DE102022123998A1

DE102022123998A1 - Laservorrichtung und verfahren

Info

Publication number: DE102022123998A1
Application number: DE102022123998.5A
Authority: DE
Inventors: Jens Ebbecke
Original assignee: Ams Osram International GmbH
Current assignee: Ams Osram International GmbH
Priority date: 2022-09-19
Filing date: 2022-09-19
Publication date: 2024-03-21
Also published as: WO2024061605A1

Abstract

Die Erfindung betriff eine Laservorrichtung mit wenigstens einer Laserdiode, die dazu ausgebildet ist Licht einer ersten Wellenlänge zu emittieren, und einem photonisch integrierten Schaltkreis mit einem Ausgang und mit einem Eingang, wobei der Eingang mit der wenigstens einen Laserdiode gekoppelt ist. Der photonisch integrierte Schaltkreis umfasst weiter einen ersten Wellenleiter, der mit dem Eingang gekoppelt ist; einen zweiten Wellenleiter, der beabstandet zu dem ersten Wellenleiter angeordnet und mit dem Ausgang gekoppelt ist; und ein Koppelungselement mit einer einstellbaren Resonanzwellenlänge, insbesondere ein Ringresonator, das zwischen dem ersten und dem zweiten Wellenleiter angeordnet und mit den beiden Wellenleitern optisch gekoppelt ist, und das in ein piezoelektrisches Material eingebettet ist. Zudem umfasst die Laservorrichtung ein erstes Detektorelement, das dazu ausgebildet ist, ein von der wenigstens einen Laserdiode emittiertes und von dem photonisch integrierten Schaltkreis prozessiertes Licht zu detektieren, und sie umfasst eine Rückkoppelschleife, die dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit des von dem ersten Detektorelement detektierten Lichts ein Signal, insbesondere eine Spannung, an das piezoelektrische Material zur Anpassung der Resonanzwellenlänge des Koppelungselements an die erste Wellenlänge anzulegen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Laservorrichtung, insbesondere eine Laservorrichtung umfassend eine selbstjustierende Rückkopplung zur Stabilisation eines von der Laservorrichtung emittierten Laserlichts, sowie ein Verfahren zum Betreiben der Laservorrichtung.
HINTERGRUND
Laseremitter, wie sie z. B. in Laserstrahlprojektoren verwendet werden, müssen mit einem Strom betrieben werden, um Laserlicht zu emittieren. Der Laserbetrieb beginnt bei einem charakteristischen Strom in Flussrichtung, dem Schwellenstrom. Unterhalb dieses Stroms emittiert der Laseremitter eine nicht kohärente Strahlung, ähnlich wie eine Leuchtdiode, aber kein Laserlicht. Oberhalb des Schwellenstroms ist die optische Ausgangsleistung des Laseremitters proportional zum eingeprägten Strom. Die Wellenlänge des vom Laseremitter emittierten Lichts hängt unter anderem von dem für den Laseremitter verwendeten Material bzw. dem Materialsystem, dem eingeprägten Strom und der Temperatur, insbesondere der Übergangstemperatur, im Laseremitter ab.
Für unterschiedliche Anwendungen ist es von Vorteil, einen Laseremitter bereitzustellen, der dazu ausgebildet ist besonders schmalbandiges Licht, oder auch wellenlängenstabiles Licht genannt, zu erzeugen. Dies kann beispielsweise durch einen geeigneten Aufbau des Laseremitters bzw. die Verwendung geeigneter Materialen erreicht werden, oder es kann dadurch erreicht werden, dass dem Laseremitter Filter, beispielsweise ein Bandpassfilter nachgelagert ist, das ein von dem Laseremitter erzeugtes Licht mit einem breiteren Wellenlängenspektrum auf ein gewünschtes schmales Wellenlängenspektrum reduziert.
Jedoch kann es für manche Anwendungen von Vorteil sein, einen Laseremitter bereitzustellen, der ein derart schmalbandiges Licht zur Verfügung stellt, was mit einem geeigneten Aufbau des Laseremitters bzw. der Verwendung geeigneter Materialen oder der Verwendung von Filtern nicht oder nur schwer zu realisieren ist.
Eine weitere Möglichkeit ein innerhalb des Laseremitters erzeugtes Licht mit einem breiteren Wellenlängenspektrum auf ein gewünschtes schmales Wellenlängenspektrum zu reduzieren, also die Wellenlänge des Laseremitters zu stabilisieren, besteht beispielsweise in einer Rückkopplung des von dem Laseremitter erzeugten Licht, mittels eines Resonators, z.B. eines Ringresonators oder Mikrorings. Dabei besteht allerdings das Problem, dass die Resonanzwellenlänge des Laseremitters aufgrund von Herstellungstoleranzen per se nicht mit der Resonanzwellenlänge des Resonators übereinstimmt. In Laborumgebung kann dies durch ein gezieltes Tuning des Laseremitters, bzw. des Resonators zwar in Übereinstimmung gebracht werden, für eine wirtschaftliche Produktrealisierung stellt diese Abstimmung jedoch ein großes Problem dar.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Laservorrichtung und ein Verfahren zum Betreiben der Laservorrichtung bereitzustellen, das mindestens einem der genannten Probleme entgegenwirkt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Diesem Bedürfnis wird mit den Gegenständen der unabhängigen Patentansprüche Rechnung getragen. Weiterbildungen und Ausgestaltungsformen des vorgeschlagenen Prinzips sind in den Unteransprüchen angegeben.
Der Kern die Erfindung ist es, einen Resonator, insbesondere Ringresonator in einen piezoelektrischen Kondensator einzubetten, und ein oder mehrere detektierte Lichtsignale vor und/oder nach einer Einkopplung eines Lichts in den Resonator zu verwenden, um in Abhängigkeit davon mittels des piezoelektrischen Materials den in das piezoelektrische Material eingebetteten Resonator an die Resonanzwellenlänge anzupassen. Anhand der ein oder mehreren detektierten Lichtsignale vor und/oder nach einer Einkopplung des Lichts in den Resonator kann ermittelt werden, ob und wenn ja wieviel des von einem Laseremitter emittierten Lichts in den Resonator eingekoppelt wird, und anhand dessen kann eine Spannung an den piezoelektrischen Kondensator erhöht, gesenkt oder auf einem entsprechenden Niveau gehalten werden, um den in das piezoelektrische Material eingebetteten Resonator zu verspannen, entspannen oder unverändert zu lassen und entsprechend an die Resonanzwellenlänge des Laseremitters anzupassen, um eine Einkopplung des in den Resonator eingekoppelten Lichts zu maximieren. Durch das beschriebene Vorgehen erfolgt entsprechend eine Selbstjustage der Abstimmung zwischen Laseremitter und Resonator, indem die Resonanzwellenlänge des Resonators an das von dem Laseremitter emittierte Licht durch Verspannung/Verformung desselben angeglichen wird.
Eine erfindungsgemäße Laservorrichtung umfasst wenigstens eine Laserdiode, die dazu ausgebildet ist, Licht zumindest einer ersten Wellenlänge zu emittieren, sowie einen photonisch integrierten Schaltkreis (PIC, englisch: photonic integrated circuit) mit einem Ausgang und mit einem Eingang, wobei der Eingang mit der wenigstens einen Laserdiode gekoppelt ist. Der photonisch integrierte Schaltkreis weist einen ersten Wellenleiter, der mit dem Eingang gekoppelt ist, einen zweiten Wellenleiter, der beabstandet zu dem ersten Wellenleiter angeordnet und mit dem Ausgang gekoppelt ist, und ein Koppelungselement mit einer einstellbaren Resonanzwellenlänge, insbesondere einen Ringresonator, auf. Das Koppelungselement ist zwischen dem ersten und dem zweiten Wellenleiter angeordnet, mit den beiden Wellenleitern optisch gekoppelt, und ist in ein piezoelektrisches Material eingebettet. Insbesondere kann durch das piezoelektrische Material das Koppelungselement mit einstellbarer Resonanzwellenlänge verspannt/verformt werden, wodurch sich die Resonanzwellenlänge des Koppelungselementes verändern lässt.
Die Laservorrichtung umfasst zudem ein erstes Detektorelement, das dazu ausgebildet ist, ein von der wenigstens einen Laserdiode emittiertes und von dem photonisch integrierten Schaltkreis prozessiertes Licht zu detektieren, sowie eine Rückkoppelschleife, die dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit des von dem ersten Detektorelement detektierten Lichts ein Signal, insbesondere eine Spannung, an das piezoelektrische Material zur Anpassung der Resonanzwellenlänge des Koppelungselements an die erste Wellenlänge anzulegen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die wenigstens eine Laserdiode dazu ausgebildet Licht, mit einer ersten spektralen Bandbreite, umfassend die erste Wellenlänge, zu emittieren und der photonisch integrierte Schaltkreis ist dazu ausgebildet, ein über den Eingang eingekoppeltes Licht mit der ersten spektralen Bandbreite zu prozessieren und über den Ausgang mit einer zweiten gegenüber der ersten schmaleren spektralen Bandbreite, ebenfalls umfassend die erste Wellenlänge, auszukoppeln.
Bei der ersten Wellenlänge kann es sich insbesondere um die Peak-Wellenläge einer gewünschten schmalen spektralen Bandbreite der Laservorrichtung handeln, die mittels der Laservorrichtung emittiert werden soll. Insbesondere kann die wenigstens eine Laserdiode dazu ausgebildet sein, Licht mit einer spektralen Bandbreite auszusenden, welche die erste Wellenlänge innehat, und die Laservorrichtung bzw. der photonisch integrierte Schaltkreis kann dazu ausgebildet sein, die von der Laserdiode emittierte spektrale Bandbreite auf einen schmaleren spektralen Bandbereich mit der ersten Wellenlänge als Peak-Wellenlänge zu reduzieren. Entsprechend kann die Laservorrichtung bzw. der photonisch integrierte Schaltkreis dazu ausgebildet sein, ein gegenüber dem von der Laserdiode emittiertes Licht mit einer ersten spektralen Bandbreite bezüglich der ersten Wellenlänge stabilisiertes Licht einer schmaleren zweiten spektralen Bandbreite zu emittieren.
Das Koppelungselement mit einstellbarer Resonanzwellenlänge kann dazu insbesondere als Ringresonator oder Mikro- Ringresonator ausgebildet sein. Dabei macht es sich die Erfindung den Einmodenbetrieb von Ringresonatoren zunutze, entsprechend dem im Wesentlichen nur eine einzige Wellenlänge, nämlich die Resonanzwellenlänge, in den Ringresonator eingekoppelt und entlang des Ringresonators geleitet wird. Ringresonatoren haben dabei insbesondere den Vorteil, dass dies mit wenigen frequenz- bzw. wellenlängenselektiven Elementen erreicht werden kann. Gegenüber beispielsweise Filtern ergibt sich dadurch der Vorteil, dass mittels des photonisch integrierten Schaltkreises bzw. des Koppelungselementes mit einstellbarer Resonanzwellenlänge auf einfache Weise eine Laservorrichtung ergibt, mittels der ein bezüglich einer spezifischen Wellenlänge höchst stabilisiertes Laserlicht bereitgestellt werden kann.
Ein von dem photonisch integrierten Schaltkreis prozessiertes Licht soll dabei als ein von der Laserdiode emittiertes Licht verstanden werden, welches in den photonisch integrierten Schaltkreis eingekoppelt und entlang zumindest einer Komponente des photonisch integrierten Schaltkreises geleitet wird bzw. von einer Komponente des photonisch integrierten Schaltkreises prozessiert wird. Bei dem von dem photonisch integrierten Schaltkreis prozessierten Licht kann es sich beispielsweise um ein in den ersten Wellenleiter eingekoppeltes und entlang des ersten Wellenleiters geleitetes Licht handeln, und/oder bei dem von dem photonisch integrierten Schaltkreis prozessierten Licht kann es sich um ein in das Koppelungselement eingekoppeltes und aus dem Koppelungselement ausgekoppeltes Licht handeln, und/oder bei dem von dem photonisch integrierten Schaltkreis prozessierten Licht kann es sich um ein in den zweiten Wellenleiter eingekoppeltes und entlang des zweiten Wellenleiters geleitetes Licht handeln.
Das von dem photonisch integrierten Schaltkreis prozessierte und mittels dem ersten Detektorelement detektierte Licht kann im Weiteren dazu dienen, einen Indikator zu liefern, ob und zu welchem Grad die Resonanzwellenlänge des Koppelungselementes mit der ersten Wellenlänge des von der Laserdiode emittierten Lichts übereinstimmt. Anhand dieser Information kann anschließend mittels der Rückkoppelschleife sowie dem das Koppelungselement umgebenden piezoelektrischen Material die Resonanzwellenlänge des Koppelungselements an die erste Wellenlänge angepasst werden, durch beispielweise Verspannen oder Entspannen des Koppelungselement mittels dem piezoelektrischen Material.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst der photonisch integrierte Schaltkreis, insbesondere zur Ansteuerung des piezoelektrischen Materials, ferner eine erste Elektrode und eine der ersten gegenüberliegende zweite Elektrode. Das piezoelektrische Material ist dabei zwischen der ersten und er zweiten Elektrode angeordnet, und die erste Elektrode, die zweite Elektrode und das piezoelektrische Material bilden insbesondere einen piezoelektrischen Kondensator. Zur Ansteuerung des piezoelektrischen Kondensators, und insbesondere um ein Verspannen oder Entspannen des Koppelungselementes in gewünschter Weise zu erreichen, ist die erste Elektrode mit einem Stell- und/oder Regelausgang der Rückkoppelschleife gekoppelt. Je nach Bedarf kann entsprechend der piezoelektrische Kondensator aufgeladen, entladen oder die Spannung des piezoelektrischen Kondensators konstant gehalten werden, sodass das Koppelungselement zum Angleich dessen Resonanzwellenlänge an die erste Wellenlänge verspannt, entspannt oder „in Position“ gehalten werden kann. Die Anordnung des piezoelektrischen Materials sowie des Koppelungselement innerhalb eines Kondensators hat dabei den Vorteil, dass eine an den Kondensator angelegte Spannung durch den Kondensator selbst gehalten wird und eine Verspannung des Koppelungselementes durch das piezoelektrische Material auf einfache Weise durch Unterbrechung der angelegten Spannung konstant gehalten werden kann.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Laservorrichtung dazu ausgebildet, die Resonanzwellenlänge des Koppelungselementes an eine beliebig gewünschte innerhalb der spektralen Bandbreite des von der Laserdiode emittierten Laserlichts liegende Wellenlänge anzupassen. Mittels der Laservorrichtung bzw. dem photonisch integrierten Schaltkreis und der Rückkoppelschleife kann entsprechend selektiv eine innerhalb der spektralen Bandbreite des von der Laserdiode emittierten Laserlichts liegende Wellenlänge ausgewählt werden, die von der Laservorrichtung beispielsweise über den Ausgang des photonisch integrierten Schaltkreises höchst stabilisiert bereitgestellt wird. Dazu wird das Koppelungselement in entsprechender Weise verspannt, entspannt oder „in Position“ gehalten, um über den Ausgang des photonisch integrierten Schaltkreises im Wesentlichen nur Laserlicht mit der Wellenlänge auszugeben, die mit der eingestellten Resonanzwellenlänge des Koppelungselementes übereinstimmt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Laservorrichtung dazu ausgebildet, dass sie die Resonanzwellenlänge des Koppelungselementes an eine Wellenlänge innerhalb der spektralen Bandbreite des von der Laserdiode emittierten Laserlichts anpasst, die der Resonanzwellenlänge des unverspannten Koppelungselementes am nächsten liegt. Mittels der Laservorrichtung bzw. dem photonisch integrierten Schaltkreis und der Rückkoppelschleife kann entsprechend ein Versatz zwischen der Resonanzwellenlänge des unverspannten Koppelungselementes und einer Wellenlänge innerhalb der spektralen Bandbreite des von der Laserdiode emittierten Laserlichts, die der Resonanzwellenlänge des unverspannten Koppelungselementes am nächsten liegt, ausgeglichen werden, indem die Resonanzwellenlänge des Koppelungselementes an diese Wellenlänge angepasst wird. Dazu wird das Koppelungselement in entsprechender Weise verspannt und in verspanntem Zustand in Position gehalten, um über den Ausgang des photonisch integrierten Schaltkreises im Wesentlichen nur Laserlicht mit eben dieser Wellenlänge auszugeben.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform verlaufen der erste und der zweite Wellenleiter innerhalb des integrierten photonischen Schaltreises zumindest bereichsweise parallel zueinander. Insbesondere kann das bzgl. seiner Resonanzwellenlänge einstellbare Kopplungselement in dem Bereich zwischen dem ersten und dem zweiten Wellenleiter angeordnet und mit den beiden optisch gekoppelt sein, in dem der erste und der zweite Wellenleiter parallel zueinander verlaufen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das erste Detektorelement dazu ausgebildet einen Anteil des von der wenigstens einen Laserdiode emittierten und nicht in das Koppelungselement eingekoppelten Lichts zu detektieren und/oder einen Anteil des von der wenigstens einen Laserdiode emittierten und über den ersten Wellenleiter und das Koppelungselement in den zweiten Wellenleiter eingekoppelten Lichts zu detektieren. Jede der gewonnenen Informationen bzw. eine Kombination aus den gewonnenen Informationen kann dann dazu verwendet werden, um ein entsprechendes Signal, insbesondere eine Spannung, an das piezoelektrische Material zur Anpassung der Resonanzwellenlänge des Koppelungselements an die erste Wellenlänge anzulegen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das erste Detektorelement mit einem dem Eingang gegenüberliegenden Ende des ersten Wellenleiters gekoppelt und ein zweites Detektorelement mit dem zweiten Wellenleiter gekoppelt. Das erste Detektorelement kann dabei dazu ausgebildet sein, einen Anteil des von der wenigstens einen Laserdiode emittierten und nicht in das Koppelungselement eingekoppelten Lichts zu detektieren, wobei das zweite Detektorelement dazu ausgebildet sein kann, einen Anteil des von der wenigstens einen Laserdiode emittierten und über den ersten Wellenleiter und das Koppelungselement in den zweiten Wellenleiter eingekoppelten Lichts zu detektieren. Aus den jeweils gewonnenen Informationen bzw. einer Kombination aus den gewonnenen Informationen kann dann bestimmt werden, welches Signal, bzw. welche Spannung, an das piezoelektrische Material zur Anpassung der Resonanzwellenlänge des Koppelungselements an die erste Wellenlänge angelegt werden muss.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Rückkoppelschleife dazu ausgebildet, in Abhängigkeit des von dem ersten Detektorelement und/oder des von dem zweiten Detektorelement detektierten Lichts ein Signal, insbesondere eine Spannung, an das piezoelektrische Material zur Anpassung der Resonanzwellenlänge des Koppelungselements an die erste Wellenlänge anzulegen.
Beispielsweise kann so lange eine immer größer werdende Spannung an das piezoelektrische Material angelegt werden, bis ein Anteil des von der wenigstens einen Laserdiode emittierten und nicht in das Koppelungselement eingekoppelten Lichts kleiner als 10% ist und/oder bis ein Anteil des von der wenigstens einen Laserdiode emittierten und über den ersten Wellenleiter und das Koppelungselement in den zweiten Wellenleiter eingekoppelten Lichts größer als 90% ist. Die genannten Werte sind beispielshaft und stellen einstellbare Schwellen dar. Ist einer oder beide der zwei Fälle erreicht, kann die an das piezoelektrische Material angelegte Spannung gehalten werden, da dann davon auszugehen ist, dass die Resonanzwellenlänge des Koppelungselements ausreichend an die erste Wellenlänge angepasst ist und schmalbandiges Laserlicht mit der ersten Wellenlänge als Peak-Wellenlänge über den Ausgang des photonischen integrierten Schaltkreises aus der Laservorrichtung ausgekoppelt werden kann.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform teilt sich der zweite Wellenleiter in zumindest einen ersten und einen zweiten Zweig auf, wobei der erste Zweig mit dem zweiten Detektorelement und der zweite Zweig mit dem Ausgang gekoppelt ist. Insbesondere teilt sich der zweite Wellenleiter in den ersten und zweiten Zweig auf, nachdem eine Einkopplung des aus dem Kopplungselement kommenden Lichts in den zweiten Wellenleiter erfolgt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Rückkoppelschleife dazu ausgebildet, ein Signal, insbesondere eine Spannung, an das piezoelektrische Material zur Anpassung der Resonanzwellenlänge des Koppelungselements an die erste Wellenlänge anzulegen, wenn das erste Detektorelement einen vordefinierten Schwellwert an detektiertem Licht übersteigt, und/oder wobei die Rückkoppelschleife dazu ausgebildet ist ein Signal, insbesondere eine Spannung, an das piezoelektrische Material zur Anpassung der Resonanzwellenlänge des Koppelungselements an die erste Wellenlänge anzulegen, wenn das zweite Detektorelement einen vordefinierten Schwellwert an detektiertem Licht unterschreitet.
Beispielsweise kann es sich bei den Schwellwerten um Werte der über die Detektoren abfallenden Fotospannung bzw. des von den Detektoren gemessenen Fotostroms im Vergleich zu deren maximal zu erreichender Fotospannung oder im Vergleich zu deren minimal möglich erzeugtem Fotostrom handeln. Beispielsweise kann die Rückkoppelschleife dazu ausgebildet sein, eine Spannung an das piezoelektrische Material zur Anpassung der Resonanzwellenlänge des Koppelungselements an die erste Wellenlänge anzulegen, wenn der von dem ersten Detektorelement erzeugte Fotostrom mehr als 10% oberhalb des minimalen Fotostroms des ersten Detektorelementes liegt, und/oder wenn die über das zweite Detektorelement gemessene Fotospannung unterhalb von 90% der über das zweite Detektorelement maximal zu erreichende Fotospannung liegt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Rückkoppelschleife dazu ausgebildet ein Signal, insbesondere eine Spannung, an das piezoelektrische Material zur Anpassung der Resonanzwellenlänge des Koppelungselements an die erste Wellenlänge anzulegen, wenn das erste Detektorelement einen vordefinierten Schwellwert an detektiertem Licht übersteigt, und/oder ein an das piezoelektrische Material angelegtes Signal, insbesondere eine Spannung, zu unterbrechen oder konstant zu halten, wenn das zweite Detektorelement einen vordefinierten Schwellwert an detektiertem Licht übersteigt.
Beispielsweise kann die Rückkoppelschleife einen Feldeffekttransistor (FET) umfassen, wobei das erste Detektorelement mit dem Source-Anschluss des Feldeffekttransistors und das zweite Detektorelement mit dem Steuer-Anschluss des Feldeffekttransistors gekoppelt ist, und wobei der Drain-Anschluss des Feldeffekttransistors mit dem piezoelektrischen Material gekoppelt ist, um ein Signal an das piezoelektrische Material anzulegen. Wenn das zweite Detektorelement einen vordefinierten Schwellwert an detektiertem Licht nicht übersteigt, also die über das zweite Detektorelement gemessene Fotospannung unterhalb von 90% der über das zweite Detektorelement maximal zu erreichende Fotospannung liegt, und optional gleichzeitig das erste Detektorelement einen vordefinierten Schwellwert an detektiertem Licht übersteigt, also beispielsweise der von dem ersten Detektorelement erzeugte Fotostrom mehr als 10% oberhalb des minimalen Fotostroms des ersten Detektorelementes liegt, kann der FET über den Steuer-Anschluss leitend geschalten sein und die über den Source-Anschluss angelegte Spannung an das piezoelektrische Material angeschlossen sein, um das Kopplungselement zu verspannen.
Wenn hingegen das zweite Detektorelement einen vordefinierten Schwellwert an detektiertem Licht übersteigt, also die über das zweite Detektorelement gemessene Fotospannung oberhalb von 90% der über das zweite Detektorelement maximal zu erreichende Fotospannung liegt, und optional gleichzeitig das erste Detektorelement einen vordefinierten Schwellwert an detektiertem Licht unterschreitet, also beispielsweise der von dem ersten Detektorelement erzeugte Fotostrom weniger als 10% oberhalb des minimalen Fotostroms des ersten Detektorelementes liegt, kann der FET nicht-leitend geschalten sein um das Kopplungselement nicht weiter zu verspannen oder nach Bedarf sogar zu entspannen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Rückkoppelschleife zur Bildung eines Differenzsignals in Abhängigkeit des von dem ersten Detektorelement und des von dem zweiten Detektorelement detektierten Lichts ausgeführt, sowie zudem dazu ausgeführt das Differenzsignal an das piezoelektrische Material zur Anpassung der Resonanzwellenlänge des Koppelungselements an die erste Wellenlänge anzulegen.
Eine erfindungsgemäßes Verfahren zum Betreiben einer Laservorrichtung gemäß zumindest einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die Schritte:

Betreiben der wenigsten einen Laserdiode derart, dass diese Licht zumindest einer ersten Wellenlänge emittiert,
Einkoppeln des von der Laserdiode emittierten Lichts in den Eingang des photonisch integrierten Schaltkreises,
Prozessieren des von der Laserdiode emittierten Lichts in dem photonisch integrierten Schaltkreis,
Detektieren zumindest eines Teils des in dem photonisch integrierten Schaltkreis prozessierten Lichts,
Regeln eines an das piezoelektrische Material angeschlossenen Signals, insbesondere einer Spannung, in Abhängigkeit des detektierten Lichts, derart, dass die Resonanzwellenlänge des Koppelungselements auf die erste Wellenlänge eingestellt wird.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst der Schritt des Detektierens ein Detektieren eines Anteils des von der wenigstens einen Laserdiode emittierten und nicht in das Koppelungselement eingekoppelten Lichts und/oder ein Detektieren eines Anteils des von der wenigstens einen Laserdiode emittierten und über den ersten Wellenleiter und das Koppelungselement in den zweiten Wellenleiter eingekoppelten Lichts.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst der Schritt des Prozessierens ein Leiten des Lichts mit der ersten Wellenlänge entlang des ersten Wellenleiters, ein Einkoppeln des Lichts mit der ersten Wellenlänge von dem ersten Wellenleiter in das Koppelungselement, ein Auskoppeln des Lichts mit der ersten Wellenlänge von dem Kopplungselement in den zweiten Wellenleiter, ein Leiten des Lichts mit der ersten Wellenlänge entlang des zweiten Wellenleiters und ein Auskoppeln des Lichts mit der ersten Wellenlänge aus dem Ausgang des photonisch integrierten Schaltkreis.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst der Schritt des Regelns das Bilden eines Differenzsignals in Abhängigkeit des von dem ersten Detektorelement und des von dem zweiten Detektorelement detektierten Lichts, sowie ein Anlegen des Differenzsignals an das piezoelektrische Material zur Anpassung der Resonanzwellenlänge des Koppelungselements an die erste Wellenlänge.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Weitere Aspekte und Ausführungsformen nach dem vorgeschlagenen Prinzip werden sich in Bezug auf die verschiedenen Ausführungsformen und Beispiele offenbaren, die in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen ausführlich beschrieben werden.

1 zeigt eine Laservorrichtung nach dem vorgeschlagenen Prinzip;
2 stellt einen piezoelektrischen Kondensator nach dem vorgeschlagenen Prinzip dar; und
3 zeigt eine Verschaltung einer Laservorrichtung nach dem vorgeschlagenen Prinzip.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die folgenden Ausführungsformen und Beispiele zeigen verschiedene Aspekte und ihre Kombinationen nach dem vorgeschlagenen Prinzip. Die Ausführungsformen und Beispiele sind nicht immer maßstabsgetreu. Ebenso können verschiedene Elemente vergrößert oder verkleinert dargestellt werden, um einzelne Aspekte hervorzuheben. Es versteht sich von selbst, dass die einzelnen Aspekte und Merkmale der in den Abbildungen gezeigten Ausführungsformen und Beispiele ohne weiteres miteinander kombiniert werden können, ohne dass dadurch das erfindungsgemäße Prinzip beeinträchtigt wird. Einige Aspekte weisen eine regelmäßige Struktur oder Form auf. Es ist zu beachten, dass in der Praxis geringfügige Abweichungen von der idealen Form auftreten können, ohne jedoch der erfinderischen Idee zu widersprechen.
Außerdem sind die einzelnen Figuren, Merkmale und Aspekte nicht unbedingt in der richtigen Größe dargestellt, und auch die Proportionen zwischen den einzelnen Elementen müssen nicht grundsätzlich richtig sein. Einige Aspekte und Merkmale werden hervorgehoben, indem sie vergrößert dargestellt werden. Begriffe wie „oben“, „oberhalb“, „unten“, „unterhalb“, „größer“, „kleiner“ und dergleichen werden jedoch in Bezug auf die Elemente in den Figuren korrekt dargestellt. So ist es möglich, solche Beziehungen zwischen den Elementen anhand der Abbildungen abzuleiten.
1 zeigt eine Laservorrichtung 1 nach dem vorgeschlagenen Prinzip. Die Laservorrichtung umfasst eine Laserdiode 2, die dazu ausgebildet Laserlicht L zu emittieren, welches mindestens eine erste Wellenlänge λ₁ umfasst. Insbesondere ist die Laserdiode 2 dazu ausgebildet, Laserlicht L mit einer ersten spektralen Bandbreite umfassend die erste Wellenlänge (λ₁) zu emittieren. Das von der Laserdiode 2 emittierte Licht wird über einen Eingang 9 eines photonisch integrierten Schaltkreises 3 in denselben eingekoppelt. Dazu kann, wie in 1 dargestellt, eine Linse 18 oder eine vergleichbare Optik im Strahlengang zwischen der Laserdiode 2 und dem Eingang 9 angeordnet sein, um das Laserlicht L der Laserdiode 2 auf den Eingang beispielsweise zu fokussieren.
Der photonisch integrierte Schaltkreis 3 umfasst neben dem Eingang 9 einen Ausgang 10, über den mittels des photonisch integrierten Schaltkreises 3 prozessiertes Licht L wieder ausgekoppelt wird. Das aus dem photonisch integrierten Schaltkreis 3 ausgekoppelte Licht weist dabei insbesondere eine zweite spektrale Bandbreite umfassend die erste Wellenlänge (λ₁) auf, wobei die zweite spektrale Bandbreite schmaler als die erste spektrale Bandbreite ist. Mittels des photonisch integrierten Schaltkreises 3 kann entsprechend ein von der Laserdiode emittiertes Licht mit einer breiteren spektralen Bandbreite derart modifiziert bzw. prozessiert werden, dass die Laservorrichtung Licht mit einer schmaleren spektralen Bandbreite emittiert. Mithilfe des photonisch integrierten Schaltkreises 3 ist die Laservorrichtung entsprechend ausgebildet besonders schmalbandiges Laserlicht zu emittieren.
Der photonisch integrierte Schaltkreis 3 umfasst dazu einen ersten Wellenleiter 4, der mit dem Eingang 9 gekoppelt ist, einen zweiten Wellenleiter 5, der beabstandet zu dem ersten Wellenleiter 4 angeordnet und mit dem Ausgang 10 gekoppelt ist, und ein Koppelungselement 6 mit einer einstellbaren Resonanzwellenlänge, insbesondere ein Ringresonator, das zwischen dem ersten und dem zweiten Wellenleiter 4, 5 angeordnet und mit den beiden Wellenleitern 4, 5 optisch gekoppelt ist. Zudem und insbesondere um die Resonanzwellenläge des Koppelungselementes 6 einstellen zu können, ist das Koppelungselement in ein piezoelektrisches Material 11 eingebettet. Das piezoelektrische Material 11 dient dabei insbesondere dazu, eine Verformung und damit eine Änderung der Resonanzwellenlänge des Koppelungselementes durch Anlegen einer Spannung an das piezoelektrische Material 11 zu bewirken.
Die Laservorrichtung 1 umfasst zudem ein erstes Detektorelement 7 und ein zweites Detektorelement 8, die dazu ausgebildet sind, ein von der Laserdiode 2 emittiertes und von dem photonischen integrierten Schaltkreis 3 prozessiertes Licht L zu detektieren. Im dargestellten Fall ist das erste Detektorelement 7 dazu ausgebildet, einen Anteil des von der Laserdiode 2 emittierten und nicht in das Koppelungselement 6 eingekoppelten Lichts L₁ zu detektieren, und das zweite Detektorelement 8 dazu ausgebildet, einen Anteil des von der Laserdiode 2 emittierten und über den ersten Wellenleiter 4 und das Koppelungselement 6 in den zweiten Wellenleiter 5 eingekoppelten Lichts L₂ zu detektieren.
Das sowohl von dem ersten Detektorelement 7 als auch von dem zweiten Detektorelement 8 detektierte Signal liefert dabei jeweils eine Information dafür, wieviel Licht in das Koppelungselement 6 eingekoppelt wird, ob und zu welchem Grad die Resonanzfrequenz des Koppelungselementes 6 mit einer Wellenlänge, insbesondere der ersten Wellenlänge λ₁, des von der Laserdiode 2 emittierten Lichts L übereinstimmt.
Diese Information kann anschließend genutzt werden, um mittels einer Rückkoppelschleife, die dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit des von dem ersten und des zweiten Detektorelement detektierten Lichts L ein Signal, insbesondere eine Spannung, an das piezoelektrische Material 11 anzulegen, die Resonanzwellenlänge des Koppelungselements 6 an die erste Wellenlänge λ₁ anzupassen.
Im dargestellten Fall ist der erste Detektor beispielhaft an einem dem Eingang 9 gegenüberliegenden Ende des ersten Wellenleiters und der zweite Detektor an einem Ende des zweiten Wellenleiters angeordnet. Das Ende des zweiten Wellenleiters, das einem Bereich, an dem der zweite Wellenleiter mit dem Koppelungselement optisch gekoppelt ist, gegenüberliegt, außerhalb des photonisch integrierten Schaltkreises 3 angeordnet. Es ist jedoch auch denkbar, dass die beiden Detektoren in den photonisch integrierten Schaltkreis 3 integriert sind.
Der zweite Wellenleiter teilt sich zudem in einen ersten Zweig 5a, der mit dem zweiten Detektor gekoppelt ist, und in einen zweiten Zweig 5b, der mit dem Ausgang 10 gekoppelt ist, auf, um zwar eine Information über die entlang des zweiten Wellenleiters geleitete Lichtmenge zu erhalten, dennoch aber eine Auskopplung des Lichts mit der ersten Wellenlänge λ₁ über eine separaten Zweig des zweiten Wellenleiters über den Ausgang 10 zu ermöglichen.
Der photonisch integrierte Schaltkreis 3 kann beispielsweise ein Material wie Aluminium-Gallium-Arsenid (AlGaAs) mit einem Brechungsindex von ca. 3,5 oder ein vergleichbares Material, insbesondere im Bereich des Koppelungselementes umfassen. Das piezoelektrische Material 11 kann beispielsweise Lithiumniobat (LiNbO₃) oder Lithiumtantalat (LiTaO₃) mit jeweils einem Brechungsindex von ca. 2,2 umfassen, also einem kleineren Brechungsindex als das Material im Bereich des Koppelungselementes aufweisen.
Der photonisch integrierte Schaltkreis 3 umfasst, insbesondere zur Ansteuerung des piezoelektrischen Materials 11, entsprechend der 2 ferner eine erste Elektrode 12 und eine der ersten gegenüberliegende zweite Elektrode 13. Das piezoelektrische Material 11 ist zwischen der ersten und er zweiten Elektrode angeordnet, und die erste Elektrode 12, die zweite Elektrode 13 und das piezoelektrische Material 11 bilden den in der Figur dargestellten piezoelektrischen Kondensator 17. Zur Ansteuerung des piezoelektrischen Kondensators 17, und insbesondere um ein Verspannen oder Entspannen des Koppelungselementes 6 in gewünschter Weise zu erreichen ist die erste Elektrode 12 beispielsweise mit einem Stell- und/oder Regelausgang der Rückkoppelschleife der Laservorrichtung 1 gekoppelt. Je nach Bedarf kann entsprechend der piezoelektrische Kondensator 17 aufgeladen, entladen oder die Spannung des piezoelektrischen Kondensators 17 konstant gehalten werden, sodass das Koppelungselement 6 zum Angleich dessen Resonanzwellenlänge an die erste Wellenlänge verspannt, entspannt oder „in Position“ gehalten werden kann.
Die Anordnung des piezoelektrischen Materials sowie des Koppelungselement innerhalb eines Kondensators hat dabei den Vorteil, dass eine an den Kondensator angelegte Spannung durch den Kondensator selbst gehalten wird und eine Verspannung des Koppelungselementes durch das piezoelektrische Material auf einfache Weise durch Unterbrechung der angelegten Spannung konstant gehalten werden kann. Im dargestellten Fall ist der piezoelektrische Kondensator 17 auf einem Substrat 14 angeordent.
3 zeigt eine beispielhafte Verschaltung einer Laservorrichtung nach dem vorgeschlagenen Prinzip sowie die Funktion der Rückkoppelschleife 15. Dabei ist die zweite Elektrode 13 des piezoelektrischen Kondensators 17 mit dem Massepotential GND gekoppelt und die erste Elektrode 12 über einen FET 16 mit dem Signalausgang des ersten Detektors 7 gekoppelt. Der FET ist derart ausgebildet, dass er ohne einer an seinem Steuer-Anschluss angelegten Spannung von dem ersten Detektor zur ersten Elektrode durchgängig ist. Der Ausgang des zweiten Detektors ist an den Steuer-Anschluss des FETs angeschlossen und steuert somit den Stromfluss von dem ersten Detektor 7 zum piezoelektrischen Kondensator 18.
Wenn beispielsweise das zweite Detektorelement 8 einen vordefinierten Schwellwert an detektiertem Licht nicht übersteigt, also die über das zweite Detektorelement 8 gemessene Fotospannung unterhalb von 90% der maximal zu erreichende Fotospannung des zweiten Detektorelementes liegt, und optional gleichzeitig das erste Detektorelement 7 einen vordefinierten Schwellwert an detektiertem Licht übersteigt, also beispielsweise der von dem ersten Detektorelement erzeugte Fotostrom mehr als 10% oberhalb des minimalen Fotostroms des ersten Detektorelementes liegt, wird der FET über den Steuer-Anschluss leitend geschalten und die über den Source-Anschluss angelegte Spannung an das piezoelektrische Material angeschlossen um das Kopplungselement 6 zu verspannen. Wenn hingegen das zweite Detektorelement 8 einen vordefinierten Schwellwert an detektiertem Licht übersteigt, also die über das zweite Detektorelement gemessene Fotospannung oberhalb von 90% der maximal zu erreichende Fotospannung des zweiten Detektorelementes liegt, und optional gleichzeitig das erste Detektorelement einen vordefinierten Schwellwert an detektiertem Licht unterschreitet, also beispielsweise der von dem ersten Detektorelement erzeugte Fotostrom weniger als 10% über dem minimalen Fotostroms des ersten Detektorelementes liegt, wird der FET nicht-leitend geschalten um das Kopplungselement nicht weiter zu verspannen oder nach Bedarf sogar zu entspannen.
Daraus resultiert eine Selbstjustierung des Systems die folgenderma-ßen zustande kommt:

Wird eine solche Laservorrichtung 1 mit Laserdiode 2 und PIC 3 prozessiert, so sind in der Regel das Koppelungselement 6 und die Emissionswellenlänge (erste Wellenlänge λ₁) der Laserdiode 2 in den allermeisten Fällen nicht auf einander abgestimmt. Das bedeutet, wenn die Laserdiode 2 angeschaltet wird, dass das Licht L in den ersten Wellenleiter 4 einkoppelt, aber da sich das Koppelungselement 6 nicht per se in Resonanz mit der Emissionswellenlänge der Laserdiode 2 befindet, dass das Licht nicht in das Koppelungselement 6 einkoppelt, sondern ausschließlich auf den ersten Detektor 7 trifft.

Der daraus resultierende Fotostrom wird nun bei leitendem FET 16 dazu verwendet, dass der piezoelektrische Kondensator 17 aufgeladen wird.
Je mehr der Kondensator geladen wird, desto größer wird die Spannung zwischen den Elektroden 12, 13 des Kondensators und desto größer wird das elektrische Feld in dem Kondensator. Die führt zu einer zunehmenden Verspannung des piezoelektrischen Materials 11 und damit auch zu einer Verspannung des Koppelungselementes 6, so dass sich aufgrund der Brechungsindexänderung auch die optische Weglänge ändert. Dadurch ändert sich die Resonanzwellenlänge des Koppelungselementes 6 zunehmend. Kommt das Koppelungselement 6 in Resonanz mit der Emissionswellenlänge, koppelt zunehmend Licht in das Koppelungselement 6 ein. Dieses Licht kann zu nichtlinearen Effekten im Mikroring führen und ein Teil bzw. Großteil des Lichts koppelt in den zweiten Wellenleiter 5 ein. Dort gelangt ein Teil dieses Lichts auf den zweiten Detektor und erzeugt eine Fotospannung. Diese Fotospannung schaltet den FET in den sperrenden Zustand, so dass der Kondensator nicht weiter geladen wird und die Vorrichtung in dem Resonanzzustand verbleibt. Ändert sich nun etwas an der Vorrichtung und das System kommt aus der Resonanz heraus, so wird der FET wieder leitend und der Kondensator wird wieder so lange geladen, bis die Resonanz wieder erreicht wird. Somit ist diese Vorrichtung nach kurzer Zeit immer in Resonanz von PIC und Laserdiode.
BEZUGSZEICHENLISTE

1: Laservorrichtung
2: Laserdiode
3: photonisch integrierter Schaltkreis
4: erster Wellenleiter
5: zweiter Wellenleiter
5a: erster Zweig
5b: zweiter Zweig
6: Koppelungselement
7: erster Detektor
8: zweiter Detektor
9: Eingang
10: Ausgang
11: piezoelektrische Material
12: erste Elektrode
13: zweite Elektrode
14: Substrat
15: Rückkoppelschleife
16: Feldeffekttransistor
17: Piezoelektrische Kondensator
18: Linse
L, L1, L2: Licht
λ1: erste Wellenlänge
S: Signal
GND: Masse

Claims

Eine Laservorrichtung (1) mit wenigstens einer Laserdiode (2), die dazu ausgebildet ist Licht (L) einer ersten Wellenlänge (λ₁) zu emittieren, einem photonisch integrierten Schaltkreis (3) mit einem Ausgang (10) und mit einem Eingang (9), wobei der Eingang (9) mit der wenigstens einen Laserdiode (2) gekoppelt ist, und wobei der photonisch integrierte Schaltkreis (3) weiter umfasst: einen ersten Wellenleiter (4), der mit dem Eingang (9) gekoppelt ist; einen zweiten Wellenleiter (5), der beabstandet zu dem ersten Wellenleiter (4) angeordnet und mit dem Ausgang (10) gekoppelt ist; und ein Koppelungselement (6) mit einer einstellbaren Resonanzwellenlänge, insbesondere ein Ringresonator, das zwischen dem ersten und dem zweiten Wellenleiter (4, 5) angeordnet und mit den beiden Wellenleitern (4, 5) optisch gekoppelt ist, und das in ein piezoelektrisches Material (11) eingebettet ist; einem ersten Detektorelement (7), das dazu ausgebildet ist, ein von der wenigstens einen Laserdiode (2) emittiertes und von dem photonisch integrierten Schaltkreis (3) prozessiertes Licht (L) zu detektieren, und einer Rückkoppelschleife (15), die dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit des von dem ersten Detektorelement (7) detektierten Lichts (L) ein Signal (S), insbesondere eine Spannung, an das piezoelektrische Material (11) zur Anpassung der Resonanzwellenlänge des Koppelungselements (6) an die erste Wellenlänge (λ₁) anzulegen.
Laservorrichtung nach Anspruch 1, wobei die wenigstens eine Laserdiode (2) dazu ausgebildet ist Licht (L) mit einer ersten spektralen Bandbreite umfassend die erste Wellenlänge (λ₁) zu emittieren, und wobei der photonisch integrierte Schaltkreis (3) dazu ausgebildet ist ein über den Eingang (9) eingekoppeltes Licht (L) mit der ersten spektralen Bandbreite zu prozessieren und über den Ausgang (10) mit einer zweiten zur ersten schmaleren spektralen Bandbreite umfassend die erste Wellenlänge (λ₁) auszukoppeln.
Laservorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der photonisch integrierte Schaltkreis (3) ferner umfasst: eine erste Elektrode (12) und eine der ersten gegenüberliegende zweite Elektrode (13), wobei das piezoelektrische Material (11) zwischen diesen angeordnet ist, und insbesondere die erste Elektrode (12), die zweite Elektrode (13) und das piezoelektrische Material (11) einen piezoelektrischen Kondensator (17) bilden, und wobei die erste Elektrode (12) mit einem Stell- und/oder Regelausgang der Rückkoppelschleife (15) gekoppelt ist.
Laservorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der erste und der zweite Wellenleiter (4, 5) zumindest bereichsweise parallel zueinander verlaufen.
Laservorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das erste Detektorelement (7) dazu ausgebildet ist: - einen Anteil des von der wenigstens einen Laserdiode (2) emittierten und nicht in das Koppelungselement (6) eingekoppelten Lichts (L₁) zu detektieren; und/oder - einen Anteil des von der wenigstens einen Laserdiode (2) emittierten und über den ersten Wellenleiter (4) und das Koppelungselement (6) in den zweiten Wellenleiter (5) eingekoppelten Lichts (L₂) zu detektieren.
Laservorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das erste Detektorelement (7) mit einem dem Eingang (9) gegenüberliegenden Ende des ersten Wellenleiters (4) gekoppelt ist und ein zweites Detektorelement (8) mit dem zweiten Wellenleiter (5) gekoppelt ist.
Laservorrichtung nach Anspruch 6, wobei das erste Detektorelement (7) dazu ausgebildet ist, einen Anteil des von der wenigstens einen Laserdiode (2) emittierten und nicht in das Koppelungselement (6) eingekoppelten Lichts (L₁) zu detektieren, und wobei das zweite Detektorelement (8) dazu ausgebildet ist, einen Anteil des von der wenigstens einen Laserdiode (2) emittierten und über den ersten Wellenleiter (4) und das Koppelungselement (6) in den zweiten Wellenleiter (5) eingekoppelten Lichts (L₂) zu detektieren.
Laservorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 7, wobei die Rückkoppelschleife (15) dazu ausgebildet ist in Abhängigkeit des von dem ersten Detektorelement (7) und des von dem zweiten Detektorelement (8) detektierten Lichts ein Signal (S), insbesondere eine Spannung, an das piezoelektrische Material (11) zur Anpassung der Resonanzwellenlänge des Koppelungselements (6) an die erste Wellenlänge (λ₁) anzulegen.
Laservorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei sich der zweite Wellenleiter (5) in zumindest einen ersten und einen zweiten Zweig (5a, 5b) aufteilt und der erste Zweig (5a) mit dem zweiten Detektorelement (8) und der zweite Zweig (5b) mit dem Ausgang (10) gekoppelt ist.
Laservorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei die Rückkoppelschleife (15) dazu ausgebildet ist, ein Signal (S), insbesondere eine Spannung, an das piezoelektrische Material (11) zur Anpassung der Resonanzwellenlänge des Koppelungselements (6) an die erste Wellenlänge (λ₁) anzulegen, wenn das erste Detektorelement (7) einen vordefinierten Schwellwert an detektiertem Licht übersteigt, und/oder wobei die Rückkoppelschleife (15) dazu ausgebildet ist ein Signal (S), insbesondere eine Spannung, an das piezoelektrische Material (11) zur Anpassung der Resonanzwellenlänge des Koppelungselements (6) an die erste Wellenlänge (λ₁) anzulegen, wenn das zweite Detektorelement (8) einen vordefinierten Schwellwert an detektiertem Licht unterschreitet.
Laservorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei die Rückkoppelschleife (15) dazu ausgebildet ist ein Signal (S), insbesondere eine Spannung, an das piezoelektrische Material (11) zur Anpassung der Resonanzwellenlänge des Koppelungselements (6) an die erste Wellenlänge (λ₁) anzulegen, wenn das erste Detektorelement (7) einen vordefinierten Schwellwert an detektiertem Licht übersteigt, und/oder wobei die Rückkoppelschleife (15) dazu ausgebildet ist ein an das piezoelektrische Material (11) angelegtes Signal (S), insbesondere eine Spannung, zu unterbrechen oder konstant zu halten, wenn das zweite Detektorelement (8) einen vordefinierten Schwellwert an detektiertem Licht übersteigt.
Laservorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, wobei die Rückkoppelschleife (15) zur Bildung eines Differenzsignals in Abhängigkeit des von dem ersten Detektorelement (7) und des von dem zweiten Detektorelement (8) detektierten Lichts ausgeführt ist und dazu ausgeführt ist das Differenzsignal an das piezoelektrische Material (11) zur Anpassung der Resonanzwellenlänge des Koppelungselements (6) an die erste Wellenlänge (λ₁) anzulegen.
Verfahren zum Betreiben einer Laservorrichtung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, aufweisend die Schritte: Betreiben der wenigsten einen Laserdiode (2) derart, dass diese Licht (L) einer ersten Wellenlänge (λ₁) emittiert, Einkoppeln des von der Laserdiode (2) emittierten Lichts (L) in den Eingang (9) des photonisch integrierten Schaltkreises (3), Prozessieren des von der Laserdiode (2) emittierten Lichts (L) in dem photonisch integrierten Schaltkreis (3), Detektieren zumindest eines Teils des in dem photonisch integrierten Schaltkreis (3) prozessierten Lichts, Regeln eines an das piezoelektrische Material (11) angeschlossenen Signals (S), insbesondere einer Spannung, in Abhängigkeit des detektierten Lichts, derart, dass die Resonanzwellenlänge des Koppelungselements (6) auf die erste Wellenlänge (λ₁) eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei der Schritt des Detektierens ein Detektieren eines Anteils des von der wenigstens einen Laserdiode (2) emittierten und nicht in das Koppelungselement eingekoppelten Lichts (L₁) und/oder ein Detektieren eines Anteils des von der wenigstens einen Laserdiode (2) emittierten und über den ersten Wellenleiter und das Koppelungselement in den zweiten Wellenleiter eingekoppelten Lichts (L₂) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, wobei der Schritt des Prozessierens ein Leiten des Lichts mit der ersten Wellenlänge (λ₁) entlang des ersten Wellenleiters (4), ein Einkoppeln des Lichts mit der ersten Wellenlänge (λ₁) von dem ersten Wellenleiter (4) in das Koppelungselement (6), ein Auskoppeln des Lichts mit der ersten Wellenlänge (λ₁) von dem Kopplungselement (6) in den zweiten Wellenleiter (5), ein Leiten des Lichts mit der ersten Wellenlänge (λ₁) entlang des zweiten Wellenleiters (5) und ein Auskoppeln des Lichts mit der ersten Wellenlänge (λ₁) aus dem Ausgang (10) des photonisch integrierten Schaltkreises (3) umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei der Schritt des Regelns das Bilden eines Differenzsignals in Abhängigkeit des von dem ersten Detektorelement (7) und des von dem zweiten Detektorelement (8) detektierten Lichts, sowie ein Anlegen des Differenzsignals an das piezoelektrische Material (11) zur Anpassung der Resonanzwellenlänge des Koppelungselements an die erste Wellenlänge (λ₁) umfasst.