DE4019474A1

DE4019474A1 - Verfahren zum abgleich des modulationshubes von elektro-optischen phasenmodulatoren

Info

Publication number: DE4019474A1
Application number: DE19904019474
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dipl Ing Kowalzyk
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1990-06-19
Filing date: 1990-06-19
Publication date: 1992-01-02

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abgleich des Modulationshubes von elektro-optischen Phasenmodulatoren, insbesondere von elektro-optischen Phasenmodulatoren in integrierten optischen Schaltkreisen (IOC).

Sagnac-Interferometer, die zur Messung absoluter Drehraten benützt werden, verwenden phasenmoduliertes Licht. Es sind integrierte optische Bausteine bekannt, die sowohl einen Strahlteiler, einen Phasenmodulator und einen geschlossenen Lichtweg enthalten. Um das vom Interferometer abgegebene Ausgangssignal auswerten zu können, muß der Modulationshub des Phasenmodulators exakt abgeglichen sein. Bisher wurde dazu so verfahren, daß auf den integrierten optischen Schaltkreis ein abgeglichener Spannungsteiler aufgelötet wurde, mit dem dann der gewünschte Modulationshub eingestellt wurde. Das bisherige Verfahren hat den Nachteil, daß der integrierte optische Schaltkreis nach dem Abgleich gewaschen werden muß, um ihn vom Flußmittel zu befreien. Beim Waschen kann der integrierte optische Schaltkreis jedoch beschädigt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeben, bei dem auf dem integrierten optischen Schaltkreis nicht gelötet werden muß. Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit der Merkmalskombination des Hauptanspruches. Die Unteransprüche enthalten Ausgestaltungen der Erfindung. Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, daß zur elektro-optischen Phasenmodulation genormte Modulationsspannungen verwendet werden können. Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens wird anhand der Fig. 1 und 2 beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 den Aufbau eines Sagnac-Interferometers,

Fig. 2 einen in Segmente unterteilten elektro-optischen Phasenmodulator.

Fig. 1 zeigt das Blockschaltbild eines phasenmodulierten Sagnac-Interferometers, in dem beispielsweise ein exakt abgeglichener Phasenmodulator verwendet wird. Mit 100 ist ein Gehäuse bezeichnet, in dem eine Lichtquelle 110, ein Faserkoppler 111, ein integrierter optischer Schaltkreis 120, ein geschlossener Lichtweg 125 und ein Detektor 130 enthalten sind. Der integrierte optische Schaltkreis 120 enthält einen Strahlteiler 123 und einen elektro-optischen Phasenmodulator 124, dem über eine mit 126 bezeichnete Leitung ein Modulationssignal zugeführt wird. Das in den Strahlteiler 123 gelangende Licht wird aufgeteilt und über die Faserenden 121 und 122 in den geschlossenen Lichtweg 125 eingespeist. Wird der Lichtweg in der Ebene, die er umschließt, gedreht, so entsteht am Detektor 130 ein von der Drehrate abhängiges periodisches Signal. Für die Funktionsweise des Interferometers ist es ausgesprochen wichtig, daß der Modulationshub des Phasenmodulators exakt abgeglichen ist.

In Fig. 2 ist ein in einzelne Segmente aufgeteilter elektro-optischer Phasenmodulator dargestellt. Auf einem Substrat 20 befindet sich ein Wellenleiter 21, der von Elektroden 22, 23, 24, 25 und 26 umgeben ist. Die Elektrode 22 ist eine durchgehende Elektrode mit der Länge L5, der die Elektroden 23 bis 26 gegenüberliegen. Die Gesamtlänge der Elektroden 23 bis 26 inclusive der Zwischenräume zwischen ihnen entspricht der Länge L5 der Elektrode 22. Die Elektrode 22 ist über eine Bondverbindung 27 mit einem Bezugspotential verbunden. Die Elektroden 23 bis 26 sind über Bondverbindungen 28/1 bis 28/4 mit einer Leitung 28 an eine Modulationsspannungsquelle 29 angeschlossen. Die Phasenverschiebung ΔΦ , die eine Lichtwelle beim Durchlaufen des Phasenmodulators erfährt, ist ein Maß für den Modulationshub des Modulators. Für diese Phasenverschiebung gilt,

ΔΦ ∼ V × L/d

Die Phasenverschiebung ist damit proportional zur Modulationsspannung oder aber bei fester Modulationsspannung proportional zur Länge L oder umgekehrt proportional zum Abstand d der Elektroden voneinander. Aus Fig. 2 wird sofort ersichtlich, daß der Modulationshub am einfachsten durch die Modulationsspannung oder durch die Länge L beeinflußt wird. Bei genormterer Modulationsspannung bleibt nur die Länge L übrig.

Das erfindungsgemäße Verfahren besteht nun darin, den integrierten optischen Schaltkreis mit der Modulationsspannung zu verbinden, wobei alle Segmente 22 bis 26 angeschlossen werden. Voraussetzung für die Funktion des Verfahrens ist, daß auf diese Weise ein Modulationshub eingestellt wird, der gleich dem gewünschten oder größer als der gewünschte Modulationshub ist.

Wird jetzt festgestellt, daß der sich mit dieser Schaltung ergebende Modulationshub größer als der gewünschte Modulationshub ist, wird beispielsweise die Bondverbindung zum Segment 26 unterbrochen. Sollte der Modulationshub dann immer noch zu groß sein, wird die Bondverbindung zum Segment 25 unterbrochen. Dieser Vorgang wird so lange fortgesetzt, bis der gewünschte Modulationshub eingestellt ist.

In Fig. 2 sind rechts vom Wellenleiter nur drei kleine Elektrodensegmente 24, 25 und 26 dargestellt. Es liegt im Bereich des fachmännischen Könnens, so viele Segmente vorzusehen, wie für einen hinreichend genauen Abgleich notwendig sind.

Eine Variante der in Abbildung 2 dargestellten Aufteilung in Segmente besteht darin, die einzelnen Segmente digital zu wichten, so daß sich ihre Längen zueinander verhalten wie 1 : 2 : 4 : 8 : 16. Damit wird eine direkte digitale Modulation erreicht, die keinen D/A-Wandler erfordert. Die Wirkungsweise ergibt sich aus der bereits erwähnten Tatsache, daß die mit dem Modulator erzielte Phasenverschiebung zur Länge L des Lichtweges proportional ist.

Claims

1. Verfahren zum Abgleich des Modulationshubes von elektro-optischen Phasenmodulatoren, bei dem vom zu modulierenden Licht ein zwischen zwei Elektroden befindlicher Lichtweg einer Länge L durchlaufen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Modulationshub durch die Länge L des Lichtweges abgeglichen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1 mit folgenden Verfahrensschritten:

- Alle Segmente einer in mehrere Segmente unterteilten Elektrode des elektro-optischen Phasenmodulators werden mit einer genormten Modulationsspannung V elektrisch verbunden.
- Durch Unterbrechung der elektrischen Verbindung zu einem Segment oder mehreren Segmenten der Elektrode wird der gewünschte Modulationshub eingestellt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente über Bondverbindungen mit der Modulationsspannung verbunden sind.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Modulationshub, der erreicht wird, wenn alle Segmente mit der genormten Modulationsspannung verbunden sind, größer als der gewünschte oder gleich dem gewünschten Modulationshub ist.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Segmente gewichtet ist.