維護(hù)光纖)，簡稱PMF。這些PMF是強(qiáng)偏振分散的。在光學(xué)光纖通信會議1995年會議文集(OFC95)美國光學(xué)學(xué)會文章WQ2 190-192頁中敘述了相應(yīng)的例子。
在電子書箋，1994年2月17日，30卷，4冊，348-349頁中敘述了PMD-補(bǔ)償。在這里也使用了多個PMF段，將這些通過偏振轉(zhuǎn)換器相連接。這些文獻(xiàn)來源很重要，因?yàn)樵谀抢飻⑹隽薖MD-補(bǔ)償與光學(xué)接收器的連接以及獲得了調(diào)節(jié)判據(jù)，和因此用作為本發(fā)明的總概念。人們了解到，這樣的裝置不僅可以使用作為PMD-仿真器，而且可以使用作為PMD-補(bǔ)償器。實(shí)際上上述文獻(xiàn)來源只限于很少的PMF段，和由于必要的拼接所出現(xiàn)的光衰減應(yīng)該是很高的。然而允許很多這樣的偏振轉(zhuǎn)換器和將具有很小衰減的PMF-段串聯(lián)的功能相似和相當(dāng)?shù)难b置是不知道的。
因此本發(fā)明的任務(wù)是，規(guī)定相對于現(xiàn)有技術(shù)具有很小插入衰減和還容易制造的PMD-仿真器和PMD-補(bǔ)償器。
此任務(wù)是通過具有權(quán)利要求1特征的偏振模式分散的仿真器和補(bǔ)償器解決的。其他結(jié)構(gòu)是由從屬權(quán)利要求產(chǎn)生的。
按照本發(fā)明比較長的保持偏振的光導(dǎo)纖維段適用于制造PMD-仿真器或者PMD-補(bǔ)償器。其中主偏振是，如同在商業(yè)上慣用的第一個實(shí)施例中保持偏振的光導(dǎo)纖維有利的是近似于直線的。分布在長度上的PMF是被扭轉(zhuǎn)的扭轉(zhuǎn)段，則產(chǎn)生偏振轉(zhuǎn)換。
將PMF進(jìn)行扭轉(zhuǎn)已經(jīng)在應(yīng)用光學(xué)，18卷，13冊，2241-2251頁已知作為一種方法，通過線性雙折射的LWL可以進(jìn)行偏振轉(zhuǎn)換，見那里的附圖9。當(dāng)然商業(yè)上慣用的PMF的雙折射是那樣的強(qiáng)，在那里規(guī)定的扭轉(zhuǎn)68°使得PMF至少長時(shí)間將會受到損壞。
因此按照本發(fā)明當(dāng)使用商業(yè)上慣用的PMF時(shí)將具有交替變化扭轉(zhuǎn)方向的多個扭轉(zhuǎn)段串聯(lián)在一起用于產(chǎn)生所希望的轉(zhuǎn)換。另外一種是比商業(yè)上慣用的PMF弱，然而比正常的LWL強(qiáng)很多的雙折射專用PMF。
在所有這種情況時(shí)可以變化地構(gòu)成扭轉(zhuǎn)，例如通過使用步進(jìn)電機(jī)。
由于光波電纜的機(jī)械強(qiáng)度受到限制當(dāng)然受到限制的扭轉(zhuǎn)范圍可以導(dǎo)致妨礙補(bǔ)償能力，特別是當(dāng)作為PMD-補(bǔ)償器運(yùn)行時(shí)。此外由于制造條件決定扭轉(zhuǎn)段的不理想決定的長度和類似的影響可能產(chǎn)生功能不精確度。這些可能出現(xiàn)的缺點(diǎn)可以通過插入附加扭轉(zhuǎn)段得以避免。此時(shí)將多個相互無關(guān)的可扭轉(zhuǎn)的扭轉(zhuǎn)段或者扭轉(zhuǎn)段組靠在一起。希望的是所謂的無限的偏振調(diào)節(jié)。原因是，特別是當(dāng)作為PMD-補(bǔ)償器運(yùn)行時(shí)要求無間斷的補(bǔ)償，每個即使短的間斷有可能由于通常很高的傳輸比特率導(dǎo)致在接收器上不希望的比特誤差。IEEE的光波技術(shù)雜志9卷，1991 10月，10冊，1353-1366頁和特別是在那里注明的文獻(xiàn)來源中介紹了關(guān)于無限的偏振調(diào)節(jié)概況。在用扭轉(zhuǎn)保持偏振的光導(dǎo)纖維的基礎(chǔ)上無限的偏振調(diào)節(jié)當(dāng)然還是不知道的。
也可以使用圓形的或者橢圓形的雙折射PMF代替直線的雙折射PMF；然而此時(shí)應(yīng)該改進(jìn)偏振轉(zhuǎn)換。
借助于附

圖1至5準(zhǔn)確地?cái)⑹霭凑毡景l(fā)明的PMD-仿真器和PMD補(bǔ)償器。
附圖1用簡圖表示了按照本發(fā)明的PMD-仿真器或者-補(bǔ)償器。
附圖2表示了相位匹配的模式轉(zhuǎn)換器作為偏振轉(zhuǎn)換器。
附圖3表示了具有直線雙折射光導(dǎo)纖維扭轉(zhuǎn)段的無限的偏振轉(zhuǎn)換器。
附圖4表示了在步進(jìn)電機(jī)的鉆透了的軸上直線雙折射光導(dǎo)纖維轉(zhuǎn)動的拉桿點(diǎn)。
附圖5表示了兩個單獨(dú)仿真器或者-補(bǔ)償器，這些包括有圓形雙折射光波電纜和轉(zhuǎn)動的光波電纜回路。
在附圖1的實(shí)施例中光波L穿過PMD-仿真器或者-補(bǔ)償器EK在光波電纜LWL內(nèi)由輸入端EE到輸出端AA。光波電纜LWL是由保持偏振的光導(dǎo)纖維PMF，這必須是不間斷的和在制造時(shí)也是不切斷的或者，除了在輸入端EE和傳輸出端AA之外，必須是編結(jié)在一起的。由于這個原因PMD-仿真器或者-補(bǔ)償器EK光波L具有很小的插入衰減。PMD-仿真器或者-補(bǔ)償器EK包括有簡單仿真器或者-補(bǔ)償器EK1,2,…N的鏈。每個簡單仿真器或者-補(bǔ)償器1,2,…N在其一方具有一個輸入端E和一個輸出端A，其中簡單仿真器或者-補(bǔ)償器的輸出端A各自與后面的輸入端E相連接。在每個簡單仿真器或者補(bǔ)償器1,2,…N上在輸入端E的后面跟著偏振轉(zhuǎn)換器PT，具有有差別的分組運(yùn)行時(shí)間DGD的偏振分散的光波導(dǎo)線PMF和輸出端A。
也可以將裝置的輸入端EE和輸出端AA進(jìn)行交換，則光波L不是從輸入端EE穿過裝置到輸出端AA，而是在相反方向。將偏振轉(zhuǎn)換器PT的順序和具有有差別分組運(yùn)行時(shí)間DGD的光波電纜可以相對于被敘述的順序在一個、多個或者所有的單獨(dú)仿真器或者-補(bǔ)償器1,2,…N上進(jìn)行交換。
具有分組運(yùn)行時(shí)間DGD的偏振分散光波電纜是一個具有適當(dāng)長度的保持偏振光波電纜PMF的被選擇的段。在拍頻波長內(nèi)相位延遲了360°或者在兩個主偏振之間的光波時(shí)間延遲為一個周期，商業(yè)上慣用的PMF具有拍頻波長大小為2至4mm，當(dāng)光波L波長為1550nm時(shí)。這對應(yīng)于偏振分散的光波電纜為2.6至1.3ps/每米的有差別的延遲時(shí)間。固定長度的均勻雙折射光波電纜的有差別的延遲時(shí)間和雙折射的拍頻波長信號在數(shù)量上相互逆轉(zhuǎn)。
在偏振轉(zhuǎn)換器PT上也將光輸入給保持偏振的光波電纜PMF，如同下面敘述的，通過按照本發(fā)明構(gòu)造的偏振轉(zhuǎn)換器PT有什么樣的可能。
簡單仿真器或者-補(bǔ)償器的總數(shù)可以在很大范圍內(nèi)變化，在1與大的正好在經(jīng)濟(jì)上還能承受的數(shù)目如100或200之間。適合的是，雖然總數(shù)少，但是至少選擇這樣多，使得產(chǎn)生與準(zhǔn)備仿真或者補(bǔ)償?shù)墓獠娎|相似的統(tǒng)計(jì)偏振分散特性。因此根據(jù)要求大約需要6至50個簡單仿真器或者-補(bǔ)償器。
按照本發(fā)明使用很多簡單仿真器或者-補(bǔ)償器特別是適當(dāng)?shù)模挥挟?dāng)如果非常的寬帶信號的PMD-仿真器以及-補(bǔ)償器，也就是說例如具有高傳輸比特率的數(shù)據(jù)信號，或者多個或者很多信號在光學(xué)波長費(fèi)用時(shí)追求的。
如果只將本發(fā)明使用作為PMD-仿真器時(shí)，為了減少費(fèi)用只使用一個模式逆變器作為偏振轉(zhuǎn)換器PT是適當(dāng)?shù)?。其他的偏振轉(zhuǎn)換則毫無問題地通過保持偏振的光波電纜PMF的溫度漂移而產(chǎn)生。在仿真器上這些與在好的補(bǔ)償器上不同是可以容忍的。將直線雙折射保持偏振的光波電纜PMF的模式逆變器按照本發(fā)明可以構(gòu)成為如附圖2表示的作為相位匹配的模式逆變器。模式逆變器包括有保持偏振的光波電纜PMF，兩個形狀象梳子相互嚙合的扭轉(zhuǎn)拉桿FK、BK例如借助于環(huán)氧樹脂膠固定在其上。可以將這些相互圍繞著作為軸的保持偏振的光波電纜PMF轉(zhuǎn)動，此時(shí)位于外邊的梳子部分可以在回轉(zhuǎn)方向DR上回轉(zhuǎn)?？梢詫蓚€扭轉(zhuǎn)拉桿構(gòu)成為轉(zhuǎn)動的，或者其中的一個是固定的扭轉(zhuǎn)拉桿FK，另外一個是轉(zhuǎn)動的扭轉(zhuǎn)拉桿BK。例如將步進(jìn)電機(jī)SM適合于作為扭轉(zhuǎn)拉桿BK的驅(qū)動，步進(jìn)電機(jī)為了達(dá)到高分辨率可以用行程連續(xù)的微步距進(jìn)行驅(qū)動。通過扭轉(zhuǎn)拉桿或者梳子FK、BK的轉(zhuǎn)動在梳子尖齒ZI之間的短的光波電纜段TS也相互扭轉(zhuǎn)。在扭轉(zhuǎn)段TS上的扭轉(zhuǎn)是一個機(jī)械負(fù)荷MB。為了清楚起見在附圖2上只將整個光波電纜TS，梳子尖齒ZI和機(jī)械負(fù)荷MB的一部分進(jìn)行標(biāo)注。
例如如果固定的扭轉(zhuǎn)拉桿或者梳子FK只有兩個尖齒，轉(zhuǎn)動的扭轉(zhuǎn)拉桿或者梳子BK只有一個尖齒，則將其改變成為回轉(zhuǎn)杠桿，則在應(yīng)用光學(xué)，18卷，13冊，2241-2251頁(見那里的附圖9)中產(chǎn)生一個已知的模式轉(zhuǎn)換器。使用多個梳子齒當(dāng)然有優(yōu)點(diǎn)，兩個梳子BK、FK相互要求的回轉(zhuǎn)角很小。特別是商業(yè)上慣用的PMF的雙折射是這樣的強(qiáng)，在文獻(xiàn)來源上規(guī)定的扭轉(zhuǎn)68°使得PMF至少長時(shí)間有可能損壞。在長度為2mm情況下必須扭轉(zhuǎn)68°的拍頻波長即只有0.7mm。扭轉(zhuǎn)段愈多，扭轉(zhuǎn)角應(yīng)該愈小和愈加接近于在保持偏振光波電纜PMF上光波L的半個拍頻波長的扭轉(zhuǎn)段TS的長度。
如果將本發(fā)明使用作為特別復(fù)雜的可變化的PMD-仿真器或者作為PMD-補(bǔ)償器時(shí)，如同已經(jīng)敘述過的，適合的是使用很多簡單仿真器以及-補(bǔ)償器，或者使用可變化的偏振轉(zhuǎn)換器PT。將后面的情況例如表示在附圖3上，固定的扭轉(zhuǎn)拉桿FK在這里具有兩個尖齒。相反安排了多個轉(zhuǎn)動的扭轉(zhuǎn)拉桿BK1、BK2、BK3。
作為轉(zhuǎn)動扭轉(zhuǎn)拉桿的數(shù)目特別適合于是三個，因?yàn)橐虼税凑毡景l(fā)明有可能是一個無限的偏振變換。另外也可以是兩個，以便得到技術(shù)簡單的實(shí)施形式，或者是四個和更多的轉(zhuǎn)動扭轉(zhuǎn)拉桿，以便容易實(shí)現(xiàn)和控制偏振轉(zhuǎn)換。特別是如果不能準(zhǔn)確地確定保持偏振的光波電纜PMF的拍頻波長時(shí)，或者與位置有關(guān)的變化時(shí)，適合的是，使用大于三個扭轉(zhuǎn)拉桿。即使固定的扭轉(zhuǎn)拉桿FK也可以由一個或兩個轉(zhuǎn)動扭轉(zhuǎn)拉桿BK0,BK4代替。這按照本發(fā)明提供了偏振轉(zhuǎn)換的附加變化，這樣扭轉(zhuǎn)拉桿TS1、TS2、TS3、TS4的長度與所希望數(shù)值的偏差，光波電纜PMF的雙折射不均勻性和類似的不精確度也可以不損害無限的偏振調(diào)解。
首先假設(shè)拉桿點(diǎn)短的可以忽略，則偏振轉(zhuǎn)換器PT幾乎只是由可扭轉(zhuǎn)的光波電纜組成。將光波電纜PMF的4個扭轉(zhuǎn)段TS1、TS2、TS3、TS4在這種情況下大約選擇得這樣大，當(dāng)無扭轉(zhuǎn)運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)的光波電纜PMF的快速和低速振動模式之間的相位延遲大約等于1.7rad。這對應(yīng)于1.7/(2*pi)=0.27倍的拍頻波長。為了使得光波電纜PMF的雙折射不均勻性和類似的不精確度不損害無限偏振調(diào)節(jié)的能力，也可以改變這些長度；例如將扭轉(zhuǎn)段TS1、TS4各自選擇這樣長，使其具有相位延遲大約為1.6rad，和將扭轉(zhuǎn)段TS2、TS3各自選擇這樣長，使其具有相位延遲大約為1.8rad。
為了按照本發(fā)明有可能實(shí)現(xiàn)無限的偏振轉(zhuǎn)換，在理想條件下扭轉(zhuǎn)拉桿BK2相對于沒有扭轉(zhuǎn)的位置應(yīng)該可以扭轉(zhuǎn)至少轉(zhuǎn)動大約為±73°，和扭轉(zhuǎn)拉桿BK1、BK3各自轉(zhuǎn)動至少大約為±35°。因?yàn)楫?dāng)光波電纜PMF扭轉(zhuǎn)時(shí)不僅主軸幾何回轉(zhuǎn)，而且光軸的偏振橢圓也隨著幾何回轉(zhuǎn)的大約5至10％回轉(zhuǎn)，實(shí)際上將扭轉(zhuǎn)拉桿的扭轉(zhuǎn)范圍與系數(shù)大約為1.05至1.1相乘，這樣就得到對于扭轉(zhuǎn)拉桿BK2大約為±79°，和對于扭轉(zhuǎn)拉桿BK1、BK3大約為±38°。這些數(shù)值可以根據(jù)光波電纜類型大約波動±10％。
不僅將扭轉(zhuǎn)段的長度TS1、TS2、TS3、TS4的變化，而且將扭轉(zhuǎn)拉桿BK1、BK2、BK3可回轉(zhuǎn)性的變化可以這樣要求，在拉桿點(diǎn)FK、BK0、BK1、BK2、BK3、BK4上的固定不是點(diǎn)形狀的，而是在一定長度上的，則連續(xù)扭轉(zhuǎn)段由于一小段是不可以扭轉(zhuǎn)的，但是是雙折射的因?yàn)楸３制竦墓獠娎|是分開的。
無限的偏振轉(zhuǎn)換是連續(xù)可能的，如果這樣規(guī)定轉(zhuǎn)動扭轉(zhuǎn)拉桿BK1、BK2、BK3的一定的共同的周期回轉(zhuǎn)角變化，將保持偏振光波電纜PMF的主偏振在回轉(zhuǎn)角變化的每個相位上至少近似地轉(zhuǎn)換成為另外的第一個正交主偏振。然后用比這樣規(guī)定的回轉(zhuǎn)角小的回轉(zhuǎn)角可以達(dá)到所有其他可能的和要求的偏振轉(zhuǎn)換。
當(dāng)考慮在拉桿點(diǎn)上有限固定寬度時(shí)用計(jì)算機(jī)輔助也可以計(jì)算這個，這樣對于本發(fā)明的很多實(shí)施例毫無問題地可以規(guī)定扭轉(zhuǎn)段的長度以及回轉(zhuǎn)角范圍。根據(jù)固定寬度可以明確地達(dá)到作為要求的上述長度和回轉(zhuǎn)角范圍的變化。下面的，不是完整的表格敘述了幾個實(shí)施例。數(shù)值不是用高精度計(jì)算的，這暗示了表格和在實(shí)際中產(chǎn)生的保持偏振光波電纜的不均勻性和其他的干擾影響不會引起比較大的不精確度，這些可以通過扭轉(zhuǎn)拉桿單獨(dú)的回轉(zhuǎn)角控制和必要時(shí)更多的扭轉(zhuǎn)拉桿避免。選擇扭轉(zhuǎn)段TS1、TS2、TS3、TS4的長度和扭轉(zhuǎn)拉桿BK1、BK2、B3光波電纜的固定寬度有可能，用保持偏振的光波電纜PMF相對于拍頻波長和規(guī)定的機(jī)械設(shè)計(jì)任務(wù)可以設(shè)計(jì)出緊湊的和功能強(qiáng)的實(shí)施例。
在表格中的列表示-TS1、TS4是在TS1、TS4扭轉(zhuǎn)段弧度上有差別的延遲，
-TS2、TS3是在TS2、TS3扭轉(zhuǎn)段弧度上有差別的延遲，-CA、CB、CC是扭轉(zhuǎn)段在弧度上的圓形雙折射部分，這如隨后敘述的與拉桿點(diǎn)BK1、BK2、BK3引起的回轉(zhuǎn)角有直接關(guān)系，-VV是在扭轉(zhuǎn)拉桿BK1、BK2、BK3上保持偏振光波電纜的固定部分弧度上的有差別的延遲。
CA、CB、CC規(guī)定了轉(zhuǎn)動的扭轉(zhuǎn)拉桿BK1、BK2、BK3的規(guī)定的周期回轉(zhuǎn)角變化，這些將保持偏振光波電纜PMF的主偏振在這些回轉(zhuǎn)角變化的每個相位上近似地過渡到另外的第一個正交主偏振。在弧度上的實(shí)際回轉(zhuǎn)角由以下得出對于扭轉(zhuǎn)拉桿BK1f*(CA/2*cos(phi)+CC/2*sin(phi))對于扭轉(zhuǎn)拉桿BK2f*CB/2*cos(phi)對于扭轉(zhuǎn)拉桿BK3f*(CA/2*cos(phi)-CC/2*sin(phi))其中phi是一個連續(xù)變化的角度，和F是上述系數(shù)。在扭轉(zhuǎn)拉桿上用點(diǎn)形狀固定，即VV=0，和當(dāng)假設(shè)數(shù)值F=1.08時(shí)例如得出對于扭轉(zhuǎn)拉桿BK2的回轉(zhuǎn)角為上面已經(jīng)敘述過的極限數(shù)值±1.08*2.55rad/2=±79°。TS1,TS4 TS2,TS3 CACBCC VV1,68221,70630,38382,55471,2078 01,26711,57480,34952,39591,18540,26181,44551,12210,57322,61001,09700,52361,20250,88860,60222,57381,06940,78541,30730,48480,81612,89041,00631,04721,01980,26920,81462,83550,99831,30900,81650,02010,86172,88830,97791,57080,8589 -0,33671,09353,34010,93181,83262,76411,45200,76142,72931,81352,09442,50261,33620,71892,60721,63152,35621,83411,43920,87382,82541,28142,61800,91811,57921,11393,30081,06292,87981,15011,11270,83172,73931,12233,14161,19700,73580,66222,43381,16703,40340,94360,51440,62532,37541,13423,66521,3571 -0,07430,33941,97021,36243,92701,3911 -0,48640,17271,78391,52004,18882,61863,1806-1,09062,91541,76684,71242,28983,1127-0,74772,83731,64124,97421,99812,9663-0,46812,74091,53895,23601,43132,9682-0,45262,56681,49145,49781,21332,7217-0,26112,43241,43895,75961,88671,9482 0,31092,61351,26696,02141,68221,7063 0,38382,55471,20786,2832通過比光波拍頻波長長一個整數(shù)的扭轉(zhuǎn)段TS1、TS2、TS3、TS4產(chǎn)生其他的實(shí)施例。此時(shí)將扭轉(zhuǎn)角這樣改變出現(xiàn)一個不改變的扭轉(zhuǎn)率，也就是每個長度單位的角度不改變。用這種方法也可以將具有負(fù)長度的已經(jīng)敘述過的例子轉(zhuǎn)換成為可實(shí)現(xiàn)的實(shí)施例。相似的也適用于行VV。這可以通過將表格的第一列和最后一列進(jìn)行比較很容易看出；這些列只在VV行上是不同的即相差的數(shù)值為2*pi弧度。在表格上敘述的角度CA、CB、CC也只被理解為停止據(jù)數(shù)值，因?yàn)闉榱诉_(dá)到偏振轉(zhuǎn)換比較大的變化可以是適合的，安排了明顯比較大的，例如比系數(shù)放大1.5甚至2的回轉(zhuǎn)角CA、CB、CC。
例如可以這樣構(gòu)成具有多于三個轉(zhuǎn)動的扭轉(zhuǎn)拉桿的實(shí)施例，用此可以達(dá)到至少近似于在保持偏振光波電纜PMF上與位置函數(shù)同樣的扭轉(zhuǎn)輪廓。
為了上述長度，例如拍頻波長的0.27倍，可以將保持偏振的光波電纜不受損壞地圍繞上述大小的回轉(zhuǎn)角范圍進(jìn)行扭轉(zhuǎn)，例如±79°或者更大，為了提供其他的調(diào)節(jié)可能性必須將拍頻波長選擇得足夠大?？梢钥紤]的特別的拍頻波長為10至200mm，最好在30和100mm范圍之間。
當(dāng)光波L波長為1550nm時(shí)假設(shè)拍頻波長為50mm時(shí)有差別的延遲時(shí)間大約為每米0.1ps。為了得到有差別的分組運(yùn)行時(shí)間DGD例如為25ps，因此人們需要保持偏振光波電纜PMF為250米。當(dāng)例如10個單個仿真器或者-補(bǔ)償器具有這個有差別的分組運(yùn)行時(shí)間DGD時(shí)，則整個需要大約2.5km光波電纜。具有上述大小直線的雙折射可以按照現(xiàn)有技術(shù)很容易通過橢圓形芯子截面或者通過有目標(biāo)的建立機(jī)械負(fù)荷來制造。但是應(yīng)該考慮的缺點(diǎn)是，在比較大拍頻波長時(shí)為了達(dá)到一定的有差別的分組運(yùn)行時(shí)間DGD要求比較大的長度和比較小的保持偏振的度。第一個由于玻璃陶瓷-光波電纜很小的衰減沒有引起特別高的衰減損失，和后一個可以在偏振轉(zhuǎn)換器PT設(shè)計(jì)和試運(yùn)行時(shí)通過多個拉桿點(diǎn)FK、BK或者通過確定回轉(zhuǎn)角范圍與上述數(shù)值的偏差進(jìn)行分析，見上述表格。
當(dāng)光波電纜為橢圓芯子截面時(shí)長度為2.5km的衰減可以很小，整個小于大約0.5dB。此外可以將保持偏振的光波電纜PMF同時(shí)設(shè)計(jì)成鍍鉻的光波電纜分散的補(bǔ)償和仿真。
為了避免扭轉(zhuǎn)段TS、TS1、TS2、TS3、TS4不經(jīng)意的損壞和在需要時(shí)，例如當(dāng)步進(jìn)電機(jī)控制電流中斷之后，可以確定步進(jìn)電機(jī)的回轉(zhuǎn)角，可以將回轉(zhuǎn)阻擋器(擋塊)或者將角度傳感器安裝在步進(jìn)電機(jī)軸上。
附圖4表示了用簡圖表示的具有定子ST和軸AX的步進(jìn)電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)有一個鉆透的孔。在軸直徑和定子上將光波電纜LWL同心地穿過，在這個實(shí)施例中這是保持偏振的光波電纜PMF。光波電纜LWL、PMF是固定地粘在軸AX上的，這樣軸AX同時(shí)也代表了一個轉(zhuǎn)動的扭轉(zhuǎn)拉桿BK、BK0、BK1、BK2、BK3、BK4。特別是當(dāng)使用用盤形(平面的)特殊形狀的步進(jìn)電機(jī)時(shí)使得這種裝置特別緊湊，這樣可以將附圖3的整個偏振轉(zhuǎn)換器PT構(gòu)造成同樣的緊湊。特別是轉(zhuǎn)動的拉桿點(diǎn)BK、BK0、BK1、BK2、BK3、BK4之間的距離很小，人們可以使用具有全尺寸拍頻波長的光波電纜PMF。
當(dāng)目前只討論了直線的雙折射光波電纜PMF和在偏振轉(zhuǎn)換器PT上將扭轉(zhuǎn)作為機(jī)械負(fù)荷MB時(shí)，在另外的實(shí)施例中將扭轉(zhuǎn)的標(biāo)準(zhǔn)-光波電纜LWL使用作為圓形的雙折射光波電纜PMF。如在電子書箋，17(1981)11,388-389頁中敘述的，通過圓形的雙折射扭轉(zhuǎn)得到正常的單模式光波電纜。相對于上述實(shí)施例有利的是，正常的光波電纜是容易提供的。附圖5示范性地表示了兩個單獨(dú)仿真器或者-補(bǔ)償器1、2，這些包括了圓形的雙折射光波電纜和轉(zhuǎn)動的光波電纜回路或者光纖回路FS1、FS2。將光波電纜LWL各自卡緊在偏振轉(zhuǎn)換器PT的固定點(diǎn)H的前邊或者后邊。在兩個相鄰的連接偏振轉(zhuǎn)換器PT的固定點(diǎn)H之間，固定點(diǎn)包括一個偏振轉(zhuǎn)換器PT，它是作為正常的，沒有附加彎曲的近似于不是雙折射的光波電纜LWL。至少在可回轉(zhuǎn)的光纖回路的一定地方它是不扭轉(zhuǎn)的，在光波電纜回路FS1、FS2上自由轉(zhuǎn)動的光波電纜LWL上甚至在這些光波電纜FS1、FS2的每個地方。在沒有偏振轉(zhuǎn)換器PT的兩個相鄰的固定點(diǎn)之間，相反光波電纜是很強(qiáng)扭轉(zhuǎn)的，這樣它在兩個圓形的主偏振之間的作用是作為具有有差別的分組運(yùn)行時(shí)間DGD的圓形的雙折射的和圓形的保持偏振的光波電纜PMF。例如為了制造適合于用一個繞線機(jī)。偏振轉(zhuǎn)換器PT包括光纖回路FS1、FS2。這些在電子書箋，21卷1985,895-896頁和電子書箋，22卷，1986,78-79頁中已知是無限可回轉(zhuǎn)的形狀，但是特別是如果裝置只使用作為仿真器，而不作為補(bǔ)償器PMD時(shí)，也是有限的可回轉(zhuǎn)的，這使得結(jié)構(gòu)簡化了。用兩個四分之一波回路，即光纖回路，在其上當(dāng)彎曲時(shí)產(chǎn)生的直線的和相互成正交的主偏振之間出現(xiàn)相位延遲為pi/2弧度，按照本發(fā)明無限的偏振轉(zhuǎn)換可以達(dá)到這里要求的使用情況。通過在一個偏振轉(zhuǎn)換器PT上多于兩個光纖回路有可能將由制造決定的光波電纜不理想的，例如不希望的扭轉(zhuǎn)，得到補(bǔ)償。將光纖回路FS1、FS2設(shè)計(jì)成可回轉(zhuǎn)的，和此外光波電纜LWL在那里從原理上決定是彎曲的，這樣如同第一個實(shí)施例一樣產(chǎn)生光波電纜LWL的機(jī)械負(fù)荷MB。
將按照本發(fā)明的PMD-補(bǔ)償器EK如同在電子書箋，1994年2月17日，30卷，4冊，348-349頁敘述的可以使用在光學(xué)接收器上作為PMD-補(bǔ)償器。
權(quán)利要求
1．一個光波(L)的偏振模式分散的仿真器或者補(bǔ)償器(EK)，具有一個輸入端(EE)、一個光波電纜(LWL)，其中保持偏振的光波電纜(PMF)的至少一部分具有有差別的分組運(yùn)行時(shí)間(DGD)，并且具有一個偏振轉(zhuǎn)換器(PT)和一個輸出端(AA)，其特征為，在偏振轉(zhuǎn)換器(PT)中，一個光波電纜(LWL,PMF)能夠中斷一個機(jī)械負(fù)荷，將光波電纜無接頭地和無焊接地過渡到具有有差別的分組運(yùn)行時(shí)間(DGD)的保持偏振的光波電纜(PMF)。
2．按照權(quán)利要求1的裝置，在其中這個光波電纜(LWL)有具有線性雙折射的保持偏振的光波電纜(PMF)。
3．按照權(quán)利要求2的裝置，在其中在偏振轉(zhuǎn)換器(PT)上將保持偏振的光波電纜(PMF)固定在相互在一個回轉(zhuǎn)方向(DR)上回轉(zhuǎn)的拉桿點(diǎn)(FK,BK,BK0,BK1,BK2,BK3,BK4)上，則在這些拉桿點(diǎn)(FK,BK,BK0,BK1,BK2,BK3,BK4)之間運(yùn)行的扭轉(zhuǎn)的扭轉(zhuǎn)段(TS,TS1,TS2,TS3 TS4)上作為一個機(jī)械負(fù)荷(MB)中斷。
4．按照權(quán)利要求3的裝置，在其中至少一個拉桿點(diǎn)(FK,BK)上有多個梳子尖齒(ZI)，此時(shí)屬于不同相互回轉(zhuǎn)的拉桿點(diǎn)(FK,BK)的梳子尖齒(ZI)周期性地交替地相互跟蹤，則可以將在這之間扭轉(zhuǎn)的扭轉(zhuǎn)段(TS)在周期變化的回轉(zhuǎn)方向上扭轉(zhuǎn)。
5．按照權(quán)利要求3或4的裝置，在其中在兩個拉桿點(diǎn)(FK,BK0,BK4)之間安排了多個拉桿點(diǎn)(BK1,BK2,BK3)，將這些拉桿點(diǎn)由跟在后面的扭轉(zhuǎn)段(TS1,TS2,TS3,TS4)相互隔開。
6．按照權(quán)利要求3至5之一的裝置，在其中拉桿點(diǎn)(BK,BK0,BK1,BK2,BK3,BK4)在回轉(zhuǎn)方向(DR)上的回轉(zhuǎn)可以由一個步進(jìn)電機(jī)(SM)驅(qū)動。
7．按照權(quán)利要求1的裝置，在其中將光波電纜(LWL)在沒有包括偏振轉(zhuǎn)換器(PT)的相鄰的固定點(diǎn)(H)上扭轉(zhuǎn)，則光波電纜的作用是具有圓形雙折射的保持偏振的光波電纜(PMF)，在包括有一個偏振轉(zhuǎn)換器(PT)，其有至少一個回轉(zhuǎn)的和在回轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生光波電纜(LWL)機(jī)械負(fù)荷(MB)的光纖回路(FS1,FS2)，的相鄰的固定點(diǎn)(H)之間然而至少在這個光纖回路(FS1,FS2)的一定的地方是不扭轉(zhuǎn)的，則這個光纖回路(FS1,FS2)的作用如同可回轉(zhuǎn)的波盤。
8．按照權(quán)利要求7的裝置，在其中至少一個光纖回路(FS1,FS2)的作用是至少近似于作為可回轉(zhuǎn)的四分之一波盤。
9．按照上述權(quán)利要求之一的裝置，在其中安排了各自具有一個輸入端(E)和一個輸出端(A)的多個單個仿真器或-補(bǔ)償器(1,2,N)，此時(shí)單個仿真器或-補(bǔ)償器的一個輸出端(A)可以與跟在后面的輸入端(E)相連接。
全文摘要
一個光波(L)偏振模式分散的仿真器或補(bǔ)償器(EK)具有輸入端(EE)、一個貫穿的光波電纜(LWL),這個光波電纜是具有有差別的分組運(yùn)行時(shí)間(DGD)的保持偏振的光波電纜(PMF),具有偏振轉(zhuǎn)換器(PT)和輸出端(AA)。偏振轉(zhuǎn)換器同樣構(gòu)成為保持偏振的光波電纜(PMF)和允許無限的偏振轉(zhuǎn)換。仿真器或補(bǔ)償器(EK)可以由多個單個仿真器或—補(bǔ)償器(1,2,…N)組成,這些各自具有輸入端(E)和輸出端(A)。
文檔編號H04B10/2569GK1305599SQ99807366
公開日2001年7月25日 申請日期1999年4月7日 優(yōu)先權(quán)日1998年4月14日
發(fā)明者R·諾伊 申請人:西門子公司