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Die vorliegende Erfindung betrifft planare
optische Bauelemente und insbesondere Anordnungen zum
Pumpen integrierter Arrays aus derartigen Bauelementen.
Es sind eine Vielzahl, in Form planarer
optischer Wellenleiter hergestellte, optische
Bauelemente bekannt. Mehrere derartige Bauelemente können
auf integrierte Weise auf einem Substrat hergestellt
werden, um eine Mikrominiaturkomponente
bereitzustellen, die sich in Lichtsignale verarbeitenden Netzen
verwenden läßt.
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Ein vorteilhaftes planares Bauelement, das als
optischer Verstärker funktioniert, ist in dem US-Patent
Nr. 5,119,460 beschrieben. Das darin beschriebene
Bauelement verstärkt Lichtsignale durch stimulierte
Emission von Erbiumionen. Erbiumionen werden durch
Einkopplung von Pumpstrahlung in ein aktives,
erbiumdotiertes Gebiet des Bauelements auf einen
Laserpegel angeregt.
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Gemäß den Lehren des oben angeführten Patents
werden Signal- und Pumpstrahlung verknüpft und dann in
das aktive Gebiet jedes Bauelements eingekoppelt (siehe
beispielsweise Fig. 2 des Patents). Bei auf einem
einzelnen Substrat hergestellten großen integrierten
Arrays kann derartiges Bauelement-Bauelement-Pumpen
offensichtlich zu komplizierten Topologien und
schwierigen Leitungsführungsproblemen führen.
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Von seiten der Fachleute sind deshalb
Bemühungen fortgesetzt worden, die darauf abzielen, zu
versuchen, die strukturelle Anordnung von planaren
optischen Verstärkern in einem integrierten Array zu
verbessern. Diese Bemühungen sind insbesondere darauf
ausgerichtet, zu versuchen, einen wirksameren Weg des
Pumpens der Verstärker ausfindig zu machen. Es wurde
erkannt, daß diese Bemühungen, wenn sie erfolgreich
wären, zu kompakteren und preisgünstigeren integrierten
Arrays zur Verwendung in Lichtsignale verarbeitenden
Netzen führen könnten.
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In JP-A-2222186 [siehe Patent Abstracts of
Japan, Band 14, Nr. 524 (E-1003), 16. November 1990]
wird ein Wellenleiterlaserarray beschrieben. Wie dort
beispielsweise in Fig. 1 gezeigt wird, werden von
einer einzelnen Quelle durch Licht 7 mehrere
Wellenleiter 9-1, 9-2, 9-3 und 9-4 eines
Resonatorarrays 6 gleichzeitig gepumpt. Auf diese Weise werden
mehrere, durch Gleichförmigkeit gekennzeichnete
Laserausgangssignale bereitgestellt.
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In EP-A-0 404 152 werden zum Pumpen von zwei
dotierten Fasern 10, 10' (siehe beispielsweise dort in
Fig. 16) eine einzelne Pumplaserdiode 38 und
verbindende Lichtwellenleiterabschnitte 68, 70
verwendet. Diese Abschnitte 68, 70 sind über mehrere
Multiplexer-/Demultiplexereinheiten 34, 34', 46, 46' an
die Fasern 10, 10' angekoppelt.
Kurze Beschreibung der Erfindung
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Gemäß den Grundlagen der vorliegenden Erfindung
werden mehrere planare optische Verstärker in einem
integrierten Array durch eine einzelne Pumpquelle
gleichzeitig gepumpt. In jedem Fall ist die Anzahl der
Pumpquellen in dem Array kleiner als die Anzahl zu
pumpender Verstärker. Bei einer Ausführungsform umfaßt
die Pumpanordnung eine einzelne Lichtquelle zum Anlegen
eines Pumpsignals an mehrere anzuregende aktive
Wellenleitergebiete. Bei dieser Ausführungsform ist ein
Filmwellenleiter, dessen Breite ungefähr der Länge
jedes aktiven Gebiets eines Arrays von Gebieten
entspricht, quer und in ankoppelnder Beziehung
bezüglich des Arrays angeordnet. Das Ausgangssignal
einer länglichen Pumpquelle ist an ein Ende des
Filmwellenleiters angekoppelt, um auf diese Weise das
Pumpsignal gleichzeitig in jedes aktive Gebiet des
Arrays zu koppeln.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
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Die vorliegende Erfindung und die obigen und
weiteren Merkmale und Vorfeile der Erfindung können aus
der ausführlichen Beschreibung unten im Zusammenhang
mit der beiliegenden Zeichnung, die nicht
maßstabsgetreu gezeichnet ist, eingehend verstanden
werden. Es zeigen:
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Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Teil eines
spezifischen beispielhaften integrierten Arrays mit
einem als Schleife konfigurierten Wellenleiter;
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Fig. 2 eine Querschnittsdarstellung des Arrays
von Fig. 1 mit einer hinzugefügten oberen
Claddingschicht;
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Fig. 3 im Querschnitt eine Seitenansicht eines
Beispiels, das nicht der Erfindung entspricht, bei dem
eine längliche Lichtquelle über eine Mikrolinse an
mehrere aktive Gebiete angekoppelt ist;
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Fig. 4 im Querschnitt eine Endansicht der in
Fig. 3 gezeigten Ausführungsform;
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Fig. 5 eine Draufsicht auf einen Teil einer
Ausführungsform der Erfindung, bei der zum Pumpen von
mehreren aktiven Gebieten ein quer angeordneter
Filmwellenleiter verwendet wird;
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Fig. 6 im Querschnitt eine Endansicht der
Anordnung von Fig. 5 mit einer hinzugefügten oberen
Claddingschicht; und
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Fig. 7 im Querschnitt eine Endansicht einer
modifizierten Version der in Fig. 5 und 6 gezeigten
Ausführungsform.
Ausführliche Beschreibung
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Lediglich zum Zweck, ein besonderes
veranschaulichendes Beispiel zu liefern, wird
angenommen, daß die in den unten beschriebenen
integrierten Arrays enthaltenen planaren
Wellenleiterbauelemente optische Verstärker sind, die
erbiumdotierte aktive Gebiete umfassen. Es wird jedoch
betont, daß die verschiedenen zu beschreibenden
Anordnungen nicht auf Bauelemente begrenzt sind, in
denen erbiumdotierte Gebiete gepumpt werden. Die
erfindungsgemäßen Anordnungen sind von Natur aus
generisch und lassen sich deshalb eindeutig auch auf
das Pumpen einer Vielfalt anderer bekannter aktiver
Bauelemente anwenden, bei denen die Emission von
anderen als von Erbiumionen aus erfolgt.
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Die hier angenommenen besonderen
erbiumdotierten Verstärker werden zum Verstärken von
Lichtsignalen durch stimulierte Emission von Er3+-Ionen
verwendet. Wie in der Technik wohlbekannt ist, liegt
die entsprechende Signalwellenlänge für einen
derartigen Verstärker bei ungefähr 1,55 Mikrometern.
Verschiedene Wellenlängen von Pumpstrahlung
(beispielsweise Wellenlängen von 514 Nanometern, 660
Nanometern, 810 Nanometern, 980 Nanometern und
1,48 Mikrometern) regen, wie in dem oben angeführten
Patent ausführlicher beschrieben, Er3+-Ionen an.
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Das in Fig. 1 teilweise gezeigte spezifische
beispielhafte integrierte Array enthält zwei passive
Wellenleiter 10 und 12 mit aktiven erbiumdotierten
verjüngten Wellenleitergebieten 14 und 16 (zur
adiabatischen Ankopplung), die auf den jeweiligen
Oberflächen der Wellenleiter 10 und 12 ausgebildet
sind. Beispielhaft werden Lichtsignale an die linken
Enden der Wellenleiter 10 und 12 von
Einmodenlichtwellenleitern 15 und 17 angelegt, wie durch die
Pfeile 18 und 20 angedeutet.
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Ein entsprechendes Pumpsignal für die aktiven
Wellenleitergebiete 14 und 16 wird an diese durch einen
als Schleife konfigurierten passiven Wellenleiter 22
angekoppelt. Die Breite des Wellenleiters 22 in
Y-Richtung und seine Höhe in Z-Richtung sind
beispielsweise ungefähr gleich den entsprechenden
Abmessungen der passiven Wellenleiter 10 und 12. Obere
und untere Verzweigungen des als Schleife
konfigurierten Wellenleiters 22 sind jeweils eng an den
aktiven Gebieten 14 und 16 angeordnet.
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Ein entsprechendes Pumpsignal wird an das linke
Ende des Wellenleiters 22 von Fig. 1 angelegt, wie
durch den Pfeil 24 angedeutet. Ein derartiges Signal,
das beispielsweise durch einen kontinuierlich
arbeitenden Laser geliefert wird, wird durch den
Wellenleiter 22 geleitet, um sich wiederholt um seine
schleifenförmige Erstreckung auszubreiten, wie durch
die Pfeile 26 dargestellt. Wiederholtes Durchqueren des
Pumpsignals durch die oberen und unteren Verzweigungen
des Wellenleiters 22 vergrößert die Absorption von
Pumpstrahlung durch Er3+-Ionen in den aktiven Gebieten
14 und 16.
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Wie in Fig. 1 gezeigt, werden mit dem als
Schleife konfigurierten Wellenleiter 22 zwei aktive
Gebiete 14 und 16 gleichzeitig gepumpt. Indem der
Wellenleiter 22 in X-Richtung verlängert wird, um eine
längere Schleife zu bilden, ist es möglich, auf diese
Weise längere obere und untere Verzweigungen
bereitzustellen. Teile dieser längeren Verzweigungen
können dann an auf anderen passiven Wellenleitern in
dem gleichen integrierten Array angeordneten, nicht
gezeigte zusätzliche aktive Gebiete angekoppelt werden.
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Fig. 2 ist eine Querschnittsdarstellung der
Anordnung von Fig. 1 bei Linie 30, bei Betrachtung in
Richtung der Pfeile 2. In Fig. 2 sind die Wellenleiter
10, 12 und 22 auf einer über einem Substrat 34
liegenden unteren Claddingschicht 32 angeordnet
gezeigt. In Fig. 2 werden auch die aktiven Gebiete 14
und 16 und eine obere Claddingschicht 36 gezeigt.
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Jeder der Wellenleiter 10, 12 und 22 von
Fig. 2 sowie jedes der aktiven Wellenleitergebiete 14
und 16 ist von den Claddingschichten 32 und 36 im
wesentlichen umgeben. Die Brechungsindizes der
Claddingschichten 32 und 36 sind so ausgewählt, daß sie
unter den Brechungsindizes der Wellenleiter 10, 12 und
22 und auch unter den Brechungsindizes der aktiven
Gebiete 14 und 16 liegen. Infolge dieser
Brechungsindexdifferenzen wird elektromagnetische Strahlung bei
der Signalwellenlänge in den Wellenleitern 10 und 12
und in den aktiven Gebieten 14 und 16 geleitet, und
Strahlung bei der Pumpwellenlänge wird in dem
Wellenleiter 22 geleitet, und an die Gebiete 14 und 16
angekoppelt, wenn der Abstand zwischen dem Wellenleiter
22 und den Gebieten 14 und 16 klein ist.
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Außerdem ist der Brechungsindex jedes der
aktiven Gebiete 14 und 16 von Fig. 2 vorzugsweise so
ausgelegt, daß er etwas größer ist als der
Brechungsindex seines jeweiligen darunterliegenden
Wellenleiters. Auf diese Weise wird in den aktiven
Gebieten 14 und 16 die größtmögliche Lichtmenge erfaßt.
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Als Veranschaulichung funktionieren die
Wellenleiter 10 und 12 und die aktiven Gebiete 14 und
16 von Fig. 2 als Einmodenwellenleiter für an sie von
zugeordneten optischen Einmodenfasern angelegte
Signalstrahlung. Der Wellenleiter 22 andererseits kann
hinsichtlich der an sein Eingangsende angelegten
Pumpstrahlung als Einmoden- bzw. Mehrmodenwellenleiter
funktionieren.
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Bei einem spezifischen veranschaulichenden
Beispiel ist die untere Claddingschicht 32 von Fig. 2
auf einer entsprechend vorbereiteten planaren oberen
Fläche eines aus einem Siliziumwafer bestehenden
Substrats 34 ausgebildet. Die Schicht 32 ist
beispielsweise eine Schicht aus glasartigem
Siliziumdioxid, die duch eine standardmäßige Technik
aufgewachsen wird, bei der Silizium unter
Hochdruckdampf thermisch oxidiert wird. Die Dicke der
Schicht 32 sollte über ungefähr zehn Mikrometern
liegen, da bei wesentlich kleineren Dicken es zu einem
Lichtaustritt kommen kann. Die Dicke der Schicht 32
beträgt bei einer Ausführungsform beispielsweise
ungefähr fünfzehn Mikrometer.
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Jeder der Wellenleiter 10, 12 und 22 von
Fig. 2 ist beispielsweise aus Phosphosilicatglas
hergestellt, das auf der Claddingschicht 32
abgeschieden und dann strukturiert wird. Der
Phosphorgehalt und somit der Brechungsindex des
abgeschiedenen Glases ist so ausgewählt, daß gemäß von
in der Technik wohlbekannten Verfahren die gewünschten
wellenleitenden Eigenschaften bereitgestellt werden.
Jeder der Wellenleiter 10, 12 und 22 weist
beispielsweise eine Breite in Y-Richtung von ungefähr
sechs Mikrometern und eine Höhe in Z-Richtung von
ebenfalls ungefähr sechs Mikrometern auf.
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Die aktiven Gebiete 14 und 16 von Fig. 2 sind
beispielsweise jeweils aus einem Glas auf
Siliziumoxidbasis mit einer relativ hohen Erbiumkonzentration
hergestellt, wie beispielsweise Glas mit einem Erbium-
Silizium-Atomverhältnis von ungefähr 0,01.
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Ein beispielhaftes Verfahren zum Abscheiden der
aktiven Gebiete 14 und 16 von Fig. 2 ist über
Sputtern, wie in dem oben angeführten Patent
ausführlich beschrieben. Wie weiter oben erwähnt,
sollte der Brechungsindex jedes der aktiven Gebiete 14
und 16 vorteilhafterweies größer als der Index seines
jeweiligen darunterliegenden Wellenleiters
(Wellenleiter 10 oder Wellenleiter 12) sein.
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Die Dicke jedes der aktiven Gebiete 14 und 16
in Z-Richtung liegt beispielsweise bei ungefähr
1,5 Mikrometern. Die Breite jedes der Gebiete 14 und 16
(mit Ausnahme seiner verjüngten Enden) in Y-Richtung
liegt bei ungefähr vier bis sechs Mikrometern. Und als
Beispiel beträgt die Länge jedes der aktiven Gebiete 14
und 16 in X-Richtung ungefähr drei bis fünf Zentimeter.
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Die in Fig. 2 gezeigte obere Claddingschicht
36 ist vorteilhafterweise aus Phosphosilicatglas
hergestellt, beispielhaft durch standardmäßige
Niederdruck-CVD-Techniken (CVD = chemical vapor
deposition = chemische Dampfabscheidung). Die Dicke der
Schicht 36 in Z-Richtung beträgt beispielsweise
ungefähr zehn bis fünfzehn Mikrometer.
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Das Pumpsignal, das geleitet wird, um sich
wiederholt um den in Fig. 1 und 2 gezeigten, als
Schleife konfigurierten Wellenleiter 22 auszubreiten,
wirkt dahingehend, daß es Pumpenergie gleichzeitig in
beide der aktiven Gebiete 14 und 16 einkoppelt. Auf
diese Weise wird Pumpstrahlung durch Ionen in jedem
dieser Gebiete absorbiert, wodurch mindestens einige
der Ionen darin in einen Zustand befördert werden, der
ein Lasertätigkeitspegel atomarer Anregung ist, wie in
der Technik wohlbekannt ist.
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Bei einem besonderen veranschaulichenden
Beispiel beträgt die Entfernung d (Fig. 2) in Y-
Richtung zwischen den sich gegenüberliegenden
Seitenwänden des Pumpwellenleiters 22 und jedem der
Signalwellenleiter 10 und 12 entlang im wesentlichen
der gesamten Länge der Wellenleiter 10 und 12, die
jeweils unter den aktiven Gebieten 14 und 16 liegen,
ungefähr ein Mikrometer oder weniger. Eine derartige
Beabstandung liefert eine effektive Einkopplung von
Strahlung von dem sich in dem Wellenleiter 22
ausbreitenden Pumpsignal in die aktiven Gebiete 14 und
16.
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Zu Veranschaulichungszwecken zeigt jede der
hier beschriebenen Ausführungsformen auf der Oberseite
ihrer jeweiligen Wellenleiter ausgebildete aktive
Gebiete. Es ist aber auch möglich, die aktiven Gebiete
als Teil oder sogar als die Gesamtheit der
signalführenden Wellenleiter auszubilden. Auch könnten
die in Fig. 1 und 2 gezeigten Pumpwellenleiter 22
alternativ in einer Mehrschichtstruktur beispielsweise
auf den zu pumpenden Gebieten ausgebildet werden.
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In Fig. 3 ist ein weiteres spezifisches
veranschaulichendes Beispiel, nicht gemäß der
vorliegenden Erfindung gezeigt, bei dem von einer
einzelnen Pumpquelle aus gleichzeitig mehrere aktive
Gebiete angeregt werden. Insbesondere zeigt Fig. 3 ein
derartiges, auf einen passiven Wellenleiter 42
ausgebildetes aktives Gebiet 40. Wie bei der oben
beschriebenen Anordnung von Fig. 1 und 2 enthält die
Struktur von Fig. 3 eine obere und untere
Claddingschicht 44 bzw. 46 und ein Substrat 48.
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Das aktive Gebiet 40 und andere benachbarte
aktive Gebiete von Fig. 3 werden durch eine auf einem
tragenden Substrat 52 angeordnete längliche Lichtquelle
50 gepumpt. Die Quelle 50 umfaßt beispielsweise ein
herkömmliches oberflächenemittierendes Laserarray, das
mehrere nach unten projizierende Laserstrahlen liefert,
die von einer parallel zu der angedeuteten X-Achse
verlaufenden Längsachse der Quelle 50 ausgehen. Diese
Strahlen werden durch ein Linsenbauteil 54 auf mehrere
aktive Gebiete der Anordnung von Fig. 3 projiziert.
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Der Linsenbauteil 54 von Fig. 3 umfaßt als
Veranschaulichung einen beispielsweise aus Quarz
hergestellten Film. In der unteren Fläche des Films ist
ein Hohlraum 56 ausgebildet, der als konkave
kugelförmige Mikrolinse dient. Die Mikrolinse ist so
ausgeführt, daß sie die Ausgabe der länglichen
Lichtquelle 50 auf die Gesamterstreckung des aktiven
Gebiets 40 in X-Richtung projiziert. Außerdem ist die
in dem Bauteil 54 ausgebildete Mikrolinse so
ausgeführt, daß sie die Ausgabe der Quelle 50 auf einen
relativ großen Bereich in einer Ebene parallel zu der
angedeuteten X-Y-Ebene projiziert. Dieser Bereich weist
insbesondere in Y-Richtung eine Erstreckung auf, die
die Breite der Quelle 50 in Y-Richtung übertrifft und
ausreichend breit ist, mehrere aktive Gebiete,
einschließlich des aktiven Gebiets 40, zu umgeben.
Zudem wird die Ausgabe der Quelle 50 so durch das
Linsenbauteil 54 projiziert, daß die ganze Erstreckung
von allen derartigen mehreren aktiven Gebieten in X-
Richtung umgeben wird.
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Wie in Fig. 3 gezeigt, ist die Quelle 50 von
dem Linsenbauteil 54 (um beispielsweise ungefähr
300 Mikrometer) beabstandet, und das Bauteil 54 ist von
der oberen Fläche der oberen Claddingschicht 44
(ebenfalls beispielsweise um ungefähr 300 Mikrometer)
beabstandet. Eine derartige Beabstandung wird zur
Veranschaulichung durch präzisionsgeschliffene Kugeln
60 bis 63 bereitgestellt, die jeweils in Paaren von
präzise geformten Vertiefungen in den sich
gegenüberliegenden Oberflächen, die beabstandet werden
sollen, positioniert sind.
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Fig. 3 enthält auch einen sogenannten
Resonanzspiegelstapel 66, der mehrere abwechselnde
Schichten aus Dielektrika, wie beispielsweise Silizium
und Siliziumdioxid, umfaßt, die durch ein Viertel der
Wellenlänge der Pumpfrequenz voneinander beabstandet
sind. Derartige Stapel werden beispielsweise in einem
Artikel mit dem Titel "Giant Enhancement of
Luminescence Intensity in Er-doped Si/SiO&sub2; Resonant
Cavities" von E. F. Schubert et al., Applied Physics
Letters, Band 61, Nr. 12, 21. September 1992, Seiten
1381-1383 beschrieben.
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Der Stapel 66 von Fig. 3, der effektiv wie ein
dreidimensionales Gitter wirkt, ist so ausgelegt, daß
er als Reflektor für Pumpstrahlung dient. Der Stapel 66
verbessert insbesondere dadurch den Wirkungsgrad der
Pumptätigkeit.
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Als Veranschaulichung ist es auch vorteilhaft,
eine reflektierende Schicht 68 auf der unteren bzw.
Ausgabeseite der in Fig. 3 gezeigten Pumpquelle 50
aufzunehmen. Eine derartige Schicht, die ausgelegt ist,
die Pumpwellenlänge zu reflektieren, wirkt dahingehend,
den Wirkungsgrad der Pumptätigkeit weiter zu
verbessern.
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Fig. 4 ist eine Querschnittsdarstellung der
Anordnung von Fig. 3 auf der Linie 70 bei Betrachtung
in Richtung der Pfeile 4. Wie in Fig. 4 gezeigt, wird
das von der Quelle 50 ausgehende Pumplicht durch das
Linsenbauteil 54 gerichtet, um auf das aktive Gebiet 40
sowie auf zwei zusätzliche aktive Gebiete 72 und 74,
die auf passiven Wellenleitern 73 bzw. 75 angeordnet
sind, aufzutreffen. Der durch die Mikrolinse in dem
Bauteil 54 gebildete Weg der Pumplichtstrahlen wird
durch die Pfeile 76 ungefähr dargestellt.
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Fig. 4 zeigt auch den oben beschriebenen
Spiegelstapel 66, der unter dem aktiven Gebiet 40 und
seinem stützenden passiven Wellenleiter 42 liegt.
Weiterhin sind in Fig. 4 auch zwei zusätzliche
identische derartige Stapel 76 und 78 gezeigt, die
jeweils unter den Wellenleitern 73 und 75 liegen. Die
die Stapel 66, 76 und 78 bildenden abwechselnden
Schichten weisen in X-Richtung eine Länge auf, die sich
ungefähr gleich mit der Länge der aktiven Gebiete 40,
72 und 74 erstreckt.
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Fig. 5 ist eine Draufsicht auf einen Teil
eines Ausführungsbeispiels das gemäß den Grundlagen
der vorliegenden Erfindung hergestellt ist. Die
Anordnung von Fig. 5 enthält drei passive Wellenleiter
79 bis 81, die so ausgelegt sind, daß sich Lichtsignale
in ihnen ausbreiten. Aktive Wellenleitergebiete 82 bis
84 sind jeweils auf den passiven Wellenleitern 79 bis
81 angeordnet.
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Die aktiven Gebiete 82 bis 84 von Fig. 5
werden durch eine längliche Lichtquelle 86, deren
Ausgabe an die Eingangsseite eines Filmwellenleiters 87
angelegt wird, gepumpt. Die Breite des Wellenleiters 87
in X-Richtung ist ungefähr gleich der Länge der aktiven
Gebiete 82 bis 84 in X-Richtung.
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Zur Veranschaulichung umfaßt die Pumpquelle 86
ein herkömmliches längliches Array aus Lasern bzw.
Leuchtdioden. Jedenfalls liefert die Quelle 86 mehrere
Ausgangsstrahlen, die jeweils von beabstandeten
Bereichen ausgehen, deren Mitten entlang einer parallel
zu der gezeigten X-Achse verlaufenden Linie der Quelle
liegen. Auf diese Weise wird jedes der aktiven Gebiete
82 bis 84 durch Licht von der Quelle 86 gepumpt, das
sich in dem Filmwellenleiter 87 in einer Richtung
orthogonal zur Richtung der Signalausbreitung in den
Wellenleitern 79 bis 84 ausbreitet.
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Der in Fig. 5 gezeigte Filmwellenleiter 87 ist
beispielsweise aus einem lichtleitenden Material, wie
beispielsweise Phosphosilikatglas, hergestellt. Die
Zusammensetzung des Wellenleiters 87 ist so ausgewählt,
daß er einen Brechungsindex aufweist, der höher ist als
die den Wellenleiter 79 bis 84 zugeordneten oberen und
unteren Claddingschichten, aber niedriger ist als der
Brechungsindex der aktiven Gebiete 82 bis 84. Auf diese
Weise wird Pumplicht so eingeschränkt, daß es sich in
dem Filmwellenleiter 87 ausbreitet, und ein
wesentlicher Anteil davon wird in die aktiven Gebiete
82 bis 84 eingekoppelt.
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Um den Wirkungsgrad der Pumptätigkeit zu
verbessern, ist es vorteilhaft, auf der Endseite des
Filmwellenleiters 87 eine reflektierende Schicht 88
aufzunehmen. Die Schicht 88 reflektiert bei der
Pumpfrequenz. Zur weiteren Verbesserung des
Pumpwirkungsgrads ist es auch möglich, an der
Ausgangsseite der länglichen Quelle 86 eine ähnliche
reflektierende Schicht 89 aufzunehmen.
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Fig. 6 ist eine Querschnittsdarstellung der
Anordnung von Fig. 5 bei der Linie 90 bei Betrachtung
in Richtung der Pfeile 6. Fig. 6 zeigt die
Claddingschichten 90 und 91, die jeweils über und unter
dem Filmwellenleiter 87 angeordnet sind. Andere
Bauteile von Fig. 6 werden durch die gleichen dafür
für entsprechende Elemente in Fig. 5 verwendeten
Bezugszahlen identifiziert.
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Bei der in Fig. 5 und 6 gezeigten Anordnung
ist es vorteilhaft, ein Paar jedem aktiven
Wellenleiterbereich zugeordneter Resonanzspiegelstapel
auszubilden. So sind beispielsweise in Fig. 6 die
Stapel 92 und 93 jeweils über und unter dem aktiven
Gebiet 82 positioniert gezeigt. Diese Stapel sowie jene
den aktiven Gebieten 83 und 84 zugeordnete Stapel
erstrecken sich in der gezeigten X-Richtung in gleicher
Erstreckung mit der Länge der aktiven Gebiete 82 bis 84
in X-Richtung.
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Jedes Paar von in Fig. 6 gezeigten
Resonanzspiegelstapeln ist auf die Frequenz des Signals
abgestimmt, das sich in seinem zugeordneten aktiven
Gebiet ausbreiten soll. Diese Stapel dienen der
Verbesserung der spontanen Emissionscharakteristik der
aktiven Gebiete 82 bis 84. Auf diese Weise wird das
Rauschverhältnis der Anordnung verbessert.
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Fig. 7 zeigt eine vorteilhafte Variante der in
Fig. 5 und 6 dargestellten Struktur. Bei der
Anordnung von Fig. 7 ist der Filmwellenleiter, in dem
sich das Pumpsignal ausbreiten soll, so geformt, daß
die Einkopplung von Pumpenergie in die aktiven Gebiete
82 bis 84 verbessert wird. Insbesondere ist die obere
Fläche des Filmwellenleiters 94 von Fig. 7 so geformt,
daß die Dicke des Wellenleiters 94 direkt über der
gesamten Länge jedes der aktiven Gebiete 82 bis 84 in
X-Richtung verdünnt ist: Bei einem spezifischen
Ausführungsbeispiel beträgt die Dicke des
Filmwellenleiters 94 in Y-Richtung direkt über jedem
der aktiven Gebiete 82 bis 84 nur ungefähr zwei
Mikrometer. Auf diese Weise wird ein wesentlicher
Anteil des Pumpsignals eingeschränkt, so daß es sich im
Hinblick auf die aktiven Gebiete in einer extrem engen
Ankopplungsbeziehung ausbreitet.
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Es versteht sich abschließend, daß die oben
beschriebenen Anordnungen die Grundlagen der
vorliegenden Erfindung lediglich veranschaulichen.
Gemäß diesen Grundlagen kann sich der Fachmann
zahlreiche Modifikationen und Alternativen ausdenken,
ohne vom Schutzbereich der Erfindung, wie er durch die
Ansprüche definiert ist, abzuweichen. Obwohl die
Betonung hier auf optische Verstärker gelegt worden
ist, so versteht es sich beispielsweise, daß sich die
Grundlagen der vorliegenden Erfindung auf jedes aktive
optische Bauelement anwenden lassen, das Pumpen
erfordert, wie beispielsweise Laser oder
Strahlungsumwandler (z. B. Hoch- oder Tief-Umsetzer). Bei dem in
Fig. 3 und 4 gezeigten besonderen
Ausführungsbeispiel ist es auch möglich, das Bauteil 54 mit einer
einzelnen Mikrolinse durch mehrere verteilte
Mikrolinsen bzw. holographische oder Prismenelemente zu
ersetzen. In den in Fig. 5 bis 7 gezeigten
Ausführungsbeispielen ist es weiterhin möglich, in die
aktiven Gebiete über einen Filmwellenleiter Pumpenergie
in Längsrichtung anstatt in Querrichtung einzukoppeln.