DE60301302T2 - System und Methode zur Änderung der Ausbreitung optischer Signale in photonischen Kristallen - Google Patents

System und Methode zur Änderung der Ausbreitung optischer Signale in photonischen Kristallen Download PDF

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Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein das Gebiet der Optik. Insbesondere betrifft die Erfindung Systeme und Verfahren, die den Gebrauch bewegbarer optischer Komponenten zur Veränderung der Ausbreitung von Signalen durch optische Medien umfassen. Ein optisches System gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der US 2002/0048422 bekannt.
  • Beschreibung des Stands der Technik
  • Der Wunsch die Kapazität zur Datenbehandlung von Kommunikationssystemen zu erhöhen, führt zu einer Entwicklung in Richtung des Gebrauchs optischer Kommunikationssysteme. In einem typischen optischen Kommunikationssystem werden elektrische Eingangssignale an einen Treiber geliefert, der eine optische Quelle steuert. Von der optischen Quelle erzeugte optische Signale werden dann durch verschiedene optische Übertragungsmedien, wie beispielsweise optische Fasern geleitet. Schließlich werden die optischen Signale in elektrische Ausgangssignale für eine Verwendung an dem für sie bestimmten Bestimmungsort umgewandelt.
  • Häufig umfaßt das Leiten optischer Signale ein Umwandeln der optischen Signale in elektrische Signale und darauffolgend ein Umleiten der elektrischen Signale. Beispielsweise können elektrische Paketschalter dazu verwendet werden, elektrische Signale, die mehreren Eingängen entsprechen, zu ausgewählten Schaltausgängen zu leiten. Die umgeleiteten elektrischen Signale werden dann zur weiteren Ausbreitung in optische Signale umgewandelt.
  • Aus verschiedenen Gründen ist es wünschenswert, optische Signale, die sich über ein optisches Kommunikationssystem ausbreiten, im optischen Bereich zu halten. Beispielsweise führt die Umwandlung der optischen Signale in elektrische Signale und dann wieder zurück häufig zu Signalverlusten und/oder Verzerrungen. Ungünstigerweise hat es sich als schwierig erwiesen, optische Komponenten, wie beispielsweise optische Schalter zu entwickeln, die dazu verwendet werden können, optische Signale im optischen Bereich zu handhaben. Insbesondere ist es schwierig, optische Komponenten bereitzustellen, die kompakt sind, sich für eine Datenübertragung mit hoher Geschwindigkeit eignen und/oder relativ geringe Verluste aufweisen. Somit ist erkennbar, daß ein Bedarf an Systemen und Verfahren besteht, mit welchen die zuvor genannten und/oder andere wahrgenommene Nachteile des Stands der Technik angesprochen werden.
  • Abriß der Erfindung
  • Erfindungsgemäß wird ein optisches System gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren zur Modulation optischer Signale gemäß Anspruch 4 bereitgestellt.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein die Verwendung bewegbarer optischer Komponenten zur Veränderung der Ausbreitung optischer Signale durch optische Medien. Insbesondere sind die bewegbaren optischen Komponenten Gitterpunkten optischer Medien zugeordnet und beeinflussen die Ausbreitungseigenschaften im optischen Medium ausgebildeter optischer Übertragungswege. Insbesondere kann durch Bewegen zumindest einer der optischen Komponenten relativ zum optischen Medium, in dem sie angeordnet ist, zumindest eine erste Ausbreitungseigenschaft des optischen Mediums verändert werden.
  • Ein optischer Modulator gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt ein optisches Medium, in dem sich optische Signale ausbreiten können. Ein Array aus Gitterpunkten ist im optischen Medium angeordnet, wobei zumindest einige der Gitterpunkte Brechungsindizes aufweisen, die sich vom Brechungsindex des optischen Mediums unterscheiden. Zumindest ein erster der Gitterpunkte umfaßt eine erste optische Komponente, die relativ zum optischen Medium bewegbar ist. Durch Bewegen der ersten optischen Komponente relativ zum optischen Medium kann eine Ausbreitungseigenschaft des optischen Mediums verändert werden.
  • Ein Verfahren zur Modulation optischer Signale gemäß der Erfindung umfaßt: Bereitstellen eines optischen Mediums mit einem Array aus Gitterpunkten, wobei zumindest einige der Gitterpunkte Brechungsindizes aufweisen, die sich vom Brechungsindex des optischen Mediums unterscheiden, wobei ein erster der Gitterpunkte eine erste optische Komponente umfaßt, die funktionsfähig ist, die Ausbreitung sich durch das optische Medium ausbreitender optischer Signale zu beeinflussen; und Bewegen der ersten optischen Komponente relativ zum optischen Medium, um zumindest eine Ausbreitungseigenschaft des optischen Mediums zu verändern.
  • Zusätzlich werden andere Vorrichtungen, Systeme und Verfahren der vorliegenden Erfindung für den Fachmann aus der Betrachtung der folgenden Zeichnungen und der detaillierten Beschreibung erkennbar. Es ist beabsichtigt, daß alle derartigen zusätzlichen Vorrichtungen, Systeme, Verfahren, Eigenschaften und/oder Vorteile von dieser Beschreibung umfaßt sind, sich im Umfang der vorliegenden Erfindung befinden und durch die begleitenden Ansprüche geschützt sind.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • Die Erfindung wird mit Bezugnahme auf die folgenden Zeichnungen besser verständlich. Die Komponenten in den Zeichnungen sind nicht notwendigerweise im Maßstab wiedergegeben. Statt dessen liegt das Hauptgewicht auf einer klaren Darstellung der Prinzipien der vorliegenden Erfindung. Darüber hinaus bezeichnen gleiche Bezugszeichen entsprechende Teile in mehreren Ansichten.
  • 1 ist ein schematisches Diagramm einer Ausführungsform eines optischen Systems gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • 2 ist ein schematisches Diagramm einer Ausführungsform eines optischen Modulators gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • 3 ist ein schematisches Diagramm mehrerer Gitterpunkte des optischen Modulators aus 2.
  • 4 ist ein schematisches Diagramm des optischen Systems aus 1.
  • 5 ist ein Flußdiagramm, das die Funktionalität des optischen Modulators aus 1 wiedergibt.
  • 6 ist ein schematisches Diagramm mehrerer Gitterpunkte einer Ausführungsform eines optischen Modulators gemäß der Erfindung.
  • 7 ist ein schematisches Diagramm einer weiteren Ausführungsform einer bewegbaren optischen Komponente gemäß der Erfindung.
  • 8 ist ein schematisches Diagramm mehrerer Gitterpunkte einer weiteren Ausführungsform eines optischen Modulators gemäß der Erfindung.
  • 9 ist ein schematisches Diagramm mehrerer Gitterpunkte einer weiteren Ausführungsform eines optischen Modulators gemäß der Erfindung.
  • 10 ist ein schematisches Diagramm einer weiteren Ausführungsform eines optischen Systems gemäß der Erfindung.
  • Detaillierte Beschreibung der Erfindung
  • Wie hierin in weiteren Einzelheiten beschrieben wird, umfassen die Systeme und Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung den Gebrauch optischer Modulatoren zur Veränderung der Ausbreitung optischer Signale. Insbesondere umfaßt ein optischer Modulator gemäß der Erfindung ein optisches Medium, das optisch mit zumindest einer bewegbaren optischen Komponente kommuniziert. Durch Bewegen der optischen Komponente relativ zum optischen Medium kann ein durch das optische Medium definierter optischer Weg so verändert werden, daß eine selektive Modulation eines sich durch das optische Medium ausbreitenden optischen Signals erreicht wird.
  • Im folgenden wird auf die Zeichnungen Bezug genommen. 1 ist ein schematisches Diagramm, das ein optisches System gemäß der vorliegenden Erfindung wiedergibt. Das optische System 10 umfaßt einen optischen Modulator 100, wobei zur Vereinfachung der Beschreibung lediglich ein Teil desselben gezeigt ist. Der optische Modulator 100 umfaßt ein optisches Medium 102 in dem sich mehrere Gitterpunkte, wie beispielsweise die Punkte 104, 106 und 108 befinden. Im allgemeinen wird jeder der Gitterpunkte aus einem Material gebildet, das einen unterschiedlichen Brechungsindex, beispielsweise einen niedrigeren Brechungsindex, als das Material aufweist, das das optische Medium bildet.
  • Zumindest einer der Gitterpunkte, wie beispielsweise der Gitterpunkt 108, umfaßt eine bewegbare optische Komponente 110, die relativ zum optischen Medium beweglich ist. Insbesondere kann die optische Komponente wahlweise zwischen einer ersten Position (die in 1 gezeigt ist), in der die optische Komponente optische mit dem optischen Medium kommuniziert, und einer zweiten Position, in der die optische Komponente eine Ausbreitungseigenschaft des optischen Modulators verändert, bewegt werden. Beispielhaft kann die zweite Position so gewählt werden, daß die optische Komponente nicht länger optisch mit dem optischen Medium kommuniziert. Bei anderen Ausführungsformen kann die zweite Position so gewählt werden, daß lediglich ein Teil der optischen Komponente nicht länger optisch mit dem optischen Medium kommuniziert.
  • Das optische Medium und die Gitterpunkte definieren einen optischen Weg, wie beispielsweise den optischen Weg 120. Der optische Weg 120 empfängt ein optisches Eingangssignal 125 an einer ersten Position 130 des optischen Modulators und liefert ein optisches Ausgangssignal 135 an einer zweiten Position 140. Die Gitterpunkte sind so angeordnet, daß eine photonische Bandlücke zur Ausbreitung optischer Signale in Richtungen parallel zur Flächenausdehnung des optischen Mediums gebildet wird. Diese Bandlücke erleichtert die Übertragung der optischen Signale entlang des durch die Gitterpunkte definierten optischen Weges. Man beachte, daß sich das optische Signal von der ersten Position zu der zweiten Position über den optischen Weg ausbreitet, wenn die optische Komponente in die erste Position bewegt ist.
  • Wie in 2 gezeigt ist, ist das optische Medium 102 zwischen dem ersten und dem zweiten Substrat 210 bzw. 212 eingefügt. Jedes der Substrate weist einen niedrigeren Brechungsindex auf als die Volumeneigenschaften des optischen Mediums. Dadurch kann das optische Signal in der Flächenausdehnung des optischen Mediums begrenzt werden. Insbesondere ist das optische Signal in Richtungen senkrecht zur Ebene des optischen Mediums durch eine Leitung über interne Reflektionen an den Oberflächen zwischen den Substraten und dem optischen Medium eingegrenzt.
  • Wie in 3 gezeigt ist, umfaßt jeder Gitterpunkt eine optische Komponente, wie beispielsweise die Komponenten 310, 312, 314 bzw. 316. Die optischen Komponenten sind im allgemeinen aus zylindrischen Materialsäulen hergestellt. Eine Wechselwirkung eines optischen Signals mit den zwischen den optischen Komponenten und dem optischen Medium ausgebildeten Grenzflächen beeinflußt die Ausbreitung der vom optischen Modulator empfangenen optischen Signale. Beispielsweise fördert bei der Ausführungsform aus 1 die Wechselwirkung der Brechungsindizes der verschiedenen Materialien eine Ausbreitung des optischen Eingangssignals entlang des optischen Wegs 120.
  • Die optischen Komponenten der Gitterpunkte aus 3 sind in einer zweidimensionalen viereckigen Konfiguration angeordnet. Jedoch können auch andere Konfigurationen verwendet werden, einschließlich eindimensionaler, dreidimensionaler, rechtwinkliger, kreisförmiger, gekrümmter, linearer und/oder irregulärer Konfigurationen. Zusätzlich können die Gitterpunkte so angeordnet werden, daß sie einen oder mehrere optische Übertragungswege in einem optischen Medium bilden, wobei jeder dieser in unterschiedlichen Konfigurationen vorgesehen werden kann.
  • In 4 wurde die dem Gitterpunkt 108 zugeordnete optische Komponente in eine zweite Position bewegt. Insbesondere wurde die optische Komponente so bewegt, daß zumindest ein Teil der optischen Komponente nicht länger optisch mit dem optischen Medium 102 kommuniziert. Eine Umpositionierung der bewegbaren optischen Komponente verändert zumindest eine Ausbreitungseigenschaft des optischen Modulators. Beispielsweise kann der Ausbreitungsweg des optischen Modulators und/oder die Amplitude und/oder die Wellenlänge eines sich durch den optischen Modulator ausbreitenden optischen Signals verändert werden. Beispielsweise wird bei der Ausführungsform aus 4 das optische Eingangssignal 125 daran gehindert, sich über den optischen Modulator hinaus auszubreiten. Somit hat die Ausführungsform aus 4 die Funktion eines optischen Schalters.
  • 5 ist ein Ablaufdiagramm, das die Funktionalität der Ausführungsform des in den 1 und 4 abgebildeten optischen Modulators wiedergibt. Wie in 5 gezeigt ist, kann die Funktionalität (oder das Verfahren) 100 so interpretiert werden, daß es am Block 510 beginnt, an dem ein optisches Medium mit einem Array aus Gitterpunkten bereitgestellt wird. Insbesondere kann jeder der Gitterpunkte einer optischen Komponente zugeordnet sein, die einen Brechungsindex aufweist, der sich von dem des optischen Mediums unterscheidet. Im Block 520 wird die Position zumindest einer der optischen Komponenten verändert. Insbesondere kann die optische Komponente bzw. können die optischen Komponenten neu positioniert werden, um die Ausbreitung von Licht durch das optische Medium zu verändern.
  • Wie zuvor erwähnt wurde, sind zumindest eine der optischen Komponenten und das optische Medium eines optischen Modulators gemäß der Erfindung relativ zueinander bewegbar. Beispielsweise kann eine optische Komponente bewegt werden, während die andere optische Komponente stationär bleibt. Zusätzlich oder alternativ könnte das optische Medium bewegt werden, während eine oder mehrere der optischen Komponenten stationär bleiben.
  • Bei der Ausführungsform aus 6 umfaßt der optische Modulator 100 eine bewegbare optische Komponente 602 und ein optisches Medium 604. Das optische Medium umfaßt eine sich am Gitterpunkt 608 befindende Aushöhlung 606. Die Aushöhlung weist eine Größe und Form auf, um zumindest einen Teil einer optischen Komponente 602 aufzunehmen. Die optische Komponente 602 ist als eine Materialsäule aus beispielsweise einem dielektrischen Ma terial hergestellt, das einen anderen Brechungsindex aufweist als die Volumeneigenschaften des optischen Mediums.
  • Die optische Komponente 602 kann mit einem Stellmittel 612 bewegt werden. Beispielsweise kann die optische Komponente in und/oder aus der Aushöhlung bewegt werden. Die optische Komponente 602 ist in der Aushöhlung längs einer Achse 614 der Aushöhlung verschiebbar. Man beachte, daß die Achse 614 der Aushöhlung und die Längsachse 620 der optischen Komponente aus 6 im wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet sind. Bei anderen Ausführungsformen können die Achsen im wesentlichen nicht parallel zueinander sein.
  • Man beachte, daß zusätzlich zu einer mechanischen Verstellung, wie beispielsweise mit Hilfe des Stellmittels 612, andere Quellen zur Verstellung verwendet werden können. Darüber hinaus muß das Verstellen nicht notwendigerweise reversibel sein. Beispielsweise könnte eine optische Komponente solange bewegt werden, bis die optischen Eigenschaften des optischen Modulators in geeigneter Weise eingestellt sind. Sobald sie eingestellt sind, könnte die optische Komponente temporär oder permanent in dieser Position gehalten werden.
  • Bei einigen Ausführungsformen kann sich die optische Komponente in einer Aushöhlung drehen. Bei einer derartigen Ausführungsform können sich die optischen Eigenschaften der optischen Komponente entlang ihres Umfangs ändern, so daß durch eine Drehung der optischen Komponente zumindest eine erste Ausbreitungseigenschaft des optischen Modulators geändert wird. Die optischen Eigenschaften einer optischen Komponente variieren bei der Erfindung entlang der Bewegungsrichtung der optischen Komponente und/oder entlang der Länge der Komponente. Ein Beispiel dieses Merkmals ist in 7 abgebildet.
  • Wie in 7 gezeigt ist, umfaßt die optische Komponente 700 mehrere Abschnitte, wie beispielsweise die Abschnitte 702 und 704. Jeder dieser Abschnitte weist unterschiedliche optische Eigenschaften auf. Beispielsweise weist der Abschnitt 702 einen Brechungsindex auf, der niedriger ist als der vom Material des Abschnitts 704 umfaßte Brechungsindex.
  • Wie in 8 gezeigt ist, kann eine optische Komponente 700 in eine sich an einem Gitterpunkt befindende Aushöhlung 802 eingefügt werden. Insbesondere ist die optische Komponente in einer ersten Position 804 angeordnet, so daß zumindest ein Teil des Abschnitts 702 optisch mit dem optischen Medium 806 kommuniziert. Wenn der optische Modulator in der ersten Position angeordnet ist, weist er eine erste Gruppe von Ausbreitungseigenschaften auf.
  • Im Gegensatz dazu bewirkt das Bewegen der optischen Komponente 700 in eine zweite Position 902 (9), daß der optische Modulator eine zweite Gruppe optischer Eigenschaften aufweist. Insbesondere entspricht die zweite Position 902 zumindest einem Teil des Abschnitts 704, der optisch mit dem optischen Medium 806 kommuniziert. Man beachte, daß bei einigen Ausführungsformen die zweite Position einen Teil des Abschnitts 704 und einen Teil des Abschnitts 702 umfassen könnte, die optisch mit dem optischen Medium kommunizieren.
  • Bei einigen Ausführungsformen wird zumindest eine dritte Position der optischen Komponente vorgesehen. Beispielsweise könnte eine derartige dritte Position einer optisch nicht mit dem optischen Medium kommunizierenden optischen Komponente entsprechen. Offensichtlich können verschiedene andere Positionen abhängig von den Ausbreitungseigenschaften, die der optische Modulator aufweisen soll, verwendet werden.
  • Eine weitere Ausführungsform eines optischen Systems 10 ist schematisch in 10 abgebildet. Wie in 10 gezeigt ist, wird zumindest ein optischer Modulator 100 vorgesehen, der optisch mit Eingangsübertragungsmedien, wie beispielsweise den Medien 1002i–1002n, und mit Ausgangsübertragungsmedien, wie beispielsweise den Medien 1004i–1004n kommuniziert. Es ist zu beachten, daß das optische System 10 aus 10 an zahlreiche Verwendungen angepaßt werden könnte, bei welchen eines oder mehrere optische Signale empfangen, verändert und dann selektiv zu einem oder mehreren Ausgangsübertragungsmedien für eine weitere Ausbreitung zugeführt werden. Somit kann beispielsweise der optische Modulator als ein optischer Matrixschalter konfiguriert sein.
  • Bezüglich weiterer Informationen über photonische Kristalle wird beispielsweise auf das US-Patent 6,175,671 von Roberts verwiesen, das hierin durch Bezugnahme einbezogen wird, auf den Artikel von J. D. Joannopoulous et al., „Photonic Crystals: Moulding the Flow of Light", Kapitel 5 (Princeton University Press, 1995), auf das US-Patent 5,651,818 von Milstein et al., auf das US-Patent 5,998,298 von Fleming et al., auf das US-Patent 5,784,400 von Joannopoulous et al. und auf das US-Patent 5,389,943 von Brommer et al. verwiesen, die ebenfalls durch Bezugnahme mit einbezogen werden.
  • Die vorhergehende Beschreibung wurde lediglich zur Veranschaulichung und Beschreibung angegeben. Es nicht beabsichtigt, daß diese erschöpfend ist oder daß die Erfindung auf die präzisen offenbarten Formen beschränkt ist. Modifizierungen oder Abwandlungen sind im Licht der oben angegebenen Lehren möglich. Die erläuterten Ausführungsformen bzw. Ausführungsform wurde so gewählt und beschrieben, daß die Prinzipien der Erfindung und ihre praktische Anwendung veranschaulicht werden, so daß ein Durchschnittsfachmann in die Lage versetzt wird, die Erfindung in verschiedenen Ausführungsformen und mit verschiedenen für den speziellen Gebrauch zweckmäßigen Abwandlungen verwenden zu können.
  • Beispielsweise können bei einigen Ausführungsformen die optischen Komponenten mit anderen Formen als zylindrischen hergestellt sein. Beispielsweise könnte eine halbkreisförmige und/oder rechteckige Form verwendet werden. Auf ähnliche Weise könnten nicht säulenförmige Formen, wie beispielsweise sphärische, halbsphärische Scheiben, rechteckige und/oder planare und nicht planare Formen bei einigen Ausführungsformen verwendet werden. Die Erfindung ist durch die beigefügten Ansprüche definiert.

Claims (9)

  1. Optisches System (100) zur Ausbreitung optischer Signale, wobei das optische System umfaßt: einen optischen Modulator (100) mit einem optischen Medium (102) und einem Array von Gitterpunkten (104, 106, 108), wobei das optische Medium für eine Ausbreitung optischer Signale wirksam ist und das Array der Gitterpunkte so im optischen Medium angeordnet ist, daß eine photonische Bandlücke existiert, die die Übertragung optischer Signale entlang eines durch die Gitterpunkte definierten optischen Weges erleichtert, wobei zumindest einige der Gitterpunkte (104, 106, 108) Brechungsindizes aufweisen, die sich vom Brechungsindex des optischen Mediums (102) unterscheiden, und ein erster der Gitterpunkte (108) eine erste optische Komponente (110) umfaßt, die relativ zum optischen Medium (102) so bewegbar ist, daß das Bewegen der ersten optischen Komponente (110) relativ zum optischen Medium (102) die Ausbreitung optischer Signale durch das optische Medium (102) verändert; dadurch gekennzeichnet, daß der Brechungsindex der ersten optischen Komponente (110) bezüglich einer Bewegungsrichtung der ersten optischen Komponente (110) relativ zum optischen Medium (102) variiert.
  2. Optisches System nach Anspruch 1, wobei das Array der Gitterpunkte einen ersten optischen Weg (120) durch zumindest einen Teil des optischen Mediums (102) definiert; die erste optische Komponente (110) zwischen einer ersten und einer zweiten Position bewegbar ist; und die erste optische Komponente (110) in der ersten Position eine Ausbreitung zumindest eines Teils der optischen Signale über den vollen Umfang des ersten optischen Weges (120) verhindert.
  3. Optisches System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das des weiteren umfaßt: ein Stellmittel (612), das funktionstechnisch zum Bewegen der ersten optischen Komponente relativ zum optischen Medium eingerichtet ist.
  4. Verfahren zum Modulieren optischer Signale, wobei das Verfahren umfaßt: Bereitstellen eines optischen Mediums (102), das für eine Ausbreitung optischer Signale wirksam ist, wobei das optische Medium (102) ein Array aus Gitterpunkten (104, 106, 108) aufweist, die darin so angeordnet sind, daß eine photonische Bandlücke existiert, die die Übertragung optischer Signale entlang eines durch die Gitterpunkte definierten optischen Weges erleichtert, wobei zumindest einige der Gitterpunkte (104, 106, 108) niedrigere Brechungsindizes aufweisen als der Brechungsindex des optischen Mediums (102) und ein erster der Gitterpunkte (108) eine erste optische Komponente (110) umfaßt, die funktionsfähig ist, die Ausbreitung optischer Signale durch das optische Medium (102) zu beeinflussen; und Bewegen der ersten optischen Komponente (110) und des optischen Mediums (102) relativ zueinander, um die Ausbreitung der optischen Signale durch das optische Medium (102) zu verändern; wobei der Brechungsindex der ersten optischen Komponente (110) bezüglich einer Bewegungsrichtung der ersten optischen Komponente (110) relativ zum optischen Medium (102) variiert.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Bewegen der ersten optischen Komponente (110) und des optischen Mediums (102) ein Bewegen der ersten optischen Komponente (110) zwischen einer ersten und einer zweiten Position umfaßt.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die erste optische Komponente (110) in der ersten Position die optischen Signale so filtert, daß zumindest eine gewählte Frequenz des Lichts der optischen Signale daran gehindert ist, sich über den vollen Umfang des ersten optischen Weges (120) auszubreiten.
  7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, wobei das Array von Gitterpunkten einen zweiten optischen Weg durch zumindest einen Teil des optischen Mediums definiert; und die erste optische Komponente (110) in der ersten Position zumindest den Teil der optischen Signale umlenkt, so daß sie sich entlang des zweiten optischen Wegs ausbreiten.
  8. Verfahren nach Anspruch 5, 6 oder 7, wobei die erste optische Komponente in der zweiten Position ermöglicht, daß sich die optischen Signale entlang des vollen Umfangs des ersten optischen Wegs (120) ausbreiten.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 8, das des weiteren umfaßt: Empfangen eines optischen Signals (125) am optischen Medium (102); und wahlweises Ablenken des empfangenen optischen Signals (102).
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000301738A (ja) * 1998-11-26 2000-10-31 Seiko Epson Corp インク容器の適正判断方法およびインク容器の適正を判断する印刷装置
JP3568943B2 (ja) * 2002-12-06 2004-09-22 独立行政法人 科学技術振興機構 局所的３次元構造を有する２次元フォトニック結晶スラブ
US7193767B1 (en) * 2004-03-03 2007-03-20 Jonathan Peeri Method for enhancing visibility
US7991289B2 (en) * 2008-03-28 2011-08-02 Raytheon Company High bandwidth communication system and method
USD758372S1 (en) 2013-03-13 2016-06-07 Nagrastar Llc Smart card interface
US9888283B2 (en) 2013-03-13 2018-02-06 Nagrastar Llc Systems and methods for performing transport I/O
USD864968S1 (en) 2015-04-30 2019-10-29 Echostar Technologies L.L.C. Smart card interface
CN110196469A (zh) * 2019-06-26 2019-09-03 青岛大学 耦合腔光子晶体波导中的慢光特性测量及动态调制方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5187461A (en) 1991-02-15 1993-02-16 Karl Brommer Low-loss dielectric resonator having a lattice structure with a resonant defect
US5784400A (en) 1995-02-28 1998-07-21 Massachusetts Institute Of Technology Resonant cavities employing two dimensionally periodic dielectric materials
DE19610656A1 (de) * 1996-03-05 1997-09-11 Deutsche Telekom Ag Optische Mehrwege-Weiche mit elektrisch einstellbaren Photonenkristallen
US6483640B1 (en) * 1997-04-08 2002-11-19 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Optical notch filters based on two-dimensional photonic band-gap materials
US5973823A (en) * 1997-07-22 1999-10-26 Deutsche Telekom Ag Method for the mechanical stabilization and for tuning a filter having a photonic crystal structure
US5999308A (en) * 1998-04-01 1999-12-07 Massachusetts Institute Of Technology Methods and systems for introducing electromagnetic radiation into photonic crystals
US5998298A (en) 1998-04-28 1999-12-07 Sandia Corporation Use of chemical-mechanical polishing for fabricating photonic bandgap structures
US6278105B1 (en) * 1999-01-25 2001-08-21 Lucent Technologies Inc. Transistor utilizing photonic band-gap material and integrated circuit devices comprising same
US6542682B2 (en) 2000-08-15 2003-04-01 Corning Incorporated Active photonic crystal waveguide device
JP3923244B2 (ja) * 2000-09-01 2007-05-30 富士フイルム株式会社 光素子

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Publication number Publication date
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