DE10102723A1 - Strahlablenker, Schaltanordnung mit Strahlablenkern sowie Verfahren zum wahlweisen Verknüpfen von Anschlüssen für optische Signale - Google Patents
Strahlablenker, Schaltanordnung mit Strahlablenkern sowie Verfahren zum wahlweisen Verknüpfen von Anschlüssen für optische SignaleInfo
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Abstract
Es wird ein Strahlablenker 1 zum Ablenken eines einfallenden Lichtstrahls einer vorbestimmten Wellenlänge (lambda) vorgeschlagen, der eine zwischen einem Paar von Elektrodenanordnungen und einem Paar von zueinander planparallelen Spiegeln angeordnete erste Platte aus elektrooptischem Material, dessen Brechungsindex durch Anlegen elektrischer Spannungen an die Elektrodenanordnungen änderbar ist, wobei ein dem einfallenden Lichtstrahl zugewandter erster Spiegel des Spiegelpaars eine geringere Reflektivität aufweist als der zweite Spiegel des Spiegelpaars. Der Strahlablenker zeichnet sich dadurch aus, daß der erste oder/und der zweite Spiegel eine Mehrzahl von Schichten aus dielektrischen Materialien aufweist, wobei sich Brechungsindizes der dielektrischen Materialien benachbarter Schichten voneinander verschieden sind. DOLLAR A Ferner wird eine Schaltanordnung vorgeschlagen, die eine Mehrzahl von Anschlüssen 53 für optische Signale, mit Anschlußenden 55 zum Austritt oder/und Eintritt der optischen Signale als Lichtstrahlen 9, 17, wobei die Anschlußenden 53 mit Abstand voneinander an vorbestimmten Positionen angeordnet sind, und eine Mehrzahl von Strahlablenkern 1, wobei die Strahlablenker 1 und die Anschlußenden 55 einander paarweise zugeordnet sind und ein jeder Strahlablenker 1 derart angeordnet ist, daß der aus dem ihm zugeordneten Anschlußende 55 austretende Lichtstrahl 9 auf diesen gerichtet ist, und von denen ein jeder derart ansteuerbar ist, daß er wenigstens einen Teil 17 des ...
Description
Die Erfindung betrifft einen Strahlablenker zum Ablenken
eines Lichtstrahls in eine auswählbare Richtung sowie eine
Schaltanordnung mit einer Mehrzahl von Anschlüssen für opti
sche Signale, um über einen oder mehrere Anschlüsse in die
Schaltanordnung eintretende optische Signale an auswählbaren
anderen Anschlüssen auszugeben. Insbesondere betrifft die
Erfindung auch eine Schaltanordnung für Datenkommunikations
systeme mit faseroptischen Schaltsystemen. Ferner betrifft
die Erfindung auch ein Verfahren zum Betrieb einer solchen
Schaltanordnung, insbesondere für ein faseroptisches Schalt
system.
Aus B. H. Lee und R. J. Capik "Demonstration of a very low-loss
576 × 576 servo-controlled, beam-stearing optical switch fab
ric" ist ein strahlsteuernder Schalter bekannt, der es er
laubt, eine Mehrzahl faseroptischer Eingänge mit ebenfalls
einer Mehrzahl faseroptischer Ausgänge wahlweise zu verknüp
fen. Hierzu weist ein jeder optischer Eingang einen Kolli
mator auf, der motorisch so verstellbar ist, daß ein an einem
Anschlußende des Eingangs austretender Lichtstrahl auf ein
Anschlußende des ausgewählten optischen Ausgangs trifft und
in diesen eintritt. Die motorische Verstellung der Vielzahl
von Kollimatoren ist mechanisch aufwendig und eine erwünschte
Verringerung von Schaltzeiten ist schwierig.
Aus US 5,963,682 ist eine Schaltanordnung zum wahlweisen
optischen Verknüpfen von optischen Eingängen mit optischen
Ausgängen bekannt, bei der Strahlrichtungen nicht motorisch
sondern mit Flüssigkristallzellen und Anlegen bestimmter
Spannungs- und Feldmuster an dieselben verstellbar sind. Die
dabei eingesetzten Flüssigkristalle weisen einen ausreichen
den elektrooptischen Effekt auf, um durch Anlegen elektri
scher Feldmuster ausreichende Ablenkwinkel zur wahlweisen
Ansteuerung mehrerer Ausgänge zu erreichen. Allerdings be
schränkt hier die Trägheit des Flüssigkristalls eine erreich
bare Schaltgeschwindigkeit, und ferner treten bei Durchtritt
der optischen Signale durch die Schaltanordnung als zu hoch
empfundene Verluste an optischer Intensität auf.
Aus US 5,319,492 ist ein optischer Schalter bekannt, bei dem
in einer Kavität ein in zweiter Ordnung nichtlineares opti
sches Polymer eingeschlossen ist, an welches mittels struktu
rierter Elektroden ein sich räumlich änderndes elektrisches
Feld angelegt werden kann, um ein schaltbares Reflexionsgit
ter zu erzeugen, da der Brechungsindex des Polymers über das
Anlegen der elektrischen Felder räumlich variiert werden
kann. Die Verspiegelung der Kavität führt dabei zu einer
Erhöhung des erreichbaren Ablenkwinkels, da ein einfallender
Lichtstrahl mehrmals in der Kavität umläuft, allerdings führt
die intrinsische Absorption des Polymermaterials bei mehreren
Umläufen des Lichtstrahls im Resonator zu merklichen Intensi
tätsverlusten, so daß einer Erhöhung des Ablenkwinkels durch
die Absorption des Mediums in der Kavität Grenzen gesetzt
sind.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen
Strahlablenker zum Ablenken eines einfallenden Lichtstrahls
anzugeben, der insbesondere im Hinblick auf erreichbare Ab
lenkwinkel oder/und Schaltzeiten verbesserte Eigenschaften
aufweist.
Ferner ist eine Aufgabe der Erfindung, einen Strahlablenker
bereitzustellen, der für einen Einsatz in optischen Datenkom
munikationssystemen besser geeignet ist.
Weiter ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine
Schaltanordung mit einer Mehrzahl von Anschlüssen für opti
sche Signale anzugeben, die insbesondere in optischen Daten
kommunikationssystemen mit hohen Übertragungsraten und kurzen
Umschaltzeiten einsetzbar ist.
Ferner ist es eine Aufgabe der Erfindung eine Schaltanordnung
mit mehreren Anschlüssen für optische Signale anzugeben,
welche vergleichsweise geringe Verluste an optischer Intensi
tät ermöglicht.
Unter einem ersten Aspekt geht die Erfindung aus von einem
Strahlablenker, der eine zwischen planparallelen Spiegeln
angeordnete Platte aus elektrooptischem Material umfaßt,
dessen Brechungsindex durch Anlegen eines elektrischen Feld
musters in Erstreckungsrichtung der Platte räumlich änderbar
ist. Hierbei weist der dem einfallenden Lichtstrahl zuge
wandte Spiegel des Spiegelpaares eine geringere Reflektivität
auf als der andere Spiegel des Spiegelpaares, weshalb die
durch den Strahlablenker reflektierte Intensität des einfal
lenden Lichtstrahls größer ist als die durch den Strahlablen
ker transmittierte Intensität des einfallenden Lichtstrahls.
Die Erfindung zeichnet sich hierbei dadurch aus, daß der
erste oder/und der zweite Spiegel eine Mehrzahl von Schichten
aus dielektrischen Materialien aufweist, deren Brechungsin
dizes von Schicht zu Schicht unterschiedlich sind.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, daß das elektroop
tische Material in einem Resonator hoher Güte angeordnet ist,
so daß die Zahl der Umläufe, die Teile des einfallenden
Lichtstrahls in dem Resonator vor deren Austritt durchführen,
besonders hoch ist. Diese hohe Güte des Resonators wird durch
den Einsatz von Spiegeln mit hoher Reflektivität bzw. gerin
ger Resttransmissivität erzielt, was durch den Einsatz von
Vielschichtspiegeln aus dielektrischen Materialien unter
schiedlicher Brechstärke ermöglicht wird. Die hohe Güte des
Resonators und die damit verbundene hohe Zahl an Umläufen des
abzulenkenden Strahls verstärkt die Wirkung des elek
trooptischen Materials, so daß zum einen die mit diesem Mate
rial erreichbaren Ablenkwinkel im Vergleich zu einem ledig
lich ein oder wenige Male durchlaufenen Material erhöht sind.
Ferner ist es möglich, bei einem gegebenen Ablenkwinkel die
Dicke des elektrooptischen Materials im Vergleich zu einer
Anordnung mit geringerer Resonatorgüte zu reduzieren, was
insbesondere dann, wenn das elektrooptische Material ein
Flüssigkeitskristall ist, eine Reduzierung der anzulegenden
elektrischen Felder und Schaltzeiten ermöglicht.
Ferner ist es möglich, in einem Resonator hoher Güte auch
elektrooptische Materialien einzusetzen, die im Vergleich zu
den bekannten Flüssigkristallen einen relativ niedrigen elek
trooptischen Effekt zeigen, allerdings wesentlich schneller
schaltbar sind.
Vorzugsweise werden hierbei elektrooptische Festkörpermate
rialien eingesetzt, vorzugsweise Lithiumniobat (LiNbO3)
oder/und Galliumarsenid (GaAs).
Im Hinblick auf die Erhöhung der Reflektivität der Spiegel
und damit der Güte des Resonators ist vorzugsweise vorgese
hen, daß mehrere Schichten aus den dielektrischen Materialien
eine Dicke aufweisen, die im wesentlichen einem Wert d ent
spricht, der der Formel d = λ/4 genügt, wobei λ die Wellen
länge des Lichts des einfallenden Strahls in dem dielektri
schen Material der Schicht ist. Hierdurch interferieren die
an einer vorderen Grenzfläche und einer rückwärtigen Grenz
fläche einer Schicht dieser Dicke d reflektierten Teilstrahlen
des einfallenden Lichtstrahls konstruktiv miteinander,
während durch die Schichten transmittierte Teilstrahlen de
struktiv miteinander interferieren.
Ebenfalls im Hinblick auf die Erhöhung der Güte des Resona
tors weist die Platte aus dem elektrooptischen Material eine
Dicke auf, die im wesentlichen einem Wert D entspricht, der
einer der beiden Formeln D = k/2.λ und D = (2k - 1)/4.λ
genügt, wobei λ die Wellenlänge des einfallenden Strahls in
dem elektrooptischen Material und k eine natürliche Zahl
größer 0 ist. Die erste bzw. zweite der beiden Formeln wird
in Abhängigkeit davon ausgewählt, ob die an das elektroopti
sche Material angrenzenden Materialschichten einen höheren
oder niedrigeren Brechungsindex als das elektrooptische Mate
rial selbst aufweisen und ob der Aufbau der an die Platte aus
elektrooptischem Material angrenzenden Spiegel-Schichtstapel
bezüglich der Platte symmetrisch oder unsymmetrisch ist.
Eine einfache Ausgestaltung des Spiegels ergibt sich dann,
wenn die Spiegelschichten aus lediglich zwei verschiedenen
dielektrischen Materialien gefertigt werden, die alternierend
schichtweise aufeinander angeordnet sind. Die Bre
chungsindizes der beiden Spiegelmaterialien unterscheiden
sich möglichst stark voneinander. Vorzugsweise werden Sili
ziumdioxid (SiO2) und Titanoxid (TiO) als diese Spiegelmate
rialien ausgewählt, ebenfalls bevorzugt sind Galliumarsenid
(GaAs) und Aluminiumarsenid (AlAs) bzw. Aluminiumgalliumarse
nid (AlGaAs).
Im Hinblick auf eine möglichst hohe Intensität des abgelenk
ten Lichtstrahls ist der von dem einfallenden Lichtstrahl
weggewandte Spiegel des Resonators im wesentlichen vollstän
dig reflektierend, wobei allerdings der dem einfallenden
Strahl zugewandte Spiegel nicht etwa im Hinblick auf eine
noch weitere Steigerung der Güte des Resonators ebenso im
wesentlichen vollständig reflektierend ausgebildet ist,
sondern eine Resttransmissivität aufweist, die mehr als das
5fache, insbesondere mehr als das 10fache der Resttransmis
sivität des von dem einfallenden Lichtstrahl abgewandten
Spiegels beträgt.
Vorteilhafterweise umfaßt der Strahlablenker eine zweite
Platte aus elektrooptischem Material, die in Richtung des
einfallenden Lichtstrahls hinter dem zweiten Spiegel angeord
net ist und die in einem weiteren Resonator angeordnet ist,
der durch den zweiten Spiegel und einem weiteren zu diesem
planparallelen dritten Spiegel gebildet ist.
Vorzugsweise weist dieser zweite Resonator eine höhere Güte
als der aus Sicht des einfallenden Strahls darüberliegende
erste Resonator auf. Dies wird vorzugsweise dadurch erreicht,
daß der dritte Spiegel eine noch höhere Reflektivität auf
weist als der zweite Spiegel. Vorzugsweise ist auch hier die
Resttransmissivität des dritten Spiegels fünfmal, insbeson
dere zehnmal geringer als die Resttransmissivität des zweiten
Spiegels. Die hohe Güte des zweiten Resonators wird
vorzugsweise mit ähnlichen Mitteln erreicht, wie dies bereits
in Bezug auf den ersten Resonator vorangehend beschrieben
wurde, wobei allerdings die Zahl von Spiegelschichten, zwi
schen denen die zweite Platte aus elektrooptischem Material
angeordnet ist, erhöht ist.
Werden mittels der in der Ebene der Spiegel räumlich struktu
rierten Elektrodenanordnungen sich in Plattenrichtung ändern
de elektrische Felder an das elektrooptische Material ange
legt, zeigt das elektrooptische Material einen sich in Plat
tenrichtung ändernden Brechungsindex, was zu einer sich ört
lich ändernden Phasenlage zwischen einfallendem Strahl und
aus dem Resonator austretendem Strahl führt. Durch geeignet
strukturierte Elektroden und geeignet an diese angelegte
Spannungen kann der Strahlablenker somit die Wirkung eines
Phasengitters aufweisen, welches die Richtung des den
Strahlablenker verlassenden Lichtstrahls in Bezug auf den
einfallenden Lichtstrahl ändert. Durch Ändern des angelegten
Spannungsmusters kann dann die Richtung des den Strahlablen
ker verlassenden Lichtstrahls in gewissen Bereichen frei
verändert werden.
Um die Richtung des abgelenkten Lichtstrahls in zwei Raum
richtungen zu ändern, besteht jede Elektrodenanordnung aus
einer Mehrzahl von parallel nebeneinander angeordneten Strei
fenelektroden, wobei die Erstreckungsrichtungen der Streifen
der beiden Elektrodenanordnungen quer und insbesondere ortho
gonal zueinander verlaufen. Hierbei ist das elektrooptische
Material zwischen den beiden Elektrodenanordnungen vorgese
hen.
Diese Ausführung weist im Hinblick auf die Fertigung des
Strahlablenkers den Nachteil auf, daß beidseits der Platte
aus elektrooptischem Material eine räumlich strukturierte
Elektrodenanordnung gefertigt und kontaktiert werden muß.
Unter einem weiteren Aspekt geht die Erfindung von einem
Strahlablenker zur Ablenkung eines Lichtstrahls in zwei Raum
richtungen, mit einem zwischen einem Paar von Elektrodenan
ordnungen und einem Paar planparalleler Spiegel angeordneten
Platte aus elektrooptischem Material aus, wobei sich die
Erfindung unter diesem Aspekt dadurch auszeichnet, daß le
diglich eine der beiden Elektrodenanordnungen in Plattenrich
tung räumlich strukturiert ausgebildet ist und die andere
Elektrodenanordnung eine im wesentlichen den gesamten für den
einfallenden Lichtstrahl wirksamen Bereich des elektroopti
schen Materials überdeckt.
Hierbei umfaßt die strukturierte Elektrodenanordnung vorzugs
weise zwei Sätze Streifenelektroden, wobei die Streifenelek
troden jedes Satzes parallel nebeneinander angeordnet sind
und die Erstreckungsrichtungen der Streifenelektroden verschiedener
Sätze unter einem Winkel zueinander, insbesondere
orthogonal zueinander, verlaufen.
Um durch beide Elektrodensätze unabhängig voneinander elek
trische Felder in dem elektrooptischen Material erzeugen zu
können, weisen die beiden Elektrodensätze jeweils aktive
Bereiche auf, die, projiziert auf die Spiegelebene, neben
einander angeordnet sind. Aktive Bereiche der Elektrodensätze
sind dabei solche Bereiche, an denen sich die Elektroden der
Elektrodensätze nicht gegenseitig abschirmen und die somit
auf das elektrooptische Material wirken.
Bei der Ausführung der Elektrodensätze als Streifenelektroden
ist vorzugsweise vorgesehen, daß die Streifen in ihrer Längs
richtung abwechselnd breite und schmale aktive Bereiche auf
weisen, wobei sich die Streifenelektroden verschiedener Sätze
mit ihren schmalen Bereichen kreuzend überlappen. Wenigstens
in den Kreuzungsbereichen sind die sich kreuzenden Elektroden
elektrisch voneinander isoliert.
Unter einem weiteren Aspekt geht die Erfindung von einer
Schaltanordnung zum wahlweisen Verschalten einer Mehrzahl von
optischen Eingängen mit einer Mehrzahl von optischen
Ausgängen aus, wobei eine Mehrzahl von Anschlüssen mit An
schlußenden zum Austritt oder/und Eintritt der optischen
Signale als Lichtstrahlen vorgesehen ist und wobei die An
schlußenden mit Abstand voneinander an vorbestimmten Posi
tionen angeordnet sind, und wobei ferner eine Mehrzahl von
Strahlablenkern derart vorgesehen ist, daß einem jeden An
schlußende ein separater Strahlablenker zugeordnet ist und
der aus dem ihm zugeordneten Anschlußende austretende Licht
strahl auf diesen gerichtet ist und wobei dieser Strahlablen
ker derart ansteuerbar ist, daß wenigstens ein Teil des auf
ihn gerichteten Lichtstrahls in eine auswählbare Richtung
gelenkt wird, um, gegebenenfalls nach weiteren Umlenkungen,
in wenigstens ein ausgewähltes Anschlußende einzutreten.
Die Erfindung zeichnet sich hierbei dadurch aus, daß der
Strahlablenker in Reflexion arbeitet, d. h. daß der auf ihn
gerichtete Lichtstrahl den Strahlablenker im wesentlichen
nicht transmittiert, sondern vielmehr der Hauptanteil des auf
den Strahlablenker gerichteten Lichtstrahls von diesem zu
rückgeworfen bzw. reflektiert wird.
Gegenüber dem herkömmlichen Strahlablenker, der in Transmis
sion arbeitet, wobei eine Intensität des transmittierten
Nutzstrahles aufgrund von prinzipiell nicht vermeidbaren
Reflexionsverlusten reduziert ist, zeichnet sich die erfin
dungsgemäße Anordnung dadurch aus, daß im wesentlichen die
gesamte Intensität des einfallenden Lichtstrahls den
Strahlablenker nach der gewünschten Ablenkung auch als Nutz
strahl zur Verfügung steht.
Vorteilhafterweise umfaßt die Schaltanordnung wenigstens
einen Spiegel, der derart angeordnet ist, daß ein von einem
jeden vorbestimmten Anschlußende austretender Lichtstrahl von
dem dem Anschlußende zugeordneten Strahlablenker auf den
Spiegel derart gerichtet werden kann, daß der Spiegel diesen
Strahl auf einen weiteren Strahlablenker richtet, der dem
ausgewählten Anschlußende zugeordnet ist. Mit dieser Anord
nung ist es möglich, daß die Lichtstrahlen mit im wesentli
chen optimaler Ausrichtung auf das Anschlußende treffen, in
welches sie eintreten sollen, womit Einkoppelverluste und
damit Übertragungsverluste der Schaltanordnung wesentlich
reduziert sind.
Eine besonders einfache Ausgestaltung der Strahlablenkung
über den Spiegel ergibt sich dann, wenn wirksame Spiegelflä
chen dieses Spiegels in Lücken zwischen benachbarten An
schlußenden bzw. den aus diesen aus- bzw. eintretenden Licht
strahlen angeordnet sind.
Im Hinblick darauf, bei einem gegebenen maximalen Ablenkwin
kel der Strahlablenker und einem gegebenen Abstand der von
dem Strahlablenker anzusteuernden Anschlußenden eine Baulänge
der Schaltanordnung zu reduzieren, ist vorzugsweise zwischen
den Anschlußenden und den Strahlablenkern ein Teleskop ange
ordnet, welches wenigstens eine Objektivlinse aufweist, durch
die sämtliche Strahlen, die aus Austrittsenden austreten bzw.
in diese eintreten, verlaufen.
Ferner ist es vorteilhaft, für einen jeden Strahlablenker ein
separates Teleskop vorzusehen, um einen Strahldurchmesser des
aus dem Austrittsende, gegebenenfalls nach Kollimation, aus
tretenden Strahls auf einen wirksamen Durchmesser des
Strahlablenkers möglichst optimal anzupassen.
Zur Unterscheidung wird im weiteren das vorangehend beschrie
bene Teleskop, durch das sämtliche Strahlen verlaufen, als
Sammelteleskop bezeichnet, und die Mehrzahl von Teleskopen,
die jeweils den Strahlablenkern einzeln zugeordnet sind, wird
als Einzelteleskope bezeichnet.
Ein ebenfalls wesentlicher aber nicht unumgänglicher Aspekt
der Erfindung ist es, laterale Abmessungen der eingesetzten
Strahlablenker größer auszulegen, als dies fertigungstechni
sch eigentlich nötig ist. Insbesondere ist vorgesehen, eine
Strecke b in der Ebene der Platte aus elektrooptischem Mate
rial, über die der Strahlablenker eine Phasenverschiebung des
reflektierten Lichts von 2π bereitstellen kann, nicht kleiner
zu wählen als durch die Formel
b < λ.√(5/2.1/(n.Δn))
angegeben ist. Bei Einhaltung dieser Bemessungsregel wird ein
Übersprechen von einem Ausgangskanal auf einen anderen Aus
gangskanal weitgehend vermieden.
Insbesondere zeigt sich dieser Aspekt bei einer Schaltanord
nung, bei der ein Abstand zwischen einander benachbarten An
schlußenden kleiner ist als ein Abstand zwischen benachbarten
Strahlablenkern. Fertigungstechnisch könnte beispielsweise
die Auslegung der strukturierten Elektrodenanordnung weiter
verringert werden, um den Abstand zwischen benachbarten
Strahlablenkern dem Abstand zwischen den benachbarten An
schlußenden anzupassen, allerdings wird im Hinblick auf die
Reduzierung des Übersprechens zwischen verschiedenen Aus
gangskanälen der Abstand zwischen benachbarten Strahlablen
kern größer gewählt als dies fertigungstechnisch bedingt ist.
Allerdings wird der Abstand zwischen benachbarten Anschlußen
den dann nicht dem Abstand zwischen den benachbarten
Strahlablenkern angepaßt, sondern es wird der Abstand zwi
schen benachbarten Anschlußenden demgegenüber verringert, um
einen maximal nötigen Ablenkwinkel der Strahlablenker und
damit die Baulänge der Schaltanordnung zu verringern.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand
von Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigt:
Fig. 1 eine schematische geschnittene Teildarstellung
einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Strahlablenkers,
Fig. 2 Graphen, die einen Phasenverlauf eines an dem
Strahlablenker reflektierten Strahls in Abhän
gigkeit von einer Wellenlänge eines einfallenden
Strahls erläutern,
Fig. 3 eine schematische Darstellung zur Erläuterung
eines an eine Elektrodenstruktur des
Strahlablenkers der Fig. 1 anzulegenden Span
nungsmusters, um eine Strahlablenkung zu erzie
len,
Fig. 4 eine schematische Darstellung des Strahlablen
kers der Fig. 1 in Draufsicht zur Erläuterung
von Elektrodenstrukturen zur Ablenkung des
Strahls in zwei Raumrichtungen,
Fig. 5 eine schematische Darstellung einer Schaltung
zum Anlegen von Spannungen an die Elektroden des
Strahlablenkers der Fig. 1,
Fig. 6 eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Schaltanordnung zum wahlweisen Verknüpfen von
Anschlüssen für optische Signale,
Fig. 7 eine erläuternde Detaildarstellung der Schaltan
ordnung der Fig. 6,
Fig. 8 eine schematische Darstellung einer weiteren
Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Strahlablenkers im Schnitt,
Fig. 9 Graphen, die einen Verlauf der Reflektivität des
Strahlablenkers der Fig. 8 in Abhängigkeit von
der Wellenlänge des einfallenden Strahls erläu
tern,
Fig. 10 Graphen, die einen Phasenverlauf des an dem
Strahlablenker der Fig. 8 reflektierten Strahls
in Abhängigkeit von der Wellenlänge des einfal
lenden Strahls erläutern,
Fig. 11 eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Elektrodenstruktur für einen Strahlablenker,
Fig. 12 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsge
mäßen Schaltanordnung und
Fig. 13 noch eine weitere Ausführungsform einer erfin
dungsgemäßen Schaltanordnung.
Anhand der Fig. 1 bis 4 wird eine erste Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Strahlablenkers 1 erläutert.
Der Strahlablenker 1 weist den Aufbau eines optischen Resona
tors bzw. Etalons auf, wobei eine Platte 3 aus elektroopti
schem Material zwischen zwei zueinander planparallelen Spie
geln 5 und 7 angeordnet ist. Als elektrooptisches Material
wird im Rahmen dieser Anmeldung ein jedes Material bezeich
net, welches einen ausgeprägten, d. h. technisch nutzbaren
elektrooptischen Effekt zeigt, d. h. ein Brechungsindex n des
elektrooptischen Materials ist durch Anlegen eines elektri
schen Feldes an dieses Material änderbar. Insbesondere ist
hierzu der sog. lineare elektrooptische Effekt von der ange
legten elektrischen Feldstärke von Interesse.
Das für diese Ausführungsform gewählte elektrooptische Mate
rial ist Lithiumniobat (LiNbO3), für welches ein Brechungsin
dex von n = 2,3 angenommen ist, welches durch Anlegen einer
geeigneten elektrischen Spannung von etwa 400 Volt an mit 100 µm
Abstand voneinander angeordnete Elektroden um Δn = 5.10-4
änderbar ist.
Von den beiden Spiegeln 5, 7, zwischen denen die Platte 3 aus
elektrooptischem Material eingebettet ist, weist der einem
einfallenden Lichtstrahl 9 zuweisende in Fig. 1 obere Spiegel
5 eine geringere Reflektivität auf als der bezüglich der
Platte 3 von dem einfallenden Lichtstrahl abgewandte untere
Spiegel 7.
Ein jeder Spiegel 5, 7 ist hochreflektierend und mit niedri
ger Eigenabsorption ausgebildet, indem eine Mehrzahl von
Schichten 11, 13 aus dielektrischem Material mit unterschied
lichen Brechungsindizes abwechselnd schichtweise aufeinander
angeordnet ist. Als Material für die Schichten 11 mit hohem
Brechungsindex ist in der hier beschriebenen Ausführungsform
Titanoxid (TiO) verwendet, für welches ein Brechungsindex nH
= 2,20 angenommen wird, für die Schichten 13 mit niedrigem
Brechungsindex ist in der vorliegenden Ausführungsform Sili
ziumoxid (SiO2) verwendet, für welches ein Brechungsindex von
nL = 1,48 angenommen ist.
Die Zahl der abwechselnd angeordneten Schichten 11, 13 des
oberen Spiegels 5 ist kleiner als die Zahl der Schichten 11,
13 aus denen der untere Spiegel 7 aufgebaut ist, so daß der
untere Spiegel 7 eine höhere Reflektivität aufweist als der
obere Spiegel 5. Vor allem unterscheiden sich die Resttrans
missivitäten der beiden Spiegel 5, 7 so stark voneinander,
daß lediglich ein äußerst geringer Intensitätsanteil 15 des
einfallenden Strahls 9 das Etalon 1 in Transmission durch
läuft und die wesentliche Intensität als abgelenkter Strahl
17 von dem Etalon 1 reflektiert wird.
Im Hinblick auf die hohe Güte des Resonators sind die Schich
ten 11, 13 aus dielektrischem Material mit einer Dicke d1
bzw. d2 ausgelegt, welche ein Viertel der Wellenlänge λ des
einfallenden Strahls 9 in dem jeweiligen dielektrischen Mate
rial der Schicht entspricht.
Ebenso ist im Hinblick auf die Güte des Resonators eine Dicke
D der Platte 3 aus elektrooptischem Material an die Wellen
länge λ des einfallenden Strahls 9 in dem elektrooptischen
Material angepasst. Hierbei genügt die Dicke D vorzugsweise
einer der beiden Formeln D = k/2.λ und D = (2k - 1)/4.λ,
wobei λ die Wellenlänge des einfallenden Strahls in dem elek
trooptischen Material und k eine natürliche Zahl größer 0
ist. Hierbei wird eine der beiden Formeln derart ausgewählt,
daß in dem durch die Spiegel 5 und 7 gebildeten Resonator die
darin mehrmals umlaufenden Teilstrahlen konstruktiv interfe
rieren.
An das elektrooptische Material 3 können mittels zweier räum
lich strukturierter Elektrodenanordnungen ortsabhängig elek
trische Felder angelegt werden, um den Brechungsindex n des
elektrooptischen Materials 3 ortsabhängig zu verändern. Eine
obere Elektrodenanordnung 19 ist auf dem oberen Spiegel 5
aufgebracht und umfaßt eine Mehrzahl von sich parallel zuein
ander und mit Abstand voneinander erstreckenden Streifenelek
troden 21, und die zweite Elektrodenanordnung 23 ist unter
dem unteren Spiegel 7 an diesem angebracht und umfaßt eine
Mehrzahl von sich ebenfalls parallel zueinander und mit Ab
stand voneinander erstreckenden Streifenelektroden 25
(vergleiche Fig. 4). Die Erstreckungsrichtungen der Strei
fenelektroden 21 und 25 verlaufen in Projektion auf die Ebene
der planparallelen Spiegel 5, 7 orthogonal zueinander, um mit
dem Strahlablenker 1 den abgelenkten Strahl 17 in zwei Raum
richtungen ablenken zu können, wie dies nachfolgend beschrie
ben wird.
Zunächst sei angenommen, daß an die gesamte Platte 3 des
elektrooptischen Materials über die Elektrodenanordnungen 19
und 23 ein im wesentlichen homogenes elektrisches Feld ange
legt wird, um den Brechungsindex des elektrooptischen Materi
als zu ändern.
Da, wie vorangehend erläutert, im wesentlichen die gesamte
Intensität des einfallenden Strahls 9 in den ausfallenden
Strahl 17 reflektiert wird, zeigt die Reflektivität des Eta
lons 1, wenn diese in Abhängigkeit von der Wellenlänge λ des
einfallenden Strahls untersucht wird, lediglich äußerst ge
ringe Abweichungen von einer 100%igen Reflektivität R auf.
Anders ist dies, wenn die Phasenlage des reflektierten
Strahls 17 in Bezug auf den einfallenden Strahl 9 in Abhän
gigkeit von der Wellenlänge λ des einfallenden Strahls 9
untersucht wird. Ein Graph dieses Phasenverlaufs ist in Fig.
2 dargestellt, wobei als Buchstaben X dargestellte Punkte den
Phasenverlauf markieren, wenn das elektrooptische Material
keinem elektrischen Feld ausgesetzt ist, und wobei durch
Kreise dargestellte Punkte den Phasenverlauf markieren, wenn
der Brechungsindex des elektrooptischen Materials 3 durch
Anlegen eines entsprechend gewählten Feldes von n = 2,30 auf
n + Δn = 2,31 erhöht ist (Im Hinblick auf eine das Verständ
nis erleichternde Darstellung wurde hier für Δn ein Wert von
0,01 gewählt. In der Praxis werden niedrigere Werte verwen
det, so daß vergleichsweise niedrige Spannungen zur Erzeugung
der nötigen elektrischen Feldstärke ausreichend sind).
Der dargestellte Phasenverlauf wird erhalten, wenn für den
oberen Spiegel 5 vier Doppelschichten aus Siliziumoxyd und
Titanoxid mit jeweils einer Dicke d1 = d2 = λ/4 eingesetzt
werden, wenn der untere Spiegel 7 aus 16 Doppelschichten aus
Siliziumoxyd und Titanoxid mit Dicken d1 = d2 = λ/4 aufgebaut
wird und wenn die Platte aus elektrooptischem Material eine
Dicke D = 14,5 λ aufweist.
Der Strahlablenker 1 ist im Hinblick auf eine vorbestimmte
Wellenlänge (Design-Wellenlänge) λ0 = 1,55 µm derart ausge
legt, daß bei nicht angelegtem elektrischem Feld zwischen
einfallendem Strahl 9 und reflektiertem Strahl 17 ein Phasen
unterschied von 0 besteht. Durch Anlegen eines elektrischen
Feldes derart, daß sich der Brechungsindex des elektroopti
schen Materials 3 um Δn = 0,01 ändert, wird bei dieser Wel
lenlänge λ0 dann, wie aus Fig. 2 ersichtlich, zwischen ein
fallender und reflektierter Welle eine Phasendifferenz von
etwa 1,4 erzeugt. Durch Anlegen größerer elektrischer Felder
können auch größere Phasendifferenzen Δϕ erzeugt werden.
Insgesamt kann mit dem beschriebenen Etalon 1 die Phasenlage
zwischen dem einfallenden und dem ausfallenden Strahl 9, 17
bei der Designwellenlänge λ0 über eine volle Periode von -π
bis +π frei eingestellt werden.
In Fig. 3 ist eine Wellenfront des in das Etalon 1 einge
drungenen einfallenden Strahls 9 mit einer sich parallel zu
den Spiegeln 5, 7 erstreckenden Linie 27 angedeutet, und eine
Ausbreitungsrichtung der Wellenfront 27 ist durch einen Pfeil
29 angedeutet.
An die Elektrodenstruktur 23 wird über die Streifenelektroden
25 ein elektrisches Spannungsmuster angelegt, welches in eine
x-Richtung quer zur Erstreckungsrichtung der Streifenelektro
den 25 ortsabhängig einen Sägezahnverlauf aufweist. Entspre
chend den angelegten Spannungen entsteht in dem elektroopti
schen Medium 3 eine ortsabhängige Änderung des Brechungsin
dex, welcher in x-Richtung somit ebenfalls sägezahnförmig
ist. Eine Differenz zwischen der an die Elektroden 25 ange
legten kleinsten Spannung 0 und der an die Elektroden ange
legten größten Spannung Umax ist dabei so ausgewählt, daß die
entsprechende Änderung des Brechungsindex n des elektroopti
schen Materials an dem reflektierten Strahl 17 eine Phasen
differenz von nahezu 2π herbeiführt. Entsprechend stellt sich
in dem Resonator die anfänglich in Spiegelrichtung orien
tierte Wellenfront 27 schräg ein, wie dies in Fig. 3 durch
Linien 31 dargestellt ist, wobei von einer Linie 31 zur näch
sten ein Phasensprung von 2π auftritt. Aufgrund der Kippung
der Wellenfronten 31 liegt die Ausbreitungsrichtung der Welle
in dem Resonator 3 nicht mehr senkrecht zu den Spiegelflächen
5 und 7 sondern ebenfalls gekippt hierzu, wie dies durch
Pfeile 33 in Fig. 3 angedeutet ist. Entsprechend ist dann
die Richtung des aus dem Strahlablenker 1 austretenden
Strahls 17 bezüglich der Richtung des einfallenden Strahls 9
in x-Richtung abgelenkt.
Wie aus den vorangehenden Erläuterungen ersichtlich ist,
stellt das Etalon 1 für den einfallenden Strahl 9 ein Phasen
gitter dar, welches, wenn die angelegten Spannungen ortsab
hängig den Sägezahnverlauf aufweisen, ein "geblazetes" Phasengitter
ist, mit dem gezielt Licht in vorbestimmte Raum
richtungen gebeugt werden kann.
Werden nun auch an die Streifenelektroden 21 der Elektroden
anordnung 19 ortsabhängig Spannungen angelegt, so ist es
möglich, den Strahl ebenfalls in y-Richtung abzulenken.
In Fig. 3 ist auch eine Strecke b eingetragen, über die der
Strahlablenker 1 eine Phasenänderung von 2π bereitstellt. Bei
der in Fig. 3 dargestellten Ansteuerung entspricht diese
Länge b der Breite von 6 Streifenelektroden 25. Die kleinste
mit diesem Strahlablenker 1 realisierbare Länge b entspricht
dem doppelten Abstand zwischen zwei Streifenelektroden 25,
wenn die Elektrodenanordnung 23 derart angesteuert wird, daß
an jeweils benachbarten Streifenelektroden 25 abwechselnd die
Spannung 0 und Umax angelegt wird. Es ist nun denkbar, durch
Verringerung des Abstands zwischen benachbarten Streifenelek
troden 25 ebenfalls die minimale Strecke b zu verringern und
damit ein Phasengitter noch höherer Gitterperiode und folg
lich höheren maximalen Ablenkwinkeln bereitzustellen, was
fertigungstechnisch bei der beschriebenen Ausführungsform
möglich wäre. Allerdings wird eine gerichtete und gezielte
Ablenkung des einfallenden Strahls 9 mit besonderer Qualität
dann erreicht, wenn ein durch die Ansteuerung realisierter
minimaler Wert b größer ist als
λ.√(5/2.1/(n.Δn)).
Zum weiteren Verständnis des Betriebs der Elektrodenanordnun
gen 19 und 23 kann ebenfalls auf die US 4,639,091 Bezug ge
nommen werden, deren Offenbarung hier durch Inbezugnahme voll
umfänglich aufgenommen wird.
Der in Fig. 1 dargestellte Strahlablenker kann beispielswei
se hergestellt werden, indem die Platte 3 auf geeignete Weise
aus einem Einkristall aus Lithiumniobat herausgeschnitten
wird und sodann beidseits der Platte zunächst die Spiegel 5
und 7 schichtweise aufgedampft werden und abschließend über
den Spiegeln 5 bzw. 7 die Elektrodenanordnungen 19 bzw. 23
angebracht werden.
Fig. 5 zeigt in schematischer Darstellung eine elektronische
Schaltung, mit der zwei Elektrodenanordnungen mit jeweils 32
Sreifenelektroden mit Spannungsmustern versorgt werden kön
nen, um einen einfallenden Lichtstrahl 9 sowohl in x-Richtung
als auch in y-Richtung in jeweils 32 voneinander verschiedene
Raumrichtungen abzulenken. Die Schaltung umfaßt einen bei
spielsweise in CMOS-Technologie ausgelegten Niederspannungst
seil 35 sowie einen Hochspannungsteil 37. Datenworte, die
jeweils eine gewünschte Ablenkrichtung kodieren, werden über
einen Eingang SI in ein Shiftregister 41 seriell eingelesen
und parallel aus diesem in ein Adressregister 42 übernommen,
wozu noch ein Takteingang CL und ein Ladebefehleingang LD
vorgesehen sind. Die Schaltung umfaßt ferner zwei mit MEMX
und MEMY bezeichnete Speicher, in welchen Spannungsmuster für
an die Streifenelektroden 25 und 21 anzulegende Spannungen
abgespeichert sind, um eine Strahlablenkung in die gewünsch
ten Raumrichtungen zu erzeugen. Die Kodierung der in das
Shiftregister 41 eingelesenen Worte ist dabei so gewählt, daß
diese über das Adressregister 42 direkt verwendet werden
kann, um das entsprechende Spannungsmuster in den Speichern
MEMX bzw. MEMY zu adressieren. Die adressierten Spannungsmu
ster werden dann von den Speichern MEMX und MEMY an 64 Strom-
Digital-Analog-Wandler übergeben, welche einer jeden Elek
trode 21, 25 zugeordnet einen Strom auf Leitungen 41 ausge
ben, welcher an den Hochspannungsteil 37 angeschlossen sind.
Dort werden die gelieferten Ströme jeweils mittels Transisto
ren T und Widerständen R in eine entsprechende Hochspannung
zwischen 0 und 400 Volt umgewandelt, welche dann an Anschlüs
sen 43 für die jeweiligen Streifenelektroden 21, 25 ausgege
ben werden.
In Fig. 5 bezeichnet BS noch eine Bias-Spannung für die
Transistoren, und HV bezeichnet einen Anschluß zur Zuführung
der Hochspannung.
Der vorangehend erläuterte Strahlablenker ist beispielsweise
einsetzbar in einer Schaltanordnung zum wahlweisen Verknüpfen
einer Mehrzahl von Eingängen bzw. Ausgängen für optische
Signale, welche beispielsweise über Lichtleiter zu- bzw.
abgeführt werden. Ein Beispiel für eine Schaltanordnung zum
wahlweisen Verknüpfen optischer Fasern, die mit einem her
kömmlichen Strahlablenker arbeitet, ist in US 5,963,682 be
schrieben, deren Offenbarung durch Bezugnahme in dem vorlie
genden Anmeldungstext voll umfänglich aufgenommen wird.
In den Fig. 6 und 7 ist eine Ausführungsform einer erfin
dungsgemäßen Schaltanordnung 51 schematisch in Teilansichten
dargestellt. Eine Mehrzahl von Lichtleitfasern 53-1, 53-2,
53-3, 53-4 bilden die Anschlüsse für optische Signale der
Schaltanordnung 51, wobei Anschlußenden 55 der Fasern 53 als
ein zweidimensionales Feld mit einem in x-Richtung und y-
Richtung gleichen Gitterabstand e angeordnet sind. Hierzu ist
eine in den Figuren nicht dargestellte Halterung für die
Faserenden vorgesehen, welche ebenfalls eine Mehrzahl von
Kollimatorlinsen 57 derart trägt, daß vor jedem Faserende 55
eine Linse 57 angeordnet ist, um das aus dem Faserende 55
austretende Licht als parallelen Strahl 9 zu kollimieren bzw.
einen auf die Linse 57 treffenden parallelen Strahl 17 in die
entsprechende Faser 53 einzukoppeln.
Einem jeden Anschluss 53-1, 53-2, 53-3, 53-4 ist ein separa
ter Strahlablenker 1-1, 1-2, 1-3, 1-4 derart zugeordnet, daß
ein Feld von Strahlablenkern 1 mit Abstand von den Faserenden
55 so angeordnet ist, daß aus den Faserenden 55 austretende
Strahlen 9 direkt auf einen ihnen zugeordneten Strahlablenker
1 treffen.
Zwischen dem Feld aus Faserenden 55 und Kollimationslinsen 57
und dem Feld aus Ablenkern 1 ist eine Platte 59 senkrecht zur
Strahlrichtung angeordnet, welche ebenfalls mit dem Abstand e
voneinander angeordnete Löcher 61 für den Durchtritt der
Strahlen 9, 17 aufweist. Eine dem Feld aus Strahlablenkern 1
zugewandte Fläche 63 der Platte 59 ist verspiegelt.
In Fig. 6 ist eine Schaltsituation der Schaltanordnung 51
dargestellt, bei der der in der Figur obere optische Anschluß
53 1 als Eingang mit dem in der Figur unteren optischen An
schluß 53 4 als Ausgang verknüpft ist. Hierzu wird die Elek
trodenstruktur des in der Fig. 6 oberen Strahlablenkers 1-1
derart angesteuert, daß der aus dem optischen Eingang 53-1
austretende Strahl 9 unter einem solchen Winkel als Strahl
17' reflektiert wird, daß der reflektierte Strahl 17' derart
auf die verspiegelte Fläche 63 der Platte 59 trifft, daß er
von dieser wiederum als Strahl 9' reflektiert wird und auf
den in der Fig. 6 unteren Strahlablenker 1-4 fällt, der dem
optischen Ausgang 53-4 zugeordnet ist. Der untere
Strahlablenker 1-4 wird dabei derart angesteuert, daß der auf
ihn treffende Strahl 9' in den Strahl 17 reflektiert wird,
der in den optischen Ausgang 53-4 eingekoppelt wird. Es ist
somit die Faser 53-1 als optischer Eingang mit der Faser 53-4
als optischer Ausgang verknüpft bzw. verschaltet.
Es ist allerdings auch möglich, die Faser 53-1 als optischen
Eingang mit der Faser 53-2 als optischen Ausgang zu verschal
ten, indem der Ablenker 1-1 derart angesteuert wird, daß der
durch diesen Strahlablenker reflektierte Strahl 17' so auf
die Spiegelfläche 63 gerichtet ist, daß der von der Spiegel
fläche 63 reflektierte Strahl 9' auf den Strahlablenker 1-2
trifft, welcher dann wiederum derart angesteuert wird, daß
der auf diesen einfallende Strahl 9' in die Faser 53-2 als
optischer Ausgang eingekoppelt wird.
Es ist somit möglich, eine Vielzahl von Anschlüssen 53 der
Schaltanordnung 51 frei wählbar miteinander zu verknüpfen,
indem die den zu verknüpfenden Anschlüssen zugeordneten
Strahlablenker 1 geeignet angesteuert werden.
In der in den Fig. 6 und 7 dargestellten Ausführungsform
ist jeder zweite Anschluß 53 für den Betrieb als Eingang
vorgesehen, und jeder zweite andere optische Anschluß 53 ist
als Ausgang vorgesehen, wie dies in Fig. 7 erläuternd darge
stellt ist, in der die als optische Eingänge verwendeten
Positionen der Anschlüsse 53 als schwarze Kreise und die als
optische Ausgänge verwendeten Positionen der Anschlüsse 53
als weiße Kreise dargestellt sind.
Es ist jedoch auch möglich, jeden Anschluß je nach Bedarf als
Eingang oder Ausgang einzusetzen.
Im folgenden werden Varianten der in den Fig. 1 bis 7
dargestellten Ausführungsform der Erfindung erläutert. Hin
sichtlich ihres Aufbaues und ihrer Funktion einander entspre
chende Komponenten sind mit den Bezugszahlen aus den Fig.
1 bis 7 bezeichnet, zur Unterscheidung jedoch mit einem zu
sätzlichen Buchstaben versehen. Zur Erläuterung wird auf die
gesamte vorangehende Beschreibung Bezug genommen.
In Fig. 8 ist ein Strahlablenker 1a schematisch dargestellt,
der als Doppelresonator bzw. als Doppel-Etalon-Struktur auf
gebaut ist. Ähnlich wie bei dem in Fig. 1 gezeigten Etalon
umfaßt der Ablenker 1a einen hochreflektierenden und aus
Schichten dielektrischen Materials aufgebauten oberen Spiegel
5a, der einem einfallenden Strahl 9a zugewandt ist. Unter dem
Spiegel 5a befindet sich eine Platte 3a aus elektrooptischem
Material, welche nach unten durch einen weiteren Spiegel 7a
abgegrenzt ist, der ebenfalls wieder aus einer Vielzahl von
Schichten dielektrischen Materials aufgebaut ist.
Unterhalb des Spiegels 7a befindet sich eine zweite Platte 71
aus elektrooptischem Material, und unterhalb der zweiten
Platte 71 befindet sich ein weiterer Spiegel 73 aus ebenfalls
wiederum einer Mehrzahl von Schichten aus dielektrischem
Material mit unterschiedlichem Brechungsindex.
Die Zahl der Schichten aus dielektrischem Material des unte
ren Spiegels 73 ist größer als die entsprechende Zahl des
mittleren Spiegels 7a, welche wiederum größer ist als die
Zahl der dielektrischen Schichten des oberen Spiegels 5a.
Somit ist die obere Platte 3a aus elektrooptischem Material
in einem durch die beiden Spiegel 5a und 7a gebildeten Reso
nator eingeschlossen, welcher eine geringere Güte aufweist
als ein durch die Spiegel 7a und 73 gebildeter optischer
Resonator, in dem die untere Platte 71 aus elektrooptischem
Material eingeschlossen ist.
Die gesamte Struktur bestehend aus den Spiegeln 5a, 7a und 73
sowie den Platten 3a und 71 aus elektrooptischem Material ist
zwischen Elektrodenanordnungen 19a und 23a eingeschlossen. Da
auch bei der Etalonstruktur 1a bei beiden Resonatoren die
rückwärtigen Spiegel wesentlich höher reflektierend ausgebil
det sind als die jeweils vorderen Spiegel, wird auch hier der
größte Teil der Intensität des einfallenden Strahls 9a als
Strahl 17aR reflektiert. Fig. 9 zeigt die Abhängigkeit der
Reflektivität der in Fig. 8 dargestellten Struktur in Abhän
gigkeit von der Wellenlänge λ. Die durch Kreuze markierte
Kurve stellt dabei den Verlauf für eine Struktur dar, bei der
der Spiegel 5a 8 Schichten, der Spiegel 7a 12 Schichten und
der Spiegel 73 22 Schichten aufweist. Die mit Kreisen mar
kierte Kurve stellt den Verlauf für eine Struktur dar, bei
der der Spiegel 5a 6 Schichten, der Spiegel 7a 8 Schichten
und der Spiegel 73 22 Schichten aufweist. Die mit dem Buch
staben x gekennzeichnete Kurve stellt den Verlauf für eine
Struktur dar, bei der der Spiegel 5a 4 Schichten, der Spiegel
7a 6 Schichten und der Spiegel 73 22 Schichten aufweist.
Es zeigt sich, daß für sämtliche Ausführungen der Verspiege
lung die Reflektivität außerordentlich hoch ist.
Mit dieser Anordnung kann somit eine Phasenverschiebung von
mehr als 2π auch bei Wellenlängen erreicht werden, die von
der Designwellenlänge λ0 verschieden sind, was insbesondere
im Hinblick auf die Ablenkung des Strahls in zwei Raumrich
tungen von Bedeutung ist.
Fig. 10 ist eine der Fig. 2 entsprechende Darstellung der
Phasendifferenz zwischen einfallendem und ausfallendem Strahl
für die Etalonstruktur der Fig. 8 wobei die Spiegel 5a, 7a
und 73 aus 6, 8 bzw. 22 Schichten aufgebaut sind und eine
Dicke der Platten 3a und 71 14,5 λ bzw. 10,5 λ beträgt.
Der wesentliche Unterschied zwischen den Etalons der Fig. 1
und der Fig. 8 besteht darin, daß bei dem Strahlablenker 1a
der Fig. 8 beide Resonatoren zur gesamten Phasendifferenz
jeweils mit einer Phasendifferenz von maximal 2π beitragen
können, sodaß mit dieser Doppelresonatoranordnung sehr ein
fach Phasendifferenzen von 4π erzeugt werden können.
Die in Fig. 8 gezeigte Struktur 1a kann beispielsweise da
durch hergestellt werden, daß auf einem (in der Figur nicht
dargestellten) Substrat zunächst die Elektrodenanordnung 23a
abgeschieden wird und hierauf die Schichten des Spiegels 73
aufgedampft werden. Nach Fertigstellung des Spiegels 73 kann
mittels MOCVD (metalorganic chemical vapor deposition) die
Platte 71 aus elektrooptischem Material, wie etwa Lithiumni
obat, aufgewachsen werden. Daraufhin wird der Spiegel 7a
aufgedampft, es wird dann die Platte 3a aus Lithiumniobat
wiederum mittels MOCVD aufgewachsen, schließlich der Spiegel
5a aufgedampft und abschließend die obere Elektrodenanordnung
19a gefertigt.
Mit Hilfe von MOCVD kann eine Vielzahl von elektrooptischen
Materialien mit ausreichender Präzision und geforderter Mate
rialstruktur abgeschieden werden, um die für die vorliegende
Erfindung nötigen optischen Effekte erzielen zu können. Zur
weiteren Erläuterung der MOCVD-Technik sei auf den Artikel
von Ren Xu "The Challenge of Precursor Compounds in the MOCVD
of Oxides", aus http:\ \ www.tms.org/pubs/journals/JOM/9710/Xu
vom 16. Januar 2001, verwiesen, dessen Offenbarung in die
vorliegende Anmeldung auch aufgenommen wird.
Auch der Doppelresonator 1a, dessen Phasenverlauf in Fig. 10
dargestellt ist, ist für eine Designwellenlänge λo von 1,55 µm
konzipiert, wobei der Arbeitspunkt an der Designwellenlänge
in dem Bereich des in der Fig. 10 dargestellten Phasensprungs
gelegt ist.
Fig. 11 erläutert eine Variante der oberen Elektrodenanord
nung 19a für einen erfindungsgemäßen Strahlablenker. Hierbei
ist die Elektrodenanordnung 19a nicht lediglich aus Streifen
elektroden aufgebaut, die sich in nur eine Richtung parallel
erstrecken. Vielmehr umfasst die Elektrodenanordnung zwei
Sätze von Streifenelektroden, von denen sich ein Satz mit
Streifenelektroden 21a in Fig. 11 in Horizontalrichtung er
streckt, und sich ein zweiter Satz von Streifenelektroden mit
Streifen 25a in Fig. 11 vertikal erstreckt.
Ist eine Elektrodenanordnung 19a der in Fig. 11 gezeigten Art
auf beispielsweise der Oberseite des Strahlablenkers der Fig.
1 vorgesehen, so ist es ausreichend, entsprechend auf der
Unterseite des Strahlablenkers die Elektrodenanordnung 23 als
kontinuierliche und durchgehende Masseelektrode auszubilden.
Es kann gleichwohl der reflektierte Strahl in zwei Raumrich
tungen abgelenkt werden. Diese Ausgestaltung der Elektroden
anordnung 19a hat den Vorteil, daß lediglich eine der beiden
Elektrodenanordnungen struktiert ausgebildet werden muss.
Um eine gegenseitige Überlappung der als sich kreuzende
Streifen ausgebildeten Elektroden zu vermeiden, weisen die
Streifen 21a, 25a in ihrer Längsrichtung abwechselnd angeord
nete breite Flächenbereiche 81 und schmale Flächenbereiche 83
auf, wobei sich kreuzende Streifen lediglich in schmalen
Flächenbereichen 83 überlappen. Die breiten Flächenbereiche
81 sind im wesentlichen flächendeckend und nicht überlappend
ausgebildet, sodaß die an diesen anliegenden elektrischen
Potentiale auf die dielektrooptischen Materialien einwirken
können. Die sich kreuzenden Bereiche 83 der Streifen 21a bzw.
25a sind elektrisch voneinander isoliert. Dies kann dadurch
realisiert werden, daß der erste Teileektrodensatz mit den
Streifen 25a in einer Dünnschichttechnik ausgeführt wird,
darauf eine Isolierschicht angeordnet wird und der andere
Teilelektrodensatz mit Streifenelektroden 21a darüber ange
ordnet ist.
Es ist allerdings auch denkbar, die Streifenelektroden 21a
des von dem elektrooptischen Material entfernt liegenden
Teilelektrodensatzes mit in etwa gleichmäßig breiten Streifen
auszuführen, da die Wirkung dieser Elektroden auf das elek
trooptische Material in den Bereichen, in denen diese Strei
fen 21a mit den darunterliegenden Streifen 25a überlappen,
durch die darunterliegenden Streifen 25a abgeschirmt sind,
sodaß wirksame Bereiche der kontinuierlich breiten außenlie
genden Streifenelektroden in etwa die Gestalt der in Fig. 11
gezeigten breiten Bereiche 81 aufweisen.
Eine in Fig. 12 gezeigte Schaltanordnung 51b zum wahlweisen
Verknüpfen optischer Eingänge 53b weist einen Aufbau auf, der
der in Fig. 6 gezeigten Anordnung ähnlich ist. Im Unterschied
hierzu ist zwischen einem Feld von Strahlablenkern 1b und
einer Platte 59b mit verspiegelter Seite 63b ein Sammeltele
skop 87 angeordnet, welches schematisch durch eine Zerstreu
ungslinse 89 und eine Sammellinse 91 dargestellt ist. Sowohl
durch die Sammellinse 91 als auch durch die Zerstreuungslinse
89 verlaufen sämtliche Strahlen zwischen den Anschlüssen 53b
und den Strahlablenkern 1b. Das Teleskop 87 dient im wesent
lichen zur Reduzierung der Baulänge der Schaltanordnung 51b
im Vergleich zu der Baulänge, die bei der Schaltanordnung
gemäß Fig. 6 bei vorgegebenem maximalen Ablenkwinkel der
Strahlablenker gewählt werden muss.
Ferner umfasst die Schaltanordnung 51b noch eine Vielzahl von
Einzelteleskopen 93 derart, daß vor einem jeden Strahlablen
ker 1b ein Einzelteleskop 93 angeordnet ist, welches einen
durch eine Linse 55b vor dem Austrittsende der Faserenden 53b
kollimierten Strahl 9b auf den Durchmesser anpasst, der die
wirksame Fläche des Strahlablenkers 1b im wesentlichen voll
ständig ausleuchtet.
Aus Fig. 12 ist auch ersichtlich, daß ein Abstand zwischen
benachbarten Faserenden 53b kleiner ist als ein Abstand zwi
schen benachbarten Strahlablenkern 1b. Zwar wäre es ferti
gungstechnisch möglich, den Abstand zwischen den benachbarten
Strahlablenkern 1b weiter zu reduzieren, allerdings sind die
einzelnen Strahlablenker 1b so ausgelegt, daß die vorangehend
erläuterte Untergrenze für die Strecke in dem elektroopti
schen Material, innerhalb welcher eine Phasenänderung von 2π
erzeugt wird, eingehalten ist.
Die in Fig. 12 gezeigte Schaltanordnung 51b kann dahingehend
abgewandelt werden, daß sowohl das große Teleskop 87 oder/und
die Einzelteleskope 93 weggelassen werden können, so daß
diese als solche optional sind.
Eine in Fig. 13 gezeigte Schaltanordnung 51c dient wiederum
der wahlweisen Verknüpfung einer mehrzahl optischer Ein- bzw-
Ausgänge 53c mittels einer Mehrzahl von Strahlablenkern 1c,
von denen ein jeder separat einem optischen Anschluss 53c
zugeordnet ist. Kollimationslinsen 57c kollimieren die aus
Faserenden 55c austretenden Strahlen jeweils auf die
Strahlablenker 1c. Ähnlich wie bei der Ausführungsform gemäß
Fig. 6 wird ein von einem Strahlablenker 1c reflektierter
einfallender Strahl 9c in einen Strahl 17'c reflektiert, der
von einem Spiegel 63c als Strahl 9'c auf dem Strahlablenker
1c reflektiert wird, der dem gewünschten Ausgangsanschluss
zugeordnet ist. Allerdings ist der den Strahl 17'c in den
Strahl 9'c zurück reflektierende Spiegel 63c nicht, wie in
Fig. 6, an einer Lochplatte ausgebildet. Der Spiegel 63c
steht vielmehr außerhalb des Strahlenverlaufs zwischen den
Kollimatorlinsen 57c und den Strahlablenkern 1c, wozu ein
halbdurchlässiger Auskoppelspiegel 97 vorgesehen ist. Diesen
Auskoppelspiegel 97 durchlaufen die Strahlen 9c und 17c zwi
schen den Kollimatorlinsen 57c und den Strahlablenkern 1c,
weshalb dieser Auskoppelspiegel 97 auf diese Strahlen polari
sierend wirkt und lediglich die durch den Spiegel 97 trans
mittierten polarisierten Teile der Strahlen 9c und 17c nach
einer Polarisationsdrehung an einer λ-Viertelplatte 99 von
dem Spiegel 97 dann auf der außerhalb des Strahlengangs ange
ordneten Spiegel 63 reflektiert werden.
Da das Auskoppeln der an dem Spiegel 63c zu reflektierenden
Strahlen durch den polarisierenden Spiegel 97 einen Verlust
der halben Intensität (auf Grund der polarisierenden Wirkung)
mit sich bringt, ist ein weiterer polarisierneder Strahltei
ler 101 zwischen den Kollimatorlinsen 57c und dem Spiegel 97
vorgesehen, um den Polarisationanteil, der an dem Spiegel 97
verloren gehen würde, auszukoppeln und auf ein weiteres Feld
von Strahlablenkern 1'c zu lenken. Diese werden derart ange
steuert, daß sie die gleichen optischen Ein- bzw- Ausgänge
53c miteinander verknüpfen, die auch über die Strahlablenker
1c miteinander verknüpft sind. Hierzu reflektieren die
Strahlablenker 1'c die auf sie einfallenden Strahlen auf
einen dem Spiegel 63c entsprechenden Spiegel 63'c. Ebenso ist
zwischen dem Spiegel 63'c und den Strahlablenkern 1'c ein
schräggestellter halbdurchlässiger und ebenfalls polarisie
render Spiegel 97' angeordnet, der dem Spiegel 97 entspricht,
wie auch vor dem Strahlablenkern 1c' eine λ-Viertelplatte 99'
angeordnet ist.
Insgesamt ist die Schaltanordnung 51c' so ausgelegt, daß die
optischen Weglängen für beide Polarisationsrichtungen im
wesentlichen gleich lang sind, so daß auch kurze optische
Pulse, die über den Spiegel 101 in ihre beiden Polarisations
richtungen zerlegt werden, nach Ablenkung an den Strahlablen
kern 1c bzw. 1'c an dem Spiegel 101 wieder im wesentlichen
zeitrichtig zusammengeführt werden.
In den vorangehend erläuterten Ausführungsformen wurden als
elektrooptisches Material Lithium-Niobat eingesetzt. Es ist
jedoch auch möglich, Galiumarsemid (GaAs) als elektroopti
sches Material einzusetzen, für welches ein Brechungsindex n
= 3,5 angenommen wird. Es empfiehlt sich dann, die dielektri
schen Schichten für die Resonatorspiegel aus abwechselnd
Aluminiumarsenid (AlAs), für welches ein Brechungsindex NL =
3,0 angenommen wird, und Galiumarsenid (nH = 3,5) aufzubauen.
Auch Galiumarsenid zeigt einen elektrooptischen Effekt, d. h.
eine Änderung des Brechungsindex in Abhängigkeit von einem
angelegten elektrischen Feld. Hierbei kann die verstärkende
Wirkung des elektrooptischen Effekts durch den Einsatz soge
nannter "quantum well"-Strukturen in dem Galiumarsenid ausge
nützt werden. Diese Technologie ist in US 4,525,687 beschrie
ben, deren Offenbarung diesbezüglich in den vorliegenden
Anmeldungstext vollumfänglich einbezogen wird.
Der Einsatz von Halbleitern als Materialien für die Platte
aus elektrooptischem Material ist insbesondere auch deshalb
vorteilhaft, da bei solchen Halbleitermaterialien zur Erhö
hung des elektrooptischen Effekts physikalische Effekte wie
der "quantum confined stark effect" und der "Franz-Keldisch-
Effekt" eingesetzt werden können.
In den vorangehend beschriebenen Ausführungsformen umgreifen
die Elektrodenanordnungen sowohl die Platten aus elektroopti
schem Material als auch die Spiegel aus Schichten aus dielek
trischem Material. Es ist jedoch auch denkbar, daß die Elek
trodenanordnungen zwischen der Platte aus elektrooptischem
Material und den Schichtspiegeln angeordnet sind. Hierdurch
kann zum einen ein geringerer Elektrodenabstand im Hinblick
auf eine Erhöhung der elektrischen Feldstärke erreicht wer
den. Andererseits können hierdurch auch Kriechströme vermie
den werden, die möglicherweise in den Spiegelschichten er
zeugt werden. Im Hinblick darauf, Absorptionsverluste an den
Elektrodenanordnungen zu verringern, können diese dann weiter
derart in dem Resonator angeordnet werden, daß sie von den
Resonatorspiegeln einen solchen Abstand aufweisen, daß sie in
Schwingungsknoten des Lichtfeldes liegen.
Claims (29)
1. Strahlablenker zum Ablenken eines einfallenden Licht
strahls (9, 9') einer vorbestimmten Wellenlänge (λ), um
fassend eine zwischen einem Paar von Elektrodenanordnun
gen (19, 23) und einem Paar von zueinander planparalle
len Spiegeln (5, 7) angeordnete erste Platte (3) aus
elektrooptischem Material, dessen Brechungsindex (n)
durch Anlegen elektrischer Spannungen an die Elektroden
anordnungen (19, 23) änderbar ist, wobei ein dem einfal
lenden Lichtstrahl (9, 9') zugewandter erster Spiegel
(5) des Spiegelpaars eine geringere Reflektivität auf
weist als der zweite Spiegel (7) des Spiegelpaars, da
durch gekennzeichnet, daß der erste oder/und der zweite
Spiegel eine Mehrzahl von Schichten (11, 13) aus dielek
trischen Materialien aufweist, wobei sich Brechungsindi
zes (nH, nL) der dielektrischen Materialien benachbarter
Schichten (11, 13) voneinander verschieden sind.
2. Strahlablenker nach Anspruch 1, wobei mehrere Schichten
(11, 13) jeweils eine Schichtdicke (d1, d2) aufweisen,
die im wesentlichen einem Wert (d) entsprechen, der der
Formel d = λ/4 genügt, wobei λ die Wellenlänge des ein
fallenden Strahls in dem dielektrischen Material der
Schicht ist.
3. Strahlablenker nach Anspruch 2, wobei die erste Platte
(3) aus dem elektrooptischen Material eine Dicke auf
weist, die im wesentlichen einem Wert D entspricht, der
einer der beiden Formeln D = k/2.λ und D = (2k - 1)/4.λ
genügt, wobei λ die Wellenlänge des einfallenden Strahls
in dem elektrooptischen Material und k eine natürliche
Zahl grösser 0 ist.
4. Strahlablenker nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei
für die Spiegelschichten (11, 13) zwei verschiedene dielektrische
Materialien vorgesehen sind, die alternierend
schichtweise aufeinander angeordnet sind.
5. Strahlablenker nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei
der zweite Spiegel (7) im wesentlichen vollständig re
flektrierend ausgebildet ist und eine Resttransmissivi
tät des zweiten Spiegels (7) höchstens ein zehntel einer
Resttransmissivität des ersten Spiegels 5 beträgt.
6. Strahlablenker nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei
der zweite Spiegel (7) wenigstens sechs, insbesondere
wenigstens (8), Schichten aufweist.
7. Strahlablenker nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei
der zweite Spiegel (7) wenigstens zwanzig Schichten auf
weist.
8. Strahlablenker nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei
eine zweite Platte (71) aus elektrooptischem Material
vorgesehen ist, welche zwischen dem zweiten Spiegel (7a)
und einem zu dem zweiten Spiegel (7a) planparallen drit
ten Spiegel (73) angeordnet ist.
9. Strahlablenker nach Anspruch 8, wobei der dritte Spiegel
(73) eine höhere Reflektivität aufweist als der zweite
Spiegel (7a).
10. Strahlablenker nach Anspruch 8 oder 9, wobei der dritte
Spiegel (73) eine Mehrzahl von Schichten aus dielektri
schen Materialien aufweist und sich Brechungsindizes der
dielektrischen Materialien benachbarter Schichten von
einander verschieden sind.
11. Strahlablenker nach Anspruch 10, wobei der dritte Spie
gel wenigstens zwanzig Schichten aufweist.
12. Strahlablenker nach einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei
die zweite Platte (73) aus elektrooptischem Material ei
ne Dicke aufweist, die im wesentlichen einem Wert D ent
spricht, der einer der beiden Formeln D = k/2.λ und
D = (2k + 1)/4.λ genügt, wobei λ die Wellenlänge des ein
fallenden Strahls in dem elektrooptischen Material der
zweiten Platte und k eine natürliche Zahl grösser 0 ist.
13. Strahlablenker nach einem der Ansprüche 8 bis 12, wobei
die erste und die zweite Platte (3a, 71) aus elektroop
tischem Material gemeinsam zwischen dem Paar von Elek
trodenanordnungen (19a, 23a) angeordnet sind.
14. Strahlablenker nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei
das elektrooptische Material ein elektrooptisches Fest
körpermaterial, insbesondere Lithiumniobat (LiNbO3)
oder/und Galliumarsenid (GaAs), oder/und einen Flüssig
kristall umfaßt.
15. Strahlablenker nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei
das dielektrische Material Siliziumdioxid (SiO2)
oder/und Titanoxid (TiO) oder/und Galliumarsenid (GaAs)
oder/und Aluminiumarsenid (AlAs) oder/und Aluminiumgal
liumarsenid (AlGaAs) umfaßt.
16. Strahlablenker nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei
die Elektrodenanordnungen (19, 21) jeweils eine Mehrzahl
von parallel nebeneinander angeordneten Streifenelektro
den (21, 25) aufweisen, wobei Erstreckungsrichtungen der
Streifen (21, 25) der beiden Elektrodenanordnungen (19,
21) sich quer, insbesondere orthogonal, zueinander er
strecken.
17. Strahlablenker zum Ablenken eines einfallenden Licht
strahls, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 16,
umfassend eine zwischen einem Paar von Elektrodenanordnungen
(19a, 23a) und einem Paar von zueinander planpa
rallelen Spiegeln (5a, 7a) angeordnete erste Platte (3a)
aus elektrooptischem Material, dessen Brechungsindex
durch Anlegen elektrischer Spannungen an die Elektroden
anordnungen (19a, 23a) änderbar ist, dadurch gekenn
zeichnet, daß eine erste der beiden Elektrodenanordnun
gen (19a) zwei Sätze von Streifenelektroden (21a, 25a)
aufweist, wobei die Streifenelektroden (21a, 25a) jedes
Streifenektrodensatzes parallel nebeneinander angeordnet
sind und Erstreckungsrichtungen der Streifenelektroden
(21a, 25a) verschiedener Streifenelektrodensätze sich
quer, insbesondere orthogonal, zueinander erstrecken.
18. Strahlablenker nach Anspruch 17, wobei eine jede Strei
fenelektrode (21a, 25a) - gesehen in der Spiegelebene -
entlang ihrer Länge in Erstreckungsrichtung eine Mehr
zahl von abwechseld breiten Bereichen (81) und schmalen
Bereichen (83) derart aufweist, daß die Streifenelektro
den (21a, 25a) verschiedener Streifenelektrodensätze
sich mit den schmalen Bereichen kreuzend überlappen.
19. Strahlablenker nach Anspruch 18, wobei die breiten Be
reiche (81) der Streifenelektroden (21a, 25a) verschie
dener Streifenelektrodensätze im wesentlichen nicht
überlappend angeordnet sind.
20. Strahlablenker nach einem der Ansprüche 17 bis 19, wobei
die zweite Elektrodenanordnung (23a) des Paars Elektro
denanordnungen eine den Streifenelektroden (21a, 25a)
gegenüberliegende Masseelektrode (23a) ist.
21. Schaltanordnung, umfassend:
ein Mehrzahl von Anschlüssen (53) für optische Signale, mit Anschlußenden (55) zum Austritt oder/und Eintritt der optischen Signale als Lichtstrahlen (9, 17), wobei die Anschlußenden (53) mit Abstand voneinenander an vorbestimmten Positionen angeordnet sind, und eine Mehrzahl von Strahlablenkern (1), wobei die Strahlablenker (1) und die Anschlußenden (55) einander paarweise zugeordnet sind und ein jeder Strahlablenker (1) derart angeordnet ist, daß der aus dem ihm zugeordneten Anschlußende (55) austretende Lichtstrahl (9) auf diesen gerichtet ist, und von denen ein jeder derart ansteuerbar ist, daß er wenigstens einen Teil (17) des auf ihn gerichteten Lichtstrahls (9) in eine auswählbare Richtung lenkt, um ihn in wenigstens ein ausgewähltes Anschlußende (55) eintreten zu lassen, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlablenker (1) den auf ihn gerichteten Lichtstrahl (9) im wesentlichen vollständig reflektiert.
ein Mehrzahl von Anschlüssen (53) für optische Signale, mit Anschlußenden (55) zum Austritt oder/und Eintritt der optischen Signale als Lichtstrahlen (9, 17), wobei die Anschlußenden (53) mit Abstand voneinenander an vorbestimmten Positionen angeordnet sind, und eine Mehrzahl von Strahlablenkern (1), wobei die Strahlablenker (1) und die Anschlußenden (55) einander paarweise zugeordnet sind und ein jeder Strahlablenker (1) derart angeordnet ist, daß der aus dem ihm zugeordneten Anschlußende (55) austretende Lichtstrahl (9) auf diesen gerichtet ist, und von denen ein jeder derart ansteuerbar ist, daß er wenigstens einen Teil (17) des auf ihn gerichteten Lichtstrahls (9) in eine auswählbare Richtung lenkt, um ihn in wenigstens ein ausgewähltes Anschlußende (55) eintreten zu lassen, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlablenker (1) den auf ihn gerichteten Lichtstrahl (9) im wesentlichen vollständig reflektiert.
22. Schaltanordnung nach Anspruch 21, ferner umfassend we
nigstens einen Spiegel (63), wobei ein jedes Paar (1 1),
(1 4) von Strahlablenkern (1) derart ansteuerbar ist, daß
der von einem ersten Strahlablenker (1 1) des Paars aus
tretende Lichtstrahl (17) nach aufeinanderfolgenden Re
flexionen an dem ersten Strahlablenker (1 1), dem Spiegel
(63) und dem zweiten Strahlablenker (1 4) des Paars in
das dem zweiten Strahlablenker (1 4) zugeordnete An
schlußende (53 4) eintritt.
23. Schaltanordnung nach Anspruch 22, wobei der Spiegel eine
Mehrzahl von Spiegelflächen (63) umfaßt, die in Lücken
zwischen Strahlquerschnitten zweier Lichtstrahlen (9,
17), die aus jeweils benachbarten Anschlußenden (55)
austreten, fest angeordnet sind.
24. Schaltanordnung nach einem der Ansprüche 21 bis 23,
wobei ein Abstand zwischen einander benachbarten An
schlußenden geringer ist als ein Abstand zwischen einan
der benachbarten Strahlablenkern.
25. Schaltanordnung nach einem der Ansprüche 21 bis 24,
wobei zwischen den Anschlußenden (55b) und den
Strahlablenkern 1b ein Sammelteleskop (87) mit wenig
stens einer Linse (89, 91) angeordnet ist, die von den
aus sämtlichen Austrittsenden (55b) austretenden Strahl
en (96) durchsetzt wird.
26. Schaltanordnung nach einem der Ansprüche 21 bis 25,
wobei einem jeden Strahlablenker (1b) ein separates Ein
zelteleskop (93) zugeordnet ist, das zwischen dem
Strahlablenker (1b) und dem diesem zugeordneten An
schlußende (53b) angeordnet ist.
27. Schaltanordnung nach einem der Ansprüche 21 bis 26,
wobei der Strahlablenker den Strahlablenker nach einem
der Ansprüche 1 bis 25 umfaßt.
28. Schaltanordnung nach Anspruch 27, wobei in der Ebene der
Platte aus elektrooptischem Material eine kürzeste
Länge, über die der Strahlablenker eine Phasenverschie
bung des reflektierten Lichtstrahls von 2π bereitstellen
kann, im wesentlichen einem Wert b entspricht, der der
Formel b < (5/2.1/(n.Δn))^(1/2).λ genügt, wobei n
der Brechungsindex des elektrooptischen Materials, Δn
eine Brechungsindexänderung des elektrooptischen Materi
als zur Erzielung eine Phasenänderung von 2π und λ die
Wellenlänge des einfallenden Strahls in dem elektroopti
schen Material ist.
29. Verfahren zum wahlweisen paarweisen Verknüpfen von An
schlüssen für optische Signale mittels der Schaltanord
nung nach einem der Ansprüche 21 bis 28, wobei die bei
den dem Paar zu verknüpfender Anschlüsse zugeordneten
Strahlablenker derart angesteuert werden, daß der aus
dem Anschlußende des einen Anschlusses des Paars austretende
Strahl in das Anschlußende des anderen Anschlusses
eintritt.
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