DE2901074A1

DE2901074A1 - Elektrisch einstellbares optisches filter

Info

Publication number: DE2901074A1
Application number: DE19792901074
Authority: DE
Inventors: Rodney Clifford Alferness; Ronald Vernon Schmidt
Original assignee: Western Electric Co Inc
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1978-01-16
Filing date: 1979-01-12
Publication date: 1979-07-19
Also published as: CA1115402A; DE2901074C2; GB2012981A; US4146297A; GB2012981B; JPS6232457B2; JPS54130051A

Description

Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf einstellbare optische Filter.

Bei künftigen Übertragungssystemen mit optischen Fasern ist zu erwarten, daß mehrere optische Träger unterschiedlicher Wellenlänge im MuItiplex-Betrieb über eine einzelne Faser übertragen werden, um deren Informationsführungskapazität zu erhöhen. Vor kurzem sind Wellenlängen-Multiplexer vorgeführt worden, die mit Multimoden-Fasern kompatibel sind. Diese Multiplexer verwenden Linsen mit einem Gradienten im Brechungsindex und frequenzselektive Bauelemente, wie dielektrische Spiegel, Prismen und Beugungsgitter. Mehrere bekannte integrierte optische Filter beruhen auf Braggscher Reflexion in gerieften Wellenleiterstäben. Diese hochreflektierenden Beugungsgitterelemente waren im allgemeinen sehr schmalbandig und nicht zur Verwendung mit Halbleiterlasern geeignet, deren Betriebswellenlänge über mehrere Nanometer driften kann.

Ein bekanntes Filter ausreichender Bandbreite ist in der US-PS 39 57 341 (Taylor) beschrieben. Dieses Taylor-Filter verwendet einen Richtungskoppler aus zwei nichtidentischen

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Streifenwellenleitern, die einander schneidende Dispersionskurven haben. Die Wellenlängen in der Nähe des Schnittpunktes der Dispersionskurven, wo die Wellenleiter in der Phase angepaßt sind, können zum anderen Wellenleiter übertragen werden, der die Filterfunktion besorgt. Die Bandbreite des Filters bestimmt sich aus der relativen Wellenleiterdispersion und der Länge des Kopplers. Filter dieser Art stellen zu Beugungsgitterfilter im Gegensatz dahin, daß der Filteraufbau von Hause aus eine Kanaltrennung des gefilterten Lichtes in einem Streifenwellenleiter erzeugt. Das Filter ist also leicht breitbandig. Das Filter nach Taylor hat jedoch zwei Nachteile: Sowohl die Filter-Mittelwellenlänge und der Übertragungs-(crossover)Wirkungsgrad unterliegen ziemlich kritischen Herstellungstoleranzen.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein insbesondere in dieser Hinsicht verbessertes optisches Filter bereitzustellen.

Zur Lösung der Aufgabe geht die Erfindung aus von einem

elektrisch einstellbaren optischen Filter mit einem elektrooptischen Substrat, einem ersten dielektrischen Wellenleiter in dem Substrat mit einer ersten Kombination von Abmessungen und Brechungsindex und
einem zweiten dielektrischen Wellenleiter in dem Substrat

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mit einer verschiedenen Kombination von Abmessungen und Brechungsindex derart, daß die Fortpflanzungskonstante des zweiten Wellenleiters mit der des ersten bei nur einer. Wellenlänge identisch ist,

wobei der erste Wellenleiter gegenüber dem zweiten so angeordnet ist, daß die beiden auf einer ausreichenden Wechselwirkungslänge dicht beieinanderliegen derart, daß Lichtenergie nur in einem etwa auf die eine Wellenlänge zentrierten Wellenlängenbereich zwischen den beiden Wellenleitern selektiv gekoppelt ist.

Erfindungsgemäß ist dieses Filter dadurch gekennzeichnet, daß eine Elektrodenanordnung bei den beiden Wellenleitern derart angeordnet ist, daß ein an die Elektrodenanordnung angelegtes Potential entgegengesetzte Änderungen in den Brechungsindices der beiden Wellenleiter erzeugen kann.

Entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung ist das Filter aus zwei nichtidentischen dielektrischen Streifenwellen_ leitern aufgebaut, die in einem Substrat so angeordnet sind, daß sie über eine vorbestimmte Wechselwirkungslänge dicht befeinanderliegen. Da die Wellenleiter nichtidentisch sind, können sie mit getrennten unterschiedlichen Dispersionskennlinien derart hergestellt.werden, daß die beiden Wellenleiter einen identischen Brechungsindex nur bei einer einzigen WeI-

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lenlänge, der hier sogenannten Phasenanpaß-Wellenlänge ^₀, haben. Nur für Wellenlängen in der Nähe des Phasenanpaßwertes kann Energie vom einen auf den anderen Wellenleiter gekoppelt werden, wobei der Übertragungswirkungsgrad für Wellenlängen in der Nähe von Xq relativ hoch ist und für ausreichend von A₀ entfernte Wellenlängen effektiv Null wird.

Beim Ausführungsbeispiel sind zwei Elektrodenpaare nebeneinander längs der beiden Wellenleiter niedergeschlagen. Dabei ist die eine Elektrode jeden Paares auf dem einen Wellenleiter angeordnet, und die andere Elektrode auf dem anderen Wellenleiter. Demgemäß wird durch das Anlegen eines Potentials an jedes Elektrodenpaar ein elektrisches Feld in jedem der beiden Wellenleiter erzeugt. Durch die an die Elektroden angelegten Potentiale können die effektiven Brechungsindices der Wellenleiter durch den elektrooptischen Effekt geändert werden, und demgemäß kann auch die Wellenlänge, bei der maximale Energieübertragung auftritt, durch Ändern der Größe der angelegten Potentiale geändert werden. Darüberhinaus wird, wenn die gewünschte Phasenanpaßwellenlänge erreicht wird, jedes der Potentiale auf den beiden Elektrodenpaaren durch einen im wesentlichen gleichen aber entgegengesetzten Betrag gestört, um den Übertragungswirkungsgrad bei der Filtermittelwellenlänge auf einen dicht bei 100 % liegenden Wert einzustellen.

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Nachstehend ist die Erfindung anhand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsformen im einzelnen beschrieben; es zeigen:

Fig. 1 eine Schrägansicht eines bekannten Filters der in der eingangs erwähnten US-PS 39 57 341 beschriebenen Art,

Fig. 2 eine Schrägansicht einer erfindungsgemäß ausgebildeten Ausführungsform eines optischen Filters,

Fig. 3 eine Schnittansicht des Filters längs der Linie 3-3 in Fig. 2,

Fig. 4 bis 7 Diagramme zur Erläuterung der Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiele und

Fig. 8 bis 9 Schrägansichten von Wellenlängenmultiplex-Filtern entsprechend weiteren Ausführungsformen der Erfindung.

Bei dem bekannten Richtungskoppler-Filter nach Taylor sind - siehe Fig. 1 - zwei dielektrische Wellenleiter 10 und 20 in einem Lithiumniobatsubstrat 15 eingelassen. Die dielektrischen Wellenleiter 10 und 20 haben verschiedene Breiten W₁

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bzw. W₂ und verlaufen auf einer vorbestimmten Wechselwirkungslänge L in dichtem Abstand G zueinander. Diese Streifenwellenleiter können in dem Lithiumniobatsubstrat dadurch erzeugt werden, daß zunächst Titanmetall einer Dicke V^ in zwei verschiedenen Breiten W. und W₂ längs den für die Wellenleiter gewünschten Wegen auf einer Z-Schnitt-Oberfläche unter Verwendung üblicher photolithographischer Methoden niedergeschlagen wird. Der schmalere Titanstreifen der Breite W₁ wird dann mit Photoresist maskiert und das vorher niedergeschlagene Titanmetall, das dem beabsichtigten breiteren Wellenleiter entspricht, wird auf eine geringere Dicke C₂ mit Hilfe eines Ionenstrahls abgeätzt. Sodann wird das Titan bei 980 ⁰C 6 Stunden lang in das Lithiumniobat-Substrat zur Bildung der Wellenleiter eindiffundiert. Da die für den beabsichtigten breiteren Wellenleiter vorgesehene Metalldicke kleiner ist als die für den schmaleren Wellenleiter, wird der breitere Wellenleiter einen kleineren Substrat/Wellenleiter-Brechungsindexunterschied Δη₂ haben, als der Substrat/Wellenleiter-Brechungsindexunterschied ύη^ des schmaleren Wellenleiters. Als Folge hiervon haben die Wellenleiter deutlich unterschiedliche Dispersions-Kennlinien bezüglich der Wellenlänge.

Die Dispersionskennlinien der Wellenleiter 10 und 20 nach Fig. 1 sind in Fig. 5 durch die Kurven 51 bzw. 52 wiederge-

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geben, die die Abhängigkeit des effektiven Brechungsindexes N von der Wellenlänge wiedergeben. Wie dort dargestellt, sind die effektiven Brechungsindices der beiden Wellenleiter 10 und 20 nur bei einer Wellenlänge A₀ gleich. Nur bei dieser Phasenanpaß-Wellenlänge wird Energie vom einen auf den anderen Wellenleiter in kohärenter Form gekoppelt. Bei anderen Wellenlängen als dem Phasenanpaßwert kann die Energie wegen der unterschiedlichen Fortpflanzungsgeschwindigkeiten nicht so stark kohärent gekoppelt werden. Durch sorgfältige Steuerung der Metalldicke können diese Dispersionsbeziehungen während der Herstellung gesteuert werden und kann theoretisch vorbestimmt werden,. daß sich die beiden Kurven bei einer bestimmten gewünschten Mittelwellenlänge Aq schneiden.

Ein Versuch kann zum Erhalt einer Übertragung bei einer speziellen gewünschten Mittelwellenlänge gemacht werden, indem die beiden Wellenleiterbreiten W., und Wp, die Wellenleitertiefe h und die Dicke der Titanmetallniederschläge ausgewählt werden. Zur Errechnung der erforderlichen Parameter können dann die Näherungsformeln von J. M. Hammer verwendet werden. Siehe "Metal Diffused Stripe Waveguides: Approximate Closed Form Solution for Lower Order Modes" von J. M. Hammer, Applied Optics, Band 15', Nr. 2, Februar 1976, Seiten 319 - 320. Das solcherart konstruierte Filter kann dann zur Bestimmung

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der erreichten Übertragungswellenlänge geprüft werden. Zusätzlich können Messungen zur Bestimmung der Wellenleiterparameter für jeden der Streifenwellenleiter durchgeführt werden, und die Resultate dieser Messungen können dann zur Bestimmung herangezogen werden, welche Änderungen in der Metalldicke und/oder der ¥ellenleiterbreiten erforderlich sind, um die gewünschte Mittelwellenlänge zu erreichen. Alternativ können zwei oder mehr Filter mit variierenden Metalldicken und Wellenleiterbreiten hergestellt werden. Die Übertragung swell enläng en dieser Filter können über Dicke und/ oder Breite aufgetragen \\rerden, um im Wege einer Extrapolation zu bestimmen, welche Dimensionen im einzelnen zu benutzen sind, um eine bestimmte gewünschte Mittelwellenlänge zu erreichen.

Wie oben erwähnt, sind jedoch die Herstellungstoleranzen so, daß es selbst unter Verwendung der vorstehend beschriebenen Methoden schwierig ist, die Übertragungswellenlängen auf eine vorbestimmte gewünschte Wellenlänge genau einzustellen. Dieses ist im Hinblick auf den Umstand nicht überraschend, daß eine Änderung der Dicke des Metalls von 0,1 mn typischerweise zu einer Verschiebung der Mittelwellenlänge von annähernd 2,5 nm führt.

Der durch ein optisches Filter der in Fig. 1 dargestellten Art

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bereitgestellte Filterfunktionstyp ist in Fig. 4 dargestellt. Die Kurve 40 in Fig. 4 entspricht einer experimentell durchgemessenen Filterkennlinie, wie diese durch Vermessen eines Filters mit einem abstimmbaren Farbstofflaser erhalten wurde. Die gemessene Filterkennlinie 40 wurde für ein Filter mit folgenden Parametern erhalten: W^ gleich 1,5 Mikrometer; W₂ gleich 3 Mikrometer; L gleich 1 cm; G gleich 4 Mikrometer; Dicke des Titanniederschlages für den schmaleren Wellenleiter gleich 50 mn; Dicke des Titanmetallniederschlags für den breiteren Wellenleiter gleich 35 A¹. Wie aus Fig. 4 ersichtlich, beträgt der tJbertragungswirkungsgrad etwa 70 %»

Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 sind zwei Elektrodenpaare

25 und 26 auf beiden Wellenleitern 10 und 20 niedergeschlagen. Jedes Elektrodenpaar liegt mit seiner einen Elektrode (25¹ und

26 ♦) auf dem schmalen Wellenleiter 10 in der Wechselwirkungslängen-Zone und mit seiner anderen Elektrode (25" und 26") über dem breiteren Wellenleiter. Die Elektrodenpaare sind des weiteren nebeneinander so angeordnet, daß ein jedem Elektrodenpaar zugeführtes Potential ein elektrisches Feld in den Wellenleitern erzeugt, wie dieses durch die Feldlinie 30 in Fig. 3 dargestellt ist. Hiernach verläuft das elektrische Feld im einen Wellenleiter entgegengesetzt zu dem im anderen Wellenleiter. Als Folge hiervon können gleiche Potentiale beiden Elektrodenpaaren zugeführt werden, die eine Änderung in

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der Dispersions/Wellenlängen-Beziehung für beide Wellenleiter erzeugen. Durch Anlegen eines Potentials V an beide Elektrodenpaare werden die Effektivbrechungsindexkurven 51 und 52 in die neuen Lagen 53 bzw. 54 in Fig. 5 verschoben. Da das elektrische Feld in den beiden Wellenleitern entgegengesetzt gerichtet ist, erhöht sich der effektive Brechungsindex des einen Wellenleiters bei jeder gegebenen Wellenlänge, während sich der effektive Brechungsindex des anderen Wellenleiters bei dieser Wellenlänge verringert. Das Gesamtergebnis ist das, daß sich die neuen Dispersionskennlinien 53 und 54, die dem Zustand entsprechen, der bei an jedes der Elektrodenpaare angelegtem Potential V existiert, bei einer neuen Wellenlänge Ay schneiden. Demgemäß wird die Filterkennlinie verschoben, so daß die Filter-Mittelwellenlänge entsprechend dem maximalen Übertragungswirkungsgrad nunmehr bei der Wellenlänge λγ auftritt.

Die elektrooptisch induzierte relative Verschiebung der Mittelwellenlänge —τ— wird durch die spannungsinduzierte bruch-

teilige Änderung in (An₁ - Δη₂) bestimmt. Dieser letztere Unterschied ist für Wellenleiter in Lithiumniobat typischerweise klein und liegt in der Größenordnung von 5 x 10 . Änderungen dieser Größe können über den linearen elektrooptischen Effekt mit vernünftigen Spannungen erreicht werden. Der Typ einer Änderung in der Filter-Mittelwellenlänge, der für bestimmte

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Spannungsänderungen für eines der gebauten Filter erhalten werden kann, ist durch die Kurve 60 in Fig. 6 dargestellt. Für die durch die Kurve 60 in Fig. 6 dargestellte Vorrichtung wurde eine breite Abstimm-Rate von etwa 10 nm/Volt erreicht. Die Form der Filterkennlinie ist bei spannungsabgestimmter Vorrichtung im wesentlichen die selbe wie die durch die Kurve 40 in Fig. 4.dargestellte.

Ein Vorteil der Ausführungsform ist der, daß der Übertragungswirkungsgrad bei einer jeden Mittelwellenlänge auf annähernd 100 % erhöht werden kann. Dieser Vorteil ist die Folge der aufgeteilten Elektrodenanordnung. Nach elektrischer Abstimmung eines gegebenen Filters auf eine gewünschte Mittelwellenlänge (Phasenanpassungswellenlänge) durch Anlegen gleicher Potentiale an jedes Elektrodenpaar, wird das Potential an jeder der Elektrodenpaare um einen im wesentlichen gleichen und entgegengesetzten Betrag gegenüber dem anderen Elektrodenpaar gestört oder geändert. Wenn der Betrag der geänderten Spannung durch V dargestellt ist, dann wird die Spannung V₁ am einen Elektrodenpaar gleich V + V gemacht, während die Spannung V₂ am anderen Elektrodenpaar gleich V-V gemacht wird. Die Zufuhr dieser gestörten Spannungen zu jedem Elektrodenpaar 25 und 26 führt zu einer praktisch vollständigen· Übertragung, vorausgesetzt, daß die Wechselwirkungslänge L größer als eine und kleiner als drei

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Kopplungslängen ist. Der Wert von V hängt von der Länge L und der Kopplungsstärke zwischen den Wellenleitern ab.

Der Typ von Änderungen im maximalen Übertragungswirkungsgrad (d. h. im Übertragungswirkungsgrad bei der Filter-Mittelwellenlänge), die mit einem optischen Filter erhalten werden können, ist durch die Punkte in Fig. 7 dargestellt. Die Kreise in dieser Figur stellen den Übertragungswirkungsgrad dar, wie dieser bei verschiedenen Wellenlängen durch Anlegen identischer Spannungen an beide Elektrodenpaare erhalten wird. Die Kreuze stellen in dieser Figur den maximalen Übertragungswirkungsgrad dar, der durch Ändern der Spannungen an jedem der Elektrodenpaare durch gleiche, jedoch entgegengesetzte Beträge erhalten werden kann. Wie in Fig. 7 dargestellt, kann trotz der Änderung der Kopplungsstärke mit der Wellenlänge ein Übertragungswirkungsgrad von nahezu 100 % bei allen Wellenlängen erhalten werden, auf die das optische Filter abgestimmt werden kann.

Verschiedene alternative Ausführungsformen sind möglich. Beispielsweise kann die beschriebene Vorrichtung auch für wellenlängenabhängiges Echtzeit-Schalten oder Amplitudenmodulation durch Zuführen entsprechend zeitabhängiger Potentiale an die Elektrodenpaare, verwendet werden. Als wellenlängenabhängiger Amplitudenmodulator kann die Vorrichtung gleichzei-

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tig zur Erzeugung von Modulations- und Weilenlängenmultiplex-Funktionen verwendet werden. Außerdem können andere Substratmaterialien statt des Lithiumniobats verwendet werden, wobei auch andere Materialien als Titan in das Substrat diffundiert werden können, um dessen Brechungsindex zu erhöhen. Andere Elektrodenanordnungen, die den selben elektrooptischen Effekt zu erzeugen vermögen, bieten sich dem Fachmann gleichfalls an.

Mehrere der obigen Vorrichtungen können in Serie geschaltet werden, um eine Vorrichtung zu erhalten,, die eine beliebige Anzahl Trägerwellenlängen zu Multiplexieren oder Demultiplexieren vermag. Eine Vorrichtung zum Multiplexieren oder Demultiplexieren von vier getrennten Träger-Wellenlängen ist in Fig. 8 dargestellt. Vier getrennte Wellenleiter 81, 82, 83 und 84 sind in einem Lithiumniobatsubstrat 80 durch Eindiffundieren von Titanmetallstreifen unterschiedlicher Breite und Dicke vorhanden. Wie in Fig. 8 dargestellt, ist der Wellenleiter 84 der schmälste und ist im Substrat als eine zwischen den gegenüberliegenden Substratenden im wesentlichen gerade verlaufende Linie erzeugt. Die Wellenleiter 81, 82,und 83 sind zunehmend breiter und mit geeigneten Metalldicken wie beschrieben hergestellt. Sie sind im Substrat 80 so erzeugt, daß jeder Wellenleiter auf einer vorbestimmten Wechselwirkungslänge dicht beim Wellenleiter 84 verläuft. Auf jedem der Wech-

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selwirkungslänge entsprechenden Teil der Wellenleiter 81, 82 und 83 ist eine Einzelelektrode angeordnet. Die Elektroden sind in Fig. 8 mit 85C, 86C und 87C bezeichnet, wobei die Elektrode 85C am linken Ende weggebrochen dargestellt ist, um anzudeuten, daß jede dieser Elektroden auf einem Wellenleiterteil im Substrat angeordnet ist. Je zwei Elektroden sind auf jedem Abschnitt des Wellenleiters 84 angeordnet, der.den Abschnitten der Wellenleiter 81 bis 83 dicht benachbart ist. Diese Elektroden sind in Fig. 8 mit 85A, 85B, 86A, 86B, 87A und 87B bezeichnet. Die Einzelelektroden 85C, 86C und 87C liegen je an Erde, und es werden unterschiedliche Spannungen an jede der übrigen Elektroden des Wellenleiters 84 angelegt, um die Mittelfrequenz jedes Filters auf die richtige Wellenlänge zu schieben und zusätzlich den Übertragungswirkungsgrad bei dieser Wellenlänge auf einen dicht bei 100 % liegenden Maximalwert anzuheben. Beim Betrieb als Demultiplexer können vier getrennte Wellenlängen in das eine Ende des Wellenleiters 84 eingekoppelt werden, wie dieses durch den Strahl 88 dargestellt ist. Diese Wellenlängen werden durch die Filter 85, 86 und 87 räumlich voneinander getrennt, um je eine einzige Wellenlänge am Ausgang jedes Wellenleiters 81 bis 84 bereitzustellen. Der Betrieb des Bauelementes ist reziprok, es können deshalb vier getrennte Wellenlängen genauso leicht in einen einzelnen Wellenleiter eingekoppelt verden.

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In dem speziellen Fall eines Multiplexierens oder Demultiplexierens von nur drei unterschiedlichen Trägerwellenlängen kann das aus drei Streifenwellenleitern und Elektroden aufgebaute Bauelement nach Fig. 9 verwendet werden. Hiernach sind drei parallele Wellenleiter 91, 92 und 93 auf einer Wechselwirkungslänge in dichter Nachbarschaft derart, daß Licht gleichzeitig zwischen dem Mittelwellenleiter 93 und jedem der beiden äußeren Wellenleiter 91 oder 92 gekoppelt werden kann. Die äußeren Wellenleiter 91 und 92 sind räumlich ausreichend getrennt, so daß keine direkte Kopplung hierzwischen besteht. Auch hier werden die Wellenleiter in ähnlicher Weise so erzeugt, daß sich die Dispersionskurve des mittleren Wellenleiters 93 mit der des einen äußeren Wellenleiters 91 bei λ-« und mit der des anderen äußeren Wellenleiters 93 bei Λ £ schneiden. Trägerwellenlängen A-i> A₂ und λ ·, werden durch verschiedene Filterbandbreiten spektral separiert.

Wie in Fig. 9 dargestellt, ist eine Einzelelektrode auf dem Wellenleiter 93 in dem Bereich niedergeschlagen, wo dieser Wellenleiter in dichter Nachbarschaft zu den Wellenleitern 91 und 92 verläuft. Je zwei Elektroden (96A, 96B und 97A, 97B) sind auf die äquivalente Wechselwirkungszone der Wellenleiter 91 bzw. 92 niedergeschlagen. Durch Anlegen entsprechender Potentiale an diese Elektroden können unter Verwendung des elektrooptischen Effektes die Filtermittelwellenlängen ^₁

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und Λ ρ elektrisch durch die Vorspannungen V^' und Vp' abgestimmt werden. Weiterhin können die Übertragungswirkungsgrade bei diesen Wellenlängen elektrisch auf nahezu 100 % durch Anlegen geeigneter Störspannungen £ AV^ '■ an das Elektrodenpaar 96A-96B des unteren Wellenleiters 91 und ± ^,V₂ ¹ an das Elektrodenpaar 97A-97B des oberen Wellenleiters 92.

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Claims

BLUMBACH · WESER . BERGEN · KRAMER

ZWIRNER · . BREHM 29 Q 107 4

PATENTANWÄLTE IN MÜNCHEN UND WIESBADEN

Patentconsult Radeckestraße 43 8000 München 60 Telefon (089) 883603/883604 Telex 05-212313 Telegramme Patentconsult Patentconsult Sonnenberger Straße 43 6200 Wiesbaden Telefon (06121) 562943/561998 Telex 04-186237 Telegramme Patentconsult

Western Electric Company, Incorporated

New York, N.Y., USA Alferness 1-8

Elektrisch einstellbares optisches Filter

Patentansprüche

Elektrisch einstellbares optisches Filter mit einem elektrooptischen Substrat (15), einem ersten dielektrischen Wellenleiter in dem Substrat mit einer ersten Kombination von Abmessungen und Brechungsindex und

einem zweiten dielektrischen Wellenleiter in dem Substrat mit einer verschiedenen Kombination von Abmessungen und Brechungsindex derart, daß die Fortpflanzungskonstante des zweiten Wellenleiters mit der des ersten bei nur einer Wellenlänge identisch ist,

München: R. Kramer Dipl.-Ing. · W. Weser Dipl.-Phys. Dr. rer. nat. . P. Hirsch Dipl.-Ing. . H. P. Brehm Dipl.-Chem. Dr. phil. nat. Wiesbaden: P.G. Blumbach Dipl.-Ing. · P.Bergen Dipl.-Ing. Dr. jur. · G. Zv/irner Dipl.-Ing. Dipl.-W.-Ing.

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OfilGiNAL INSPECTED^

wobei der erste Wellenleiter gegenüber dem zweiten so angeordnet ist, daß die beiden auf einer ausreichenden Wechselwirkungslänge (L) dicht beieinanderliegen derart, daß Lichtenergie nur in einem etwa auf die eine Wellenlänge zentrierten Wellenlängenbereich zwischen den beiden Wellenleitern selektiv gekoppelt ist,
dadurch gekennzeichnet , daß eine Elektrodenanordnung (25, 26) bei den beiden Wellenleitern (10, 20) derart angeordnet ist, daß ein an die Elektrodenanordnung angelegtes Potential entgegengesetzte Änderungen in den Brechungsindices der beiden Wellenleiter erzeugen kann.
2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenanordnung so aufgebaut ist, daß in jeder Hälfte der Wechselwirkungslänge unterschiedliche elektrische Feldstärken erzeugbar sind.
3. Filter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenanordnung zwei Elektrodenpaare (25^f, 25"; 26', 26») aufweist, die über dem ersten und zweiten dielektrischen Wellenleiter befestigt sind, wobei jedes Elektrodenpaar so angeordnet ist, daß ein diesem Elektrodenpaar zugeführtes Potential eine elektrische Feldstärke in nur der halben Wechselwirkungslänge erzeugt.

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ORIGINAL INSPECTED
4. Filter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat hauptsächlich aus Lithiumniobat besteht und daß der erste und zweite dielektrische Wellenleiter in dem Substrat durch dort vorhandenes Titan definiert sind.
5. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,

daß in dem Substrat ein oder mehrere zusätzliche Wellenleiter (82, 83) mit je einer Kombination von Abmessungen und Brechungsindex vorgesehen sind, die sowohl gegenüber dem ersten und zweiten Wellenleiter (84, 81) als auch untereinander verschieden sind derart, daß jeder Wellenleiter eine Fortpflanzungskonstante besitzt, die mit der des ersten Wellenleiters nur bei je einer Wellenlänge identisch ist,

daß die Wellenleiter gegenüber dem ersten Wellenleiter räumlich so angeordnet sind, daß der zweite und die weiteren Wellenleiter je auf einer Wechselwirkungslänge dicht beim ersten Wellenleiter liegen derart, daß Lichtenergie zwischen dem ersten Wellenleiter und jedem der anderen Wellenleiter in einem Wellenlängenbereich selektiv gekoppelt ist, und

daß zusätzliche Elektrodenanordnungen (86, 97) vorgesehen sind, die je bei der Wechselwirkungslänge des ersten Wellen-

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leiters mit dem entsprechenden zusätzlichen Wellenleiter derart angeordnet sind, daß ein der betroffenen Elektrodenanordnung zugeführtes Potential entgegengesetzte Änderungen im Brechungsindex des ersten Wellenleiters und des je betroffenen zusätzlichen Wellenleiters erzeugen kann, wobei das Filter als ein Multiplexer/Demultiplexer dient.
6. Filter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jede Elektrodenanordnung eine einzelne Elektrode (85C, 86C, 87C), die je über dem zweiten und den zusätzlichen Wellenleitern in der betroffenen Wechselwirkungslängen-Zone der Wellenleiter niedergeschlagen ist, und zwei Elektroden (85A, 85B, 86A, 86B, 87A, 87B) aufweist, die über dem ersten Wellenleiter in jeder von dessen Wechselwirkungslängen-Zonen niedergeschlagen sind.
7. Filter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite und wenigstens einer der weiteren Wellenleiter gegenüber dem ersten Wellenleiter räumlich so orientiert sind, daß sie mit diesem einen gemeinsame Wechselwirkungslängen-Zone (Fig. 9) haben.
8. Filter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenanordnung eine einzelne Elektrode, die über dem ersten Wellenleiter in der gemeinsamen

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Wechselwirkungslängen-Zone niedergeschlagen ist, und wenigstens zwei Elektroden (96A, 96B, 97A, 97B) aufweist, die über jedem der beiden Sekundär-Wellenleiter in der Wechselwirkungslängen-Zone niedergeschlagen sind.

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