DE10250980A1 - Optisches Bauelement mit einer Mach-Zehnder-Struktur - Google Patents

Optisches Bauelement mit einer Mach-Zehnder-Struktur Download PDF

Info

Publication number
DE10250980A1
DE10250980A1 DE2002150980 DE10250980A DE10250980A1 DE 10250980 A1 DE10250980 A1 DE 10250980A1 DE 2002150980 DE2002150980 DE 2002150980 DE 10250980 A DE10250980 A DE 10250980A DE 10250980 A1 DE10250980 A1 DE 10250980A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
waveguide
optical component
waveguides
switching
component according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE2002150980
Other languages
English (en)
Inventor
Sunil Dr. Survaiya
Zhan Dr. Gao
Ingo Dr. Baumann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Infineon Technologies AG
Original Assignee
Infineon Technologies AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Infineon Technologies AG filed Critical Infineon Technologies AG
Priority to DE2002150980 priority Critical patent/DE10250980A1/de
Priority to PCT/DE2003/003582 priority patent/WO2004040358A2/de
Publication of DE10250980A1 publication Critical patent/DE10250980A1/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B6/12007—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind forming wavelength selective elements, e.g. multiplexer, demultiplexer
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B6/126—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind using polarisation effects
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/21—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  by interference
    • G02F1/225—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  by interference in an optical waveguide structure
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B2006/12035—Materials
    • G02B2006/12038—Glass (SiO2 based materials)
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B2006/12035—Materials
    • G02B2006/12061—Silicon
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B2006/12133—Functions
    • G02B2006/12135—Temperature control
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B2006/12133—Functions
    • G02B2006/12145—Switch
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
    • G02B6/293—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means
    • G02B6/29346—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means operating by wave or beam interference
    • G02B6/2935—Mach-Zehnder configuration, i.e. comprising separate splitting and combining means
    • G02B6/29352—Mach-Zehnder configuration, i.e. comprising separate splitting and combining means in a light guide
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
    • G02B6/293—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means
    • G02B6/29379—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means characterised by the function or use of the complete device
    • G02B6/29397—Polarisation insensitivity

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Optical Integrated Circuits (AREA)

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein polarisationsunabhängiges optisches Bauelement mit einer Mach-Zehnder-Wellenleiterstruktur mit zwei Wellenleitern (160, 170). DOLLAR A Um bei einem solchen optischen Bauelement die Polarisationsunabhängigkeit besonders einfach herbeizuführen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass im Hinblick auf die Polarisationsunabhängigkeit mindestens einer der beiden Wellenleiter (160) der Mach-Zehnder-Wellenleiterstruktur segmentiert ist und mindestens zwei Wellenleiterbereiche (200, 210, 220) mit unterschiedlichem Wellenleiterquerschnitt, insbesondere unterschiedlicher Wellenleiterbreite (W1, W2, W3), aufweist.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein optisches Bauelement mit einer Mach-Zehnder-Wellenleiterstruktur mit zwei Wellenleitern, wobei das optische Bauelement derart beschaffen ist, dass es für zumindest eine Betriebsart bzw. eine Anwendung polarisationsunabhängig ist.
  • Ein derartiges optisches Bauelement ist in dem Artikel „Polarization-Independent Silica-on-Silicon Mach-Zehnder Interferometers" (Henry H. Yaffe, Charles H. Henry, Rudolf F. Kazarinov, Michele A. Milbrodt, Journal of Lightwave Technology, Vol. 12, No. 1, Jan. 1994) beschrieben. Bei dem optischen Bauelement handelt es sich um einen Wellenlängen-Splitter auf der Basis von Glaswellenleitern. Bei diesem Wellenlängen-Splitter ist eine Mach-Zehnder-Struktur ausgangsseitig an einen Richtkoppler angeschlossen, der zwei optische Ausgänge aufweist. Von der Wellenlänge des in die Mach-Zehnder-Struktur eingespeisten Lichts hängt es ab, an welchem der beiden Ausgänge das Licht den Richtkoppler verlässt. Das optische Bauelement arbeitet dabei polarisationsunabhängig. Die Polarisationsunabhängigkeit wird dadurch erreicht, dass unter dem Wellenleiterkern des Glaswellenleitern eine Siliziumnitridschicht angeordnet ist.
  • Ein weiteres Bauelement der eingangs angegebenen Art ist in dem Artikel „Birefringence Control of Silica Waveguides on Si and Its Application to a Polarization-Beam Splitter/Switch" (Masayuki Okuno, Akio Sugita, Kaname Jinguji, Maso Kawachi, Journal of Lightwave Technology, Vol. 12, No. 4, Jan. 1994) beschrieben. Bei dem optischen Bauelement handelt es sich um einen Polarisations-Teiler bzw. -Schalter, also um ein Bauelement, das Licht mit einer TE-Polarisation von dem Licht mit einer TM-Polarisation trennt. Geschaltet wird bei dem Bauelement durch Heizen eines Wellenleiterarmes der Mach-Zehnder-Struktur, also unter Ausnutzung des thermooptischen Effekts. Die Polarisationsunabhängigkeit wird durch sogenanntes Lasertrimmen erreicht, bei dem eine auf dem Glaswellenleiter liegende amorphe Siliziumschicht (a-Si-Schicht) solange bearbeitet wird, bis das gewünschte polarisationsunabhängige Verhalten eingestellt bzw. erreicht ist. Auf den Artikel „Birefringence Control of Silica Waveguides on Si and Its Application to a Polarization-Beam Splitter/Switch" wird nachfolgend noch mehrfach unter der Bezeichnung „Artikel [1]" Bezug genommen.
  • Darüber hinaus sind aus dem Buch „Opto-elektronische Halbleiterbauelemente" Mach-Zehnder-Interferometer-Schalter (MZI-Schalter) (R. Paul, 2. Auflage, 1992, Seite 419) bekannt. Diese MZI-Schalter weisen einen Eingangswellenleiter auf, der mittels eines 3dB-Teilers in zwei beabstandet angeordnete Wellenleiterarme verzweigt wird. An die zwei Wellenleiterarme ist ausgangsseitig ein weiterer 3dB-Teiler angeschlossen, der ausgangsseitig mit einem Ausgangswellenleiter verbunden ist. Beträgt die Phasenverschiebung zwischen den beiden Wellenleiterarmen 0 Grad, so weist das Licht im Ausgangswellenleiter und damit am Ausgang des MZI-Schalters eine maximale Lichtintensität auf.
  • Beträgt hingegen die Phasenverschiebung 180° bzw. π, so ergibt sich am Ausgang des MZI-Schalters eine minimale Lichtintensität.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein optisches Bauelement anzugeben, bei dem das polarisationsunabhängige Verhalten besonders einfach herbeigeführt ist.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des optischen Bauelements sind in den Unteransprüchen beschrieben.
  • Danach ist vorgesehen, dass im Hinblick auf die Polarisationsunabhängigkeit mindestens einer der beiden Wellenleiter der Mach-Zehnder-Wellenleiterstruktur segmentiert ist und mindestens zwei Wellenleiterbereiche mit unterschiedlichem Wellenleiterquerschnitt, insbesondere unterschiedlicher Wellenleiterbreite, aufweist.
  • Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen optischen Bauelements besteht darin, dass die Polarisationsunabhängigkeit sehr einfach erreicht ist. So wird durch die Segmentierung eines der beiden Wellenleiter in zwei Wellenleiterbereiche nämlich ein zusätzlicher Freiheitsgrad bei der Optimierung des optischen Bauelements geschaffen. Erfindungsgemäß wird bereits durch die Wahl der Wellenleiterquerschnitte bzw. der Wellenleiterbreiten und der Abschnittslängen ein polarisationsunabhängiges Verhalten erreicht; zusätzliche Prozessschritte, wie etwa das Lasertrimmen einer amorphen Siliziumschicht, entfallen damit bei dem erfindungsgemäßen Bauelement. Auch zusätzliche Materialschichten wie beispielsweise eine Siliziumnitridschicht unter dem Wellenleiterkern des Wellenleiters sind bei dem erfindungsgemäßen Bauelement überflüssig. Dadurch, dass die Polarisationsunabhängigkeit durch die Wahl der Wellenleitergeometrie bzw. der Wellenleiterbreiten erreicht wird, lässt sich diese besonders einfach bereits in der „Maskenebene" – also bei dem Entwurf der Wellenleitermaske für die Lithografie der späteren Wellenleiter – berücksichtigen. Die konkrete Berechnung und Festlegung der Wellenleiterquerschnitte und der Längen der Wellenleiterbereiche erfolgt durch „Ausprobieren" oder beispielsweise durch Simulationsrechnungen, die nachfolgend im Detail erläutert werden.
  • Ein weiterer wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Bauelements ist darin zu sehen, dass es auch dann polarisationsunabhängig sein kann, wenn durch eine Temperaturänderung – beispielsweise aufgrund einer von außen erzwungenen Phasenverschiebung – „Materialstress" auf den Wellenleiter bzw. auf die Wellenleiter ausgeübt wird. Beispielsweise bei thermischen Schaltmodulen auf der Basis von Gaswellenleitern tritt beim Erwärmen eines der beiden Wellenleiter eine mechanische Spannung im Wellenleitermaterial auf. Durch diese mechanische Spannung wird das im spannungsfreien Zustand an sich polarisationsunabhängige bzw. weitgehend polarisationsunabhängige Material polarisationsabhängig. Selbst eine Polarisationsabhängigkeit aufgrund derartiger Materialspannungen bzw. eines solchen „Materialstresses" lässt sich durch die Segmentierung mindestens eines der beiden Wellenleiter erfindungsgemäß kompensieren, indem die Wellenleitergeometrien nämlich vorab geeignet gewählt werden.
  • Bei dem optischen Bauelement kann es sich beispielsweise um ein Wellenlängenfilter oder einen Wellenlängensplitter handeln.
  • Als vorteilhaft wird es außerdem angesehen, wenn das optische Bauelement ein Schaltmodul bildet, das zwei Schaltzustände aufweist, und die Mach-Zehnder-Wellenleiterstruktur eine Schaltzone bildet, die die Schaltzustände des Schaltmoduls in Abhängigkeit von der zwischen den beiden Wellenleitern vorliegenden Phasenverschiebung bestimmt.
  • Soll das optische Schaltmodul beispielsweise eine 1×1-Schaltfunktion aufweisen, so lässt sich dies in einfacher Weise und damit vorteilhaft erreichen, wenn die Schaltzone eingangsseitig und ausgangsseitig mit jeweils einem 3dB-Teiler verbunden ist unter Bildung eines Mach-Zehnder-Interferometer-Schalters.
  • Mit dem erfindungsgemäßen optischen Bauelement lässt sich in vorteilhafter Weise ebenfalls eine 1×2-Schaltstruktur ausbilden, indem die Schaltzone eingangsseitig mit einem 3dB-Teiler und ausgangsseitig mit einem 3dB-Richtkoppler unter Bildung eines 1×2-Richtkopplerschalters verbunden wird.
  • Im Übrigen wird es als vorteilhaft angesehen, wenn das optische Bauelement eine 2×2-Schaltfunktion aufweist; dies lässt sich in einfacher Weise und damit vorteilhaft erreichen, wenn die Schaltzone eingangsseitig und ausgangsseitig jeweils mit einem 3dB-Richtkoppler verbunden ist.
  • Das erfindungsgemäße Bauelement lässt sich in vorteilhafter Weise auch mit weiteren Schaltmodulen der gleichen Art kombinieren, so dass sich beliebige N × M-Schaltmatritzen bilden lassen.
  • Um ein polarisationsunabhängiges Schaltverhalten des optischen Schaltmoduls besonders einfach zu erreichen, wird es als vorteilhaft angesehen, wenn ein zusätzlicher Freiheitsgrad bzw. ein zusätzlicher Parameter zum Einstellen der Polarisationsunabhängigkeit bereitgestellt wird; ein solcher Parameter wird in vorteilhafter Weise dadurch bereitgestellt, dass die beiden Wellenleiter im Bereich der Schaltzone unterschiedliche Längen aufweisen. Der Längenunterschied kann dann so dimensioniert werden, dass das gewünschte Schaltverhalten erreicht wird.
  • Ein besonders hohes Maß an Polarisationsunabhängigkeit lässt sich in vorteilhafter Weise erreichen, wenn der eine Wellenleiter drei Wellenleiterbereiche aufweist und bezüglich der Wellenleiter-Mitte spiegelsymmetrisch aufgebaut ist.
  • Besonders einfach und damit vorteilhaft lässt sich die Phasenverschiebung zwischen den Wellenleitern in der Schaltzone erreichen, wenn ein thermo-optischer, ein elektro-optischer und/oder ein Ladungsträgerinjektionseffekt zur Phasenverschiebung ausgenutzt wird.
  • Besonders verlustarme Wellenleiter sind beispielsweise Glaswellenleiter, so dass es als vorteilhaft angesehen wird, wenn das optische Schaltmodul Wellenleiter aus Glas aufweist.
  • Um bei Glaswellenleitern eine polarisationsunabhängige Wellenausbreitung zu gewährleisten, wird es als vorteilhaft angesehen, wenn auf der Claddingschicht des Wellenleiters eine amorphe Silizium-Schicht aufliegt. Wellenleiter mit einer solchen amorphen Silizium-Schicht sind in dem o. g.
  • Artikel [1] beschrieben.
  • Soll mit dem optischen Bauelement ein Schaltmodul gebildet werden, so wird es als vorteilhaft angesehen, wenn das optische Bauelement zwei Schaltzustände aufweist und die Wellenleiterquerschnitte, insbesondere die Wellenleiterbreiten, und die Länge der Wellenleiterbereiche derart zueinander dimensioniert sind, dass das optische Bauelement zumindest für die beiden Schaltzustände polarisationsunabhängig ist.
  • Falls es sich um ein optisches Bauelement handelt, das thermooptisch schaltbar ausgeführt ist, so wird es als vorteilhaft angesehen, wenn die Wellenleiterquerschnitte, insbesondere die Wellenleiterbreiten, und die Länge der Wellenleiterbereiche unter Berücksichtigung der Materialspannungen aufgrund des Aufwärmens des Bauelements dimensioniert sind.
  • Die Erfindung bezieht sich außerdem auf ein Verfahren zum Herstellen eines optischen Bauelements, bei dem eine Mach-Zehnder-Wellenleiterstruktur mit zwei Wellenleitern derart hergestellt wird, dass das optische Bauelement polarisationsunabhängig ist.
  • Der Erfindung liegt bezüglich eines solchen Verfahrens die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, bei dem das polarisationsunabhängige Verhalten des optischen Bauelements besonders einfach herbeigeführt wird.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass mindestens einer der beiden Wellenleiter der Mach-Zehnder- Wellenleiterstruktur segmentiert wird und mindestens zwei Wellenleiterbereiche mit unterschiedlichem Wellenleiterquerschnitt gebildet werden und die Wellenleiterquerschnitte und die Länge der Wellenleiterbereiche derart zueinander dimensioniert werden, dass das optische Bauelement polarisationsunabhängig ist.
  • Vorteilhafte Fortbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in Unteransprüchen beschrieben.
  • Bezüglich der Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens und bezüglich der Vorteile der Fortbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird auf die obigen Ausführungen zum erfindungsgemäßen optischen Bauelement und dessen vorteilhaften Weiterbildungen verwiesen, das sich deren Vorteile entsprechen bzw. weitgehend ähnlich sind.
  • Zur Erläuterung der Erfindung zeigen
  • 1 ein Ausführungsbeispiel für einen Glaswellenleiter, wie er sich in einem erfindungsgemäßen optischen Schaltmodul einsetzen lässt bzw. zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwenden lässt,
  • 2 einen MZI-Schalter nach dem Stand der Technik,
  • 3 das Schaltverhalten bei dem MZI-Schalter gemäß der 2,
  • 4 ein Diagramm, das die Abhängigkeit des PDL-Wertes (PDL = polarization dependent loss) von dem durch Heizen verursachten Stress bei dem Schalter gemäß der 2 darstellt,
  • 5 ein Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes optisches Schaltmodul,
  • 6 das Schaltverhalten des optischen Schaltmoduls gemäß der 5,
  • 7 das Ergebnis einer Toleranzberechnung für das optische Schaltmodul gemäß der 5 und
  • 8 ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes optisches Schaltmodul.
  • In der 1 ist ein Glaswellenleiter 1 dargestellt. Der Glaswellenleiter 1 weist einen Core-Bereich 2 auf, der eine höhere Brechzahl hat als die ihn umgebende Claddingschicht 3. Auf der Claddingschicht 3 ist eine amorphe Siliziumschicht 4 aufgebracht. Die Dicke und die Breite der Siliziumschicht 4 ist dabei derart durch Lasertrimmen eingestellt, dass der Wellenleiter 1 weitgehend polarisationsunabhängig ist. Die Siliziumschicht 4 hat dabei die Aufgabe, die im Wellenleiter 1 vorhandenen Materialspannungen auszugleichen, wodurch ein polarisationsunabhängiges Verhalten des Wellenleiters 1 erreicht wird.
  • Die Materialspannungen beruhen insbesondere darauf, dass die Claddingschicht 3 auf einem Silizium-Substrat 5 aufgebracht ist. Der Wellenleiter 1 ist im Detail in dem o. g. Artikel [1] beschrieben.
  • In der 2 ist ein nicht optimierter MZI-Schalter nach dem Stand der Technik gezeigt. Man erkennt einen Eingangswellenleiter 8, dem ein 3dB-Teiler 10 nachgeordnet ist. An den 3dB-Teiler 10 ist eine Schaltzone 15 angeschlossen, in der zwei Wellenleiter 20 und 25 parallel verlaufen. Auf den beiden Wellenleitern 20 und 25 sind zwei Heizvorrichtungen 30 und 35 angebracht, mit denen sich die Wellenleiter 20 und 25 aufheizen lassen.
  • An die Schaltzone 15 schließt sich ein weiterer 3dB-Teiler 40 an, an den ein Ausgangswellenleiter 45 mit einem Ausgang 50 angeschlossen ist.
  • Die beiden Wellenleiter 20 und 25 in der Schaltzone 15 sind gleich lang (z. B. 4 mm lang) und haben den gleichen Wellenleiterquerschnitt (z. B. 5 μm breit). Aufgrund des Aufheizens beispielsweise des unteren Wellenleiters 20 kommt es zu einer Materialstressänderung, so dass der MZI-Schalter polarisationsabhängig wird.
  • Die Ausgangsleistung am Ausgang 50 ergibt sich wie folgt
  • Für den TE-Mode:
    Figure 00100001
  • Für den TM-Mode:
    Figure 00100002
  • In den Formeln bezeichnet P die normierte optische Ausgangsleistung am Ausgang 50 des MZI-Schalters, und zwar normiert auf die Eingangsleistung am Eingang des Eingangswellenleiters 8.
  • Der Term [ΔΦTE] bzw. [ΔΦTM] bezeichnet die Phasenverschiebung zwischen den beiden Wellenleitern 20 und 25 aufgrund des mechanischen Materialstresses, der beim Erwärmen des unteren Wellenleiters 20 auftritt. θ bezeichnet die Phasenverschiebung zwischen den beiden Wellenleitern 20 und 25 aufgrund des thermooptischen Effekts.
  • Die Größe der Terme [ΔΦTE] und [ΔΦTM] hängt nun davon ab, ob der Wellenleiter geheizt wird oder nicht, da nämlich ein Materialstress ausschließlich im Falle eines Heizens auftritt.
  • Die Terme [ΔΦTE] und [ΔΦTM] berechnen sich für den TE-Mode und den TM-Mode wie folgt:
    • 1. Fall: „ohne Erwärmen des unteren Wellenleiters" (ΔT = 0):
      Figure 00110001
      Ohne Erwärmen ist die Phasenverschiebung θ ebenfalls gleich Null, so dass für die normierte Leistung gilt: P = Paus/Pein = 1
    • 2. Fall: „mit Erwärmen des unteren Wellenleiters" (ΔT = ΔTπ):
      Figure 00120001
      neffTE und neffTM bezeichnen die effektiven Brechzahlen der beiden Wellenleiter 20 und 25 für den TE- und den TM-Mode. ΔnTE bzw. ΔnTM bezeichnen die Brechzahländerung aufgrund des Materialstresses, der durch das Heizen verursacht wird.
  • Bei einer Phasenverschiebung von θ = 180 Grad kann ein Materialstress beispielsweise in Höhe von 10 MPa im unteren Wellenleiter 20 auftreten, wodurch ein deutlich polarisationsabhängiges Verhalten entsteht, weil nämlich ΔnTE bzw. ΔnTM in der Regel nicht gleich groß sind.
  • ΔnTE bzw. ΔnTM berechnen sich wie folgt (vgl. o.g. Artikel [1]) ΔnTE = C1Δσxx + C2(Δσyy + Δσzz) ΔnTM = C1Δσyy + C2(Δσxx + Δσzz) wobei C1 und C2 die photoelastischen Konstanten von Glas und Δσxx, Δσyy und Δσzz .die Materialstressänderungen bezeichnen.
  • Für den Wellenleiter gemäß der 1 ist Δσyy annähernd gleich Null, so dass gilt: ΔnTE = C1Δσxx + C2(Δσyy + Δσzz)C1 = C1Δσxx + C2Δσzz ΔnTM = C1Δσyy + C2(Δσxx + Δσzz) = C2(Δσxx + Δσzz)woraus sich erkennen lässt, dass ΔnTE bzw. ΔnTM unterschiedliche Werte annehmen.
  • Die Schaltkennlinie bzw. das Schaltverhalten des MZI-Schalters gemäß der 2 zeigt beispielhaft die 3. Man erkennt, dass die Schaltverläufe für den TE-Mode und den TM-Mode deutlich auseinanderlaufen. So weist der TM-Mode bei ca. 1,8 rad lediglich eine Dämpfung von –5 dB auf, wohingegen der TE-Mode eine Dämpfung von –10 dB erreicht. Der zugehörige PDL-Wert (PDL = polarization dependent loss = Dämpfung für den TE-Mode – Dämpfung für den TM-Mode) beträgt bei –10 dB also – 5 dB.
  • Die 4 zeigt, dass sich der PDL-Wert nicht linear mit dem Stress ändert, der aufgrund des Heizens auf den Wellenleiter wirkt; je größer der aufgrund des Heizens auftretende Stress (also die „Stressdifferenz" zwischen dem Stress im geheizten Wellenleiterarm und dem Stress im ungeheizten Wellenleiterarm) ist, desto kleiner ist eine Änderung des PDL-Wertes bei sich änderndem Stress.
  • In der 5 ist ein Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes optisches Schaltmodul 110 dargestellt. An einem Eingang 120 des Schaltmoduls 110 ist ein Eingangswellenleiter 130 angeschlossen, an den sich ein 3dB-Teiler 140 anschließt. Der 3dB-Teiler 140 ist mit einer Schaltzone 150 verbunden, die durch zwei Wellenleiter 160 und 170 gebildet ist.
  • An die Schaltzone 150 schließt sich ein weiterer 3dB-Teiler 180 an, der ausgangsseitig mit einem Ausgangswellenleiter 185 verbunden ist. Ein Ende 190 des Ausgangswellenleiters 185 bildet einen Ausgang 195 des optischen Schaltmoduls 10.
  • Der eine der beiden Wellenleiter 160 – also der in der 5 untere Wellenleiter – ist segmentiert und weist drei Wellenleiterbereiche 200, 210 und 220 auf.
  • Der erste Wellenleiterbereich 200 hat eine Wellenleiterbreite W2 und eine Länge L2; im zweiten Wellenleiterbereich 210 weist der Wellenleiter eine Wellenleiterbreite W3 und eine Länge L3 auf. In seinem dritten Wellenleiterbereich 220 beträgt die Wellenleiterbreite W4 und die Länge L4.
  • Der andere der beiden Wellenleiter 170 – in der 5 also der obere Wellenleiter – weist eine Wellenleiterbreite W1 und eine Länge L + ΔL auf. Die Länge L ist dabei gleich der Länge der Wellenleiterbereiche 200, 210 und 220; es gilt also: L = L2 + L3 + L4
  • Im Ausführungsbeispiel gemäß der 5 ist die Wellenleiterstruktur symmetrisch, so dass gelten soll: W2 = W4 L2 = L4
  • In der Schaltzone 150 ist an dem unteren Wellenleiter 160 ein thermischer Heizstreifen 250 angebracht, mit dem der untere Wellenleiter 160 aufgeheizt wird.
  • Aufgrund des thermo-optischen Effekts – wie er bei Glaswellenleitern oder auch bei Wellenleitern in Halbleitermaterialien auftritt – kommt es zu einer Änderung der Brechzahl im aufgeheizten Wellenleiter 160; und zwar zu einer Änderung der Brechzahl relativ zu der Brechzahl im ungeheizten Wellenleiter 170.
  • Aufgrund dieser Brechzahländerung tritt eine thermisch bedingte Phasenverschiebung θ zwischen den beiden Wellenleitern 160 und 170 auf.
  • Bei den Wellenleitern 160 und 170 kann es sich beispielsweise um Glaswellenleiter handeln. Um bei Glaswellenleitern eine polarisationsunabhängige Wellenausbreitung zu erreichen, kann – wie beispielsweise in der 1 gezeigt – eine Stress ausübende Siliziumschicht auf dem Glaswellenleiter aufgebracht sein.
  • Im Rahmen des nachfolgenden Ausführungsbeispiels wird beispielhaft davon ausgegangen, dass es sich um solche Glaswellenleiter handelt. Das Schaltmodul 110 soll dabei außerdem so dimensioniert sein, dass es „ohne Heizen" (ΔT = 0) am Ausgang 195 eine maximale Lichtintensität aufweist. Durch Heizen soll dann eine Phasenverschiebung von 180 Grad bzw. π zwischen den beiden Wellenleitern 160 und 170 erreicht werden, so dass sich am Ausgang 195 eine minimale Lichtintensität ergibt. Die Temperaturdifferenz für den Schaltzustand „AUS" soll mit ΛTπ bezeichnet werden.
  • Für die Dimensionierung des Schaltmoduls werden nachfolgend beispielhaft folgende Annahmen bzw. Vereinfachungen gemacht:
    • a) Die beiden Wellenleiter 160 und 170 sind einmodig.
    • b) Auf den Wellenleiter 160 wirkt ein Materialstress aufgrund des Aufheizens des Wellenleiters.
    • c) Es gibt aufgrund des Wellenleiteraufbaus (vgl. 1 und den o. g. Artikel [1]) keinen Stress in y-Richtung.
    • d) Der Materialstress in x-und z-Richtung ist gleich groß.
  • Die Ausgangsleistung Paus am Ausgang 195 des optischen Schaltmoduls 110 ergibt sich – in Abhängigkeit von der Eingangsleistung am Eingang 120 – aufgrund der Phasenverschiebung wie folgt:
  • Für den TE-Mode:
    Figure 00160001
  • Für den TM-Mode:
    Figure 00160002
  • In der Formel bezeichnet P die normierte optische Ausgangsleistung am Ausgang 195 des optischen Schaltmoduls 110, und zwar normiert auf die Eingangsleistung am Eingang 120 des optischen Schaltmoduls 110. Der Term [ΔΦTE] bzw. [ΔΦTM] bezeichnet die Phasenverschiebung zwischen den beiden Wellenleitern 160 und 170 aufgrund der unterschiedlichen Länge der beiden Wellenleiter und aufgrund des mechanischen Materialstresses, der beim Erwärmen des unteren Wellenleiters 160 auftritt. θ bezeichnet die Phasenverschiebung zwischen den beiden Wellenleitern 160 und 170 aufgrund des thermooptischen Effekts – ohne Berücksichtigung des Materialstresses durch Heizen.
  • Die Größe der Terme [ΔΦTE] und [ΔΦTM] hängt nun davon ab, ob der Wellenleiter geheizt wird oder nicht, da nämlich ein Materialstress ausschließlich im Falle eines Heizens auftritt.
  • Die Terme[ΔΦTE] und [ΔΦTM] berechnen sich für den TE-Mode und den TM-Mode konkret wie folgt:
    • 1. Fall: „ohne Erwärmen des unteren Wellenleiters" (ΔT = 0):
      Figure 00170001
    • 2. Fall: „mit Erwärmen des untern Wellenleiters" (ΔT = ΔTπ):
      Figure 00180001
      neff1,TE und neff1,TM bezeichnen die effektiven Brechzahlen des oberen Wellenleiters 170 für den TE- und den TM-Mode. neffi,TE und neffi,TM (für i = 2, 3 oder 4) bezeichnen die effektiven Brechzahlen der Wellenleiterbereiche des unteren Wellenleiters 160 für den TE- und den TM-Mode.
  • Die Werte für die effektiven Brechzahlen neffi für den TE-Mode und den TM-Mode ergeben sich in Abhängigkeit von der Wellenleitergeometrie, insbesondere in Abhängigkeit von der jeweiligen Wellenleiterbreite W1, W2, W3, oder W4.
  • Im Rahmen eines Optimierungsverfahrens sind die Wellenleiterbreiten W1, W2, W3 und W4 sowie die Wellenleiterlängen L2, L3 und L4 sowie die zusätzliche Länge ΔL so zu variieren, dass sowohl für den Schaltzustand „1" als auch für den Schaltzustand „0" ein polarisationsunabhängiges Verhalten erzielt wird.
  • Ein solches polarisationsunabhängiges Verhalten wird dann erreicht, wenn die nachfolgend definierten „Bedingungen" erfüllt sind:
    • 1. Bedingung: Schaltzustand „Ein": Paus/Pein = 1, „ohne Heizen", ΔT = 0:
      Figure 00190001
    • 2. Bedingung: Schaltzustand „Aus": Paus/Pein = 0, „mit Heizen", ΔT = ΔTπ
      Figure 00190002
  • Um die beiden Bedingungen erfüllen zu können, müssen die Wellenleiterparameter in ggf. mehreren Iterationsschritten variiert werden. Welches Iterationsverfahren dabei konkret verwendet wird, ist unerheblich.
  • Zum besseren Verständnis soll nun kurz skizziert werden, wie ein Iterationsverfahren beispielsweise aussehen kann:
  • 1. Ermittlung der erforderlichen Temperaturdifferenz zum Schalten:
  • Zunächst wird ermittelt, welche Heizleistung bzw. welche Temperaturdifferenz ΔTπ für eine Phasenverschiebung von θ = π zwischen den beiden Wellenleitern 160 und 170 ungefähr erforderlich sein wird.
  • Für die Abschätzung soll in einem ersten Schritt nun von einer Wellenleiterlänge vom L = 4 mm und einer Wellenleiterbreite von 5 μm ausgegangen werden.
  • Mit Hilfe der Wellenleiterbreite bzw. des Wellenleiterquerschnitts wird unter Verwendung eines 1-dimensionalen oder eines 2-dimensionalen Simulationsprogramms (z. B. TempSelene© Software) zunächst die effektive Brechzahl des Wellenleiters bestimmt. Mit der effektiven Brechzahl lässt sich unter Heranziehung der Wellenleiterlänge von L = 4 mm berechnen, welche Brechzahldifferenz zwischen den beiden Wellenleitern 160 und 170 erreicht werden muss.
  • Unter Berücksichtigung des thermooptischen Effekts in Glas kann dann berechnet werden, welche Temperaturdifferenz für die erforderliche Brechzahldifferenz erreicht werden muss. Bezüglich dieser Abschätzung der Temperaturdifferenz kann auf die in der Literatur bekannten MZI-Schalter, insbesondere im Hinblick auf Glaswellenleiter, verwiesen werden.
  • 2. Materialstress:
  • Nachdem nun ungefähr bekannt ist, wie groß die Temperaturdifferenz ist, wird die Änderung des Materialstresses in x-, y- und z-Richtung ermittelt. Diese Materialstresseänderungen werden als Δσxx, Δσyy und Δσzz bezeichnet und liegen in dem Größenbereich zwischen ca. 10 bis 50 MPa, je nach der Dimensionierung der Wellenleiterstruktur.
  • Mit diesen Materialstressänderungen Δσxx, Δσyy und Δσzz wird anschließend die Änderung der Brechzahl aufgrund des Materialstresses ermittelt gemäß: ΔnTE = C1Δσxx + C2(Δσyy + Δσzz) ΔnTM = C1Δσyy + C2(Δσxx + Δσzz)wobei C1 und C2 die photoelastischen Konstanten von Glas bezeichnen.
  • 3. Effektive Brechzahlindizes:
  • Nachfolgend wird nun unter Verwendung eines an sich beliebigen Lösungsalgorithmus gesucht, bei welcher Kombinationen von Wellenleiterbreiten W1, W2, W3 (W4 = W2) und Wellenleiterlängen L2, L3, ΔL (L = L2 + L3 + L2) die beiden oben hergeleiteten Bedingungsgleichungen
    • 1. Bedingung (Schaltzustand „Ein": Paus/Pein = 1, „ohne Heizen", ΔT = 0)
      Figure 00220001
    • 2. Bedingung (Schaltzustand „Aus": Paus/Pein = 0, „mit Heizen", ΔT = ΔTπ):
      Figure 00220002
      am besten erfüllt sind.
  • Bei dem Lösungsalgorithmus ist dabei für jede zu berücksichtigende Wellenleiterbreite W1, W2, W3 zunächst jeweils zuerst der effektive Brechzahlindex zu berechnen, und zwar für den TE-Mode und den TM-Mode.
  • Die Berechnung der effektiven Brechzahlindizes kann beispielsweise mit Hilfe eines 1- oder 2-dimensionalen Simulationsprogramms berechnet werden.
  • Beispielsweise kann für die Wellenleiterbreiten von 3 um bis 8 μm in 0,1 μm-Schritten jeweils vorab der effektive Brechzahlindex berechnet und in einem Speicher abgelegt werden, um die nachfolgende Durchführung des Lösungsalgorithmus zu beschleunigen.
  • Für den Glaswellenleiter gemäß der 1 ergibt sich – nach der Durchführung eines Lösungsalgorithmus – als Ergebnis eine Dimensionierung mit folgenden Werten:
    L = 4000 mm
    ΔL = 56 mm
    W1 = 5 μm
    W2 = 6 μm
    W3 = 4,3 μm
    W4 = 6 μm
    L2 = 1000 mm
    L3 = 2000 mm
    L4 = 1000 mm
  • In der 6 ist das Schaltverhalten des MZI-Schalters gemäß der 5 dargestellt. Man erkennt, dass sowohl für den Schaltzustand „EIN" als auch für den Schaltzustand „AUS" jeweils ein polarisationsunabhängiges Schaltverhalten erreicht wird.
  • Die 7 zeigt eine Toleranzuntersuchung für den MZI-Schalter gemäß der 5. Man erkennt, dass die Abhängigkeit des PDL-Wertes von Abweichungen der Wellenleiterbreite W (z. B. Breite des Core-Bereichs 2 in der
  • 1) von der Sollwellenleiterbreite Wsoll davon abhängt, wie groß der Materialstress aufgrund des Heizens ist. Je nach der Größe des beim Heizen bzw. beim Schalten auftretenden Stresses müssen also unterschiedliche Fertigungstoleranzen eingehalten werden.
  • In der 8 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für einen erfindungsgemäßen MZI-Schalter dargestellt. Bei diesem Schalter sind die beiden Wellenleiter 500 und 510 gleich lang.
  • Der untere Wellenleiter 500 ist segmentiert und weist zwei Wellenleiterbereiche 520 und 530 unterschiedlicher Breite W2 und W3 auf (z. B. W3 > W2). Der obere Wellenleiter 510 hat die Breite W1.
  • Für die Optimierung des MZI-Schalters gemäß der 8 müssen nun folgende zwei Bedingungsgleichungen erfüllt werden:
    • 1. Bedingung (Schaltzustand „Ein": Paus/Pein = 1, „ohne Heizen", ΔT = 0).
      Figure 00240001
    • 2. Bedingung: Schaltzustand „Aus": Paus/Pein = 0, „mit Heizen", ΔT = ΔTπ
      Figure 00240002
  • Zur Lösung dieses Gleichungssystems und zur Optimierung des MZI-Schalters gemäß der 8 ist wiederum ein Suchalgorithmus zu verwenden, wie er beispielsweise oben bereits im Zusammenhang mit dem MZI-Schalter gemäß der Figur 5 erläutert wurde. Als Ergebnis erhält man die Wellenleiterbreiten W1, W2, W3 und die Länge L der beiden Wellenleiter 500 und 510. Bezugszeichenliste
    Figure 00260001
    Figure 00270001

Claims (17)

  1. Polarisationsunabhängiges optisches Bauelement mit einer Mach-Zehnder-Wellenleiterstruktur mit zwei Wellenleitern (160, 170) dadurch gekennzeichnet, dass – im Hinblick auf die Polarisationsunabhängigkeit mindestens einer der beiden Wellenleiter (160) der Mach-Zehnder-Wellenleiterstruktur segmentiert ist und mindestens zwei Wellenleiterbereiche (200, 210, 220) mit unterschiedlichem Wellenleiterquerschnitt, insbesondere unterschiedlicher Wellenleiterbreite (W1, W2, W3), aufweist.
  2. Optisches Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, es ein Wellenlängenfilter oder – splitter ist.
  3. Optisches Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Bauelement ein Schaltmodul (110) ist, das zumindest zwei Schaltzustände aufweist, und die Mach-Zehnder-Wellenleiterstruktur eine Schaltzone (150) bildet, die die Schaltzustände des Schaltmoduls (110) in Abhängigkeit von der zwischen den beiden Wellenleitern (160, 170) vorliegenden Phasenverschiebung (θ) bestimmt.
  4. Optisches Bauelement nach Anspruch 3 , dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltzone (150) eingangsseitig und ausgangsseitig mit jeweils einem 3dB-Teiler (140, 180) verbunden ist unter Bildung eines Mach-Zehnder-Interferometer-Schalters.
  5. Optisches Bauelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltzone (150) eingangsseitig mit einem 3dB-Teiler und ausgangsseitig mit einem 3dB-Richtkoppler verbunden ist unter Bildung eines 1×2-Schalters.
  6. Optisches Bauelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltzone (150) eingangsseitig und ausgangsseitig mit einem 3dB-Richtkoppler verbunden ist unter Bildung eines 2×2-Schalters.
  7. Optisches Bauelement nach einem der vorangehenden Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass es mit weiteren Bauelementen unter Bildung einer N × M-Schaltmatrix kombiniert ist.
  8. Optisches Bauelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellenleiter (160, 170) eine unterschiedliche Länge aufweisen.
  9. Optisches Bauelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine segmentierte Wellenleiter (160) drei Wellenleiterbereiche (200, 210, 220) aufweist und bezüglich der Wellenleitermitte einen spiegelsymmetrischen Aufbau hat.
  10. Optisches Bauelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Phasenverschiebung (θ) zwischen den beiden Wellenleitern (160, 170) thermo-optisch, elektro-optisch und/oder durch Ladungsträgerinjektion hervorgerufen wird.
  11. Optisches Bauelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellenleiter Glaswellenleiter sind.
  12. Optisches Bauelement nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Claddingschicht des Wellenleiters eine amorphe Silizium-Schicht aufliegt.
  13. Optisches Bauelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Bauelement zwei Schaltzustände aufweist und die Wellenleiterquerschnitte, insbesondere die Wellenleiterbreiten (W2, W3, W4), und die Länge der Wellenleiterbereiche (L2, L3, L4) derart zueinander dimensioniert sind, dass das optische Bauelement zumindest für die beiden Schaltzustände polarisationsunabhängig ist.
  14. Optisches Bauelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Bauelement thermooptisch schaltbar ausgeführt ist und die Wellenleiterquerschnitte, insbesondere die Wellenleiterbreiten (W2, W3, W4), und die Länge der Wellenleiterbereiche (L2, L3, L4) unter Berücksichtigung der Materialspannungen aufgrund des Aufwärmens des Bauelements dimensioniert sind.
  15. Verfahren zu Herstellen eines optisches Bauelements, bei dem eine Mach-Zehnder-Wellenleiterstruktur mit zwei Wellenleitern (160, 170) derart hergestellt wird, dass das optische Bauelement zumindest für eine Betriebsart oder Anwendung polarisationsunabhängig ist, dadurch gekennzeichnet, dass – mindestens einer der beiden Wellenleiter (160) der Mach-Zehnder-Wellenleiterstruktur segmentiert wird und mindestens zwei Wellenleiterbereiche (200, 210, 220) mit unterschiedlichem Wellenleiterquerschnitt, insbesondere unterschiedlichen Wellenleiterbreiten (W2, W3, W4), gebildet werden und – die Wellenleiterquerschnitte (W2, W3, W4) und die Länge der Wellenleiterbereiche (L2, L3, L4) derart dimensioniert werden, dass das optische Bauelement polarisationsunabhängig ist.
  16. Verfahren zum Herstellen eines optischen Bauelements nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass als optisches Bauelement ein Schaltmodul mit zwei Schaltzuständen hergestellt wird und die Wellenleiterquerschnitte, insbesondere die Wellenleiterbreiten (W2, W3, W4), und die Länge der Wellenleiterbereiche (L2, L3, L4) derart zueinander dimensioniert werden, dass das optische Schaltmodul für beide Schaltzustände polarisationsunabhängig ist.
  17. Verfahren zum Herstellen eines optischen Bauelements nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass als optisches Schaltmodul ein thermooptisches Schaltmodul hergestellt wird und die Wellenleiterquerschnitte, insbesondere die Wellenleiterbreiten (W2, W3, W4), und die Länge der Wellenleiterbereiche (L2, L3, L4) unter Berücksichtigung der Materialspannungen durch das Aufwärmen des Bauelements dimensioniert werden.
DE2002150980 2002-10-29 2002-10-29 Optisches Bauelement mit einer Mach-Zehnder-Struktur Ceased DE10250980A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2002150980 DE10250980A1 (de) 2002-10-29 2002-10-29 Optisches Bauelement mit einer Mach-Zehnder-Struktur
PCT/DE2003/003582 WO2004040358A2 (de) 2002-10-29 2003-10-23 Optisches bauelement mit einer mach-zehnder-struktur

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2002150980 DE10250980A1 (de) 2002-10-29 2002-10-29 Optisches Bauelement mit einer Mach-Zehnder-Struktur

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE10250980A1 true DE10250980A1 (de) 2004-05-19

Family

ID=32115091

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2002150980 Ceased DE10250980A1 (de) 2002-10-29 2002-10-29 Optisches Bauelement mit einer Mach-Zehnder-Struktur

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE10250980A1 (de)
WO (1) WO2004040358A2 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1870765A4 (de) * 2005-03-31 2009-04-08 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd Optisches steuerelement

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6397862B2 (ja) * 2016-09-29 2018-09-26 沖電気工業株式会社 光導波路素子

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6256442B1 (en) * 1999-09-08 2001-07-03 Corning Incorporated Athermal integrated optical waveguide device
WO2001059495A1 (fr) * 2000-02-10 2001-08-16 Nippon Telegraph And Telephone Corporation Interferometre optique a guide d'ondes
WO2002014936A1 (en) * 2000-08-11 2002-02-21 Bookham Technology Plc Electro-optic device
EP1227297A2 (de) * 2001-01-26 2002-07-31 Nippon Telegraph and Telephone Corporation Interferometer und zugehöriges Herstellungsverfahren
WO2002063389A1 (en) * 2001-02-06 2002-08-15 Alcatel Optronics Uk Limited Optical device
WO2002075409A2 (en) * 2001-03-16 2002-09-26 Lightwave Microsystems Corporation Arrayed waveguide grating with waveguides of unequal widths

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0718964B2 (ja) * 1987-06-29 1995-03-06 日本電信電話株式会社 集積光デバイスおよびその製造方法
JP3090293B2 (ja) * 1992-08-04 2000-09-18 日本電信電話株式会社 光回路及びその製造方法
DE4308411A1 (de) * 1993-03-12 1994-09-15 Hertz Inst Heinrich Interferometer in integriert-optischer Bauweise

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6256442B1 (en) * 1999-09-08 2001-07-03 Corning Incorporated Athermal integrated optical waveguide device
WO2001059495A1 (fr) * 2000-02-10 2001-08-16 Nippon Telegraph And Telephone Corporation Interferometre optique a guide d'ondes
WO2002014936A1 (en) * 2000-08-11 2002-02-21 Bookham Technology Plc Electro-optic device
EP1227297A2 (de) * 2001-01-26 2002-07-31 Nippon Telegraph and Telephone Corporation Interferometer und zugehöriges Herstellungsverfahren
WO2002063389A1 (en) * 2001-02-06 2002-08-15 Alcatel Optronics Uk Limited Optical device
WO2002075409A2 (en) * 2001-03-16 2002-09-26 Lightwave Microsystems Corporation Arrayed waveguide grating with waveguides of unequal widths

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
US 2002/0181870 A1 (nichtveröffentlichtes englischsprachiges Familienmitglied zu (1)) *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1870765A4 (de) * 2005-03-31 2009-04-08 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd Optisches steuerelement

Also Published As

Publication number Publication date
WO2004040358A3 (de) 2004-07-22
WO2004040358A2 (de) 2004-05-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69113081T2 (de) Optische Wellenleiterschaltung und Verfahren zum Justieren einer ihrer Charakteristiken.
DE60127787T2 (de) Optisches wellenleiterinterferometer
DE60223735T2 (de) Interferometer und zugehöriges Herstellungsverfahren
DE69018660T2 (de) Optische Verzweigungskomponenten und Schalter mit geführten Wellen.
DE69704642T2 (de) Optischer Wellenlängen-Multiplexer/Demultiplexer
DE3885379T2 (de) Optisches Gerät vom Wellenleitertyp.
DE69817474T2 (de) Herstellung von sich verjüngenden Wellenleitern(Taper)
DE60015961T2 (de) Wellenleiter-array-gitter
DE69826800T2 (de) Integriert-optischer Wellenleiter und Verfahren zu seiner Herstellung
DE60122247T2 (de) Optischer Multiplexer/Demultiplexer
DE60118264T2 (de) Polarisationsunabhängige optische Wellenleiterschaltung
DE19720784A1 (de) Integrierte optische Schaltung
DE69418141T2 (de) Optische Faserelemente
DE69102450T2 (de) Integriert optischer Polarisationsteiler.
DE69120346T2 (de) Optische Funktionsvorrichtung und ihr Ansteuerverfahren
EP1008013A1 (de) Thermo-optischer schalter
DE69731784T2 (de) Ein durch Einschreiben eines Bragg-Gitters in eine optische Faser hergestelltes Filter
DE69831765T2 (de) Integriertes optisches Bauelement mit Polarisationseffekt
DE102006036831A1 (de) Verschlossene, binäre Transmissionsgitter
DE69633209T2 (de) Integrierter optischer Polarisationsteiler
DE69621875T2 (de) Polarisationsunabhängiger Demultiplexer und Herstellungsverfahren
DE19815404A1 (de) Anordnung zur räumlichen Trennung und/oder Zusammenführung optischer Wellenlängenkanäle
DE60222918T2 (de) Verfahren und vorrichtung zum schalten und modulieren eines optischen signals mit erhöhter empfindlichkeit
EP0704946A1 (de) Optoelektronisches Multi-Wellenlängen Bauelement
DE69629410T2 (de) Polarisationsunabhängiger Multi-Wellenlängen-Filter und Herstellungsprozess

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8131 Rejection