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Dokumentenidentifikation DE60216907T2 14.06.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0001380822
Titel Vorrichtung und Verfahren zur Wellenlängenbestimmung
Anmelder Avago Technologies Fiber IP (Singapore) Pte. Ltd., Singapore, SG
Erfinder Meadowcroft, Simon, Stowmarket, Suffolk IP14 1TY, GB
Vertreter Schoppe, Zimmermann, Stöckeler & Zinkler, 82049 Pullach
DE-Aktenzeichen 60216907
Vertragsstaaten DE, GB
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 11.07.2002
EP-Aktenzeichen 022548937
EP-Offenlegungsdatum 14.01.2004
EP date of grant 20.12.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 14.06.2007
IPC-Hauptklasse G01J 9/02(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP
IPC-Nebenklasse G02B 27/10(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Bestimmen einer Wellenlänge einer elektromagnetischen Strahlung des Typs, der aus einem Laserbauelement emittiert wird, insbesondere, wenn auch nicht ausschließlich, auf eine derartige Vorrichtung und ein derartiges Verfahren zur Verwendung in einem Wellenlängenverriegeler, z. B. des Typs, der ein Fehlersignal zum Steuern einer Wellenlänge des Lichts, das durch das Laserbauelement emittiert wird, erzeugt.

In einem Faseroptiknetz ist die Wellenlänge von Licht, die zur Kommunikation eines Signals verwendet wird, ein wichtiger Parameter. Insbesondere werden, wo Wellenlängen-Multiplex-Systeme (WDM-Systeme; WDM = Wavelength Division Multiplexing) eingesetzt werden, unterschiedliche Signale unter Verwendung jeweiliger unterschiedlicher Wellenlängen kommuniziert. Folglich ist es wichtig, die unterschiedlichen Wellenlängen genau im Verhältnis zu Komponenten des WDM-Systems, wie z. B. Multiplexern und Demultiplexern, die Wellenlängen zu dem WDM-System hinzufügen oder aus demselben entfernen, beizubehalten.

Typischerweise wird ein Halbleiterlaserbauelement in einer Sendereinheit des Faseroptiknetzes eingesetzt. Die Wellenlänge von Licht, das durch das Laserbauelement übertragen wird, kann durch ein Verändern eines Parameters, z. B. Temperatur, des Laserbauelements unter Verwendung einer geschlossenen Rückkopplungsschaltung genau gesteuert werden. Bei diesem Beispiel muss, um zu bestimmen, ob das Laserbauelement erwärmt oder abgekühlt werden soll, und zu welchem Ausmaß, zur Verriegelung der Wellenlänge des Laserbauelements auf eine vorbestimmte Wellenlänge ein Fehlersignal in der Rückkopplungsschaltung erzeugt werden.

Bekannte Vorrichtungen zum Erfassen von Veränderungen an der Wellenlänge des Laserbauelements sind in der US 4,309,671, US 6,144,025, US 5,825,792 offenbart. Die US 4,309,671 offenbart eine Laserdiode, einen Nah-Strahlteilungsspiegel und eine Nah-Photodiode zum Empfangen von Licht von dem Nah-Strahlteilungsspiegel, einen Fern-Strahlteilungsspiegel und eine Fern-Photodiode zum Empfangen von Licht von dem Fern-Strahlteilungsspiegel und ein Filter ist zwischen dem Fern-Strahlteilungsspiegel und der Fern-Photodiode angeordnet. Eine elektronische Steuerschaltung ist ebenso zum Stabilisieren der Laserdiode offenbart. Bei Gebrauch wird ein divergierender Strahl durch die Laserdiode emittiert. Der Nah-Strahlteilungsspiegel leitet einen Anteil des Lichts, das auf den Nah-Strahlteilungsspiegel einfällt, auf die Nah-Photodiode. Ähnlich fällt Licht, das durch den Nah-Strahlteilungsspiegel läuft, auf den Fern-Strahlteilungsspiegel ein, wobei der Fern-Strahlteilungsspiegel einen Anteil des Lichts, das auf den Fern-Strahlteilungsspiegel einfällt, auf die Fern-Photodiode leitet. Das Filter weist eine positive Charakteristik von Durchlassgradient gegenüber Wellenlänge auf, so dass das Licht, das durch dasselbe läuft, abhängig von seiner Wellenlänge selektiv gedämpft wird. Die beiden Photodioden sind mit einem Verstärker gekoppelt, wodurch ihr Verhältnis als ein Maß der Wellenlänge des Lichts, das durch den Laser emittiert wird, eingesetzt werden kann, und Variationen an diesem Verhältnis (zeigen eine Variation einer Wellenlänge emittierten Lichts an) werden in der Rückkopplungsschleife zur Steuerung der Laserdiode verwendet. Üblicherweise wird, da derartige Variationen an der Wellenlänge von Licht, das durch die Laserdiode emittiert wird, durch Temperaturvariationen bedingt sind, die Rückkopplungsschleife verwendet, um die Temperatur der Laserdiode einzustellen.

Die US 5,825,792 offenbart eine Vorrichtung, die eine Linse, ein Fabry-Perot-Etalon und zwei Photodioden aufweist, wobei die Vorrichtung gemeinsam mit einem Halbleiterlaser in einem Industriestandardgehäuse gehäust ist, das als ein „Butterfly"-Gehäuse bekannt ist. Das Etalon teilt Licht, das durch den Halbleiterlaser emittiert wird, auf und leitet das Licht über mehrere Wege mit unterschiedlichen Längen vor einer Rekombination weiter. Jeweilige Phasen werden über die mehreren Wege angesammelt, wobei die angesammelten Phasen wellenlängenabhängig sind. Folglich hängt das Ergebnis der Rekombination auch von einer Wellenlänge ab. Wieder sind die beiden Photodioden mit einem Verstärker gekoppelt, wodurch ihr Verhältnis als ein Maß der Wellenlänge des Lichts, das durch den Laser emittiert wird, genutzt werden kann, und Variationen an diesem Verhältnis (zeigen eine Variation einer Wellenlänge emittierten Lichts an) werden in einer Rückkopplungsschleife verwendet, um die Laserdiode zu steuern. Durch die Verwendung eines Etalons, in dem eine Lichtübertragung durch eine Interferenz zwischen Lichtwegen bewirkt wird, ist die Übertragungscharakteristik zyklisch. Obwohl deshalb das gleiche Verhältnis zwischen den Ausgangssignalen der Photodioden bei unterschiedlichen Wellenlängen auftritt, deren Übertragungspegel gleich sind, wird, sobald die korrekte Wellenlänge gefunden wurde, diese Vorrichtung den Laser in der oben beschriebenen Weise bei dieser Wellenlänge beibehalten.

Die Abmessungen des Etalons hängen von einer erforderlichen Auflösungsleistung R des Etalons ab; die Auflösungsleistung ist ein Maß einer minimalen Veränderung einer Wellenlänge, die erfasst werden kann. Die Auflösungsleistung R des Etalons ist durch die folgende Gleichung gegeben: wobei:

F
der Feinheitskoeffizient ist,
n
der Brechungsindex des Etalons ist,
d
die Dicke des Etalons ist, und
&lgr;0
die Betriebswellenlänge ist.

Als ein praktisches Beispiel muss, um eine 100-GHz- oder 50-GHz-Kanalbeabstandung zu überwachen, zumindest eine Abmessung des Etalons etwa 1 mm bzw. etwa 2 mm betragen.

Die US 6,144,025 offenbart eine Laserdiode, die mit einer ersten optischen Faser gekoppelt ist. Bei Gebrauch breitet sich Licht, das durch die Laserdiode emittiert wird, durch die erste optische Faser, eine Linse, ein Schnittfilter aus, wonach das Licht auf einen Strahlteiler einfällt. Eine erste Photodiode befindet sich auf einer ersten Seite des Strahlteilers und eine zweite Photodiode befindet sich auf einer zweiten Seite des Strahlteilers. Ein optisches Bandpassfilter ist in Reihe zwischen dem Strahlteiler und der ersten Photodiode angeordnet. Ein Anteil des Lichts, das auf den Strahlteiler einfällt, wird in Richtung der ersten Photodiode geleitet. Ein erster Anteil des Lichts, das in Richtung der ersten Photodiode geleitet wird, darf durch die erste Photodiode durchlaufen und ein zweiter Anteil des Lichts, das in Richtung der ersten Photodiode geleitet wird, wird durch das optische Bandpassfilter über den Strahlteiler zu der zweiten Photodiode reflektiert. Ein bestimmter Anteil des Lichts, das über das Schnittfilter auf den Strahlteiler einfällt, darf direkt durch den Strahlteiler zu einer Linse durchlaufen, die das durchgelassene Licht in eine zweite optische Faser fokussiert.

In der Vorrichtung der US 6,144,025 sind die beiden Photodioden mit einem Ausgangsverhältnisberechner gekoppelt, dessen Ausgang mit einer Wellenlängensteuerung in einem Rückkopplungsweg gekoppelt ist, um die Laserdiode zu steuern, in einer ähnlichen Weise wie derjenigen, die oben beschrieben wurde. Als eine Alternative zu dem optischen Bandpassfilter kann ein Interferenzfilter verwendet werden, um die Wellenlänge von Licht, das durch das Filter zu der ersten Photodiode durchgelassen wird, zu verändern.

Die EP 1099943 A1 offenbart die Verwendung von drei Photodetektoren, einem Filter und einem Interferometer zur Bestimmung der Wellenlänge eines eingehenden optischen Strahls.

Da optische Kommunikationssysteme komplizierter werden und es wünschenswert wird, separatere Wellenlängenkanäle zu nutzen, werden Laser, die keine einzelne Wellenlänge besitzen, immer vorherrschender, da es leichter ist, dieselben abzustimmen, um bei einer anderen Wellenlänge zu arbeiten, als dieselben durch einen anderen Laser, der bei der unterschiedlichen Wellenlänge arbeitet, zu ersetzen. Diese abstimmbaren Laser weisen oft einen abstimmbaren Bereich von etwa 30 bis 40 nm auf. Ferner wird es, obwohl die ITU gegenwärtig eine Beabstandung von zumindest 0,8 nm zwischen benachbarten Signalisierungskanälen einfordert, da Bedarf nach Kanälen wächst, notwendig sein, die Beabstandung weiter zu reduzieren, so dass die Auflösung des Wellenlängendetektors und des Laserverriegelers höher sein müssen, als dies bisher der Fall ist.

Entsprechend stellt die vorliegende Erfindung in einem ersten Aspekt eine Vorrichtung zum Erfassen einer Wellenlänge einer elektromagnetischen Strahlung bereit, wobei die Vorrichtung einen ersten Elektromagnetische-Strahlung-Detektor zum Empfangen eines ersten Anteils einer elektromagnetischen Strahlung, der von einem Hauptweg elektromagnetischer Strahlung umgeleitet wurde; einen zweiten Elektromagnetische-Strahlung-Detektor zum Empfangen eines zweiten Anteils einer elektromagnetischen Strahlung, der von dem Hauptweg der elektromagnetischen Strahlung umgeleitet wurde, einen dritten Elektromagnetische-Strahlung-Detektor zum Empfangen eines dritten Anteils elektromagnetischer Strahlung, der von dem Hauptweg der elektromagnetischen Strahlung umgeleitet wurde, ein Filter, das zum Filtern des zweiten Anteils der elektromagnetischen Strahlung, bevor dieser den zweiten Elektromagnetische-Strahlung-Detektor erreicht, angeordnet ist, ein Interferometerbauelement, das zum Bewirken, dass der dritte Anteil der elektromagnetischen Strahlung mit sich selbst interferiert, bevor er den dritten Elektromagnetische-Strahlung-Detektor erreicht, angeordnet ist, und eine Verarbeitungseinrichtung, die gekoppelt ist, um ein erstes Signal von dem ersten Elektromagnetische-Strahlung-Detektor, das eine Intensität des ersten Anteils der elektromagnetischen Strahlung, der durch den ersten Elektromagnetische-Strahlung-Detektor erfasst wird, anzeigt, ein zweites Signal von dem zweiten Elektromagnetische-Strahlung-Detektor, das eine Intensität des zweiten Anteils der elektromagnetischen Strahlung von dem Filter, der durch den zweiten Elektromagnetische-Strahlung-Detektor erfasst wird, anzeigt, und ein drittes Signal von dem dritten Elektromagnetische-Strahlung-Detektor, das eine Intensität des dritten Anteils der elektromagnetischen Strahlung von dem Interferometerbauelement, der durch den dritten Elektromagnetische-Strahlung-Detektor erfasst wird, anzeigt, zu empfangen, wobei die Verarbeitungseinrichtung eine Wellenlänge der elektromagnetischen Strahlung basierend auf den Verhältnissen des ersten und des zweiten Signals und des ersten und des dritten Signals bestimmt, aufweist.

Vorzugsweise ist das Filter ein Breitbandfilter.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die Vorrichtung ferner zumindest einen Elektromagnetische-Strahlung-Teiler, der in einem Hauptweg elektromagnetischer Strahlung angeordnet ist, zum Umleiten zumindest eines des ersten, zweiten und dritten Anteils der elektromagnetischen Strahlung von dem Hauptweg auf.

Vorzugsweise ist der Elektromagnetische-Strahlung-Teiler in dem Hauptweg der elektromagnetischen Strahlung zum Umleiten des ersten Anteils der elektromagnetischen Strahlung zu dem ersten Elektromagnetische-Strahlung-Detektor und zum Umleiten des zweiten Anteils der elektromagnetischen Strahlung zu dem Filter angeordnet.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist das Interferometerbauelement einen Block eines Materials auf, der elektromagnetische Strahlung durchlassen kann, wobei der Block eine teilweise durchlässige Eingangsfläche, eine zumindest teilweise innenreflektierende Ausgangsfläche und ein Paar innenreflektierender Seitenflächen aufweist, derart, dass der dritte Anteil der elektromagnetischen Strahlung bei Verwendung teilweise außen von der Eingangsfläche reflektiert werden und teilweise durch dieselbe durchlaufen kann, zumindest teilweise innen von der Außenfläche reflektiert werden kann, innen von den Seitenflächen reflektiert werden kann und zurück durch die Eingangsfläche laufen kann, um so mit dem Teil zu interferieren, der außen von der Eingangsfläche reflektiert wird.

Das Interferometerbauelement weist vorzugsweise den Elektromagnetische-Strahlung-Teiler auf, wobei das Interferometerbauelement in dem Hauptweg der elektromagnetischen Strahlung zum Umleiten des ersten Anteils der elektromagnetischen Strahlung zu dem ersten Elektromagnetische-Strahlung-Detektor, zum Umleiten des zweiten Anteils der elektromagnetischen Strahlung zu dem Filter und zum Umleiten des dritten Anteils der elektromagnetischen Strahlung, derart, dass dieser mit sich selbst interferiert und zu dem dritten Elektromagnetische-Strahlung-Detektor geleitet wird, angeordnet ist.

Das Interferometerbauelement ist vorzugsweise aus zumindest zwei miteinander verbundenen Teilblöcken eines elektromagnetische Strahlung durchlassenden Materials gebildet, so dass die Eingangs- und Ausgangsfläche des Interferometerbauelements aus Flächen der unterschiedlichen Teilblöcke gebildet sind, wobei jeder Teilblock Beschichtungen mit unterschiedlichen Reflektions- und Durchlasscharakteristika aufweist, die auf demselben gebildet sind, wodurch zumindest die Eingangs- und Ausgangsfläche des Interferometerbauelements unterschiedliche Reflektions- und Durchlasscharakteristika auf unterschiedliche Flächen derselben aufweisen.

Vorzugsweise weist zumindest eine der Beschichtungen, die auf zumindest einem Teil der Ausgangsfläche des Interferometerbauelements vorgesehen ist, eine wellenlängenabhängige Durchlasscharakteristik auf, um das Filter zu bilden.

Die Abmessungen des Blocks sind vorzugsweise vorbestimmt, so dass ein Abschnitt der elektromagnetischen Strahlung, der auf die Eingangsfläche des Blocks an einem Eingangsbereich einfällt, innen eine vorbestimmte Anzahl von Malen durch die Ausgangsfläche reflektiert wird, um so den Block an dem Eingangsbereich zu verlassen und mit der elektromagnetischen Strahlung zu interferieren, die auf die Eingangsfläche des Blocks einfällt und dadurch außen reflektiert wird, wobei die vorbestimmte Anzahl von Malen gemäß der erforderlichen Beabstandung von Interferenzspitzen, die an dem dritten elektromagnetischen Detektor erforderlich ist, bestimmt ist.

Die vorbestimmte Anzahl von Malen, die die elektromagnetische Strahlung innen durch die Ausgangsfläche reflektiert wird, ist vorzugsweise zumindest zwei Mal und noch bevorzugter zumindest drei Mal.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel vergleicht die Verarbeitungseinrichtung das Verhältnis des ersten Signals und des zweiten Signals mit vorbestimmten Werten, um eine ungefähre Wellenlänge der elektromagnetischen Strahlung zu bestimmen, und vergleicht das Verhältnis des ersten Signals und des dritten Signals mit vorbestimmten Werten, um einen genaueren Wert für die Wellenlänge der elektromagnetischen Strahlung zu bestimmen.

Gemäß einem zweiten Aspekt stellt die Erfindung eine Laserwellenlängenverriegelungsvorrichtung bereit, die einen Laser zum Emittieren elektromagnetischer Strahlung entlang eines Hauptwegs elektromagnetischer Strahlung, eine Vorrichtung zum Erfassen einer Wellenlänge elektromagnetischer Strahlung, die entlang des Hauptwegs der elektromagnetischen Strahlung emittiert wird, wie oben beschrieben wurde, eine Lasertemperatursteuerung, die mit dem Verarbeitungsbauelement gekoppelt ist, zum Einstellen der Temperatur des Lasers abhängig von der erfassten Wellenlänge der elektromagnetischen Strahlung, die durch den Laser emittiert wird, aufweist.

Vorzugsweise ist der Laser ein abstimmbarer Laser.

Bei einem dritten Aspekt stellt die Erfindung ein Verfahren zum Erfassen einer Wellenlänge einer elektromagnetischen Strahlung bereit, wobei das Verfahren die Schritte eines Empfangens eines ersten Anteils einer elektromagnetischen Strahlung, der von einem Hauptweg elektromagnetischer Strahlung umgeleitet wurde, eines Empfangens eines zweiten Anteils der elektromagnetischen Strahlung, der von dem Hauptweg der elektromagnetischen Strahlung über ein Filter umgeleitet wurde, eines Empfangens eines dritten Anteils elektromagnetischer Strahlung, der von dem Hauptweg der elektromagnetischen Strahlung über ein Interferometerbauelement umgeleitet wurde, um so mit sich selbst zu interferieren, eines Verarbeitens eines ersten Signals, das eine Intensität des ersten Anteils der elektromagnetischen Strahlung anzeigt, und eines zweiten Signals, das eine Intensität des gefilterten zweiten Anteils der elektromagnetischen Strahlung anzeigt, um ein Verhältnis des ersten und des zweiten Signals bereitzustellen; eines Verarbeitens des ersten Signals und eines dritten Signals, das eine Intensität des interferierten dritten Anteils der elektromagnetischen Strahlung anzeigt, um ein Verhältnis des ersten und des dritten Signals bereitzustellen, und eines Verwendens der Verhältnisse des ersten und zweiten Signals und des ersten und dritten Signals, um eine Wellenlänge der elektromagnetischen Strahlung zu bestimmen, aufweist.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist das Verfahren ferner den Schritt eines Umleitens des ersten Anteils der elektromagnetischen Strahlung zu einem ersten Elektromagnetische-Strahlung-Detektor und eines Umleitens des zweiten Anteils der elektromagnetischen Strahlung zu dem Filter auf.

Vorzugsweise weist das Interferometerbauelement einen Block eines Materials auf, der elektromagnetische Strahlung durchlassen kann, wobei der Block eine teilweise durchlässige Eingangsfläche, eine zumindest teilweise innenreflektierende Ausgangsfläche und ein Paar innenreflektierender Seitenflächen aufweist, wobei das Verfahren den Schritt eines Umleitens des dritten Anteils der elektromagnetischen Strahlung auf die Eingangsfläche des Blocks, so dass dieser teilweise außen von der Eingangsfläche reflektiert und teilweise durch dieselbe durchgelassen wird, zumindest teilweise innen von der Außenfläche reflektiert wird, innen von den Seitenflächen reflektiert wird und zurück durch die Eingangsfläche durchgelassen wird, um so mit dem Teil zu interferieren, der außen von der Eingangsfläche reflektiert wird, aufweist.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Interferometerbauelement in dem Hauptweg elektromagnetischer Strahlung zum Umleiten des ersten Anteils der elektromagnetischen Strahlung zu einem ersten Elektromagnetische-Strahlung-Detektor, zum Umleiten des zweiten Anteils der elektromagnetischen Strahlung zu dem Filter und zum Umleiten des dritten Anteils der elektromagnetischen Strahlung, derart, dass dieselbe mit sich selbst interferiert und zu einem dritten Elektromagnetische-Strahlung-Detektor geleitet wird, angeordnet.

Vorzugsweise weist der Verwendungsschritt ein Vergleichen des Verhältnis des ersten Signals und des zweiten Signals mit vorbestimmten Werten, um eine ungefähre Wellenlänge der elektromagnetischen Strahlung zu bestimmen, und ein Vergleichen des Verhältnis des ersten Signals und des dritten Signals mit vorbestimmten Werten, um einen genaueren Wert für die Wellenlänge der elektromagnetischen Strahlung zu bestimmen, auf.

Gemäß einem vierten Aspekt stellt die Erfindung ein Verfahren zum Verriegeln der Wellenlänge einer elektromagnetischen Strahlung, die durch einen abstimmbaren Laser emittiert wird, bereit, wobei das Verfahren die Schritte eines Emittierens elektromagnetischer Strahlung aus einem abstimmbaren Laser entlang eines Hauptwegs elektromagnetischer Strahlung, eines Erfassens einer Wellenlänge der elektromagnetischen Strahlung, die entlang des Hauptwegs der elektromagnetischen Strahlung emittiert wird, unter Verwendung des oben beschriebenen Verfahrens, und eines Einstellens einer Temperatur des Lasers abhängig von der erfassten Wellenlänge der elektromagnetischen Strahlung, die durch den Laser emittiert wird, aufweist.

Es sollte zu erkennen sein, dass Bezugnahmen auf „Licht" sich hierin auf elektromagnetische Strahlung mit Wellenlängen zwischen etwa 300 nm und etwa 10 &mgr;m, vorzugsweise zwischen etwa 400 nm und etwa 2 &mgr;m, sehr bevorzugt zwischen etwa 800 nm und 1.700 nm beziehen.

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:

1 ein schematisches Diagramm einer Wellenlängenverriegelungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist;

2 ein schematischer Graph (einschließlich eines vergrößerten Abschnitts in 2(b)) von Lichtintensitäten in der Vorrichtung aus 1 ist; und

3 ein schematisches Diagramm eines Teils einer Wellenlängenverriegelungsvorrichtung ist.

In der gesamten folgenden Beschreibung werden identische Bezugszeichen verwendet, um gleiche Teile zu kennzeichnen.

Zuerst ist unter Bezugnahme auf 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Wellenlängenverriegelungsbauelements gezeigt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ein abstimmbares Laserbauelement 10, z. B. eine Halbleiterlaserdiode, die in einem Lasergehäuse 12 angeordnet ist, angeordnet, um Licht, das durch das Laserbauelement 10 emittiert wird, in eine optische Faser 22 abzusetzen. Eine Kollimatorlinse 11 ist benachbart zu dem Laserbauelement 10 angeordnet. Eine reflektierende Komponente 13, bei diesem Beispiel eine Volumenkomponente mit einer ersten teilweise reflektierenden Oberfläche 14, die im Wesentlichen gegenüber von einer zweiten teilweise reflektierenden Oberfläche 15 ist, wirkt als ein Strahlteiler und ist in einem optischen Hauptweg 16 benachbart zu der Kollimatorlinse 11 angeordnet. Die erste teilweise reflektierende Oberfläche 14 reflektiert einen kleinen Anteil des Lichts, der auf dieselbe von der Kollimatorlinse 11 einfällt, außen und lässt den Rest, der an der Oberfläche 14 gebrochen wird, durch die Komponente 13 zu der zweiten teilweise reflektierenden Oberfläche 15 durch. Die zweite teilweise reflektierend Oberfläche 15 reflektiert einen kleinen Anteil des Lichts, das auf dieselbe von der ersten teilweise reflektierenden Oberfläche 14 einfällt, innen zurück zu der ersten teilweise reflektierenden Oberfläche 14 und lässt den Rest, der an der Oberfläche 15 gebrochen wird, entlang des optischen Hauptwegs 16 in Richtung der optischen Faser 22 durch.

Zu einer Seite des Strahlteilers 13 sind eine erste und eine zweite Photodiode 17 und 18 angeordnet. Der Strahlteiler 13 ist so platziert und ausgerichtet, um Licht, das innen von der zweiten teilweise reflektierenden Oberfläche zurück zu der ersten teilweise reflektierenden Oberfläche 14 reflektiert wurde und teilweise durch die erste teilweise reflektierende Oberfläche 14 durchgelassen (und gebrochen) wurde, entlang eines ersten optischen Wegs 19 in Richtung der ersten Photodiode 17 zu leiten. Ähnlich ist die Platzierung und Ausrichtung des Strahlteilers 13 derart, um Licht, das durch die erste teilweise reflektierende Oberfläche 14 reflektiert wurde, entlang eines zweiten optischen Wegs 20 in Richtung der zweiten Photodiode 18 zu leiten. Ein Winkel, in dem der Strahlteiler 13 relativ zu dem optischen Hauptweg 16 angeordnet ist, ist ein Faktor, der die Richtung des ersten und des zweiten optischen Wegs 19, 20 vorgeben kann. Ein weiterer Faktor ist die relative Position der ersten teilweise reflektierenden Oberfläche 14 und der zweiten teilweise reflektierenden Oberfläche 15, die so variiert werden kann, um eine jeweilige Reflektion in Richtung der ersten und der zweiten Photodiode 17, 18 zu steuern. Ein Filter, z. B. ein Breitbandfilter 21, ist in dem zweiten optischen Weg 120 benachbart zu der zweiten Photodiode 18 so angeordnet, um das Licht von dem Strahlteiler 13, das auf die zweite Photodiode 18 einfällt, zu filtern. Das Filter deckt zumindest 30 nm, vorzugsweise zumindest 40 nm und am bevorzugtesten 50-60 nm Wellenband ab.

Ein Interferometerbauelement 23 ist in dem optischen Hauptweg 16 zwischen dem Strahlteiler 13 und der optischen Faser 22 angeordnet. Das Interferometerbauelement 23 ist aus einem Block aus geschmolzenem Silika mit bestimmten vorbestimmten Abmessungen gebildet, der angeordnet ist, um zu bewirken, dass ein Anteil von Licht, das auf denselben einfällt, interferiert, um so ein wellenlängenabhängiges Interferenzmuster aus Spitzen und Mulden zu erzeugen. Das Bauelement 23 weist eine Eingangsfläche 24, die dem optischen Hauptweg 16 von dem Strahlteiler 13 in einem Winkel zugewandt ist, und eine Ausgangsfläche 25, die dem optischen Hauptweg 16 zu der optischen Faser 22 zugewandt ist, auf. Die Eingangs- und die Ausgangsfläche 24 und 25 weisen eine teilweise reflektierende Beschichtung auf, die über ihren Bereichen bereitgestellt ist, wo der optische Hauptweg 16 durch dieselben durchläuft. Andere Teile der Eingangs- und der Ausgangsfläche 24 und 25, sowie Seitenflächen 26 und 27 weisen eine metallische reflektierende Beschichtung 28, die auf denselben angeordnet ist, auf, um im Wesentlichen Licht, das auf dieselben einfällt, innen total zu reflektieren, wie unten detaillierter beschrieben ist.

Das Interferometerbauelement 23 ist so platziert und ausgerichtet, um einen kleinen Anteil von Licht, der von der teilweise reflektierenden Beschichtung auf der Eingangsfläche 24 reflektiert wird, entlang eines dritten optischen Wegs 29 in Richtung einer dritten Photodiode 30 zu leiten. Der Rest des Lichts, das auf die Eingangsfläche 24 einfällt, wird durch die Eingangsfläche in Richtung der Ausgangsfläche 25 durchgelassen (und gebrochen), wo ein Großteil des Lichts durch die Ausgangsfläche in den optischen Hauptweg 16 nach außen in Richtung der optischen Faser 22 durchgelassen (und gebrochen) wird. Ein kleiner Anteil des Lichts jedoch, das auf die Ausgangsfläche 25 einfällt, wird innen auf die Seitenfläche 27 reflektiert, von wo aus es im Wesentlichen total auf den Teil der Eingangsfläche 24 reflektiert wird, auf dem die metallische reflektierende Beschichtung 28 angeordnet ist, so dass er im Wesentlichen total innen von derselben zu dem Teil der Ausgangsfläche 25 reflektiert wird, auf dem die metallische reflektierende Beschichtung 26 angeordnet ist, so dass derselbe im Wesentlichen total innen von derselben zu der Seitenfläche 28 reflektiert wird, von wo aus er im Wesentlichen total zurück zu der Eingangsfläche 24 reflektiert wird, an dem Punkt, an dem er zuerst in das Bauelement gelangte. An diesem Punkt wird ein Großteil des Lichts durch die Eingangsfläche durchgelassen (und gebrochen), um mit dem Anteil von Licht zu interferieren, der zu Beginn von der Eingangsfläche 24 reflektiert wird, und in den optischen Weg 29 in Richtung der Photodiode 30 geleitet zu werden. So empfängt die Photodiode 30 ein Interferenzmuster, das durch eine Interferenz des Anteils des Lichts, der außen von der Eingangsfläche 24 des Interferometerbauelements 23 reflektiert wird, und des Anteils des Lichts, der in das Interferometerbauelement 23 gelassen und dann innen reflektiert wurde, um das Interferometerbauelement an dem gleichen Punkt, an dem derselbe eingetreten ist, zu verlassen, bewirkt wird.

In Betrieb folgt deshalb Licht, das durch die Laserdiode 10 emittiert wird, dem optischen Hauptweg 16 und wird durch die Kollimatorlinse 11 kollimiert, bevor es sich in Richtung des Strahlteilers 13 ausbreitet. Nach einem Einfall auf den Strahlteiler 13 wird ein Anteil des Lichts, das durch die Laserdiode 10 emittiert wird, durch die erste teilweise reflektierende Oberfläche 14 zu der zweiten teilweise reflektierenden Oberfläche 15 des Strahlteilers 23 durchgelassen. Ein erster Anteil des Lichts wird durch die zweite teilweise reflektierende Oberfläche 15 reflektiert und durch die erste teilweise reflektierende Oberfläche 14 in Richtung der ersten Photodiode 17 entlang des ersten optischen Wegs 19 durchgelassen. Ein zweiter Anteil des Lichts, das durch die Laserdiode 10 emittiert wird, wird durch die erste teilweise reflektierende Oberfläche 14 in Richtung der zweiten Photodiode 18 entlang des zweiten optischen Wegs 20 reflektiert. Verbleibendes nicht reflektiertes Licht breitet sich durch den Strahlteiler 23 aus, um so im Wesentlichen entlang des optischen Hauptwegs 16 in Richtung des Interferometerbauelements 23 fortzufahren.

Nach einem Einfallen auf das Interferometerbauelement 23 wird ein Hauptanteil des Lichts aus dem Strahlteiler 13 durch die Eingangsfläche 24 zu der Ausgangsfläche 25 durchgelassen. Ein dritter Anteil des Lichts wird außen durch die teilweise reflektierende Beschichtung auf der Eingangsfläche 24 in Richtung der dritten Photodiode 30 entlang des dritten optischen Wegs 29 reflektiert. Von dem Licht, das durch das Interferometerbauelement 23 zu der Ausgangsfläche 25 durchgelassen wird, wird ein weiterer Anteil innen durch die teilweise reflektierende Beschichtung auf der Ausgangsfläche 25 reflektiert und wird im Wesentlichen total innen um alle Flächen des Interferometerbauelements 23 herum reflektiert, bis er die Eingangsfläche 23 an dem Punkt erreicht, an dem das Licht in das Interferometerbauelement 23 gelangt ist. Ein Anteil dieses innen reflektierten Lichts wird dann durch die Eingangsfläche 23 durchgelassen und interferiert mit dem Licht, das außen durch die Eingangsfläche 23 reflektiert wird, um ein Interferenzmuster an der dritten Photodiode 30 zu erzeugen. Verbleibendes, nicht-reflektiertes Licht breitet sich durch das Interferometerbauelement 23 aus, um so im Wesentlichen entlang des optischen Hauptwegs 16 in Richtung der optischen Faser 22 fortzufahren.

Bezug nehmend auf die 2(a) und 2(b) ist eine schematische Darstellung der Amplitude (oder Intensität) von Licht, das auf jede der drei Photodioden 17, 18 und 30 einfällt, als eine Funktion der Wellenlänge gezeigt. Wie in 2(a) zu sehen ist, ist die Intensität von Licht, das auf die Photodiode 17 einfällt (als Graph Pd1 gezeigt), im Wesentlichen unabhängig von der Wellenlänge und liefert deshalb einen Referenzwert für die Intensität von Licht bei einer bestimmten Wellenlänge. Die Intensität von Licht, das auf die zweite Photodiode 18 einfällt, ist als Graph Pd2 gezeigt und es ist zu sehen, dass dies abhängig von der Wellenlänge gemäß der Durchlasscharakteristik des Breitbandfilters 21 ist. Graph Pd3 zeigt die Interferenzstreifen, die durch die Interferenz von Licht, das entlang des dritten optischen Wegs 23 zu der dritten Photodiode 30 gelangt, gebildet werden. 2(b) zeigt einen vergrößerten Abschnitt der Graphen Pd2 und Pd3 aus 2(a).

Aus einer Betrachtung der in 2 gezeigten Graphen ist so zu erkennen, dass das Verhältnis Pd1/Pd2 über ziemlich breite Wellenbänder nicht wesentlich variiert, so dass die einzige Verwendung dieses Verhältnis zur Bestimmung der Wellenlänge des Lichts fehleranfällig ist und keinen sehr genauen Mechanismus zum Steuern des Lasers zur Beibehaltung einer genauen Wellenlängenausgabe bereitstellt. Andererseits wiederholt sich das Verhältnis Pd1/Pd3, obwohl es im Wesentlichen über schmale Wellenbänder variiert, periodisch gemäß der Periode der Spitzen und Mulden, die die Interferenzstreifen bilden. Deshalb kann das letztere Verhältnis verwendet werden, um die Wellenlänge eines Lasers genau beizubehalten, sobald dieser zuvor eingestellt wurde, kann jedoch nicht verwendet werden, um zu Beginn die Wellenlänge einzustellen, da das Verhältnis für eine Anzahl unterschiedlicher Wellenlängen gleich wäre.

Entsprechend werden die Ausgaben der Photodioden 17, 18 und 30 zu einer Verarbeitungsvorrichtung 31, wie z. B. einem Computer, geleitet, um beide Verhältnisse Pd1/Pd2 und Pd1/Pd3 zu bestimmen. Unter Verwendung des ersten Verhältnis Pd1/Pd2 kann die Wellenlänge in etwa unter Verwendung einer Nachschlagtabelle bestimmt werden. Das zweite Verhältnis Pd1/Pd3 kann dann verwendet werden, um die Wellenlänge genau zu bestimmen, wieder aus einer Nachschlagtabelle. So kann die Wellenlänge des abstimmbaren Laserbauelements 10 zu Beginn durch den Computer 31 unter Bezugnahme auf vorbestimmte Tabellen, die in einem Speicher gespeichert sind, eingestellt werden. Das zweite Verhältnis kann dann verwendet werden, um die Ausgabe des Lasers bei der erwünschten Wellenlänge beizubehalten, wenn dieselbe zu driften beginnt. Der Computer 31 stellt deshalb ein Ausgangssignal an eine Treiberschaltung (nicht gezeigt) in dem Lasergehäuse 12 bereit, wie z. B. eine Proportional-Integral-Differenzial- (PID-) Steuerung zur Beeinflussung der Erzeugung von Licht durch die Laserdiode 10, um so sicherzustellen, dass die Wellenlänge des Lichts, das durch die Laserdiode 10 erzeugt wird, im Wesentlichen bei einer erforderlichen Wellenlänge bleibt. Beispiele einer Beeinflussung der Erzeugung von Licht durch die Laserdiode 10 umfassen ein Steuern der Temperatur der Laserdiode 10 oder dort, wo mehr als ein Strom an die Laserdiode 10 angelegt wird, ein Steuern eines oder mehrerer dieser Ströme.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel und unter Bezugnahme auf 3 ist die Vorrichtung aus 1 unter Verwendung des Interferometerbauelements angepasst, um auch die Strahlteilungs- und Filterungsfunktion bereitzustellen. Bei diesem Ausführungsbeispiel gelangt Licht entlang des optischen Hauptwegs 6 von dem Laserbauelement (nicht gezeigt) durch die Kollimatorlinse 11 direkt zu einem Interferometerbauelement 32. Das Interferometerbauelement 32 ist aus zwei Blöcken 33 und 34 aus geschmolzenem Silika gebildet, die miteinander verbunden sind, um einen einzelnen Block zu bilden, so dass Licht, das zwischen denselben läuft, im Wesentlichen unbeeinflusst ist. Vor einer Verbindung derselben werden die Blöcke 33 und 34 mit teilweise reflektierenden Beschichtungen mit unterschiedlichen Durchlasscharakteristika auf unterschiedlichen Flächen beschichtet. So wird die Eingangsfläche 35 des Blocks 33 mit einer Beschichtung versehen, die ein 2-%iges Reflexionsvermögen bereitstellt, während die Ausgangsfläche 36 des Blocks 34 eine Beschichtung mit einem 8-%igen Reflexionsvermögen bereitstellt. Die Seitenflächen 37 und 38 weisen Beschichtungen mit im Wesentlichen 100-%igem Reflexionsvermögen auf, wie bei dem Ausführungsbeispiel aus 1, die Fläche 39 des Blocks 34 jedoch ist mit einer Beschichtung mit 50-%igem Reflexionsvermögen versehen, während die Fläche 40 des Blocks 33 mit einer Beschichtung eines dichroitischen Spiegels versehen ist, der auch als ein Filter 41 wirkt.

So wird in Betrieb 2% des Lichts von dem optischen Hauptweg 16, das auf die Eingangsfläche 35 einfällt, entlang des dritten optischen Wegs 42 in Richtung der dritten Photodiode 30 reflektiert und 98% des Lichts wird in Richtung der Ausgangsfläche 36 des Bauelements durchgelassen (und gebrochen). 92% des Lichts, das auf die Ausgangsfläche 36 einfällt (d. h. 90% des gesamten Lichts, das auf das Bauelement einfällt), wird entlang des optischen Hauptwegs 16 in Richtung der optischen Faser (nicht gezeigt) durchgelassen. 8% des Lichts jedoch, das auf die Außenfläche 36einfällt, wird dadurch innen reflektiert und total innen von der Seitenfläche 37 weg zu der Fläche 39 reflektiert. Bei diesem Ausführungsbeispiel reflektiert die Beschichtung mit 50-%igem Reflexionsvermögen anstelle eines totalen Reflektierens des Lichts 50% desselben und lässt 50 desselben entlang des ersten optischen Wegs 43 zu der ersten Photodiode 17 durch. So wird etwa 4% des Lichts, das ursprünglich auf das Bauelement 32 einfällt, zu der ersten Photodiode 17 durchgelassen. Von den verbleibenden 50%, die innen von der Fläche 39 reflektiert werden, wird ein Anteil durch die Fläche 40 und durch die Beschichtung 41 eines dichroitischen Filters entlang des zweiten optischen Wegs 44 zu der Photodiode 18 durchgelassen und der Rest wird innen von der Seitenfläche 38 weg reflektiert, um durch die Eingangsfläche 35 durchgelassen zu werden, um mit dem Anteil des Lichts zu interferieren, der zu Beginn außen von der Eingangsfläche 35 reflektiert wurde, wie in Bezug auf 1 oben beschrieben ist. Die Ausgangssignale der Photodioden werden in der gleichen Weise, wie bereits beschrieben wurde, verarbeitet. Wie zu erkennen sein wird, ist dieses zweite Ausführungsbeispiel billiger und leichter aufzubauen, da es nur eine Komponente (das Interferometerbauelement) anstelle der drei Komponenten (Strahlteiler, Filter und Interferometerbauelement) aufweist.

Um zwischen unterschiedlichen Spitzen und Mulden in dem Interferenzmuster zu unterscheiden, kann die Entfernung zwischen benachbarten Spitzen durch ein Anpassen der Abmessungen des oder der Blöcke, der/die das Interferometerbauelement bildet/en, variiert werden, um die Anzahl von Malen, die das Licht sich zwischen der Eingangs- und der Ausgangsfläche zurück- und vorbewegen muss, zu erhöhen oder zu senken. Über je mehr Weglängen sich das Licht bewegen muss, desto kleiner ist die Beabstandung zwischen den Spitzen in dem Interferenzmuster. Obwohl die beiden Ausführungsbeispiele als im Wesentlichen vier Weglängen zwischen der Eingangs- und Ausgangsfläche aufweisend beschrieben wurden (einschließlich eines Wegs, abreflektiert von einer Seitenfläche, als einer einzelnen Weglänge), ist zu erkennen, dass andere Anzahlen von Weglängen verwendet werden können, wie z. B. sechs Weglängen oder mehr.

Während nur zwei bestimmte Ausführungsbeispiele der Erfindung oben beschrieben wurden, ist zu erkennen, dass ein Fachmann auf dem Gebiet Modifizierungen und Verbesserungen durchführen kann, ohne von dem Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Wenn z. B. das Interferometerbauelement in dem Ausführungsbeispiel aus 1 verwendet wird, ist es unter Umständen möglich, andere Interferometerbauelemente, wie z. B. Etalons, Bereitstellung der Interferenzmuster, abhängig von der Konfiguration des Strahlteilers und der Photodioden, zu verwenden. Ferner ist zu erkennen, dass, obwohl die reflektierenden Beschichtungen als bestimmte Werte eines Reflexionsvermögens aufweisend angegeben wurden, andere Werte verwendet werden könnten. Insbesondere kann das Reflexionsvermögen der Beschichtungen einen beliebigen Wert aufweisen, der ausreichend Licht bereitstellt, dass ein klarer Ablesewert durch den jeweiligen Photodetektor erhalten werden kann, während der Bedarf danach, einen Großteil des Lichts zu dem Betriebssystem durchzulassen, ausgeglichen wird.


Anspruch[de]
Eine Vorrichtung zum Erfassen einer Wellenlänge einer elektromagnetischen Strahlung, wobei die Vorrichtung folgende Merkmale aufweist:

einen ersten Elektromagnetische-Strahlung-Detektor (17) zum Empfangen eines ersten Anteils einer elektromagnetischen Strahlung, der von einem Hauptweg elektromagnetischer Strahlung umgeleitet wurde;

einen zweiten Elektromagnetische-Strahlung-Detektor (18) zum Empfangen eines zweiten Anteils einer elektromagnetischen Strahlung, der von dem Hauptweg der elektromagnetischen Strahlung umgeleitet wurde;

einen dritten Elektromagnetische-Strahlung-Detektor (30) zum Empfangen eines dritten Anteils elektromagnetischer Strahlung, der von dem Hauptweg der elektromagnetischen Strahlung umgeleitet wurde;

ein Filter (21), das zum Filtern des zweiten Anteils der elektromagnetischen Strahlung, bevor dieser den zweiten Elektromagnetische-Strahlung-Detektor erreicht, angeordnet ist;

ein Interferometerbauelement (23), das zum Bewirken, dass der dritte Anteil der elektromagnetischen Strahlung mit sich selbst interferiert, bevor er den dritten Elektromagnetische-Strahlung-Detektor erreicht, angeordnet ist; gekennzeichnet durch

eine Verarbeitungseinrichtung (31), die gekoppelt ist, um ein erstes Signal von dem ersten Elektromagnetische-Strahlung-Detektor (17), das eine Intensität des ersten Anteils der elektromagnetischen Strahlung, der durch den ersten Elektromagnetische-Strahlung-Detektor (17) erfasst wird, anzeigt, ein zweites Signal von dem zweiten Elektromagnetische-Strahlung-Detektor (18), das eine Intensität des zweiten Anteils der elektromagnetischen Strahlung von dem Filter (21), der durch den zweiten Elektromagnetische-Strahlung-Detektor (18) erfasst wird, anzeigt, und ein drittes Signal von dem dritten Elektromagnetische-Strahlung-Detektor (30), das eine Intensität des dritten Anteils der elektromagnetischen Strahlung von dem Interferometerbauelement (23), der durch den dritten Elektromagnetische-Strahlung-Detektor (30) erfasst wird, anzeigt, zu empfangen, wobei die Verarbeitungseinrichtung (31) eine Wellenlänge der elektromagnetischen Strahlung basierend auf den Verhältnissen des ersten und des zweiten Signals und des ersten und des dritten Signals bestimmt.
Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der das Filter ein Breitbandfilter ist. Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2, die ferner zumindest einen Elektromagnetische-Strahlung-Teiler (13), der in dem Hauptweg der elektromagnetischen Strahlung angeordnet ist, zum Umleiten des ersten Anteils der elektromagnetischen Strahlung zu dem ersten Elektromagnetische-Strahlung-Detektor (17) und zum Umleiten des zweiten Anteils der elektromagnetischen Strahlung zu dem Filter (21) aufweist, Eine Vorrichtung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, bei der das Interferometerbauelement (23) einen Block eines Materials aufweist, der elektromagnetische Strahlung durchlassen kann, wobei der Block eine teilweise durchlässige Eingangsfläche (24), eine zumindest teilweise innenreflektierende Ausgangsfläche (25) und ein Paar zumindest teilweise innenreflektierender Seitenflächen (26, 27) aufweist, derart, dass der dritte Anteil der elektromagnetischen Strahlung bei Verwendung teilweise außen von der Eingangsfläche reflektiert werden und teilweise durch dieselbe durchlaufen kann, zumindest teilweise innen von der Außenfläche reflektiert werden kann, zumindest teilweise innen von den Seitenflächen reflektiert werden kann und zumindest teilweise zurück durch die Eingangsfläche laufen kann, um so mit dem Teil zu interferieren, der außen von der Eingangsfläche reflektiert wird. Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 4, bei der das Interferometerbauelement den Elektromagnetische-Strahlung-Teiler bildet, wobei das Interferometerbauelement in dem Hauptpfad der elektromagnetischen Strahlung zum Umleiten des ersten Anteils der elektromagnetischen Strahlung zu dem ersten Elektromagnetische-Strahlung-Detektor, zum Umleiten des zweiten Anteils der elektromagnetischen Strahlung zu dem Filter und zum Umleiten des dritten Anteils der elektromagnetischen Strahlung, derart, dass dieser mit sich selbst interferiert und zu dem dritten Elektromagnetische-Strahlung-Detektor geleitet wird, angeordnet ist. Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 4 oder Anspruch 5, bei der das Interferometerbauelement aus zumindest zwei miteinander verbundenen Teilblöcken eines elektromagnetische Strahlung durchlassenden Materials gebildet ist, so dass die Eingangs- und Ausgangsfläche des Interferometerbauelements aus Flächen der unterschiedlichen Teilblöcke gebildet sind, wobei jeder Teilblock Beschichtungen mit unterschiedlichen Reflexions- und Durchlasscharakteristika aufweist, die auf demselben gebildet sind, wodurch zumindest die Eingangs- und Ausgangsfläche des Interferometerbauelements unterschiedliche Reflexions- und Durchlasscharakteristika auf unterschiedlichen Flächen derselben aufweisen. Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 6, bei der zumindest eine der Beschichtungen, die auf zumindest einem Teil der Ausgangsfläche des Interferometerbauelements vorgesehen ist, eine wellenlängenabhängige Durchlasscharakteristika aufweist, um das Filter zu bilden. Eine Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 4 bis 7, bei der Abmessungen des Blocks vorbestimmt sind, so dass ein Abschnitt der elektromagnetischen Strahlung, der auf die Eingangsfläche des Blocks an einem Eingangsbereich einfällt, innen eine vorbestimmte Anzahl von Malen durch die Ausgangsfläche reflektiert wird, um so den Block an dem Eingangsbereich zu verlassen und mit der elektromagnetischen Strahlung zu interferieren, die auf die Eingangsfläche des Blocks einfällt und dadurch außen reflektiert wird, wobei die vorbestimmte Anzahl von Malen gemäß der erforderlichen Beabstandung von Interferenzspitzen, die an dem dritten elektromagnetischen Detektor erforderlich ist, bestimmt ist. Eine Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Verarbeitungseinrichtung das Verhältnis des ersten Signals und des zweiten Signals mit vorbestimmten Werten vergleicht, um eine ungefähre Wellenlänge der elektromagnetischen Strahlung zu bestimmen, und das Verhältnis des ersten Signals und des dritten Signals mit vorbestimmten Werten vergleicht, um einen genaueren Wert für die Wellenlänge der elektromagnetischen Strahlung zu bestimmen. Eine Laserwellenlängenverriegelungsvorrichtung, die einen Laser zum Emittieren elektromagnetischer Strahlung entlang eines Hauptwegs elektromagnetischer Strahlung, eine Vorrichtung zum Erfassen einer Wellenlänge elektromagnetischer Strahlung, die entlang des Hauptwegs der elektromagnetischen Strahlung emittiert wird, gemäß einem der vorherigen Ansprüche, eine Lasertemperatursteuerung, die mit dem Verarbeitungsbauelement gekoppelt ist, zum Einstellen der Temperatur des Lasers abhängig von der erfassten Wellenlänge der elektromagnetischen Strahlung, die durch den Laser emittiert wird, aufweist. Ein Verfahren zum Erfassen einer Wellenlänge einer elektromagnetischen Strahlung, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:

Empfangen eines ersten Anteils einer elektromagnetischen Strahlung, der von einem Hauptweg elektromagnetischer Strahlung umgeleitet wurde;

Empfangen eines zweiten Anteils der elektromagnetischen Strahlung, der von dem Hauptweg der elektromagnetischen Strahlung über ein Filter umgeleitet wurde;

Empfangen eines dritten Anteils der elektromagnetischen Strahlung, der von dem Hauptweg der elektromagnetischen Strahlung über ein Interferometerbauelement umgeleitet wurde, um so mit sich selbst zu interferieren; gekennzeichnet durch

Verarbeiten eines ersten Signals, das eine Intensität des ersten Anteils der elektromagnetischen Strahlung anzeigt, und eines zweiten Signals, das eine Intensität des gefilterten zweiten Anteils der elektromagnetischen Strahlung anzeigt, um ein Verhältnis des ersten und des zweiten Signals bereitzustellen;

Verarbeiten des ersten Signals und eines dritten Signals, das eine Intensität des interferierten dritten Anteils der elektromagnetischen Strahlung anzeigt, um ein Verhältnis des ersten und des dritten Signals bereitzustellen; und

Verwenden der Verhältnisse des ersten und des zweiten Signals und des ersten und des dritten Signals, um eine Wellenlänge der elektromagnetischen Strahlung zu bestimmen.
Ein Verfahren zum Erfassen einer Wellenlänge einer elektromagnetischen Strahlung gemäß Anspruch 11, das ferner den Schritt eines Umleitens des ersten Anteils der elektromagnetischen Strahlung zu einem ersten Elektromagnetische-Strahlung-Detektor und eines Umleitens des zweiten Anteils der elektromagnetischen Strahlung zu dem Filter aufweist. Ein Verfahren zum Erfassen einer Wellenlänge einer elektromagnetischen Strahlung gemäß Anspruch 11 oder Anspruch 12, bei dem das Interferometerbauelement einen Block eines Materials aufweist, der elektromagnetische Strahlung durchlassen kann, wobei der Block eine teilweise durchlässige Eingangsfläche, eine zumindest teilweise innenreflektierende Ausgangsfläche und ein Paar innenreflektierender Seitenflächen aufweist, wobei das Verfahren den Schritt eines Umleitens des dritten Anteils der elektromagnetischen Strahlung auf die Eingangsfläche des Blocks, so dass dieser teilweise außen von der Eingangsfläche reflektiert und teilweise durch dieselbe durchgelassen wird, zumindest teilweise innen von der Außenfläche reflektiert wird, innen von den Seitenflächen reflektiert wird und zurück durch die Eingangsfläche durchgelassen wird, um so mit dem Teil zu interferieren, der außen von der Eingangsfläche reflektiert wird, aufweist. Ein Verfahren zum Erfassen einer Wellenlänge einer elektromagnetischen Strahlung gemäß einem der Ansprüche 11 bis 13, bei dem der Verwendungsschritt ein Vergleichen des Verhältnis des ersten Signals und des zweiten Signals mit vorbestimmten Werten, um eine ungefähre Wellenlänge der elektromagnetischen Strahlung zu bestimmen, und ein Vergleichen des Verhältnis des ersten Signals und des dritten Signals mit vorbestimmten Werten, um einen genaueren Wert für die Wellenlänge der elektromagnetischen Strahlung zu bestimmen, aufweist. Ein Verfahren zum Verriegeln der Wellenlänge einer elektromagnetischen Strahlung, die durch einen abstimmbaren Laser emittiert wird, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist

Emittieren elektromagnetischer Strahlung aus einem abstimmbaren Laser entlang eines Hauptwegs elektromagnetischer Strahlung;

Erfassen einer Wellenlänge der elektromagnetischen Strahlung, die entlang des Hauptwegs der elektromagnetischen Strahlung emittiert wird, unter Verwendung des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 11 bis 14; und

Einstellen einer Temperatur des Lasers abhängig von der erfassten Wellenlänge der elektromagnetischen Strahlung, die durch den Laser emittiert wird.






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