Brevet FR2776083A1 — publié le 19990917

COMMUTATEUR OPTIQUE ET PROCEDE DE COMMANDE DE CELUI-CI DESCRIPTION La présente invention concerne un commutateur optique du type à absorption saturable et un procédé pour commander celui-ci. En référence à ce genre de commutateur optique du type à absorption saturable, sa théorie de fonctionnement est décrite dans Technical Digest of CPT' 98 (CPT' 98 = International Topical Workshop on Contemporary Photonic Technologies), "Optical noise reduction by a semiconductor waveguide saturable absorber", Yoichi Hashimoto et al., pp 215-216, 12-14 janvier 1998, en coopération avec IEICE Electronics Society & JSAP & IEEE-LEOS & OSA. Toutefois, son utilisation pratique n'a pas encore été discutée. De plus, les techniques existant avant la présente invention faisaient généralement usage d'un commutateur optique commandé par l'application d'un courant ou d'une tension. La figure 1 est un schéma synoptique montrant un exemple d'un commutateur optique classique. Comme représenté sur la figure 1, le commutateur optique classique comprend un diviseur optique 101 destiné à recevoir un signal de lumière pour le diviser en deux signaux et les délivrer en sortie ; un commutateur optique 102 destiné à recevoir l'un des deux signaux délivrés en sortie par le diviseur optique 101 et à le délivrer en sortie en tant que signal de lumière en fonction d'un signal de commande ; un circuit récepteur 103 destiné à recevoir l'autre signal des deux signaux délivrés en sortie par le diviseur optique 101 et extraire une composante du signal de commande à partir d'un signal appliqué à celui-ci ; et un circuit de commande 104 destiné à commander le commutateur optique 102 en fonction du signal de commande extrait par le circuit récepteur 102. Dans le commutateur optique construit comme décrit ci-dessus, le signal de commande destiné à commander le commutateur optique 102 est superposé au signal de lumière et le signal de lumière comprenant le signal de commande superposé à celui-ci est divisé par le diviseur optique 101. La composante de signal de commande est extraite par le circuit récepteur 103 et le circuit de commande 104 est commandé par le signal de commande extrait. Ainsi, le commutateur optique 102 est commandé Toutefois, puisque le commutateur optique classique précédent nécessite un circuit pour extraire le signal de commande et un circuit de commande pour commander le commutateur optique, le commutateur optique classique décrit ci-dessus présente un problème en ce que la structure du commutateur optique devient compliquée. Un but de la présente invention consiste à fournir un commutateur optique avec une structure de circuit simple et une vitesse de réponse augmentée, et un procédé pour commander celui-ci. Dans la présente invention, construite comme décrit ci-dessus, un dispositif optique du type à absorption saturable est utilisé. Lorsque la puissance d'entrée du signal de lumière appliquée au commutateur optique par le commutateur optique du type à absorption saturable se trouve dans une région où le signal de lumière est atténué, l'intensité de lumière du signal de commande est mise dans l'état ETEINT. Lorsque la puissance d'entrée du signal de lumière appliqué au commutateur optique par le dispositif optique du type à absorption saturable se trouve dans une région où le signal de lumière est transmis à travers, l'intensité de lumière du signal de commande est mise dans l'état ALLUME. Ainsi, l'intensité de lumière du signal de lumière destiné à être délivré en sortie est commandée. Comme décrit ci-dessus, puisque l'effet d'absorption saturable du dispositif optique du type à absorption saturable est utilisé et que l'intensité de lumière du signal de lumière est commandée en fonction de l'intensité de lumière du signal de commande, la structure de circuit du commutateur optique peut être simplifiée et: sa vitesse de réponse peut être augmentée:- De plus, dans la présente invention, lorsqu'un chemin de transmission est prévu, une commande à distance du dispositif optique du type à absorption saturable devient possible. De plus, puisque la section de commutation de transmission du commutateur optique n'est pas construite mécaniquement, sa fiabilité est améliorée. Pour une compréhension plus complète de la présente invention et de ses avantages, il est maintenant fait référence à la description suivante considérée conjointement avec les dessins annexés. La figure 1 est un schéma synoptique montrant un exemple de construction d'un commutateur optique classique la figure 2 est un schéma synoptique montrant un premier mode de réalisation d'un commutateur optique de la présente invention la figure 3 est une figure montrant un exemple d'une caractéristique du dispositif optique du type à absorption saturable représenté sur la figure 2 la figure 4a est un diagramme des temps d'un signal de lumière RS destiné à expliquer le fonctionnement du commutateur optique représenté sur les figures 2 et 3 la figure 4b est un diagramme des temps d'un signal de commande XC destiné à expliquer le fonctionnement du commutateur optique représenté sur les figures 2 et 3 la figure 4c est un diagramme des temps d'un signal de lumière qui est délivré en sortie par le dispositif optique du type à absorption saturable 2, destiné à expliquer le fonctionnement du commutateur optique représenté sur les figures 2 et 3 la figure 5 est un schéma synoptique montrant un deuxième mode de réalisation d'un commutateur optique de la présente invention la figure 6 est un schéma synoptique montrant un troisième mode de réalisation d'un commutateur optique de la présente invention la figure 7 est un schéma synoptique montrant un quatrième mode de réalisation d'un commutateur optique de la présente invention la figuré 8 est un schéma synoptique montrant un cinquième mode de réalisation d'un commutateur optique de la présente invention la figure 9 est un schéma synoptique montrant un sixième mode de réalisation d'un commutateur optique de la présente invention la figure 10 est un schéma synoptique montrant un septième mode de réalisation d'un commutateur optique de la présente invention la figure 111 est un schéma synoptique montrant un huitième mode de réalisation d'un commutateur optique de la présente invention la figure 12 est un schéma synoptique montrant un neuvième mode de réalisation d'un commutateur optique de la présente invention ; et la figure 13 est un schéma synoptique montrant un dixième mode de réalisation d'un commutateur optique de la présente invention. Premier mode de réalisation Comme représenté sur la figure 2, le commutateur optique du premier mode de réalisation comprend un combineur optique 1 destiné à combiner un signal de lumière XS et une lumière de commande XC appliqués de l'extérieur pour délivrer en sortie le signal de lumière combiné ; et un dispositif optique du type à absorption saturable 2 comprenant des accès d'entrée et de sortie, qui délivre en sortie un signal de lumière en fonction du signal de lumière délivré en sortie par le combineur optique 1 à celui-ci. Il faut remarquer que dans le combineur optique 1, un coupleur à fibres optiques largement connu et analogue sont utilisés. De plus, la lumière de commande XC est commandée de façon à être mise dans les états ALLUME/ETEINT dans des conditions prédéterminées. Comme représenté sur la figure 3, le dispositif optique du type à absorption saturable 2 de ce mode de réalisation utilise l'effet d'absorption saturable d'un dispositif optique à semi-conducteur et présente une caractéristique de transmission non-linéaire qui dépend de l'intensité d'une lumière délivrée en sortie vers celui-ci. De façon spécifique, lorsqu'un signal de lumière présentant une intensité de lumière faible est délivré en sortie au dispositif optique 2, le signal de lumière subit une forte absorption et est atténué (région d'absorption). Lorsqu'un signal de lumière présentant une intensité de lumière élevée est appliqué au dispositif optique 2, le dispositif optique 2 est saturé par le signal de lumière et le signal de lumière dépasse sa capacité d'absorption, de sorte que le signal de lumière appliqué au dispositif optique 2 est transmis à travers celui-ci (région de transmission). Le fonctionnement du commutateur optique construit comme décrit ci-dessus va être décrit ci-dessous. La figure 4a est un diagramme des temps du signal de lumière RS destiné à expliquer le fonctionnement du commutateur optique représenté sur les figures 2 et 3. La figure-4b est un diagramme des temps de la lumière de commande XC destiné à expliquer le fonctionnement du commutateur optique représenté sur les figures 2 et 3. La figure 4c est un diagramme des temps du signal de lumière délivré en sortie par le dispositif optique du type à absorption saturable, qui est destiné à expliquer le fonctionnement du commutateur optique représenté sur les figures 2 et 3. Premièrement, lorsque la lumière de commande XC se trouve dans l'état ETEINT, seul le signal de lumière XS est délivré en sortie par le combineur optique 1 et seul le signal de lumière Xs est appliqué au dispositif optique du type à absorption saturable 2. À ce moment, si la puissance d'entrée du signal de lumière XS se trouve dans la région d'absorption représentée sur la figure 3, le signal de lumière XS est absorbé, de sorte que le signal de lumière XS n'est pas transmis à travers le dispositif optique 2. D'autre; part, lorsque la lumière de commande XC est dans l'état ALLUME, le signal de lumière XS et la lumière de commande XC sont combinés entre eux par le combineur optique 1, conduisant à l'entrée simultanée des signaux XS et XC dans le dispositif optique du type à absorption saturable 2. À ce moment, si la puissance d'entrée obtenue en totalisant les puissances d'entrée des deux signaux RS et BC se trouve dans la région de transmission représentée sur la figure 3, le signal de lumière combiné n, est pas absorbé par le dispositif optique 2 et il est transmis à travers celui-ci. Comme décrit ci-dessus, l'intensité de lumière du signal de commande BC est mise dans un état ETEINT lorsque 'lê signal de lumière Xs doit être bloqué par le dispositif optique du type à saturation, l'intensité de lumière du signal de commande XC est mise dans un état ALLUME lorsque le signal de lumière XS doit être transmis à travers le dispositif optique du type à absorption de saturation. Deuxième mode de réalisation Comme représenté sur la figure 5, le commutateur optique de ce mode de réalisation diffère de celui du premier mode de réalisation en ce que le combineur optique 1 et le dispositif optique du type à absorption saturable 2 sont agencés avec leur positions inversées à partir du deuxième mode de réalisation. Dans le commutateur optique du deuxième mode de réalisation, le signal de lumière délivré en sortie par le dispositif optique du type à absorption saturable 2 est combiné avec la lumière de commande XC appliquée au dispositif optique 2 par le combineur optique 1 et le signal de lumière combiné est délivré en sortie par le combineur optique 1. Dans ce mode de réalisation également, lorsque la puissance d'entrée du signal de lumière XS se trouve dans la région d'absorption représentée sur la figure 3, si la lumière de commande XC est mise dans l'état ETEINT, le signal de lumière qui est atténué par le dispositif optique du type à absorption saturable 2 est annulé par la lumière de commande XC dans le combineur optique 1, de sorte qu'aucun signal de lumière n'est délivré en sortie. D'autre part, lorsque la puissance d'entrée obtenue en totalisant les puissances d'entrée du signal de lumière XS et de la lumière de commande XC se trouve dans la région de transmission représentée sur la figure 3, Si la lumière de commande kC est mise dans l'état ALLUME, le signal de lumière transmis à travers le dispositif optique du type à absorption saturable 2 est combiné avec la lumière de commande XC par le combineur optique 1 et la lumière combinée est délivrée en sortie par le combineur optique 1. Troisième mode de réalisation Comme représenté sur la figure 6, le commutateur optique de ce mode de réalisation a une structure dans laquelle le combineur optique 1 est agencé dans le dispositif de transmission de lumière 10 dans lequel la source de lumière de signal 3 destinée à délivrer en sortie un signal de lumière Xs et la source de lumière de commande 4 destinée à délivrer en sortie une lumière de commande SC sont prévues. Le commutateur optique de ce mode de réalisation est construit de façon que le signal de lumière délivré en sortie par le dispositif de transmsslon de lumière 10 soit appliqué au dispositif optique du type à absorption saturable 2. L'intensité de lumière du signal de lumière est commandée du côté émission du signal de lumière. Quatrième mode de réalisation Comme représenté sur la figure 7, le commutateur optique de ce mode de réalisation est construit de façon que le combineur optique 1 soit agencé dans le dispositif récepteur de lumière 20 dans lequel la source de lumière de commande 4 destinée à délivrer en sortie un signal de commande BC et le récepteur de lumière 5 destiné à recevoir le signal de lumière sont prévus. L'intensité de lumière du signal de lumière est commandée du côté réception du signal de lumière. Cinquième-mode de réalisation Comme représenté sur la figure 8, le commutateur optique de ce mode de réalisation a une structure dans laquelle un chemin de transmission 6 est prévu entre le dispositif de transmission de lumière 10 et le dispositif optique du type à absorption saturable 2 et il est construit de façon qu'un signal de lumière délivré en sortie par le dispositif de transmission de lumière 10 soit transmis vers le dispositif optique du type à absorption saturable 2 à travers le chemin de transmission 6. Dans le commutateur optique construit comme décrit ci-dessus, un dispositif optique du type à absorption saturable 2 peut être commandé depuis une position plus éloignée. Sixième mode de réalisation Comme représenté sur la figure 9, le commutateur optique de ce mode de réalisation a une structure dans laquelle un chemin de transmission 6 est prévu entre le dispositif : récepteur de lumière 20 et le dispositif optique du type à absorption saturable 2. Dans le commutateur optique construit comme décrit ci-dessus, le dispositif optique du type à absorption saturable 2 peut être commandé depuis une position distante. Septième mode de réalisation Comme représenté sur la figure 10, le commutateur optique de ce mode de réalisation a une structure dans laquelle la source de lumière de commande 4 représentée sur la figure 8 est disposée à l'extérieur du dispositif de transmission de lumière 10 et la source de lumière de commande 4 et le combineur optique 1 sont connectés à travers un chemin de transmission 7. Dans le commutateur optique construit comme décrit ci-dessus, la lumière de commande XC est appliquée au dispositif de transmission de lumière 10 depuis un autre dispositif et l'intensité de lumière du signal de lumière délivré en sortie par le dispositif optique du type à absorption saturable 2 est commandée. Huitième mode de réalisation Comme représenté sur la figure 11, le commutateur optique de ce mode de réalisation a une structure dans laquelle une source de lumière de commande 4 est prévue à l'extérieur du dispositif récepteur de lumière 20 et la source de lumière de commande 4 et le combineur optique 1 sont connectés à travers le chemin de transmission 7. Dans le commutateur optique construit comme décrit ci-dessus, la lumière de commande XC est appliquée au dispositif récepteur de lumière 20 depuis un autre dispositif et l'intensité de lumière du signal de lumière délivré en sortie par le dispositif optique du type à absorption saturable 2 est commandée. Neuvième mode de réalisation Comme représenté sur la figure 12, le commutateur optique de ce mode de réalisation a une structure différente de celle du commutateur optique représenté sur la figure 2 en ce que la lumière de commande XC appliquée au combineur optique 1 est délivrée par une source de lumière de commande 4 qui est connectée au combineur optique 1 à travers le chemin de transmission 7. Dans le commutateur optique construit comme décrit ci-dessus, la lumière de commande XC est appliquée au combineur optique 1 depuis une position distante et l'intensité dè lumière du signal de lumière délivré en sortie par le dispositif optique du type à absorption saturable 2 est commandée. Dixième mode de réalisation Comme représenté sur la figure 13, le commutateur optique de ce mode de réalisation a une structure différente de celle du commutateur optique représenté sur la figure 3 en ce que la lumière de commande XC appliquée au combineur optique 1 est délivrée par une source de lumière de commande 4 qui est connectée au combineur optique 1 à travers le chemin de transmission 7. Dans le commutateur optique construit comme décrit ci-dessus, la lumière de commande XC est appliquée au combineur optique 1 depuis une position plus éloignée et l'intensité de lumière du signal de lumière délivré en sortie par le dispositif optique du type à absorption 2 est commandée. Bien qge des modes de réalisation préférés de la présente invention aient été décrits en utilisant des termes spécifiques, cette description n'est qu'à des fins explicatives et il faut comprendre que des modifications et variantes peuvent être réalisées sans s'écarter de l'esprit ou de la portée des revendications qui suivent. REVENDICATIONS 1. Commutateur optique, caractérisé en ce qu'il comprend un combineur optique (1) destiné à combiner un signal de lumière appliqué en entrée avec un signal de commande dont l'intensité de lumière est commandée dans des conditions prédéterminées et à délivrer en sortie un signal de lumière combiné ; et un dispositif optique du type à absorption saturable (2) pourvu d'un accès d'entrée et d'un accès de sortie et délivrant en sortie un signal de lumière basé sur ledit signal de lumière combiné délivré en sortie par ledit combineur de lumière. 2. Commutateur optique, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif optique du type à absorption saturable (2) pourvu d'un accès d'entrée et d'un accès de sortie et délivrant en sortie un signal de lumière basé sur un signal de lumière d'entrée ; et un combineur optique (1) destiné à combiner un signal de lumière délivré en sortie par ledit dispositif optique du type à absorption saturable (2) avec un signal de commande dont l'intensité de lumière est commandée dans des conditions prédéterminées et à délivrer en sortie une lumière combinée. 3. Commutateur optique selon la revendication 1, comprenant en outre une source de lumière de signal (3) destinée à générer un signal de lumière appliqué audit combineur de lumière ; et une source de lumière de commande (4) destinée à générer un signal de commande appliqué audit combineur optique (1), dans lequel un dispositif de transmission de lumière (10) est constitué par ledit combineur optique (1), ladite source de lumière de signal (3) et ladite source de lumière de commande (4). 4. Commutateur optique selon la revendication 2, comprenant en outre un récepteur de lumière (5) destiné à recevoir un signal de lumière délivré en sortie par ledit combineur optique (1) ; et une source de lumière de commande (4) destinée à générer un signal de commande appliqué audit combineur optique (1-), dans lequel un dispositif récepteur de lumière (20) est constitué par ledit combineur optique (1), ledit récepteur de lumière (5) et ladite source de lumière de commande (4). 5. Commutateur optique selon la revendication 3, dans lequel ledit dispositif de transmission de lumière (10) et ledit dispositif optique du type à absorption saturable (2) sont connectés l'un à l'autre à travers un chemin de transmission (6). 6. Commutateur optique selon la revendication 4, dans lequel ledit dispositif récepteur de lumière (20) et ledit dispositif optique du type à absorption saturable (2) sont connectés l'un à l'autre à travers un chemin de transmission (6). 7. Commutateur optique selon la revendication 1, comprenant en outre une source de lumière de signal (3) destinée à générer un signal de lumière appliqué audit combineur optique (1) ; et une source de lumière de commande (4) destinée à générer un signal de commande appliqué audit combineur optique (1), dans lequel un dispositif de transmission de lumière (10) est constitué par ledit combiner optique (1) et ladite source de lumière de signal (3) et ledit dispositif de transmission de lumière et ledit dispositif optique du type à absorption saturable (2) sont connectés à travers un premier chemin de transmission (6) et ledit dispositif de transmission de lumière (10) et ladite source de lumière de commande (4) sont .connectés à travers un deuxième chemin de transmission (7). 8. Commutateur optique selon la revendication 2, comprenant en outre un récepteur de lumière (5) destiné à recevoir un signal de lumière délivré en sortie par ledit combineur optique (1) ; et une source de lumière de commande (4) destinée à générer un signal de commande appliqué audit combineur optique (1), dans lequel un dispositif récepteur de lumière (20) est constitué par ledit combineur optique (1) et ledit récepteur de lumière (5) et ledit dispositif récepteur de lumière (20) et ledit dispositif optique du type à absorption saturable (2) sont connectés à travers un premier chemin de transmission (6) et ledit dispositif récepteur de lumière (20) et ladite source de lumière de commande (4) sont connectés à travers un deuxième chemin de transmission (7). 9. Comautateur optique selon la revendication 1, comprenant en outre une source de lumière de commande (4) destinée à générer ledit signal de commande appliqué audit combineur optique (1), dans lequel ledit combineur optique (1) et ladite source de lumière de commande (4) sont connectés l'un à l'autre à travers un chemin de transmission (7). 10. Commutateur optique selon la revendication 2, comprenant en outre une source de lumière de commande (4) destinée à générer ledit signal de commande appliqué audit combineur optique (1), dans lequel ledit combineur optique (1) et ladite source de lumière de commande (4) sont connectés l'un à l'autre à travers un chemin de transmission (7). 11. Procédé de commande du commutateur optique selon la revendication 1, comprenant les étapes consistant à fixer l'intensité de lumière du signal de commande dans un état ETEINT lorsque ledit signal de lumière doit être bloqué par ledit dispositif optique du type à absorption saturable (2), et fixer l'intensité de lumière du signal de commande dans un état ALLUME lorsque ledit signal de lumière doit être transmis à travers ledit dispositif optique du type à absorption saturable(2) 12. Procédé de commande du commutateur optique selon la revendication 2, comprenant les étapes consistant à fixer l'intensité de lumière du signal de commande dans un état ETEINT lorsque ledit signal de lumière doit être bloqué par ledit dispositif optique du type à absorption saturable (2), et fixer l'intensité de lumière du signal de commande dans un état ALLUME lorsque ledit signal de lumière doit être transmis à travers ledit dispositif optique du type à absorption saturable (2). 13. Procédé de commande du commutateur optique selon la revendication 3, comprenant les étapes consistant à fixer l'intensité de lumière du signal de commande dans un état ETEINT lorsque ledit signal de lumière doit être bloqué par ledit dispositif optique du type à absorption saturable (2), et fixer l'intensité de lumière du signal de commande dans un état ALLUME lorsque ledit signal de lumière doit être transmis à travers ledit dispositif optique du type à absorption saturable (2). 14. Procédé de commande du commutateur optique selon la revendication 4, comprenant les étapes consistant à fixer l'intensité de lumière du signal de commande dans un état ETEINT lorsque ledit signal de lumière doit être bloqué par ledit dispositif optique du type à absorption saturable (2), et fixer l'intensité de lumière du signal de commande dans un état ALLUME lorsque ledit signal de lumière doit être transmis à travers ledit dispositif optique du type à absorption saturable(2). 15. Procédé de commande du commutateur optique selon la revendication 5, comprenant les étapes consistant à fixer l'intensité de lumière du signal de commande dans un état ETEINT lorsque ledit signal de lumière doit être bloqué par ledit dispositif optique du type à absorption saturable (2), et fixer l'intensité de lumière du signal de commande dans un état ALLUME lorsque ledit signal de lumière doit être transmis à travers ledit dispositif optique du type à absorption saturable(2). 16. Procédé de commande du commutateur optique selon la revendication 6, comprenant les étapes consistant à fixer l'intensité de lumière du signal de commande dans un état ETEINT lorsque ledit signal de lumière doit être bloqué par ledit dispositif optique du type à absorption saturable (2), et fixer l'intensité de lumière du signal de commande dans un état ALLUME lorsque ledit signal de lumière doit être transmis à travers ledit dispositif optique du type à absorption saturable (2). 17. Procédé de commande du commutateur optique selon la revendication 7, comprenant les étapes consistant à fixer l'intensité de lumière du signal de commande dans un état ETEINT lorsque ledit signal de lumière doit être bloqué par ledit dispositif optique du type à absorption saturable (2), et fixer l'intensité de lumière du signal de commande dans un état ALLUME lorsque ledit signal de lumière doit être transmis à travers ledit dispositif optique du type à absorption saturable (2). 18. Procédé de commande du commutateur optique selon la revendication 8, comprenant les étapes consistant à fixer l'intensité de lumière du signal de commande dans un état ETEINT lorsque ledit signal de lumière doit être bloqué par ledit dispositif optique du type à absorption saturable (2), et fixer l'intensité de lumière du signal de commande dans un état ALLUME lorsque ledit signal de lumière doit être transmis à travers ledit dispositif optique du type à absorption saturable (2). 19. Procédé de commande du commutateur optique selon la revendication 9, comprenant les étapes consistant à fixer l'intensité de lumière du signal de commande dans un état ETEINT lorsque ledit signal de lumière doit être bloqué par ledit dispositif optique du type à absorption saturable (2), et fixer l'intensité de lumière du signal de commande dans un état ALLUME lorsque ledit signal de lumière doit être transmis à travers ledit dispositif optique du type à absorption saturable (2). 20. Procédé de commande du commutateur optique selon la revendication 10, comprenant les étapes consistant à fixer l'intensité de lumière du signal de commande dans un état ETEINT lorsque ledit signal de lumière doit être bloqué par ledit dispositif optique du type à absorption saturable (2), et fixer l'intensité de lumière du signal de commande dans un état ALLUME lorsque ledit signal de lumière doit être transmis à travers ledit dispositif optique du type à absorption saturable (2).