DE2350908A1 - Schalter mit einem asymmetrischen wellenleiterpaar - Google Patents

Schalter mit einem asymmetrischen wellenleiterpaar

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DE2350908A1
DE2350908A1 DE19732350908 DE2350908A DE2350908A1 DE 2350908 A1 DE2350908 A1 DE 2350908A1 DE 19732350908 DE19732350908 DE 19732350908 DE 2350908 A DE2350908 A DE 2350908A DE 2350908 A1 DE2350908 A1 DE 2350908A1
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Leslie Allen Riseberg
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Description

TEXAS INSTRUMENTS INCORPORATED
13500 North Central Expressway-Dallas, Texas, V.St.A.
Schalter mit einem asymmetrischen Wellenleiterpaar
Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der optischen Datenverarbeitung und insbesondere auf eine Anordnung, die Schalter mit einem asymmetrischen opt.is.chen Wellenleiterpaar in Dünnfilmtechnik enthält, bei denen der Schaltvorgang durch Wechselwirkung zwischen optischen und akustischen Wellen bewirkt wird.
Als Folge der Entwicklung verbesserter optischer Quellen und zugehöriger Vorrichtungen wurde der Einsatz optischer Datenverarbeitungsanordnungen in zunehmendem MaB möglich. Zur völligen Verwirklichung der Vorteile solcher Anordnungen müssen jedoch die Bauelemente miniaturisiert und die getrennten Funktionen integriert werden. Ein beachtlicher Schritt in Richtung auf die Erzielung einer integrierten optischen Anordnung besteht in der Herstellung optischer Dünnfilmelemente für die Durchführung der diskreten Funktionen.
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Auf dem Gebiet der passsiven Bauelemente sind optische Wellenleiter in Dünnfilmabmessungen durch Verwendung aufgedampfter dünner kristalliner Filme aufgesprühter Glasfilme und mit Hilfe von Plasma aufgebrachten Organosiliziumfilmen hergestellt worden«, Messungen haben gezeigt, daß aufgesprühte und mit Hilfe von Plasma abgeschiedene Filme ausreichend niedrige Verluste aufweisen, daß eine im wesentlichen verlustlose Ausbreitung über die sich aus den Anforderungen der Bauelemente ergebenden Strecken ermöglicht wird.
Auf dem Gebiet der aktiven Bauelemente sind Ablenkelemente, Modulatoren und Moduswandler geschaffen worden, bei denen die Wechselwirkung eines optischen Strahls in einem Dünnfilm mit einer akustischen Oberflächenwelle eine Rolle spielte.Beispielsweise haben Kuhn und andere in dem Aufsatz "Optical Guided Wave Mode Conversion by an Acoustic Surface Wave" in Applied Physics Letters, Band 19? Nr. 10, 15.November 1971 eine Bragg1sehe Ablenkung geführter optischer Wellen in Dünnfilmen beschrieben, bei der eine in einem Dünnfilm geführte optische Welle mit Hilfe einer akustischen Oberflächenwelle von einem Modus in einen anderen Modus gebeugt wird. Wie in diesem Aufsatz beschrieben ist, erfüllt die Moduswandlung eine kolineare parametrische Wechselwirkung zwischen zwei optisch geführten Wellen und einer akustischen Oberflächenwelle, die üblichen nichtlinearen Phasenanpassungsbedingungen. Der Kopplungsmechanisrous ist der photoelastische Effekt in dem optischen Wellenleiter.
Bisher war es jedoch noch nicht möglich, eine optische Welle von einem Wellenleiter oder Kanal zu einem anderen umzuschalten, wie es in vielen Anwendungsfällen der integrierten Optik erforderlich ist.
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Mit Hilfe der Erfindung soll demnach ein Schalter zum Umschalten von einem optischen Wellenleiter zu einem anderen geschaffen werden. Ferner soll mit Hilfe derSrfindung ein Schalter mit einem asymmetrischen Wellenleiterpaar geschaffen werden. Bei dem mit Hilfe der Erfindung zu schaffenden Schalter mit einem asymmetrischen Wellenleiterpaar soll ein Signal in Abhängigkeit von einer akustischen Oberflächenwelle von einem Wellenleiter zu einem zweiten Wellenleiter umgeschaltet werden können.
Mach der Erfindung werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Umschalten eines Signals von einem dielektrischen optischen Wellenleiter zu einem anderen geschaffen. Insbesondere enthält der Schalter zwei asymmetrische dielektrische Wellenleiter Jeder Wellenleiter hat eine vorgewählte Fortpflanzungskonstante2 bei der er die Ausbreitung eines Signals unterstützen kann«, Die Wellenleiter sind mit Ausnahme des Punktss an dem der Schaltvorgang stattfindet, weit voneinander entfernt; an dem Schaltpunkt liegen die Wellenleiter sehr dicht beieinander, nämlich allgemein in einem Abstand voneinanders der in der gleichen Größenordnung wie die Breite der Wellenleiter liegt. Es sind Vorrichtungen vorgesehen, mit deren Hilfe die Fortpflanzungskonstante des das Signal übertragenden Wellenleiters auf einen solchen Wert verändert werden kann,, bei dem eine Signalausbreitung nicht mehr unterstützt wird«, Diese Vorrichtungen bewirken auch eine Änderung der Fortpflanzungskonstante des anderen Wellenleiters auf einen Wert, bei dem die Signalausbreitung unterstützt wirdo Auf diese Weise wird das Signal von einem Wellenleiter zum anderen gekoppelt.
In einer, bevorzugten Ausführungsform spielt bei der Vorrichtung zum Verändern der Fortpflanzungskonstante der Wellenleiter die Wechselwirkung einer akustischen Oberflächenwelle mit den Wellenleitern eine RoIIe9 Die akustische Welle
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wird dadurch erzeugt., daß auf einen piezoelektrischen Film, der über den Bereich abgeschieden ist, an dem die Wellenleiter dicht beieinanderliegen , kainmartig ineinander verzahnte Wandler gebildet werden.
Nach der Erfindung wird auch ein Verfahren zum Umschalten eines Signals von einem Wellenleiter zu einem anderen geschaffen. Bei diesem Verfahren wird eine akustische Oberflächenwelle erzeugt, und die akustische Oberflächenwelle wird mit den optischen Wellenleitern in Wechselwirkung gebracht, so daß deren Fortpflanzungskonstante zur Erzielung einer Signalling schaltung verändert werden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Darin zeigen:
Fig.1 eine perspektivische Teilschnittansicht eines erfindungsgemäßen Schalters mit einem asymmetrischen Wellenleiterpaar,
Figo2A und Fig.2B Diagramme der Feldverteilung des Grundausbrei tungsmodujs optischer Wellenleiter, die für die Verwendung bei dem Schalter von Fig.1 geeignet sind,
Figo3A und 3B Diagramme zur Veranschaulichung der Wechselwirkung zwischen zwei dicht beieinanderliegenden dielektrischen optischen Wellenleitern, bei denen sich nur in einem ein Signal ausbreitet g
Figo4 eine Draufsicht zur schematischen Veranschaulichung der Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Schalters,
FigsSA bis 5D Diagramme der Feldver-teilung in den Wellenleitern von Fig.4 zur Darstellung der Arbeitsweise des Schalters,
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Fige6 eine .schematische Darstellung des Umschaltvorgangs des asymmetrischen Wellenleiterpaares in Abhängigkeit von einer akustischen Oberflächenwelle8
Fig.7 eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines Schalters mit einem Wellenleiterpaar und
Fige8A bis 8D Schnittansichten zur Yeranschaulichung der Her-= stellung des asymmetrischen Wellenleiterpaares nach der Erfindung.
Figo1 zeigt einen nach der Erfindung ausgebildeten Schalter mit einem asymmetrischen Wellenleiterpaar„ Der Schalter enthält zwei getrennte Kanäle aus Wellenleitern 10 und 12O Vorzugsweise werden die Wellenleiter 10 und 12 von einem ersten dielektrischen Material gebildet;, das in einem zweiten dielektrischen Material 14 eingebettet ist? das einen niedrigeren Brechungsindex als das für die Wellenleiter 10 und 12 verwendete dielektrische Material aufweist,. Die Wellenleiter » anordnungen sind auf einem geeigneten Substrat 16 gebildete Ein geeignetes Substrat kann beispielsweise ein III= V=HaIbleiter wie GaAs sein= Das Substrat wird von einem Träger 15 mechanisch gehaltene Ein geeignetes dielektrisches Material ist Chalkogenidglas „ das unter Anwendung herkömmlicher Verfahren mittels-Hochfrequenz auf ein III~V-Halbleitersubstrat aufgesprüht werden kannoEntsprechende Brechungsindexunterschiede können durch geringfügige Einstellungen der Glasverbindung erzielt werden,, Brechungsindexänderungen können auch durch Anwendung von lonenimplantations- und Elektronenstrahlverfahren erreicht werdeno
Wie in Fig.1 dargestellt ist, liegen die getrennten Wellenleiter 10 und 12 mit Ausnahme des Bereichs s an dem. das Um~ schalten von einem Wellenleiter zum.anderen erwünscht ist»
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In einem Abstand voneinander, der größer als die Größenordnung der Breite der entsprechenden Wellenleiter ist. In dem Umschaltbereich liegen die zwei Wellenleiter dicht beieinander; der Abstand'liegt dabei in der Größenordnung, der entsprechenden Wellenleiterbreiten» In dem Bereich^ in dem die Wellenleiter dlcht beieinanderliegen, ist ein piezoelektrischer Film 13 aufgebracht. Der Film 18 besteht beispielsweise aus Zinkoxid« Es können auch andere bekannte piezoelektrische' Filme verv/sndet werden β
Auf dsm piezoelektrischen Film 18 sind kammartig ineinander- verzehate akustische Oberflächenvrellenwandler 20 und 22 gebildet, damit im Bereich des Schalters aus dein Wellenleiterpaars bei dem die Wellenleiter 10 und 12 dicht bsieinanderliegeii, eine akustischeOberflächenwelle angeregt werden, kann« Wie unten noch genauer erläutert i?:ird, ermöglicht die ä-msxische Oberflächenwelle das Umschalten von einen Wellenleiter zum anderen, Kammartig ineirianderverzahnte Oberflächen« ■^elXemrandier sind ebenso wie ihr Herstellungsverfahren bekannt,, so daß sie hier nicht näher beschrieben v/erden müssen.
Ab diaser Stelle ist eine kurze Beschreibung von passiven optischen Wellenleitern zum besseren Verständnis der Erfindung ■you Vorteil.
Elektromagnetische Wellen im Bereich optischer Frequenzen können in dielektrischen Platten und Wellenleiterstrukturen geführt' v/erden, in denen der Brechungsindex größer als dsr das Umgebungsmediums ist. Die Ausbreitung eines Wellentyps oder· eines Wellenmodus der· niedrigsten Ordnung ist bei entsprechenden geometrischen Abmessungen möglichf bei uenen Wellentypen, höherer Ordungen für die interessierende Frequenz unterhalb der Grenzfrequenz liegen» Bei einem Wellenleiter mit dem Brechungsindex rip mit rechtwinkligem Querschnitte der
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in ein Medium mit dem Brechungsindex η "bei n2>n,j eingebettet ist9 ist die Energie des niedrigsten Modus fast vollständig auf den Bereich mit dem höheren Brechungsindex begrenzt j wenn gilts
in dieser Gleichung sindi
λ = Wellenlänge im freien Raum und
¥ = Breite des Bereichs mit dem Brechungs
index Tip,
vorausgesetzt, daß die Bedingung 2 X /Wnp « 1 erfüllt ist. In diesem Fall können sich jedoch auch mehrere Wellentypen höherer Ordnung ebenso gut ausbreiten„ Alle Vellentypen höherer Ordnung liegen unterhalb der Grenzffequenz s so daß sich nur der Wellentyp mit der niedrigsten Ordnung ausbreiten kann, wenn die Bedingung
W /2 2x1/2 ^r,
oder ungefähr
A0 2
erfüllt istj damit eine Wellentyp-oder Moduswandlung und Strahlungsverluste an Biegungen des Wellenleiters an der Oberfläche verhindert werden^ wobei der minimale Biegungs= radius größer als R-m*n
in 4Äf
sein mußo
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Zum Anregen einer optischen Welle In dem Filmwellenleiter können verschiedene Yerfahren angewendet werden. Prismenkoppler und Oberflächengitter sind wirksame Vorrichtungen zum Einkoppeln eines Laserstrahls in den Wellenleiter.
In. den Figuren 2A und 23 sind Wellenleiter für die Verwendung Tbei dem In Fig»1 dargestellten Schalter mit einem asymmetrischen Wellenleiterpaar dargestellt.'Der Wellenleiter 30 weist eine Fortpflanzungskonstante ka auf. Die dem Grnndausbreltungsmodus im Wellenleiter 30 entsprechende Feldverteilimg ist durch die Kurve 52 angegeben. In Fig.2B ist der andere Wellenleiter 34 des asymmetrischen Wellenleiterpaares dargestellt. Der Wellenleiter 34 hat eine Fortpflanzungskonstante k·^, die sich von der Fortpflansungskonstante k_ unterscheidet« Die dem Grundausbreitungsmodus im Wellenleiter 34 entsprechende Feldverteilung ist durch die Kurve 36 angegeben.
Unter Bezugnahme auf den in FIg61 dargestellten Schalter mit einem Wellenleiterpaar sei zunächst angenommen, daß sich ein© Welle mit einer Feldverteilung gemäß der Kurve 32 nur im Wellenleiter 10 ausbreitet. In dem Bereich 35 von Fige1 j in dem die Wellenleiter 10 und 12 dicht beieinanderliegen, hat der Wellenleiter 12 einen geringfügigen Einfluß auf die Feldverteilung der sich Im Wellenleiter 10 ausbreitenden Welle* Dies ist in Fig„3A graphisch dargestellt, nach der eine Wechselwirkung zwischen zwei dicht nebeneinander-llegenden Wellenleitern eine leicht® Störung 40 Im Wellenleiter 12 hervorruft. Die Wechselwirkung mit dem Wellenleiter 12 erzeugt im Bereich 35 für den Wellenleiter 10 eine neue Fortpflanzungskonstante mit dem Wert k' . Jedoch
el
Ist k«a ungefähr gleich k&s Wach der Ausbreitung der Welle alt der Verteilung gemäß der Kurve 32 über den Bereich 35 hinaus, In dem die zwei Wellenleiter dicht nebeneinander-
liegen^ Ist der Wellenleiter 10 wieder durch eine Fort= pflanzungskonstante k gekennzeichnet-^ und die Welle 52 breitet sich ungehindert im Wellenleiter 10 weiter aus? sie hat nur infolge derWeehselwirkung einen geringen Verlust erfahren,.
In gleicherweise gilt für den FaIl8 daß sich ©ine Welle mit einer Feldverteilung gemäß- der Kurve 36 zunächst im Wellenleiter 12 ausbreitet- und im Wellenleiter 10 kein Signal vorhanden ists daß der Bereich 35 9 in-dem die Wellenleiter 10 und 12 dicht nebeneinanderliegens der Wellenleiter 12 eine Fortpflanzungskonstante k," aufweist, die etwa gleich der Fortpflanzungskonstanten k^ ist ο Dies Ist in Figo3B graphisch dargestellte. Wie der Darstellung zu entnehmen ists wird Im Wellenleiter 10 als Folge der sich im Wellenleiter 12 ausbreitenden Welle mit der Verteilung gemäß der Kurve 36 nur eine kleine Störung 42 erzeugte
Die Arbeltswelse des skusüsjh=optisch~gekoppelten asymmetrischen Wellenleiterspaars wird nun im Zusammenhang mit den Figuren 4 bis 6 beschriebene Zwei asymmetrische Wellenleiter A und B verlaufen anfänglich In einem ziemlichen Abstand voneinander,, wie im Bereich 40 dargestellt isto Beispielsweise ist dieser Abstand vorzugsweise größer als die Größenordnung der Breite eines der Wellenleiter., damit eine Wechselwirkung zwischen den beiden Wellenleitern vermindert wird» Die Abstände sind jedoch nicht kritisch. Die Wellenleiter A und B können von dielektrischen Materialien gebildet sein9 die in einen dielektrischen Träger eingebettet sindρ dessen Brechungsindex niedriger als der der Wellenleiter ist, wie oben bereits erklärt wurde» Die dielektrischen Materialien können auf einem geeigneten Substrat aus beispielsweise Galliumarsenid gebildet seins das InPIg04 nicht dargestellt ist«,
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Ein Verfahren ζην Bildung der Wellenleiter wird unten in ng mit den Figuren 8A "bis 8D
Dis swei Wellenleiter- k und B liegen im Bereich 42 dicht n®"beiiLeinand«i-ro Beispielsweise kann der- Abstand zwischen den Wellenleitern in der Größenordnung dar Brsite der Wellenleite? liegen^ Ia Bereich 42 ist ein piezoelektrisch©!" FiM aufgebrachte Auf dem piezoelektrischen FiIs sind unter Anvsesdnng herkömmlicher Verfahren kammartig ineinander verzahnte Wandler· 44 unc! 46 gebildete Es sind auch (nicht dargestellte ι Vorrichtungen vorgesehen^ siit aen^n an di© Wandler Signale angelegt werden können,, damit im Bereich 42 9ins skustisoüs Oberfläohenwells angelegt werden kann, ¥1® oben bereits erwähnt wurde., bewirkt die akusr.ische Ober-» fläonenwelle sine Änderung der Fc-rtpflanztingskonstanxe der Isieil^nleitsr A und Bc
is si beisp&lsweiss ein Signal betrachtet r. das sich anfänglich im ¥slleBieitsr A ausbreitete ¥snn keins akustische Welle vorhanden ist. durchläuft ein im Wellenleiter A ankommendes Signal dis Vorrichtung is "A15-Betriebs und. es verläßt die Vorrichtung immer noch im wellenleiter Av wobei es nur einen kleinen Kopplungsverlust erfahren JiatP wie in den Figiirsn 2 bis 3 dargestellt Ls'C.o Nach der Erfindung werden jedooli in-einem dielektrischen Wellenleiter akustisch-optische Wechselwirkungen angewendet s äarait Komentadditionen und. Momen-fcsubtrak-fcionen zur Änderung der Fortpflanzungskonstanten eine viellent^/pvrandlung erzeugen , ¥enn nach Fig,4 also akustische Wellen durch die Vorrichtung bei Ak- lZy/τ kp 5 geschickt werdeny dann erfolgt eine Umwandlung in den ng«! -Betriebs Die akustisch-optische !,"ecliselv/irkuns in dem signalführenden Wellenleiter ändert die" Fortpflanzungskonstante auf einen Wert«, den der ΐ/ellenleiter nicht, aufrechterhalten kann. Da der neue Wert- k, 8 vom benachbarten
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signalfreien Wellenleiter aufrechterhalten werden kann,, wirddie Kopplung z\irischen den Wellenleitern stark erhöht«,
Das Umschalten des Signals vom Wellenleiter A zum Wellenleiter B ist in den Figuren 5A bis 5D graphisch dargestellt«, Aus Fig.5A ist zu erkennen, daß nur im Wellenleiter A ein Signal vorhanden ist. In Fig.5B sind die in den Wellenleitern A und B dicht bei dem Wandler 44 vorhandenen relativen Signalwerte dargestellt«, Hier ändert die Wechselwirkung zwischen dem Wellenleiter B und dem Wellenleiter A die Fortpflanzungskonstante des Wellenleiters A auf den Wert k bis a8 o Die sich Grund der vom Wandler 44 erzeugten akustischen Oberflächenwellen ergebenden akustisch-optischen Wechselwirkungen ändern die Fortpflanzungskonstante des Wellenleiters A auf einen Wert, den dieser Wellenleiter nicht aufrechterhalten kann. Die akustisch-optischen Wechselwirkungen erzeugen jedocli eine Ausbreitungskontante k bis b5 s die einen Wert hat,, der vom signalfreien Wellenleiter B aufrechterhalten werden kann. Somit verschwindet im Bereich zwischen den Wandlern 44 und 46 das sich ursprünglich im Wellenleiter A ausbreitende Signal,, während der zuvor signalfreie Wellenleiter b nun ein Signal führt. Das heißt in anderen Worteng daß das Signal als Folge der akustisch-optischen Wechselwirkungen yom Wellenleiter A zum Wellenleiter B gekoppelt wird» Dies ist in Figo5C dargestellt» Die in Figo4 angegeben©! Pfeile 45 zeigen schematised die Kopplung des Signals vom Wellenleiter A zum ' Wellenleiter B,
In Fige53Ist die SignalvertelLung nach der Kopplung des Signals vom Wellenleiter A zum Wellenleiter B und nach der Trennung der zwei Wellenleiter dargestellte
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Das Koppeln eines Signals von einem Wellenleiter zu einem benachbarten Wellenleiter als Folge akustisch-optischer Wechselwirkungen ist in Fig.β dargestellt, wo sich zunächst ein durch den Vektor Kß dargestelltes Signal im Wellenleiter B fortpflanzt. Dieser Vektor gibt den Grundwellentyp der sich im Wellenleiter B ausbreitenden Welle an. Eine akustische Oberflächenwelle erzeugt eine durch den Vektor ΔΚ angegebene akustisch-optische Wechselwirkung« Die Addition des Vektors
Δ K mit dem Vektor "kL erzeugt ein Signal, das vom Wellenleiter B nicht weitergeführt werden kann. Das resultierende Signal paßt jedoch zum Vektor K, , der vom benachbarten Wellenleiter A aufrechterhalten werden kann, so daß das Signal tatsächlich vom Wellenleiter B zum Wellenleiter A gekoppelt wird.
Ein anderes Ausführungsbeispiel des Schalters mit einem Wellenleiterpaar nach der Erfindung ist in Fig.7 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform sind zwei d.ielektrische optische Wellenleiter A und B so gebildet, daß sie m dem Bereich, in dem der Schaltvorgang stattfinden soll, dicht nebeneinanderliegeng wobei der Abstand allgemein in der gleichen Größenordnung wie die Breite eines der Wellenleiter liegt.
5»
Der Fortpflanzungsvektor IL· des Grundwellentyps TE1 des Wellenleiters A paßt nicht zu einem Fortpflanzungsvektor E1 b für einen der Wellentypen T3iL, des Wellenleiters B. Jedoch paßt ein dem Wellentyp TE^ des Wellenleiters A entsprechender Fortpflanzungsvsktor K^ eu einem For.tpflanzungsvektor K1 b des Wellenleiters B. Vorzugsweise ist .dies der dem Grundwellentyp TE.,·, des Wellenleiters B entsprechende Vektor K1, .
Beim Wellenleiter A wird an einer Stelle, die von einem Signal im Wellenleiter A vor- dem Punkt, an dem das Umschalten des Signals zum Wellenleiter B gewünscht wird, durchlaufen wird,
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ein akustischer Oberflächenwellenwandler 48 gebildete Der Wandler kann aus einem kammartig ineinanderverzahnten Elektrodenmuster bestehen, das auf einem (nicht dargestellten) piezoelektrischen Film in einer ähnlichen Weise gebildet ist, wie im Zusammenhang mit dem Wandler 44 von Fig.4 dargestellt ist. Der Wandler 48 regt jedoch eineOberflächenwelle an2 die nur mit dem Wellenleiter A in Wechselwirkung tritto Die vom Wandler 48 angeregte akustische Oberflächenwelle ist so definiert, daß sie einen Fortpflanzungsvektor ΔΚ aufweist, der gleich der Differenz K1a~K-a ist. Wenn also keine akustische Oberflächenwelle angeregt wirds bleibt das Signal im Wellenleiter A, In Abhängigkeit von der Anregung
—■> einer akustischen Oberflächenwelle mit einem Vektor Δ Ε wird jedoch das Signal vom Wellenleiter A zum Wellenleiter B umgeschaltet. Daher wird das Umschalten durch eine selektive Aktivierung des Wandlers 48 gesteuert«
Unter Bezugnahme auf die Figuren 8A bis 8D wird ein Verfahren zur Herstellung eines Wellenleiters beschriebens der für das asymmetrische Wellenleiterpaar des erfindungsgemäßen Schalters verwendet werden kann. Dieses Herstellungsverfahren ist natürlich nur ein erläuterndes Beispiel; es können jederzeit auch andere Materialien und Verfahren angewendet werden,, wenn es erwünscht ist.
Auf einem Substrat 50, das beispielsweise aus Galliumarsenid besteht, wird ein erster Film 50 aus Chalkogenidglas gebildet.Das Glas kann mit Hilfe bekannter HF-Aufsprühverfahren gebildet werden. Das Glas ist so ausgewählt<, daß es einen bestimmten Brechungsindex aufweist. Wie in Fig.8 dargestellt ist, wird der Glasfilm 52 durch Belichten eines herkömmlichen Photoresists 54 durch eine Photomaske mit einem Muster versehen. Nun wird der Glasfilm 52 rund um die Photoresistmaske 54 entfernt, und auch der gehärtete Photoresist wird entfernt,
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so daß die Wellenleiter 56 und 57 entstehen. Dieses Herstellungsstadium ist in Fig.SC dargestellt. Beim nächsten Verfahrens schritt wird ein zweiter Film 58 aus Chalkogenidglas mit einem niederen Brechungsindex als das für den Film 52 verwendete Glas unter Anwendung von Hochfrequenz rand um die Wellenleiter 56 und 57 aufgedampfte Auf der Oberfläche des Glasfilms 58 wir el nun unter Anwendung herkömmlicher Verfahren ein piezoelektrischer Film 60 gebildet. Dieser Film 60 ist vorzugsweise nur in dein Bereich gebildet, in dem die zwei Wellenleiter 56 und 57 dicht nebeneinanderliegen» Schließlich werden auf den piezoelektrischen Film 60 unter Anwendung bekannter Verfahren (nicht dargestellte) kammartig ineinander versahnte Ofoerflächenwellenwandler hergestellt c.
Die Erfindung ist zwar in Zusammenhang ir.it einem speziellen Ausführungsbeispiel beschrieben worden, doch ist für den Fachmann offensichtlich, daß im Rahmen der Erfindung vielfältige Änderungen möglich sind=, So ist beispielsweise die akustische Welle so dargestellt, worden, daß sie sich in Längsrichtung der zwei Wellenleiter ausbreitet, doch kann auch eine Ausbreitung in Querrichtung angewendet werden.
Patentansprüche
BAD ORIGINAL
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Claims (1)

  1. Patentansprüche
    1y Schalter mit einem asymmetrischen Wellenleiterpaar zvm Koppeln eines Signals von einem Wellenleiter zu dem anderen Wellenleiter g gekennzeichnet durch
    (a) erste uni zweite im Abstand voneinander liegende dielektrische optische Wellenleiter mit unterschiedlichen Fortpflanzungskonstanten;, wobei einer der Wellenleiter ein Eingangssignal führts und
    (b) eine ¥orrichtung zur Erzeugung einerWechselwirkung zwischen einer akustischen Oberflächenwelle und wenigstens dem signalführenden Wellenleiter zur Änderung seiner Fortpflanzungskonstante auf einen Viert, der dem Grund«=· wellentyp der Wellenausbreitung des anderen Wellenleiters entspricht, so daß ein Umschalten des Signals von einem Wellenleiter zum anderen möglich ist»
    2e Schalter nach Anspruch 1S dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Erzeugung der Wechselwirkung einen piezo=· elektrischen Film über einem Abschnitt zumindest des signalführenden Wellenleiters und einen auf dem piezoelektrischen Film gebildeten kammartigen ineinander verzahnten Oberflächenwellenwandler enthält o
    3ο Schalter nach Anspruch I2, gekennzeichnet durch (a) ein Substrat mit einer Hauptfläche,
    ein erstes Dielektrikum mit einem ersten vorgewählten Brechungsindex^ das zur Bildung eines Paars im Abstand
    4098 1 9/0 TO S -■■ ^
    voneinander liegender ¥ellenleiter geformt ist,
    (c) ein zweites Dielektrikum mit einem zweiten Brechungsindex, der kleiner als der vorgewählte erste Brechungsindex ist, wobei das zweiteDielektrikum die Wellenleiter bedeckt,
    (d) einen über einem Abschnitt der zwei Wellenleiter liegenden Film aus piezoelektrischem Material und
    (e) einen auf dem Film gebildeten kammartig ineinander verzahnten Oberflächenwellenwandler zur Erzeugung einer akustischen Oberflächenwelle in dem Film.
    k. Schalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenleiter im Verlauf eines Abschnitts ihrer Länge im wesentlichen parallel und in einem Abstand voneinander
    verlaufen, der in der gleichen Größenordnung wie die Breite eines der Wellenleiter liegt, und daß die Wellenleiter mit Ausnahme des im wesentlichen parallelen Abschnitts in einem beträchtlichen Abstand voneinander liegen.
    5. Schalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat aus Halbleitermaterial besteht.
    6e Schalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Halbleitermaterial Galliumarsenid ist.
    7. Schalter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Dielektrikum und das zweite Dielektrikum aus.Chalkogenid-
    glas bestehen. - . ■ χ
    Verfahren zum Umschalten eines Signals "won ©in@m dielektrischen optischen Wellenleiter Mit einer ersten Fortpflanzungskonstante' zu einem zweiten dielektrischen optischen Wellenleiter mit einer zweiten Fortpflanzungs= konstante in dem Schalter nach einem derAasprüche 1 bis 7S dadurch gekennzeichnet9
    (a)9daß in einem der Wellenleiter ein Signal erzeugt wird9
    (b) daß eine akustische Oberflächenwelle erzeugt wird,, und
    (c) daß die Oberflächenwelle, mit wenigstens einem der Wellenleiter'zur Änderung seiner Fortpflanzungskonstante auf einen Wert,, der dem Grundwellentyp der Wellenaus= breitung des anderen Wellenleiters entspricht s in Wechseln wirkung gebracht
    Verfahren zum Umschalten eines Signals yqh einem dielektrischen optischen Wellenleiter mit einer ersten.vorgewählten Fortpflanzungskonstante zu einem zweitens in geringem Abstand davon befindlichen dielektrischen optischen Wellenleiter mit einer zweiten vorgewählten Fortpflanzungskonstante in dem Schalter nach einem derAnsprüche 1 bis 7? dadurch gekennzeichnet,
    (a) daß in dem einen Wellenleiter ein Signal erzeugt wird,
    (b) daß die erste Fortpflanzungskonstante auf einen Wert geändert wird," bei dem eine Fortpflanzung des Signals nicht unterstützt wird, und
    (c) daß gleichzeitig die zweite Fortpflanzungskonstante auf einen Wert geändert wird, bei dem die Fortpflanzung des Signals unterstützt wird.
    4 0 9 819/0709
    L e e r s e if
DE19732350908 1972-10-26 1973-10-10 Schalter mit einem asymmetrischen wellenleiterpaar Ceased DE2350908A1 (de)

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