DE3820171C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Detektor für optische Strahlung, die in einem Wellenleiter geführt ist, und bei der ein Teil des evaneszenten Anteils in den strahlungsem­ pfindlichen Bereich des Detektors eingekoppelt ist.

Bei der herkömmlichen Kopplung einer optischen Faser mit einem Detektor trifft die optische Strahlung senkrecht auf die Oberfläche des Detektors auf. Um eine optimale Kopp­ lung zu erhalten, müssen Faser und Detektor genau zueinan­ der justiert sein.

Diese bekannte Art der Kopplung hat nicht nur den Nach­ teil, daß ein vergleichsweise hoher Justieraufwand erfor­ derlich ist, sondern auch den Nachteil, daß sich diese bekannten Wellenleiter/Detektor-Kombinationen nicht zur Integration in ein Substrat eignen.

Es ist deshalb in der US-PS 36 10 727 vorgeschlagen wor­ den, zumindest einen Teil des evaneszenten Anteils der in dem Wellenleiter geführten Strahlung in den strahlungs­ empfindlichen Bereich des Detektors einzukoppeln. Hierzu ist bei der bekannten Vorrichtung ein Prisma vorgesehen, das mit einem kleinen Luftspalt am Wellenleiter angeordnet ist. Damit hat aber auch dieser bekannte Detektor für optische Strahlung, von dem bei der Formulierung des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 ausgegangen worden ist, den Nachteil, daß der bauliche Aufwand groß und darüber­ hinaus der Wirkungsgrad der Detektoranordnung vergleichs­ weise justierempfindlich ist.

Ferner ist aufgrund des verwendeten Prismas keine Integra­ tion in ein Substrat möglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen mit einem Wellenleiter gekoppelten Detektor anzugeben, der sich bei geringen Ansprüchen an Herstelltoleranzen, Justieraufwand usw. zur Integration in ein Substrat eignet.

Eine erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist mit ihren Weiterbildungen in den Ansprüchen gekennzeichnet.

Erfindungsgemäß ist der Detektor derart parallel zum Wel­ lenleiter angeordnet, daß der evaneszente Teil der in dem Wellenleiter geführten Strahlung in den Detektor eingekop­ pelt wird. Anders ausgedrückt, wird lediglich der exponen­ tiell abfallende Teil der Mode, der über den Wellenleiter hinaus in den Detektor "ragt", in den Detektor eingekop­ pelt. Die optische Leistung, die aus dem Wellenleiter ausgekoppelt werden kann, wird durch die Bauart und die Abmessungen des Detektors bestimmt.

Diese Ausbildung, bei der Detektor und Wellenleiter paral­ lel angeordnet sind, hat den Vorteil, daß die Anforderun­ gen an Herstelltoleranzen und/oder Justierung gegenüber herkömmlichen Kombinationen wesentlich herabgesetzt sind.

Vor allem aber ist es möglich, gemäß Anspruch 2 den Detek­ tor und den Wellenleiter in ein Substrat zu integrieren.

Beispielsweise kann der Detektor über dem Wellenleiter integriert und durch photolithographische Methoden defi­ niert werden.

Dabei ist es insbesondere von Vorteil, wenn der Detektor ein Dünnfilmdetektor ist, der aus amorphem Silizium be­ steht und auf dem in ein Glassubstrat integrierten Wellen­ leiter aufgebracht ist.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbei­ spiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrie­ ben, in der zeigen:

Fig. 1 eine Frontansicht und

Fig. 2 eine Seitenansicht eines Substrats, in die eine erfindungsgemäße Wellenleiter/Detektor-Kombination integriert sind.

Die in den Figuren dargestellte Wellenleiter/Detektor- Kombination weist ein Substrat 1 auf, das beispielsweise ein Glassubstrat sein kann, und in das ein Wellenleiter 2 integriert ist. Auf dem Wellenleiter 2 ist beispielsweise mittels einer Dünnfilmtechnik eine für das vom Wellenlei­ ter 2 geführte Licht transparente Elektrode 3 aufgebracht. Auf dieser ist eine amorphe Siliziumschicht 4 und darauf ein Metallkontakt 5 aufgebracht. Die Schichten 3, 4 und 5 bilden einen Detektor 6. Mit 7 ist ein weiterer Metallkon­ takt bezeichnet.

Durch diese Aubildung, bei der Wellenleiter 2 und Detektor 6 parallel angeordnet sind, wird der evaneszente Teil 8 der in dem Wellenleiter 2 geführten Strahlung in den De­ tektor 6 eingekoppelt wird. Anders ausgedrückt, wird le­ diglich der exponentiell abfallende Teil der Mode, der über den Wellenleiter hinaus in den Detektor "ragt", in den Detektor eingekoppelt. Die optische Leistung, die aus dem Wellenleiter ausgekoppelt werden kann, wird durch die Bauart und die Abmessungen des Detektors bestimmt.

Das vorliegend vorgeschlagene Prinzip der "lateralen Kopp­ lung" zwischen Wellenleiter 2 und Detektor 6 gilt univer­ sell und kann für die verschiedensten Wellenleiter/Detek­ tor-Kombinationen eingesetzt werden. Mit Hilfe dieses Prinzips können optische Quellen, Modulatoren, Detektoren und Wellenleiter zusammen auf einem Substrat integriert werden.

Claims (8)

1. Detektor für optische Strahlung, die in einem Wellen­ leiter geführt ist, und bei der ein Teil des evaneszenten Anteils in den strahlungsempfindlichen Bereich des Detek­ tors eingekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet,
daß eine der Elektroden des Detek­ tors direkt auf dem Wellenleiter aufgebracht und durch­ sichtig ausgebildet ist und
daß diese Elektrode als Strahlungs-Eintrittsfläche für den evaneszenten Anteil dient.

2. Detektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor und der Wellen­ leiter in ein Substrat integriert sind.

3. Detektor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor ein auf das Sub­ strat, in das der Wellenleiter integriert ist, aufgebrach­ ter Dünnfilmdetektor ist.

4. Detektor nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor wenigstens eine zur Substratoberfläche parallele Elektrode aufweist.

5. Detektor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die direkt auf den Wellenlei­ ter aufgebrachte Elektrode des Detektors durchsichtig ausgebildet ist.

6. Detektor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abmessungen der direkt auf der Substratoberfläche aufgebrachten Elektrode in wenig­ stens einer Richtung größer als die Abmessungen des strah­ lungsempfindlichen Bereichs und der zweiten, auf dem strahlungsempfindlichen Bereich aufgebrachten Elektrode ist und daß die durchsichtige Elektrode in den über dem strah­ lungsempfindlichen Bereich hinaus ragenden Bereich einen Metallkontakt aufweist.

7. Detektor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der strahlungsempfindliche Bereich des Detektors aus amorphem Silizium besteht.

8. Detektor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der strahlungsempfindliche Bereich des Detektors aus einem III-IV-Halbleiter besteht.