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Dokumentenidentifikation DE60309783T2 18.10.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0001380865
Titel Abstimmungsmethode für optischen Schaltkreis mit kaskadierten Mach-Zehnder-Interferometern
Anmelder Nippon Telegraph and Telephone Corp., Tokio/Tokyo, JP
Erfinder Takiguchi, Koichi, Musashino, Tokyo, JP;
Suzuki, Senichi, Musashino, Tokyo, JP
Vertreter TBK-Patent, 80336 München
DE-Aktenzeichen 60309783
Vertragsstaaten DE, FR, GB
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 09.07.2003
EP-Aktenzeichen 030154603
EP-Offenlegungsdatum 14.01.2004
EP date of grant 22.11.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 18.10.2007
IPC-Hauptklasse G02B 6/34(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP

Beschreibung[de]

Die Erfindung bezieht sich auf ein Anpassungsverfahren für Eigenschaften einer mehrstufigen optischen Schaltung vom Mach-Zehnder-Interferometer-Typ.

Als Einrichtung zum Übertragen von großen Informationsmengen wird weit verbreitet ein WDM-("Wavelength Division Multiplexing":

Wellenlängenmultiplex) Kommunikationssystem in einem optischen Bereich verwendet. Bei dem WDM-Kommunikationssystem wird eine mehrstufige optische Schaltung vom Mach-Zehnder-Interferometer-Typ, die symmetrische Mach-Zehnder-Interferometer oder asymmetrische Mach-Zehnder-Interferometer oder beide von diesen umfasst, die kaskadiert verbunden sind, als eine Vorrichtung verwendet, die fähig ist zum Implementieren eines charakteristischen Filters variabler Wellenlänge, eines Dispersionskompensators, eines Verstärkungsentzerrers und dergleichen.

Um gewünschte Eigenschaften in der mehrstufigen optischen Schaltung vom Mach-Zehnder-Interferometer-Typ zu erreichen, ist es notwendig, die Lichtweglängendifferenz zwischen einzelnen Interferometern in einer Größenordnung von weniger als der Wellenlänge des optischen Signals genau einzustellen. Die Lichtweglängendifferenz kann jedoch aufgrund von Fehlern im Herstellungsprozess von einem Entwurfswert abweichen, wodurch oft ein Phasenfehler verursacht wird. Als Einrichtung zum Kompensieren des Phasenfehlers sind Phasensteuereinheiten zum Steuern der Brechungsindizes der einzelnen Interferometer bereitgestellt, so dass sie die Phasensteuerung des optischen Signals in den Interferometern durch Steuerung der Berechungsindizes durchführen. Dementsprechend ist es notwendig, Phaseneigenschaften der einzelnen Interferometer zu messen, bevor die Steuerung durch die Phasensteuereinheiten durchgeführt wird. Ein Anpassungsverfahren für die Eigenschaften der mehrstufigen optischen Schaltung vom Mach-Zehnderq-Interferometer-Typ wird unter Bezugnahme auf 1 und 2 beschrieben.

1 ist eine Darstellung, die ein herkömmliches Anpassungsverfahren für die Eigenschaften der mehrstufigen optischen Schaltung vom Mach-Zehnder-Interferometer-Typ veranschaulicht, und 2 ist ein Graph, der eine Intensitäts- bzw. Helligkeitskennlinie der optischen Ausgabe veranschaulicht, wenn durch Verwendung der Phasensteuereinheiten in symmetrischen Mach-Zehnder-Interferometern eine Phase &PHgr; verändert wird.

1 ist eine schematische Darstellung einer typischen Konfiguration der mehrstufigen optischen Schaltung vom Mach-Zehnder-Interferometer-Typ, die symmetrische Mach-Zehnder-Interferometer und asymmetrische Mach-Zehnder-Interferometer umfasst, die abwechselnd kaskadiert bzw. in Reihe verbunden sind.

Genauer gesagt umfasst jedes symmetrische Mach-Zehnder-Interferometer einen Richtkoppler 211, der vorgelagert platziert ist, zum Aufspalten/Kombinieren des optischen Signals; einen Richtkoppler 212, der nachgelagert platziert ist, zum Aufspalten/Kombinieren des optischen Signals; zwei Lichtwellenleiter, die zwischen den Richtkopplern 211 und 212 platziert und derart angepasst sind, dass sie die gleichen Lichtweglängen aufweisen; und

eine Phasensteuereinheit 221, die an einem der zwei Lichtwellenleiter zwischen den Richtkopplern 211 und 212 angebracht ist, um die Phase des optischen Signals zu steuern. Andererseits umfasst jedes asymmetrische Mach-Zehnder-Interferometer einen Richtkoppler 212, der vorgelagert platziert ist, zum Aufspalten/Kombinieren des optischen Signals; einen Richtkoppler 213, der nachgelagert platziert ist, zum Aufspalten/Kombinieren des optischen Signals; zwei Lichtwellenleiter, die zwischen den Richtkopplern 212 und 213 platziert und derart angepasst sind, dass sie unterschiedliche Lichtweglängen aufweisen; und eine Phasensteuereinheit 222, die an einem der zwei Lichtwellenleiter zwischen den Richtkopplern 212 und 213 angebracht ist, um die Phase des optischen Signals zu steuern. Die mehrstufige optische Schaltung vom Mach-Zehnder-Interferometer-Typ umfasst die symmetrischen Mach-Zehnder-Interferometer und die asymmetrischen Mach-Zehnder-Interferometer mit den vorhergehenden Anordnungen, die abwechselnd kaskadiert verbunden sind, wobei der Richtkoppler 212 geteilt bzw. gemeinsam genutzt wird. Zusätzlich sind an dem vorderen Ende der mehrstufigen optischen Schaltung vom Mach-Zehnder-Interferometer-Typ Lichtwellenleiter 241 und 242 als Eingangsabschnitt des optischen Signals bereitgestellt.

Da die mehrstufige optische Schaltung vom Mach-Zehnder-Interferometer-Typ eine mehrstufige Konfiguration aufweist, die die vorhergehenden symmetrischen Mach-Zehnder-Interferometer und asymmetrischen Mach-Zehnder-Interferometer abwechselnd kaskadiert verbindet, bezeichnet 1 die Richtkoppler mit Bezugszeichen 211 bis 21M und die Phasensteuereinheiten mit 221 bis 22L.

Zusätzlich bezeichnet sie Überwachungsanschlüsse mit Bezugszeichen 231 bis 239, ein zu (ver-)messendes Interferometer mit 25 und einen Interferometerabschnitt, der die Überwachungsanschlüsse umfasst, mit 26. Obwohl die Richtkoppler 211 bis 21M durch eine einzelne Linie veranschaulicht sind, beinhalten sie in Wirklichkeit zwei Lichtwellenleiter, die mit einer geeigneten Nähe nebeneinander platziert sind.

Das herkömmliche Verfahren zum Anpassen der Eigenschaften der mehrstufigen optischen Schaltung vom Mach-Zehnder-Interferometer-Typ mit der vorhergehenden Konfiguration wird wie folgt durchgeführt. Es versieht die Schaltung an vorgelagerten und nachgelagerten Stufen des zu messenden Interferometers in naher Umgebung mit Überwachungsanschlüssen, ebenso wie der mit den Überwachungsanschlüssen 231 bis 234 ausgestattete Interferometerabschnitt 26, wie in 1 gezeigt (K. Takiguchi et al., IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS, VOL. 6, NR. 1, Seiten 86 bis 88 (1994)). Um die Eigenschaften des zu messenden Interferometers 25 anzupassen, wird zum Beispiel das optische Signal von dem Überwachungsanschluss 231 oder 232 eingegeben, der an einer vorgelagerten Stufe des zu messenden Interferometers 25 eingerichtet ist. Während die Phase des Lichtwellenleiters mit der Phasensteuereinheit 22J-1 des zu messenden Interferometers 25 geändert wird, werden dann Intensitäts- bzw. Helligkeitsänderungen des Ausgangslichts von dem Überwachungsanschluss 233 oder 239 gemessen, der an einer nachgelagerten Stufe des zu messenden Interferometers 25 eingerichtet ist. Im Übrigen sind die einzelnen Überwachungsanschlüsse 231 bis 239 mit den vorgelagerten und nachgelagerten Stufen des zu messenden Interferometers 25 durch die Richtkoppler 21k-5, 21k-4, 21k+1 bzw. 21k+2 verbunden. Zusätzlich sind an der vorgelagerten oder nachgelagerten Stufe Richtkoppler 21K-2 und 21K-1 in dem zu messenden Interferometer 25 zum Verbinden weiterer Überwachungsanschlüsse für weitere zu (ver-)messende Interferometer bereitgestellt.

Zwischen den Überwachungsanschlüssen 231 und 233, die für das zu messende Interferometer 25 bereitgestellt sind, ist ein symmetrisches Mach-Zehnder-Interferometer mit zwei Lichtwellenleitern konfiguriert, die die gleichen Lichtweglängen aufweisen. Die Intensität bzw. Helligkeit des Ausgangslichts ändert sich in Erwiderung auf die Phasenänderung &PHgr; durch die Phasensteuereinheit 22J-1 wie in 2 veranschaulicht. Dementsprechend ermöglicht eine Messung der Intensitätsänderungen, den Ansteuerbetrag (der einem Phasensteuersignal entspricht) der Phasensteuereinheit 22J-1 des zu messenden Interferometers 25 zu kennen und die Phase des optischen Signals durch Einstellung eines geeigneten Ansteuerbetrags an der Phasensteuereinheit 22J-1 mit gewünschten Eigenschaften zu versehen. Der Graph von 2, der die Phasen-Ausgangslichtintensität veranschaulicht, normiert die Intensität mit der maximalen Intensität unter der Annahme, dass das Kopplungsverhältnis der Richtkoppler 21K-3 und 21K 50% beträgt (3dB-Richtkoppler).

1 zeigt eine Konfiguration, bei der nur der Interferometerabschnitt 26 die Überwachungsanschlüsse 231 bis 239 aufweist, um den Unterschied zwischen dem Abschnitt mit den Überwachungsanschlüssen und Abschnitten ohne Verwendung dieser klar zu machen. In Wirklichkeit sind Überwachungsanschlüsse jedoch an den vorgelagerten und nachgelagerten Stufen von allen Interferometern bereitgestellt, abgesehen von den Interferometern an beiden Enden, die Eingangs- und Ausgangsabschnitte der mehrstufigen optischen Schaltung vom Mach-Zehnder-Interferometer-Typ bilden, so dass die anderen Interferometer ebenfalls der Messung der Phaseneigenschaften und der Anpassung der Phasen unter Verwendung des gleichen Vorgangs unterzogen werden. Die Interferometer an beiden Enden der mehrstufigen optischen Schaltung vom Mach-Zehnder-Interferometer-Typ, die deren Eingangs- und Ausgangsabschnitte bilden, können die Lichtwellenleiter, die die Eingangsanschlüsse oder Ausgangsanschlüsse bilden, als die Überwachungsanschlüsse verwenden, wodurch das Erfordernis umgangen wird, die Überwachungsanschlüsse einzurichten.

Das herkömmliche Eigenschaftenanpassungsverfahren weist jedoch die folgenden Probleme auf, weil die mehrstufige optische Schaltung vom Mach-Zehnder-Interferometer-Typ die Überwachungsanschlüsse in den vorgelagerten und nachgelagerten Stufen der Interferometer in naher Umgebung enthalten muss. (1) Eine Einrichtung der Überwachungsanschlüsse vergrößert die Abmessungen der Vorrichtung; und (2) aufgrund der Entweichung von Licht an die Überwachungsanschlüsse wird ein Vorrichtungsverlust erhöht.

Das Dokument "Adaptive Gain Equalizer in High-Index-Contrast SiON Technology" von B.J. Offrein et al., IEEE Photonics Technology Letters, Vol. 12, Nr. 5, Mai 2000, Seiten 504 bis 506, ISSN: 1041–1135, offenbart außerdem eine mehrstufige optische Schaltung vom Mach-Zehnder-Interferometer-Typ und ein Anpassungsverfahren für die Eigenschaften dieser. Dabei wird durch Variation einer Kopplungsstärke und einer Verzögerungsleitungslänge über den thermooptischen Effekt Rekonfigurierbarkeit und Abstimmung erreicht. Es bleibt jedoch das Problem, dass dieses Dokument nicht zeigt, wie eine Abstimmungskurve für asymmetrische Mach-Zehnder-Interferometer auf eine effiziente Art und Weise erhalten werden kann.

Die Erfindung wird/ist implementiert, um die vorhergehenden Probleme zu lösen. Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum exakten und einfachen Anpassen der Eigenschaften der mehrstufigen optischen Schaltung vom Mach-Zehnder-Interferometer-Typ ohne Einrichtung irgendwelcher Überwachungsanschlüsse bereitzustellen.

Um die Aufgabe der Erfindung zu erreichen, ist ein Anpassungsverfahren für Eigenschaften einer mehrstufigen optischen Schaltung vom Mach-Zehnder-Interferometer-Typ gemäß Anspruch 1 bereitgestellt.

Weitere Ausprägungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen dargelegt.

Zusätzlich kann die Eigenschaftenanpassung durch Verwendung der Verfahren gemäß der Erfindung eine mehrstufige optische Schaltung vom Mach-Zehnder-Interferometer-Typ ohne die Überwachungsanschlüsse mit geringem Verlust bereitstellen.

Gemäß der Erfindung wird es unnötig, die Überwachungsanschlüsse (Überwachungsschaltungen) einzurichten. Demzufolge kann das Problem einer Erhöhung der Vorrichtungsgröße oder des optischen Signalverlusts behoben werden. Da die Phasenverschiebungswerte genau eingestellt werden können, können außerdem Herstellungsfehler auf einfache Weise korrigiert werden, wodurch die präzise Phaseneinstellung der komplizierten mehrstufigen optischen Schaltung vom Mach-Zehnder-Interferometer-Typ ermöglicht wird.

Die vorstehenden und weitere Aufgaben, Wirkungen, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen dieser in Zusammenhang mit der begleitenden Zeichnung deutlicher.

1 ist eine schematische Darstellung, die ein herkömmliches Anpassungsverfahren für die Eigenschaften einer mehrstufigen optischen Schaltung vom Mach-Zehnder-Interferometer-Typ veranschaulicht;

2 ist ein Graph, der eine Intensitätskennlinie der optischen Ausgabe über Phasenänderungen einer Phasensteuereinheit bei einem symmetrischen Mach-Zehnder-Interferometer veranschaulicht;

3 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Anpassungsverfahren für die Eigenschaften der mehrstufigen optischen Schaltung vom Mach-Zehnder-Interferometer-Typ als ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung veranschaulicht;

4 ist eine schematische Darstellung einer mehrstufigen optischen Schaltung vom Mach-Zehnder-Interferometer-Typ zur Erläuterung des Vorgangs von Schritt S1 gemäß 3;

5 ist eine schematische Darstellung der mehrstufigen optischen Schaltung vom Mach-Zehnder-Interferometer-Typ zur Erläuterung des Vorgangs von Schritt S2 gemäß 3;

6A ist ein Graph, der eine Intensitätskennlinie eines symmetrischen Mach-Zehnder-Interferometers basierend auf einem Intensitätskopplungsverhältnis veranschaulicht, wobei das Intensitätskopplungsverhältnis 20% beträgt;

6B ist ein Graph, der die Intensitätskennlinie des symmetrischen Mach-Zehnder-Interferometers basierend auf dem Intensitätskopplungsverhältnis veranschaulicht, wobei das Intensitätskopplungsverhältnis 50% beträgt;

6C ist ein Graph, der die Intensitätskennlinie eines symmetrischen Mach-Zehnder-Interferometers basierend auf dem Intensitätskopplungsverhältnis veranschaulicht, wobei das Intensitätskopplungsverhältnis 80% beträgt;

7 ist eine schematische Darstellung, die eine Konfiguration einer mehrstufigen optischen Schaltung vom Mach-Zehnder-Interferometer-Typ veranschaulicht, die drei symmetrische Mach-Zehnder-Interferometer umfasst, die kaskadiert verbunden sind; und

8 ist eine schematische Darstellung, die eine mehrstufige optische Schaltung vom Mach-Zehnder-Interferometer-Typ mit einer Konfiguration veranschaulicht, bei der symmetrische Mach-Zehnder-Interferometer teilweise entfernt sind, um durch Richtkoppler mit festen Intensitätskopplungsverhältnissen ersetzt zu werden.

Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung beschrieben.

3 ist ein Ablaufdiagram, das ein Anpassungsverfahren für die Eigenschaften einer mehrstufigen optischen Schaltung vom Mach-Zehnder-Interferometer-Typ als ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung veranschaulicht; 4 ist eine schematische Darstellung der mehrstufigen optischen Schaltung vom Mach-Zehnder-Interferometer-Typ zur Erläuterung eines ersten Vorgangs gemäß 3; und 5 ist eine schematische Darstellung der mehrstufigen optischen Schaltung vom Mach-Zehnder-Interferometer-Typ zur Erläuterung eines zweiten Vorgangs gemäß 3. Das Anpassungsverfahren für die Eigenschaften der mehrstufigen optischen Schaltung vom Mach-Zehnder-Interferometer-Typ, das gemäß 3 gezeigt ist, wird nun unter Bezugnahme auf die mehrstufige optische Schaltung vom Mach-Zehnder-Interferometer-Typ beschrieben, die gemäß 4 und 5 gezeigt ist. Die mehrstufige optische Schaltung vom Mach-Zehnder-Interferometer-Typ mit der in 4 und 5 gezeigten Konfiguration ist das am häufigsten verwendete typische Beispiel. Sie umfasst (P + 1) symmetrische Mach-Zehnder-Interferometer und P asymmetrische Mach-Zehnder-Interferometer, die abwechselnd kaskadiert bzw. in Reihe verbunden sind, wobei die symmetrischen Mach-Zehnder-Interferometer an dem vorderen und dem hinteren Ende platziert sind. Zusätzlich ist einer der zwei Lichtwellenleiter der einzelnen Interferometer mit einer Phasensteuereinheit zur Steuerung der Phase des optischen Signals versehen. Obwohl die Einzelheiten nachstehend beschrieben werden, ist die Erfindung nicht auf die mehrstufige optische Schaltung vom Mach-Zehnder-Interferometer-Typ mit der vorhergehenden Konfiguration beschränkt. Sie ist zum Beispiel auch auf eine mehrstufige optische Schaltung vom Mach-Zehnder-Interferometer-Typ anwendbar, bei der jede beliebige Anzahl der symmetrischen Mach-Zehnder-Interferometer und der asymmetrischen Mach-Zehnder-Interferometer in einer willkürlichen Reihenfolge verbunden sind.

Eine konkrete Konfiguration der mehrstufigen optischen Schaltung vom Mach-Zehnder-Interferometer-Typ, die in

4 und 5 gezeigt ist, ist wie folgt. Das symmetrische Mach-Zehnder-Interferometer umfasst einen Richtkoppler 11, der vorgelagert platziert ist, zum Aufspalten/Kombinieren eines optischen Signals; einen Richtkoppler 12, der nachgelagert platziert ist, zum Aufspalten/Kombinieren des optischen Signals; zwei Lichtwellenleiter (-zweige), die zwischen den Richtkopplern 11 und 12 eingefügt sind und die gleichen Lichtweglängen aufweisen; und eine Phasensteuereinrichtung 21, die an einem der zwei Lichtwellenleiter (-zweige) angebracht ist, die zwischen den Richtkopplern 11 und 12 eingefügt sind, um die Phase des optischen Signals zu steuern. Andererseits umfasst das asymmetrische Mach-Zehnder-Interferometer den Richtkoppler 12, der vorgelagert platziert ist, zum Aufspalten/Kombinieren des optischen Signals; einen Richtkoppler 13, der nachgelagert platziert ist, zum Aufspalten/Kombinieren des optischen Signals; zwei Lichtwellenleiter (-zweige), die zwischen den Richtkopplern 12 und 13 eingefügt sind und unterschiedliche Lichtweglängen aufweisen; und eine Phasensteuereinrichtung 22, die an einem der zwei Lichtwellenleiter (-zweige) angebracht ist, die zwischen den Richtkopplern 12 und 13 eingefügt sind. Die symmetrischen Mach-Zehnder-Interferometer und die asymmetrischen Mach-Zehnder-Interferometer sind abwechselnd kaskadiert verbunden, wobei der Richtkoppler 12 geteilt bzw. gemeinsam genutzt wird, wodurch die mehrstufige optische Schaltung vom Mach-Zehnder-Interferometer-Typ aufgebaut wird. Zusätzlich sind an der vorderen Stufe der mehrstufigen optischen Schaltung vom Mach-Zehnder-Interferometer-Typ Lichtwellenleiter 91 und 92 eingerichtet, die einen Eingangsabschnitt des optischen Signals bilden.

Da die mehrstufige optische Schaltung vom Mach-Zehnder-Interferometer-Typ die mehrstufige Konfiguration aufweist, die die symmetrischen Mach-Zehnder-Interferometer und die asymmetrischen Mach-Zehnder-Interferometer abwechselnd kaskadiert verbindet, bezeichnen 4 und 5 die Richtkoppler mit Bezugszeichen 11 bis 12P+2, die Phasensteuereinheiten mit 21 bis 22P+1, Anschlüsse mit 31 bis 36 bzw. 41 bis 46, und das zu messende Interferometer mit 10 bzw. 11. Obwohl die Richtkoppler 11 bis 12P+2 der Einfachheit halber jeweils durch eine einzelne Linie veranschaulicht sind, beinhalten sie in Wirklichkeit zwei Lichtwellenleiter, die mit einer geeigneten Nähe nebeneinander platziert sind.

Eine allgemeine Beschreibung der Konfiguration der mehrstufigen optischen Schaltung vom Mach-Zehnder-Interferometer-Typ, die in 4 und 5 gezeigt ist, wird wie folgt sein. Im Speziellen umfasst die optische Schaltung zwei Lichtwellenleiter und 2(P + 1) Richtkoppler, an denen die zwei Lichtwellenleiter in naher Umgebung platziert sind, wobei P eine Ganzzahl gleich oder größer eins ist. Zusätzlich sind an (2P + 1) Abschnitten zwischen den 2(P + 1) Richtkopplern (P + 1) Paare von Lichtwellenleitern mit den gleichen Lichtweglängen und P Paare von Lichtwellenleitern mit unterschiedlichen Lichtweglängen abwechselnd angeordnet, wobei zwei Paare der Lichtwellenleiter mit den gleichen Lichtweglängen an beiden Enden platziert sind.

Außerdem ist an zumindest einem der Lichtwellenleiter von jedem der (P + 1) Paare der Lichtwellenleiter mit den gleichen Lichtweglängen und an zumindest einem der Lichtwellenleiter von jedem der P Paare von Lichtwellenleitern mit unterschiedlichen Lichtweglängen eine Phasensteuereinheit zur Steuerung der Phase des optischen Signals angebracht. Hierbei bilden die zwei Lichtwellenleiter mit den gleichen Lichtweglängen, die die Phasensteuereinheit umfassen, welche an zumindest einem der Lichtwellenleiter installiert ist, ein symmetrisches Mach-Zehnder-Interferometer. Andererseits bilden die zwei Lichtwellenleiter mit den unterschiedlichen Lichtweglängen, die die Phasensteuereinheit umfassen, welche an zumindest einem der Lichtwellenleiter installiert ist, ein asymmetrisches Mach-Zehnder-Interferometer.

Demnach umfasst die in 4 und 5 gezeigte mehrstufige optische Schaltung vom Mach-Zehnder-Interferometer-Typ (P + 1) symmetrische Mach-Zehnder-Interferometer und P asymmetrische Mach-Zehnder-Interferometer, die abwechselnd kaskadiert verbunden sind, wobei zwei der symmetrischen Mach-Zehnder-Interferometer an beiden Enden platziert sind.

Die Anpassung von den Eigenschaften der mehrstufigen optischen Schaltung vom Mach-Zehnder-Interferometer-Typ wird durch das Verfahren gemäß der Erfindung wie folgt durchgeführt. Zuerst werden eine Lichtquelle 5 geringer Kohärenz zum Ausgeben von Licht geringer Kohärenz und eine Wellenlängen-abstimmbare Lichtquelle 6 zum Ausgeben von Wellenlängen-abstimmbarem kohärenten Licht über zwei Verbindungsanschlüsse 71 und 72 mit einem optischen Schalter 8 verbunden. Der optische Schalter 8 führt eine optische Schaltung durch, um einen der Ausgangslichtstrahlen, die von der Lichtquelle 5 geringer Kohärenz und der Wellenlängen-abstimmbaren Lichtquelle 6 eingespeist werden, an die mehrstufige optische Schaltung vom Mach-Zehnder-Interferometer-Typ zu lenken. Das Licht, das der optische Schalter 8 auswählt, wird über einen von zwei Lichtwellenleitern 91 und 92, die mit der Ausgangsseite des optischen Schalters 8 verbunden sind, an die mehrstufige optische Schaltung vom Mach-Zehnder-Interferometer-Typ geführt.

Als nächstes wird unter Bezugnahme auf 3 bis 5 ein Vorgang des Anpassungsverfahrens für die Eigenschaften der mehrstufigen optischen Schaltung vom Mach-Zehnder-Interferometer-Typ gemäß der Erfindung beschrieben. Die folgende Beschreibung wird unter der Annahme vorgenommen, dass die mehrstufige optische Schaltung vom Mach-Zehnder-Interferometer-Typ Silica- bzw. Quarz-basiertes Glas als Material der Lichtwellenleiter einsetzt.

Als erstes wird der Vorgang von Schritt S1, der gemäß 3 gezeigt ist, unter Bezugnahme auf 4 beschrieben. In Schritt S1 wird nur die Lichtquelle 5 geringer Kohärenz durch den optischen Schalter 8 mit dem Lichtwellenleiter 91 der mehrstufigen optischen Schaltung vom Mach-Zehnder-Interferometer-Typ verbunden. Hierbei muss die Lichtquelle 5 geringer Kohärenz eine Spektralbreite aufweisen, damit ihre Kohärenzlänge kürzer ist als die minimale Lichtweglängendifferenz zwischen den zwei Lichtwellenleitern jedes asymmetrischen Mach-Zehnder-Interferometers. Es ist möglich, als die Lichtquelle geringer Kohärenz eine Leuchtdiode (LED) eine Superlumineszenzdiode (SLD), das Licht einer verstärkten Spontanemission (ASE-Lichtquelle) eines mit seltener Erde dotierten Glasfaserverstärkers oder eines Halbleiterlaserverstärkers oder dergleichen zu verwenden.

Die Kohärenzlänge Lc der Lichtquelle ist unter der Annahme, dass das Profil des Spektrums der Lichtquelle Gauß-förmig ist, durch die folgende Gleichung gegeben.

Die Kohärenzlänge ist definiert als eine maximale Lichtweglängendifferenz, die Interferenz verursacht, wenn Licht in zwei Anteile aufgespaltet, über unterschiedliche Lichtweglängen übertragen und wieder kombiniert wird. LC = &lgr;02/&Dgr;&lgr;(1), wobei &lgr;0 die Mittenwellenlänge der Lichtquelle ist und &Dgr;&lgr; die volle Breite bei halbem Maximum des Spektrums der Lichtquelle ist. Wird zum Beispiel eine SLD als die Lichtquelle geringer Kohärenz verwendet, gilt etwa &lgr;0 = 1550 nm und &Dgr;&lgr; = 50 nm, und beträgt LC ungefähr 48,1 &mgr;m.

Zusätzlich ist die Lichtweglängendifferenz &Dgr;L des asymmetrischen Mach-Zehnder-Interferometers durch die folgende Gleichung gegeben. &Dgr;L = c/(n × fFSR)(2), wobei c die Geschwindigkeit von Licht in Vakuum ist, n ein effektiver Brechungsindex der Lichtwellenleiter ist und fFSR ein FSR ("Free Spectrum Range": freier Spektralbereich) ist. Unter Berücksichtigung, dass optische Filter für WDM-Kommunikationen üblicherweise in dem FSR in der Größenordnung von wenigen Dutzend bis mehreren Hundert Gigahertz verwendet wird, wird der Wert &Dgr;L mehrere Hundert Mikrometer bis wenige Dutzend Millimeter, wenn angenommen wird, dass die Struktur der Lichtwellenleiter aus dem Silica-basierten Glas hergestellt ist, wobei n ungefähr 1,5 ist.

Aus typischen Werten von Lc und &Dgr;L, die durch Gleichungen (1) und (2) gegeben sind, ist ersichtlich, dass Lc << &Dgr;L einfach erreicht werden kann. Mit anderen Worten ist die Lichtweglängendifferenz &Dgr;L zwischen den zwei Lichtwellenleitern (-zweigen) des asymmetrischen Mach-Zehnder-Interferometers im Vergleich zu der Kohärenzlänge Lc des Lichts geringer Kohärenz viel länger. Dementsprechend erfüllt das Licht geringer Kohärenz an dem asymmetrischen Mach-Zehnder-Interferometer nicht die Interferenzbedingung (&Dgr;L ≤ Lc), weshalb keine Interferenz verursacht wird. Was das symmetrische Mach-Zehnder-Interferometer angeht erfüllt das Licht geringer Kohärenz jedoch die Interferenzbedingung (&Dgr;L ≤ Lc), wodurch die Interferenz verursacht wird, da die Lichtweglängen so ausgelegt sind, dass sie zwischen den Zweigen gleich werden. Als Folge hiervon wird als Reaktion auf die Phasendifferenz &PHgr; zwischen den Zweigen zum Beispiel die Intensitätskennlinie der optischen Ausgabe wie in 2 veranschaulicht erhalten.

Üblicherweise beträgt die Abweichung der Lichtweglängendifferenz des symmetrischen Mach-Zehnder-Interferometers infolge eines Herstellungsfehlers ungefähr einige Zehntel der Wellenlänge, das heißt ungefähr einige Zehntel von 2&pgr; bezüglich der Phase &PHgr;. Dementsprechend wird bei dem symmetrischen Mach-Zehnder-Interferometer mit zwei 3dB-Richtkopplern der Hauptteil des Lichts von dem Kreuzungsanschluss ausgegeben und wird nur ein sehr geringer Teil von diesem an den Durchgangsanschluss entweichen. Unter Berücksichtigung eines Falls, bei dem das Licht in den Lichtwellenleiter 91 gemäß 4 einfällt, wird der Hauptteil des Lichts demnach an die Kreuzungsanschlussseite übertragen, was in 4 durch Pfeile angegeben ist.

Als nächstes wird ein Vorgang zum Durchführen einer Messung und einer Einstellung der Eigenschaften des zu messenden symmetrischen Mach-Zehnder-Interferometers durch Einsatz der vorgenannten Eigenart des Lichts geringer Kohärenz beschrieben. Gemäß 4 ist das zu messende symmetrische Mach-Zehnder-Interferometer 10 durch gestrichelte Linien umschlossen. Das zu messende Interferometer 10 hat zwei eingangsseitige Lichtwellenleiter als dessen Anschlüsse 31 und 32, sowie zwei ausgangsseitige Lichtwellenleiter als dessen Anschlüsse 33 und 34. Außerdem bilden die zwei ausgangsseitigen Lichtwellenleiter in der letzten Stufe Anschlüsse 35 und 36.

Die Lichter, die in die Anschlüsse 31 und 32 auf der Eingangsseite des zu messenden symmetrischen Mach-Zehnder-Interferometers 10 einfallen, haben die Lichtwellenleiter durchlaufen, die die Lichtweglängendifferenz &Dgr;L aufweisen, die größer ist als die Kohärenzlänge. Dementsprechend haben die Lichter zwischen ihren Phaseninformationen keine Korrelation. Somit sind die optischen Intensitäten OUT1 und OUT2 an den Anschlüssen 33 bzw. 34 durch die folgenden Gleichungen gegeben. OUT1 = I0{r·sin2Q-1/2) + (1 – r)·cos2Q-1/2)} = I0{1 – r – (1 – 2r)·sin2Q-1/2)}(3) OUT2 = I0{r·cos2Q-1/2) + (1 – r)·sin2Q-1/2)} = I0{r + (1 – 2r)·sin2Q-1/2)}(4) wobei r: (1 – r) das Verhältnis zwischen den Intensitäten der Eingangslichter an den Anschlüssen 31 und 32 ist, wobei r >> 1 – r gilt; I0 die Intensität von Licht ist, das in das zu messende symmetrische Mach-Zehnder-Interferometer 10 einfällt; und Phase ϕQ-1 die Phase an der Phasensteuereinheit 2Q-1 ist.

Unter normalen Bedingungen, ausschließlich des Falls von r = 0,5, der unter gewöhnlichen Herstellungsbedingungen niemals auftritt, variieren die optischen Intensitäten OUT1 und OUT2 mit der Phase ϕQ-1, und daher variieren auch die Ausgaben der Anschlüsse 35 und 36 der letzten Stufe. Mit anderen Worten entsprechen die Ausgabeänderungen an den Anschlüssen 35 und 36 der letzten Stufe den Ausgabeänderungen der Ausgaben OUT1 und OUT2. Somit wird durch Überwachung der Ausgaben von den Anschlüssen 35 und 36 der letzten Stufe eine Messung des Ansteuerbetrags der Phasensteuereinheit (entsprechend dem Phasensteuersignal) an dem Punkt durchgeführt, an dem die Ausgaben maximal oder minimal werden (das heißt dem Punkt, an dem das Intensitätskopplungsverhältnis 0% oder 100 wird).

Im Übrigen ergibt ein handelsüblicher Lichtleistungsmesser, der zum Durchführen einer Messung der optischen Intensität in Dezibeleinheit fähig ist, die genaueste Messung für die Ausgabeänderungen nahe der minimalen Ausgabe. Folglich wird der Ansteuerbetrag üblicherweise an dem Punkt einer minimalen Ausgabe gemessen. Zum Beispiel ist bekannt, dass in Bezug auf einen Lichtwellenleiter aus Silica-basiertem Glas die Brechungsindexänderung proportional zu der auf dem thermooptischen Effekt basierenden Leistung ist, und dass in Bezug auf einen Halbleiterlichtwellenleiter die Brechungsindexänderung proportional zu der auf dem elektrooptischen Effekt basierenden Spannung ist. Demnach ermöglicht eine Messung dieser Werte, den Ansteuerbetrag der Phasensteuereinheit zu erhalten.

Nach Erfassung von Ansteuerbeträgen POQ-1,min1 und POQ-1,min2 (POQ-1,min1 < POQ-1,min2), die an zwei Stellen gemessen werden, die minimale Ausgaben bieten, wird unter Verwendung der Phaseninformationen eine Anpassung derart durchgeführt, dass das Intensitätskopplungsverhältnis zwischen dem Anschluss 31 oder 32 und dem Anschluss 33 oder 34 genau 0% oder 100 wird. Obwohl bei Durchführung der folgenden Messung ohne diese Anpassung kein Nachteil auftritt, ist die Anpassung wirkungsvoll, um Messungen der verbleibenden symmetrischen Mach-Zehnder-Interferometer genauer und einfacher durchzuführen. Die Phaseninformationen der einzelnen symmetrischen Mach-Zehnder-Interferometer werden erhalten, indem der vorstehende Vorgang nacheinander auf die verbleibenden symmetrischen Mach-Zehnder-Interferometer angewandt wird.

Obwohl die Messabfolge der symmetrischen Mach-Zehnder-Interferometer willkürlich sein kann, haben aufeinander folgende Messungen von der letzten Stufe zu der ersten Stufe hin einen Vorteil dahingehend, dass die resultierende Phaseninformation gegenüber den Phasenfehlern unanfällig ist, die von den noch nicht zu messenden symmetrischen Mach-Zehnder-Interferometern bewirkt werden. Bei Verwendung einer kohärenten Lichtquelle (wie etwa einem gewöhnlichen Halbleiterlaser), bei der Lc > &Dgr;L gilt, wird deren kohärentes Licht außerdem eine Interferenz sogar in den Abschnitten der asymmetrischen Mach-Zehnder-Interferometer verursachen, wodurch die vorhergehende Messung unmöglich bzw. unbrauchbar gemacht wird, was in Betracht gezogen werden muss.

Als nächstes wird der gemäß 3 gezeigte Vorgang von Schritt S2 beschrieben. Die Konfiguration der mehrstufigen optischen Schaltung vom Mach-Zehnder-Interferometer-Typ, die in 5 gezeigt ist, ist die gleiche wie diejenige der mehrstufigen optischen Schaltung vom Mach-Zehnder-Interferometer-Typ, die in 4 gezeigt ist. Zur Vereinfachung der Beschreibung des Vorgangs ist das zu messende asymmetrische Mach-Zehnder-Interferometer 11 durch gestrichelte Linien umschlossen und sind dessen benachbarte symmetrische Mach-Zehnder-Interferometer 12 und 13 an der vorgelagerten bzw. nachgelagerten Stufe durch strichpunktierte Linien umschlossen. Des Weiteren hat das zu messende asymmetrische Mach-Zehnder-Interferometer 11 zwei eingangsseitige Lichtwellenleiter als dessen Anschlüsse 41 und 42, sowie zwei ausgangsseitige Lichtwellenleiter als dessen Anschlüsse 43 und 44. Außerdem bilden die zwei ausgangsseitigen Lichtwellenleiter in der letzten Stufe Anschlüsse 45 und 46.

Zunächst ist nur die Wellenlängen-abstimmbare Lichtquelle 6 über den optischen Schalter 8 mit dem Lichtwellenleiter 91 der mehrstufigen optischen Schaltung vom Mach-Zehnder-Interferometer-Typ verbunden. Die Wellenlängenabstimmbare Lichtquelle 6 erfüllt die Bedingung Lc > &Dgr;L und die Wellenlänge des Ausgangslichts ist zum Beispiel auf die Betriebsmittenfrequenz der optischen Schaltung eingestellt.

Dieser Schritt führt die Messung und Einstellung der Eigenschaften des asymmetrischen Mach-Zehnder-Interferometers 11 durch. Genauer gesagt werden die Intensitätskopplungsverhältnisse der zwei symmetrischen Mach-Zehnder-Interferometer 12 und 13 von 5 gemäß den Ansteuerphasenbetragsinformationen der symmetrischen Mach-Zehnder-Interferometer, die in dem Vorgang des vorhergehenden Schritts S1 gemessen wurden, auf 50% eingestellt. In diesem Fall ist ein Ansteuerbetrag POr, der für den symmetrischen Mach-Zehnder-Interferometerzweig benötigt wird, durch die folgende Gleichung für das Interferometer 12 gegeben. POr = POU-1,min1 + (POU-1,min2 – POU-1,min1)/4(5)

6A bis 6C sind Graphen, die die Intensitätskennlinien des symmetrischen Mach-Zehnder-Interferometers für die einzelnen Intensitätskopplungsverhältnisse veranschaulichen. Im Speziellen zeigen sie die Intensitätseigenschaften über der Phasenänderung &PHgr;U der Phasensteuereinheit 2U zwischen den Anschlüssen 41 und 43, wenn die Intensitätskopplungsverhältnisse der symmetrischen Mach-Zehnder-Interferometer 12 und 13 von 5 als Parameter verwendet werden. 6A veranschaulicht einen Fall, wenn das Intensitätskopplungsverhältnis 20% beträgt, 6B veranschaulicht einen Fall, wenn es 50% beträgt, und 6C veranschaulicht einen Fall, wenn es 80% beträgt. Die Kennlinien bzw. Eigenschaften der symmetrischen Mach-Zehnder-Interferometer 12 und 13 sind derart normiert, dass sie die maximale Intensität annehmen, wenn die Kopplungsverhältnisse 50% betragen. Obwohl die Kopplungsverhältnisse der symmetrischen Mach-Zehnder-Interferometer auf jeden beliebigen Wert außer 0% und 100 eingestellt werden können, bieten die Kopplungsverhältnisse von 50%, wie in 6A bis 6C veranschaulicht, den folgenden Vorteil. Die Kopplungsverhältnisse von 50% können die Intensitätsdifferenz zwischen dem maximalen Wert und dem minimalen Wert der Ausgangslichtintensität maximieren, wodurch ein Vorteil darin geboten wird, die Messung genauer und einfacher zu machen.

In 5 ist die Intensitätstransmittanz der symmetrischen Mach-Zehnder-Interferometer abgesehen von den beiden symmetrischen Mach-Zehnder-Interferometern 12und 13, die zu dem zu messenden asymmetrischen Mach-Zehnder-Interferometer 11 benachbart sind, basierend auf den Messinformationen von Schritt S1 auf 0% oder 100 eingestellt. Der Grund dafür ist wie folgt. Da das Wellenlängen-abstimmbare Licht, das bei dem vorliegenden Schritt S2 verwendet wird, kohärentes Licht ist, kann es in den asymmetrischen Mach-Zehnder-Interferometern abgesehen von dem zu messenden asymmetrischen Mach-Zehnder-Interferometer 11 Interferenz verursachen. Dementsprechend ist es für die Messung des zu messenden asymmetrischen Mach-Zehnder-Interferometers 11 notwendig, eine derartige Interferenz soweit wie möglich zu vermeiden. Deshalb wird die Transmittanz der verbleibenden symmetrischen Mach-Zehnder-Inteferometer abgesehen von 12 und 13 für ihre Kreuzungsanschlüsse auf 100 eingestellt, was es dem Licht ermöglicht, sich wie durch Pfeile gemäß 5 angegeben auszubreiten, wenn die Phase &PHgr;U ein ganzzahliges Vielfaches von 2&pgr; ist. Als Folge hiervon kann sich das Licht durch die asymmetrischen Mach-Zehnder-Interferometer abgesehen von dem zu messenden asymmetrischen Mach-Zehnder-Interferometer 11 ohne Interferenz ausbreiten.

Nach Durchführung der vorhergehenden Einstellungen für die einzelnen Interferometer wird das Ausgangslicht von dem zu messenden asymmetrischen Mach-Zehnder-Interferometer 11 an den Anschlüssen 45 und 46 der letzten Stufe gemessen. Dann wird der Ansteuerbetrag POU,min der Phasensteuereinheit 2U gemessen und aufgezeichnet, wenn die Lichtausgangsintensität minimal oder maximal wird (das heißt, wenn das Intensitätskopplungsverhältnis 0% oder 100% beträgt). Der Vorgang wird nacheinander für die verbleibenden asymmetrischen Mach-Zehnder-Interferometer derart durchgeführt, dass die Ansteuerbeträge ihrer einzelnen Phasensteuereinheiten gemessen und aufgezeichnet werden.

Obwohl die Messabfolge der asymmetrischen Mach-Zehnder-Interferometer willkürlich sein kann, haben aufeinander folgende Messungen von der letzten Stufe zu der ersten Stufe hin einen Vorteil dahingehend, dass die resultierenden Phaseninformationen gegenüber den Phasenfehlern unanfällig sind, die durch die noch nicht zu messenden asymmetrischen Mach-Zehnder-Interferometer bewirkt werden.

Schließlich wird der Vorgang von Schritt S3 gemäß 3 durchgeführt. Um gewünschte optische Ausgangseigenschaften der mehrstufigen optischen Schaltung vom Mach-Zehnder-Interferometer-Typ zu erhalten, ist es notwendig, den Phasenverschiebungsbetrag &eegr;v, der für die einzelnen symmetrischen Mach-Zehnder-Interferometer erforderlich ist, gemäß dem Anwendungszweck der mehrstufigen optischen Schaltung vom Mach-Zehnder-Interferometer-Typ (wie etwa als optisches Filter, Dispersionskompensator oder Verstärkungsentzerrer) und den zu erfüllenden Eigenschaften zu berechnen. Sobald der Phasenverschiebungsbetrag &eegr;v und die Phaseninformation für die in Schritt S1 gemessenen Ansteuerbeträge erhalten wurden, sind die tatsächlich an den symmetrischen Mach-Zehnder-Interferometern eingestellten Ansteuerbeträge POv,r durch die folgende Gleichung gegeben. POv,r = POV,min1 + (POV,min2 – POV,min1) × &eegr;v/(2 × &Agr;)(6), wobei POV,min1 und POV,min2 in Schritt S1 erhaltene Ansteuerbeträge sind.

Die Phaseneinstellung der einzelnen symmetrischen Mach-Zehnder-Interferometer wird basierend auf den Ansteuerbeträgen POv,r durchgeführt. Darüber hinaus wird die Phaseneinstellung der einzelnen asymmetrischen Mach-Zehnder-Interferometer auf die gleiche Weise wie für die symmetrischen Mach-Zehnder-Interferometer unter Verwendung der in Schritt S2 erhaltenen Werte POW,min durchgeführt. Somit werden schließlich die gewünschten Eigenschaften erhalten.

Im Übrigen kann die Genauigkeit der Einstellung bei den Phasenmessungen in Schritten S1 und S2 verbessert werden, indem die Phasenmodulation der Lichtwellenleiter nach Bedarf durchgeführt wird, und indem eine synchrone Detektion unter Verwendung eines synchronisierten bzw. Lock-In-Verstärkers und dergleichen ausgeführt wird.

Zusammenfassend ist der Vorgang des Eigenschaftenanpassungsverfahrens der mehrstufigen optischen Schaltung vom Mach-Zehnder-Interferometer-Typ gemäß der Erfindung wie folgt.

In Bezug auf die mehrstufige optische Schaltung vom Mach-Zehnder-Interferometer-Typ einschließlich der symmetrischen Mach-Zehnder-Interferometer und der asymmetrischen Mach-Zehnder-Interferometer, die kaskadiert verbunden sind, interferieren die Lichter nur in den symmetrischen Mach-Zehnder-Interferometern, aber nicht in den asymmetrischen Mach-Zehnder-Interferometern, wenn das Licht geringer Kohärenz eingespeist wird, das eine Kohärenzlänge aufweist, die kürzer ist als die minimale Lichtweglängendifferenz der asymmetrischen Mach-Zehnder-Interferometer.

Daher ist es erstens für alle symmetrischen Mach-Zehnder-Interferometer möglich, Beziehungen zwischen den Ansteuerbeträgen der Phasensteuereinheiten in den einzelnen symmetrischen Mach-Zehnder-Interferometern und den tatsächlichen Phasenverschiebungsbeträgen nacheinander zu messen, indem das Licht geringer Kohärenz mit der Kohärenzlänge, die kürzer ist als die minimale Lichtweglängendifferenz der asymmetrischen Mach-Zehnder-Interferometer, in die mehrstufige optische Schaltung vom Mach-Zehnder-Interferometer-Typ eingekoppelt wird, und indem die Intensitätsänderung des Ausgangslichts gemessen wird, wenn der Ansteuerbetrag der Phasensteuereinheit in jedem symmetrischen Mach-Zehnder-Interferometer geändert wird, wobei der Ansteuerbetrag dem Phasensteuersignal entspricht, wie etwa einer angewandten thermooptischen Leistung in den Silica-basierten Glaslichtwellenleitern und einer angelegten Spannung in den Halbleiterlichtwellenleitern.

Zweitens werden, während das Licht von der Wellenlängenabstimmbaren kohärenten Lichtquelle in die mehrstufige optische Schaltung vom Mach-Zehnder-Interferometer-Typ eingekoppelt wird, die Intensitätskopplungsverhältnisse der zwei symmetrischen Mach-Zehnder-Interferometer, die zu dem zu messenden asymmetrischen Mach-Zehnder-Interferometer benachbart sind, gemäß der Messung der zwei symmetrischen Mach-Zehnder-Interferometer auf 50% eingestellt und werden die Intensitätskopplungsverhältnisse der symmetrischen Mach-Zehnder-Interferometer abgesehen von den zwei symmetrischen Mach-Zehnder-Interferometern auf 0% oder 100 eingestellt. Unter den Bedingungen derartiger Intensitätskopplungsverhältnisse hat kein asymmetrisches Mach-Zehnder-Interferometer zwischen den symmetrischen Mach-Zehnder-Interferometern, deren Intensitätskopplungsverhältnisse auf 0% oder 100 eingestellt sind, einen Effekt auf das Ausgangslicht. Daher wird das Ausgangslicht nur durch die Phasenänderung in dem zu messenden asymmetrischen Mach-Zehnder-Interferometer geändert, das heißt das asymmetrische Mach-Zehnder-Interferometer zwischen den symmetrischen Mach-Zehnder-Interferometern, deren Intensitätskopplungsverhältnisse auf 50% eingestellt sind. Daher ist es möglich, die Beziehung zwischen dem Ansteuerbetrag der Phasensteuereinheit in dem zu messenden asymmetrischen Mach-Zehnder-Interferometer und dem tatsächlichen Phasenverschiebungsbetrag zu messen, indem die Intensitätsänderung des Ausgangslichts gemessen wird, während sich der Ansteuerbetrag der Phasensteuereinheit des zu messenden asymmetrischen Mach-Zehnder-Interferometers ändert. Somit können die Phaseneigenschaften von allen asymmetrischen Mach-Zehnder-Interferometern gemessen werden, indem die zu messenden asymmetrischen Mach-Zehnder-Interferometer nacheinander geändert bzw. gewechselt werden.

Drittens werden den Phasensteuereinheiten der einzelnen Interferometern gemäß den Messergebnissen der Ansteuerbeträge der Phasensteuereinheiten in den einzelnen Interferometern, die in den vorhergehenden Messvorgängen erhalten wurden, geeignete Ansteuerbeträge zugeordnet. Somit werden die Phasensteuerbeträge der einzelnen Interferometer an die Phasenverschiebungsbeträge des gewünschten optischen Ausgangs angepasst, wodurch die gewünschten optischen Eigenschaften der gesamten optischen Schaltung implementiert werden.

Die Beschreibung bis zu diesem Punkt ist anhand des Beispiels durchgeführt, das als die Phasensteuereinheit den Silica-basierten Glaslichtwellenleiter verwendet, dessen Brechungsindexänderung proportional zu der thermooptischen Leistung ist. Die Wellenleiter sind jedoch nicht auf Glaslichtwellenleiter wie etwa einen Silica-basierten Glaslichtwellenleiter oder eine Lichtleitfaser beschränkt. Die Erfindung ist zum Beispiel auch auf die Eigenschaftenanpassung einer mehrstufigen optischen Schaltung vom Mach-Zehnder-Interferometer-Typ mit einem dielektrischen Lichtwellenleiter oder einem Halbleiter-Lichtwellenleiter anwendbar, die den elektrooptischen Effekt ausnutzen, bei dem die Brechungsindexänderung proportional zu dem angewandten elektrischen Feld ist. In Bezug auf eine mehrstufige optische Schaltung vom Mach-Zehnder-Interferometer-Typ mit einer hybrid-integrierten Konfiguration, die eine Kombination von mehreren unterschiedlichen Typen von Lichtwellenleitern umfasst, kann deren gesamte Eigenschaftenanpassung darüber hinaus durchgeführt werden, indem die Eigenschaftenanpassung gemäß der Erfindung auf geeignete Weise mit Änderung des Phasensteuereffekts gemäß den Typen der einzelnen Lichtwellenleiterabschnitte durchgeführt wird.

Außerdem ist die Erfindung nicht nur auf die mehrstufige optische Schaltung vom Mach-Zehnder-Interferometer-Typ mit der in 4 und 5 gezeigten Konfiguration anwendbar, sondern auch auf die mehrstufige optische Schaltung vom Mach-Zehnder-Interferometer-Typ mit den symmetrischen Mach-Zehnder-Interferometern und den asymmetrischen Mach-Zehnder-Interferometern, die in beliebiger Anzahl in beliebiger Reihenfolge verbunden sind. Zum Beispiel ist die Erfindung auf die mehrstufige optische Schaltung vom Mach-Zehnder-Interferometer-Typ mit der in 7 oder 8 gezeigten Konfiguration anwendbar.

7 ist eine schematische Darstellung, die eine Konfiguration einer mehrstufigen optischen Schaltung vom Mach-Zehnder-Interferometer-Typ mit drei aufeinander folgenden symmetrischen Mach-Zehnder-Interferometern veranschaulicht, die kaskadiert verbunden sind. Die Hauptpunkte werden nachstehend beschrieben. Bei dem einstufigen symmetrischen Mach-Zehnder-Interferometer, das in 4 oder 5 gezeigt ist, ist es schwierig, ein beliebiges Intensitätskopplungsverhältnis in dem Bereich von 0% bis 100 für das gesamte symmetrische Mach-Zehnder-Interferometer zu erzielen, wenn die Intensitätskopplungsverhältnisse der Richtkoppler, die an dessen beiden Enden platziert sind, von 50% abweichen. Bei einem dreistufigen symmetrischen Mach-Zehnder-Interferometer 70 mit drei symmetrischen Mach-Zehnder-Interferometern (71, 72 und 73), die kaskadiert verbunden sind, wie in 7 gezeigt, ist im Gegensatz dazu eine Anpassung der Intensitätskopplungsverhältnisse in den zwei symmetrischen Mach-Zehnder-Interferometern (71, 73) an beiden Enden auf genau 50% einfach. Als Folge hiervon kann das gesamte dreifach kaskadiert symmetrische Mach-Zehnder-Interferometer 70 auf einfache Weise ein beliebiges Intensitätskopplungsverhältnis in dem Bereich von 0% bis 100% implementieren, wodurch es fähig ist, die gewünschten Schaltungseigenschaften mit hoher Genauigkeit auf einfache Weise zu implementieren.

8 ist eine schematische Darstellung, die eine mehrstufige optische Schaltung vom Mach-Zehnder-Interferometer-Typ mit einer Konfiguration veranschaulicht, bei der symmetrische Mach-Zehnder-Interferometer teilweise entfernt sind, und diese Abschnitte (80 und 80') durch Richtkoppler (81 und 81') mit festen Intensitätskopplungsverhältnissen ersetzt sind. Ein Festlegen der Intensitätskopplungsverhältnisse der Richtkoppler kann die Eigenschaftenanpassung der gesamten optischen Schaltung erleichtern und die Größe der optischen Schaltung reduzieren. Die Konfiguration ist insbesondere wirkungsvoll, um die Eigenschaften der optischen Schaltung mit einem begrenzten Bereich zu implementieren.

Es ist offensichtlich, dass die Änderungen der Konfigurationen der optischen Schaltungen vom Mach-Zehnder-Interferometer-Typ wie in 7 und 8 gezeigt nicht auf die mehrstufige Anordnung oder die teilweise Weglassung der symmetrischen Mach-Zehnder-Interferometer beschränkt sind. Auf die Konfiguration der symmetrischen Mach-Zehnder-Interferometer sind auch ähnliche Änderungen anwendbar.

Um die Wirksamkeit bzw. den Wirkungsgrad des Eigenschaftenanpassungsverfahrens der mehrstufigen optischen Schaltung vom Mach-Zehnder-Interferometer-Typ gemäß der Erfindung zu verifizieren, wurde eine mehrstufige optische Schaltung vom Mach-Zehnder-Interferometer-Typ ohne Überwachungsanschlüsse (Schaltung 1) unter Verwendung einer Silica-basierten Glas-Lichtwellenleiter-Technologie hergestellt und wurde deren Eigenschaftenanpassung mittels Anwendung des Eigenschaftenanpassungsverfahrens gemäß der Erfindung durchgeführt. Zusätzlich wurde als Referenz des Eigenschaftenvergleichs eine herkömmliche mehrstufige optische Schaltung vom Mach-Zehnder-Interferometer-Typ mit Überwachungsanschlüssen (Schaltung 2) unter Verwendung der Silica-basierten Glas-Lichtwellenleiter-Technologie hergestellt und wurde deren Eigenschaftenanpassung durch das herkömmliche Verfahren unter Verwendung der Überwachungsanschlüsse durchgeführt.

Die zwei mehrstufigen optischen Schaltungen vom Mach-Zehnder-Interferometer-Typ, die beide sieben symmetrische Mach-Zehnder- (MZ) Interferometer und sechs asymmetrische Mach-Zehnder- (MZ) Interferometer umfassen, wurden angepasst, um eine Dispersionskompensatorfunktion zu realisieren.

Tabelle 1 zeigt die Zusammenfassung der Parameterwerte und der Messergebnisse von Eigenschaften der zwei optischen Schaltungen. Die zwei optischen Schaltungen unterscheiden sich neben der Anwesenheit oder Abwesenheit der Überwachungsanschlüsse in den FSM-Werten. Die Differenz der FSM-Werte beträgt jedoch nur 4,133 mm bezüglich der Gesamtlichtweglängendifferenz (Schaltung 2 > Schaltung 1), was in einem Silica-basierten Lichtwellenleiter niedrigen Verlusts (~ 0,01 dB/cm) nicht die Differenz des optischen Verlusts verursachen wird.

Ein Vergleich der Verluste zwischen den zwei optischen Schaltungen zeigt, dass die herkömmliche optische Schaltung (Schaltung 2) den Verlust von 9,1 dB aufweist, wohingegen die optische Schaltung gemäß der Erfindung (Schaltung 1) den Verlust von 1,7 dB aufweist, was bedeutet, dass die vorliegende Schaltung 1 eine viel niedrigere optische Verlusteigenschaft aufweist. In Bezug auf die Größe der optischen Schaltungen hat die herkömmliche optische Schaltung (Schaltung 2) die Abmessungen 69 × 85 mm2 (5865 mm2), wohingegen die optische Schaltung gemäß der Erfindung (Schaltung 1) die Abmessungen 33 × 75 mm2 (2475 mm2) hat, was bedeutet, dass die Größe der vorliegenden optischen Schaltung auf ungefähr 42% der herkömmlichen Größe reduziert werden kann.

Demnach ist es klar, dass die Erfindung zur Verringerung des Verlusts und der Größe der optischen Schaltung wirksam ist.

Tabelle 1

Wie vorstehend beschrieben werden gemäß der Erfindung die folgenden Schritte vorgenommen. Erstens werden die Phasensteuerbedingungen der einzelnen symmetrischen Mach-Zehnder-Interferometer ohne den Effekt der asymmetrischen Mach-Zehnder-Interferometer erhalten, indem das Licht geringer Kohärenz verwendet wird. Zweitens werden die Phasensteuerbedingungen der einzelnen asymmetrischen Mach-Zehnder-Interferometer unter der Steuerung der optischen Schaltungen vom symmetrischen Mach-Zehnder-Interferometer-Typ basierend auf den in dem ersten Schritt erhaltenen Phasensteuerbedingungen erhalten. Schließlich werden die geeigneten Phasenverschiebungsbeträge von allen Interferometern gemäß den Phasersteuerbedingungen der symmetrischen Mach-Zehnder-Interferometer und der asymmetrischen Mach-Zehnder-Interferometer eingestellt.

Somit können die Überwachungsanschlüsse (Überwachungsschaltungen) beseitigt bzw. vermieden werden, was das Problem einer Erhöhung der Vorrichtungsgröße und des optischen Signalverlusts lösen kann. Zusätzlich können Herstellungsfehler auf einfache Weise korrigiert werden, da die Phasenverschiebungsbeträge genau eingestellt werden können. Außerdem können die Phasen der komplizierten mehrstufigen optischen Schaltung vom Mach-Zehnder-Interferometer-Typ präzise eingestellt werden.

Die Erfindung wurde mit Bezug auf bevorzugte Ausführungsbeispiele ausführlich beschrieben, und es wird nun aus dem Vorstehenden für den Fachmann ersichtlich sein, dass Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne von der Erfindung in ihrem breitesten Aspekt abzuweichen, und es ist daher die Absicht in den ersichtlichen Ansprüchen, alle derartigen Änderungen und Modifikationen abzudecken.


Anspruch[de]
Anpassungsverfahren für Eigenschaften einer mehrstufigen optischen Schaltung vom Mach-Zehnder-Interferometer-Typ, die umfasst:

ein erstes Paar von Eingangs-/Ausgangs-Lichtwellenleitern;

ein zweites Paar von Eingangs-/Ausgangs-Lichtwellenleitern;

M Richtkoppler, die zwischen dem ersten und dem zweiten Paar von Eingangs-/Ausgangs-Lichtwellenleitern angeordnet sind, wobei M eine Ganzzahl gleich oder größer zwei ist; und

(M – 1) Phasensteuereinrichtungen, von denen jede zwischen zwei benachbarten Richtkopplern von den M Richtkopplern angeordnet ist, an zumindest einen von zwei Lichtwellenleitern des Lichtwellenleiterpaars angeschlossen ist, das zwischen den benachbarten Richtkopplern platziert ist, und in Erwiderung auf ein Phasensteuersignal eine relative Phase von Lichtstrahlen steuert, die einen ersten Lichtwellenleiter und einen zweiten Lichtwellenleiter dieses Lichtwellenleiterpaars durchlaufen, wobei

die benachbarten Richtkoppler, die zwischen den benachbarten Richtkopplern angeordneten Phasensteuereinrichtungen und die Lichtwellenleiterpaare, die zwischen den Richtkopplern angeordnet sind und gleiche optische Weglängen aufweisen, optische Interferometer vom symmetrischen Mach-Zehnder-Typ bilden, während die benachbarten Richtkoppler, die zwischen den benachbarten Richtkopplern angeordneten Phasensteuereinrichtungen und die Lichtwellenleiterpaare, die zwischen den Richtkopplern angeordnet sind und unterschiedliche optische Weglängen aufweisen, optische Interferometer vom asymmetrischen Mach-Zehnder-Typ bilden, und (M – 1) optische Interferometer vom Mach-Zehnder-Typ kaskadiert verbunden sind, um die mehrstufige optische Schaltung vom Mach-Zehnder-Interferometer-Typ aufzubauen,

und das Anpassungsverfahren für die Eigenschaften der mehrstufigen optischen Schaltung vom Mach-Zehnder-Interferometer-Typ ist gekennzeichnet durch:

einen ersten Schritt zum sequenziellen Durchführen einer Einstellung des Phasensteuersignals für jedes der symmetrischen Mach-Zehnder-Interferometer basierend auf einer Korrelation zwischen dem Phasensteuersignal der in dem symmetrischen Mach-Zehnder-Interferometer angeordneten Phasensteuereinrichtung und einer Lichtstärkeausgabe von einem ersten Lichtwellenleiter des zweiten Paars von Eingangs-/Ausgangs-Lichtwellenleitern, das an einer Ausgangsseite der mehrstufigen optischen Schaltung vom Mach-Zehnder-Interferometer-Typ angeordnet ist, nachdem von einem ersten Lichtwellenleiter des ersten Paars von Eingangs-/Ausgangs-Lichtwellenleitern, das an einer Eingangsseite der mehrstufigen optischen Schaltung vom Mach-Zehnder-Interferometer-Typ angeordnet ist, Licht geringer Kohärenz zum Messen der Korrelation für die symmetrischen Mach-Zehnder-Interferometer eingegeben wird, das eine Kohärenzlänge aufweist, die kürzer ist als eine minimale optische Weglängendifferenz zwischen den zwei Lichtwellenleitern von jedem beliebigen der asymmetrischen Mach-Zehnder-Interferometer, um eine Messung der Korrelation durchzuführen, indem die Phasensteuereinrichtung des zu messenden symmetrischen Mach-Zehnder-Interferometers angesteuert wird und die Messung der Korrelation für jedes der symmetrischen Mach-Zehnder-Interferometer durchgeführt wird;

einen zweiten Schritt zum sequenziellen Durchführen einer Einstellung des Phasensteuersignals für jedes der asymmetrischen Mach-Zehnder-Interferometer basierend auf einer Korrelation zwischen dem Phasensteuersignal der in dem asymmetrischen Mach-Zehnder-Interferometer angeordneten Phasensteuereinrichtung und einer Lichtstärkeausgabe von einem von ersten und zweiten Lichtwellenleitern des zweiten Paars von Eingangs-/Ausgangs-Lichtwellenleitern, das an der Ausgangsseite der mehrstufigen optischen Schaltung vom Mach-Zehnder-Interferometer-Typ angeordnet ist, nachdem Wellenlängenabstimmbares kohärentes Licht zum Messen der Korrelation für die symmetrischen Mach-Zehnder-Interferometer von einem von ersten und zweiten Lichtwellenleitern des ersten Paars von Eingangs-/Ausgangs-Lichtwellenleitern eingegeben wird, das an der Eingangsseite der mehrstufigen optischen Schaltung vom Mach-Zehnder-Interferometer-Typ angeordnet ist; und

einen dritten Schritt zum Optimieren der einzelnen Phasensteuersignale der Phasensteuereinrichtungen, um eine gewünschte Eigenschaft des Ausgangslichts von der mehrstufigen optischen Schaltung vom Mach-Zehnder-Interferometer-Typ zu erreichen, basierend auf den Korrelationen zwischen den Phasensteuersignalen und einer Ausgangslichtstärke, die in dem ersten und dem zweiten Schritt erhalten werden.
Anpassungsverfahren für die Eigenschaften der mehrstufigen optischen Schaltung vom Mach-Zehnder-Interferometer-Typ gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass

eine optische Eingabe an die mehrstufige optische Schaltung vom Mach-Zehnder-Interferometer-Typ in dem ersten Schritt und dem zweiten Schritt durchgeführt wird, indem eine Lichtwegschalteinrichtung verwendet wird, die zwei optische Eingangsabschnitte und zwei optische Ausgangsabschnitte umfasst und zum Auswählen eines Lichtwegs zwischen den optischen Eingangsabschnitten und den optischen Ausgangsabschnitten fähig ist, wobei die zwei optischen Eingangsabschnitte mit dem Licht geringer Kohärenz beziehungsweise dem Wellenlängen-abstimmbaren kohärenten Licht verbunden sind, die zwei optischen Ausgangsabschnitte mit dem ersten Eingangs-/Ausgangs-Lichtwellenleiterpaar verbunden sind, und die Lichtwegschalteinrichtung eine Lichtwegschaltung durchführt, um das Licht geringer Kohärenz oder das Wellenlängen-abstimmbare kohärente Licht als das Eingangslicht auszuwählen.
Anpassungsverfahren für die Eigenschaften der mehrstufigen optischen Schaltung vom Mach-Zehnder-Interferometer-Typ gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass

die Einstellung von jedem der Phasensteuersignale in dem ersten Schritt in Erwiderung auf die Ausgangslichtstärke von dem ersten Lichtwellenleiter des zweiten Paars von Eingangs-/Ausgangs-Lichtwellenleitern derart durchgeführt wird, dass das Phasensteuersignal der in dem symmetrischen Mach-Zehnder-Interferometer angeordneten Phasensteuereinrichtung ein Stärkekopplungsverhältnis des symmetrischen Mach-Zehnder-Interferometers ergibt, das gleich 0% oder 100 ist; und

die Einstellung von jedem der Phasensteuersignale in dem zweiten Schritt derart durchgeführt wird, dass ein Stärkekopplungsverhältnis von zwei der symmetrischen Mach-Zehnder-Interferometer, die an beiden Enden von jedem der asymmetrischen Mach-Zehnder-Interferometer benachbart sind, 50% wird und Stärkekopplungsverhältnisse der symmetrischen Mach-Zehnder-Interferometer außer diesen zwei symmetrischen Mach-Zehnder-Interferometern 0% oder 100 wird, indem die Phasensteuersignale der in den symmetrischen Mach-Zehnder-Interferometern angeordneten Phasensteuereinrichtungen basierend auf den in dem ersten Schritt erhaltenen Korrelationen eingestellt werden, und so dass Stärkekopplungsverhältnisse der asymmetrischen Mach-Zehnder-Interferometer 0% oder 100 werden.
Anpassungsverfahren für die Eigenschaften der mehrstufigen optischen Schaltung vom Mach-Zehnder-Interferometer-Typ gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass

eine optische Eingabe an die mehrstufige optische Schaltung vom Mach-Zehnder-Interferometer-Typ in dem ersten Schritt und dem zweiten Schritt durchgeführt wird, indem eine Lichtwegschalteinrichtung verwendet wird, die zwei optische Eingangsabschnitte und zwei optische Ausgangsabschnitte umfasst und zum Auswählen eines Lichtwegs zwischen den optischen Eingangsabschnitten und den optischen Ausgangsabschnitten fähig ist, wobei die zwei optischen Eingangsabschnitte mit dem Licht geringer Kohärenz beziehungsweise dem Wellenlängen-abstimmbaren kohärenten Licht verbunden sind, die zwei optischen Ausgangsabschnitte mit dem ersten Eingangs-/Ausgangs-Lichtwellenleiterpaar verbunden sind, und die Lichtwegschalteinrichtung eine Lichtwegschaltung durchführt, um das Licht geringer Kohärenz oder das Wellenlängen-abstimmbare kohärente Licht als das Eingangslicht auszuwählen.
Anpassungsverfahren für die Eigenschaften der mehrstufigen optischen Schaltung vom Mach-Zehnder-Interferometer-Typ gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass

die Einstellungen der Phasensteuersignale in dem ersten Schritt und dem zweiten Schritt jeweils sequenziell von der Phasensteuereinrichtung, die an der Ausgangsseite der mehrstufigen optischen Schaltung vom Mach-Zehnder-Interferometer-Typ angeordnet ist, in Richtung der Phasensteuereinrichtung, die an der Eingangsseite der mehrstufigen optischen Schaltung vom Mach-Zehnder-Interferometer-Typ angeordnet ist, durchgeführt werden.
Anpassungsverfahren für die Eigenschaften der mehrstufigen optischen Schaltung vom Mach-Zehnder-Interferometer-Typ gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass

eine optische Eingabe an die mehrstufige optische Schaltung vom Mach-Zehnder-Interferometer-Typ in dem ersten Schritt und dem zweiten Schritt durchgeführt wird, indem eine Lichtwegschalteinrichtung verwendet wird, die zwei optische Eingangsabschnitte und zwei optische Ausgangsabschnitte umfasst und zum Auswählen eines Lichtwegs zwischen den optischen Eingangsabschnitten und den optischen Ausgangsabschnitten fähig ist, wobei die zwei optischen Eingangsabschnitte mit dem Licht geringer Kohärenz beziehungsweise dem Wellenlängen-abstimmbaren kohärenten Licht verbunden sind, die zwei optischen Ausgangsabschnitte mit dem ersten Eingangs-/Ausgangs-Lichtwellenleiterpaar verbunden sind, und die Lichtwegschalteinrichtung eine Lichtwegschaltung durchführt, um das Licht geringer Kohärenz oder das Wellenlängen-abstimmbare kohärente Licht als das Eingangslicht auszuwählen.
Anpassungsverfahren für die Eigenschaften der mehrstufigen optischen Schaltung vom Mach-Zehnder-Interferometer-Typ gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass

die Einstellungen der Phasensteuersignale in dem ersten Schritt und dem zweiten Schritt jeweils sequenziell von der Phasensteuereinrichtung, die an der Ausgangsseite der mehrstufigen optischen Schaltung vom Mach-Zehnder-Interferometer-Typ angeordnet ist, in Richtung der Phasensteuereinrichtung, die an der Eingangsseite der mehrstufigen optischen Schaltung vom Mach-Zehnder-Interferometer-Typ angeordnet ist, durchgeführt werden.
Anpassungsverfahren für die Eigenschaften der mehrstufigen optischen Schaltung vom Mach-Zehnder-Interferometer-Typ gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass

eine optische Eingabe an die mehrstufige optische Schaltung vom Mach-Zehnder-Interferometer-Typ in dem ersten Schritt und dem zweiten Schritt durchgeführt wird, indem eine Lichtwegschalteinrichtung verwendet wird, die zwei optische Eingangsabschnitte und zwei optische Ausgangsabschnitte umfasst und zum Auswählen eines Lichtwegs zwischen den optischen Eingangsabschnitten und den optischen Ausgangsabschnitten fähig ist, wobei die zwei optischen Eingangsabschnitte mit dem Licht geringer Kohärenz beziehungsweise dem Wellenlängen-abstimmbaren kohärenten Licht verbunden sind, die zwei optischen Ausgangsabschnitte mit dem ersten Eingangs-/Ausgangs-Lichtwellenleiterpaar verbunden sind, und die Lichtwegschalteinrichtung eine Lichtwegschaltung durchführt, um das Licht geringer Kohärenz oder das Wellenlängen-abstimmbare kohärente Licht als das Eingangslicht auszuwählen.
Anpassungsverfahren für die Eigenschaften der mehrstufigen optischen Schaltung vom Mach-Zehnder-Interferometer-Typ gemäß Anspruch 1, wobei:

die Richtkoppler 2(N + 1) Richtkoppler sind, wobei N eine Ganzzahl gleich oder größer eins ist;

die Phasensteuereinrichtungen (2N + 1) Phasensteuereinrichtungen sind; und

(N + 1) der optischen Interferometer vom symmetrischen Mach-Zehnder-Typ und N der optischen Interferometer vom asymmetrischen Mach-Zehnder-Typ abwechselnd kaskadiert verbunden sind, um die mehrstufige optische Schaltung vom Mach-Zehnder-Interferometer-Typ aufzubauen.
Anpassungsverfahren für die Eigenschaften der mehrstufigen optischen Schaltung vom Mach-Zehnder-Interferometer-Typ gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass

eine optische Eingabe an die mehrstufige optische Schaltung vom Mach-Zehnder-Interferometer-Typ in dem ersten Schritt und dem zweiten Schritt durchgeführt wird, indem eine Lichtwegschalteinrichtung verwendet wird, die zwei optische Eingangsabschnitte und zwei optische Ausgangsabschnitte umfasst und zum Auswählen eines Lichtwegs zwischen den optischen Eingangsabschnitten und den optischen Ausgangsabschnitten fähig ist, wobei die zwei optischen Eingangsabschnitte mit dem Licht geringer Kohärenz beziehungsweise dem Wellenlängen-abstimmbaren kohärenten Licht verbunden sind, die zwei optischen Ausgangsabschnitte mit dem ersten Eingangs-/Ausgangs-Lichtwellenleiterpaar verbunden sind, und die Lichtwegschalteinrichtung eine Lichtwegschaltung durchführt, um das Licht geringer Kohärenz oder das Wellenlängen-abstimmbare kohärente Licht als das Eingangslicht auszuwählen.
Anpassungsverfahren für die Eigenschaften der mehrstufigen optischen Schaltung vom Mach-Zehnder-Interferometer-Typ gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass

die Einstellung von jedem der Phasensteuersignale in dem ersten Schritt in Erwiderung auf die Ausgangslichtstärke von dem ersten Lichtwellenleiter des zweiten Paars von Eingangs-/Ausgangs-Lichtwellenleitern derart durchgeführt wird, dass das Phasensteuersignal der in dem symmetrischen Mach-Zehnder-Interferometer angeordneten Phasensteuereinrichtung ein Stärkekopplungsverhältnis des symmetrischen Mach-Zehnder-Interferometers ergibt, das gleich 0% oder 100 ist; und

die Einstellung von jedem der Phasensteuersignale in dem zweiten Schritt derart durchgeführt wird, dass ein Stärkekopplungsverhältnis von zwei der symmetrischen Mach-Zehnder-Interferometer, die an beiden Enden von jedem der asymmetrischen Mach-Zehnder-Interferometer benachbart sind, 50% wird und Stärkekopplungsverhältnisse der symmetrischen Mach-Zehnder-Interferometer außer diesen zwei symmetrischen Mach-Zehnder-Interferometern 0% oder 100 wird, indem die Phasensteuersignale der in den symmetrischen Mach-Zehnder-Interferometern angeordneten Phasensteuereinrichtungen basierend auf den in dem ersten Schritt erhaltenen Korrelationen eingestellt werden, und so dass Stärkekopplungsverhältnisse der asymmetrischen Mach-Zehnder-Interferometer 0% oder 100 werden.
Anpassungsverfahren für die Eigenschaften der mehrstufigen optischen Schaltung vom Mach-Zehnder-Interferometer-Typ gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass

eine optische Eingabe an die mehrstufige optische Schaltung vom Mach-Zehnder-Interferometer-Typ in dem ersten Schritt und dem zweiten Schritt durchgeführt wird, indem eine Lichtwegschalteinrichtung verwendet wird, die zwei optische Eingangsabschnitte und zwei optische Ausgangsabschnitte umfasst und zum Auswählen eines Lichtwegs zwischen den optischen Eingangsabschnitten und den optischen Ausgangsabschnitten fähig ist, wobei die zwei optischen Eingangsabschnitte mit dem Licht geringer Kohärenz beziehungsweise dem Wellenlängen-abstimmbaren kohärenten Licht verbunden sind, die zwei optischen Ausgangsabschnitte mit dem ersten Eingangs-/Ausgangs-Lichtwellenleiterpaar verbunden sind, und die Lichtwegschalteinrichtung eine Lichtwegschaltung durchführt, um das Licht geringer Kohärenz oder das Wellenlängen-abstimmbare kohärente Licht als das Eingangslicht auszuwählen.
Anpassungsverfahren für die Eigenschaften der mehrstufigen optischen Schaltung vom Mach-Zehnder-Interferometer-Typ gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass

die Einstellungen der Phasensteuersignale in dem ersten Schritt und dem zweiten Schritt jeweils sequenziell von der Phasensteuereinrichtung, die an der Ausgangsseite der mehrstufigen optischen Schaltung vom Mach-Zehnder-Interferometer-Typ angeordnet ist, in Richtung der Phasensteuereinrichtung, die an der Eingangsseite der mehrstufigen optischen Schaltung vom Mach-Zehnder-Interferometer-Typ angeordnet ist, durchgeführt werden.
Anpassungsverfahren für die Eigenschaften der mehrstufigen optischen Schaltung vom Mach-Zehnder-Interferometer-Typ gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass:

eine optische Eingabe an die mehrstufige optische Schaltung vom Mach-Zehnder-Interferometer-Typ in dem ersten Schritt und dem zweiten Schritt durchgeführt wird, indem eine Lichtwegschalteinrichtung verwendet wird, die zwei optische Eingangsabschnitte und zwei optische Ausgangsabschnitte umfasst und zum Auswählen eines Lichtwegs zwischen den optischen Eingangsabschnitten und den optischen Ausgangsabschnitten fähig ist, wobei die zwei optischen Eingangsabschnitte mit dem Licht geringer Kohärenz beziehungsweise einer Lichtquelle des Wellenlängen-abstimmbaren kohärenten Lichts verbunden sind, die zwei optischen Ausgangsabschnitte mit dem ersten Eingangs-/Ausgangs-Lichtwellenleiterpaar verbunden sind, und die Lichtwegschalteinrichtung eine Lichtwegschaltung durchführt, um das Licht geringer Kohärenz oder das Wellenlängen-abstimmbare kohärente Licht als das Eingangslicht auszuwählen.
Anpassungsverfahren für die Eigenschaften der mehrstufigen optischen Schaltung vom Mach-Zehnder-Interferometer-Typ gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass

die Einstellungen der Phasensteuersignale in dem ersten Schritt und dem zweiten Schritt jeweils sequenziell von der Phasensteuereinrichtung, die an der Ausgangsseite der mehrstufigen optischen Schaltung vom Mach-Zehnder-Interferometer-Typ angeordnet ist, in Richtung der Phasensteuereinrichtung, die an der Eingangsseite der mehrstufigen optischen Schaltung vom Mach-Zehnder-Interferometer-Typ angeordnet ist, durchgeführt werden.
Anpassungsverfahren für die Eigenschaften der mehrstufigen optischen Schaltung vom Mach-Zehnder-Interferometer-Typ gemäß Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass:

eine optische Eingabe an die mehrstufige optische Schaltung vom Mach-Zehnder-Interferometer-Typ in dem ersten Schritt und dem zweiten Schritt durchgeführt wird, indem eine Lichtwegschalteinrichtung verwendet wird, die zwei optische Eingangsabschnitte und zwei optische Ausgangsabschnitte umfasst und zum Auswählen eines Lichtwegs zwischen den optischen Eingangsabschnitten und den optischen Ausgangsabschnitten fähig ist, wobei die zwei optischen Eingangsabschnitte mit dem Licht geringer Kohärenz beziehungsweise einer Lichtquelle des Wellenlängen-abstimmbaren kohärenten Lichts verbunden sind, die zwei optischen Ausgangsabschnitte mit dem ersten Eingangs-/Ausgangs-Lichtwellenleiterpaar verbunden sind, und die Lichtwegschalteinrichtung eine Lichtwegschaltung durchführt, um das Licht geringer Kohärenz oder das Wellenlängen-abstimmbare kohärente Licht als das Eingangslicht auszuwählen.






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