DE4445848A1 - Optischer Raumschalter mit kurzer Baulänge - Google Patents
Optischer Raumschalter mit kurzer BaulängeInfo
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- G02F1/31—Digital deflection, i.e. optical switching
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Description
Die Erfindung betrifft einen optischen Raumschalter gemäß dem
Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Optische Raumschalter werden benötigt, wenn Licht vorgegebener
Wellenlänge oder aus einer Überlagerung von Licht mehrerer
Wellenlängen bestehendes Licht von einem einzelnen, ankommenden
Wellenleiter selektiv auf einen oder auf eine Auswahl aus einer
Vielzahl von abgehenden Wellenleitern überzuleiten ist. Den
Verzweigungungsarmen einfacher Wellenleiterverzweigungen werden
hierzu steuerbare, aktive Wellenleiterbereiche angefügt und die so
entstehenden, steuerbaren Verzweigungen dann kaskadenartig
hintereinandergeschaltet. Jede Verzweigung wird elektrisch so
angesteuert, daß das in den jeweils gewünschten Verzweigungsarm
eingestrahlte Licht verstärkt, das in den anderen Verzweigungsarm
eingestrahlte Licht dagegen absorbiert oder zumindest abgeschwächt
wird, die Verzweigung somit als optischer Wechselschalter arbeitet.
Eine Kaskade derartiger Verzweigungen kann auch als optischer
Verteiler arbeiten, wenn Licht in mehreren parallelen
Verzweigungsarmen verstärkt wird.
Ein kaskadierter derartiger Raumschalter ist z. B. in der
DE 43 04 993 A1 beschrieben. Die gesteuerten aktiven Bereiche sind
dort als gerade Wellenleiterstücke ausgebildet (Fig. 1 u. 2) und
durch gerade, oder, wo dies notwendig ist, durch gekrümmte passive
Wellenleiterbereiche miteinander verbunden. Auch die in der o.g.
DE 43 04 993 A1, in Spalte 1, Abs. 1 und Abs. 2 zitierten
Druckschriften zeigen nur optische Schalter mit geraden, optisch
aktiven Wellenleiterbereichen.
Sind eine Vielzahl optischer Verzweigungen in einem optischen
Raumschalter zu integrieren, so macht sich die Tatsache, daß jeder
Verzweigung mindestens zwei gerade, aktive Wellenleiterbereiche
hinzugefügt werden müssen, im Hinblick auf die Baulänge der
gesamten hochintegrierten Schaltung nachteilig bemerkbar: Da die
Substratgröße begrenzt ist, können auf einem Substrat nicht
beliebig viele Verzweigungen untergebracht werden und es müssen
aufwendige Glasfaserverbindungen zwischen mehreren, auf getrennten
Substraten befindlichen integrierten Teilschaltungen hergestellt
werden.
Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, die Baulänge der steuerbaren
Verzweigungen zu verkürzen und damit einen höheren Integrationsgrad
bei kaskadierten optischen Raumschaltern zu erreichen.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Durch die Verlagerung der optisch aktiven Bereiche in die ohnehin
notwendigen gekrümmten Teile der Wellenleiter werden besondere
gerade, aktive Wellenleiterstücke überflüssig. Außerdem lassen sich
gekrümmte aktive Bereiche stärker krümmen und damit kürzer
ausbilden als entsprechende passive Wellenleiter, um dieselbe
Distanz der abgehenden Wellenleiter voneinander zu erreichen.
Die einzelnen Verzweigungen können damit sehr viel kürzer
ausgeführt werden, was bewirkt, daß ein Substrat wesentlich mehr
optische Verzweigungen aufnehmen kann, als bei Ausbildung der
aktiven Bereiche als gerade Wellenleiterstücke.
Ausgestaltungen des optischen Raumschalters nach der Erfindung sind
in den Unteransprüchen angegeben.
So enthält Anspruch 2 eine Vorschrift für eine einen hohen
Integrationsgrad zulassende, vorteilhafte Dimensionierung der
gekrümmten aktiven Wellenleiterbereiche.
Anspruch 3 betrifft eine Maßnahme, die Streuungsverluste des
Lichtes, die infolge der Krümmungen in den gekrümmten
Wellenleiterbereichen auftreten, reduziert.
Aufgrund einer Figur soll nun ein Ausführungsbeispiel für den
optischen Raumschalter nach der Erfindung beschrieben werden.
Die Figur zeigt eine einfache optische Verzweigung mit einem
ankommenden optischen Wellenleiter A, der sich an einem Punkt V in
zwei abgehende Wellenleiter B1 und B2 verzweigt. Die beiden
abgehenden Wellenleiter haben in ihren geraden Teilen einen Abstand
d voneinander und verlaufen symmetrisch in Bezug auf eine Achse S,
die in Richtung der Verlängerung des ankommenden Wellenleiters A
verläuft. Zur Gesamtlänge der Verzweigung trägt der ankommende
Wellenleiter A den Betrag l₁, der Bereich der gekrümmten
Teilstücke der abgehenden Wellenleiter B₁ und B₂ den Betrag
l₂ und der Bereich der geraden Teilstücke der abgehenden
Wellenleiter den Betrag 13 bei. Optisch aktive Bereiche AB der
dargestellten einfachen Verzweigung werden von den gekrümmten
Teilstücken der abgehenden Wellenleiter B₁ und B₂ gebildet. Sie
setzen sich aus je zwei Kreisbogenstücken zusammen, die jeweils zu
Sektoren von Kreisen um einen Mittelpunkt M1 und einen Mittelpunkt
M2 gehören. Wird der Radius r dieser Kreise z. B. zu rd/4 gewählt,
dann nehmen die Kreissektoren einen Winkel von 90 Grad an. Wird
im Extremfalle r = d/4, so wird die Länge des Bereiches mit den
gekrümmten Teilen der Wellenleiter B1 und B2 l₂ = d/2. Die Kreise
können auch unterschiedliche Radien besitzen und die Kreisbögen
unterschiedlich breite Kreissektoren begrenzen.
Wird ein Abstand von d = 170 bis 260 µm als möglicher Wert für
nebeneinanderliegende Faserkopplungen eingesetzt, so kann die
Längenerstreckung l₂ des die gekrümmten Wellenleiterteile
enthaltenden Bereichs der Verzweigung kleiner als 130 µm
ausgelegt werden, was eine erhebliche Verkürzung gegenüber aus
passiven Wellenleitern gebildeten, gekrümmten Bereichen, die in der
Regel <2 mm lang sind, bedeutet. Zu dieser Verkürzung tritt noch
die Längeneinsparung, die dadurch eintritt, daß keine optisch
aktiven, geraden Wellenleiterstücke mehr benötigt werden. Diese
Längeneinsparung beträgt pro Verzweigungsstufe nochmals ca.
250 µm.
Die aktiven und passiven Wellenleiterbereiche können, wie in der
eingangs genannten Patentanmeldung beschrieben, in einem einzigen
Beschichtungsprozeß hergestellt werden, indem
Beschichtungsverfahren verwendet werden, die das Aufwachsen
unterschiedlich dicker Schichten in lokal abgegrenzten Bereichen
zulassen.
Streuungsverluste in den gekrümmten aktiven Wellenleiterbereichen
werden dadurch reduziert, daß die Wellenleiter dort breiter
ausgebildet werden als in geraden Wellenleiterbereichen.
Claims (3)
1. Optischer Raumschalter mit auf demselben Substrat angeordneten,
miteinander verbundenen, verzweigten oder unverzweigten, gesteuert
lichtverstärkenden oder gesteuert lichtabsorbierenden (optisch
aktiven) oder aber Licht unverstärkt weiter leitenden (passiven)
Wellenleiterbereichen
dadurch gekennzeichnet, daß gesteuerte,
optisch aktive Wellenleiterbereiche (AB) in Krümmungen der
Wellenleiter ausgebildet sind.
2. Optischer Raumschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die gekrümmten aktiven Wellenleiterbereiche, in
Ausbreitungsrichtung des Lichtes gesehen, jeweils im Anschluß an
eine Wellenleiterverzweigung (V) folgen und aus je zwei sich
aneinander anschließenden, kreisbogenförmigen Wellenleiterstücken
bestehen, die entgegengesetzt zueinander gekrümmt sind und deren
Kreisbogenradien (r) jeweils größer oder gleich einem Viertel des
Abstandes (d) von sich an die gekrümmten Wellenleiterbereiche
anschließenden, geraden Wellenleiterbereichen voneinander sind.
3. Optischer Raumschalter nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß der Querschnitt der gekrümmten, aktiven
Wellenleiterbereiche (AB) breiter ist als der der geraden
Wellenleiterbereiche (A).
Priority Applications (2)
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DE19944445848 DE4445848A1 (de) | 1994-12-22 | 1994-12-22 | Optischer Raumschalter mit kurzer Baulänge |
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Publication Number | Publication Date |
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DE4445848A1 true DE4445848A1 (de) | 1996-06-27 |
Family
ID=6536621
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19944445848 Withdrawn DE4445848A1 (de) | 1994-12-22 | 1994-12-22 | Optischer Raumschalter mit kurzer Baulänge |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0718668A3 (de) |
DE (1) | DE4445848A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19952216B4 (de) * | 1999-10-29 | 2009-04-02 | Carl Zeiss Meditec Ag | Anordnung zur Leistungsregelung und -überwachung von durch eine oder mehrere optische Faser(n) übertragener Strahlung |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AU2001279610A1 (en) | 2000-08-18 | 2002-03-04 | Danmarks Tekniske Universitet | Bent electro-absorption modulator |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5897028A (ja) * | 1981-12-04 | 1983-06-09 | Oki Electric Ind Co Ltd | 光導波路スイツチ |
JPS6191623A (ja) * | 1984-10-12 | 1986-05-09 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光スイツチ素子 |
NL9000210A (nl) * | 1990-01-29 | 1991-08-16 | Nederland Ptt | Geintegreerde optische polarisatiesplitser. |
DE4304993A1 (de) * | 1993-02-18 | 1994-08-25 | Sel Alcatel Ag | Verfahren zur Herstellung eines kaskadierten optischen Raumschalters und nach diesem Verfahren hergestellter kaskadierter optischer Raumschalter |
-
1994
- 1994-12-22 DE DE19944445848 patent/DE4445848A1/de not_active Withdrawn
-
1995
- 1995-12-14 EP EP95119685A patent/EP0718668A3/de not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19952216B4 (de) * | 1999-10-29 | 2009-04-02 | Carl Zeiss Meditec Ag | Anordnung zur Leistungsregelung und -überwachung von durch eine oder mehrere optische Faser(n) übertragener Strahlung |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0718668A3 (de) | 1996-12-18 |
EP0718668A2 (de) | 1996-06-26 |
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Legal Events
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