DE3002956A1 - Optischer schalter - Google Patents

Optischer schalter

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DE3002956A1
DE3002956A1 DE19803002956 DE3002956A DE3002956A1 DE 3002956 A1 DE3002956 A1 DE 3002956A1 DE 19803002956 DE19803002956 DE 19803002956 DE 3002956 A DE3002956 A DE 3002956A DE 3002956 A1 DE3002956 A1 DE 3002956A1
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optical switch
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Joachim Dipl.-Ing. 7015 Korntal Lauckner
Dipl.-Phys. Felix 7000 Stuttgart Lutz
Gerhard 7148 Remseck Seibold
Dipl.-Phys. Hans 7141 Schieberdingen Volz
Gerhard 7000 Stuttgart Wessel
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Alcatel Lucent Deutschland AG
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Standard Elektrik Lorenz AG
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    • 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 
    • G02F1/03—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  based on ceramics or electro-optical crystals, e.g. exhibiting Pockels effect or Kerr effect
    • G02F1/055—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  based on ceramics or electro-optical crystals, e.g. exhibiting Pockels effect or Kerr effect the active material being a ceramic
    • G02F1/0551—Constructional details

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Description

STANDARD ELEKTRIK LORENZ
AKTIENGESELLSCHAFT
Stuttgart
J.Lauckner-F.Lutz-G.Seibold-G.Wessel-H.Vola 5-!;-ι:>~29-1
Optischer Schalter
Die Anmeldung betrifft einen optischen Schalter unter Verwendung einer mit Elektroden versehenen, lichtdurchlässig steuerbaren ferroelektrischen Keramik, die zwischen einem rolarioator und einem Analysator angeordnet ist.
Derartige optische Schalter sind bekannt ("Transparente Keramik für die Optik" in PUNKSCHAU 1975, H. 19 S. 605). BoJ dem bekannten optischen Schalter, bei dem als ferroelektrisch?; Keramik (PZT transparentes Bleizirkonat-Bleitinat) verwendet wird, sind die Elektroden für die Steuerung der Doppelbrechung der ferroelektrischen Keramik in interdigitaler Form (ineinandergreifende Kammstrukturen) unmittelbar auf der Oberfläche der Keramikscheibe aufgebracht.
Der Aufbau des bekannten optischen Schalters sowie die Anordnung der Elektroden unmittelbar auf der Keramikscheibe weisen jedoch noch Nachteile auf, welche es sogar unmöglich machen,
Bö/Sam ./.
22.1.1980
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BAD ORIGINAL
J.Lauckner-F.Lutz-G.Seibold-G.Wessel-H.Volz 5-5-5-29-1
derart.ige optisch Schalter für bestimmte Anwendungszwecke herzustellen. So ist es wegen der ungünstigen Oberflächeneigenschaften der ferroelektrischen Keramikscheibe schwierig Elektroden aufzubringen, die eine gute Haftung auf der Keramik während einer ausreichend großen Zeitspanne besitzen. Da desweiteren die Keramikscheiben mit einem vertretbaren Aufwand und da.her wirtschaftlich nur bis zu einer bestimmten Größe (z.B. bis 10 cm 0) hergestellt werden können, ist es nicht möglich optische Schalter in dem bekannten Aufbau herzustellen, die beispielsweise eine Länge von 20 cm und mehr besitzen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den eingangs erwähnten optischen Schalter in der Weise zu verbessern, daß er in einfacher Weise wirtschaftlich in größeren Abmessungen hergestellt werden kann.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch wenigstens einen mit Elektroden versehenen lichtdurchlässigen, nicht doppelbrechenden Träger, der im Bereich der Elektroden mit einer begrenzten flächenhaften Schicht aus ferroelektrischer Keramik versehen ist.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 12 enthalten, welche nachstehend anhand der Figuren 1 bis 3 erläutert sind. Es zeigen:
Fig. 1: eine Draufsicht auf den Teil des optischen Schalters, mit dem dessen Doppelbrechung gesteuert wird,
Fig. 2: eine perspektivische Darstellung der Anordnung gemäß Figur 1 und
Fig. 3: eine geänderte Ausführungsform der Anordnung gemäß Fisur 1
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- 6 J.Lauckner-F.Lutz-G.Seibold-G.Wessel-H.Volz 5-5-5-29-1
Figuren 1 und 2 zeigen eine Anordnung, welche bei dem erfindungsgemäßen Schalter anstelle der bekannten mit Elektroden versehenen Keramikscheibe angeordnet ist. Diese Anordnung besteht aus der Trägerplatte 1, die mit den Elektroden ? versehen ist. Auf der Trägerplatte 1 ist der Steg aus ferroe]el<~ trischer Keramik befestigt. Bei dem in Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Steg linienförmig angeordnet und kann aus mehreren Teilstegen, z.B. den Teilstegen 3 und 5\ wejohe bei 4 stumpf aneinanderstoßen bestehen.
Die in den Figuren 1 und 2 gezeigte Anordnung ist für einen optischen Schalter vorgesehen, der eine sehr viel größere Länge als Breite besitzt. Er besitzt eine sehr große Anzahl von Elektroden, welche in zeitlicher Aufeinanderfolge an Spannung gelegt werden sollen, so daß nacheinander jeweils ein punkt- oder streifenförmiger Bereich des ferroelektrischen Keramiksteges lichtdurchlässig geschaltet wird. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel beträgt die Breite der einzelnen Elektroden ca. 50 ja und der Abstand zwischen zwei Elektroden ca. 90 u.
Die Trägerplatte 1 kann beispielsweise aus Glas oder Kunststoffolien bzw. -platten bestehen. Die Elektroden sind in an sich bekannter Weise aus aufgedampftem Zinnoxid, Chrom-Gold-Schichten oder einem aufgesprühten Kupferfilm hergestellt. Sie können entweder - wie aus Figur 2 erkennbar - erhaben auf der Trägerplatte oder in entsprechenden, vorher in die Trägerplatte eingebrachten, z.B. eingesägten Vertiefungen angeordnet sein.
Wenn die ferroelektrische Keramik nicht durch Aufdampfen oder dgl. aufgebracht ist, sind für die Befestigung der
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Keramikstege) gleichfalls mehrere Lösungen denkbar. Wenn dir optische Schalter in der Weise aufgebaut ist, daß aus zwei mit Elektroden versehenen Trägerplatten ein Küvette gebildet wird, dann kann der Keramiksteg zwischen den Trägerplatten festgehalten werden. Bei einer solchen AusfUhrungsform können die Trägerplatten gleichzeitig als Polarisator und Analysator dienen, welches dadurch verwirklicht wird, daß die TrägerpJatten entweder selbst entsprechende Eigenschaften besitzen oaer mit. derartige Eigenschaften aufweisenden Schichten versehen werden, ·
Wenn der optische Schalter nur eine Trägerplatte besitzt, wie die Figuren verdeutlichen, dann können die Keramikstege mittels eines optischen Klebers oder eines Glaslotes auf der Trägerplatte befestigt sein.
Figur 3 zeigt eine gegenüber der Anordnung gemäß Figur 1 in der Weise etwas abgeänderte Anordnung, daß die Koramikstege nicht mehr in einer Linie angeordnet sind. Bei dieser Ausi'ührungsform sind die Keramikstege an der Stoßstelle, wo ihre Enden aneinanderstoßen, um eine Stegbreite gegeneinander versetzt angeordnet und überlappen einander geringfügig. Der auf den Keramiksteg 3T folgende - nicht gezeigte - Keramiksteg liegt dann wMer in einer Linie mit dem Keramiksteg 3-
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Leerseife

Claims (1)

  1. J.Lauckner-F.Lutz-G.Seibold-G.Wessel-H.Volz 5-5-5-29-1
    Patentansprüche:
    11)JOptischer Schalter unter Verwendung einer mit Elektroden versehenen, lichtdurchlässig steuerbaren ferroelektrischen Keramik, die zwischen einem Polarisator und einem Analysator angeordnet ist,
    gekennzeichnet durch wenigstens einen mit Elektroden versehenen lichtdurchlässigen, nicht doppelbrechenden Träger der im Bereich der Elektroden mit einer begrenzten flächenhaften Schicht aus ferroelektrischer Keramik versehen ist.
    2) Optischer Schalter nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden auf einer der großflächigen Oberflächen einer Trägerplatte angeordnet sind und die ferroelektrische Keramikschicht aus wenigstens einem auf der Trägerplatte befestigtem Steg aus ferroelektrischer Keramik besteht.
    3) Optischer Schalter nach Anspruch I3
    dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden auf einer der großflächige -> Oberflächen einer Trägerplatte angeordnet sind und die ferroelektrische Keramikschicht als Dünnschicht aufgebracht ist.
    i| )· Optischer Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden auf einer der großflächigen Oberflächen von zwei Trägerplatten angeordnet sind und der Steg aus ferroelektrischer Keramik zwischen den mit einander zugewandten Elektroden flach aufeinander liegenden Trägerplatten befestigt ist.
    Bö/Sani
    21.1.198ο 130031/0411 ·'■
    BAD ORIGINAL
    - 2 J.Lauckner-F.Lutz-G.Seibold-G.Wessel-H.Volz 5-5-5-29-1
    5) Optischer Schalter nach Anspruch 1^1
    dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerplatten zu einer Küvette ergänzt sind und der Raum innerhalb der Trägerplatten mit einer transparenten dielektrischen Flüssigkeit gefüllt ist.
    6) Optischer Schalter nach Anspruch 1 und wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerplatte (η) gleichzeitig als Polarisator und Analysator ausgebildet ist.
    7) Optischer Schalter nach Anspruch 1 und wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 6,
    dadurch gekenn zeichnet, daß die Elektroden aus einem elektrischen leitenden Werkstoff bestehen und aufgedampft oder aufgesprüht sind.
    8) Optischer Schalter nach Anspruch 1 und wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden in die Oberfläche der Trägerplatten eingebrachten Vertiefungen angeordnet sind.
    9) Optischer Schalter nach Anspruch 1 und wenigstens einem der Ansprüche 2 bis S,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Stege aus ferroelektrischer Keramik mittels eines transparenten, nicht doppelbrechenden, elektrisch nicht leitenden Klebers mit hoher Dielektrizitätskonstante auf der Trägerplatte befestigt sind.
    130031/041 1
    - 3 J.Lauckner-F.Lutz-G.Seibold-G.Wessel-H.Volz 5-5-5-29-I
    10) Optischer Schalter nach Anspruch 1 und wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Stege aus ferroelektrischer Keramik mittels eines Glaslotes auf der Trägerplatte befestigt sind.
    11) Optischer Schalter nach Anspruch 1 und wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 10,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Stege aus ferroelektrischer Keramik aus mehreren Stegen endlicher Länge zusammengesetzt sind, die in einer Linie angeordnet sind und an den Stoßstellen stumpf aneinander stoßen.
    12) Optischer Schalter nach Anspruch 1 und wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 11,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Stege aus ferroelektrischer Keramik aus mehreren Stegen endlicher Länge zusammengesetzt sind, die an den Stoßstellen um eine Stegbreite zueinander versetzt und überlappend angeordnet sind.
    130031 /041 1 BAD ORIGINAL
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