DE2804105C2 - - Google Patents
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- G02F1/313—Digital deflection, i.e. optical switching in an optical waveguide structure
- G02F1/3137—Digital 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.
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-β₀)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).
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-β₀)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.
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.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2804105A1 DE2804105A1 (de) | 1978-08-03 |
DE2804105C2 true DE2804105C2 (de) | 1987-06-11 |
Family
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
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Country Status (5)
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JP (1) | JPS5396853A (de) |
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GB (1) | GB1576595A (de) |
Families Citing this family (24)
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)
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 |
-
1977
- 1977-01-31 FR FR7702598A patent/FR2379086A1/fr active Granted
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1978
- 1978-01-26 US US05/872,555 patent/US4196964A/en not_active Expired - Lifetime
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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 |
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