Оптический усилитель (варианты), устройство отсечки обратного распространения света и способ детектирования передаваемого света с использованием этого устройства

 

Изобретение относится к области технической физики. Технический результат - исключение необходимости использования оптического распределителя со специальным покрытием. Устройство включает в себя первое оптическое волокно детектирования, предназначенное для приема многократно отраженного света, формируемого внутри устройства отсечки обратного распространения света и для детектирования пучка детектирования входного каскада с использованием многократно отраженного света, первую линзу для коллимирования входного оптического сигнала, первый поляризатор для расщепления коллимированного входного оптического сигнала на вертикально и горизонтально поляризованные световые лучи, вращатель поляризованного света для сдвига фаз лучей расщепленного входного оптического сигнала, второй поляризатор для концентрации расщепленных лучей входного оптического сигнала, сдвинутого по фазе, вторую линзу для коллимирования входного оптического сигнала с выхода второго поляризатора в выходное оптическое волокно, выходное оптическое волокно, предназначенное для передачи выходного оптического сигнала, второе оптическое волокно детектирования для детектирования обратно распространяющегося света, отраженного от выходного оптического волокна и введенного внутрь устройства отсечки обратного распространения света. 4 с., 17 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к устройству для отсечки обратного распространения света, более конкретно - к устройству отсечки обратного распространения света, включающему в себя каскады детектирования передаваемого света, которое содержит оптические волокна, размещенные соответственно во входном и выходном каскадах, которые предназначены для обнаружения состояния входных и выходных сигналов, посредством чего устраняется нестабильность лазерного источника, обусловленная обратным потоком передаваемого света. Настоящее изобретение относится также к способу детектирования передаваемого света, использующему такое устройство.

Предшествующий уровень техники На фиг. 1 изображено известное устройство отсечки обратного распространения света, которое включает в себя контрольный фотодиод. Как показано на фиг. 1, устройство отсечки обратного распространения света включает в себя входное оптическое волокно 72 для передачи входного сигнала 70 на выходной каскад, и первый зажим 74 для удержания и фиксации входного оптического волокна 72. Первая линза 76 размещена вниз по направлению распространения света относительно первого зажима 74 для коллимирования входного оптического сигнала 70. Вниз по направлению распространения света относительно первой линзы 76 размещен оптический делитель 78, обеспечивающий отражение 1% входного оптического сигнала 70, что необходимо для определения состояния входного оптического сигнала 70. Детектирующий элемент 82 расположен ниже по направлению распространения света относительно оптического делителя 78 и предназначен для детектирования пучка света 80, отраженного от оптического делителя 78. Оптический делитель 78 выполнен с коэффициентом деления 99:1 и имеет специальное покрытие, обеспечивающее прохождение большей части (приблизительно 99%) входного оптического сигнала 70 и отражение малой его части (около 1%).

Вниз по направлению распространения света относительно оптического делителя 78 размещен первый поляризатор 84, который расщепляет входной оптический сигнал 70, прошедший через оптический делитель 78, на вертикально и горизонтально поляризованные световые лучи. Вращатель 86 поляризованного света расположен вниз по направлению распространения света относительно первого поляризатора 84 и обеспечивает сдвиг фаз лучей входного оптического сигнала 70, расщепленного первым поляризатором 84. Второй поляризатор 88 размещен вниз по направлению распространения света относительно вращателя 86 поляризованного луча и обеспечивает концентрацию расщепленных лучей входного оптического сигнала 70, смещенных по фазе вращателем 86 поляризованного луча. Вторая линза 90, размещенная на выходе второго поляризатора 88, осуществляет коллимирование входного оптического сигнала 70, выходящего из второго поляризатора 88, в выходное оптическое волокно 94. Выходное оптическое волокно 94 размещено на выходе второй линзы 90 и обеспечивает прием входного оптического сигнала 70, прошедшего через вторую линзу 90, формируя таким образом выходной оптический сигнал 96. Второй зажим 92 окружает выходное оптическое волокно 94 и обеспечивает жесткое крепление выходного оптического волокна 94.

Ниже будет описана работа вышеописанного известного устройства отсечки обратного распространения света.

Входной оптический сигнал 70, испускаемый светоизлучающим элементом, находящимся в возбужденном состоянии, передается к первой линзе 76 через входное оптическое волокно 72. В процессе этой передачи входной оптический сигнал 70 частично преобразуется в многократно отраженный свет между первым зажимом 74 и первой линзой 76.

После этого, входной оптический сигнал 70 коллимируется первой линзой 76 для его передачи на оптический делитель 78. Оптический делитель 78 пропускает 99% входного оптического сигнала 70, передаваемого на первый поляризатор 84. Оптический делитель 78 отражает 1% входного оптического сигнала 70 и направляет его в качестве детектируемого пучка света 80 на детектирующий элемент 82 для определения состояния входного оптического сигнала 70.

Детектирующий элемент 82 детектирует пучок света 80, при этом обнаруживается изменение состояния входного оптического сигнала 70. В то же время, входной оптический сигнал 70 падает на первый поляризатор 84 и проходит через верхнюю часть первого поляризатора 84. В результате, входной оптический сигнал 70 расщепляется на вертикально и горизонтально поляризованные световые лучи.

Расщепленные световые лучи входного оптического сигнала 70 выходят из первого поляризатора 84, проходят через вращатель 86 поляризованного луча, который, в свою очередь, обеспечивает сдвиг фаз световых лучей.

Сдвинутые по фазе световые лучи входного оптического сигнала 70 проходят через второй поляризатор 88, который, в свою очередь, концентрирует расщепленные лучи. Второй поляризатор 88 направляет полученный в результате световой пучок в выходное оптическое волокно 94 через вторую линзу 90. Выходное оптическое волокно 94 модулирует входной оптический сигнал 70, преобразуя его в выходной оптический сигнал 96, который подается на выход.

Поскольку в известном устройстве отсечки обратного распространения света используется оптический делитель 87 и элемент 82 детектирования распространяющегося света, в соответствии с вышеупомянутым способом, что требует увеличения числа технологических операций при изготовлении устройства. Кроме того, увеличиваются затраты на изготовление, потому что в оптическом делителе 78 используется элемент со специальным покрытием. Для детектирования передаваемого света оптический делитель 78 пропускает большую часть (99%) входного оптического сигнала 70 и отражает малую часть (1%) входного оптического сигнала 70, направляемую на элемент 82 детектирования. В результате, часть входного оптического сигнала 70 не используется. Кроме того, процесс изготовления оптического делителя 78 осуществляется отдельно от процесса изготовления устройства отсечки обратного распространения света. Это приводит к увеличению времени изготовления и усложнению производства. К тому же, устройство отсечки обратного распространения света становится громоздким, ухудшая тем самым внешний вид.

Сущность изобретения Задачей изобретения является решение вышеупомянутых проблем и создание устройства отсечки обратного распространения света, имеющего каскады детектирования передаваемого света, которое содержит оптические волокна, размещенные соответственно во входном и выходном каскадах, при отсутствии оптического распределителя со специально нанесенным покрытием, а также создание способа детектирования передаваемого света, использующего такое устройство.

Задачей изобретения является создание устройства отсечки обратного распространения света, имеющего каскады детектирования передаваемого света, обеспечивающие детектирование передаваемого света с использованием многократно отраженного света, формируемого между оптическим волокном и линзой, а также создание способа детектирования света, использующего такое устройство.

Задачей изобретения является также создание устройства отсечки обратного распространения света, имеющего каскады детектирования передаваемого света, и способа детектирования передаваемого света, использующего такое устройство, причем заявленное устройство и способ позволяют уменьшить число технологических операций и время изготовления.

Задачей изобретения является также создание устройства отсечки обратного распространения света, имеющего каскады детектирования передаваемого света, и способа детектирования передаваемого света, использующего такое устройство, при этом указанные устройство и способ позволяют предотвратить распространение многократно отраженного света, сформированного между оптическим волокном и линзой, назад во входное и выходное оптические волокна, образующие соответственно каскады детектирования передаваемого света.

Задачей изобретения является также создание устройства отсечки обратного распространения света, имеющего каскады детектирования передаваемого света, и способа детектирования передаваемого света, использующего такое устройство, причем указанные устройство и способ могут выполнять одновременно функцию отсечки обратного распространения света и функцию детектирования передаваемого света.

Задачей изобретения является также создание устройства отсечки обратного распространения света, имеющего каскады детектирования передаваемого света, без использования оптического распределителя, обеспечивая тем самым уменьшение стоимости изготовления и компактность, и создание способа детектирования передаваемого света, используемого в этом устройстве.

В соответствии с одним аспектом, настоящее изобретение предусматривает устройство отсечки обратного распространения света, содержащее входное оптическое волокно, предназначенное для передачи оптического сигнала в выходной каскад; первое оптическое волокно для детектирования, предназначенное для приема многократно отраженного света, образованного внутри устройства отсечки обратного распространения света и для детектирования детектируемого пучка входного каскада, основанного на многократно отраженном свете; первый зажим для жесткого удержания входного оптического волокна и первого оптического волокна для детектирования; первую линзу для коллимирования входного оптического сигнала, выходящего из входного оптического волокна; первый поляризатор для расщепления коллимированного входного оптического сигнала на вертикально и горизонтально поляризованные световые лучи; вращатель поляризованного света для сдвига фаз лучей входного оптического сигнала, расщепленного первым поляризатором; второй поляризатор для концентрации расщепленных лучей входного оптического сигнала, сдвинутого по фазе вращателем поляризованного луча; вторую линзу для коллимирования входного оптического сигнала с выхода второго поляризатора в выходное оптическое волокно; выходное оптическое волокно для передачи выходного оптического сигнала; второе оптическое волокно для детектирования, предназначенное для детектирования обратного распространения света, создаваемого выходным оптическим сигналом, отраженным от выходного оптического волокна и прошедшим внутрь устройства отсечки обратного распространения света, обеспечивая тем самым детектирование детектируемого пучка в выходном каскаде; и второй зажим для жесткого удержания выходного оптического волокна и второго оптического волокна для детектирования.

В соответствии с другим аспектом, настоящее изобретение предусматривает способ детектирования передаваемого света с использованием устройства отсечки обратного распространения света по п. 1 формулы изобретения, включающей операции: (A) определения состояния входного оптического сигнала путем: (a) преобразования части входного оптического сигнала, направленного в первую линзу входным оптическим волокном, в многократно отраженный свет между входным оптическим волокном и первой линзой, (b) повторного введения многократно отраженного света в первое оптическое волокно детектирования, и (c) детектирования многократно отраженного света в качестве света детектируемого пучка входного каскада; и (B) детектирования состояния выходного оптического сигнала путем: (a) коллимирования входного оптического сигнала, подаваемого из входного оптического волокна в первую линзу, при последовательном прохождении входного оптического сигнала через первую линзу, первый поляризатор, вращатель поляризованного света, второй поляризатор и вторую линзу для преобразования коллимированного входного оптического сигнала в выходной оптический сигнал, и передачи выходного оптического сигнала, (b) повторного отражения выходного оптического сигнала в среде таким образом, что выходной оптический сигнал обратно вводится в устройство отсечки обратного распространения света через выходное оптическое волокно, (c) частичного преобразования обратного света в отраженный свет между второй линзой и выходным оптическим волокном, (d) повторного введения отраженного света во второе оптическое волокно детектирования, и (e) детектирования отраженного света в качестве детектируемого пучка выходного каскада.

Краткое описание чертежей В дальнейшем изобретение поясняется конкретным вариантом его осуществления со ссылками на иллюстрирующие чертежи, на которых представлено следующее: фиг. 1 - схематичное изображение известного устройства отсечки обратного распространения света, содержащего контрольный фотодиод; фиг. 2 - схематичное изображение устройства отсечки обратного распространения света, согласно варианту осуществления настоящего изобретения; фиг. 3 и 4 - схемы, изображающие, соответственно, оптические усилители, в которые входит устройство отсечки обратного распространения света согласно настоящему изобретению; и фиг. 5 - график зависимости изменения сигнала детектирования, который отражается линзой и затем выводится в каскад детектирования, в зависимости от величины входного света в устройстве отсечки обратного распространения света, соответствующего настоящему изобретению.

Предпочтительные варианты осуществления изобретения На фиг. 2 изображено устройство отсечки обратного распространения света согласно варианту осуществлению настоящего изобретения. Как показано на фиг. 2, устройство отсечки обратного распространения света включает в себя входное оптическое волокно 14, предназначенное для передачи входного оптического сигнала 12 в выходной каскад, и первое оптическое волокно детектирования 18, размещенное под входным оптическим волокном 14 и предназначенное для приема многократно отраженного света 22, образованного внутри устройства отсечки обратного распространения света, детектируя таким образом детектируемый пучек 16 входного каскада. Первое оптическое волокно 18 детектирования детектирует многократно отраженный свет 22 между входным оптическим волокном 14 и первой линзой 24, определяя состояние входного оптического сигнала 12 во входном каскаде.

Первый зажим 20 окружает входное оптическое волокно 14 и первое оптическое волокно 18 детектирования и обеспечивает жесткое удержание входного оптического волокна 14 и первого оптического волокна 18 детектирования. Первая линза 24 размещена за первым зажимом 20 от входного оптического волокна 14 на фокусном расстоянии для коллимирования входного оптического сигнала 12. На выходе первой линзы 24 размещен первый поляризатор 28, который расщепляет коллимированный входной оптический сигнал 12 на вертикально и горизонтально поляризованные световые лучи. На выходе первого поляризатора 26 расположен вращатель поляризованного света 28, обеспечивающий сдвиг фаз лучей входного оптического сигнала 12, расщепленного первым поляризатором 26. Второй поляризатор 30 размещен на выходе вращателя 28 поляризованного луча и обеспечивает концентрацию расщепленных лучей входного оптического сигнала 12, сдвинутого по фазе вращателем 28 поляризованного луча. Вторая линза 32 размещена на выходе второго поляризатора 30 и обеспечивает коллимирование входного оптического сигнала 12, выходящего из второго поляризатора 30, в выходном оптическом волокне 42. Выходное оптическое волокно 42 размещено на выходе второй линзы 32 и обеспечивает модуляцию входного оптического сигнала 12, выходящего из второй линзы 32, с образованием выходного оптического сигнала 44. Второе оптическое волокно 38 детектирования расположено выше выходного оптического волокна 42 и предназначено для детектирования обратного света, создаваемого выходным оптическим сигналом 44, отраженным от выходного оптического волокна 42 и введенным внутрь устройства отсечки обратного распространения света, обеспечивая таким образом детектирование детектируемого пучка 40 в выходном каскаде. В этом случае, второе оптическое волокно 38 детектирования детектирует часть обратного света, отраженного от выходного каскада и введенного во второе оптическое волокно 38 детектирования, а именно, свет 34, отраженный между выходным оптическим волокном 42 и второй линзой 32, определяя таким образом состояние света, отраженного к выходному каскаду, и затем введенного в устройство отсечки обратного распространения света.

Второй зажим 36 окружает выходное оптическое волокно 42 и второе оптическое волокно 38 детектирования, обеспечивая их жесткое удержание. Таким образом, первое и второе оптические волокна 18 и 38 детектирования размещаются в входном и выходном каскадах, соответственно.

Ниже будет описана работа устройства отсечки обратного распространения света, имеющего вышеупомянутое расположение элементов, соответствующее настоящему изобретению.

Входной оптический сигнал 12 испускаемый светоизлучающим элементом, находящимся в возбужденном состоянии, передается на первую линзу 24 через входное оптическое волокно 14. При этом входной оптический сигнал 12 частично преобразуется в многократно отраженный свет 22 между первым зажимом 20 и первой линзой 24.

После этого, многократно отраженный свет 22 вводится снова в первое оптическое волокно 18 детектирования, которое детектирует введенный многократный отраженный свет в виде детектируемого пучка 16 во входном каскаде, определяя при этом состояние входного оптического сигнала 12 во входном каскаде. В то же время, входной оптический сигнал 12 коллимируется первой линзой 24 так, чтобы он передавался к первому поляризатору 26.

Входной оптический сигнал 12 падает на первый поляризатор 26 и затем проходит через верхнюю часть первого поляризатора 26. В результате, входной оптический сигнал 12 расщепляется на вертикально и горизонтально поляризованные световые лучи.

Лучи расщепленного света входного оптического сигнала 12 выходят из первого поляризатора 26, затем проходят через вращатель 28 поляризованного луча, который, в свою очередь, выполняет сдвиг фаз световых лучей.

Световые лучи со сдвигом фаз входного оптического сигнала 12 проходят затем через второй поляризатор 30, который, в свою очередь, концентрирует расщепленные лучи. Второй поляризатор 30 затем посылает полученный в результате свет в выходное оптическое волокно 42 через вторую линзу 32. Выходное оптическое волокно 42 модулирует входной оптический сигнал 12 с образованием выходного оптического сигнала 44, который затем выводится.

Затем, выходной оптический сигнал 44 отражается снова средой и затем вводится снова внутрь устройства 10 отсечки обратного распространения света через выходное оптическое волокно 42.

Повторно введенный обратный свет затем частично преобразуется в отраженный свет 34 между второй линзой 32 и выходным оптическим волокном 42.

После этого, отраженный свет 34 вводится во второе оптическое волокно 38 детектирования так, чтобы он детектировался в качестве детектируемого пучка 40 в выходном каскаде. Таким образом, определяется состояние света, вводимого в устройство отсечки обратного распространения света.

На фиг. 5 показан график изменения детектируемого пучка, который отражается линзой и затем выводится в каскад детектирования, в зависимости от величины входного света в устройстве отсечки обратного распространения света согласно настоящему изобретению.

На фиг. 3 представлена схема оптического усилителя, в который входит устройство отсечки обратного распространения света, соответствующие настоящему изобретению.

Ниже будет описан оптический усилитель со ссылками на фиг. 3. Как показано на фиг. 3, оптический усилитель включает в себя узел 10a отсечки обратного распространения света входного каскада, связанный с входным каскадом оптического усилителя, и узел 10b отсечки обратного распространения света выходного каскада, связанный с выходным каскадом оптического усилителя.

Оптический усилитель также включает в себя первое входное оптическое волокно 14a, предназначенное для приема входного оптического сигнала 12 от входного каскада, и для передачи входного оптического сигнала 12 по направлению к выходному каскаду через узел 10a отсечки обратного распространения света входного каскада, и первое оптическое волокно детектирования 18a, предназначенное для передачи сигнала, указывающего состояние входного оптического сигнала 12, выводимого из узла 10a отсечки обратного света входного каскада в качестве первого выходного сигнала 46 каскада детектирования на схему 58 управления. Оптический усилитель далее включает в себя первое выходное оптическое волокно 42a, предназначенное для передачи входного оптического сигнала 12, выводимого из узла 10a отсечки обратного распространения света входного каскада в устройство связи 48 с делением длины волны, и третье оптическое волокно 38a, предназначенное для передачи оптического сигнала, отраженного от первого выходного оптического волокна 42a по направлению к устройству 10a отсечки обратного распространения света входного каскада в усиленном состоянии, по направлению к схеме 58 управления. Первое оптическое волокно 18a детектирования подсоединяется к схеме 58 управления, тогда как третье оптическое волокно 38a обнаружения не подсоединяется к схеме управления 58.

Оптический усилитель включает в себя возбужденный источник света 50 для усиления входного оптического сигнала 12, когда входной оптический сигнал 12 ослабевает. Оптический усилитель также включает в себя устройство связи 48 с делением длины волны, которое делит длину волны оптического сигнала, испускаемого из возбужденного источника 50 света наряду с длиной волны входного оптического сигнала 12 и модулирует сигнал с разделенной длиной волны. Усилительное оптическое волокно 52 подсоединено к устройству связи 48 с делением длины волны для усиления выходного сигнала устройства связи 48 с делением длины волны.

Оптический усилитель далее включает в себя второе входное оптическое волокно 14b, предназначенное для передачи усиленного оптического сигнала из усилительного оптического волокна 52 в устройство 10b отсечки обратного распространения света выходного каскада, второе оптическое волокно 18 детектирования, предназначенное для передачи сигнала, указывающего состояние усиления усилительного оптического волокна в качестве второго выходного сигнала 54 каскада детектирования, на схему управления 58. Оптический усилитель также включает в себя второе выходное оптическое волокно 42b, предназначенное для передачи усиленного выходного света, обозначенного позицией "60" на выходной каскад оптического усилителя, и четвертое оптическое волокно 38b детектирования, предназначенное для передачи сигнала, отображающего состояние оптического сигнала, отраженного от второго выходного оптического волокна 42b по направлению к устройству 10b отсечки обратного распространения света выходного каскада в качестве выходного сигнала 56 каскада детектирования, на схему 58 управления. Как второе оптическое волокно 18b детектирования, так и четвертое оптическое волокно 38b детектирования подсоединены к схеме 58 управления.

Схема 58 управления предназначена для детектирования первого, второго и третьего выходных сигналов 46, 54 и 56 каскадов детектирования, обнаруживая, таким образом, изменение в усилении этих выходных сигналов и изменение состояния оптического сигнала. Когда происходит такое изменение, схема 58 управления осуществляет управление возбужденным источником 50 света.

Ниже будет описана работа оптического усилителя, выполненного, как указано выше.

Входной оптический сигнал 12 подается на узел 10a отсечки обратного распространения света входного каскада. Узел 10a отсечки обратного распространения света входного каскада посылает сигнал, отображающий состояние входного оптического сигнала 12, в качестве первого выходного сигнала 46 каскада детектирования на схему 58 управления через первое оптическое волокно 18a детектирования. Когда входной оптический сигнал 12 ослабевает, схема 58 управления управляет возбужденным источником света 50 который, в свою очередь, вырабатывает оптический сигнал. Оптический сигнал от возбужденного источника 50 света передается к модулятору 48 с делением длины волны.

Входной оптический сигнал 12, который проходит через узел 10a отсечки обратного распространения света входного каскада, модулируется в модуляторе 48 с делением длины волны наряду с оптическим сигналом, выходящим из возбужденного источника 50 света. Полученный в результате свет подается в усилительное оптическое волокно 52.

Оптический сигнал усиливается при прохождении через усилительное оптическое волокно 52. После этого, усиленный оптический сигнал проходит через узел 10b отсечки обратного распространения света выходного каскада, подсоединенный к выходному каскаду. Узел 10b отсечки обратного распространения света выходного каскада затем выводит оптический сигнал в качестве усиленного выходного света 60 через второе выходное оптическое волокно 42b.

В это время, состояние усиленного оптического сигнала передается в качестве второго выходного сигнала 54 каскада детектирования на схему 58 управления через второе оптическое волокно 18b детектирования. Схема 58 управления также получает сигнал, в качестве третьего выходного сигнала 56 каскада детектирования, отображающий состояние отраженного света, введенного снова в узел 10b отсечки обратного распространения света выходного каскада через второе выходное оптическое волокно 42b. Когда схема 58 управления получает третий выходной сигнал 56 каскада детектирования, она управляет возбужденным источником 50 света, который, в свою очередь, посылает оптический сигнал в модулятор 48 с делением длины волны.

На фиг. 4 представлена схема, изображающая другой вариант оптического усилителя, в который входит устройство отсечки обратного распространения света, согласно настоящему изобретению.

На фиг. 4 элементы, соответствующие таким же элементам на фиг. 3, обозначены одними и теми же позициями. Как показано на фиг. 4, оптический усилитель включает в себя узел 10 отсечки обратного распространения света, подсоединенный к входному каскаду оптического усилителя. Оптический усилитель также включает в себя первое входное оптическое волокно 14a, предназначенное для получения входного оптического сигнала 12 из входного каскада оптического усилителя и для передачи входного оптического сигнала 12 на выходной каскад оптического усилителя через узел 10 отсечки обратного распространения света, и первое оптическое волокно 18a детектирования, предназначенное для передачи сигнала, отображающего состояние входного оптического сигнала 12 в качестве первого выходного сигнала 46 каскада детектирования, на схему 58 управления. Оптический усилитель также включает в себя первое выходное оптическое волокно 42a, предназначенное для передачи входного оптического сигнала 12 в устройство связи 48 с делением длины волны, и второе оптическое волокно 38a детектирования, предназначенное для передачи оптического сигнала, отраженного от первого выходного оптического волокна 42a, по направлению к узлу 10 отсечки обратного распространения света в усиленном состоянии в качестве второго выходного сигнала 54 каскада детектирования, на схему 58 управления. Как первое, так и второе оптические волокна 18a и 38a детектирования подсоединены к схеме 58 управления.

Оптический усилитель далее включает в себя возбужденный источник 50 света для усиления входного оптического сигнала 12, когда входной оптический сигнал 12 ослабевает. Устройство связи 48 с делением длины волны также включает в себя оптический усилитель. Устройство связи 48 с делением длины волны делит длину волны оптического сигнала, испускаемого из возбужденного источника 50 света, наряду с длиной волны входного оптического сигнала 12, и модулирует сигнал с поделенной длиной волны. Усилительное оптическое волокно 52 подсоединено к устройству связи 48 с делением длины волны для усиления выходного сигнала устройства связи 48 с делением длины волны.

Оптический усилитель далее включает в себя оптическую систему 62, второе входное оптическое волокно 14b, предназначенное для передачи усиленного оптического сигнала от усилительного оптического волокна 52 к оптической системе 62, и второе выходное оптическое волокно 42b, предназначенное для передачи усиленного выходного света, обозначенного позицией "60", на выходной каскад оптического усилителя.

Схема 58 управления предназначена для детектирования первого и второго выходных сигналов 46 и 54 каскада детектирования, обнаруживая таким образом изменение усиления выходных сигналов и изменение состояния оптического сигнала. Когда происходит изменение, схема 58 управления выполняет электрическое управление возбужденным источником 50 света.

Ниже будет описана работа оптического усилителя, выполненного, как указано выше.

Входной оптический сигнал 12 вводится во входное оптическое волокно 14a, которое, в свою очередь, посылает входной оптический сигнал 12 в узел 10 отсечки обратного распространения света. Узел 10 отсечки обратного распространения света посылает сигнал, отображающий состояние входного оптического сигнала 12, в качестве выходного сигнала 46 каскада детектирования, на схему 58 управления через первое оптическое волокно 18a детектирования. Когда входной оптический сигнал 12 ослабевает, схема 58 управления управляет возбужденным источником 50 света, который, в свою очередь, вырабатывает оптический сигнал. Оптический сигнал от возбужденного источника 50 света подается на модулятор 48 с делением длины волны.

Входной оптический сигнал 12, который проходит через узел 10 отсечки обратного распространения света, модулируется в модуляторе 48 с делением длины волны наряду с оптическим сигналом, выходящим из возбужденного источника 50 света. Полученный в результате свет направляется в усилительное оптическое волокно 52.

Оптический сигнал усиливается при прохождении через усилительное оптическое волокно 52. После этого, усиленный оптический сигнал проходит через оптическую систему 62 соединенную с выходным каскадом. Оптическая система 62 затем выводит оптический сигнал в качестве усиленного выходного света 60 через второе выходное оптическое волокно 42b.

В это время, состояние усиленного оптического сигнала передается в виде второго выходного сигнала 54 каскада детектирования на схему 58 управления через второе оптическое волокно 38a обнаружения. Когда схема 58 управления принимает второй выходной сигнал 54 каскада детектирования, то она управляет возбужденным источником 50 света, который, в свою очередь, посылает оптический сигнал в модулятор 48 с делением длины волны.

Как видно из вышеприведенного описания, устройство отсечки обратного распространения света, согласно настоящему изобретению, может иметь число каскадов детектирования в два раза больше, чем известное устройство отсечки обратного распространения света при той же самой стоимости изготовления. В этом отношении, устройство отсечки обратного распространения света, соответствующее изобретению, имеет высокую конкурентоспособность. В частности, устройство отсечки обратного распространения света, соответствующее изобретению, не содержит распределителя света, что позволяет уменьшить количество операций при изготовлении и сборке. Соответственно, может быть повышена производительность. Кроме того, устройство отсечки обратного распространения света, выполненное в соответствии с изобретением отличается компактностью, что позволяет улучшить внешний вид устройства. При использовании этого устройства в составе усилителя света эффект заключается в том, что данное устройство может входить в состав либо входного, либо выходного каскадов усилителя света.

Хотя в целях иллюстрации изобретения были раскрыты предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения, специалистам в данной области техники должно быть ясно, что различные модификации, добавления и изменения возможны без изменения сущности и объема изобретения, в том виде, как оно раскрыто в формуле изобретения.

Формула изобретения

1. Оптический усилитель, содержащий входное оптическое волокно для передачи входного оптического сигнала в выходной каскад, первое оптическое волокно детектирования для передачи первого сигнала каскада детектирования, указывающего состояние входного оптического сигнала, в схему управления, узел отсечки обратного распространения света входного каскада для отсечки обратного потока входного оптического сигнала, возбужденный источник света, обеспечивающий усиление входного оптического сигнала, когда входной оптический сигнал слабее, чем предварительно установленный уровень, устройство связи с делением длин волн для деления длин волн оптического сигнала, излучаемого возбужденным источником света, деления длин волн входного оптического сигнала и модуляции оптического сигнала, усилительное оптическое волокно для усиления выходного сигнала устройства связи с делением длин волн, второе оптическое волокно детектирования для передачи второго сигнала каскада детектирования, указывающего состояние усиления усиленного оптического сигнала,
на схему управления, узел отсечки обратного распространения света выходного каскада для отсечки обратного потока усиленного оптического сигнала, выходное оптическое волокно для передачи усиленного выходного оптического сигнала в выходной каскад, третье оптическое волокно детектирования для передачи третьего сигнала каскада детектирования, указывающего состояние света, отраженного от выходного оптического волокна по направлению к узлу отсечки обратного распространения света выходного каскада, в схему управления и схему управления для детектирования первого, второго и третьего сигналов каскада детектирования и для управления возбужденным источником света.

2. Усилитель по п.1, отличающийся тем, что первый сигнал каскада детектирования передается от узла отсечки обратного распространения света входного каскада на схему управления, а второй и третий сигналы каскада детектирования передаются от узла отсечки обратного распространения света выходного каскада на схему управления.

3. Усилитель по п.1, отличающийся тем, что схема управления использует электрический сигнал для управления возбужденным источником света.

4. Усилитель по п.2, отличающийся тем, что схема управления использует электрический сигнал для управления возбужденным источником света.

5. Оптический усилитель, содержащий входное оптическое волокно для передачи входного оптического сигнала в выходной каскад, первое оптическое волокно детектирования для передачи первого сигнала каскада детектирования, указывающего состояние входного оптического сигнала, в схему управления, устройство отсечки обратного распространения света для отсечки обратного потока входного оптического сигнала, первое выходное оптическое волокно для передачи входного оптического сигнала, проходящего через устройство отсечки обратного распространения света, возбужденный источник света, обеспечивающий усиление входного оптического сигнала, когда входной оптический сигнал слабее, чем предварительно установленный уровень, устройство связи с делением длин волн для деления длин волн оптического сигнала, излучаемого возбужденным источником света, деления длин волн входного оптического сигнала и для модуляции оптического сигнала, усилительное оптическое волокно для усиления выходного сигнала устройства связи с делением длин волн, второе оптическое волокно детектирования для передачи второго сигнала каскада детектирования, указывающего состояние усиленного оптического сигнала,
отраженного от первого выходного оптического волокна, на схему управления, оптическую систему для отсечки обратного потока усиленного оптического сигнала, второе выходное оптическое волокно для передачи усиленного выходного оптического сигнала в выходной каскад и схему управления для детектирования первого и второго сигналов каскада детектирования и для управления возбужденным источником света.

6. Усилитель по п. 5, отличающийся тем, что первый и второй сигналы каскада детектирования передаются от устройства отсечки обратного распространения света на схему управления.

7. Усилитель по п.6, отличающийся тем, что схема управления обеспечивает электрическое управление возбужденным световым источником.

8. Усилитель по п.7, отличающийся тем, что схема управления обеспечивает электрическое управление возбужденным световым источником.

9. Усилитель по п.5, отличающийся тем, что устройство отсечки обратного распространения света содержит входное оптическое волокно устройства для передачи входного оптического сигнала в выходной каскад устройства, первое оптическое волокно детектирования устройства для приема многократно отраженного света, формируемого внутри устройства, и для детектирования света входного каскада детектирования после приема многократно отраженного света, первый зажим устройства для удержания входного оптического волокна и первого оптического волокна детектирования устройства, первую линзу устройства для коллимирования входного оптического сигнала, выходящего из входного оптического волокна устройства, выходное оптическое волокно устройства для передачи выходного оптического сигнала после приема входного оптического сигнала, второе оптическое волокно детектирования устройства для детектирования обратного света, отраженного от выходного оптического волокна устройства и введенного внутрь устройства, и для детектирования светового пучка детектирования в выходном каскаде устройства и второй зажим устройства для удержания выходного оптического волокна устройства и второго оптического волокна детектирования устройства.

10. Устройство отсечки обратного распространения света, содержащее входное оптическое волокно для передачи входного оптического сигнала в выходной каскад, первое оптическое волокно детектирования для приема многократно отраженного света, формируемого внутри устройства, и для детектирования света входного каскада детектирования после приема многократно отраженного света, первый зажим для удержания входного оптического волокна и первого оптического волокна детектирования, первую линзу для коллимирования входного оптического сигнала, выходящего из входного оптического волокна, выходное оптическое волокно для передачи выходного оптического сигнала после приема входного оптического сигнала, второе оптическое волокно детектирования для детектирования обратного света, отраженного от выходного оптического волокна и введенного внутрь устройства и для детектирования светового пучка детектирования в выходном каскаде и второй зажим для удержания выходного оптического волокна и второго оптического волокна детектирования.

11. Устройство по п.10, отличающееся тем, что первое и второе оптические волокна детектирования размещены во входном и выходном каскадах соответственно.

12. Устройство по п.10, отличающееся тем, что первое оптическое волокно детектирования предназначено для определения состояния входного оптического сигнала во входном каскаде, а второе оптическое волокно детектирования предназначено для определения состояния света, отраженного от выходного каскада и введенного в устройство.

13. Устройство по п.10, отличающееся тем, что первое оптическое волокно детектирования обеспечивает детектирование светового пучка детектирования входного каскада при приеме многократно отраженного света, который отражается между входным оптическим волокном и линзой.

14. Устройство по п.12, отличающееся тем, что первое оптическое волокно детектирования обеспечивает детектирование светового пучка детектирования входного каскада при приеме многократно отраженного света, который отражается между входным оптическим волокном и линзой.

15. Устройство по п.10, отличающееся тем, что второе оптическое волокно детектирования обеспечивает детектирование светового пучка детектирования выходного каскада при приеме части обратно распространяющегося света, отраженного от выходного каскада и введенного во второе оптическое волокно детектирования.

16. Устройство по п.12, отличающееся тем, что второе оптическое волокно детектирования обеспечивает детектирование светового пучка детектирования выходного каскада при приеме части обратно распространяющегося света, отраженного от выходного каскада и введенного во второе оптическое волокно детектирования.

17. Устройство по п.10, отличающееся тем, что содержит первый поляризатор для разложения коллимированного первой линзой входного оптического сигнала на вертикально поляризованные световые лучи и горизонтально поляризованные световые лучи, вращатель фазы поляризованного света для сдвига фаз вертикально поляризованных световых лучей входного оптического сигнала и горизонтально поляризованных световых лучей, расщепленных первым поляризатором, второй поляризатор для концентрации световых лучей, сдвинутых по фазе вращателем фазы поляризованного света, и вторую линзу для коллимирования входного оптического сигнала, выходящего из второго поляризатора в выходное оптическое волокно.

18. Устройство по п.17, отличающееся тем, что первое оптическое волокно детектирования предназначено для определения состояния входного оптического сигнала во входном каскаде, а второе оптическое волокно детектирования предназначено для определения состояния света, отраженного от выходного каскада и введенного в устройство.

19. Устройство по п.17, отличающееся тем, что второе оптическое волокно детектирования обеспечивает детектирование светового пучка детектирования выходного каскада при приеме света, отраженного между выходным оптическим волокном и второй линзой.

20. Устройство по п.18, отличающееся тем, что второе оптическое волокно детектирования обеспечивает детектирование светового пучка детектирования выходного каскада при приеме света, отраженного между выходным оптическим волокном и второй линзой.

21. Способ детектирования передаваемого света, использующий устройство отсечки обратного распространения света по п.10, включающий операции определения состояния входного оптического сигнала путем преобразования части входного оптического сигнала, подаваемого на первую линзу посредством входного оптического волокна, в многократно отраженный свет между входным оптическим волокном и первой линзой, введения многократно отраженного света в первое оптическое волокно детектирования и детектирования многократно отраженного света и определения состояния выходного оптического сигнала путем коллимирования входного оптического сигнала, поданного из входного оптического волокна на первую линзу при последовательном прохождении входным оптическим сигналом через первую линзу, первый поляризатор, вращатель фазы поляризованного света, второй поляризатор и вторую линзу, преобразования коллимированного входного оптического сигнала в выходной оптический сигнал и передачи выходного оптического сигнала, отражения выходного оптического сигнала в среде распространения для обратного введения выходного оптического сигнала в устройство отсечки обратного распространения света через выходное оптическое волокно, частичного преобразования обратно распространяющегося света в отраженный свет между второй линзой и выходным оптическим волокном, введения отраженного света во второе оптическое волокно детектирования и детектирования отраженного света.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5