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DE60038034T2 - Verfahren und vorrichtung für optisches multiplexen/demultiplexen - Google Patents

Verfahren und vorrichtung für optisches multiplexen/demultiplexen Download PDF

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DE60038034T2
DE60038034T2 DE60038034T DE60038034T DE60038034T2 DE 60038034 T2 DE60038034 T2 DE 60038034T2 DE 60038034 T DE60038034 T DE 60038034T DE 60038034 T DE60038034 T DE 60038034T DE 60038034 T2 DE60038034 T2 DE 60038034T2
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waveguide
wavelength
michelson
components
optical
Prior art date
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Torsten Augustsson
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Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
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Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft optische Übertragungstechniken, speziell integrierte Einzelmodenoptikeinrichtungen für Tele- und Datenkommunikation. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum wellenlängenselektiven Multiplexen/Demultiplexen und ein Verfahren hierzu.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG UND STAND DER TECHNIK
  • Eine Anzahl unterschiedlicher Verfahren zum Erhöhen der Kapazität von optischen Fasern (Lichwellenleiter) in einem Netz sind bekannt. Eines von jenen umfasst das Verwenden von Wellenlängenmultiplexen (WDM), um die Verwendung der Bandbreite im Netz zu verbessern, welches jedoch das Vorsehen von einer Vorrichtung erfordert, die imstande ist, Übertragungskanäle zu multiplexen und zu demultiplexen, die bei unterschiedlichen sogenannten optischen Trägerwellenlängen im Netz übertragen werden.
  • Die Veröffentlichung Eine neue Art von abstimmbarem Demultiplexer unter Verwendung eines mehrbeinigen Mach-Zehnder-Interferometers (A new type of demultiplexer using a multileg Mach-Zehnder interferometer), J. P. Weber et al, Proc. ECIO '97 EthE5, Stockholm, Seiten 272–275, 1997, zeigt eine MMIMZI-Vorrichtung 1 (ein Multimodeninterferenz-Mach-Zehnder-Interferometer), die für zyklisches wellenlängenselektives Umschalten verwendet wird. WO 98/39686 offenbart einen Wellenlängenschalter basierend auf einer MMIMZI-Vorrichtung. Jeder der Mach-Zehnder Wellenleiter umfasst eine Anzahl von Bragg-Gittern und Phasensteuerelementen.
  • C. K. Madsen, Ein Mehrport Frequenzbandwähler mit inhärent niedriger Dämpfung, flachen Durchlassbändern und niedrigem Gegensprechen (A multiport frequency band selector with inherently low loss, flat pass bands, and low cross-talk), Photon. Tech. Lett., Bd. 10(12), Seiten 1766–1768, 1998.
  • WO 98/39686 und T. Agustsson, Bragg-Gitter-unterstützter MMIMI-Koppler für wellenlängenselektives Umschalten (Bragg grating assisted MMIMI coupler for wavelength selective switching), Electron. Lett., Band 34(25), Seiten 2416–2418, 1998, beschreiben eine MMIMIg-Vorrichtung (Bragg-Gitter-unterstützes Multimoden-Interferenz-Michelson-Interferometer), welches ein vollständig individuelles Umschalten bietet.
  • Im Allgemeinen umfassen die Probleme der obigen bekannten Techniken einen langen Ausbreitungspfad für das Licht durch die jeweilige Vorrichtung, was zu großen Dämpfungen und Instabilitäten führt. Ferner wird zum Abstimmen (zur Phasensteuerung) der Vorrichtung ein relativ hoher Energieverbrauch erfordert. Zudem können bekannte Techniken Probleme mit Kanalgegensprechen haben und müssen relativ kompliziert strukturiert sein.
  • RESÜMEE DER ERFINDUNG
  • Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Demultiplexen eines optischen Wellenlängenmultiplexsignals bereitzustellen, die mindestens einen ersten und einen zweiten optischen Wellenlängenkanal umfasst und welche eine verbesserte Performance zeigt.
  • Es ist diesbezüglich ein spezielles Ziel der Erfindung, eine solche Vorrichtung bereitzustellen, die bessere Filterprofile und ein niedrigeres Kanalgegensprechen zeigt.
  • Es ist ein ferneres Ziel der Erfindung, eine Vorrichtung zum Demultiplexen bereitzustellen, die kompakter ist als im Stand der Technik bekannte Multiplexer.
  • Weitere Ziele der Erfindung werden aus der nachstehenden Beschreibung ersichtlich.
  • Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung bereitgestellt, die umfasst:
    • (1) einen MMI-Koppler mindestens von der Größe 2×2 zum Empfangen eines optischen Wellenlängenmultiplexsignals, das mindestens zwei Wellenlängenkanäle an einem Eingang umfasst, zum Aufspalten des Multiplexsignals in Komponenten und zum Abbilden von diesen an einigen seiner Ports,
    • (2) einen Michelson-Wellenleiter zum Empfangen und Transportieren der an den Ports des MMI-Kopplers abgebildeten Komponenten, und
    • (3) eine Reflektionseinrichtung zum Reflektieren der in dem Michelson-Wellenleiter empfangenen und transportieren Komponenten zurück in Richtung der Ports des MMI-Kopplers.
  • Der MMI-Koppler ist ferner eingerichtet zum Empfangen der reflektierten Komponenten, und die jeweiligen Längen der Michelson-Wellenleiter sind angepasst, um es dem MMI-Koppler zu ermöglichen, die Komponenten derart zu kombinieren, dass die ersten und die zweiten optischen Wellenlängenkanäle im Wesentlichen an unterschiedlichen Ausgängen des MMI-Kopplers abgebildet werden.
  • Die Michelson-Wellenleiterlängen sind unterschiedlich und die Differenzen der Längen zwischen ihnen werden in Abhängigkeit von der Wellenlängenkanaldistanz bestimmt. In der Vorrichtung sind die Längen Lk der jeweiligen Michelson-Wellenleiter angepasst in Übereinstimmung mit Lk = L0 + (kw/2N) wobei L0 eine gegebene beliebig gewählte Länge ist, k ein Index des jeweiligen Wellenleiters, N die Zahl der Michelson-Wellenleiter in dem Demultiplexer und w = λ2/(Δλng), in welchem Ausdruck λ die Mittelwellenlänge des kommenden wellenlängen-multiplexten optischen Signals ist, Δλ die Wellenlängendistanz zwischen dem ersten und dem zweiten optischen Wellenlängenkanal, und ng der Gruppenbrechungsindex des Michelson-Wellenleiters ist.
  • Die Vorrichtung kann ferner eine oder einige Phasenabstimmeinrichtungen zur Phasenabstimmung der in dem Michelson-Wellenleiter empfangenen und transportierten Komponenten umfassen. Jene Phasenabstimmelemente können Trimm-Elemente zur permanenten Feinabstimmung der Phase oder Phasensteuerelemente zum aktiven Phasensteuern der Phase umfassen.
  • Ferner ist die Vorrichtung dahingehend reziprok, dass sie in äquivalenter Weise zum Multiplexen in Rückwärtsrichtung arbeitet.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird demnach eine Vorrichtung zum Multiplexen bei mindestens einem ersten und einem zweiten optischen Wellenlängenkanal bereitgestellt, die umfasst:
    • (1) einen MMI-Koppler mindestens von der Größe 2×2 zum Empfangen der ersten und zweiten optischen Wellenlängenkanäle bei einem jeweiligen Eingang, und zum Aufspalten der Kanäle in Komponenten und zum Abbilden jener an einigen seiner Ports,
    • (2) Michelson-Wellenleiter zum Empfangen und Transportieren der an den Ports des MMI-Kopplers abgebildeten Komponenten, und
    • (3) eine Reflektionseinrichtung zum Reflektieren der in den Michelson-Wellenleitern empfangenen und transportierten Komponenten zurück zu den Ports des MMI-Kopplers.
  • Der MMI-Koppler ist ferner eingerichtet, um die reflektierten Komponenten zu empfangenen, und die jeweiligen Längen der Michelson-Wellenleiter sind so abgestimmt, dass der MMI-Koppler die Komponenten in einer solchen Weise kombiniert, dass ein optisches wellenlängen-multiplextes Signal, das die ersten und zweiten optischen Wellenlängenkanäle umfasst, im Wesentlichen an einem einzelnen Ausgang des MMI-Kopplers abgebildet wird.
  • In der Vorrichtung sind die Längen Lk der jeweiligen Michelson-Wellenleiter angepasst in Übereinstimmung mit Lk = L0 + (kw/2N) wobei L0 eine gegebene beliebig gewählte Länge ist, k ein Index des jeweiligen Wellenleiters, N die Zahl der Michelson-Wellenleiter in dem Demultiplexer und w = λ2/(Δλng), in welchem Ausdruck λ die Mittelwellenlänge des kommenden wellenlängen-multiplexten optischen Signals ist, Δλ die Wellenlängendistanz zwischen dem ersten und dem zweiten optischen Wellenlängenkanal, und ng der Gruppenbrechungsindex des Michelson-Wellenleiters ist.
  • Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zum optischen Abzweigmultiplexen bereitgestellt, die eine Vorrichtung der obigen Art zum Demultiplexen umfasst und eine Vorrichtung der obigen Art zum Multiplexen.
  • Vorzugsweise umfasst die Abzweigmultiplexmultiplexvorrichtung einen Eingangswellenleiter zum Eingeben eines optisch multiplexten Signals in den Multiplexer, mindestens einen Durchgangswellenleiter zum Ausgeben eines demultiplexten Kanals von dem Demultiplexer und zum Übermitteln und Eingeben desselben bei dem Multiplexer, mindestens einen Wellenleiter zum Ausgeben eines weiteren demultiplexten Kanals von dem Demultiplexer zum Abzweigen (Dropping-Funktionalität), mindestens einen Wellenleiter zum Eingeben eines weiteren Kanals zu dem Multiplexer (Hinzufüge- bzw. Add-Funktionalität), und einen Ausgangswellenleiter zum Ausgeben eines optisch multiplexten Signals, das den in dem Durchführungswellenleiter übermittelten demultiplexten Kanal umfasst und das zu dem Multiplexer zusätzlich eingegebene Signal.
  • In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung haben die Demultiplexen und Multiplexer der Abzweigmultiplexvorrichtung aktive Phasensteuerelemente, wodurch die Vorrichtung wellenlängenselektive Abstimmbarkeit zeigt.
  • Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, mindestens ein Verfahren zum Demultiplexen eines wellenlängen-multiplexten optischen Signals bereitzustellen.
  • Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Demultiplexen bereitgestellt, das die Schritte umfasst:
    • (1) Eingeben des wellenlängen-multiplexten optischen Signals an einem Eingang eines MMI-Kopplers von mindestens der Größe 2×2, Aufspalten des Signals in Komponenten, die an verschiedene Ports des MMI-Kopplers abgebildet werden,
    • (2) Eingeben und Transportieren der an die Ports des MMI-Kopplers abgebildeten Komponenten in den Michelson-Wellenleitern,
    • (3) Reflektieren der in die Michelson-Wellenleiter eingegebenen und transportierten Komponenten zurück in Richtung der Ports des MMI-Kopplers bei angepassten Distanzen von dem MMI-Koppler, und
    • (4) Eingeben und Kombinieren der reflektierten Komponenten in dem MMI-Koppler, wobei die ersten und zweiten optischen Wellenlängenkanäle im Wesentlichen an unterschiedliche Ausgänge abgebildet werden. Die Längen der Michelson-Wellenleiter werden wie oben ausgewählt.
  • Die Vorteile der vorliegenden Erfindung sind prinzipiell, dass die Vorrichtung kompakt ist und hierdurch einen kurzen Ausbreitungspfad für das Licht zulässt. Demnach werden niedrigere Dämpfungen und Stabilität gegenüber Temperaturgradienten erreicht. Ferner zeigt die Erfindung eine flexible Funktionalität, stellt die Möglichkeit des Erstellens verbesserter Performance bereit und dass sie in einigen Hinsichten systemtolerantere Eigenschaften im Vergleich mit dem Stand der Technik zeigt, der lineare Phasenantworten verwendet.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher beschreiben, die nur zum Erläutern der Erfindung zeigen und demnach diese in keiner Weise einschränken sollen. Es zeigt:
  • 1 schematisch eine Vorrichtung zum Demultiplexen eines optischen Wellenlängenmultiplexsignals gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 2 schematisch ein Beispiel einer Intensitätsverteilung und eines Phasenzusammenhangs für unterschiedliche Signalkomponenten in der Vorrichtung in 1;
  • 3 schematisch ein Bragg-Gitter, das mit sogenannten Chirps versehen ist, zur Benutzung als eine Alternative zu einer in der Vorrichtung in 1 umfassten Reflektionseinrichtung;
  • 4 schematisch eine Vorrichtung zum optischen Abzweigmultiplexen gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 5 schematisch eine NLPR-Vorrichtung (NLPR, Non-Linear Phase response Reflection bzw. nicht-lineare Phasenantwortreflektion) zur Benutzung als eine Alternative zu einer in der Vorrichtung von 1 umfassten Reflektionseinrichtung; und
  • 6 die Filterantwort für die Vorrichtung der 1, die mit fünf NLPR-Vorrichtungen der 5 ausgerüstet ist.
  • BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • In der folgenden Beschreibung werden zum Zwecke der Beschreibung und nicht der Einschränkung spezifische Details dargelegt wie spezielle Anwendungen, Techniken, Verfahren etc., um ein vollständiges Verständnis der vorliegenden Erfindung bereitzustellen. Es sollte jedoch für den Fachmann ersichtlich sein, dass die Erfindung auch durch andere Ausführungsformen, die von jenen spezifischen Details abweichen, in die Praxis umgesetzt werden kann. Andererseits werden detaillierte Beschreibungen wohlbekannter Verfahren, Vorrichtungen oder Schaltkreise weggelassen, um die vorliegende Beschreibung nicht mit unnötigen Details zu überladen.
  • Die vorliegende Erfindung umfasst eine neue und erfinderische Vorrichtung zum Multiplexen/Demultiplexen eines optischen Signals und umfasst einen MMI-Koppler sowohl zum Aufspalten des optischen Signals (in einer Richtung) als auch zum phasenabhängigen Kombinieren (in der zweiten Richtung), d. h., in einer Michelson-Konfiguration. Die Reflektionsstruktur, die ein Bragg-Gitter umfassen kann, ist angepasst, um einen Phasenzusammenhang zwischen den unterschiedlichen aufgespalteten Komponenten für jede gewünschte Wellenlänge zu erreichen, was das Kombinieren der unterschiedlichen Komponenten ermöglicht während des Erhaltens einer gewünschten Multiplex-/Demultiplex-Funktionalität.
  • Die wellenlängen-selektive Vorrichtung kann unter Anderem die folgenden Grundkomponenten umfassen:
    Michelson-Wellenleiter oder Michelson-Arme werden zum Realisieren einer Interferenz-Komponente verwendet, beispielsweise für Filter, Koppler und Modulatoren.
  • Eine MMI-Welleleiterstruktur (MMI, multimode-interference bzw. Multimoden-Interferenz) wird zum Aufspalten von Licht verwendet. Eine Theorie hierzu kann z. B. in L. B. Soldano und E. C. M. Pennings, Optische Multimoden-Interferenzvorrichtungen basierend auf Selbstabbildung: Prinzipien und Anwendung (Optical Multi-Mode Interference Devices Based an Self-Imaging: Principles and Application), J. Lightwave Technol., Bd. 13(4), Seiten 615–627, 1995, und in den darin angegebenen Referenzen gefunden werden.
  • Das MMI-Aufspalten von Licht liefert mehrere Abbildungen der ankommenden Intensitätsverteilung. Das Länge/Breite-Verhältnis der MMI-Struktur steuert die Anzahl der Abbildungen an ihren Ausgängen, welche zueinander einen gewissen bestimmten Phasenzusammenhang haben, der davon abhängt, an welchem Eingang Licht abgeführt wird.
  • ein Bragg-Gitter wird verwendet, um das Licht zu filtern und zu reflektieren. Das Filterprofil kann durch die Stärke, Länge und variable Periode (Gitterwellenlänge) moduliert werden, d. h., durch ein sogenanntes Chirp des Gitters. Die Stärke und die Periode können in der Richtung der Ausbreitung des Lichts variiert werden. Eine solche Variation der Stärke wird Apodisation genannt. In der vorliegenden Erfindung wird der Bragg-Gitter-Typ verwendet, der ein breites Spektralband reflektiert (viele Wellenlängenkanäle). Ein solches Gitter kann unter Verwendung eines sehr starken Gitters oder eines gechirpten Gitters erhalten werden oder aus einer Kombination daraus. Unter Verwendung eines gechirpten Gitters und möglicherweise durch Variieren der Stärke des Gitters kann eine nicht-lineare Phasenantwort für das reflektierte Licht realisiert werden, um ein systemtoleranteres Filterprofil zu erhalten.
  • Eine umfassender Beschreibung von Bragg-Gittern zum Wellenlängen-Demultiplexen kann unter Anderem gefunden werden in G. P. Agrawal und S. Radio, Phasenverschobene Fasergitter und ihre Anwendung für Wellenlängen-Demultiplexen (Phaseshiftet Fiber Gitters and their Application for Wavelength Demultiplexing), IEEE Photon. Tech. Lett., Bd. 6(8), Seiten 995–997, August 1994.
  • Ein Phasenabstimmelement (Phasensteuerelement oder Trimmelement) kann zum Bereitstellen von Koppelmöglichkeiten und zum Korrigieren in Bezug auf Unvollkommenheiten während der Herstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung erforderlich sein. Ein Grundaspekt eines Phasensteuerelementes ist, dass die Länge des optischen Pfads durch ein extern angelegtes Signal (Spannung, Strom etc.) beeinträchtigt wird. Zu diesem Zweck ist die beste Art, die Phase zu beeinträchtigen (zu steuern), ein thermo-optisches Element zu verwenden, d. h., durch die Temperatur in dem Wellenleiter den Brechungsindex (und demnach die Länge des optischen Pfades) zu beeinträchtigen. Einige Wellenleiter können auch in einer ähnlichen Weise durch Anlegen eines elektrischen Felds über den Wellenleiter beeinflusst werden, d. h., der Brechungsindex wird elektro-optisch beeinflusst. Wenn nur eine Anpassung erforderlich ist, kann ein UV-Trimmen vorgenommen worden (permanente Abstimmung) zumindest in Bezug auf das Materialsystem SiO2/Si.
  • Unter Bezugnahme auf 1, die schematisch eine Vorrichtung, die auch MMIMI-Demultiplexer (MMIMI, Multimoden Interferenz Michelson Interferometer) genannt wird, zum Demultiplexen eines wellenlängen-multiplexten optischen Signals zeigt, wird eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die Vorrichtung umfasst eine 5×5-MMI-Struktur 2, die fünf Ports 2, 5, 7, 9, 11 an einer ersten Seite oder Schnittstelle A hat und fünf Ports 13, 15, 17, 19, 21 an einer zweiten, gegenüberliegend angeordneten Seite oder Schnittstelle B. Der Port 3 ist ein Eingangsport zum Eingeben eines übertragenen wellenlängen-multiplexten optischen Signals 25 in einem Wellenleiter 23, der Zugriffswellenleiter genannt wird, Signal vier um die jeweiligen Wellenlängen λ1, λ2, λ3 und λ4 zentrierte Wellenlängenkanäle umfasst.
  • Der MMI-Koppler 2 hat ein Längen/Breiten-Verhältnis derart, dass eine geeignete Anzahl von Abbildungen (in der vorliegenden Ausführungsform fünf) von der Lichtverteilung bei der Schnittstelle B erzielt wird. Eine Näherungsgleichung, die dieses Verhältnis für einen N×N-MMI-Koppler beschreibt, ist: L ≈ (M/N)(4nW2/λ),wobei L die Länge des MMI-Wellenleiters ist, W seine wirksame Breite, λ die Wellenlänge des Lichts (die Mittelwellenlänge für das Wellenlängen-Multiplexen), n der sogenannte Wirkungsindex des MMI-Wellenleiters (der Index für den MMI-Wellenleiter, wenn ein Übergang von einer 3- zu einer 2-dimensionalen Betrachtung vorgenommen wird), N die Anzahl an Abbildungen und M eine ganze Zahl ist (normalerweise wird M = 1 gewählt). Für weitere Details hierzu wird auf den obigen Artikel von Soldano und Pennings verwiesen.
  • In der vorliegenden Ausführungsform ist der MMI-Koppler 2 derart entworfen, dass fünf Abbildungen des kommenden Signals 25 an den jeweiligen Ports 13, 15, 17, 19, 21 erstellt werden. In 2 wird eine normierte Intensitätsverteilung in beliebigen Einheiten (nicht unterbrochene Linie) und eine Phasenverteilung in Radianten (gestrichelte Linie, kurze Striche) jeweils als eine Funktion der MMI-Wellenleiterposition in μm entlang der Schnittstelle B für das aufgespaltete Signal 25 gezeigt.
  • An jedem solchen Port ist ein jeweiliger Michelson-Wellenleiter oder Michelson-Arm 27, 28, 29, 30, 31 zur weiteren Ausbreitung des jeweiligen Signalbildes oder der Signalkomponente angeordnet. Jeder Michelson-Wellenleiter 27, 28, 29, 30, 31 endet in einer jeweiligen Reflektionseinrichtung 33, 35, 37, 39, 41, die zusammen eine Reflektionsstruktur D umfassen. Die Reflektionseinrichtung 33, 35, 37, 39, 41 kann in einer Gesamt-Reflektionsstruktur umfasst werden, aber wird vorzugsweise von reflektierenden Bragg-Gittern umfasst.
  • Demnach werden Signalkomponenten durch die Reflektionseinrichtung reflektiert und breiten sich in dem Michelson-Wellenleiter zurück in Richtung der Ports 13, 17, 19, 21 aus. Die Längen der Michelson-Arme bestimmen den Phasenzusammenhang zwischen den unterschiedlichen Signalkomponenten bei dem jeweiligen Port für jeden gegebenen Wellenlängenkanal. Dieser Phasenzusammenhang bestimmt wiederum, wie die Abbildung, die durch den MMI-Koppler in Rückwärtsrichtung bereitgestellt wird, bei der Schnittstelle A erscheint.
  • In Übereinstimmung mit der Erfindung sind die Längen Michelson-Arme 27, 28, 29, 30, 31 entworfen, d. h. individuell angepasst, damit der Phasenzusammenhang zwischen den an der Schnittstelle B für den jeweiligen Wellenlängenkanal (bei den Wellenlängen λ1, λ2, λ3 und λ4) erhaltenen Signalkomponenten derart ist, dass die Kanäle in dem MMI-Koppler 2 kombiniert werden, und ferner in Richtung unterschiedlicher Ports fokussiert werden. Vorzugsweise ist die Michelson-Struktur derart entworfen, dass der Wellenlängenkanal bei λ4 am Port 5 abgebildet wird, der Kanal bei λ1 an Port 7 abgebildet wird, der Kanal bei λ3 an Port 9 abgebildet wird und der Kanal bei λ2 an Port 11 abgebildet wird. Diese Ports 5, 7, 9, 11 sind ferner eingerichtet zum Ausgeben der Wellenlängenkanäle bei den jeweiligen Ausgangswellenleitern 43, 45, 47, 49. Die Kanaldistanz bestimmt hierbei die erforderlichen Längendifferenzen zwischen dem MI-Armen.
  • 2 zeigt schematisch ein Beispiel einer Phase (in Radianten) als einer Funktion von einer MMI-Wellenleiterposition (in μm) entlang der Schnittstelle B für die Signalkomponenten für die Wellenlängenkanäle bei λ4 (gestrichelte Linie, lange Striche) und bei λ1 (strichpunktierte Linie), welche bei den Ports 5 und 7 fokussiert. Da der MMI-Koppler symmetrisch und reziprok ist, wird der Phasenzusammenhang für die Signalkomponenten für die Wellenlängenkanäle bei λ3 und λ2 bei der Schnittstelle B, die bei den Ports 9 und 11 fokussieren, Spiegelabbildungen der Phasenzusammenhänge für die Signalkomponenten für den Wellenlängenkanal bei λ4 bzw. das einkommende Signal 25 sein.
  • Unter Verwendung heutiger Herstellungstechnologie kann es schwierig sein, akzeptable Toleranzen der Längen der MI-Arme zu erhalten. Daher umfasst der MMIMI-Demultiplexer 1 vorzugsweise Phasensteuerelemente 51, 53, 55, 57 in mindestens vier der Michelson-Arme 28, 29, 30, 31. Auch der fünfte Michelson-Arm 27 kann jedoch ein solches Element (nicht in 1 gezeigt) umfassen. Die Phasensteuerelemente 51, 53, 55, 57 können von einfachen Trimm-Vorrichtungen oder Abstimmelementen für die permanente Feinabstimmung umfasst werden oder sie können von aktiven Phasensteuerelementen, insbesondere elektro-optischen Phasensteuerelementen umfasst werden.
  • Im letzteren Fall ist auch ein jeweiliges selektives (zyklisches) Umschalten von Wellenlängenkanälen bei λ1, λ2, λ3 bzw. λ4 zu den Ports 5, 7, 9, 11 zugelassen.
  • Ferner kann ein in 3 schematisch illustriertes Bragg-Gitter mit Chirps als eine Alternative zu den jeweiligen Reflektionseinrichtungen 33, 35, 37, 39, 41 in der Vorrichtung in 1 verwendet werden. Dieses Bragg-Gitter kann eine Reflektion mit nicht-linearer Phasenantwort liefern.
  • Wenn der Reflektionsabschnitt ein Bragg-Gitter mit Chirps ist, kann die Filterkennlinie ernsthaft verbessert werden. Die Gitterperiode Λ bezieht sich auf die Bragg-Wellenlänge λBg(z) in Übereinstimmung mit (Λ(z) = Λz): λBg(z) = 2ne(z, λ)Λ(z),wobei ne(z, λ) der wirksame Brechungsindex ist abhängig von der Distanz z in der Lichtausbreitungsrichtung und auf der Wellenlänge von Licht λ. Ein Ausdruck für eine gewünschten A-Verteilung kann sein Λ(z) = Λ1 + c1z + c2z2 + c3z3 + ...,wobei c1, c2, und c3 Konstanten sind. Der Ausdruck kann eine Taylor-Reihe oder eine beliebige Funktion sein.
  • Auch kann die Stärke κi des Gitters variiert werden Ki(z) = ΠΔn(z)/λBg(z),wobei Δn die Differenz zwischen dem hohen und niedrigen Indexpegel in der Gitterstruktur ist.
  • Der Entwurf und die Herstellung der Gitterstruktur (K- und λBg-Verteilung) müssen individuell für jeden MI-Arm abhängig von der Kanaltrennung, dem gewünschten Filterprofil und der Wahrscheinlichkeit der Auch-Bitrate (dynamische Antwort) vorgenommen werden.
  • Wenn eine Reflektionsstruktur mit einer nicht-linearen Phasenantwort implementiert wird, gibt es eine Möglichkeit der nennenswerten Verbesserung des Filterprofils. Eine nicht-lineare Phasenantwort in MI-Strukturen zu erlangen, scheint einfacher zu sein als in entsprechenden MZI-Strukturen – siehe den obigen Artikel von C. K. Madsen für den MZI-Fall.
  • Wenn es akzeptabel ist, einen der demultiplexten Kanäle bei demselben Port auszugeben bei dem das wellenlängen-multiplexte optische Signal eingegeben wird, ist es möglich, die Größe der MMI-Struktur zu reduzieren. In der in 1 dargestellten Ausführungsform würde dann vollständig möglich sein, statt eines 5×5-MMI-Kopplers einen 4×4-MMI-Koppler zu verwenden.
  • Ferner ist der MMIMI-Demultiplexer 1 reziprok und hat demnach eine äquivalente Multiplexfunktionalität. In dieser Hinsicht werden wieder unter Bezugnahme auf 1 die vier Wellenlängenkanäle bei λ4, λ1, λ3 und λ2 bei Ports 5, 7, 9, 11 über Wellenleiter 43, 45, 47, 49 eingegeben. Der MMI-Koppler 2 spaltet den jeweiligen Kanal bei den Ports 13, 15, 17, 19, 21 bei der Schnittstelle B. Hier haben die Komponenten des jeweiligen Kanals denselben gegenseitigen Phasenzusammenhang wie die entgegengesetzt gerichteten Komponenten in dem Demultiplex-Fall (Reziprozität). Daraufhin werden die Komponenten in die MI-Wellenleiter 27, 28, 29, 30, 31 zur Ausbreitung in Richtung der jeweiligen Reflektionseinrichtung 33, 35, 37, 39, 41 eingegeben und zur Reflektion bei der Reflektionseinrichtung bei D zurück in Richtung der Ports 13, 15, 17, 19, 21 bei der Schnittstelle B. Bei dieser Schnittstelle haben die Komponenten aller Kanäle einen gegenseitigen Phasenzusammenhang, der derselbe ist wie der der entgegengesetzt gerichteten Komponenten des Signals 25 in dem Demultiplex-Fall (Reziprozität). Demnach werden alle Kanäle an Port 3 fokussiert und ein multiplextes Signal, das Wellenlängenkanäle bei den Wellenlängen λ1, λ2, λ3 bzw. λ4 umfasst, wird jeweils in den Wellenleiter 23 ausgegeben.
  • Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf 7 ein optischer Abzweigungsmultiplexer (OADM) in Übereinstimmung mit der Erfindung weiter beschrieben. Die OADM-Vorrichtung umfasst einen MMIMI-Demultiplexer 1 mit Wellenleitern 23, 43, 45 und 47, und ferner einen MMIMI-Multiplexer 61, der oben unter Bezugnahme auf 1 beschriebenen Art. Der Wellenleiter 23 ist eingerichtet zum Führen eines übertragenen optischen Wellenlängen-Multiplexsignals, das vier Wellenlängenkanäle bei λ1, λ2, λ3 und λ4 umfasst, und zum Eingeben desselben in den MMIMI-Demultiplexer. Der Multiplexer ist eingerichtet zum Demultiplexen des optischen Signals und zum Ausgeben des jeweiligen Wellenlängenkanals (bei λ4, λ1, λ3 und λ2) in den jeweiligen Wellenleiter 43, 45, 47, 49, von denen die drei ersterwähnten, sogenannte Übergangswellenleiter, direkt mit dem MMIMI-Multiplexer 61 verbunden sind. Der letzterwähnte Wellenleiter stellt eine sogenannte Abwurf-Funktionalität (drop) bereit, d. h., der sich darin ausbreitende Wellenlängenkanal λ2 kann abgeworfen und ausgeschaltet werden. Ferner ist ein Wellenleiter 63 angeordnet zum Eingeben eines Wellenlängenkanals bei derselben Wellenlänge wie der abgeschaltete Kanal in den MMIMI-Multiplexer 61. Diese Wellenlängenverbindung sieht demnach ein sogenanntes Hinzufüge-Multiplexing vor. Die demultiplexten Kanäle bei den Wellenlängen λ1, λ2, λ3 und λ4 werden demnach in den Multiplexer 61 eingegeben, multiplexiert und in einen Wellenleiter 65 als Wellenlängen-Multiplexsignal ausgegeben.
  • Durch Versehen des Demultiplexers 1 und des Multiplexers 61 mit aktiven Phasensteuerelementen in den jeweiligen MI-Strukturen wird eine wellenlängen-selektiv abstimmbare OADM-Vorrichtung erhalten, wobei durch Steuern der Phasensteuerelemente irgendein Kanal λi zu dem Wellenleiter 49 gerichtet werden und/oder in denselben Kanal in den Zugriffswellenleiter 63 eingegeben werden kann.
  • Ferner kann eine in 5 schematisch gezeigte NLPR-Vorrichtung (NLPR, Nicht-lineare Phasenantwortreflektion) als eine Alternative zu den jeweiligen Reflektionseinrichtungen 33, 35, 37, 39, 41 in der Vorrichtung der 1 verwendet werden.
  • Diese NLPR-Vorrichtung, die in 5 mit NLPR(k) gekennzeichnet ist, welche wie die Vorrichtung der 3 eine Reflektion mit nicht-linearer Phasenantwort erzielt, basiert auf einem Fabry-Perot-Resonator und umfasst ein partiell reflektierendes Bragg-Gitter Bg(k) und eine total reflektierende Struktur TRS.
  • Ferner kann ein Phasenabstimmelement ϕ2k in dem Resonator umfasst sein und ein ferneres Phasenabstimmelement ϕ1k kann am Ende der NLPR-Vorrichtung, die an den jeweiligen Michelson-Wellenleiter 28, 29, 30, 31 gekoppelt ist, angeordnet sein.
  • Die Phasenabstimmelemente sind vorzugsweise Trimm-Elemente zum permanenten Abstimmen der Phase der jeweiligen Komponente(n), welche sich durch sie ausbreitet, aber sie kann alternativ auch von Phasensteuerelementen, speziell thermo-optischen Steuerelementen umfasst sein.
  • Um einen (De)Multiplexer gemäß 1 zu realisieren, sind die Reflektionseinrichtungen 33, 35, 37, 39 und 41 entsprechend erweitert zu mit NLPR(2), NLPR(1), NLPR(–2), NLPR(0) und NLPR(–1) gekennzeichneten NLPR-Vorrichtungen. In einer solchen Version sind die unterschiedlichen Michelson-Arme in dem Demultiplexer der 1 vorzugsweise derart angeordnet, dass der Arm 30 der kürzeste ist, der Arm 27 der zweitkürzeste, Arm 31 der drittkürzeste, Arm 29 der zweitlängste und Arm 28 der längste, und die Ausgangsgröße (Demultiplexieren) kann derart angeordnet sein, dass der Kanal λ4 am Port 7 ausgegeben wird (abgebildet wird), der Kanal λ2 am Port 11 ausgegeben wird, der Kanal λ3 am Port 9 ausgegeben wird und der Kanal λ4 am Port 5 ausgegeben wird.
  • Die Längen Lk der verschiedenen Michelson-Wellenleiter (k ist derselbe Index wie für die oben erwähnten NLPR-Vorrichtungen) wird erhalten durch Lk = L0 + kw/2Nwobei L0 eine gegebene, beliebig gewählte Länge des Michelson-Wellenleiters k = 0 ist, N die Zahl der Michelson-Wellenleiter in dem Demultiplexer und w = λ2/Δλ·ng), in welchem Ausdruck λ die Zentralwellenlänge für das kommende Wellenlängenmultiplex ist, Δλ der Wellenlängenabstand zwischen zwei benachbarten Kanälen und ng der Gruppenbrechungsindex des Wellenleiters.
  • Die Stärke oder die Reflektivität der Bragg-Gitter in den unterschiedlichen NLPR-Vorrichtungen unterscheiden sich (vgl. die Indizes k für die Vorrichtung und die Bragg-Gitter in 5). Die Reflektivität wird gegeben durch: rk = k/(2N – k) für k > 0 und rk = k/(k – 2N) für k < 0.
  • Für k = 0 wird eine Reflektivität von Null erhalten. Demnach ist das nicht-lineare NLPR(0) in ein lineares TRS degeneriert, d. h., kein Bragg-Gitter ist erforderlich.
  • Die Reflektivität bezieht sich auf die Gitterstärke κ (Kappa) auf solche Weise, dass der folgende Ausdruck näherungsweise gültig ist bei der Bragg-Wellenlänge: |r| = κLBg für k LBg << 1wobei LBg die Länge des Bragg-Gitters ist.
  • Ferner werden die Phasenabstimmelemente ϕ1k und ϕ2k unterschiedlich in den verschiedenen NLPR-Vorrichtungen abgestimmt oder festgelegt. Demnach bedeuten positive Indizes, dass die entsprechende Vorrichtung (Fabry-Perot-Resonator) in Anti-Resonanz betrieben wird wohingegen negative Indizes bedeuten, dass die Vorrichtung in Resonanz betrieben wird.
  • Der exakte Entwurf der Phasenabstimmelemente und der Bragg-Gitter kann durch den Fachmann aus einer gegebenen gewünschten Funktionalität berechnet und entworfen werden. Z. B. können alle Fabry-Perot-Resonatoren in Resonanz betrieben werden durch ledigliches Verwenden von negativen k (Ausnahmemöglichkeit auch k = 0) oder durch Betreiben lassen aller Resonatoren in Anti-Resonanz.
  • Es sollte eingesehen werden, dass die Phasensteuerelemente ϕ2k weggelassen werden können, in welchem Fall die jeweilige Resonatorlänge (Lc(k) unterschiedlich sein kann.
  • Ferner können eine der Phasenabstimmungen ϕ1k und die Phasenabstimmelemente 51, 53, 55, 57 in dem jeweiligen Michelson-Arm weggelassen werden und das verbleibende Phasenabstimmelement wird daraufhin abgestimmt.
  • Wenn Jemand wünscht, zyklisches Umschalten der unterschiedlichen demultiplexten Signale zu erhalten, werden die Phasensteuerelemente 51, 53, 55, 57 vorzugsweise als aktiv steuerbare Elemente entworfen wohingegen die NLPR-Vorrichtung mit fest abstimmbaren Trimmelementen entworfen wird, welche vorzugsweise in den Wellenleiter geschrieben werden.
  • In 6 ist eine simulierte Filterantwort für den obigen (De)Multiplexer, der mit NLPR-Vorrichtungen in den Michelson-Armen versehen ist, gezeigt (λ1: gestrichelte Linie, lange Striche, λ2: punktierte Linie, λ3: strichpunktierte Linie und (4: Volllinie). Wie aus dem Diagramm ersichtlich ist, werden relativ flache und breite Durchlassbänder mit sehr niedrigem Gegensprechpegel über einen nutzbaren Frequenzbereich erzielt.
  • Ferner sind die NLPR-Vorrichtungen spürbar kompakter und weniger komplex zu entwerfen als die gechirpten Bragg-Gitter, von denen eines in 3 gezeigt ist.
  • Sicherlich kann die OADM-Vorrichtung gemäß 4 die obigen NLPR-Vorrichtungen als Reflektionsvorrichtung in MMIMI-MUX 61 und MMIMI-DEMUX 1 jeweils verwenden.
  • Die Erfindung, wie sie hier beschrieben wird, liefert eine kompakte Lösung, insbesondere für Multiplexen/Demultiplexen mit sehr nahem Wellenlängenabstand, welche die Vorteile in Bezug auf die Performance liefert (prinzipiell in Bezug auf das Filterprofil und Gegensprechen). Die kompakte Struktur liefert die Möglichkeiten zum Reduzieren der Dämpfungen und auch des Energieverbrauchs verglichen mit konventionellen MMIMZI-Strukturen. Ferner wird eine stabilere Performance erzielt, wenn das Licht kurze Ausbreitungspfade durch die Vorrichtung hat.
  • Wenn Reflektionsstrukturen mit nicht-linearer Phasenantwort verwendet werden, kann ein sehr systemtolerantes Filterprofil erhalten werden.
  • Sicherlich können der MMIMI-Demultiplexer 1 und der MMIMI-Multiplexer 61 jeweils skaliert sein, um für eine beliebige Anzahl von Wellenlängenkanälen verwendet zu werden. Es sollte jedoch bemerkt werden, dass der Demultiplexer, der oben beschrieben wird, einen MMI-Koppler der Größe N×N für das Handhaben von i Kanälen benötigt, wobei N ≥ i + 1 gilt.
  • Es sollte jedoch eingesehen werden, dass es bei N = i ausreicht, wenn derselben Port zum Eingeben des Multiplexsignals und zum Ausgeben eines der Demultiplexkanäle verwendet werden dürfte.
  • Ferner braucht der Demultiplexer das Signal nicht vollständig zu demultiplexen sondern kann beispielsweise zum Demultiplexen eines acht Kanäle umfassenden optischen Signals in zwei getrennte Signale verwendet werden, wobei jedes Signal vier Kanäle umfasst.
  • Die Erfindung ist sicherlich nicht auf die oben beschriebenen und in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsformen beschränkt, sondern kann innerhalb des Schutzbereichs der beiliegenden Ansprüche modifiziert werden. Insbesondere ist die Erfindung offenbar nicht in Bezug auf Materialauswahl, Dimensionen und die Herstellung der Vorrichtung beschränkt.

Claims (22)

  1. Vorrichtung zum Demultiplexen eines mindestens einen ersten und einen zweiten um jeweilige vorbestimmte Wellenlängen (λ1, λ2) zentrierten optischen Wellenlängenkanal umfassenden Wellenlängen-multiplexten optischen Signals (25), umfassend: – einen MMI- bzw. Multimoden-Interferenz-Koppler (2) mindestens von der Größe 2×2, der vorgesehen ist zum Eingeben des Wellenlängen-multiplexten optischen Signals bei einem Eingang (3) und zum Aufspalten des multiplexten Signals in Komponenten und zum abbilden jener an einigen Ports (13–21), – zum Empfangen und Transportieren der an den Ports des MMI-Kopplers abgebildeten Komponenten vorgesehene Michelson-Wellenleiter (27–31), und – eine Reflektionseinrichtung (33–41), die zum Reflektieren der in den Michelson-Wellenleitern empfangenen und transportierten Komponenten zurück zu den Ports des MMI-Kopplers vorgesehen ist, wobei – der MMI-Koppler eingerichtet ist zum Eingeben der reflektierten Komponenten, dadurch gekennzeichnet, dass die Längen Lk der jeweiligen Michelson-Wellenleiter angepasst sind in Übereinstimmung mit Lk = L0 + (kw/2N)wobei L0 eine gegebene beliebig gewählte Länge ist, k ein Index des jeweiligen Wellenleiters, N die Zahl der Michelson-Wellenleiter in dem Demultiplexer und w = λ2/(Δλng), in welchem Ausdruck λ die Mittelwellenlänge des kommenden Wellenlängen-multiplexten optischen Signals ist, Δλ die Wellenlängendistanz zwischen dem ersten und dem zweiten optischen Wellenlängenkanal, und ng der Gruppenbrechungsindex des Michelson-Wellenleiters ist, – so, dass der MMI-Koppler die Komponenten auf solche Weise kombiniert, dass die ersten und zweiten optischen Wellenlängenkanäle im Wesentlichen an unterschiedlichen Ausgängen (5–11) des MMI-Kopplers abgebildet werden.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei sie eine Phasenanpassungseinrichtung (51–57) umfasst, die angepasst ist zum Kompensieren von Unzulänglichkeiten während der Fabrikation der Michelson-Wellenleiter (27–31) durch Phasenanpassung von mindestens einer der in den Michelson-Wellenleitern (27–31) empfangenen und transportierten Komponenten.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Phasenanpassungseinrichtung (51–57) von einem Abgleichelement umfasst wird, das angepasst ist zum Kompensieren von Unzulänglichkeiten während der Fabrikation der Michelson-Wellenleiter (27–31) durch permanente Feinabstimmung der Phase der mindestens einen der in dem Michelson-Wellenleiter empfangenen und transportierten Komponenten.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Phasenanpasseinrichtung (51–57) von einem Phasensteuerelement umfasst wird, insbesondere einem thermo-optischen Phasensteuerelement, das angepasst ist zum Kompensieren von Unzulänglichkeiten während der Fabrikation der Michelson-Wellenleiter (27–31) durch Phasensteuerung der Phase mindestens einer der in dem Michelson-Wellenleitern empfangenen und transportierten Komponenten.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei sie Phasensteuerelemente (51–57) umfasst, insbesondere elektro-optische Phasensteuerelemente zur aktiven Phasensteuerung der Phasen der in den Michelson-Wellenleitern empfangenen und transportierten Komponenten, um ein selektives Schalten der Wellenleiterkanäle an die Ausgänge zu ermöglichen.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Reflektionseinrichtung (33–41) von Bragg-Gittern umfasst wird.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Bragg-Gitter mit sogenannten Chirps versehen sind.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Bragg-Gitter Gitterperioden Λ = Λ(z) haben, die gegeben sind durch Λ(z) = Λ1 + c1z + c2z2 + c3z3 + ...,wobei c1, c2 und c3 Konstanten sind und z der Abstand in der Richtung der Ausbreitung des Lichts ist.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei mindestens eine der Reflektionseinrichtungen (33–41) eine Fabry-Perot-Kavität (NLPR(k)) umfasst.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei jede Fabry-Perot-Kavität ein partiell reflektierendes Bragg-Gitter (Bg(k)) umfasst und eine durch einen Wellenleiter verbundene total reflektierende Struktur (TRS).
  11. Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei jede Fabry-Perot-Kavität mit einer ersten jeweiligen Phasenabstimmeinrichtung (ϕ2k) versehen ist, die zwischen dem jeweiligen Bragg-Gitter und der jeweiligen total reflektierenden Struktur angeordnet ist.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei jede Fabry-Perot-Kavität mit einer jeweiligen Phasenabstimmeinrichtung (ϕ1k) versehen ist, die zwischen dem jeweiligen Michelson-Wellenleiter und dem jeweiligen Bragg-Gitter der Fabry-Perot-Kavität angeordnet ist.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, wobei jede der Phasenabstimmeinrichtungen jeder Fabry-Perot-Kavität ein Abgleichelement umfasst zum permanenten Feinabstimmen der Phase der in die Michelson-Wellenleiter eingegebenen und darin transportierten Komponenten.
  14. Vorrichtung zum Multiplexen von mindestens einem ersten und einem zweiten um jeweilige vorbestimmte Wellenlängen (λ1, λ2) zentrierten Wellenlängenkanals, umfassend – einen MMI- bzw. Multimoden-Interferenz-Koppler (2) mindestens von der Größe 2×2, der zum Eingeben der ersten und zweiten optischen Wellenlängenkanäle bei einem jeweiligen Eingang (5–11) vorgesehen ist und zum Aufspalten der Kanäle in Komponenten und zum Abbilden dieser bei einigen Ports (13–21), – Michelson-Wellenleiter (27–31), die vorgesehen sind zum Empfangen und Transportieren der an den Ports des MMI-Kopplers abgebildeten Komponenten, und – eine Reflektionseinrichtung (33–41), die vorgesehen ist zum Reflektieren der in den Michelson-Wellenleitern empfangenen und transportierten Komponenten zurück zu den Ports des MMI-Kopplers, wobei – der MMI-Koppler eingerichtet ist zum Eingeben der reflektierten Komponenten, dadurch gekennzeichnet, dass die Längen Lk der jeweiligen Michelson-Wellenleiter angepasst sind in Übereinstimmung mit Lk = L0 + (kw/2N)wobei L0 eine gegebene beliebig gewählte Länge ist, k ein Index des jeweiligen Wellenleiters, N die Zahl der Michelson-Wellenleiter in dem Demultiplexer und w = λ2/(Δλng), in welchem Ausdruck λ die Mittelwellenlänge des kommenden Wellenlängen-multiplexten optischen Signals ist, Δλ die Wellenlängendistanz zwischen dem ersten und dem zweiten optischen Wellenlängenkanal, und ng der Gruppenbrechungsindex des Michelson-Wellenleiters ist, derart, dass der MMI-Koppler die Komponenten auf solche Weise kombiniert, dass ein den ersten und zweiten optischen Wellenlängenkanal umfassendes Wellenlängenmultiplextes optisches Signal im Wesentlichen an einem einzelnen Ausgang (3) abgebildet wird.
  15. Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei mindestens einer der Michelson-Wellenleiter mit einer Phasenabstimmeinrichtung versehen ist, vorzugsweise einem Abgleichelement oder einem Phasensteuerelement, insbesondere einem thermo-optischen Phasensteuerelement, wobei die Phasenabgleicheinrichtung angepasst ist zum Kompensieren von Unzulänglichkeiten während der Fabrikation des Michelson-Wellenleiters (27–31).
  16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, wobei die Reflektionseinrichtung (33–41) eine Fabry-Perot-Kavität (NLPR(k)) umfasst, insbesondere eine ein partiell reflektierendes Bragg-Gitter (Bg(k)) und eine durch einen Wellenleiter verbundene total reflektierende Struktur (TRS) umfassende Fabry-Perot-Kavität.
  17. Vorrichtung nach Anspruch 16, wobei die Fabry-Perot-Kavität mit einer Phasenabstimmeinrichtung versehen ist, vorzugsweise einem Abgleichelement oder einem Phasensteuerelement, insbesondere einem thermo-optischen Phasensteuerelement.
  18. Vorrichtung zum optischen Add-/Drop-Multiplexen, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (1) zum Demultiplexen in Übereinstimmung mit einem der Ansprüche 1 bis 13, und eine Vorrichtung (61) zum Multiplexen in Übereinstimmung mit einem der Ansprüche 14 bis 17.
  19. Vorrichtung nach Anspruch 18, wobei sie einen Eingangswellenleiter (23) umfasst zum Eingeben eines optischen Multiplexsignals in den Demultiplexer (1), zumindest einen Übergangswellenleiter (43, 45, 47) zum ausgeben eines demultiplexten Kanals von dem Demultiplexer (1) und zum Übermitteln und Eingeben desselben bei dem Multiplexer (61), mindestens einen Wellenleiter (49) zum Ausgeben eines weiteren demultiplexten Kanals von dem Demultiplexer (1) zum Entnehmen (Drop-Funktionalität), mindestens einen Wellenleiter (63) zum Eingeben eines weiteren Kanals zu dem Multiplexer (61) (Add-Funktionalität) und einen Ausgangswellenleiter (65) zum Ausgeben eines optischen multiplexten Signals, das den in dem Übergangswellenleiter übertragenen demultiplexten Kanal und das weitere in den Multiplexer eingegebene Signal umfasst.
  20. Vorrichtung nach Anspruch 18 oder 19, wobei der Demultiplexer (1) und der Multiplexer (61) mit aktiven Phasensteuerelementen versehen sind, wodurch die Vorrichtung eine wellenlängenselektive Abstimmbarkeit zeigt.
  21. Verfahren zum Demultiplexen eines Wellenlängenmultiplexten optischen Signals (25), das mindestens einen ersten und einen zweiten um jeweilige vorbestimmte Wellenlängen (λ1, λ2) zentrierten optischen Wellenlängenkanal umfasst, die Schritte umfassend: – Eingeben des Wellenlängen-multiplexten optischen Signals bei einem Eingang (3) eines MMI- bzw. Multimoden- Interferenz-Kopplers (2), mindestens von der Größe 2×2, und Aufspalten des Signals in Komponenten, und Abbilden dieser bei einigen Ports (13, 21), – Empfangen und Transportieren der bei den Ports des MMI-Kopplers abgebildeten Komponenten in Michelson-Wellenleitern (27–31), – Reflektieren der in den Michelson-Wellenleitern empfangenen und transportieren Komponenten zurück zu den Ports des MMI-Kopplers bei den Enden der jeweiligen Michelson-Wellenleiter, und – Eingeben und Kombinieren der reflektierten Komponenten in dem MMI-Koppler, wobei die ersten und zweiten optischen Wellenleiterkanäle im Wesentlichen an unterschiedlichen Ausgängen (5–11) abgebildet werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Längen Lk der jeweiligen Michelson-Wellenleiter angepasst sind in Übereinstimmung mit Lk = L0 + (kw/2N)wobei L0 eine gegebene beliebig gewählte Länge ist, k ein Index des jeweiligen Wellenleiters, N die Zahl der Michelson-Wellenleiter in dem Demultiplexer und w = λ2/(Δλng), in welchem Ausdruck λ die Mittelwellenlänge des kommenden Wellenlängen-multiplexten optischen Signals ist, Δλ die Wellenlängendistanz zwischen dem ersten und dem zweiten optischen Wellenlängenkanal, und ng der Gruppenbrechungsindex des Michelson-Wellenleiters ist.
  22. Verfahren nach Anspruch 21, wobei mindestens eine der in die Michelson-Wellenleiter eingegebenen und darin transportieren Komponenten zu den Ports des MMI-Kopplers mit Hilfe einer Fabry-Perot-Kavität (NLPR(k)) rückreflektiert wird, wobei die Fabry-Perot-Kavität vorzugsweise ein partiell reflektierendes Bragg-Gitter (Bg(k)) und eine durch einen Wellenleiter verbundene total reflektierende Struktur (TRS) umfasst.
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