DE4318752B4

DE4318752B4 - Resonator device with optical waveguide made of a polymer

Info

Publication number: DE4318752B4
Application number: DE4318752A
Authority: DE
Inventors: Hans Dipl.-Ing. Dr. Kragl; Wolf-Henning Dr. Rech
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1993-06-05
Filing date: 1993-06-05
Publication date: 2004-02-05
Anticipated expiration: 2013-06-06
Also published as: FR2706090B1; FR2706090A1; GB9410526D0; JPH0722673A; KR950002133A; GB2278716B; GB2278716A; DE4318752A1

Abstract

Resonatorvorrichtung zur Erzeugung von kohärentem Licht mit geringer Frequenzbandbreite, wobei der Resonatorvorrichtung Pumplicht zugeführt wird, mit zwei Reflektoren, zwischen denen ein Gewinnmedium angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Reflektor (5) als in einen, an das Gewinnmedium (6) angekoppelten Lichtwellenleiter (22) aus einem Polymer einstrukturierter Reflektor (5) ausgebildet ist.Resonator device for generating coherent light with a small frequency bandwidth, pump light being fed to the resonator device, with two reflectors, between which a gain medium is arranged, characterized in that at least one reflector (5) acts as an optical waveguide coupled to the gain medium (6) (22) is formed from a polymer structured reflector (5).

Description

Die Erfindung geht aus von einer Resonatorvorrichtung nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist bereits aus Semiconductor Lasers for Coherent Lightware Communication von N. K. Dutta, in SPIE Vol. 1372 Coherent Lightware Communications (1990) ein Laser bekannt, bei dem eine Pumplichtquelle sowie eine Resonatorvorrichtung und ein Gewinnmedium in einem Halbleiter integriert sind. Die Resonatorvorrichtung setzt sich dabei aus der Grenzfläche zwischen Halbleiter und Luft sowie aus einem Bragg-Reflektor, der in den Halbleiter einstrukturiert ist, zusammen. Das Gewinnmedium bewirkt eine Verstärkung des Lichts, welches zwischen den beiden Reflektoren hin- und herläuft. Weiter bekannt ist aus Single-mode-fiber ring dye laser von W. V. Sorin und M. H. Yu in Optics letters Vol. 10 No. 11, 1985, einen Ringfaser-Resonator einer Pumplichtquelle nachzuschalten. Das Gewinnmedium ist dabei in die Ringfaser integriert. Aus „Polymer Electro-optic devices" von G. R. Möhlmann, Akzo Research Laboratories, Arnhem, Proceedings of ECOC '90, 16^th European Conference on Optical Communication, S. 833 ff. ist weiter ein Mach-Zehnder-Interferometer bekannt, mit dem ein optisches Signal amplitudenmoduliert werden kann. Die bekannten Resonatorvorrichtungen sind wegen der verwendeten Halbleiter sehr aufwendig in der Herstellung. Hinzu kommt, dass das erzeugte Licht ein relativ breites Frequenzspektrum aufweist.The invention is based on a resonator device according to the preamble of the main claim. A laser is already known from Semiconductor Lasers for Coherent Lightware Communication from NK Dutta, in SPIE Vol. 1372 Coherent Lightware Communications (1990), in which a pump light source as well as a resonator device and a gain medium are integrated in a semiconductor. The resonator device is composed of the interface between the semiconductor and air and a Bragg reflector that is structured into the semiconductor. The gain medium intensifies the light that runs back and forth between the two reflectors. It is also known from single-mode fiber ring dye laser by WV Sorin and MH Yu in Optics letters Vol. 10 No. 11, 1985, to connect a ring fiber resonator to a pump light source. The winning medium is integrated into the ring fiber. From "polymer electro-optic devices" of GR Möhlmann, Akzo Research Laboratories, Arnhem, Proceedings of ECOC '90, 16 ^th European Conference on Optical Communication, ff S. 833rd further provides a Mach-Zehnder interferometer known with a The known resonator devices are very complex to manufacture owing to the semiconductors used. In addition, the light generated has a relatively broad frequency spectrum.

Aus der JP 63 29 14 88 A ist eine Faserlaservorrichtung bekannt, bei der eine mit Neodym angereicherte optische Faser als Gewinnmedium dient, wobei an beiden Enden der Faser Reflektoren angeordnet sind. Aus der JP 62 055 987 A und aus der DE 41 23 858 C1 sind Bragg-Reflektoren als strahlformende Elemente für Laser bekannt.From the JP 63 29 14 88 A a fiber laser device is known in which an optical fiber enriched with neodymium serves as the gain medium, reflectors being arranged at both ends of the fiber. From the JP 62 055 987 A and from the DE 41 23 858 C1 Bragg reflectors are known as beam-shaping elements for lasers.

Die erfindungsgemäße Resonatorvorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß die Resonatorvorrichtung durch die einfache Kunststoffverarbeitbarkeit kostengünstig herstellbar ist. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß sie einfach mit relativ großen Abmessungen realisiert werden kann, wodurch eine hohe Frequenzselektivität und gleichzeitig eine geringe Empfindlichkeit gegen Beeinflussungen durch optische Rückwirkungen auftritt. Außerdem ergibt sich eine hohe Wahrscheinlichkeit für einen Ein-Moden-Betrieb bei einem Aufbau mit Bragg-Reflektoren. Des weiteren führt die hohe Frequenzselektivität der Resonatorvorrichtung dazu, daß eine durch die Nutzmodulation der Lichtausgangsleistung verursachte, störende Frequenzverschiebung viel geringer ausfällt als beispielsweise bei gewöhnlichen Halbleiterlasern.The resonator device according to the invention the characteristic features of the main claim has the Advantage that the Resonator device due to the simple plastic processability economical can be produced. Another advantage is that they are simple with relatively large ones Dimensions can be realized, resulting in high frequency selectivity and at the same time a low sensitivity to interference from optical repercussions occurs. Moreover there is a high probability of a single-mode operation with a structure with Bragg reflectors. Furthermore, the high frequency selectivity the resonator device so that one by the useful modulation disturbing frequency shift caused by the light output power is much less than for example with ordinary Semiconductor lasers.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Resonatorvorrichtung möglich.By the measures listed in the subclaims are advantageous developments and improvements in the main claim specified resonator device possible.

Besonders vorteilhaft ist die Ausbildung des Gewinnmediums als Teil des Lichtwellenleiters, da somit eine platzsparende und einfach herstellbare Realisierung der Resonatorvorrichtung mit Gewinnmedium erreicht wird. Weiter vorteilhaft ist es, das Gewinnmedium in Form einer dotierten Lichtleitfaser an die Reflektoren der Resonatorvorrichtung anzukoppeln, da laseraktives Dotierungsmaterial für das Gewinnmedium, welches nicht auf einfache Weise dem Polymer-Werkstoff des Lichtwellenleiters beigemischt werden kann oder in nur so geringen Konzentrationen verwendbar ist, daß die daraus resultierende große Länge des Verstärkungsbereiches des Lichtwellenleiters die mit einem Polymer in planarer Struktur realisierbaren Dimensionen überschreitet, mittels der dotierten Lichtleitfaser auf einfache Weise an die Resonatorvorrichtung angekoppelt werden kann. Eine Heizvorrichtung im Bereich der Reflektoren dient in vorteilhafter Weise der thermooptischen Veränderbarkeit der Resonanzfrequenz der Resonatorvorrichtung, wodurch sich eine variable Ausgestaltung des Lasers ergibt. Die Ausgestaltung der Heizvorrichtung in Mäanderform ist insofern vorteilhaft, als mit geringem Platzbedarf eine gute thermische Kopplung zu den Reflektoren erreicht werden kann. Ein weiterer Vorteil entsteht dadurch, daß im Bereich hinter der Resonatorvorrichtung eine Mach-Zehnder-Struktur vorgesehen ist, wodurch das Laserlicht moduliert werden kann. Die Mach-Zehnder-Struktur ist im selben Herstellungsprozeß wie die Resonatorvorrichtung herstellbar, was einer einfachen Herstellbarkeit entspricht. Die Ausführung der Mach-Zehnder-Struktur mit drei Elektroden führt zu einer vorteilhaften gegenphasigen Phasenmodulation des Laserlichts, wodurch der Amplitudenmodulationseffekt der Mach-Zehnder-Struktur verstärkt wird. Ebenso ist es vorteilhaft, den zweiten Reflektor in einem Halbleiter-Substrat zu integrieren, da eine Kombination mit weiteren Halbleiterbauelementen möglich ist. Außerdem entsteht ein Vorteil, wenn im Halbleiter-Substrat eine Halbleiterlichtquelle mit einem als Gewinnmedium ausgebildeten Lichtleiter angeordnet ist, die an den in den Lichtwellenleiter einstrukturierten Reflektor gekoppelt ist, wodurch eine einfache Realisierung eines Halbleiterlasers mit hoher Frequenzselektivität erreichbar ist. Ebenso ist es vorteilhaft, den Lichtwellenleiter und den als Gewinnmedium ausgebildeten Lichtleiter, in denen der Lichtstrahl geführt wird, im Bereich der Stoßfuge zwischen dem im Halbleiter befindlichen Lichtleiter und dem Lichtwellenleiter unter einem von 90° abweichenden Winkel zur Stoßfuge anzuordnen, wodurch an der Stoßfuge reflektierte Lichtwellen in einen Bereich außerhalb des Lichtwellenleiters und des als Gewinnmedium ausgebildeten Lichtleiters reflektiert und gestreut werden, ohne den Verlauf der nicht reflektierten Lichtwellen zu stören. Durch Verwendung eines Polymer-Substrats ist die erfindungsgemäße Resonatorvorrichtung in vorteilhafter Weise außerdem in einem Herstellungsprozeß mehrfach und auch mit weiteren optischen und mechanischen Komponenten auf einem Substrat herstellbar.The formation of the gain medium as part of the optical waveguide is particularly advantageous, since a space-saving and easily producible realization of the resonator device with gain medium is thus achieved. It is further advantageous to couple the gain medium in the form of a doped optical fiber to the reflectors of the resonator device, since laser-active doping material for the gain medium, which cannot be easily added to the polymer material of the optical waveguide or can be used in such low concentrations that the resulting large length of the reinforcement region of the optical waveguide, which exceeds the dimensions that can be realized with a polymer in a planar structure, can be coupled to the resonator device in a simple manner by means of the doped optical fiber. A heating device in the region of the reflectors advantageously serves for the thermo-optical changeability of the resonance frequency of the resonator device, which results in a variable configuration of the laser. The design of the heating device in a meandering shape is advantageous in that a good thermal coupling to the reflectors can be achieved with a small space requirement. Another advantage arises from the fact that a Mach-Zehnder structure is provided in the area behind the resonator device, as a result of which the laser light can be modulated. The Mach-Zehnder structure can be produced in the same production process as the resonator device, which corresponds to simple manufacture. The execution of the Mach-Zehnder structure with three electrodes leads to an advantageous phase-phase modulation of the laser light in phase opposition, as a result of which the amplitude modulation effect of the Mach-Zehnder structure is enhanced. It is also advantageous to integrate the second reflector in a semiconductor substrate, since a combination with other semiconductor components is possible. In addition, there is an advantage if a semiconductor light source is arranged in the semiconductor substrate with an optical fiber designed as a gain medium, which is coupled to the reflector structured in the optical fiber, whereby a simple implementation of a semiconductor laser with high frequency selectivity can be achieved. It is also advantageous to arrange the optical waveguide and the optical waveguide in which the light beam is guided in the region of the butt joint between the light guide and the optical waveguide located in the semiconductor at an angle other than 90 ° to the butt joint, thereby reflecting on the butt joint Light waves are reflected and scattered in an area outside the optical waveguide and the optical waveguide designed as a gain medium, without the Disturb the course of the non-reflected light waves. By using a polymer substrate, the resonator device according to the invention can also advantageously be produced in one production process several times and also with further optical and mechanical components on a substrate.

Zeichnungdrawing

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Embodiments of the invention are shown in the drawing and in the description below explained in more detail.

Es zeigen:Show it:

1 einen Laser mit einer Resonatorvorrichtung, 1 a laser with a resonator device,

2 eine Resonatorvorrichtung mit einem als dotierte Lichtleitfaser ausgebildeten Gewinnmedium, 2 a resonator device with a gain medium designed as a doped optical fiber,

3 eine Resonatorvorrichtung mit einer Heizvorrichtung, 3 a resonator device with a heating device,

4 eine Resonatorvorrichtung mit einer Mach-Zehnder-Struktur, 4 a resonator device with a Mach-Zehnder structure,

5 einen Laser mit einer Halbleiterlichtquelle und einer Resonatorvorrichtung 5 a laser with a semiconductor light source and a resonator device

Beschreibung der Ausführungsbeispieledescription of the embodiments

In 1 ist ein Laser mit einer Resonatorvorrichtung dargestellt. Der Laser weist eine Lichtquelle 1 zur Abgabe von Pumplicht 3 auf, an die eine Glasfaser 2 angeschlossen ist. In dieser wird das Pumplicht 3 geführt. In einem Polymer-Substrat 4, das als Trägermaterial für die Resonatorvorichtung dient, ist ein Lichtwellenleiter 22 integriert. Der Lichtwellenleiter 22 weist zwei in einem Abstand voneinander liegende Bragg-Reflektoren 5 auf. Der zwischen den Bragg-Reflektoren 5 liegende Teil des Lichtwellenleiters 22 ist als ein Gewinnmedium 6 ausgebildet. Der Lichtwellenleiter 22 mit den Bragg-Reflektoren 5 bildet einen Resonator 9. Die Resonatorvorrichtung umfaßt das Polymer-Substrat 4 und den im Polymer-Substrat 4 angeordneten Resonator 9. Auf der einen Seite des Lichtwellenleiters 22 ist die Glasfaser 2 angekoppelt. Auf der anderen Seite des Resonators 9 ist eine weitere Glasfaser 7 an den Lichtwellenleiter 22 angekoppelt, in der von der Anordnung aus Lichtquelle 1 und Polymer-Substrat 4 mit Resonator 9 produziertes Laserlicht 8 geführt wird.In 1 a laser with a resonator device is shown. The laser has a light source 1 for dispensing pump light 3 to which an optical fiber 2 connected. In this the pump light 3 guided. In a polymer substrate 4 , which serves as a carrier material for the resonator device, is an optical waveguide 22 integrated. The optical fiber 22 has two Bragg reflectors at a distance from each other 5 on. The one between the Bragg reflectors 5 lying part of the optical fiber 22 is as a winning medium 6 educated. The optical fiber 22 with the Bragg reflectors 5 forms a resonator 9 , The resonator device comprises the polymer substrate 4 and that in the polymer substrate 4 arranged resonator 9 , On one side of the optical fiber 22 is the glass fiber 2 coupled. On the other side of the resonator 9 is another fiber 7 to the optical fiber 22 coupled, in the light source from the arrangement 1 and polymer substrate 4 with resonator 9 produced laser light 8th to be led.

Das von der Lichtquelle 1 ausgesandte Pumplicht 3 gelangt über die Glasfaser 2 zum Resonator 9. Das Pumplicht 3, das eine kleinere Wellenlänge aufweist, als die zu erzielende Laserwellenlänge, gelangt durch den ersten Bragg-Reflektor 5 hindurch in den als Gewinnmedium 6 ausgebildeten Bereich des Lichtwellenleiters 22, da der Bragg-Reflektor 5 zu kürzeren Wellenlängen als der Reflexionswellenlänge hin hohe Transmission aufweist. Der Lichtwellenleiter 22 besteht aus einem Polymer, dessen Brechungsindex höher ist, als der Brechungsindex des Polymer-Substrats 4 und gleichzeitig ungefähr gleich dem Brechungsindex der Glasfasern 2, 7, um optische Verluste gering zu halten. Das von der Lichtquelle 1 in den als Gewinnmedium 6 ausgebildeten Bereich des Lichtwellenleiters 22 gelangende und dort mittels des Mechanismus der induzierten Emission verstärkte Licht gelangt von dort zum zweiten Bragg-Reflektor 5, wo alles Licht der Wellenlänge reflektiert wird, die nicht der Resonanzwellenlänge des Bragg-Reflektors 5 entspricht. Durch mehrmalige Reflexion zwischen den Bragg-Reflektoren 5 unter Auswirkung des Gewinnmediums 6 gelangt verstärktes kohärentes Licht mit geringer Frequenzbandbreite durch den zweiten Bragg-Reflektor 5 in die weitere Glasfaser 7, wo es als Laserlicht zur Verfügung steht.That from the light source 1 emitted pump light 3 gets through the fiber 2 to the resonator 9 , The pump light 3 , which has a smaller wavelength than the laser wavelength to be achieved, passes through the first Bragg reflector 5 through into the as a winning medium 6 trained area of the optical waveguide 22 because the Bragg reflector 5 has high transmission at wavelengths shorter than the reflection wavelength. The optical fiber 22 consists of a polymer whose refractive index is higher than the refractive index of the polymer substrate 4 and at the same time approximately equal to the refractive index of the glass fibers 2 . 7 to keep optical losses low. That from the light source 1 in the as a winning medium 6 trained area of the optical waveguide 22 Light that arrives and is amplified there by the mechanism of the induced emission passes from there to the second Bragg reflector 5 where all light of the wavelength is reflected that is not the resonance wavelength of the Bragg reflector 5 equivalent. Through multiple reflections between the Bragg reflectors 5 under the influence of the winning medium 6 amplified, coherent light with a small frequency bandwidth passes through the second Bragg reflector 5 into the other fiber 7 where it is available as laser light.

Als Gewinnmedium 6 ist beispielsweise ein dotiertes Polymer oder Ormocer geeignet, in das zum Beispiel seltene Erden wie Erbium eingebaut sind. Andernfalls kann das Gewinnmedium 6 zunächst in einen geeigneten Träger, z.B. Glas eingebracht werden, und dieses dotierte Material in Form kleinster Partikel brechzahlangepaßt einem Polymer beigemischt werden. Auch sind Polymere bekannt, die selbst Elektrolumineszenz aufweisen und damit prinzipiell als Gewinnmedium 6 in Frage kommen.As a winning medium 6 For example, a doped polymer or ormocer is suitable, in which, for example, rare earths such as erbium are incorporated. Otherwise, the winning medium 6 are first introduced into a suitable carrier, for example glass, and this doped material is admixed with a polymer in the form of minute particles adapted to the refractive index. Polymers are also known which themselves have electroluminescence and are therefore principally used as a profit medium 6 come into question.

In 2 ist eine weitere Ausführungsform der Resonatorvorrichtung unter Beibehaltung der Numerierung aus 1 dargestellt. Im Polymer-Substrat 4 befindet sich der Lichtwellenleiter 22 mit dem darin integrierten Bragg-Reflektor 5, an dessen Eingang die Glasfaser 2 anschließt. Des weiteren ist im Polymer-Substrat 4 ein weiterer Lichtwellenleiter 23 vorgesehen, der den zweiten Bragg-Reflektor 5 aufweist. Das Gewinnmedium 6 ist als eine dotierte Lichtleitfaser 24 ausgebildet und verbindet das zweite Ende des Lichtwellenleiters 22 mit einem Ende des weiteren Lichtwellenleiters 23. Das zweite Ende des weiteren Lichtwellenleiters 23 führt zur weiteren Glasfaser 7.In 2 is another embodiment of the resonator device while maintaining the numbering from 1 shown. In the polymer substrate 4 is the optical fiber 22 with the integrated Bragg reflector 5 , at the entrance of which the glass fiber 2 followed. Furthermore is in the polymer substrate 4 another optical fiber 23 provided the second Bragg reflector 5 having. The winning medium 6 is as a doped optical fiber 24 formed and connects the second end of the optical fiber 22 with one end of the further optical fiber 23 , The second end of the further optical fiber 23 leads to further glass fiber 7 ,

Diese Ausführung ist besonders dann vorteilhaft, wenn das laseraktive Material für das Gewinnmedium 6 nicht auf einfache Weise dem Polymer-Werkstoff des Lichtwellenleiters 22, 23 beigemischt werden kann oder in nur so geringen Konzentrationen verwendbar ist, daß die daraus resultierende große Länge des Verstärkungsbereiches der Lichtwellenleiter 22, 23 die auf dem Polymer-Substrat 4 realisierbaren Dimensionen überschreitet. Die Funktionsweise der in 2 dargestellten Resonatorvorrichtung entspricht der Funktionsweise der in der 1 dargestellten Resonatorvorrichtung. Der Lichtweg verläuft dabei von der Glasfaser 2 über den Lichtwellenleiter 22, die Lichtleitfaser 24 und den weiteren Lichtwellenleiter 23 in die weitere Glasfaser 7.This version is particularly advantageous if the laser-active material for the winning medium 6 not simply the polymer material of the optical waveguide 22 . 23 can be added or can be used in such low concentrations that the resulting large length of the reinforcement area of the optical waveguide 22 . 23 that on the polymer substrate 4 realizable dimensions. How the in 2 The resonator device shown corresponds to the mode of operation of that in FIG 1 shown resonator device. The light path runs from the glass fiber 2 over the optical fiber 22 who have favourited Optical fiber 24 and the other optical fiber 23 into the other fiber 7 ,

Es ist außerdem möglich, das Gewinnmedium 6 in Form eines in einer Flüssigkeit gelösten Stoffes evaneszent an den Lichtwellenleiter 22 anzukoppeln. Diese Kopplungsart ist ebenfalls mit einem dotierten Glas ausführbar.It is also possible to use the winning medium 6 in the form of a substance dissolved in a liquid evanescent to the optical fiber 22 anzukop PelN. This type of coupling can also be carried out with a doped glass.

In 3 ist eine erfindungsgemäße Resonatorvorichtung mit einer Heizvorichtung dargestellt. Die Resonatorvorrichtung entspricht dabei im Aufbau zunächst der in 1 dargestellten Resonatorvorrichtung. Zusätzlich weist die in 3 dargestellte Resonatorvorrichtung zwei Anschlüsse 11 auf, die an eine mäanderförmig über dem Lichtwellenleiter 22 angeordnete Heizschleife 10 angeschlossen sind.In 3 a resonator device according to the invention is shown with a heating device. The structure of the resonator device initially corresponds to that in FIG 1 shown resonator device. In addition, the in 3 shown resonator device two connections 11 on that at a meandering above the optical fiber 22 arranged heating loop 10 are connected.

Durch die Heizschleife 10 fließender Strom erwärmt den Lichtwellenleiter 22 und insbesondere die Bragg-Reflektoren 5. Durch thermische Ausdehnung verändert sich zum einen der Brechungsindex, zum anderen das Volumen des Lichtwellenleiters 22, so daß die thermische Einwirkung eine Veränderung der optischen Eigenschaften des Resonators 9 bewirkt. Auf diese Weise ist thermooptisch die Resonanzfrequenz des Resonators 9 einstellbar. Die Heizschleife 10 kann beispielsweise eine aufgedampfte Metallschicht sein.Through the heating loop 10 flowing current heats the optical fiber 22 and especially the Bragg reflectors 5 , Thermal expansion changes the refractive index on the one hand and the volume of the optical waveguide on the other 22 , so that the thermal action changes the optical properties of the resonator 9 causes. In this way, the resonance frequency of the resonator is thermo-optical 9 adjustable. The heating loop 10 can be, for example, a vapor-deposited metal layer.

4 zeigt eine Resonatorvorrichtung, deren Aufbau in 1 beschrieben wurde, mit einer nachgeschalteten Mach-Zehnder-Struktur. Der Lichtwellenleiter 22 geht hinter dem Resonator 9 in zwei Teillichtwellenleiter 28, 29 über, die annähernd parallel im Polymer-Substrat 4 liegen. Über einem Teillichtwellenleiter 28 befindet sich eine Elektrode 12. Eine weitere Elektrode 27 liegt auf der dem einen Teillichtwellenleiter 28 abgewandten Seite des anderen Teillichtwellenleiters 29. Zwischen den beiden Elektroden 12 liegt eine dritte Elektrode 25, die den anderen Teillichtwellenleiter 29 teilweise überdeckt. Die Elektrode 12 und die weitere Elektrode 27 sind miteinander elektrisch leitend verbunden und weisen einen Elektrodenanschluß 13 auf. Die dritte Elektrode 25 ist mit einem weiteren Elektrodenanschluß 26 versehen. Hinter den Elektroden 12, 25, 27 gehen die beiden Teillichtwellenleiter 28, 29 wieder ineinander über, bis sie in die weitere Glasfaser 7 münden. Die Teillichtwellenleiter 28, 29 sind zumindest im Bereich der Elektroden 12, 25, 27 aus einem NLO (= Nicht-Linear-Optischen) Polymer hergestellt. 4 shows a resonator device, the structure in 1 was described, with a downstream Mach-Zehnder structure. The optical fiber 22 goes behind the resonator 9 in two partial light waveguides 28 . 29 about that are approximately parallel in the polymer substrate 4 lie. Over a partial light waveguide 28 there is an electrode 12 , Another electrode 27 lies on the one partial light waveguide 28 opposite side of the other partial optical waveguide 29 , Between the two electrodes 12 there is a third electrode 25 that the other partial optical fiber 29 partially covered. The electrode 12 and the further electrode 27 are electrically connected to each other and have an electrode connection 13 on. The third electrode 25 is with another electrode connection 26 Mistake. Behind the electrodes 12 . 25 . 27 go the two partial light waveguides 28 . 29 back into each other until they are in the further fiber 7 lead. The partial light waveguide 28 . 29 are at least in the area of the electrodes 12 . 25 . 27 made of an NLO (= non-linear-optical) polymer.

Ein zwischen den Elektroden 12, 25 und 27 bestehendes elektrisches Feld verändert über die Eigenschaften des Nichtlinear-optischen Polymers die Geschwindigkeit des in den Teillichtwellenleitern 28, 29 geführten Lichts und damit dessen Phasenlage. Durch gegenphasige Ansteuerung der Phasenlage des Lichts in den zwei Teillichtwellenleitern 28, 29 und Zusammenführung der gegenphasig phasenmodulierten Lichtsignale entsteht ein amplitudenmoduliertes Lichtsignal im Lichtwellenleiter 22 hinter der Zusammenführung und damit in der weiteren Glasfaser 7.One between the electrodes 12 . 25 and 27 Existing electric field changes the speed of the in the partial light waveguides via the properties of the nonlinear optical polymer 28 . 29 led light and thus its phase position. By controlling the phase position of the light in the two partial light waveguides in opposite phases 28 . 29 and merging the phase-phase-modulated light signals creates an amplitude-modulated light signal in the optical waveguide 22 behind the merge and thus in the other fiber 7 ,

In 5 ist ein Laser mit einer Halbleiterlichtquelle und einer Resonatorvorrichtung dargestellt. Die Halbleiterlichtquelle 17 besteht aus einem Halbleiter-Substrat 14, in dem ein Lichtleiter 15 angeordnet ist, der als Gewinnmedium 6 ausgebildet ist. Oberhalb des Lichtleiters 15 befindet sich eine Injektionselektrode 16 mit einem Halbleiter-Substrats 14 bildet eine Stoßfuge 19 mit dem Polymer-Substrat 4. Der Lichtleiter 15 setzt sich dabei im Lichtwellenleiter 22, der im Polymer-Substrat 4 liegt, fort. Der Lichtwellenleiter 22 beinhaltet den Bragg-Reflektor 5 und geht in die weitere Glasfaser 7 über. Der Lichtleiter 15 verläuft zu einem Großteil seiner Länge gerade und geht dann vom rechtwinkligen zu einem leicht spitzen Winkel (z.B. 80°) mit der Stoßfuge 19 über. Mit dem gleichen spitzen Winkel zur Stoßfuge 19 beginnt der Lichtwellenleiter 22, der im weiteren Verlauf dann ebenfalls wieder in einen rechten Winkel zur Stoßfuge 19 übergeht.In 5 shows a laser with a semiconductor light source and a resonator device. The semiconductor light source 17 consists of a semiconductor substrate 14 in which a light guide 15 is arranged as the winning medium 6 is trained. Above the light guide 15 there is an injection electrode 16 with a semiconductor substrate 14 forms a butt joint 19 with the polymer substrate 4 , The light guide 15 settles in the optical fiber 22 that in the polymer substrate 4 lies away. The optical fiber 22 includes the Bragg reflector 5 and goes into the other fiber 7 about. The light guide 15 Much of its length runs straight and then goes from a right-angled to a slightly acute angle (eg 80 °) with the butt joint 19 about. With the same acute angle to the butt joint 19 the optical fiber begins 22 , which then also at right angles to the butt joint in the further course 19 transforms.

Über die Injektionselektrode 16 injizierte Elektronen führen zu einer angeregten Emission von Elektronen im als Gewinnmedium 6 ausgebildeten Lichtleiter 15. Die emittierten Lichtwellen werden dann an der der Stoßfuge 19 gegenüberliegenden Grenzfläche zwischen Halbleiter-Substrat 14 und dem es umgebenden Medium mit geringerer Brechzahl, welche einen Grenzflächen-Reflektor 18 bildet, zur Stoßfuge 19 hin reflektiert, wo sie in den Lichtwellenleiter 22 gelangen. Der im Lichtwellenleiter 22 vorhandene Bragg-Reflektor 5 bewirkt ebenfalls eine Reflexion. Durch den spitzen Winkel der Lichtwellenleiter 15, 22 an der Stoßfuge 19 werden Reflexionen an der Stoßfuge 19 in die Substrate 14, 4 gestreut und stören so nicht die transmittierten Lichtwellen des kohärenten Lichts.Via the injection electrode 16 injected electrons lead to an excited emission of electrons in the gain medium 6 trained light guide 15 , The emitted light waves are then at the butt joint 19 opposite interface between semiconductor substrate 14 and the surrounding medium with a lower refractive index, which has an interface reflector 18 forms, to the butt joint 19 reflected where it is in the optical fiber 22 reach. The one in the optical fiber 22 existing Bragg reflector 5 also causes reflection. Due to the acute angle of the optical fibers 15 . 22 at the butt joint 19 are reflections on the butt joint 19 into the substrates 14 . 4 scattered and thus do not disturb the transmitted light waves of the coherent light.

Die Resonatorvorrichtung, welche das Polymer-Substrat 4 beinhaltet, kann mit einem Deckel abgedeckt und so gegen Umwelteinflüsse geschützt werden. Dieser Deckel ist zweckmäßigerweise auch aus einem Polymer hergestellt, welches vorzugsweise das gleich Polymer sein kann, wie das Polymer des Polymer-Substrats 4. Eine Verbindung des Deckels mit dem Polymer-Substrat 9 kann durch Verwendung eines Polymer-Klebers erfolgen. Sofern der Polymer-Kleber als Gewinnmedium 6 geeignet ist, kann eine im Deckel bereits vorgeformte Negativ-Struktur für zwei Bragg-Reflektoren 5 vorgesehen sein, und der Lichtwellenleiter 22 mit den Bragg-Reflektoren 5 durch den Polymer-Kleber beim Montagevorgang des Deckels auf das Polymer-Substrat 4 gebildet werden.The resonator device, which is the polymer substrate 4 included, can be covered with a lid and thus protected against environmental influences. This lid is advantageously also made of a polymer, which can preferably be the same polymer as the polymer of the polymer substrate 4 , A connection of the lid to the polymer substrate 9 can be done by using a polymer adhesive. If the polymer adhesive as a winning medium 6 is suitable, a negative structure preformed in the lid for two Bragg reflectors can be used 5 be provided, and the optical fiber 22 with the Bragg reflectors 5 due to the polymer adhesive during the assembly process of the cover on the polymer substrate 4 be formed.

Claims

Resonator device for generating coherent light with a small frequency bandwidth, pump light being fed to the resonator device, with two reflectors, between which a gain medium is arranged, characterized in that at least one reflector ( 5 ) than in one, to the winning medium ( 6 ) coupled optical fiber ( 22 ) reflector structured from a polymer ( 5 ) is trained.

Resonator device according to claim 1, there characterized in that the winning medium ( 6 ) and the optical fiber ( 22 ) are integrally formed.

Resonator device according to claim 1, characterized in that the gain medium ( 6 ) as a doped optical fiber ( 24 ) is formed, which has at least one end face on the optical waveguide ( 22 ) is coupled.

Resonator device according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the optical waveguide ( 22 ) in the area of at least one reflector ( 5 ) has a heating device by means of which the resonance frequency of the resonator device can be changed thermo-optically.

Resonator device according to claim 4, characterized in that the heating device comprises a meandering heating loop ( 10 ) having.

Resonator device according to one of claims 1 to 5, characterized in that in Area behind the resonator device a Mach-Zehnder structure is arranged by means of which the coherent light is electro-optical is modular.

Resonator device according to Claim 6, characterized in that the Mach-Zehnder structure has at least three electrodes ( 12 ), which are used for phase-phase modulation of the coherent light.

Resonator device according to one of Claims 1 to 7, characterized in that the second reflector ( 5 ) in a semiconductor substrate ( 14 ) is integrated.

Resonator device according to claim 8, characterized in that in the semiconductor substrate ( 14 ) a semiconductor light source ( 17 ) is integrated, which the pump light ( 3 ) and the one in the semiconductor substrate ( 14 ) arranged as a winning medium ( 6 ) trained light guides ( 15 ), at one end of which the optical waveguide ( 22 ) with the reflector ( 5 ) is arranged.

Resonator device according to claim 9, characterized in that the optical waveguide ( 22 ) over a butt joint ( 19 ) the continuation of the as a winning medium ( 6 ) trained light guide ( 15 ) forms and that the longitudinal axes of the optical waveguide ( 22 ) and the light guide ( 15 ) with the butt joint ( 19 ) between semiconductor substrate ( 14 ) and optical fiber ( 22 ) enclose an angle deviating from 90 °.

Resonator device according to one of Claims 1 to 10, characterized in that the optical waveguide ( 22 ) in a polymer substrate ( 4 ) is arranged.