DE3002956C2

DE3002956C2 - Elektrooptischer Schalter

Info

Publication number: DE3002956C2
Application number: DE3002956A
Authority: DE
Inventors: Joachim Dipl.-Ing. 7015 Korntal Lauckner; Felix Dipl.-Phys. 7000 Stuttgart Lutz; Gerhard 7148 Remseck Seibold; Hans Dipl.-Phys. 7141 Schwieberdingen Volz; Gerhard 7000 Stuttgart Wessel
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1980-01-29
Filing date: 1980-01-29
Publication date: 1983-12-15
Also published as: US4413886A; FR2474702A1; JPS56113118A; GB2068577A; DE3002956A1; FR2474702B1; GB2068577B

Description

Die Anmeldung betrifft einen unter Ausnutzung des transversalen elektrooptischen Effektes aufgebauten optischen Schalter m'it einer mittels streifenförmiger Elektroden lichtdurchlässig steuerbarer ferroelektiv schen Keramik, welche im Lichtstrahlengang zwischen einem Polarisator und einem Analysator angeordnet ist.

Derartige optische Schalter sind bekannt (»Transparente Keramik für die Optik« in FUNKSCHAU 1975, H. 19, S. 605). Bei dem bekannten optischen Schalter, bei dem als ferroelektrisohe 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, derartige optische Schalter für bestimmte Anwendungszwecke herzustellen. So ist es wegen der ungünstigen Oberflächeneigenschäften der ferroelektrischen Keramikscheibe schwierig, Elektroden aufzubringen, die eine gute Haftung auf der Keramik während einer ausreichend großen Zeitspanne besitzen. Da des weiteren die Keramikscheiben mit einem vertretbaren Aufwand und daher 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.

Es ist auch ein unter Ausnutzung des transversalen elektrooptischen Effektes aufgebauter optischer Schalter mit einer mittels streifenförmiger Elektroden lichtdurchlässig steuerbaren ferroelektrischen Keramik, welche im Lichtstrahlengang zwischen einem Polarisator und einem Analysator angeordnet sind, bekannt. Bei dem bekannten optischen Schalter sind die Elektroden auf der ferroelektrischen Keramik angeordnet und er weist eine Gesamtlänge von ca. 3,25 cm auf. Der bekannte Schalter kann nicht in einer größeren Länge von beispielsweise 20 cm Länge hergestellt werden.

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 dadurch gelöst, daß die Elektroden auf einem lichtdurchlässigen, nicht doppelbrechenden Träger angeordnet sind, auf dem im Bereich der Elektroden eine begrenzte flächenhafte Schicht aus ferroelektrischer Keramik, deren Länge sehr viel größer und deren Breite kleiner als die Elektrodenlänge ist, angeordnet ist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 12 enthalten, welche nachstehend anhand der F i g. I bis 3 erläutert sind. Es zeigt

Fig. I eine Draufsicht auf den Teil des optischen Schalters, mit dem dessen Doppelbrechung gesteuert

Fig.2 eine perspektivische Darstellung der Anordnunggemäß F i g. 1 und

Fig.3 eine geänderte Ausführungsform der Anordnung gemäß F i g. 1.

F i g. 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 2 versehen ist. Auf der Trägerplatte 1 ist der Steg aus ferroelektrischer Keramik befestigt. Bei dem in F i g. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Steg linienförmig angeordnet und kann aus mehreren Teilstegen, z. B. den Teilstegen 3 und 3', welche bei 4 stumpf aneinanderstoßen, bestehen.

Die in den Fig. 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 Kerarriksteges lichtdurchlässig geschaltet wird. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel beträgt die Breite der einzelnen Elektroden ca. 50 μ und der Abstand zwischen zwei Elektroden ca. 90 μ.

Die Trägerplatte 1 kann beispielsweise aus Glas oder Kunststoffolien bzw. -platten bestehen. Die Elektroden sind in an sich bekannter Weise au» aufgedampftem Zinnoxid. Chrom-Gold-Schichten oder einem aufgesprühten Kupferfilm hergestellt Sie können entweder — wie aus Fig.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 Keramikstege gleichfalls mehrere Lösungen denkbar. Wenn der optische Schalter in der -Weise aufgebaut ist, daß aus zwei mit Elektroden versehenen Trägerplatten eine Küvette gebildet wird, dann kann der Keramiksteg zwischen den Trägerpiatten festgehalten werden. Bei einer solchen Ausführungsform können die Trägerplatten gleichzeitig als Polarisator und Analysator dienen, welches dadurch verwirklicht wird, daß die Trägerplatten entweder selbst entsprechende Eigenschaften besitzen oder mit derartige Eigenschaften aufweisenden Schichten versehen werden.

Wenn der optische Schalter nur eine Trägerplatte besitzt, wie üie Figuren verdeutlichen, dann können die Keramikstege mittels eines optisch'..': Klebers oder eines Glaslotes auf der Trägerplatte befestigt sein.

F i g. 3 zeigt eine gegenüber der Anordnung gemäß F i g. 1 in der Weise etwas abgeänderte Anordnung, daß die Keramikstege nicht mehr in einer Linie angeordnet sind. Bei dieser Ausführungsform sind die Keramikstege an der Stoßstelle, wo ihre Enden aneinanderstoßen, um eine Stegbreite gegeneinander versetzt angeordnet und überlappen einander geringfügig. Derauf den Keramiksteg 3' folgende — nicht gezeigte — Kerarmksteg liegt dann wieder in einer Linie mit dem Keramiksteg 3.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Unter Ausnutzung des transversalen elektrooptischen Effektes aufgebauter optischer Schalter mit einer mittels streifenförmiger Elektroden lichtdurchlässig steuerbarer ferroelektrischen Keramik, wel-•che im Lichtstrahlengang zwischen einem Polarisator und einem Analysator angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden auf einem lichtdurchlässigen, nicht doppelbrechenden Träger angeordnet sind, auf dem im Bereich der Elektroden eine begrenzte flächenhafte Schicht aus ferroelektrischer Keramik, deren Länge sehr viel größer und deren Breite kleiner als die Elektroden- !änge ist, angeordnet ist^

2. Optischer Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ferroelektrische Keramikschicht aus wenigstens einem auf der Trägerplatte befestigten Steg aus ferroelektrischer Keramik besteht.

3. Optischer Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ferroelektrische Keramikschicht als Dünnschicht aufgebracht ist.

4. 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 aufeinanderliegenden Trägerplatten befestigt ist

5. Optischer Schalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerplatten zu einer Küvette ergänzt sind und der Raum innerhalb der Trägerplatten mit einer trasr;oarenten dielektrisehen Flüssigkeit gefüllt ist.

6. Optischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerplatte^) gleichzeitig als Polarisator und Analysator ausgebildet ist.

7. Optischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden aufgedampft oder aufgesprüht sind.

8. Optischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden in in die Oberfläche der Trägerplatten eingebrachten Vertiefungen angeordnet sind.

9. Optischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Steg aus ferroelektrischer Keramik mittels eines transparenten, nicht doppelbrechenden, elektrisch nicht leitenden Klebers mit hoher Dielektrizitätskonstante auf der Trägerplatte befestigt ist

10. Optischer Schalter nach einem der Ansprüche I bis 9, dadurch gekennzeichnet daß der Steg aus ferroelektrischer Keramik mittels eines Glasloles auf der Trägerplatte befestigt ist

11. Optischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Steg aus ferroelektrischer Keramik aus mehreren Stegen endlicher Länge zusammengesetzt ist, die in einer Linie angeordnet sind und an den Stoßstellen stumpf aneinanderstoßen,

12. Optischer Schalter nach einem der Ansprüche I bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Steg aus ferroelektrischer Keramik aus mehreren Stegen endlicher Länge zusammengesetzt ist, die an den Stoßstellen um eine Stegbreite zueinander versetzt und überlappend angeordnet sind.