DE2804105C2 - - Google Patents

Info

Publication number
DE2804105C2
DE2804105C2 DE2804105A DE2804105A DE2804105C2 DE 2804105 C2 DE2804105 C2 DE 2804105C2 DE 2804105 A DE2804105 A DE 2804105A DE 2804105 A DE2804105 A DE 2804105A DE 2804105 C2 DE2804105 C2 DE 2804105C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
energy
optical transmission
transmission device
light guide
intermediate section
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Expired
Application number
DE2804105A
Other languages
English (en)
Other versions
DE2804105A1 (de
Inventor
Michel Orsay Fr Papuchon
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Thales SA
Original Assignee
Thomson CSF SA
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 Thomson CSF SA filed Critical Thomson CSF SA
Publication of DE2804105A1 publication Critical patent/DE2804105A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2804105C2 publication Critical patent/DE2804105C2/de
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/03Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on ceramics or electro-optical crystals, e.g. exhibiting Pockels effect or Kerr effect
    • G02F1/035Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on ceramics or electro-optical crystals, e.g. exhibiting Pockels effect or Kerr effect in an optical waveguide structure
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/29Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the position or the direction of light beams, i.e. deflection
    • G02F1/31Digital deflection, i.e. optical switching
    • G02F1/313Digital deflection, i.e. optical switching in an optical waveguide structure
    • G02F1/3137Digital deflection, i.e. optical switching in an optical waveguide structure with intersecting or branching waveguides, e.g. X-switches and Y-junctions

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrisch steuerbare optische Übertragungsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Eine solche Übertragungsvorrichtung, die aus Appl. Phys. Letters Vol. 26, No. 10, S. 562 bis 564 bekannt ist, kann in integrierter Optik realisiert werden. Man bildet einen integrierten Lichtleiter dadurch, daß in einem Substrat mit dem Brechungsindex n₀ eine Zone erzeugt wird, in welcher der Brechungsindex n₁ größer als n₀ ist. Der Vorteil von integrierten optischen Vorrichtungen besteht darin, daß sie keine Ausrichtung erfordern und kein Stabilitätsproblem ergeben. Um eine Führung optischer Strahlungen in mehrere Richtungen durchzuführen, wäre es von Vorteil, die Strahlungen von einem Lichtleiter zu einem anderen Lichtleiter umschalten zu können.
Es ist bekannt, elektro-optische Schalter nach dem Prinzip von Richtkopplern zu realisieren. Ein elektrisch gesteuerter optischer Schalter mit einer Verzweigung ist z. B. aus der US-PS 38 83 220 bekannt. Die US-PS 39 20 314 beschreibt einen optischen Schalter mit einer Verzweigung und Steuerung durch elektrische Felder, die unmittelbar angrenzend an den Verzweigungsabschnitten wirksam sind. Optische Schalter sind eine Vorrichtung mit zwei Lichtleitern, die aus einem elektro-optischen Material gebildet sind und durch ein Medium, dessen Brechungsindex kleiner als derjenige des elektro-optischen Materials ist, voneinander um eine Strecke in der Größenordnung von einigen Mikron getrennt sind, so daß die Strahlung von dem einen Lichtleiter in den anderen übertragbar ist. Der Brechungsindex der beiden Wellenleiter wird durch die Wirkung eines elektrischen Feldes in entgegengesetztem Sinn geändert, wodurch die Kopplungslänge und somit der Anteil an Lichtenergie geändert wird, der von dem ersten Wellenleiter in den zweiten Wellenleiter geht. Derartige Strukturen müssen geometrisch sehr präzise ausgebildet sein. Die Kopplungslänge hängt nämlich in kritischer Weise von einer großen Zahl von Parametern ab. Insbesondere muß der Abstand zwischen den Lichtleitern sehr genau eingehalten werden.
Es gibt auch Vorrichtungen mit einem einzigen einmodigen (monomoden) Lichtleiter, in welchem eine Anisotropie des Brechungsindex durch einen Satz von drei Elektroden erzeugt wird, von denen eine Elektrode, die sehr dünn ist, parallel zur Achse des Lichtleiters angebracht ist. Diese Anisotropie ergibt unterschiedliche Energiewerte in den beiden Hälften des Hohlleiters.
Bei der eingangs genannten elektrisch steuerbaren optischen Übertragungsvorrichtung sind an der Oberfläche eines Substrats zwei parallele Eingangszweige gleicher Länge gebildet, auf die ein elektrisches Feld in entgegengesetztem Sinne einwirkt. Auf diese Weise wird die effektive Länge der beiden Eingangszweige verändert. Die beiden Eingangszweige werden am Beginn eines mehrmodigen Lichtleiter-Zwischenabschnittes vereinigt, wobei an der Vereinigungsstelle ein durch die Modulation erzeugter Phasenunterschied auftritt. Bei gleicher effektiver Weglänge in den beiden Eingangsabschnitten wird an der Vereinigungsstelle im Lichtleiter-Zwischenabschnitt nur der niedrigste Ausbreitungsmode erzeugt. Wenn aber unterschiedliche effektive Längen der Ausbreitungswege der beiden Eingangsabschnitte vorhanden sind, werden die beiden niedrigsten Ausbreitungsmoden erzeugt. An das andere Ende des Zwischenabschnittes sind zwei Ausgangszweige angeschlossen, die durch ihre Breite auf die beiden untersten Ausbreitungsmoden abgestimmt sind. Sie nehmen daher selektiv die im Lichtleiter-Zwischenabschnitt erzeugten Ausbreitungsmoden auf.
Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, die elektrisch steuerbare optische Übertragungsvorrichtung zu vereinfachen und ihren Oberflächenbedarf zu vermindern.
Diese Aufgabe wird bei der gattungsgemäßen elektrisch steuerbaren optischen Übertragungsvorrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Das der Erfindung zugrunde liegende Wirkungsprinzip beruht auf der Interferenz der beiden Moden innerhalb des Lichtleiter-Zwischenabschnittes. Diese Interferenz wird durch Anlegen eines elektrischen Feldes an dem Lichtleiter-Zwischenabschnitt gesteuert. Durch die steuerbare Interferenz in dem Lichtleiter Zwischenabschnitt wird erreicht, daß der Hauptenergieanteil selektiv in den einen oder anderen Ausgangszweig eingekoppelt wird. Dieses Wirkungsprinzip ist auch realisierbar, wenn nur ein einziger Eingangszweig vorhanden ist.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die erfindungsgemäße Übertragungsvorrichtung eignet sich besonders für die Umschaltung von Lichtenergie zwischen mehreren Ausgangszweigen, für die Modulation einer optischen Strahlung durch ein elektrisches Signal und zur Demultiplexierung einer Welle, die aus mehreren multiplexierten Komponenten gebildet ist.
Mehrere Ausführungsformen der Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. In der Zeichnung zeigt
Fig. 1 einen in einem Substrat gebildeten rechteckigen Lichtleiter,
Fig. 2 die Energieverteilung über die Breite des Lichtleiters für die beiden ersten Mode,
Fig. 3 die Energieverteilung, die sich aus der Interferenz der beiden ersten Mode ergibt,
Fig. 4 eine Ausführungsform der optischen Übertragungsvorrichtung nach der Erfindung,
Fig. 5 die Änderungen der in jedem Ausgangszweig in Abhängigkeit von der elektrischen Steuerspannung erhaltenen Energie,
Fig. 6 eine andere Ausführungsform der optischen Übertragungsvorrichtung nach der Erfindung,
Fig. 7 eine weitere Ausführungsform der optischen Übertragungsvorrichtung nach der Erfindung und
Fig. 8 ein Beispiel für die Anwendung der optischen Übertragungsvorrichtung nach der Erfindung.
Fig. 1 zeigt einen rechteckigen Lichtleiter 1, der von einem Substrat 2 mit dem Brechungsindex n₀ getragen wird. Der Brechungsindex n₁ im Lichtleiter ist größer als der Brechungsindex n₀. Die obere Fläche des Lichtleiters steht mit dem äußeren Medium des Brechungsindex n₂ in Berührung. Es wird ein Koordinatensystem xyz angenommen. Im Lichtleiter 1 breitet sich in der z-Richtung eine optische Strahlung, die im Vakuum die Wellenlänge λ hat, infolge der Totalreflexion der Welle an den den Hohlleiter begrenzenden ebenen Brechungssystemen aus. Die Dimensionen des Lichtleiters werden folgendermaßen bezeichnet:
Länge L in der z-Richtung, wobei L sehr groß gegen λ ist;
Breite l in der x-Richtung;
Dicke h in der y-Richtung.
Die Reflexionen der Lichtwelle erfolgen in zwei Ebenen- Scharen: den yz-Ebenen zwischen dem Boden des Lichtleiters und der in Berührung mit dem äußeren Medium stehenden Fläche, und den xy-Ebenen zwischen den Seitenwänden. In der Folge wird nur diese letzte Reihe von Reflexionen in xz-Ebenen betrachtet. Zur Vereinfachung der Beschreibung wird angenommen, daß der Lichtleiter in der y-Richtung einmodig ist. Wenn der Einfallswinkel des Lichts mit R bezeichnet wird, findet eine Lichtübertragung unter der Bedingung statt, daß R größer als der Grenzwinkel R₀ ist, der durch sin R₀ = n₀/n₁ definiert ist. Der Winkel R muß ferner zu einer diskreten Folge von Winkeln mit abnehmenden Werten R₀, R₁ . . .R n gehören. Diese Folge ist durch die Breite des Lichtleiters 1, die Wellenlänge λ und die Brechungsindizes n₀ und n₁ bestimmt. Jedem Winkel R i entspricht ein Ausbreitungsmod i mit sehr geringen Verlusten, der sich mit einer Fortpflanzungskonstante β i in der z- Richtung ausbreitet. β i und R i sind miteinander durch die folgende Beziehung verknüpft:
Darin ist k die Wellenzahl einer Strahlung der Wellenlänge λ im Vakuum. Im Fall einer in der Richtung der x-Achse polarisierten Welle hat die Fortpflanzungsgleichung für das elektrische Feld die folgende Form:
E = E i (x,y) cos β i z
Darin ist E i (x,y) eine Funktion von x und y.
In Fig. 2 sind die Kurven für E i (x,y) als Funktion von x für y = const. dargestellt, und zwar im Diagramm (a) die Kurve C₀ für den Mod 0 und im Diagramm (b) die Kurve C₁ für den Mod 1. Die Abmessungen des Lichtleiters sowie die Werte n₀, n₁ und λ sind so bemessen, daß sich der Mod 2 im Lichtleiter nicht ausbreiten kann.
Da sich die beiden Mode mit verschiedenen Konstanten β₀ und β₁ ausbreiten, ist ihre Phasenverschiebung ϕ = ( β₁-β)z nicht konstant. Die beiden Mode interferieren, und die Verteilung der Energie im Lichtleiter ändert sich in der z-Richtung. Fig. 3 zeigt verschiedene Verteilungen der Lichtenergie I als Funktion von x in den folgenden Fällen:
für ϕ = 0 im Diagramm (a);
für 0 < ϕ < π im Diagramm (b);
für ϕ = π im Diagramm (c);
für π < ϕ < 2π im Diagramm (d).
Es ist zu erkennen, daß im Diagramm (a) ein großer Teil der Energie in einer Hälfte des Lichtleiters lokalisiert ist, während im Diagramm (c) ein großer Teil der Energie in der anderen Hälfte des Lichtleiters lokalisiert ist.
Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform einer optischen Übertragungsvorrichtung nach der Erfindung. Diese Vorrichtung enthält an der Oberfläche eines Substrats 2 zwei einmodige Lichtleiterzweige 11 und 10. Diese beiden Zweige sind miteinander durch einen zweimodigen Lichtleiterabschnitt 1 verbunden, der dem zuvor beschriebenen ähnlich ist. Die Zweige sind an die Enden des Lichtleiterabschnitts 1 so angeschlossen, daß der Lichtleiter 11 den Lichtleiter 1 mit einer optischen Strahlung erregt, deren Energie in einer Hälfte der Breite l des Lichtleiters 1 lokalisiert ist. Im Lichtleiter 1 wird die Strahlung in die beiden Ausbreitungsmode 0 und 1 zerlegt. Der Lichtleiter 1 setzt sich in dem Ausbreitungszweig 10 fort, der den Energieanteil aufnimmt, der für z = L in einer Hälfte der Breite des Lichtleiters 1 enthalten ist.
Zu beiden Seiten des Lichtleiters 1 sind Elektroden 4 und 5 angeordnet, die vom Lichtleiter 1 durch einen Zwischenraum sehr geringer Dicke getrennt sind, und an die eine Spannung V angelegt wird, so daß sich ein elektrisches Feld E = V/l ergibt. Dieses elektrische Feld erzeugt eine Änderung Δ n des Brechungsindex des Lichtleiters, wodurch sich Änderungen Δβ₀ und Δβ₁ der Fortpflanzungskonstanten der beiden Mode ergeben. Da diese Änderungen im gleichen Sinne, aber mit verschiedenen Werten erfolgen, wird die Phasenverschiebung ϕ zwischen den beiden Moden um einen Wert Δϕ = ( Δβ₁-Δβ ₀)z geändert. Die in den Zweig 10 gehende Lichtenergie I₁₀ hängt von der Energieverteilung für z = L ab, d. h. von der Phasenverschiebung ϕ L = ( β₁-β)L. Für d L = 0 hat I₁₀ ein Maximum, und für ϕ L = π hat I₁₀ ein Minimum.
In Fig. 4 ist ein weiterer Ausgangszweig 20 dargestellt. Dieser Zweig ermöglicht, falls erwünscht, die Gewinnung des Energieanteils I₂₀, der vom Zweig 10 nicht aufgenommen wird, wodurch ein Umschalter mit zwei Wegen realisiert wird.
Andererseits ist am Eingang des Lichtleiters 1 ein Zweig 21 symmetrisch zum Zweig 11 dargestellt. Dieser Zweig ist für die bequemere Herstellung der Vorrichtung von Nutzen. Er wird nicht erregt. Er kann gegebenenfalls bei Anwendungen der Vorrichtung benutzt werden, die zwei Eingangswege erfordern. Da die Vorrichtung symmetrisch ist, ist sie bilateral; d. h., daß man auch Lichtenergie von einem der Zweige 10 oder 20 zu einem der Zweige 11 oder 21 gehen lassen kann. Das beschriebene Erregungsverfahren weist zwei Hauptvorteile auf: da der Lichtleiter 11 einmodig ist, ist die Erregung unabhängig von den Kopplungsbedingungen. Andererseits erlaubt es die Erzielung einer guten Ausgangsdynamik, d. h. eines guten Verhältnisses zwischen der maximalen Energie und der minimalen Energie für jeden Lichtleiter. Am Eingang sind nämlich die optimalen Bedingungen geschaffen: maximale Energie in einer Hälfte des Lichtleiters und vernachlässigbare Energie in der anderen Hälfte.
Bei einer praktischen Ausführung der Erfindung ist die Vorrichtung in einem Substrat aus Lithiumniobat gebildet worden. Die verschiedenen Lichtleiter sind durch Diffusion von Titan erhalten worden, wodurch es möglich ist, den Brechungsindex der Zone, in der die Diffusion erfolgt, zu vergrößern, also einen Lichtleiter zu bilden. Es sind Goldelektroden aufgebracht worden. Bei der Fertigung der Vorrichtung wird eine Maskierungstechnik angewendet, die der bei der Fertigung von Halbleitern angewendeten analog ist. Wenn die Elektroden die in Fig. 4 gezeigte Konfiguration haben, wird die Orientierung des Lichtleiters so gewählt, daß die Achse C des Lithiumniobats parallel zur x-Achse liegt, also parallel zu dem von den beiden Elektroden erzeugten elektrischen Feld. Diese Orientierung ergibt in Verbindung mit der Polarisation der Lichtwelle, die gleichfalls parallel zur x-Achse ist, einen hohen elektrooptischen Koeffizient. Die Breite der Lichtleiter 10, 20, 11, 21 beträgt 2 µm und die Breite des Lichtleiters 1 beträgt 4 µm. Mit einer Länge L des Lichtleiters 1 von 3 mm wurden die Kurven C₁₀ und C₂₀ von Fig. 5 erhalten, welche die Lichtenergie I₁₀ bzw. die Lichtenergie I₂₀ als Funktion der Spannung V darstellen. Die Verhältnisse zwischen den Lichtenergien in den Zweigen 10 und 20 betragen:
I₂₀/I₁₀ = -16 dB beim Maximum von I₁₀;
I₁₀/I₂₀ = -18 dB beim Maximum von I₂₀.
Um die Lichtenergie von einem Zweig auf den anderen Zweig umzuschalten, muß die Spannung von -18 V auf 8 V gebracht werden, was einem Spannungsunterschied Δ V = 26 V entspricht.
Die beschriebene Konfiguration der Elektroden ergibt eine Änderung der Fortpflanzungskonstanten der beiden Mode im gleichen Sinne. Zur Verringerung der erforderlichen Spannungen ist es vorzuziehen, nur eine davon zu ändern oder beide in entgegengesetztem Sinn zu ändern. Eine hierfür mögliche Konfiguration ist in Fig. 6 bei (a) in Oberansicht und bei (b) im Schnitt dargestellt. Diese Konfiguration unterscheidet sich von derjenigen von Fig. 4 dadurch, daß die Elektrode 4 eine Hälfte des Lichtleiters bedeckt. Die Orientierung des Lithiumniobats, die Polarisationsrichtung der Lichtwelle und die Richtung des zwischen den beiden Elektroden bestehenden elektrischen Feldes bleiben unverändert, aber die Feldlinien des elektrischen Feldes E bedecken nur noch eine Hälfte des Lichtleiters, so daß die Änderung des Brechungsindex für eine Hälfte des Lichtleiters den Wert Δ n hat und für die andere Hälfte des Lichtleiters praktisch Null ist. Bei der gleichen Spannung V und der gleichen Länge L ist die Phasenverschiebung Δϕ ·L zwischen den beiden Wellen mit 6 multipliziert.
Eine andere Konfiguration ist in Fig. 7 bei (a) in Oberansicht und bei (b) im Schnitt dargestellt. Die beiden Elektroden 4 und 5 bedecken den Lichtleiter. Die Feldlinien des elektrischen Feldes E sind bei (b) gezeigt. Es ist zu erkennen, daß das elektrische Feld in jeder Hälfte des Lichtleiters eine Komponente hat, die in der y-Richtung orientiert ist; diese Komponente hat in den beiden Hälften die entgegengesetzte Polarität, so daß der Brechungsindex in der einen Hälfte des Lichtleiters die Änderung +Δ n und in der anderen Hälfte die Änderung -Δ n hat. Für diese Konfiguration wird vorzugsweise die Orientierung der Achse C des Lithiumniobats in der y-Richtung und nicht in der x-Richtung gewählt, damit diese Achse parallel zu der y-Komponente des elektrischen Feldes liegt.
Die Erfindung umfaßt auch den Fall, daß die Anzahl der sich im Lichtleiter 1 ausbreitenden Mode größer als 2 ist. In diesem Fall weist die Verteilung der Lichtenergie in einem Teil des Lichtleiters 1 entlang der Fortpflanzungsachse Spitzen auf, die um so schmäler sind, je größer die Anzahl der Mode ist; die Verhältnisse I₁₀/I₂₀ für das Maximum von I₂₀ und I₂₀/I₁₀ für das Maximum von I₁₀ sind also verringert. Die Erfindung ist auch nicht auf den Fall von geradlinigen Elementen beschränkt. Es können Vorrichtungen mit Lichtleitern realisiert werden, die nicht rechteckig sind.
Die Erfindung eignet sich hauptsächlich für die Umschaltung von Lichtenergie unter der Einwirkung eines elektrischen Signals zwischen mehreren Ausgangszweigen. Wenn die elektrische Spannung V eine Wechselspannung ist, kann der zuvor beschriebene Umschalter zur Modulation der in jedem der Ausgangslichtleiter erhaltenen Lichtenergie dienen.
Man kann außerdem mehrere Vorrichtungen einer der zuvor beschriebenen Arten miteinander in einer baumartigen Struktur kombinieren, für die ein Anwendungsfall in Fig. 8 dargestellt ist. Auf einem Substrat 2 erregt eine optische Strahlungsquelle 50 einen Zweig 51 einer ersten Lichtleitervorrichtung 52, deren beide Ausgangszweige 55 und 56 mit einer zweiten Lichtleitervorrichtung 57 bzw. einer dritten Lichtleitervorrichtung 58 gleicher Art verbunden sind, von denen jede zwei Ausgangszweige hat. Man verfügt also über vier Ausgänge 59, 60, 61, 62. Die ganze Anordnung bildet ein Verteilersystem, das es ermöglicht, die Lichtenergie unter der Wirkung eines zweistelligen Binärzählers 63 in einen der Ausgangswege zu richten. Dieser Binärzähler ist mit den verschiedenen Elektroden der Vorrichtungen 52, 57 und 58 über Signalformerschaltungen 64, 65 und 66 verbunden, so daß die Energie im Rhythmus der Frequenz des Zählers der Reihe nach in den Ausgangswegen 59, 60, 61, 62 maximal ist und jeweils in den drei anderen Wegen den Wert Null hat.
Die Erfindung eignet sich auch für die Zeit-Demultiplexierung einer zwei oder mehr Kanäle führenden Lichtwelle mit Hilfe einer optischen Übertragungsvorrichtung oder einer Kombination von optischen Übertragungsvorrichtungen nach der Erfindung.

Claims (14)

1. Elektrisch steuerbare optische Übertragungsvorrichtung, die an der Oberfläche eines Substrats wenigstens einen einmodigen Lichtleiter-Eingangszweig und wenigstens zwei einmodige Lichtleiter-Ausgangszweige aufweist, die miteinander durch einen mehrmodigen Lichtleiter-Zwischenabschnitt verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Brechungsindex im Lichtleiter-Zwischenabschnitt (1) unter der Steuerung durch ein elektrisches Feld einstellbarer Feldstärke derart veränderbar ist, daß der Eingangszweig (11, 21) in dem Lichtleiter- Zwischenabschnitt (1) eine Ausbreitungsmodenkombination erzeugt und die am Ausgang des Lichtleiter-Zwischenabschnitts (1) vorhandene Energie unter der Wirkung der Steuerung des elektrischen Feldes auf die Ausgangszweige (10, 20) aufgeteilt wird.
2. Optische Übertragungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erregende Eingangszweig (11, 21) eine in einer Hälfte des mehrmodigen Zwischenabschnitts (1) lokalisierte Energiekonzentration ergibt.
3. Optische Übertragungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Steuerfeld durch zwei Elektroden (4, 5) erzeugt wird, die auf dem Substrat (2) zu beiden Seiten des mehrmodigen Zwischenabschnitts (1) parallel zu der Ausbreitungsrichtung der Energie angeordnet sind, so daß der Brechungsindex des Zwischenabschnitts (1) gleichförmig geändert wird.
4. Optische Übertragungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Steuerfeld durch zwei Elektroden (4, 5) erzeugt wird, die parallel zu der Ausbreitungsrichtung der Energie angeordnet sind, wobei die eine Elektrode (4) über einem Teil der Breite des mehrmodigen Zwischenabschnitts (1) angeordnet ist, so daß der Brechungsindex nur in dem anderen Teil geändert wird.
5. Optische Übertragungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Steuerfeld durch zwei Elektroden (4, 5) erzeugt wird, die parallel zu der Ausbreitungsrichtung der Energie jeweils über einem Teil der Breite des mehrmodigen Zwischenabschnitts (1) angeordnet sind, so daß der Brechungsindex in den beiden Hälften der Breite des mehrmodigen Zwischenabschnitts (1) im entgegengesetzten Sinn geändert wird.
6. Optische Übertragungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat (2) aus einem ferroelektrischen Material gebildet ist.
7. Optische Übertragungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das ferroelektrische Material Lithiumniobat ist, und daß zur Bildung der Lichtleiter das Niob in dem Niobat teilweise durch Titan ersetzt ist.
8. Optische Übertragungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die C-Achse des Lithiumniobats parallel zu dem elektrischen Steuerfeld gerichtet ist.
9. Optische Übertragungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtleiter eine rechteckige Form haben.
10. Optische Übertragungsvorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Eingangszweige (11, 21) und der Ausgangszweige (10, 20) gleich der Hälfte der Breite des Zwischenabschnitts (1) ist.
11. Optische Übertragungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Ausbreitungsmoden des mehrmodigen Zwischenabschnitts (1) zwei beträgt.
12. Optische Übertragungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, mit welcher die Energie selektiv zu einem der Ausgangszweige (10, 20) gerichtet werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß sie Einrichtungen zum Empfang der in jedem Ausgangszweig (10, 20) aufgenommenen Energie aufweist und daß das elektrische Feld wenigstens zwei verschiedene Werte annehmen kann, die jeweils die Übertragung der Energie zu dem einen bzw. dem anderen Ausgangszweig gewährleisten.
13. Optische Übertragungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 zur Modulation der von einem ersten Ausgangszweig (10) aufgenommenen Energie, dadurch gekennzeichnet, daß sie Einrichtungen zur Absorption der an den anderen Ausgangszweigen (20) vorhandenen Energie aufweist und daß die Änderungen des elektrischen Steuerfeldes Änderungen der Energie am ersten Ausgangszweig (10) zur Folge haben.
14. Optische Vorrichtung zur Verteilung von Lichtenergie zwischen einem Eingangszweig (51) und wenigstens vier Ausgangszweigen (59, 60, 61, 62) unter Steuerung durch eine digitale Schaltung (63) damit die Energie selektiv zu einem der Ausgangszweige schickt wird, dadurch gekennzeichnet, daß sie wenigstens drei optische Übertragungsvorrichtungen nach einem der Ansprüche 1 bis 11 enthält und daß die Ausgangszweige (55, 56) der beiden anderen Übertragungsvorrichtungen verbunden sind.
DE19782804105 1977-01-31 1978-01-31 Elektrisch steuerbare optische uebertragungsvorrichtung Granted DE2804105A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR7702598A FR2379086A1 (fr) 1977-01-31 1977-01-31 Dispositif optique de transmission guidee a commande electrique

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE2804105A1 DE2804105A1 (de) 1978-08-03
DE2804105C2 true DE2804105C2 (de) 1987-06-11

Family

ID=9186079

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19782804105 Granted DE2804105A1 (de) 1977-01-31 1978-01-31 Elektrisch steuerbare optische uebertragungsvorrichtung

Country Status (5)

Country Link
US (1) US4196964A (de)
JP (1) JPS5396853A (de)
DE (1) DE2804105A1 (de)
FR (1) FR2379086A1 (de)
GB (1) GB1576595A (de)

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4364633A (en) * 1980-03-14 1982-12-21 Battelle Memorial Institute Pairwise comparison device
FR2492116A1 (fr) * 1980-10-10 1982-04-16 Thomson Csf Jonction optique hybride et application a un dispositif interferometrique en anneau
US4674827A (en) * 1982-05-20 1987-06-23 Masayuki Izutsu Slab-type optical device
JPS5993431A (ja) * 1982-11-19 1984-05-29 Fujitsu Ltd 光スイツチ
EP0105693B1 (de) * 1982-09-30 1990-05-23 Fujitsu Limited Optischer Bipolarschalter mit Spannungssteuerung mittels sich kreuzenden Wellenleitern
JPS5960425A (ja) * 1982-09-30 1984-04-06 Fujitsu Ltd 光スイツチ
US4715680A (en) * 1983-02-10 1987-12-29 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Optical switch
DE3322508A1 (de) * 1983-06-23 1985-01-17 Standard Elektrik Lorenz Ag, 7000 Stuttgart Optisch einmodige streifenwellenleiterkreuzung
US4799750A (en) * 1983-11-04 1989-01-24 Canon Kabushiki Kaisha Optical function element and a method for manufacturing the same
DE3406207A1 (de) * 1984-02-21 1985-08-29 Philips Patentverwaltung Gmbh, 2000 Hamburg Integriert-optische wellenlaengenmultiplex- und -demultiplexeinrichtung fuer monomode-uebertragungssysteme und ihre verwendung
US4607909A (en) * 1984-06-14 1986-08-26 Polaroid Corporation Method for modulating a carrier wave
JPS6165223A (ja) * 1984-09-07 1986-04-03 Fujitsu Ltd 導波路型光スイツチ
JPH0713685B2 (ja) * 1984-09-11 1995-02-15 富士通株式会社 交叉導波路型光スイッチ
SE455969B (sv) * 1984-11-19 1988-08-22 Ericsson Telefon Ab L M Optisk riktkopplare
SE446669B (sv) * 1985-02-11 1986-09-29 Ericsson Telefon Ab L M Elektrooptisk anslutningsanordning
SE449673B (sv) * 1985-09-20 1987-05-11 Ericsson Telefon Ab L M Optisk forsterkaranordning med brusfilterfunktion
GB8525593D0 (en) * 1985-10-17 1985-11-20 British Telecomm Electro-optic devices
US4775207A (en) * 1987-03-17 1988-10-04 Bell Communications Research, Inc. Electro-optical switch
US5223911A (en) * 1989-03-27 1993-06-29 United Technologies Corporation Single-polarization, integrated optical components for optical gyroscopes
US5124543A (en) * 1989-08-09 1992-06-23 Ricoh Company, Ltd. Light emitting element, image sensor and light receiving element with linearly varying waveguide index
US5381230A (en) * 1993-02-12 1995-01-10 Honeywell Inc. Emission source spectrum stabilizer
FR2784185B1 (fr) 1998-10-06 2001-02-02 Thomson Csf Dispositif pour l'harmonisation entre une voie d'emission laser et une voie passive d'observation
JP2001154164A (ja) * 1999-11-25 2001-06-08 Nec Corp 光変調器および光変調方法
KR100734833B1 (ko) 2004-12-08 2007-07-03 한국전자통신연구원 3r 재생기

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3795433A (en) * 1972-05-22 1974-03-05 Rca Corp Voltage induced optical waveguide means
US3883820A (en) * 1973-04-27 1975-05-13 Coherent Radiation Gas laser having improved multiple-part resonator adjustment
JPS5013061A (de) * 1973-06-05 1975-02-10
US3883220A (en) * 1973-12-10 1975-05-13 Us Navy Optical switch
US3909108A (en) * 1974-05-28 1975-09-30 Us Navy Optical switch and modulator
FR2299662A1 (fr) * 1974-06-14 1976-08-27 Thomson Csf Commutateur electro-optique et procede de fabrication d'un tel commutateur
DE2443038C2 (de) * 1974-09-09 1984-01-12 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Elektrooptischer Schalter und Modulator für sich kreuzende oder verzweigende optische Wellenleiter
FR2309890A1 (fr) * 1975-04-30 1976-11-26 Thomson Csf Commutateur electro-optique et modulateur utilisant ce commutateur
US4070094A (en) * 1975-08-25 1978-01-24 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Optical waveguide interferometer modulator-switch
US4128300A (en) * 1977-09-26 1978-12-05 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Optical logic elements

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0121481B2 (de) 1989-04-21
FR2379086B1 (de) 1982-02-12
FR2379086A1 (fr) 1978-08-25
GB1576595A (en) 1980-10-08
DE2804105A1 (de) 1978-08-03
JPS5396853A (en) 1978-08-24
US4196964A (en) 1980-04-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2804105C2 (de)
DE3241945C2 (de)
DE2901074A1 (de) Elektrisch einstellbares optisches filter
DE2019105C3 (de) Bandpaßfilter für optische Wellen
DE60010053T2 (de) Elektrisch verstellbares beugungsgitter
DE2812955C2 (de)
DE2745940A1 (de) Optisches schaltkreiselement
DE3201128C2 (de) Optische Schaltvorrichtung
DE2843763A1 (de) Elektromagnetischer doppelpolarisations-schalter und/oder -modulator
DE19720784A1 (de) Integrierte optische Schaltung
DE2258215A1 (de) Selektive optische koppelvorrichtung
DE10217826A1 (de) Festkörper-Lichtquellenanordnung
DE2124916A1 (de) Einrichtung zum Einkoppeln von Licht wellen in Dunnfilm Lichtleiter
EP0260595B1 (de) Anordnung zur kontinierlichen, rücksetzfreien Polarisations- und Phasenkontrolle
DE3406207A1 (de) Integriert-optische wellenlaengenmultiplex- und -demultiplexeinrichtung fuer monomode-uebertragungssysteme und ihre verwendung
DE2804363C2 (de) Anordnung zur Lichtmodulation von über einen optischen Wellenleiter übertragenem Licht
EP0659283B1 (de) Integriertes akusto-optisches bauelement
DE4432410B4 (de) Optoelektronisches Multi-Wellenlängen-Bauelement
DE2619327C2 (de) Elektrooptischer Schalter
DE69730384T2 (de) Optisches Bauelement
DE3713990A1 (de) Opto-elektronischer richtungskoppler fuer ein vorspannungsfreies steuersignal
DE4327638A1 (de) Vorrichtung zur Geschwindigkeitsanpassung zwischen elektrischen und optischen Signalen
DE4240548A1 (de)
DE2359797C3 (de) Schaltbare optische Wellenleitereinrichtung
DE3506271A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum fokussieren und defokussieren eines millimeterwellenlaengestrahlungsbuendels

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
8128 New person/name/address of the agent

Representative=s name: PRINZ, E., DIPL.-ING. LEISER, G., DIPL.-ING., PAT.

D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition