DE69129807T2

DE69129807T2 - Lichtverstärkungspolarisator

Info

Publication number: DE69129807T2
Application number: DE69129807T
Authority: DE
Inventors: Shinichiro Hamamatsu-Shi Shizuoka-Ken Aoshima; Yutaka Hamamatsu-Shi Shizuoka-Ken Tsuchiya; Tsuneyuki Hamamatsu-Shi Shizuoka-Ken Urakami
Original assignee: Hamamatsu Photonics KK
Current assignee: Hamamatsu Photonics KK
Priority date: 1991-11-20
Filing date: 1991-11-20
Publication date: 1999-02-25
Anticipated expiration: 2011-11-21
Also published as: EP0543061A1; EP0543061B1; DE69129807D1; US5198921A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Polarisator, mit dem Licht verstärkt werden kann.
Normalerweise sind konventionelle Polarisatoren tafelförmig oder sie bestehen aus Kalzit (z. B. Glan-Taylor-Prismen).
Solche herkömmlichen Polarisatoren entziehen dem einfallenden Licht einen Teil, um so die gewünschte Polarisation zu erreichen, so daß unvermeidlich das Problem eines Lichtverlusts entsteht.
Bei dem Ausgangslicht aus einem Fotodetektor, der linear polarisiertes Licht von einem konventionellen Polarisator erfaßt, verringert der Polarisator, wenn es sich beim Rauschen vorrangig um ein Schrotrauschen des Fotodetektors handelt, die Lichtintensität und führt zu einer Verschlechterung des Rauschabstandes der Ausgangsleistung des Fotodetektors. Daher ist beim Umgang mit Licht, das aus einem Polarisator austritt, besondere Sorgfalt geboten.
In EP-A-0,361,035 ist eine Vorrichtung offenbart, bestehend aus zwei Halbleiterlasern, von denen einer in erster Linie Wellen mit einem festgelegten anderen Polarisationszustand erzeugt oder verstärkt, und wobei die von den beiden Lasern erzeugten oder verstärkten Wellen übereinandergelagert sind. Erfindungsgemäß umfaßt ein Polarisator einen Halbleiter-Lichtverstärker und eine Einrichtung zum Ansteuern des Halbleiter-Lichtverstärkers, wobei das Halbleiterlicht eine TE-Modus-Komponente und eine TM-Modus-Komponente eines Eingangslichts differential verstärkt und dadurch gekennzeichnet ist, daß der Halbleiter-Lichtverstärker eine aktive Schicht mit einer Dicke von höchstens 0,05 um umfaßt, so daß die TE-Modus-Komponente eines Ausgangslichts eine Intensität hat, die mindestens das Zehnfache der Intensität der TM-Modus- Komponente des Ausgangslichts beträgt.
Mit einem erfindungsgemäßen Polarisator wird es möglich, Licht zu verstärken (d. h. er ruft keinen Lichtverlust hervor) und linear polarisiertes Licht zu erzeugen, welches sich problemlos einsetzen läßt.
Nunmehr werden spezielle Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Polarisators anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei:
Fig. 1 eine Darstellung eines Polarisators nach einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform ist;
Fig. 2 eine Schnittdarstellung eines Halbleiter-Lichtverstärkers aus der ersten Ausführungsform ist;
Fig. 3 ein Blockdiagramm ist, das die Wirkungsweise des Halbleiter- Lichtverstärkers zeigt;
Fig. 4 eine Draufsicht auf einen Halbleiter-Lichtverstärker eines Polarisator nach einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform ist;
Fig. 5 eine Graphik ist, die das Verhältnis zwischen einem Verstärkungsfaktor eines Halbleiter-Lichtverstärkers und dem Reflexionsgrad an seiner Eintritts- und seiner Austrittsfläche zeigt;
Fig. 6 das Verhältnis zwischen dem Reflexionsgrad an der Eintritts- und der Austrittsfläche und deren Schnittwinkel graphisch dargestellt, angenommen, die aktive Schicht des Halbleiter-Lichtverstärkers hat einen Brechungsindex von 3,5; die Fig. 7A-C Draufsichten von Varianten der zweiten Ausführungsform aus Fig. 4 sind;
Fig. 8 eine Perspektivansicht eines Halbleiter-Lichtverstärkers eines Polarisators nach einer dritten Ausführungsform der Erfindung ist;
Fig. 9 eine Schnittdarstellung eines vergrößerten wesentlichen Teils des Halbleiter-Lichtverstärkers eines Polarisators nach einer vierten Ausführungsform der Erfindung ist;
die Fig. 10A und 10B Schnittdarstellungen sind, die aufzeigen, wie sich Licht ausbreitet und im wesentlichen Teil aus Fig. 9 reflektiert wird;
Fig. 11 eine Darstellung eines Polarisators mit dotiertem Lichtleiter ist;
Fig. 12 eine Abwandlung des Polarisators aus Fig. 11 zeigt;
die Fig. 13A und 13B zwei Beispiele graphisch darstellen, bei denen der erfindungsgemäße Polarisator mit einem Polarisator aus Fig. 11 oder Fig. 12 kombiniert wird; und
Fig. 14 in einem Blockdiagramm ein Anwendungsbeispiel zeigt, bei dem der erfindungsgemäße Polarisator in einen (elektrooptischen) E-O-Spannungsdetektor integriert ist.
In Fig. 1 ist eine erste Ausführungsform der Erfindung abgebildet. Ein allgemein mit der Ziffer 10 gekennzeichneter Polarisator umfaßt einen Halbleiter- Lichtverstärker 12 und eine Antriebseinrichtung 14 zum Ansteuern des Halbleiter- Lichtverstärkers 12. Der Halbleiter-Lichtverstärker 12 hat eine dünnere aktive Schicht, deren Dicke höchstens 0,05 um, am besten etwa 0,02 um beträgt.
Wie in Fig. 2 am Beispiele dargestellt, hat der Halbleiter-Lichtverstärker 12 einen SADH-Aufbau (self-aligned double hetero-junction - selbsteingestellter Doppel- Heteroübergang) und umfaßt die Schichten A-I (12A-12I), die in Richtung von der Anode 16 zur Kathode 18 übereinandergelagert sind. Nach dem bisherigen Stand der Technik hat eine Schicht F, d. h. eine aktive Schicht 12F, gewöhnlich eine Dicke von etwa 0,1 um. Bei der hier erörterten Ausführungsform hingegen wird jene Schicht auf höchstens 0,05 um, am günstigsten auf 0,02 um eingestellt. Die Schicht A (12A) dient als Au/Cr-Kontakt. Bei der Schicht B handelt es sich um eine p&spplus;-GaAs-Schicht, wobei im schraffierten Bereich Zn diffundiert ist. Die Schichten C, E und G (12C, 12E und 12 G) weisen eine Zusammensetzung von Ga1-xAlxAs auf, wobei x = 0,37 ist. Die aktive Schicht 12F hat einen wirksamen aktiven Bereich (in der Figur schraffiert), dessen Breite und Länge etwa 3 um bzw. 200 um betragen. Die Zusammensetzung der aktiven Schicht 12F lautet Ga1-xAlxAs, wobei x = 0,028 ist.
Wenn wie bereits erwähnt die aktive Schicht 12F auf eine geringere Dicke als sonst üblich eingestellt wird, dann wird die Fortpflanzung von TM-Modus-Licht durch die aktive Schicht 12F unterdrückt und der Lichtverstärkungsfaktor gesenkt. Im Verhältnis dazu vergrößert sich der Verstärkungsfaktor des TE-Modus-Lichts und stellt sicher, daß das aus dem Halbleiter-Lichtverstärker 12 austretende Licht nicht nur linear polarisiert, sondern auch beträchtlich verstärkt wird.
Die Differenz des Verstärkungsfaktors zwischen dem TE-Modus und dem TM- Modus wird nachstehend genau beschrieben.
Hier wird davon ausgegangen, daß wie in Fig. 3 das Ausgangslicht aus einem Masterlaser 20 in einen Halbleiter-Lichtverstärker 22 mit einem Stirnflächen- Reflexionsgrad R und einer Hohlraumlänge L eingegeben wird. Infolge von mehreren Reflexionen in einem Fabry-Perot-Hohlraum mit optischer Verstärkung wird der Verstärkungsfaktor G (= Pout/Pin, wobei Pin und Pout die Eingangssignalleistung in einen Halbleiter-Lichtverstärker 22 und eine Ausgangssignalleistung aus selbigem bezeichnen) wie folgt angegeben:
G(φ) = {(1-R)²Gs}/{(1-RGs)² + 4GsRsin²(φ/2)} .....(1),
wobei Gs und φ eine Einwegverstärkung und eine Zweiweg-Phasenverschiebung im Hohlraum darstellen. Die Ziffer 24 in Fig. 3 kennzeichnet einen Einwegleiter.
Die Einwegverstärkung Gs wird wie folgt ausgedrückt:
Gs = exp(Γg - αi)L ...... (2),
wobei Γ eine Lichtbegrenzungsfunktion, g die optische Verstärkung der aktiven Schicht und αi ein Absorptionskoeffizient ist.
Mit dem Parameter Gs wird ein Verstärkungsfaktor für einen Wanderwellenverstärker geschaffen, wobei der Reflexionsgrad an beiden Stirnseiten des Hohlraums vernachlässigt wird.
Mit der dünneren aktiven Schicht 12F kann der Grad der optischen Begrenzung von TM-Modus-Licht, ΓTM, reduziert werden und folglich auch die Gs des TM- Modus-Lichts verringert werden. Dadurch nimmt der Verstärkungsfaktor G des TM-Modus-Lichts ab, und es entsteht ein Verhältnis GE/GM > 10, wobei GE und GM die Verstärkungsfaktoren des TM-Modus-Lichts bzw. des TE-Modus-Lichts sind.
Günstig ist es, wenn die Lichteintrittsfläche 13A und die Lichtaustrittsfläche 13B des Halbleiter-Lichtverstärkers 12 mit einem Antireflexionsfilm 15 beschichtet sind. Anschließend wird anhand der Fig. 4 bis 7A-7C eine zweite Ausführungsform beschrieben.
Wie aus Fig. 4 - einer Draufsicht (siehe Fig. 1) - hervorgeht, umfaßt ein allgemein mit der Ziffer 28 gekennzeichneter Polarisator einen Halbleiter-Lichtverstärker 26, deren Lichteintrittsfläche und Lichtaustrittsfläche 26A, 26B als Schnittflächen gestaltet sind, die um einen Winkel θ geneigt sind, wobei 10º ≤ θ ≤ 16º ist. Das Bezugssymbol 26F aus Fig. 4 bezeichnet eine aktive Schicht.
Durch Neigung der Lichteintrittsfläche und der Lichtaustrittsfläche 26A, 26B wird lediglich das TE-Modus-Licht effizient verstärkt und ausgewählt.
Der Grund für dieses günstige Phänomen wird im folgenden dargelegt. Zuerst wird die Zweiweg-Phasenverschiebung φ in der Gleichung (1) angegeben durch:
φ = 4π(νin - νo)Lng/c
= 4πLng (1/λin - 1/λo) ..... (3),
wobei νin die Frequenz des Eingangssignallichts ist (seine Wellenlänge ist λin), νo die Resonanzfrequenz ist (die Resonanzwellenlänge ist λo), ng einen effektiver Brechungsindex im Hohlraummodus und c die Lichtgeschwindigkeit darstellt.
Zur Vereinfachung gehen wir davon aus, daß νin = νo ist. Dann wird φ gleich null, und die Gleichung (1) lautet nunmehr:
G = Pout/Pin
= (1-R)²Gs/(1-RGs)² ..... (1')
Mit dem Halbleiter-Lichtverstärker 12 aus Fig. 1 wurde für G ein Wert von 200 ermittelt, wenn R = 1% ist. Fügt man diese Werte ersatzweise in die Gleichung (1') ein und berücksichtigt die Bedingung G > Gs, dann zeigt sich, daß Gs gleich 50 ist.
Wenn Gs = 50 in die Gleichung (1') eingesetzt wird, erhält man das Verhältnis zwischen R und G wie in Fig. 5. Da in Fig. 5 die Sättigung der Verstärkung nicht berücksichtigt ist, erscheinen die Werte G größer als sie tatsächlich sein würden. Dennoch ist erkennbar, daß ein ausreichender Reflexionsgrad R im Bereich von 0,01-0,03 erreicht wird.
Andererseits hängt der Reflexionsgrad des Lichts, das die Stirnseite des Halbleiter-Lichtverstärkers 26 (n&sub1; = 3,5) nach dem Durchqueren von dessen aktiver Schicht 26F erreicht hat, vom Winkel 0 der Eintritts- und Austrittsfläche 26A und 26B ab, und es gibt einen Wert A, bei dem der Reflexionsgrad des TM-Modus-Lichts stark von dem des TE-Modus-Lichts abweicht. Wie aus Fig. 6 ersichtlich, liegt bei einem A von 15º der Reflexionsgrad für TE-Modus-Licht bei etwa 0,02, während er für TM-Modus-Licht 0,6 beträgt.
Entsprechend Fig. 5 ist der Verstärkungsfaktor G des TM-Modus-Lichts nur unwesentlich kleiner als der des TE-Modus-Lichts, weshalb nur das TE-Modus- Licht wirksam verstärkt werden kann.
Die Gleichungen (1) und (1') haben nur dort Gültigkeit, wo das von den Stirnseiten reflektierte Licht zur aktiven Schicht zurückkehrt. Wenn jedoch die Eintritts- und die Austrittsfläche des Halbleiter-Lichtverstärkers geneigt sind, wird der Teil des von den Stirnseiten reflektierten Lichts, der mit der aktiven Schicht gekoppelt ist, kleiner als dort, wo die Stirnseiten nicht geneigt sind, was zu einigen Abweichungen von den Gleichungen führt. Wird angesichts der Reflexionseigenschaften aus Fig. 6 ein Winkel θ von 16º gewählt, dann entsteht kein Verlust an TE-Modus-Licht, das folglich ohne Dämpfung aus dem Verstärker austritt.
Demgegenüber wird etwa 70% des TM-Modus-Lichts reflektiert, wovon ein Teil aus der aktiven Schicht 26F entweicht und so einen Vertust verursacht. Dadurch tritt nach einer wirksamen Selektion nur TE-Modus-Licht aus.
Wenn θ einen Wert von 16º hat, entsteht nach dem Snelliusschen Gesetz ein Einfallswinkel ψ = 75º (1 · sinψ = 3,5 · sin16º). Daraus wird deutlich, daß das Licht auf die Eintrittsfläche 26A des Halbleiter-Lichtverstärkers 26 mit einem Einfallswinkel ψ von 75º auftreffen muß. In der obigen Gleichung gemäß dem Snelliusschen Gesetz stellt 3,5 den Brechungsindex der aktiven Schicht 26F dar. Bei der hier erörterten Ausführungsform kann ein Antireflexionsfilm auf der Eintritts- und der Austrittsfläche 26A, 26B geschaffen werden. Dabei wird der Schneidwinkel θ auf einen Wert festgelegt, der an den Brechungsindex des Antireflexionsfilms angepaßt ist, so daß lediglich TE-Modus-Licht selektiv verstärkt wird.
Bei der oben besprochenen zweiten Ausführungsform hat der Halbleiter- Lichtverstärker 26 von oben gesehen die Form eines Parallelepipeds. Dies stellt allerdings nicht die einzig mögliche geometrische Form des Verstärkers dar, denn er kann auch wie der Halbleiter-Lichtverstärker 27A aus Fig. 7A konfiguriert sein, bei dem von oben gesehen die Hälften eines Rechtecks durch eine aktive Schicht 29A in Form eines Parallelepipeds miteinander verbunden sind. Als Alternative kann der Verstärker wie der Halbleiter-Lichtverstärker 27B aus Fig. 7B gestaltet sein, bei dem zwei Rechtecke verschiedener Größe durch eine trapezförmige aktive Schicht 29B miteinander verbunden sind. Weiterhin kann er aber auch wie der Halbleiter-Lichtverstärker 27C aus Fig. 7C konfiguriert sein, der von oben gesehen weitgehend trapezförmig ist. Das Symbol 29C in Fig. 7C kennzeichnet die aktive Schicht.
Nun wird anhand von Fig. 8 eine dritte Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
Ein in Fig. 8 allgemein mit der Ziffer 30 gekennzeichneter Halbleiter- Lichtverstärker hat einen Lichtwellenleiterteil 32 mit einem Metallfilm 31. Mit der Ziffer 33 aus Fig. 8 wird ein Lichtverstärkungsteil des Halbleiter-Lichtverstärkers 30 angegeben. Der Metallfilm 31 befindet sich oben auf der aktiven Schicht 32A des Lichtwellenleiterteils 32.
Wenn Licht auf den Halbleiter-Lichtverstärker 30 auftrifft, dann wird das TM-Modus-Licht gedämpft, das eine elektrische Feldkomponente senkrecht zum Metallfilm 31 aufweist, so daß nur TE-Modus-Licht selektiv verstärkt wird. Somit ist fast das gesamte Licht, das aus dem Halbleiter-Lichtverstärker 30 austritt, verstärktes TE-Modus-Licht, infolge dessen man das gewünschte linear polarisierte Licht mit Verstärkung erhält.
Wie bei den vorherigen Ausführungsformen kann sowohl auf die Lichteintrittsfläche als auch die Lichtaustrittsfläche des Halbleiter-Lichtverstärkers 30 ein Antireflexionsfilm aufgebracht werden.
Anhand der Fig. 9 wird nachstehend eine vierte Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
Bei dieser Ausführungsform wird auf der Stirnseite einer aktiven Schicht 38F eines Halbleiter-Lichtverstärkers 38 (nur teilweise abgebildet) eine transparente Fenstereinrichtung 42 ausgebildet.
Hierbei wird mit Hilfe der unterschiedlichen Strahlenstreuung zwischen dem TM-Modus-Licht und dem TE-Modus-Licht, welches im Freiraummodus durch den Fensterbereich wandert, sichergestellt, daß das in den aktiven Bereich zurückkehrende TM-Modus-Licht mit einer anderen Effizienz gekoppelt wird als das TE-Modus-Licht.
Genauer gesagt, beim Eintritt in den Fensterbereich breitet sich das TM-Modus- Licht wie in Fig. 10A (Senkrechtschnitt) in einem größeren Winkel aus, so daß ein kleinerer Teil des Lichts von der gespaltenen Oberfläche 40 reflektiert wird und zur aktiven Schicht 38F zurückkehrt, wodurch die Kopplungseffizienz gering ist. Andererseits breitet sich das TE-Modus-Licht wie in Fig. 10B (Horizontalschnitt) in einem engeren Winkel aus, um in den Fensterbereich einzutreten, so daß verglichen mit dem TM-Modus-Licht mehr Licht zur aktiven Schicht 38F zurückkehrt, was zu einer relativ hohen Kopplungseffizienz führt.
Wenn der effektive Reflexionsgrad R bei TE-Modus-Licht 002 und bei TM-Modus- Licht 0,005 beträgt, so wird aus Fig. 5 deutlich, daß lediglich TE-Modus-Licht mit hoher Effizienz verstärkt wird.
Zwar wurde für die erste bis vierte Ausführungsform angegeben, daß sie TE- Modus-Licht verstärken, doch natürlich können Ausführungsformen - speziell die vierte Ausführungsform - in ihrem Aufbau derart abgewandelt werden, daß TM-Modus-Licht verstärkt wird.
In Fig. 11 ist ein Polarisator 47 so konstruiert, daß ein die Polarisation aufrechterhaltender Lichtleiter 46, der mit einem seltenen Erdmetall dotiert ist, welches der Faserverstärkung dient, zur Aufnahme des gewünschten linear polarisierten Lichts mit Verstärkung dient. Zu den seltenen Erdmetallen, die als Dotierungssubstanz verwendet werden können, gehören beispielsweise Nd, Er, Ho, Sm und Tm und deren Ione.
Mit der Ziffer 48 wird in Fig. 11 eine Erregerlichtquelle bezeichnet. Das aus der Lichtquelle 48 emittierte Erregerlicht wird mit Hilfe eines Halbspiegels 50 mit dem Eingangslicht kombiniert, und das zusammengesetzte Licht wird von der Eintrittsfläche des mit einem seltenen Erdmetall dotierten, die Polarisation aufrechterhaltenden Lichtleiters 47 her in selbigen eingebracht.
In Fig. 11 wird mit dem Halbspiegel 50 das Eingangslicht mit dem Erregerlicht kombiniert. In Fig. 12 ist eine andere Variante dargestellt, bei der ein Polarisator 49 so aufgebaut ist, daß sowohl das Eingangslicht als auch das Erregerlicht von den jeweiligen Lichtleitern 52 geleitet und mittels einer optischen Kopplungseinrichtung 54 kombiniert werden, wobei das zusammengesetzte Licht anschließend in einen mit einem seltenen Erdmetall dotierten, die Polarisation aufrechterhaltenden Lichtleiter 46 eingegeben wird.
Das Ausgangslicht von dem mit einem seltenen Erdmetall dotierten, die Polarisation aufrechterhaltenden Lichtleiter 46 enthält gewöhnlich eine Erregerlichtkomponente wie das Rauschen. Wenn man davon ausgeht, daß die enthaltene Erregerlichtkomponente erheblich ist, kann ein Filter, ein dichroitischer Spiegel, ein Prisma oder ein anderes Element hinter der Austrittsfläche des Lichtleiters 46 vorgesehen werden.
Wird der mit einem seltenen Erdmetall dotierte, die Polarisation aufrechterhaltende Lichtleiter 46 verwendet, dann kann ein Antireflexionsfilm sowohl auf die Eintrittsfläche als auch die Austrittsfläche aufgebracht werden, oder aber beide Flächen sind als Schnittflächen mit einem geeigneten Neigungswinkel wie z. B. einen Brewsterwinkel ausgelegt, oder es ist eine Fenstervorrichtung vorhanden. Bei diesen Varianten kann die Reinheit des linear polarisierten Ausgangslichts noch weiter erhöht werden.
Die letzten beiden Fälle werden jetzt genauer beschrieben. Wenn der Kern des mit einem seltenen Erdmetall dotierten, die Polarisation aufrechterhaltenden Lichtleiters 46 ellipsenförmig oder rechtwinklig ist, dann wird die Stirnseite so geneigt, daß jene Haupt- bzw. Längsachse des Kerns mit der Hauptachse der entstehenden geneigten Stirnfläche zusammentrifft. Wenn der Neigungswinkel genauso groß ist wie der Brewsterwinkel, dann wird eine Lichtkomponente, deren Polarisationsrichtung entlang der Hauptachse des Kerns verläuft, mit nur geringem Verlust ein- und ausgegeben. Dadurch kann eine Differenz zwischen dem Verstärkungsfaktor einer solchen Lichtkomponente und dem einer Lichtkomponente entstehen, deren Polarisationsrichtung senkrecht zur Hauptachse verläuft. Die Schaffung der Fenstervorrichtung an den Stirnflächen führt zu den gleichen Effekten wie in den Fig. 9, 10A und 10B dargestellt. Bei den Polarisatoren aus den Fig. 11 und 12 wird nur eine Polarisatoreinheit verwendet. Allerdings lassen sich verschiedene Varianten herstellen, um sogar in noch größerem Maße linear polarisiertes Ausgangslicht zu erhalten.
So sind zum Beispiel zwei Polarisatoren 60A und 60B mit erfindungsgemäßem Halbleiter-Lichtverstärker wie in Fig. 13A über einen Lichtleiter 62 mittels Kaskadenschaltung miteinander verbunden. Als Alternative dazu werden ein Polarisator 60 mit Halbleiter-Lichtverstärker und ein Polarisator 64 mit Lichtleiter 64A zusammengebracht, der mit einem seltenen Erdmetall dotiert ist und die Polarisation aufrechterhält (siehe Fig. 13B). Die Symbole 64B und 64C in Fig. 13B kennzeichnen eine Erregerlichtquelle und eine optische Kopplungseinrichtung. Wenn ein Lichtleiter zur Aufrechterhaltung der Polarisation eingesetzt wird, erhält man reiner polarisiertes Licht ganz einfach, indem seine Länge geändert wird und nicht indem mehrere Einheiten in Reihe geschaltet werden.
In Fig. 14 ist eine praktische Anwendungsmöglichkeit des erfindungsgemäßen Polarisators dargestellt, wobei er in einen elektrooptischen (E-O) Spannungsdetektor mit E-O-Vorrichtung integriert wird. Das System aus Fig. 14 umfaßt einen konventionellen Polarisator 56, einen E-O-Modulator 58, dem Prüflicht zugeführt wird, das durch den Polarisator 56 geschickt und mittels eines elektrischen Signals zum Messen moduliert wird; einen erfindungsgemäßen Lichtverstärkungspolarisator 60, der das Ausgangslicht des E-O-Modulators 58 verstärkt, und einen Fotodetektor 62, der das Ausgangslicht des Lichtverstärkungspolarisators 60 in ein elektrisches Signal umwandelt.
Bei einem konventionellen System, das dem obigen entspricht, hätten die Polarisatoren einen starken Lichtverlust zu verzeichnen. Bei dem System aus Fig. 14 hingegen wird das Ausgangslicht des E-O-Modulators 58 mit Hilfe des Lichtverstärkungspolarisators 60 ausreichend verstärkt, der den Störabstand des Ausgangssignals aus dem Fotodetektor 62 verbessert und die Bearbeitung des Lichts in den Stationen nach dem Lichtverstärkungspolarisator 60 erleichtert.

Claims

1. Polarisator mit einem Halbleiter-Lichtverstärker und einer Einrichtung zum Ansteuern des Halbleiter-Lichtverstärkers, wobei das Halbleiterlicht eine TE-Modus-Komponente und eine TM-Modus-Komponente eines Eingangslichts differential verstärkt, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiter-Lichtverstärker (12, 26, 27, 33) eine aktive Schicht (12F, 26F, 38F) mit einer Dicke von höchstens 0,05 um umfaßt, so daß die TE-Modus-Komponente eines Ausgangslichts eine Intensität hat, die mindestens das Zehnfache der Intensität der TM-Modus- Komponente des Ausgangslichts beträgt.

2. Polarisator nach Anspruch 1, wobei eine der beiden Flächen - der Eintritts- und der Austrittsfläche (26A, 26B) - des Halbleiter-Lichtverstärkers (12, 26, 27, 33) um 10 bis 16 Grad zur Längsachse des Polarisators geneigt ist.

3. Polarisator nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei der Halbleiter- Lichtverstärker (33) einen Lichtwellenleiterteil (32) umfaßt, der eine aktive Schicht und einen Metallfilm (31) neben der aktiven Schicht aufweist.

4. Polarisator nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Eintritts- und die Austrittsfläche des Halbleiter-Lichtverstärkers (12, 26, 27, 33) einen Antireflexionsfilm aufweisen.

5. Polarisator nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Halbleiter-Lichtverstärker (12, 26, 27, 33) eine transparente Fenstervorrichtung auf mindestens einer der beiden Flächen - der Eintritts- und der Austrittsfläche - aufweist.

6. Polarisatorsystem, welches einen Polarisator nach einem der vorangehenden Ansprüche in Kombination mit einem vorgeschalteten Polarisator umfaßt, mit:

einem die Polarisation aufrechterhaltenden und mit einem seltenen Erdmetall dotierten Lichtleiter (46),

einer Lichtquelle (48, 64B) zum Emittieren von Erregerlicht für den die Polarisation aufrechterhaltenden Lichtleiter (46) und

einer Einrichtung (50, 54) zum Kombinieren des Eingangslichts und des Ausgangslichts zwecks Ausbildung von zusammengesetztem Licht, welches in den die Polarisation aufrechterhaltenden Lichtleiter (46) eingegeben wird.

7. Polarisatorsystem nach Anspruch 6, wobei im vorgeschalteten Polarisator mindestens eine der beiden Flächen - Eintritts- und Austrittsfläche - des die Polarisation aufrechterhaltenden Lichtleiters (46) geneigt ist.

8. Polarisatorsystem nach Anspruch 7, wobei die Kombinationseinrichtung ein Halbspiegel (50) oder eine optische Kopplungsvorrichtung (54) ist.