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WO2003010589A1 - Attenuateur optique multicanal pour signal multiplexe - Google Patents

Attenuateur optique multicanal pour signal multiplexe Download PDF

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Publication number
WO2003010589A1
WO2003010589A1 PCT/FR2002/002634 FR0202634W WO03010589A1 WO 2003010589 A1 WO2003010589 A1 WO 2003010589A1 FR 0202634 W FR0202634 W FR 0202634W WO 03010589 A1 WO03010589 A1 WO 03010589A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
optical attenuator
polarization
multichannel optical
attenuator according
objective
Prior art date
Application number
PCT/FR2002/002634
Other languages
English (en)
Inventor
Frédéric VERLUISE
Véronique DENTAN
Jean-Luc Clavel
Original Assignee
Nettest Photonics
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nettest Photonics filed Critical Nettest Photonics
Priority to US10/483,255 priority Critical patent/US20050025447A1/en
Publication of WO2003010589A1 publication Critical patent/WO2003010589A1/fr

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    • G02F2203/00—Function characteristic
    • G02F2203/48—Variable attenuator

Definitions

  • the present invention relates to a multichannel optical attenuator for wavelength multiplex signal.
  • the development of telecommunications with ever-increasing numbers of channels and modulation widths comes up against the number of amplifiers necessary for transporting the optical signal over long distances (around 10,000 km). During its optical path, the optical signal meets an amplifier on average every 100 km.
  • the gain function of the amplifiers is wide but not flat, which leads to exponential losses on the least amplified channels. Amplifiers with almost flat gain or corrected by fixed filters are currently in place, but slight drifts still remain. These drifts can affect the signal-to-noise ratio of a channel.
  • each channel can have an optical transparency of more than 5000 km and therefore undergo the same type of attenuation.
  • the dynamic gain flatteners (“Gain Flattening Filter” - GFF) provide an answer to this problem. They are used online on multiplex signals. However, these gain flatteners, which are dedicated to equalizing the gain of the amplifiers, have a filtering function having a fairly coarse resolution over a fairly wide band (typically 5 nm). It is also necessary to carry out this function in a programmable manner because of the slight variations in gain of the amplifiers as a function of temperature or time. Furthermore, in metropolitan networks, each channel follows a different optical path linked to the structure in interconnected loops of the networks; therefore the attenuation undergone by each channel is different. It is therefore necessary to make a clearly differentiated correction for each channel. Optical attenuators (“Variable Optical Attenuator" -
  • the optical attenuator is a component that attenuates the light intensity on a given channel. When it has more than one channel, its functionality approaches that of the dynamic gain flattener. However even when the treated channels are very close, they can present a contrast equal to the dynamics of the component.
  • the objective of the present invention is therefore to propose an optical system which is simple in its design and in its operating mode, compact and economical for producing high resolution variable attenuator.
  • the operation of this system is then that of a gain flattener and an optical attenuator. Its spectral response is continuous over an entire frequency band and its resolution is of the order of the channel with low insertion losses.
  • the invention relates to a multichannel optical attenuator for wavelength multiplex signal comprising:
  • At least one input optical fiber intended to transport a set of light beams centered on different wavelengths ( ⁇ -i, ..., ⁇ n ),
  • At least one output optical fiber intended to transport said set of light beams
  • a polarization separation assembly receiving the light fluxes coming from the input optical fibers, said separation assembly comprising first polarization separation means producing two light beams linearly polarized in orthogonal directions and a first objective having an optical axis, Controllable means capable of modifying the polarization of said beams being inserted into a common focus between the first objective and a second objective having an axis,
  • a recombination assembly comprising the second objective and second polarization separation means, said second objective sending the beams linearly polarized light emitting from said controllable means towards the second polarization separation means, and • it comprises programmable electronic control means of said means capable of modifying the polarization.
  • the present invention also relates to the following characteristics which should be considered in isolation or in all their technically possible combinations:
  • the attenuator comprises a mirror placed after the controllable means returning the linearly polarized light beams, the separation assembly also constituting a recombination assembly, the assembly comprising the first objective and the mirror forming a reflective system,
  • said dispersive system is a diffraction grating angularly dispersing the different wavelengths of light beams linearly polarized and producing separate light fluxes centered on different wavelengths ( ⁇ -i,
  • a first ⁇ / 2 plate is positioned between the first polarization separation means and the grating on the path of one of the two linearly polarized beams and a second ⁇ / 2 plate is positioned between the second objective and the second means of polarization separation on the path of the other beam, - the ⁇ / 2 plate is placed so that the linearly polarized light beams have a polarization perpendicular to the lines of the grating,
  • a prism is placed between the diffraction grating and the first objective, said prism linearizing the spatial distribution of the separated light fluxes as a function of the wavelength
  • the polarization separation means include a polarization splitter with parallel faces,
  • the axis of the objective is positioned in the middle of the space separating the linearly polarized light beams originating from the first polarization separation means
  • the objective is a lens the numerical aperture of which is such that no spatial overlap of the separate fluxes incident on the lens occurs, the lens conjugates the features of the network on the mirror,
  • the focal point of the lens is aligned with the centers of the spots created by the linearly polarized beams coming from the same input fiber on the dispersive system
  • a circulator is placed in front of said input fiber which is spatially coincident with the output fiber
  • controllable means capable of modifying the polarization of the beams comprise a birefringent blade mounted on a barrel,
  • controllable means capable of modifying the polarization of the beams comprise a material with controllable birefringence
  • controllable birefringence material comprises liquid crystals distributed in pixels
  • the programmable electronic control means of said liquid crystals comprise a photoconductive film deposited on the liquid crystals.
  • FIG. 1 is a schematic representation of a multi-channel optical attenuator for multiplex signal, according to the invention
  • - Figure 2 is a schematic representation of an embodiment of a multi-channel optical attenuator for multiplex signal with a reflector system, side view
  • - Figure 3 is a schematic representation of the path of a beam centered on a wavelength ⁇ j in an embodiment, according to the invention, of a multi-channel optical attenuator for multiplex signal with a reflector system, top view
  • a controllable imbalance is then introduced into the polarization of the two linearly polarized beams so that this imbalance results in an imperfect recoupling of the energy after sending the two beams to the same or other polarization separation means.
  • the lost energy being directly linked to the imbalance introduced into the polarization of the two beams, it is thus possible to control the attenuation of the beam centered on the wavelength ⁇ j.
  • the multichannel optical attenuator for multiplex signal comprises at least one input optical fiber 1 intended for
  • the system also includes at least an output optical fiber 3 for. transporting said set of light beams. All the light beams from the two input optical fibers 1 is sent to a polarization splitting assembly 4.
  • the assembly 4 comprises first means polarization separation 5 and a first objective 6 having an optical axis 7.
  • the first polarization separation means 5 produce from an incident beam 2 two parallel beams 8-9 and of orthogonal linear polarization.
  • the two beams linearly polarized 8 -9 thus produced are sent to the first objective 6.
  • the optical axis 7 of the first objective 6 is placed in the middle of the space separating the linearly polarized light beams 8-9.
  • this first objective 6 sends the two linearly polarized light beams 8-9 to controllable means 10 capable of modifying the polarization of said bundles 8-9.
  • These controllable means 10 are inserted into a common focus between the first objective 6 and a second objective 1 1 having an axis 12.
  • the optical axis 12 of the second objective 1 1 is also placed in the middle of the space separating the polarized light beams linearly 8-9.
  • the beams 8-9 are sent to a recombination assembly 13.
  • This recombination assembly 13 comprises the second objective 1 1 and second polarization separation means 14.
  • the polarization separation means 5, 14 comprise a polarization separator with parallel faces.
  • this polarization splitter is made of calcite (CaCOa).
  • the two parallel beams 8-9 with orthogonal linear polarization produced from an incident beam 2 by the first polarization separation means 5 are sent to a dispersive system 15.
  • This dispersive system 15 is inserted between the first polarization separation means 5 and the objective 6.
  • the dispersive system is a network. It angularly disperses the different wavelengths and produces separate light fluxes 16 centered on different wavelengths ( ⁇ i, ..., ⁇ n ).
  • a first linearly polarized beam 8 has a direction of polarization parallel to the lines 19 of the network 15 while the second 9 has a polarization perpendicular to these lines 19.
  • the optical attenuator comprises a mirror 21 placed after the controllable means 10.
  • the separation assembly 4 also constitutes a recombination assembly 13.
  • the term "reflector system 22" is used. the assembly comprising the mirror 21 and the first objective 6.
  • the two parallel beams 8-9 and of orthogonal linear polarization produced from an incident beam 2 by the first polarization separation means 5 are sent to a dispersive system 15
  • this dispersive system 15 is a network. It angularly disperses the different wavelengths - and - produces - separate light fluxes 16 centered on different wavelengths ( ⁇ i, ..., ⁇ n ).
  • a ⁇ / 2 plate 17 is added on one of the paths of the light beams linearly polarized 8-9.
  • the axes of said blade 17 are then parallel to the axes of the first polarization separation means 5.
  • This blade 17 is placed on the path of the first beam 8 whose polarization is parallel and then makes this polarization rotate by 90 °.
  • the first beam 8 thus obtained and the second beam 9 therefore both attack the network 15 with a linear polarization perpendicular to the lines 19 thus minimizing the losses during dispersion.
  • This non-linearity imposed by the law of dispersion of the network 15 can be advantageously compensated for by the implementation in combination with the network 15, of a prism 23.
  • This prism 23 is then positioned between the grating 15 and a reflective system 22.
  • the prism 23 produces an angular deviation of the light flux 16 according to the laws of refraction. They are also non-linear but this non-linearity being in the opposite direction to that introduced by the laws of dispersion of the network 15, the total non-linearity is zero. It follows that the addition of a prism 23 makes it possible to obtain a linear distribution of the light frequencies of the separate streams 16.
  • the first objective 6 is a lens having an optical axis 7 and the association of this lens 6 with a mirror 21 constitutes a so-called "cat's eye” arrangement.
  • the lens 6 combines the lines 19 of the array 15 on the mirror 21, the mirror 21 being at the focal point of the image
  • An incident flow 16 is focused by the lens 6 on the mirror 21, is reflected there and then diverges back on said lens 6 which produces a beam parallel 16 ′ to the incident beam 16.
  • the digital aperture is advantageously taken such
  • Means 10 capable of modifying the polarization of the separate streams 16 are placed between the objective 6 and the mirror 21. These means 10 comprise in one embodiment a blade
  • birefringente mounted on barrel In another embodiment, they comprise a controllable birefringence material.
  • the controllable birefringence material comprises liquid crystals 26 distributed in a matrix of pixels 27. The number of pixels 27 is at
  • the liquid crystals 26 for which an attenuation of the separate flows 16 passing through them is not sought are left off.
  • the programmable electronic control means 28 for the liquid crystals 26 are, in another embodiment, replaced by a photoconductive film deposited on the liquid crystal matrix 26. The surface of the photoconductive film is then likely to be regarded as being directly connected to the underlying liquid crystal matrix 26. A fraction of the light power received by the photoconductive film at a given point is then applied to the corresponding liquid crystal 26 generating an attenuation directly proportional to this light power.
  • These control means 28 however require a preset in order to determine the attenuation law.
  • the light fluxes 16 ′ carry out a second passage on the network 17.
  • the light fluxes 16 ′ whose polarization state is left unaffected after passage of the liquid crystals 26 see their polarization being exchanged between the passages to and from the network 15 respectively. These beams 16 ′ are therefore recoupled at the output of the separation means 5 and sent to at least one optical fiber output 3.
  • the passage through the polarization separation means 5 results in the formation of two beams 8'-9 'of orthogonal linear polarization. The energy which is then passed on the polarization orthogonal to that of a separate flux 16 ′ left unaffected by the liquid crystals 26 is therefore not recoupled at the output of the first polarization separation means 5.
  • the value of the phase introduced into the polarization d 'A separate flow 16 at the level of the liquid crystals 26 controls the energy which will not be recoupled at the output of the first separation means 5 and therefore at the desired attenuation.
  • optical system can advantageously be used for the manufacture of high resolution variable attenuator.
  • the operation of this component would then be that of a gain flattener ("Gain Flattening Filter” - GFF) and an optical attenuator ("Variable Optical Attenuator” - VAO). Its spectral response would be continuous over an entire frequency band and its resolution would be of the order of the channel with low insertion losses.

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Abstract

L'invention concerne un atténuateur optique multicanal pour signal multiplexé. Cet atténuateur optique comporte au moins une fibre optique d'entrée (1) destinée à transporter un ensemble de faisceaux lumineux (2) centrés sur des longueurs d'ondes différentes (μ1, ..., μn) et au moins une fibre optique de sortie (3) destinée à transporter ledit ensemble de faisceaux lumineux. Les faisceaux (2) sont envoyés sur un ensemble de séparation de polarisation (4). Cet ensemble de séparation (4) comporte des premiers moyens de séparation (5) de polarisation produisant deux faisceaux lumineux (8-9) polarisés linéairement selon des directions orthogonales et un premier objectif (6). Des moyens commandables (10) susceptibles de modifier la polarisation desdits faisceaux (8-9) sont insérés entre le premier objectif (6) et un deuxième objectif (11). Un ensemble de recombinaison (13) comprenant le deuxième objectif (11) et des deuxièmes moyens de séparation (14) de polarisation reçoit les faisceaux lumineux polarisés linéairement (8-9) issus desdits moyens commandables (10) pour les envoyer vers les fibres optiques de sortie (3).

Description

Atténuateur optique multicanal pour signal multiplexe
La présente invention concerne un atténuateur optique multicanal pour signal multiplexe en longueur d'onde. Le développement des télécommunications avec des nombres de canaux et des largeurs de modulation toujours plus importants se heurte au nombre d'amplificateurs nécessaires au transport du signal optique sur de longues distances (10.000 km environ). Lors de son trajet optique, le signal optique rencontre en moyenne un amplificateur tous les 100 km. Or, la fonction de gain des amplificateurs est large mais non plate, ce qui entraîne des pertes exponentielles sur les canaux les moins amplifiés. Des amplificateurs à gain quasi-plat ou corrigé par des filtres fixes sont actuellement mis en place mais de légères dérives subsistent encore. Ces dérives peuvent nuire au rapport signal sur bruit d'un canal.
Par ailleurs, dans les réseaux fibres métropolitains tout- optique actuellement déployés, chaque canal peut avoir une transparence optique de plus de 5000 km et donc subir le même type d'atténuation.
Les aplatisseurs de gain dynamiques ("Gain Flattening Filter" - GFF) permettent de répondre à ce problème. Ils sont utilisés en ligne sur des signaux multiplexes. Cependant, ces aplatisseurs de gain qui sont dédiés à l'égalisation du gain des amplificateurs, présentent une fonction de filtrage ayant une résolution assez grossière sur une bande assez large (typiquement 5 nm). Il est nécessaire de plus de réaliser cette fonction de façon programmable à cause des légères variations du gain des amplificateurs en fonction de la température ou du temps. Par ailleurs, dans les réseaux métropolitains, chaque canal suit un trajet optique différent lié à la structure en boucles interconnectées des réseaux; aussi l'atténuation subie par chaque canal est-elle différente. Il convient donc de faire une correction nettement différenciée pour chaque canal. Des atténuateurs optiques ("Variable Optical Attenuator" -
VOA) peuvent être utilisés en tête ou en fin de ligne sur des canaux démultiplexés pour répondre à ce type de problème. L'atténuateur optique est un composant qui atténue l'intensité lumineuse sur un canal donné. Lorsqu'il a plus d'une voie sa fonctionnalité se rapproche de celle de l'aplatisseur de gain dynamique. Cependant même lorsque les canaux traités sont très proches, ils peuvent présenter un contraste égal à la dynamique du composant.
L'objectif de la présente invention est donc de proposer un système optique simple dans sa conception et dans son mode opératoire, compact et économique pour la réalisation d'atténuateur variable haute résolution. Le fonctionnement de ce système est alors à la fois celui d'un aplatisseur de gain et d'un atténuateur optique. Sa réponse spectrale est continue sur toute une bande de fréquence et sa résolution est de l'ordre du canal avec des pertes d'insertion faibles.
A cet effet, l'invention concerne un atténuateur optique multicanal pour signal multiplexe en longueur d'onde comportant :
• au moins une fibre optique d'entrée destinée à transporter un ensemble de faisceaux lumineux centrés sur des longueurs d'ondes différentes (λ-i , ... , λn),
• au moins une fibre optique de sortie destinée à transporter ledit ensemble de faisceaux lumineux,
Selon l'invention,
• un ensemble de séparation de polarisation recevant les flux lumineux issus des fibres optiques d'entrée, ledit ensemble de séparation comportant des premiers moyens de séparation de polarisation produisant deux faisceaux lumineux polarisés linéairement selon des directions orthogonales et un premier objectif ayant un axe optique, • des moyens commandables susceptibles de modifier la polarisation desdits faisceaux étant insérés à un foyer commun entre le premier objectif et un deuxième objectif ayant un axe,
• un ensemble de recombinaison comprenant le deuxième objectif et des deuxièmes moyens de séparation de polarisation, ledit deuxième objectif envoyant les faisceaux lumineux polarisés linéairement issus desdits moyens commandables vers les deuxièmes moyens de séparation de polarisation , et • il comprend des moyens de commande électroniques programmables desdits moyens susceptibles de modifier la polarisation.
Dans différents modes de réalisation, la présente invention concerne également les caractéristiques suivantes qui devront être considérées isolément ou selon toutes leurs combinaisons techniquement possibles :
- l'atténuateur comprend un miroir placé après les moyens commandables renvoyant les faisceaux lumineux polarisés linéairement, l'ensemble de séparation constituant également un ensemble de recombinaison, l'ensemble comportant le premier objectif et le miroir formant un système réflecteur,
- un système dispersif est inséré entre les premiers moyens de séparation de polarisation et le premier objectif,
- ledit système dispersif est un réseau de diffraction dispersant angulairement les différentes longueurs d'onde des faisceaux lumineux polarisés linéairement et produisant des flux lumineux séparés centrés sur des longueurs d'onde différentes (λ-i ,
... , λn),
- une première lame λ/2 est positionnée entre les premiers moyens de séparation de polarisation et le réseau sur le trajet de l'un des deux faisceaux polarisés linéairement et une deuxième lame λ/2 est positionnée entre le deuxième objectif et les deuxième moyens de séparation de polarisation sur le trajet de l'autre faisceau, - la lame λ/2 est placée de sorte que les faisceaux lumineux polarisés linéairement aient une polarisation perpendiculaire aux traits du réseau,
- un prisme est placé entre le réseau de diffraction et le premier objectif, ledit prisme linéarisant la répartition spatiale des flux lumineux séparés en fonction de la longueur d'onde,
- les moyens de séparation de polarisation comprennent un séparateur de polarisation à faces parallèles,
- ledit séparateur de polarisation à faces parallèles est en calcite (CaC03),
- l'axe de l'objectif est positionné au milieu de l'espace séparant les faisceaux lumineux polarisés linéairement issus des premiers moyens de séparation de polarisation,
- l'objectif est une lentille dont l'ouverture numérique est telle qu'aucun recouvrement spatial des flux séparés incidents sur la lentille ne se produit, - la lentille conjugue les traits du réseau sur le miroir,
- le foyer objet de la lentille est aligné avec les centres des spots crées par les faisceaux polarisés linéairement issus d'une même fibre d'entrée sur le système dispersif,
- un circulateur est placé devant ladite fibre d'entrée qui est spatialement confondue avec la fibre de sortie,
- les moyens commandables susceptibles de modifier la polarisation des faisceaux comprennent une lame biréfringente montée sur barillet,
- les moyens commandables susceptibles de modifier la polarisation des faisceaux comportent un matériau à biréfringence commandable,
- le matériau à biréfringence commandable comprend des cristaux liquides répartis en pixel,
- chacun des cristaux liquides reçoit un seul flux séparé de longueur d'onde λι (i = 1 à n),
- les moyens de commande électroniques programmables desdits cristaux liquides comportent un film photoconducteur déposé sur les cristaux liquides.
L'invention sera décrite en détail en référence aux dessins annexés sur lesquels:
- la figure 1 est une représentation schématique d'un atténuateur optique multicanal pour signal multiplexe, selon l'invention ;
- la figure 2 est une représentation schématique d'un mode de réalisation d'un atténuateur optique multicanal pour signal multiplexe avec un système réflecteur, vue de côté; - la figure 3 est une représentation schématique du trajet d'un faisceau centré sur une longueur d'onde λj dans un mode de réalisation, selon l'invention, d'un atténuateur optique multicanal pour signal multiplexe avec un système réflecteur, vue de dessus; L'objectif de la présente invention est d'utiliser des moyens de séparation de polarisation afin de produire à partir d'un faisceau centré sur une longueur d'onde λj (i=1 à n) que l'on cherche à atténuer, deux faisceaux lumineux ayant une polarisation linéaire orthogonale. On introduit alors un déséquilibre commandable dans la polarisation des deux faisceaux polarisés linéairement afin que ce déséquilibre entraîne un recouplage imparfait de l'énergie après envoie des deux faisceaux vers les mêmes ou d'autres moyens de séparation de polarisation. L'énergie perdue étant liée directement au déséquilibre introduit dans la polarisation des deux faisceaux, on peut ainsi contrôler l'atténuation du faisceau centré sur la longueur d'onde λj.
L'atténuateur optique multicanal pour signal multiplexe comporte au moins une fibre optique d'entrée 1 destinée à
~ " tra'n'spO rter ~ un~ errsernb"le" de- faiiscre aux "lumineux 2"" centrés" sur dés longueurs d'ondes différentes (λi , ... , λn). Le système comporte également au moins une fibre optique de sortie 3 destinée à . transporter ledit ensemble de faisceaux lumineux. L'ensemble des faisceaux lumineux 2 issus des fibres optiques d'entrée 1 est envoyé vers un ensemble de séparation de polarisation 4. Cet ensemble 4 comprend des premiers moyens de séparation de polarisation 5 et un premier objectif 6 ayant un axe optique 7. Les premiers moyens de séparation de polarisation 5 produisent à partir d'un faisceau incident 2 deux faisceaux parallèles 8-9 et de polarisation linéaire orthogonale. Les deux faisceaux polarisés linéairement 8-9 ainsi réalisés sont envoyés sur le premier objectif 6. Dans un mode de réalisation, l'axe optique 7 du premier objectif 6 est placé au milieu de l'espace séparant les faisceaux lumineux polarisés linéairement 8-9.
Selon la Figure 1 , ce premier objectif 6 envoie les deux faisceaux lumineux polarisés linéairement 8-9 sur des moyens commandables 10 susceptibles de modifier la polarisation desdits faisceaux 8-9. Ces moyens commandables 10 sont insérés à un foyer commun entre le premier objectif 6 et un deuxième objectif 1 1 ayant un axe 12. L'axe optique 12 du deuxième objectif 1 1 est également placé au milieu de l'espace séparant les faisceaux lumineux polarisés linéairement 8-9. Après avoir traversé lesdits moyens commandables 10, les faisceaux 8-9 sont envoyés sur un ensemble de recombinaison 13. Cet ensemble de recombinaison 13 comprend le deuxième objectif 1 1 et des deuxièmes moyens de séparation de polarisation 14. Dans un mode de réalisation, les moyens de séparation de polarisation 5, 14 comprennent un séparateur de polarisation à faces parallèles. Avantageusement, ce séparateur de polarisation est en calcite (CaCOa).
Dans un mode de réalisation, les deux faisceaux parallèles 8- 9 et de polarisation linéaire orthogonale produits à partir d'un faisceau incident 2 par les premiers moyens de séparation de polarisation 5 sont envoyés sur un système dispersif 15. Ce système dispersif 15 est inséré entre les premiers moyens de séparation de polarisation 5 et l'objectif 6. Avantageusement, le système dispersif est un réseau. Il disperse angulairement les différentes longueurs d'onde et produit des flux lumineux séparés 16 centrés sur des longueurs d'onde différentes (λi , ... , λn).
Lorsque le réseau 15 présente une dépendance en fonction de la polarisation et qu'une stabilité en puissance transmise est recherchée, il est souhaitable d'ajouter sur un des trajets des faisceaux lumineux polarisés linéairement 8-9 issus des premiers moyens de séparation de polarisation 5, une lame λ/2 17. Les axes de ladite lame 17 sont alors parallèles aux axes 18 des premiers moyens de séparation de polarisation 5. A la sortie des premiers moyens de séparation 5, un premier faisceau polarisé linéairement 8 a une direction de polarisation parallèle aux traits 19 du réseau 15 tandis que le second 9 a une polarisation perpendiculaire à ces traits 19. Comme les pertes engendrées lors de la dispersion d'un faisceau lumineux polarisés linéairement 8-9 sur le réseau 15 sont minimisées lorsque ledit faisceau 8-9 présente une polarisation perpendiculaire aux traits 19 du réseau 15, on place ladite lame 17 sur le trajet du premier faisceau 8. Cette lame 17 fait tourner la polarisation parallèle du premier faisceau 8 de 90°. Le premier faisceau 8 ainsi obtenu et le second faisceau 9 attaquent donc tous les deux le réseau 15 avec une polarisation linéaire perpendiculaire aux traits 19 minimisant ainsi les pertes lors de la dispersion. Une deuxième lame λ/2 20 est placée dans l'ensemble de recombinaison 13 entre le deuxième objectif 1 1 et les deuxième moyens de séparation de polarisation 14 symétriquement à la première lame 17 par rapport aux moyens commandables 10.
Dans un autre mode de réalisation et selon les Figures 2 et 3, l'atténuateur optique comprend un miroir 21 placé après les moyens commandables 10. L'ensemble de séparation 4 constitue également un ensemble de recombinaison 13. On appelle - système réflecteur 22 - l'ensemble comportant le miroir 21 et le premier objectif 6. Les deux faisceaux parallèles 8-9 et de polarisation linéaire orthogonale produits à partir d'un faisceau incident 2 par les premiers moyens de séparation de polarisation 5 sont envoyés sur un système dispersif 15. Dans un mode de réalisation , ce système dispersif 15 est un réseau. Il disperse angulairement les différentes longueurs d'onde- et- produit-des flux -lumineux séparés 16 centrés sur des longueurs d'onde différentes (λi , ... , λn).
Lorsque le réseau 15 présente une dépendance en fonction de la polarisation et qu'une stabilité en puissance transmise est recherchée, une lame λ/2 17 est ajoutée sur un des trajets des faisceaux lumineux polarisés linéairement 8-9. Les axes de ladite lame 17 sont alors parallèles aux axes des premiers moyens de séparation de polarisation 5. Cette lame 17 est placée sur le trajet du premier faisceau 8 dont la polarisation est parallèle et fait alors tourner cette polarisation de 90°. Le premier faisceau 8 ainsi obtenu et le second faisceau 9 attaquent donc tous les deux le réseau 15 avec une polarisation linéaire perpendiculaire aux traits 19 minimisant ainsi les pertes lors de la dispersion.
A la sortie du réseau 15, l'espacement d(λj,λj) avec j=i+1 entre les longueurs d'onde dispersées angulairement n'est pas parfaitement linéaire. Cette non-linéarité imposée par la loi de dispersion du réseau 15 peut être avantageusement compensée par la mise en oeuvre en combinaison avec le réseau 15, d'un prisme 23. Ce prisme 23 est alors positionné entre le réseau 15 et un système réflecteur 22. Le prisme 23 produit une déviation angulaire du flux lumineux 16 suivant les lois de la réfraction. Elles sont également non-linéaires mais cette non-linéarité étant de sens 5 inverse à celle introduite par les lois de dispersion du réseau 15, la non-linéarité totale est nulle. Il en résulte que l'adjonction d'un prisme 23 permet l'obtention d'une répartition linéaire des fréquences lumineuses des flux séparés 16.
Lés flux séparés 16 issus du réseau 15 sont alors envoyés
10 vers le système réflecteur 22. Dans un mode de réalisation préféré, le premier objectif 6 est une lentille ayant un axe optique 7 et l'association de cette lentille 6 avec un miroir 21 constitue un montage dit "oeil de chat". La lentille 6 conjugue les traits 19 du réseau 15 sur le miroir 21 , le miroir 21 étant au foyer image de la
15 lentille 6. Un flux incident 16 est focalisé par la lentille 6 sur le miroir 21 , y est réfléchi et ensuite diverge en retour sur ladite lentille 6 qui produit un faisceau parallèle 16' au faisceau incident 16. L'ouverture numérique est avantageusement prise telle
- - - - qu'aucu recouvrement -spatial -des flux séparés 46 -provenant -de-
20 fibres optiques d'entrée 1 différentes se produit sur la lentille 6. Lorsque le foyer objet de la lentille 6 est aligné avec les centres 24'-24 respectifs des spots crées par les faisceaux 8-9 polarisés linéairement issus d'une même fibre d'entrée 1 sur le système dispersif 15, un circulateur 25 à trois ports est placé devant ladite
25 fibre d'entrée 1 qui est spatialement confondue avec la fibre de sortie 3.
Des moyens 10 susceptibles de modifier la polarisation des flux 16 séparés sont placés entre l'objectif 6 et le miroir 21 . Ces moyens 10 comprennent dans un mode de réalisation une lame
30 biréfringente montée sur barillet. Dans un autre mode de réalisation, ils comportent un matériau à biréfringence commandable. Dans un mode de réalisation préféré, le matériau à biréfringence commandable comprend des cristaux liquides 26 répartis en une matrice de pixels 27. Le nombre de pixels 27 est au
35 moins égal au nombre de flux séparés 16 de sorte que chacun des cristaux liquides 26 reçoit un seul flux séparé 16 de longueur d'onde λj (i = 1 à n). Il est alors connu que l'application par des moyens de commande 28 d'une tension adéquate sur un cristal liquide 26 permet de modifier l'orientation de la polarisation du flux 16 qui le traverse. Avantageusement, ces moyens de commande électroniques 28 sont choisis programmables. Les cristaux liquides 26 recevant les flux séparés 16 centrés sur des longueurs d'onde j que l'on cherche à atténuer sont donc soumis à une tension adéquate. Cette tension appliquée est alors liée à une valeur de phase introduite dans la polarisation du flux séparé 16 correspondant et est proportionnelle à l'atténuation recherchée. Les cristaux liquides 26 pour lesquels une atténuation des flux séparés 16 les traversant n'est pas recherchée sont laissés hors tension. Les moyens de commande électroniques 28 programmables des cristaux liquides 26 sont, dans un autre mode de réalisation, remplacés par un film photoconducteur déposé sur la matrice de cristaux liquides 26. La surface du film photoconducteur est alors susceptible d'être regardée comme étant directement reliée à la matrice de cristaux liquides 26 sous-jacente. Une fraction de la puissance lumineuse reçue par le film photoconducteur en un point donné est alors appliquée au cristal liquide 26 correspondant engendrant une atténuation directement proportionnelle à cette puissance lumineuse. Ces moyens de commande 28 nécessitent cependant un préréglage afin de déterminer la loi d'atténuation. A la sortie du système réflecteur 22, les flux lumineux 16' effectuent un deuxième passage sur le réseau 17. Ils sont ensuite envoyés vers les premiers moyens de séparation de polarisation 5. Les flux lumineux 16' dont l'état de polarisation est laissé inaffecté après passage des cristaux liquides 26 voient leur polarisation s'échanger entre les passages respectivement à l'aller et au retour sur le réseau 15. Ces faisceaux 16' sont donc recouplés en sortie des moyens de séparation 5 et envoyés vers au moins une fibre optique de sortie 3. Pour un flux 16 ayant traversé un cristal liquide 26 mis sous tension, le passage par les moyens de séparation de polarisation 5 entraîne la formation de deux faisceaux 8'-9' de polarisation linéaire orthogonale. L'énergie qui est alors passée sur la polarisation orthogonale à celle d'un flux séparé 16' laissé inaffecté par les cristaux liquides 26 n'est donc pas recouplée en sortie des premiers moyens de séparation de polarisation 5. On voit donc que la valeur de la phase introduite dans la polarisation d'un flux séparé 16 au niveau des cristaux liquides 26 commande l'énergie qui ne sera pas recouplée en sortie des premiers moyens de séparation 5 et donc à l'atténuation recherchée.
Les éléments du système optique selon l'invention ne sauraient être limités à la description qui précède et sont susceptibles de modifications avec l'évolution des technologies. Des substitutions et/ou des modifications dans la structure générale et dans les détails du présent système peuvent être réalisées par un homme du métier sans s'écarter de l'esprit de la présente invention. Ce système optique peut avantageusement être utilisé pour la fabrication d'atténuateur variable haute résolution. Le fonctionnement de ce composant serait alors à la fois celui d'un aplatisseur de gain ("Gain Flattening Filter" - GFF) et d'un atténuateur optique ("Variable Optical Attenuator" - VAO). Sa réponse spectrale serait continue sur toute une bande de fréquence et sa résolution serait de l'ordre du canal avec des pertes d'insertion faibles.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Atténuateur optique multicanal pour signal multiplexe en longueur d'onde comportant :
- au moins une fibre optique d'entrée (1 ) destinée à transporter un ensemble de flux lumineux (2) centrés sur des longueurs d'ondes différentes (λi λn) ,
- au moins une fibre optique de sortie (3) destinée à transporter ledit ensemble de flux lumineux, caractérisé en ce qu'il comprend - un ensemble de séparation de polarisation (4) recevant les flux lumineux (2) issus des fibres optiques d'entrée (1 ), ledit ensemble de séparation (4) comportant des premiers moyens de séparation (5) de polarisation produisant deux faisceaux lumineux polarisés linéairement (8-9) selon des directions orthogonales et un premier objectif (6) ayant un axe optique (7),
- des moyens commandables (10) susceptibles de modifier la polarisation desdits faisceaux (8-9) étant insérés à un foyer commun entre le premier objectif (6) et un deuxième objectif (1 1 ) ayant un axe (12) , - un ensemble de recombinaison (13) comprenant le deuxième objectif (1 1 ) et des deuxièmes moyens de séparation de polarisation (14), ledit deuxième objectif (1 1 ) envoyant les faisceaux lumineux polarisés linéairement (8-9) issus desdits moyens commandables (10) vers les deuxièmes moyens de séparation de polarisation (14), et en ce qu'il comprend des moyens de commande électroniques (28) programmables desdits moyens susceptibles de modifier la polarisation.
2. Atténuateur optique multicanal selon la revendication 1 , caractérisé en ce qu'il comprend un miroir (21 ) placé après les moyens commandables (10) renvoyant les faisceaux lumineux polarisés linéairement (8-9), l'ensemble de séparation (5) constituant également un ensemble de recombinaison (14), l'ensemble comportant le premier objectif (6) et le miroir (21 ) formant un système réflecteur (22).
3. Atténuateur optique multicanal selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'un système dispersif
(15) est inséré entre les premiers moyens de séparation (5) de polarisation et le premier objectif (6).
4. Atténuateur optique multicanal selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit système dispersif (15) est un réseau, de diffraction dispersant angulairement les différentes longueurs d'onde des faisceaux lumineux polarisés linéairement (8-9) et produisant des flux lumineux (16) séparés centrés sur des longueurs d'onde différentes (λi , ... , λn).
5. Atténuateur optique multicanal selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'une première lame λ/2 (17) est positionnée entre les premiers moyens de séparation (5) de polarisation et le réseau (15) sur le trajet de l'un des deux faisceaux polarisés linéairement (8-9) et. une deuxième lame λ/2 (20) est positionnée entre le deuxième objectif et les deuxième moyens de séparation (14) de polarisation sur le trajet de l'autre faisceau.
6. Atténuateur optique multicanal selon la revendication 5, caractérisé en ce que la lame λ/2 (17) est placée de sorte que les faisceaux lumineux polarisés linéairement (8-9) aient une polarisation perpendiculaire aux traits (19) du réseau (15).
7. Atténuateur optique multicanal selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce qu'un prisme (23) est placé entre le réseau de diffraction (15) et le premier objectif (6), ledit prisme linéarisant la répartition spatiale des flux lumineux séparés
(16) en fonction de la longueur d'onde.
8. Atténuateur optique multicanal selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les moyens de séparation de polarisation (5, 14) comprennent un séparateur de polarisation à faces parallèles.
9. Atténuateur optique multicanal selon la revendication 8, caractérisé en ce que ledit séparateur de polarisation à faces parallèles est en calcite (CaC03).
10. Atténuateur optique multicanal selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'axe (7) de l'objectif (6) est positionné au milieu de l'espace séparant les faisceaux lumineux polarisés linéairement (8-9) issus des premiers moyens de séparation de polarisation (5).
1 1. Atténuateur optique multicanal selon l'une quelconque des revendications 4 à 10, caractérisé en ce que l'objectif (6) est une lentille dont l'ouverture numérique est telle qu'aucun recouvrement spatial des flux séparés (16) incidents sur la lentille (6) ne se produit.
12. Atténuateur optique multicanal selon la revendication 1 1 , caractérisé en ce que la lentille (6) conjugue les traits (19) du réseau (15) sur le miroir (21 ).
13. Atténuateur optique multicanal selon les revendications 2 et 12, caractérisé en ce que le foyer objet de la lentille (6) est aligné avec les centres (24'-24) des spots crées par les faisceaux polarisés linéairement (8-9) issus d'une même fibre d'entrée (1 ) sur le système dispersif (15).
14. Atténuateur optique multicanal selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'un circulateur (25) est placé devant ladite fibre d'entrée (1 ) qui est spatialement confondue avec la fibre de sortie (3).
15. Atténuateur optique multicanal selon l'une des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que les moyens commandables (10) susceptibles de modifier la polarisation des faisceaux (8-9) comprennent une lame biréfringente montée sur barillet.
16. Atténuateur optique multicanal selon l'une des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que les moyens commandables (10) susceptibles de modifier la polarisation des faisceaux (8-9) comportent un matériau à biréfringence commandable.
17. Atténuateur optique multicanal selon la revendications 16, caractérisé en ce que le matériau à biréfringence commandable comprend des cristaux liquides (26) répartis en pixel (27).
18. Atténuateur optique multicanal selon l'une des revendications 4 à 17, caractérisé en ce que chacun des cristaux liquides (26) reçoit un seul flux (16) séparé de longueur d'onde λj (i = 1 à n).
19. Atténuateur optique multicanal selon l'une quelconque des revendications 17 et 18, caractérisé en ce que les moyens de commande électroniques programmables (28) desdits cristaux liquides (26) comportent un film photoconducteur déposé sur les cristaux liquides (26).
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