DE10219244A1

DE10219244A1 - Verfahren zur Parameterbestimmung eines optischen Filters und nach dem Verfahren hergestellte optische Filter

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Publication number: DE10219244A1
Application number: DE2002119244
Authority: DE
Inventors: Dominik Rabus
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2002-04-24
Filing date: 2002-04-24
Publication date: 2003-11-13

Abstract

Periodische Filter auf Basis von Ringresonatoren zum wellenlängenabhängigen Demultiplexing werden vermehrt eingesetzt, weil sie ohne Spiegel und Gitter arbeiten und monolithisch integrierbar sind. Eine Anpassung des Transmissionsverhaltens des optischen Filters an ein vorgegebenes Kanalraster in der Systemanwendung ist essenziell. Dazu gehört die Festlegung der Filtereigenschaften. Bekannte Verfahren geben hier Koppelfaktoren mit einer hohen Genauigkeit vor, die technologisch nicht umsetzbar ist. Das erfindungsgemäße Verfahren geht von einem in Abhängigkeit von auftretenden Energieveränderungen im passiven und aktiven Wellenleiter (A¶0¶, A¶1¶, A¶2¶, ...) und an möglichen Schnittstellen (B¶0¶, B¶1¶, B¶2¶, ...) segmentierten Resonatormodell mit einzelnen Segmenten (0, 1, 2, 3, ...) aus. Es wird über eine Energiebilanzierung (E¶a¶, E¶b¶, E¶c¶, E¶d¶) ein Gleichungssystem aufgestellt, das mit einem spezielle Randbedingungen berücksichtigenden Matrixformalismus lösbar ist. Es ergeben sich Wertebereiche für die Koppelfaktoren kappa¶0¶, kappa¶1¶, kappa¶2¶, sodass diese technologisch gut realisierbar sind. Insbesondere bei Doppel- (DRR) und Dreifachringresonatoren mit integrierten Verstärkersektionen (SOA) für einen verlustfreien Filterbetrieb werden optimierte Transmissionsfunktionen errechnet, die ein hohes Kontrastverhältnis und einen quasi-rechteckigen Funktionsverlauf aufweisen. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren optimierte Mehrfachringresonatoren sind besonders vorteilhaft als ...

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Parameterbestimmung eines optischen Filters mit mehreren Ein- und Ausgangs-Wellenleitern für eine durch seine periodische Transmissionsfunktion festgelegte Kanaltrennung in einem optischen WDM-System auf der Basis von einem oder mehreren Ringresonatoren, die über optische Koppler nach der Maßgabe von vorgegebenen Koppelfaktoren seriell oder parallel optisch gekoppelt sind, und auf nach dem Verfahren hergestellte optische Filter.

Eine Schlüsselkomponente in einem optischen Netzwerk sind optische Filter. Diese werden in optischen Systemen, die mit einem digitalen Wellenlängen- Multiplexing arbeiten (WDM-System), eingesetzt, um die einzelnen Übertragungskanäle rein optisch voneinander zu trennen. Insbesondere der Ringresonator hat hier in den letzten Jahren an Bedeutung gewonnen. Optische Filter auf der Basis von Ringresonatoren benötigen keine Spiegel oder Gitter für die optische Rückkopplung und eignen sich deshalb hervorragend für die monolithische Integration mit anderen optischen Komponenten. Ein optisches Filter auf der Basis von Ringresonatoren mit einem bestimmten Transmissionsverhalten kann mit Hilfe mehrfach seriell oder parallel gekoppelter Ringresonatoren erreicht werden. Dabei kann das angestrebte Resonanzverhalten über die Ringanzahl, die Auslegung der Dämpfungen und der Umfänge der Ringe sowie über die Energieüberkopplungen zwischen den Ringen, die durch die Koppelfaktoren festgelegt werden, konzipiert werden. In den letzten Jahren beschäftigte sich eine Reihe von Veröffentlichungen mit der theoretischen Synthese optischer Filter auf Ringresonatorbasis. In der Veröffentlichung I von G. Griffel, "Synthesis of Optical Filters Using Ring Resonator Arrays" (IEEE Photon. Technol. Lett., vol. 12, no. 7, pp. 810-812, July 2000) wird für ein optisches Filter, dessen Transmissionsfunktion aus zehn parallel gekoppelten Ringresonatoren überlagert wird, ein Matrixformalismus zur Parameterbestimmung beschrieben. In der Veröffentlichung II von A. Melloni: "Synthesis of a parallel-coupled ring-resonator filter" (Opt. Lett., vol. 26, no. 12, pp. 917-919, June 2001) werden Gleichungen zur Ermittlung der Kopplungsfaktoren eines optischen Filters mit parallel gekoppelten Mikroringen in Abhängigkeit vom Ringumfang und dem Abstand zwischen den einzelnen Ringresonatoren angegeben. Eine ähnliche Berechnung zur Filtersynthese ist der Veröffentlichung III von B. E. Little et al.: "Filter Synthesis for periodically coupled microring resonators" (Opt. Lett., vol. 25, no. 5, pp. 344-346, March 2000) für periodisch gekoppelte Mikroringresonatoren zu entnehmen.

Für WDM- und insbesondere DWDM-Systeme (DenseWDM) sind optische Filter erforderlich, deren Transmissionsfunktion einen möglichst rechteckigen Amplitudenverlauf ("Box-like Filter Response") und kein Dispersionsverhalten zeigt. Erfahrungswerte aus der Praxis mit optischen Filtern haben gezeigt, dass die Amplitude, deren Höhe das Kontrastverhältnis ("On-Off-Ratio") festlegt, in normierter Form (dB) größer als zumindest 18 dB sein muss, um ein Übersprechen zwischen den Kanälen zu verhindern. Der rechteckige Verlauf der Amplitude wird von dem Formfaktor ("Shape Factor) beschrieben, der durch das Verhältnis der 1 dB-Bandbreite zur 10 dB-Bandbreite der Transmissionsfunktion definiert ist. Diese Definition ist der Veröffentlichung IV von Y. Yanagase et al.: "Box-like Filter Response by Vertically Series Coupled Microring Resonator Filter" (Proc. ECOC'01, Paper Th.A.3.3, pp. 634-635, October 2001) zu entnehmen, in der das Transmissionsverhalten eines optischen Filters mit drei seriellen, vertikal gekoppelten Ringresonatoren beschrieben wird. Ausgehend von einem Monoringresonator, dessen Transmissionsverhalten als Lorentzfunktion mit einem Peak bei der auszufilternden Wellenlänge beschrieben werden kann, kann durch eine Mehrfachringanordnung die Transmissionscharakteristik in einen rechteckigen Verlauf im Bereich der auszufilternden Wellenlänge überführt werden. Analoge Erkenntnisse für seriell gekoppelte Ringresonatoren in horizontaler Ausrichtung sind der Veröffentlichung V von J. V. Hryniewicz et al.: "Higher Order Filter Response in Coupled Microring Resonators" (IEEE Photon. Technol. Lett., vol. 12, no. 3, pp. 320-322, March 2000) zu entnehmen. Eine weitere Forderung für ein gutes Transmissionsverhalten des optischen Filters ist außerdem, dass seine 3 dB- Bandbreite ausreichend groß und zwar zumindest gleich groß wie die 3 dB- Bandbreite des auszufilternden optischen Signalpulses, damit auch ein vollständige Signalausfilterung gewährleistet ist.

Die Grundlagen der Architektur für rückgekoppelte ebene Wellenleiter, auf denen das optische Filter mit Ringresonatoren basiert, sind der Veröffentlichung VI von C. K. Madsen and J. H. Zhao: "A General Planar Waveguide Autoregressive Optical Filter" (IEEE J. Lightwave Technol., vol. 14, no. 3, pp. 437-447, March 1996) zu entnehmen. Die Transmissonsfunktion eines optischen Filters mit einem Monoringresonator, der mit einem Eingangswellenleiter ("Input Port"), einem Ausgangswellenleiter ("Drop Port") und einem Durchgangswellenleiter ("Throughput Port") gekoppelt ist (ein zusätzlicher Eingangswellenleiter ("Add Port") kann ebenfalls noch vorgesehen sein) und identische Kopplungsfaktoren aufweist, wird hier definiert durch:

Dabei wird die Transmission im Ring bestimmt durch z^-1 = exp(-αL - jk_nL) mit k_n als konstantem Wellenzahlvektor und αL als Dämpfungsverlust im Ring des Ringumfangs L (= 2πR mit R als Ringradius). Die optimale Auslegung eines optischen Filters auf Basis von Ringresonatoren ist damit abhängig von verschiedenen Parametern. Zur Ermittlung einer maßgeschneiderten Transferfunktion kann deshalb ein Matrix-Formalismus, wie er aus der Veröffentlichung VII von B. Moslehi et al.: "Fiber-Optic Lattice Signal Processing" (Proc. IEEE, vol. 72, no. 7, pp. 909-930, July 1984) bekannt ist, angewendet werden. Hier wird für den allgemeinen Fall der faseroptischen Signalführung mit wellenlängenabhängigen Elementen, wie beispielsweise optischen Kopplern, angenommen, dass die Pole der Transferfunktion die größte positive Amplitude in der Z-Ebene aufweisen. Mathematische Ableitungen für entsprechende Gitterstrukturen an einem äquivalenten Zweileiter-Netzwerk unter entsprechender Z-Transformation und Matrizenberechnung werden vorgestellt.

In den zitierten Veröffentlichungen werden verschiedene Verfahren zur Parameterbestimmung für optische Filter auf der Basis von Ringresonatoren in unterschiedlichen Konfigurationen und Materialsystemen vorgestellt. Insbesondere der Veröffentlichung VIII von R. Orta et al.: "Synthesis of Multiple-Ring- Resonator Filters for Optical Systems" (IEEE Photon. Technol. Lett., vol. 7, no. 12, pp. 1447-1449, December 1995) ist eine Synthese für ein optisches Filter mit einem Mehrfachringresonator aus einer Anzahl N von Ringresonatoren, die symmetrisch miteinander gekoppelt sind, zu entnehmen. Die Berechnung der zur Realisierung einer gewünschten Transmissionsfunktion erforderlichen Ringumfänge und Koppelfaktoren basiert hier auf geeigneten Polynomen, die mit den Nullstellen der zu erzielenden Transmissionsfunktion korrespondieren. Zur Lösung des Gleichungssystems wird eine Kettenmatrix aufgestellt, die sich aus der Quotientenbildung von zwei Brechungsmatrizen aus Reflexions- und Transmissionskoeffizienten ergibt, die wiederum aus einem dem Mehrfachringresonator äquivalenten Zweileiter-Netzwerk abgeleitet werden. In diesem als verlustfrei angenommenen Ringresonator-Modell wird der Mehrfachringresonator in Kopplungs- und Leitungsabschnitte aufgeteilt. Aus den Kopplungsabschnitten werden dann die Kopplungsfaktoren und aus den Leitungsabschnitten die Ringumfänge berechnet. Für ein optisches Filter mit sechs Ringresonatoren wird eine Beispielrechnung angegeben. Die errechneten Koppelfaktoren werden bis auf die vierte Stelle nach dem Komma angegeben. Derartig genaue Koppelfaktoren sind jedoch unrealistisch und lassen sich technologisch nicht umsetzen. Ein nach diesen Vorgaben unabhängig von technischen Vorgaben hergestelltes optisches Filter, dessen Koppelfaktoren von den exakten Sollwerten abweichen, müsste deshalb in weiten Bereichen abgestimmt werden oder wäre im Falle nicht ausreichender Abstimmbarkeit nicht einsetzbar. Des Weiteren werden in der Praxis Mehrfachresonatoren mit mehr als vier Resonatorringen nicht realisiert, da der erforderliche Phasenunterschied und die technologische Gleichheit der Resonatoren nicht gewährleistet werden können.

Deshalb ist die Aufgabe für die Erfindung darin zu sehen, ein Verfahren zur Parameterbestimmung eines optischen Filters auf Basis von Ringresonatoren der eingangs erläuterten Art anzugeben, mit dessen Hilfe in einfacher Weise unter Beachtung der technologischen Randbedingungen bestimmte, besonders vorteilhafte Filtercharakteristika erreicht werden können. Somit soll das anzugebende Verfahren zur Optimierung der Transmissionsfunktion eines technisch gut realisierbaren Ringresonatorfilters beitragen. Mit den aus dem Verfahren ermittelten Parametern ausgelegte optische Filter sollen ein optimales Transmissionsverhalten aufweisen und technologisch beherrschbar herstellbar sein.

Die Lösung für diese Aufgabe ist dem Patentanspruch 1 zu entnehmen. Vorteilhafte Weiterführungen werden in den Unteransprüchen beschrieben. Desweiteren werden in folgenden Ansprüchen mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte optische Filter beansprucht, die Koppelfaktorenbereiche aufweisen und bevorzugt verlustfrei durch Integration einer optischen Verstärkersektion arbeiten sowie aus zwei oder drei Ringresonatoren aufgebaut sind. Die Lösung gemäß Patentanspruch 1 umfasst ein Verfahren zur Parameterbestimmung eines optischen Filters mit mehreren Ein- und Ausgangs-Wellenleitern für eine durch seine periodische Transmissionsfunktion festgelegte Kanaltrennung in einem optischen WDM-System auf der Basis von einem oder mehreren Ringresonatoren, die über optische Koppler nach der Maßgabe von vorgegebenen Koppelfaktoren seriell oder parallel optisch gekoppelt sind, mit einer

- Definition einer Vielzahl von Segmenten unterschiedlicher Segmentlängen in einem Ringresonator-Modell in Abhängigkeit von Energieänderungen im Wellenleiter in passiven und aktiven Segmenten sowie Energieverlusten an möglichen Schnittstellen im optischen Filter,
- Ermittlung der wellenlängenabhängigen elektrischen Energie der geführten Lichtwelle in jedem Segment aus der eingekoppelten elektrischen Energie und den Energieänderungen und Energieverlusten unter der Annahme einer verlustfreien Energiebilanz am optischen Filter,
- Ermittlung der Kopplungsfaktoren unter Annahme ihrer Symmetrie zueinander im optischen Filter und Optimierung der Transmissionsfunktion für ein Kontrastverhältnis größer als 20 dB, eine 3 dB-Bandbreite größer als die 3 dB-Bandbreite des optischen Signalpulses und einen möglichst hohen Formfaktor durch Anwendung eines Matrix- Formalismus auf ein für die ermittelten wellenlängenabhängigen elektrischen Energien aller Segmente aufgestelltes Gleichungssystem.

Aufbauend auf den genannten Grundlagen der Synthese von optischen Filtern auf Ringresonatorbasis wird mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ein Ringresonator-Modell entwickelt, mit dessen Hilfe unter Berücksichtigung der weiter oben bereits erwähnten Erkenntnisse für eine optimierte Transmissionsfunktion die Kopplungsfaktoren gezielt für ein individuelles Filterdesign als Bereichsangaben ermittelbar sind. Derartige Bereiche für Koppelfaktoren sind technisch einfach zu realisieren, weil sie Abweichungen zulassen, ohne die Funktionsfähigkeit des konzipierten optischen Filters zu gefährden. Eine Feinabstimmung bis zum Energiebilanzausgleich am Filter ist problemlos möglich. Somit kann die Fehlerrate bei der Herstellung von nach der Erfindung konzipierten optischen Filtern auf der Basis von Ringresonatoren bedeutsam gesenkt werden.

Im Ringresonator-Modell werden die Ringresonatoren in einzelne Abschnitte (Segmente) aufgeteilt. Hierbei erfolgt die Aufteilung nach Maßgabe möglicher auftretender Veränderungen im Wellenleiter. Veränderungen können durch eine Beeinflussung des Brechungsindex hervorgerufen werden, insbesondere durch Feinabstimmungsmaßnahmen beispielsweise durch die Integration von Heizelementen, beispielsweise Platin-Widerständen in den Wellenleiter der Resonatorringe. Weiterhin sind Veränderungen in der Energiebilanz im optischen Filter zu berücksichtigen. Energieverluste treten durch die Dämpfung im Wellenleiter und durch Stoß- und Koppelstellen auf. Ein Energieausgleich kann durch die Integration von Verstärkerelementen in den Wellenleiter der Resonatorringe erreicht werden. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden außerdem spezielle Randbedingungen zur Optimierung des Filtertransmissionsverhaltens einbezogen. Zunächst wird angenommen, dass die Dämpfung in den Ringen gleich Null ist, indem auftretende Dämpfungsverluste durch integrierte Verstärkerelemente ausgeglichen werden. Durch diese Voraussetzung ergibt sich eine vereinfachte Abhängigkeit des Kontrastverhältnisses nur von den Kopplungsfaktoren. Das Kontrastverhältnis wiederum soll einen möglichst hohen Wert erreichen, der zumindest größer ist als 18 dB, besser größer als 20 dB. Weiterhin wird für den in seinem Transmissionsverhalten optimierten Filter neben einer Überdeckung der 3 dB-Bandbreiten von Filter und Signal vor allem ein Formfaktor angestrebt, der möglichst nahe dem Wert "1" liegt. Aus der Definition des Formfaktors als Quotient von der Filterbandbreite bei -1 dB (Drop-Port) zu der Filterbandbreite bei -10 dB ist erkennbar, dass eine Rechteckform bei dem Wert "1" erreicht wird. Gegenüber der Lorentzkurve als Transmissionskurve für den Monoringresonator, die auf der auszufilternden Wellenlänge mit einem Peak liegt, sind aber auch schon Kurvenverbreiterungen mit einem Formfaktor von 0,5 bis 0,6 ein bedeutender Fortschritt. Ziel für eine ideale Filterkurve ist es, den gleichen Verlauf wie die auf ein Trägersignal bestimmter Wellenlänge aufmodulierten Pulse des auszukoppelnden Signals aufzuweisen.

Durch die Bedingung der Überdeckung der 3 dB-Bandbreiten ist die erforderliche 3 dB-Bandbreite des auszulegenden Filters bekannt. Daraus kann unter Annahme eines durch Kenntnis des Pulsverlaufs als geeignet anzusehenden Wertes für die 10 dB-Bandbreite ein optimaler Formfaktor berechnet werden. Dieser wiederum ist unter den gemachten Voraussetzungen auch eine einfache Funktion der Koppelfaktoren der Ringresonatoren. Als weitere Bedingung wird eine Symmetrie der Koppelfaktoren angenommen. Ausgehend von dem einen oder den beiden mittleren Koppelfaktoren des Filters - je nach gerader oder ungerader Ringanzahl - sind einander entsprechende Koppelfaktoren mit gleichen Werten belegt. Bei optischen Kopplern, die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren konzipiert worden sind, ergibt sich hier wiederum eine Herstellungsvereinfachung, da die entsprechenden Koppelfaktoren hier zwar dem gleichen Wertebereich entstammen müssen, um die Symmetriebedingung zu erfüllen, aber nicht identisch sein müssen, wie es beispielsweise bei dem Sechsfach-Filter gemäß der Veröffentlichung VIII der Fall ist. Unter dieser weiteren Randbedingung, dass die Koppelfaktoren symmetrisch zueinander sein sollen, können die Koppelfaktoren mit dem bereits weiter oben erwähnten Matrixformalismus für das am Ringresonator- Modell aufgestellte energiebilanzierende Gleichungssystem über alle Segmente in Form von Bereichsangaben ermittelt werden. Durch die getroffenen Annahmen stellen die Koppelfaktoren nunmehr den entscheidenden Parameter für die Auslegung des Filters dar. Andere entscheidende Parameter, wie beispielsweise der Ringumfang, können durch technologische Anforderungen bei der Herstellung (Materialeigenschaften, Herstellungsverfahren) und bei der Verwendung der optischen Filter (Funktion, Platzbedarf) festgelegt werden. Durch die Angaben von zulässigen Wertebereichen sind die Koppelfaktoren bei der Herstellung gut einhaltbar, sodass das hergestellte Filter grundsätzlich die gewünschten Filtereigenschaften insbesondere bezüglich Kontrastverhältnis und Formfaktor aufweist und nur noch für eine aufgrund anderer Einflussfaktoren erforderliche Feinabstimmung der Wellenlänge ausgerüstet sein muss.

Diese Grundlagen des erfindungsgemäßen Verfahrens und seine Vorteile sowie die Vorteile von mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ausgelegten optischen Filtern auf Ringresonatorbasis werden im Folgenden anhand von Diagrammen und Ausführungsbeispielen in den schematischen Figuren näher erläutert. Dabei zeigt:
Fig. 1 den Schaltungsaufbau eines Monoringresonators SRR,
Fig. 2 die berechnete Transmissionsfunktion des SRR (Fig. 1),
Fig. 3 die gemessene Transmissionsfunktion des SRR (Fig. 1),
Fig. 4 das Ringresonator-Modell des SRR (Fig. 1),
Fig. 5 das Gleichungssystem des SRR (Fig. 1) zur Ermittlung der Kopplungsfaktoren,
Fig. 6 den Schaltungsaufbau eines seriell gekoppelten Doppelringresonators DRR,
Fig. 7 die Transmissionsfunktion des DRR (Fig. 6),
Fig. 8 das Ringresonator-Modell des DRR (Fig. 6),
Fig. 9 das Gleichungssystem des DRR (Fig. 6) zur Ermittlung der Kopplungsfaktoren,
Fig. 10 den Schaltungsaufbau eines seriell gekoppelten Dreifachringresonators TRR,
Fig. 11 die berechnete Transmissionsfunktion des TRR (Fig. 10),
Fig. 12 die gemessene Transmissionsfunktion des TRR (Fig. 10),
Fig. 13 das Ringresonator-Modell des TRR (Fig. 10),
Fig. 14 das Gleichungssystem des TRR (Fig. 10) zur Ermittlung der Kopplungsfaktoren,
Fig. 15 den Schaltungsaufbau eines parallel gekoppelten Dreifachringresonators TRR,
Fig. 16 die berechnete Transmissionsfunktion des TRR (Fig. 15),
Fig. 17 die gemessene Transmissionsfunktion des TRR (Fig. 15),
Fig. 18 das Ringresonator-Modell des TRR (Fig. 15) und
Fig. 19 das Gleichungssystem des TRR (Fig. 15) zur Ermittlung der Kopplungsfaktoren.
Die Fig. 1 zeigt eine Fotografie eines nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten optischen Filters in Form eines Monoringresonators SRR mit einem einzelnen Resonatorring. Der Monoringresonator SRR weist einen Eingangswellenleiter (Input Port) zur Einkopplung des Eingangssignals, einen Durchgangswellenleiter (Throughput Port) zur Auskopplung des Restsignals, einen Ausgangswellenleiter (Drop Port) zur Auskopplung des optischen Signals auf der durch die Transmissionsfunktion des optischen Filters SRR festgelegten Wellenlänge und einen Zusatzwellenleiter (Add Port) zur Einkopplung eines weiteren optischen Signals auf. Der Resonatorring ist über zwei optische Koppler (im dargestellten Ausführungsbeispiel Multimode- Interferenzkoppler MMI₁, MMI₂) mit den Kopplungsfaktoren κ₁, κ₂ mit den vier Wellenleitern verbunden. Im Kopplungsbereich und im Resonatorring sind Kontaktflächen CP für Heizelemente, beispielsweise Platin-Widerstände, zur Feinabstimmung des Monoringresonators SRR integriert. In den Resonatorring ist weiterhin ein optisches Verstärkerelement SOA integriert, das zur Ausregelung von auftretenden Dämpfungsverlusten dient. Der optische Monoringresonator SRR arbeitet somit verlustfrei. Bei einem Radius des Wellenleiter von 150 µm weist er einen maximalen freien Spektralbereich von 50 GHz auf, die Kopplungsfaktoren κ₁, κ₂ sind symmetrisch aus dem Bereich unterhalb des Wertes 0,2 gewählt, wobei eine ausreichende Überkopplung gewährleistet sein muss.
Die Fig. 2 zeigt die zu dem Monoringresonator SRR gemäß Fig. 1 gehörende berechnete Transmissionfunktion. Aufgetragen ist der normierte Intensitätsverlauf (Intensitiy [normalized], Ordinate) über der Wellenlänge (Wavelength [µm], Abszisse). Die durchgezogene Linie zeigt das gefilterte Signal am Durchgangswellenleiter (Throughput Port). Die gestrichelte Linie zeigt das ausgefilterte Signal am Ausgangswellenleiter (Drop Port). Das Transmissionsverhalten des Monoringresonators SRR wird durch eine Lorentzkurve beschrieben. In das Diagramm ist weiterhin das Kontrastverhältnis (On- Off-Ratio) eingetragen, das oberhalb von 20 dB (normiert Wert 1) maximal ausgeprägt ist. Zwischen den beiden Schnittpunkten der beiden Kurven ist die 3 dB-Bandbreite (FWHM) zu erkennen. Die Fig. 3 zeigt die an einem gefertigten Monoringresonator SRR gemessene periodische Transmissionskurve, deren Verlauf in guter Übereinstimmung zu der berechneten Kurve liegt.
In der Fig. 4 ist ein Ringresonator-Modell für den Monoringresonator SRR gemäß Fig. 1 mit zwei Eingangs- und Ausgangswellenleitern dargestellt. Die über diese Wellenleiter zu- und abgeführten elektrischen Feldenergien in der elektromagnetischen Lichtwelle sind gekennzeichnet mit Ei1 für das Eingangssignal, Et1 für das gefilterte Ausgangssignal, Ei2 für das zusätzliche Eingangssignal und Et2 für das herausgefilterte Signal. Der aus der Eingangsenergie Ei1 über den oberen Koppler (angedeutet durch Kreuzpfeil) mit dem Kopplungsfaktor κ₁ und den Resonatorring eingeführte Energieanteil wird mit E_a und der über den unteren Koppler (angedeutet durch Kreuzpfeil) mit dem Kopplungsfaktor κ₂ und über den Resonatorring rückgeführte Energieanteil mit E_b bezeichnet. Die Auskopplung im Koppler erfolgt mit einer Phasenverschiebung von 90° mit dem Anteil √1 - κ1. Der durchgeleitete Energieanteil Et1 berechnet sich zu j√κ1. Der Verlust der Lichtwelle beim Umlaufen im Resonatorring wird ermittelt durch exp(-α/2L - jk_nL) mit α = Dämpfungsfaktor, k_n = Wellenzahlvektor und L = Ringumfang. Die nach dem Auftreten von Parameteränderungen im Resonatorring des Monoringresonators SRR definierten einzelnen Segmente einer variablen Segmentlänge L_Segment sind mit Großbuchstaben A, B, C, D, . . ., L gekennzeichnet oder durchlaufend nummeriert (vgl. Fig. 8). Dieselben Bezeichnungen tragen die entsprechenden wellenlängenabhängigen Energieverluste in den einzelnen Segmenten. Es gilt: A_segment = exp(-α/2L_segment -jk_nL_segment). Die nach dem Passieren einer Schnittstelle in der umlaufenden Lichtwelle verlorengegangenen Energieanteile sind mit B₁, B₂, B₃, B₄, . . . (Energieverlust an Schnittstelle) bezeichnet. Im Allgemeinen handelt es sich um aktiv-passive bzw. passiv- aktive Schnittstellen, da die mit B₁, B₂, B₃, B₄, . . . gekennzeichneten Stellen mögliche Schnittstellen für die Integration von aktiven optischen Verstärkerelementen darstellen (in der Fig. 4 angedeutet durch SOA in Klammern), wenn ein verlustfreier Filterbetrieb gewährleistet werden soll.
Am einfachen Monoringresonator SRR ohne Segmentierung gilt allgemein für den verlustlosen Fall:
Die Gleichungen (10) und (11) werden vereinfacht mit Hilfe der Beziehungen:

y₁ = √1 - κ1

y₂ = √1 - κ2 (12)

x = exp(-α/2.L)

y = √1 - κ
φ = k_n.L (13)
Für die Gleichungen (10) und (11) folgt daraus:
Die 3 dB-Bandbreite (FWHM) kann mit Hilfe folgender Gleichung berechnet werden:
Die Finesse ist gegeben durch:
Der Wert der maximalen und minimalen Transmission ist durch folgende Gleichungen bestimmt:
Für den Throughput Port:
Für den Drop Port:
Das Kontrastverhältnis ("On-Off Ratio") ist bestimmt durch:
Das Kontrastverhältnis für identische Koppelfaktoren κ₁ = κ₂ = κ und α = 0 in dB ist gegeben durch:
An dieser Stelle sei angemerkt, dass auch eine Berechnung für den verlustbehafteten Fall durch die dem erfindungsgemäßen Verfahren zugrunde liegende Energiebilanzierung ohne Weiteres möglich ist. Insbesondere kann zur Erreichung eines hohen Kontrastverhältnisses die Parameterbestimmung eines optischen Filters mit einem verlustbehafteten Monoringresonator oder einem parallel gekoppelten Dreifachringresonator des Dämpfungsfaktors α und dem Ringumfang L mit einer Ermittlung der Koppelfaktoren κ₁, κ₂ basieren auf der Gleichung (24). Durch die Einführung von ungleichen Kopplungsfaktoren kann für den Resonanzfall entweder der Energiedurchgang (Throughput Port) minimiert oder die Energieausfilterung (Drop Port) maximiert werden, wobei der Schwerpunkt auf der Minimierung liegt.
Bei der Übertragung der Gleichungen (2) bis (23) auf das segmentierte Ringresonator-Modell ergibt sich das in der Fig. 5 aufgestellte Gleichungssystem. Aus diesem werden durch Anwendung eines allgemein bekannten Matrixformalismus die Koppelfaktoren κ₁, κ₂ errechnet. Da sich jeweils mehrere Lösungen ergeben, entstehen zwei Wertebereiche, in denen die Koppelfaktoren κ₁, κ₂ liegen müssen, um die gewünschten Filtereigenschaften zu erreichen. Im Falle des Monoringresonators SRR handelt es sich hierbei um Wertebereiche, die unterhalb von 0,2 liegen müssen. Werden die Koppelfaktoren κ₁, κ₂ genau gleich 0,2 gewählt, ergibt sich ein Kontrastverhältnis von etwas weniger als 18 dB. Dieses steigt dann bei einer Reduzierung der Koppelfaktoren κ₁, κ₂ auf unter 0,2 deutlich auf über 20 dB an. Dabei kann die Reduzierung der Koppelfaktoren κ₁, κ₂ unterhalb von 0,2 nur in einem technisch realisierbaren Bereich erfolgen, in dem auch ausreichend Energie übergekoppelt wird. In den Fällen des Doppel- und Dreifachringresonators werden die Bereichsangaben noch deutlicher eingegrenzt. Durch den Wegfall sehr genau einzuhaltender Einzelwerte für die Koppelfaktoren κ₁, κ₂ ergeben sich bei der Herstellung des optischen Filters auf Ringresonatorbasis besondere Vorteile, insbesondere durch eine Verringerung der Fehlerrate und des Abstimmungsaufwands.
In der Fig. 6 ist in der Fotografie ein passiver, seriell gekoppelter Doppelringresonator DRR mit vier Wellenleitern und mehreren Kontaktpads CP für Heizelemente dargestellt. Der Matrixformalismus ergab hier einen Wertebereich für den mittleren Kopplungsfaktor κ₁ von 0,125-0,14. Die beiden äußeren Kopplungsfaktoren κ₀, κ₂ können beispielsweise mittels 3 dB- MMI-Koppler symmetrisch zu 0,5 gewählt werden. Eine Transmissionsfunktion für den verlustfreien Fall ist in der Fig. 7 dargestellt (Insertion Loss [dB], Ordinate, über Wavelength [µm], Abszisse). Für den berechneten Fall bei einem Brechungsindex n = 3,46 und einem Ringradius von 134 µm für beide Ringe wurde der mittlere Kopplungsfaktor κ₁ für die Funktionsermittlung mit 0,13 angenommen. Deutlich ist ein großer freier spektraler Bereich FSR als Periode der Transmissionsfunktion zu erkennen. Im dargestellten Fall beträgt der freie spektrale Bereich FSR 100 GHz. Durch eine unterschiedliche Wahl des Radius kann dieser bis auf Werte von 200 GHz verändert werden, sodass Übersprechen zwischen den einzelnen Bändern verhindert werden kann. Das zugehörige Ringresonator-Modell ist in der Fig. 8 dargestellt. Es entspricht mit einer größeren Segmentanzahl dem Ringresonator-Modell gemäß Fig. 4 für den Monoringresonator SRR mit dem Unterschied, dass nunmehr zwei eingeführte Energieanteile E_a, E_c und zwei rückgeführte Energieanteile E_b, E_d zu berücksichtigen sind. Die Segmente sind hier durchlaufend nummeriert. Die Energieänderungen in den einzelnen Segmenten werden mit A und der Segmentnummer als Index bezeichnet (A_n). Die möglichen Einfügestellen für Halbleiterverstärker für einen aktiven Doppelringresonator DRR sind mit SOA in Klammern gekennzeichnet. Hier sind Energiezunahmen für A_n zu verzeichnen. Energieverluste an Schnittstellen sind wiederum mit B_n gekennzeichnet. Das zugehörige Gleichungssystem, aus dem dann die Bereiche für Koppelfaktoren κ₀, κ₁, κ₂ errechnet werden, ist der Fig. 9 zu entnehmen.
Grundsätzlich existieren zwei verschiedene Arten von Filterantworten, die mit einem Doppelringresonator DRR realisiert werden können: die Lorentz-Filterantwort mit einem Peakverlauf und die rechteckig geformte Filterantwort mit einem abgeflachten Kurvenverlauf im auszufilternden Wellenlängenband. Wird für das Filterverhalten eine minimale Durchleitung durch das optische Filter und eine maximale Auskopplung in den Resonanzpfad angestrebt, lassen sich unter den getroffenen Voraussetzungen bei dem erfindungsgemäßen Verfahren bei einer Lorentz-Filterantwort die Kopplungskoeffizienten ermitteln durch:
Zur Erzielung eines rechteckig geformten Filterverhaltens mit einem speziellen Formfaktor und einem speziellen Kontrastverhältnis hingegen ist folgende Gleichung zu nutzen, für die dann mehrere Lösungen für die Kopplungsfaktoren existieren:
Die Fig. 10 zeigt in der Fotografie einen seriell gekoppelten Dreifachringresonator TRR mit vier Wellenleitern und je einem integrierten Verstärkerelement in jedem Ring sowie diversen Kontaktpads CP für Heizelemente und einer intergerierten Verstärkersektion SOA in jedem Ring. Der berechnete Wertebereich für den oberen Koppelfaktor κ₁ und den unteren Koppelfaktor κ₄ liegt zwischen 0,65 und 0,7, der berechnete Wertebereich für die beiden mittleren Koppelfaktoren κ₂, κ₃ liegt zwischen 0,18 und 0,26. Die Fig. 11 zeigt die zugehörige Transmissionsfunktion für den verlustfreien Fall bei einer Annahme von κ₁ = κ₄ = 0,7, κ₂ = κ₃ = 0,2 und einem Ringradius von 134 µm. Die gemessene Kurve bei einer Filterrealisierung mit einem Ringradius von 323 µm, einer Kopplerlänge von 325 µm und einer Verstärkerlänge von 400 µm gemäß Fig. 12 zeigt eine gute Annäherung des berechneten Filterverhaltens. Deutlich ist auch der hohe erreichte Formfaktor (hier 0,52) zu erkennen, der aus dem angenähert rechteckigen Verlauf der Kurve resultiert. Der freie spektrale Bereich beträgt hier 25 GHz. Das Kontrastverhältnis ist größer als 25 dB. Das Ringresonator-Modell für drei Ringe mit jeweils drei eingeführten (E_a, E_c E_f) und drei zurückgeführten (E_b, E_dE_g) Energieanteilen ist der Fig. 13 zu entnehmen. Das zugehörige Gleichungssystem zur Ermittlung der Kopplungsfaktoren κ₀ . . . κ₃ ist in der Fig. 14 dargestellt.
In der Fig. 15 ist ein parallel gekoppelter Dreifachringresonator TRR in der Fotografie gezeigt. Der Abstand der Resonatorringe entspricht ihrem Radius. Wiederum sind vier Wellenleiter angeschlossen, drei Verstärkersektionen SOA und diverse Kontaktpads CP für Heizelemente integriert. Die berechnete Transmissionsfunktion für identisch angenomme Koppelfaktoren κ₀ = κ₁ = κ₂ = κ₃ = κ₄ = κ₅ = 0,1 ist in der Fig. 16 dargestellt. Die gemessene Kurve gemäß Fig. 17 zeigt wiederum eine gute Annäherung an die Berechnung, was die gute praktische Realisierung der Koppelfaktoren im vorgegebenen Bereich verdeutlicht. Das Ringresonator-Modell für den parallel gekoppelten Dreifachringresonator TRR mit nunmehr zehn ein- und rückgeführten Energieanteilen E_a . . . E_n ist der Fig. 18 zu entnehmen. Der Abstand zwischen den Ringen ist mit A bezeichnet. Mögliche Verstärkersektionen sind wiederum an den mit B_i gekennzeichneten Stellen integrierbar. Das zugehörige Gleichungssystem zur Ermittlung der Bereiche für die Koppelfaktoren κ₀ . . . κ₅, aus denen die Werte für die Berechnung der Transmissionsfunktion ausgewählt wurden, ist in der Fig. 19 dargestellt.
Zusammenfassend gesehen können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren Mono- und Doppelringresonatoren mit freien spektralen Bereichen zwischen 12,5 GHz und 100 GHz, Kontrastverhältnissen von mehr als 20 dB und Finessen (Finesse: Maß für die Transmissionscharakteristik eines Filters in Abhängigkeit von den Kopplungsfaktoren bei gegebenem Kontrastverhältnis) mit Werten von mehr als 10 konzipiert und auch erfolgreich hergestellt werden. Es können Monoringresonatoren mit integrierten Verstärkersektionen und einem freien spektralen Bereich von 12,5 GHz, 25 GHz und 50 GHz konzipiert und zu aktiven Mehrfachringresonatoren seriell oder parallel kombiniert werden. Dadurch können im Bereich des auszufilternden Bandbereichs rechteckig geformte Filterantworten mit einem hohen Kontrastverhältnis von weit mehr als 20 dB hervorgerufen werden. Durch die zugrunde liegenden Berechnungen des erfindungsgemäßen Verfahrens kann somit das Verhalten eines hergestellten Mehrfachringresonators sehr genau vorhergesagt und auch bei der Herstellung umgesetzt werden. Bei der Kombination von mehreren Ringen spielt das auftretende Resonanzverhalten in den Ringen eine begrenzende Rolle. Durch die Interaktion zwischen den Ringen wird die Filterantwort beeinflusst. Es erscheinen derzeit Konzepte mit zwei, drei oder maximal vier Ringen am aussichtsreichsten, da hier bei einer sehr guten Vorhersagbarkeit und Einstellbarkeit des Übertragungsverhaltens ein vertretbarer Herstellungsaufwand in einem technologisch gut beherrschbaren Bereich gegeben ist. Die Grenzen werden hier durch die derzeitigen Herstellungsverfahren gesetzt. Bei deren Weiterentwicklung ist auch eine Umsetzung von entsprechend umfangreicheren Filterkonzepten auf Ringresonatorbasis denkbar. Durch die Integration von aktiven Verstärkersektionen können verlustfrei arbeitende Filter konzipiert werden. Durch die internen Verluste sind die Filtereigenschaften passiver Ringresonatoren begrenzt. Die Temperaturabhängigkeit der Verstärkersektionen kann unter Einsatz von Heizelementen, die auch der Feinabstimmung der Resonanzfrequenz dienen, aber auch von Kühlelementen vorteilhaft genutzt werden. Dabei können die Verstärkersektionen beispielsweise durch kühlende Peltierelemente in ihrer Temperatur stabilisiert werden.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wurden verschiedene Ringresonatoren konzipiert, hergestellt und getestet. Es wurden passive Mono- und Doppelringresonatoren im Materialsystem GaInAsP/InP in der Form von Stadien, gekoppelt an Multimodeinterferenzkoppler oder an Kodirektionalkoppler mit Radien von R = 100 µm bis 200 µm, wobei die Technologie zu kleineren Radien führt, um niedrig dämpfende, stark geführte Wellenleiter zu realisieren, und einem freien Spektralbereich von 50 GHz und 100 GHz und Kontrastverhältnissen von mehr als 20 dB realisiert. Weiterhin wurden aktive Mono- und Dreifachringresonatoren mit integrierten optischen Halbleiterverstärkern mit Verstärkerlängen von 100 µm bis 800 µm, gekoppelt an zwei Eingangs- und zwei Ausgangswellenleiter unter der Verwendung von Kodirektionalkopplern, mit Ringradien von 100 µm bis 800 µm hergestellt. Die internen Verluste wurden vollständig durch die Halbleiterverstärker ausgeglichen und Kontrastverhältnisse für den Durchgangskanal von mehr als 20 dB erreicht. Die gefertigten Ringresonatoren zeigten freie spektrale Bereiche von 12,5 GHz, 25 GHz und 50 GHz. Die Abstimmbarkeit auf eine bestimmte Wellenlänge sowie die Resonanzanpassung der Doppel- und Dreifachringresonatoren konnte mit Hilfe von Platinwiderständen, die über integrierte Kontakt-Pads in die Wellenleiter integriert wurden, erreicht werden. Das Transmissionsverhalten hängt sehr von der Stärke der Interaktion der beteiligten Ringresonatoren untereinander und mit den verwendeten Kopplern ab. Das erfindungemäße Verfahren liefert hier eine Designregel, um ein quasi rechteckiges Transmissionsverhalten durch Verwendung von Doppel- und Dreifachringresonatoren zu erreichen. Der Herstellungsvorteil liegt hier in der Angabe von Wertebereichen für die Koppelfaktoren.
Derartig optimierte Mehrfachringresonatoren können verschiedene Anwendungen finden. So sind sie für Zeitverzögerungseinrichtungen und Zeitmultiplexsystemen (OTDM) verwendbar. Sie dienen der Dispersionskompensation und können als Stabilisator für eine Laserdiode verwendet werden. Neben einem Einsatz als wellenlängenabhängige Multiplexer und Demultiplexer, auch für polarisationsabhängiges Multiplexing, bei einer Verwendung eines Mach- Zehnder-Interferometers und als Add/Drop-Module sind auch Anwendungen als Add/Drop-Filter möglich. Auch Anwendungen als Biosensoren mit einer Empfindlichkeit gegenüber Einwirkungen von biologischen Organismen sind realisierbar. Eine Hauptanwendung liegt in der Konzeption von mit dem erfindungsgemäßen Verfahren in ihrem Transmissionsverhalten optimierten Interleavern für WDM-Systeme mit besonders enger Kanalbelegung (DWDM). Hier kann eine Kombination aus mehreren Interleavern in einem einfachen Wellenleiternetzwerk beispielsweise als Demultiplexer verwendet werden. Bezugszeichenliste A_n Energieänderung im Segment
α Dämpfungskonstante des Wellenleiters
κ Koppelfaktor
B_n Energieverlust an Schnittstellen
CP Kontaktflächen für Heizelemente
DWDM Dense Wavelength Division Multiplexing
DRR Doppelringresonator
E Elektrisches Feld der Lichtwelle
F Finesse
FWHM 3 dB-Bandbreite
k_n Wellenzahlvektor
L Ringumfang
L_segment Länge eines Segmentes
MMI Multimode-Interferenzkoppler
n Brechungsindex
On-Off-Ratio Kontrastverhältnis
R Ringradius
SOA Halbleiterlaserverstärker
SRR Monoringresonator
TRR Dreifachringresonator
WDM Wavelength Division Multiplexing

Claims

1. Verfahren zur Parameterbestimmung eines optischen Filters mit mehreren Ein- und Ausgangs-Wellenleitern für eine durch seine periodische Transmissionsfunktion festgelegte Kanaltrennung in einem optischen WDM-System auf der Basis von einem oder mehreren Ringresonatoren, die über optische Koppler nach der Maßgabe von vorgegebenen Koppelfaktoren κ seriell oder parallel optisch gekoppelt sind, mit einer

- Definition einer Vielzahl von Segmenten (0, 1, 2, 3 . . .) unterschiedlicher Segmentlängen L_Segment in einem Ringresonator-Modell in Abhängigkeit von Energieänderungen (A₀, A₁, A₂, . . .) im Wellenleiter in passiven und aktiven (SOA) Segmenten sowie Energieverlusten (B₁, B₂, . . .) an möglichen Schnittstellen im optischen Filter (DRR),

- Ermittlung der wellenlängenabhängigen elektrischen Energie (E_a, E_b, . . .) der geführten Lichtwelle in jedem Segment (0, 1, 2, 3 . . .) aus der eingekoppelten elektrischen Energie (Ei1) und den Energieänderungen (A₀, A₁, A₂, . . .) und Energieverlusten (B₁, B₂, . . .) unter der Annahme einer verlustfreien Energiebilanz am optischen Filter (DRR),

- Ermittlung der Kopplungsfaktoren (κ₀, κ₁, κ₂) unter Annahme ihrer Symmetrie zueinander im optischen Filter (DRR) und Optimierung der Transmissionsfunktion für ein Kontrastverhältnis größer als 20 dB, eine 3 dB-Bandbreite größer als die 3 dB-Bandbreite des optischen Signalpulses und einen möglichst hohen Formfaktor durch Anwendung eines Matrix-Formalismus auf ein für die ermittelten wellenlängenabhängigen elektrischen Energien (E_a, E_b, . . .) aller Segmente (0, 1, 2, 3 . . .) aufgestelltes Gleichungssystem.

2. Verfahren nach Anspruch 1 zur Parameterbestimmung eines optischen Filters mit einem Monoringresonator (SRR) bei symmetrischen Koppelfaktoren (κ₁ = κ₂ = κ) und Verlustfreiheit (Dämpfungsfaktor α = 0) mit einer Ermittlung des Kontrastverhältnisses zu:

3. Verfahren nach Anspruch 1 zur Parameterbestimmung eines optischen Filters mit einem verlustbehafteten Monoringresonator oder einem parallel gekoppelten Dreifachringresonator des Dämpfungsfaktors α und dem Ringumfang L mit einer Ermittlung der Koppelfaktoren (κ₁, κ₂) mittels:

4. Verfahren nach Anspruch 1 zur Parameterbestimmung eines optischen Filters mit einem Doppelringresonator (DRR) bei symmetrischen Koppelfaktoren (κ₀ = κ₂) und Verlustfreiheit (Dämpfungsfaktor α_Ring1 = α_Ring2 = 0) mit einer Ermittlung des Kontrastverhältnisses mittels:

und einer Ermittlung des mittleren Kopplungsfaktors κ₁ mittels:

5. Nach dem Verfahren zur Parameterbestimmung eines optischen Filters nach Anspruch 1 oder 2 hergestelltes optisches Filter mit einem verlustfreien Monoringresonator (SRR) oder einem parallel gekoppelten verlustfreien Dreifachringresonator (TRR) mit zumindest einer integrierten optischen Verstärkersektion (SOA) und symmetrischen Koppelfaktoren κ, die kleiner als 0,2 sind.

6. Nach dem Verfahren zur Parameterbestimmung eines optischen Filters nach einem der Ansprüche 1 bis 4 hergestelltes optisches Filter mit einem verlustfreien Doppelringresonator (DRR) mit zumindest einer integrierten optischen Verstärkersektion (SOA), gleichen Ringumfängen (R₁ = R₂) und symmetrischen Koppelfaktoren κ, wobei bei einer Wahl der äußeren Koppelfaktoren κ₀ = κ₂ = 0,5 der mittlere Koppelfaktor κ₁ in einem Bereich zwischen 0,125 und 0,14 gewählt ist.

7. Nach dem Verfahren zur Parameterbestimmung eines optischen Filters nach einem der Ansprüche 1 bis 4 hergestelltes optisches Filter mit einem verlustfreien Dreifachringresonator (TRR) mit zumindest einer integrierten optischen Verstärkersektion (SOA), gleichen Ringumfängen (L₁ = L₂ = L₃) und symmetrischen Koppelfaktoren κ, wobei bei einer Wahl der äußeren Koppelfaktoren κ₀ = κ₃ in einem Bereich zwischen 0,65 und 0,7 die mittleren Koppelfaktoren κ₁ = κ₂ in einem Bereich zwischen 0,18 und 0,26 gewählt sind oder bei einer Wahl der äußeren Koppelfaktoren κ₀ = κ₃ = 0,5 die mittleren Koppelfaktoren κ₁ = κ₂ in einem Bereich zwischen 0,07 und 0,1 gewählt sind.

8. Nach dem Verfahren zur Parameterbestimmung eines optischen Filters hergestelltes optisches Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 7 mit einer vertikalen Kopplung der Ringresonatoren.

9. Nach dem Verfahren zur Parameterbestimmung eines optischen Filters hergestelltes optisches Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 8 mit zumindest einer integrierten Heizsektion zur Feinabstimmung des optischen Filters.

10. Nach dem Verfahren zur Parameterbestimmung eines optischen Filters hergestelltes optisches Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 9 mit Multimode- Interferenz- oder Kodirektional-Kopplern als optische Koppler.