DE69511097T2

DE69511097T2 - Optischer multiwellenlaengen-wellenleiterfilter

Info

Publication number: DE69511097T2
Application number: DE69511097T
Authority: DE
Inventors: Anne Talneau
Original assignee: France Telecom SA
Current assignee: Oclaro North America Inc
Priority date: 1994-10-10
Filing date: 1995-09-15
Publication date: 1999-12-16
Anticipated expiration: 2015-09-16
Also published as: EP0786100B1; FR2725527B1; WO1996011416A1; DE69511097D1; JPH10509249A; FR2725527A1; EP0786100A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet optischer Filter.
Die vorliegende Erfindung kann für die Herstellung eines passiven oder aktiven optischen Filters verwendet werden.
Genauer gesagt, hat die vorliegende Erfindung zum Ziel, einen optischen Filter für eine große Anzahl (größer als 2) von geführten bzw. in einem Wellenleiter ausbreitungsfähigen Wellenlängen zu schaffen.
Der Filter für mehrere Wellenlängen gemäß der vorliegenden Erfindung kann beispielsweise in einer Laserquelle für mehrere Wellenlängen enthalten sein.
Diese Quellen sind fundamentale Bauelemente für zukünftige Multiplex-Kommunikationssysteme. Im aktuellen Stand der Technik hat der Erfinder nämlich festgestellt, daß ein besonderes Interesse an der Entwicklung einer Quelle vorherrscht, welche die Erbium-Bande (1530 bis 1560 nm) mit einer großen Anzahl verfügbarer Kanäle, beispielsweise wenigstens 50 Kanäle abdeckt.
Der Filter gemäß der vorliegenden Erfindung kann ebenfalls dazu dienen, in einer Quelle mit einem breiten Spektrum diejenigen Frequenzen auszuwählen, für die er realisiert worden ist.
Der Filter gemäß der vorliegenden Erfindung kann in einer Abfolge von Lichtleiterelementen enthalten sein, oder auch in situ auf einer Faser definiert sein.
Es sind kürzlich für die Laserquellen für mehrere Wellenlängen zwei Typen vorgeschlagen worden, die einen Frequenzkamm einsetzen.
In diesen Strukturen vom Typ eines verteilten Bragg- Reflektors (Distributed Bragg Reflextor-DBR) befinden sich die Filterelemente (Frequenzkamm) auf beiden Seiten einer aktiven Zone in Ausbreitungsrichtung des Lichtes.
Diese beiden bekannten älteren Strukturen sind in den beigefügten Fig. 1 und 2 schematisch dargestellt.
Die erste bekannte, in der beigefügten Fig. 1 schematisierte Struktur ist in dem Dokument Jayaraman et al. "Theory, Design, and Performance of Extended Tuning Range Semiconductor Lasers with Sampled Gratings" IEEE, Journal of Quantum Electonics, vol. 29, Nr. 6, Juni 1993 und in dem Dokument Jayaraman et al. "Continuos-Wave Operation of Sampled Grating Tunable Lasers with 10 mwat Output Power, > 60 nm Tuning, and Monotonic Tuning Characteristics" 6. Int. Conf. Indium Phosphide and Related Materials, März 1994, Santa Barbara beschrieben. Diese Laserquelle umfaßt ein in Abschnitte zerlegtes Gitter 10 an beiden Seiten einer aktiven Zone 12. Genauer gesagt, weist die Führung bzw. der Wellenleiter periodisch (mit einer Periode Z&sub0;) Zonen mit einem Beugungsgitter auf. Jede Zone mit Gitter verhält sich wie ein verteilter Reflektor. Die Periode der Abschnittszerlegung ist durch die Periodizität Z&sub0; der Zonen mit Gitter definiert.
Die zweite bekannte, in der Fig. 2 dargestellte ältere Struktur ist beispielsweise in dem Dokument Tohmori et al. "Broad-Range Wavelength-Tunable Superstructure Grating (SSG) DBR Lasers" IEEE, Journal of Quantum Electronics, vol. 29, Nr. 6, Juni 1993 beschrieben. Diese Struktur weist ein Gitter mit einer Überstruktur (Super Structure Grating-SSG) auf. Dort befinden sich ebenfalls Wellenleiter bzw. Führungen mit Gitter 10 an beiden Seiten einer aktiven Zone 12. Jedoch weist in dieser zweiten Quelle jeder Wellenleiter 10 ein Gitter über seine gesamte Länge auf. Hier ist es die Periode (oder Phase) des Gitters, die variiert, und zwar periodisch mit einer Periode Λs. Die Periode des erhaltenen Frequenzkammes ist durch die Periodizität Λs auf der Periode des Gitters definiert.
Die erste bekannte, in der Fig. 1 dargestellte Struktur modifiziert die von dem Gitter festgelegte Kopplungsamplitude ganz oder gar nicht periodisch.
Zahlreiche weitere Dokumente haben den Einfluß unterschiedlicher Gitterstrukturen auf ein optisches Signal analysiert.
Das Dokument Heismann et al. "Polarization-Independent Wavelength Filter Using a Grating-Assisted Vertical Directional Coupler in InP" Post deadline paper, ECOC 93, beschreibt beispielsweise einen mit einem Richtungskoppler verbundenen Filter. Der Richtungskoppler ist ein Gitter mit zwei Perioden und ermöglicht das separate Filtern der beiden Polarisationen TE und TM.
Das Dokument "High speed and high density wavelength multichannel butt-jointed DBR lasers" Electronics Letters, 10. Oktober 1991, vol. 27, Nr. 21, Seiten 1969-1971, beschreibt einen Filter, der durch lokale Gravure bzw. Ätzung eines Gitters hergestellt und von einem Strom gesteuert wird.
Das Dokument Peng "Rigorous analysis of guided waves in doubly periodic structures", Optical Society of America, vol. 7, Nr. 8, August 1990 analysiert mathematisch die Wechselwirkungen zweier Gitter auf die Ausbreitung einer Welle in einer Richtung in einem Film, der zwischen diese beiden Gittern geschichtet ist, und schließt, daß eines der Gitter die doppelte Periode des zweiten Gitters haben muß, um eine Ausbreitung zu erlauben.
Die Dokumente Minier et al. "Superimposed Phase Gratings in Planar Optical Waveguides for Wavelength Demultiplexing Applications", IEEE Photonics Technology Letters, vol. 5, Nr. 3, März 1993 und Wang et al. "Wavelengthdivision multiplexing and demultiplexing on locally sensitized single-mode polymer microstructure waveguides", Optics Letters, vol. 15, Nr. 7, 1. April 1990, untersuchen die Beugungseffekte, die mit Volumenhologramm-Gittern in einem planaren Lichtwellenleiter erhalten werden.
Das Dokument GB-A-2270174 betrifft einen abstimmbaren optischen Filter, der aus zwei Gittern unterschiedlicher Periode besteht. Die Gitter sind nacheinander entlang eines Wellenleiters angeordnet. Jedes Gitter wirkt allein über alle Wellenlängen.
Das Dokument GB-A-2269679 beschreibt eine ähnliche Struktur mit vier nacheinander entlang einem Wellenleiter verteilten Gittern.
Das Dokument US-A-4885753 betrifft breit abstimmbare Laser. Im Großteil der in diesem Dokument genannten Ausführungsbeispielen sind die Gitter nacheinander entlang dem Wellenleiter realisiert, wobei jedes Gitter vorgegebener Periode von einer Elektrode angesteuert wird. In einer Variante wird vorgeschlagen, ein erstes Gitter unterhalb der Wellenleiterschichten und ein zweites Gitter oberhalb der Wellenleiterschichten anzuordnen. Dieses so vorgeschlagene Konzept begrenzt die Anzahl der Wellenlängen auf zwei.
Die Strukturen der bekannten Laserquellen für mehrere Wellenlängen mit in Abschnitte zerlegten Gittern oder Überstruktur-Gittern haben unterschiedliche Nachteile.
Die Strukturen mit einem verteilten Bragg-Reflektor, die einen der beiden in diesen beiden Dokumenten beschriebenen Multifrequenzfiltern aufweisen, sind hinsichtlich der zugänglichen Kanäle begrenzt. Es erscheint tatsächlich mit den Verfahren der beschriebenen Ausführungsbeispiele schwierig unter Beibehaltung einer vernünftigen Länge (kleiner als 2 mm) den Kanalabstand zu verringern, da die geometrischen Dimensionen des Filters den Abstand festlegen.
Insbesondere in der von Jayaraman dargestellten Struktur mit in Abschnitte zerlegten Gittern ist der Wellenlängenabstand zwischen zwei Kanälen durch die Periode Z&sub0; der Abschnittszerlegung festgelegt. Dieser Abstand zwischen zwei Kanälen variiert mit 1/Z&sub0;. Mit Z&sub0; in der Größenordnung von 50 um ergibt sich ein Abstand dλ, ein Wellenlängenabstand zwischen zwei Kanälen des Kammes, von 6 nm.
Um einen Abstand dλ in der Größenordnung von 1 nm zu erhalten, muß die Periode der Abschnittszerlegung Z&sub0; gleich 300 um sein. Um außerdem zwischen zwei Kanälen selektiv zu sein, muß das Filter wenigstens 5 bis 6 Perioden Z&sub0; umfassen. Dies führt zu einem Filter mit einer Länge von 6 · 300 um, also 1,8 mm. Unter der Annahme, daß eine abstimmbare Laserquelle zwei Filter und eine Verstärkungszone aufweist, würde das Objekt mit einem Kanalabstand in der Größenordnung von 1 nm mit diesem Herstellungsverfahrens mindestens 4 mm messen. Eine solche Länge kann jedoch nicht als Laserquelle in Betracht kommen, da sie zu zu starken Verlusten im Verlaufe der Ausbreitung führt.
Die vorliegende Erfindung hat daher zum Ziel, die bekannten Filter für mehrere geführte Wellenlängen zu verbessern.
Genauer gesagt hat die vorliegende Erfindung zum Ziel, einen optischen Filter für mehrere geführte Wellenlängen zu schaffen, für den der Abstand zwischen den Wellenlängen von mehreren nm (typischerweise von 10 bis 20 nm) bis 0,5 nm variieren kann, für den die Reflektivität jeder Frequenz gesteuert werden kann (alle gleich oder nicht) und für den der Abstand zwischen den Wellenlängen nicht von der Geometrie (Länge) des Filters abhängt.
Im Rahmen der Erfindung kann der Filter typischerweise 100 um bis 500 um messen.
Die Gesamtzahl der erhaltenen Wellenlängen wird von der technologischen Beherrschung abhängen. Diese Anzahl ist typischerweise größer als 2.
Diese unterschiedlichen Ziele werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung durch einen Filter erzielt, wie er im beigefügten Anspruch 1 definiert ist, der in einen Oberbegriff und einen kennzeichnenden Teil bezüglich des Dokumentes GB-A-2269679 aufgeteilt ist.
Weitere Merkmale, Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand nicht einschränkender Ausführungsbeispiele mit Bezug auf die nachfolgende detaillierte Beschreibung und die beigefügte Zeichnung näher erläutert, in der:
- die vorstehend beschriebenen Fig. 1 und 2 schematisch Strukturen von Laserquellenstrukturen für mehrere Wellenlängen aus dem Stand der Technik darstellen,
- die Fig. 3 eine Schnittansicht eines die vorliegende Erfindung schematisierenden passiven Filters darstellt,
- die Fig. 4 eine Schnittansicht eines die vorliegende Erfindung schematisierenden aktiven Filters darstellt,
- Fig. 5 die geometrische Form eines Filter gemäß der vorliegenden Erfindung schematisch darstellt, und
- die Fig. 6 und 7 das Spektrum bei einem an die beiden erfindungsgemäßen aktiven Strukturen angelegten niedrigen Strom darstellen.
Wie bereits vorstehend ausgeführt, sind gemäß der Erfindung die verschiedenen Frequenzen, die am Ausgang des Filters bereitgestellt werden sollen, alle in jedem Elementarabschnitt dieses Filters präsent, anstatt durch die Abschnittszerlegung eines Gitters (Fouriertransformierte einer periodischen Struktur) erhalten zu werden und somit von den charakteristischen Längen dieses Gitters abzuhängen, wie es im Stand der Technik gelehrt wird.
Genauer gesagt, weist das optische Gitter für mehrere geführte Wellenlängen gemäß der vorliegenden Erfindung hierzu ein kontinuierliches Gitter auf, das in jedem Elementarabschnitt die verschiedenen Gitter aufweist, deren Perioden jeweils den verschiedenen Wellenlängen des Filters entsprechen. Genauer gesagt, können die verschiedenen vorgenannten Elementargitter in derselben Wellenleiterschicht bzw. Führungsschicht oder auch in unterschiedlichen übereinander geschichteten Führungsschichten vorgesehen sein.
Die relativen Phasen dieser verschiedenen Gitter können willkürlich oder kontrolliert sein.
In der beigefügten Fig. 3 ist beispielsweise eine Struktur eines passiven Filters gemäß der vorliegenden Erfindung mit i Elementargittern 20&sub1; bis 20i dargestellt, die jeweils in die spezifischen Führungsschichten 22&sub1; bis 22i eingeschrieben sind, welche auf einem passiven Wellenleiter bzw. einer passiven Führung 24 angeordnet sind.
In der beigefügten Fig. 3 ist mit dem Bezugszeichen E der Eingang des Lichtes in die passive Führung 24, mit dem Bezugszeichen S der Ausgang des Lichtes aus der passiven Führung 24 und mit dem Bezugszeichen L die Länge eines Elementarabschnittes des passiven Filters gemäß der vorliegenden Erfindung schematisch dargestellt.
Die Periode jedes Gitters 20i ist in der Fig. 3 mit Λi bezeichnet.
Jede Periode Λi eines Gitters 20i, das in eine spezifische Schicht 22i eingeschrieben ist, entspricht einem ganzzahligen Vielfachen m der halben geführten Wellenlänge, d. h. Λi = m.λgi/2.
Es sei bemerkt daß als Variante ein äquivalentes aktives Filter durch Einschreiben der i Gitter 20i der Periode Λi in eine einzige Schicht erhalten werden kann, die über der passiven Führung 24 angeordnet ist.
Die Gitter 20i bilden folglich ein globales kontinuierliches und reflektierendes Oberflächengitter für die geführten Wellen in der Schicht 24.
Der Erfinder hat durch Berechnung und experimentellen Vergleich festgestellt, daß die Wirkungen der verschiedenen Gitter 20i voneinander entkoppelt sind, sobald der Abstand dλ zwischen zwei Kanälen größer oder gleich 0,5 nm ist.
Außerdem hat es sich herausgestellt, daß jeder Führungsabschnitt mit Gitter 20i zum Sicherstellen seiner Filterfunktion, d. h. zum Sicherstellen der für jede Frequenz erforderlichen Kopplung, vorzugsweise eine Länge L besitzen muß, die von mindestens 100 um bis 500 um, entsprechend dem gewünschten Wert für das Maximum der Reflektivität variiert.
Alle Frequenzen liegen entsprechend der Erfindung gleichzeitig in jedem Elementarabschnitt des Filters vor, wobei diese das Gitter aufweisende Führungszone eine Kopplung für alle Frequenzen sicherstellt. Die Reflektivität bei einer vorgegebenen Wellenlänge wird von dem Wirkungsgrad des Gitters bei dieser Frequenz gesteuert.
Das Multiwellenlängen-Filter gemäß der vorliegenden Erfindung kann in einer abstimmbaren Lichtquelle für mehrere Wellenlängen enthalten sein. Eine solche Quelle kann typischerweise einen zentralen Verstärkungsabschnitt einer Länge in der Größenordnung von 400 um aufweisen, der jeweils auf beiden Seiten in Ausbreitungsrichtung von zwei Multiwellenlängen-Filtern umgeben ist, die jeweils eine Länge L in der Größenordnung von 500 um haben, was zu einer Gesamtlänge des Objektes in der Größenordnung von 1,4 mm führt.
Der Erfinder hat den Multiwellenlängen-Filter gemäß der vorliegenden Erfindung an einen Laser mit verteiltem Bragg-Reflektor getestet, unterhalb des Schwellwertes, der ein kontinuierliches Gitter mit sechs beabstandeten Frequenzen aufweist.
Hierzu ist ein Halbleitermaterial mit einer fotoempfindlichen Harzschicht auf der Oberfläche nacheinander mit sechs Streifensystemen unterschiedlicher Periode bestrahlt worden, die am Ausgang eines UV-Licht-Argonlaser- Interferenzaufbaus erhalten wurden. Die Periode des Streifenmusters ist durch Ändern des Einfallswinkels des Strahls auf die Probe modifiziert worden.
Genauer gesagt, ist die Dauer jeder Bestrahlung auf 1/6 der Gesamtdauer festgelegt worden, was für das Erzielen von Gittern derselben Wirksamkeit erforderlich ist, d. h. derselben Reflektivität für alle Perioden.
Die bestrahlte und entwickelte fotoempfindliche Harzschicht hat das Ätzen des Halbleitermaterials ermöglicht. Die fotoempfindliche Harzschicht dient somit als Maske, um die Informationen der Harzmaske in das Halbleitermaterial zu übertragen.
Die Charakterisierung der Übertragung der sechs Perioden nach dem Ätzen ist durch optische Beugung gemacht worden (mit demselben UV-Strahl, der für das Einschreiben verwendet worden ist).
Diese Charakterisierung hat die Beobachtung der sechs Beugungsflecken ermöglicht, von denen jeder einer eingeschriebenen Periode entspricht. Die gebeugte Intensität pro Periode ist gemessen worden. Diese Messung ermöglicht die Korrelation der Intensität mit der Form des entsprechenden Gitters, und damit unter einer vorgegebenen Führungsbedingung, mit der daraus resultierenden Kopplung.
Für einheitliche Bestrahlungsdauern hat der Erfinder Beugungswerte gemessen, die um maximal 6 dB variieren, was einem Faktor 0.7 zwischen den von den Gittern aufgestellten Kopplungen entspricht.
Der Erfinder hat im übrigen verifiziert, daß unterschiedliche Bestrahlungsdauern unterschiedlichen Beugungsintensitäten und damit unterschiedlichen Reflektivitäten für eine Wellenlänge entsprechen. Es kann folglich ein Filter mit einer spezifischen Reflektivität für jede Wellenlänge erhalten werden, indem die relative Bestrahlungsdauer für jede Frequenz gesteuert wird.
Der Erfinder hat daraufhin den so erhaltenen aktiven Filter getestet, der durch eine Laserstruktur mit kontinuierlichem Gitter von dem in der Fig. 4 dargestellten Typ gebildet ist.
In dieser Fig. 4 befinden sich zwischen zwei Metallisierungsschichten 30, 32, welche die Polarisation sicherstellen, ein InP-Substrat 33, eine Schicht aktiven Materials 34, die Schicht aus quaternärem GaInAsP-Material 35, in die die sechs vorgenannten verschiedenen Perioden übertragen worden sind, und schließlich eine oberste InP- Schicht 36. Die beiden Stirnflächen des aktiven Materials 34 sind antireflektierend behandelt worden.
Genauer gesagt, hat der Erfinder zwei Strukturen gemäß der Fig. 4 mit einem Strom kleiner dem Schwellwert getestet, genauer gesagt, mit dem 0,8-fachen Schwellwertstrom.
Die Fig. 6 und 7 stellen jeweils das Spektrum bei niedrigem Strom dar, das auf diesen beiden aktiven Strukturen erhalten wurde.
Die Fig. 6 entspricht einer aktiven Struktur, die einen Schwellstrom von 28 mA und einen Funktionsstrom von 22 mA besitzt, während die Fig. 7 einer aktiven Struktur entspricht, die einen Schwellstrom von 35 mA und einen Funktionsstrom von 28 mA besitzt.
Wie aus den Fig. 6 und 7 ersichtlich ist, sind in den aufgenommenen Spektren 6 die jeweils den sechs Frequenzen der Gitter 20i entsprechenden sechs Banden erkennbar.
Der Abstand zwischen dem Zentrum dieser Banden folgt aus dem Abstand zwischen den Perioden der Gitter 20. Die Breite einer Bande stellt die Wirksamkeit eines Gitters 20i dar.
Zwischen den Banden und Banden vergleichbarer Breiten ist eine gleichmäßige Beabstandung erkennbar.
Jede Bande ist in einem aktiven Material von der Spektrumsbreite äquivalent zu der Reflektivität in einem passiven Material.
Es sei bemerkt, daß die Erfindung nicht auf die zuvor beschriebenen speziellen Ausführungsbeispiele beschränkt ist.
Insbesondere kann die Übertragung der unterschiedlichen Elementargitter 20i in eine einzige Schicht des Filters oder in mehrere aufeinander angeordnete Schichten des Filters Gegenstand zahlreicher Varianten sein.
Folglich kann gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel das komplette Gitter, das alle Perioden in dem gesamten elementaren Führungsabschnitt aufweist, das durch die Summe der verschiedenen Gitter gebildet wird, deren Perioden jeweils den verschiedenen Filterfrequenzen entsprechen, mit Hilfe eines elektronischen Maskiergerätes erhalten werden, das direkt eine geometrische Form im Maßstab jedes Gitterstriches definiert, was die Summe der gewünschten Perioden mit der gewünschten Form für jede Periode darstellt. Der Amplitudenbeitrag jedes Gitters kann in diesem Fall durch die geometrische Form des Gitters gesteuert werden, welches aus der durch das Maskiergerät angelegten Dosierung resultiert.
Es sollen die Perioden 21 aufgetragen werden. Für jede Periode kann die geometrische Form des Gitters durch Ai cos (2πz/Zi) dargestellt werden (in erster Ordnung ihrer Aufspaltung). Die Reflektivität an dem geführten Licht bei der Frequenz Fi, welche der Periode 21 entspricht, hängt von Ai ab. Das als Gittersumme erhaltene Gitter entspricht (nach wie vor erster Ordnung):
ΣiAi cos ((2πz/Zi) + θi), wobei θi die Phase jeder Periode bezüglich einer Referenz darstellt.
Diese geometrische Form kann dem Schema der Fig. 5 entsprechen, in der ein Gitter ersichtlich ist, das auf einer Führungsschicht angeordnet ist. Der Verlauf der Gittersumme der Gitter hängt von den relativen Phasen ab.
Das Filter gemäß der vorliegenden Erfindung kann abstimmbar sein, indem Strominjektionsmittel darauf gegenüber der Zone angebracht werden, welche die verschiedenen Gitter aufweist. Es reicht hierfür aus, eine Elektrode auf die vorgenannte Zone zu plazieren. Die Abstimmung des Filters resultiert bekannterweise aus der Modifikation des Brechungsindexs des den Filter bildenden Milieus als Folge der gesteuerten Strominjektion.
Der Erfinder hat ebenfalls ein Multiwellenlängen-Filter gemäß der vorliegenden Erfindung in einer DBR- Laserstruktur mit drei Abschnitten getestet, die einen zentralen aktiven Abschnitt mit 400 um Länge aufweist, der von zwei Filtern mit fünf Perioden (von denen jede fünf aufeinander angeordnete Gitter aufweist) umgeben ist: Ein erster Filter mit 150 um Länge, in dem die Perioden um 0,89 nm beabstandet sind für einen Abstand zwischen den Wellenlängen von 5,69 nm, und einen zweiten Filter mit 240 um Länge, in dem die Perioden um 0,72 nm beabstandet sind für einen Abstand zwischen den Wellenlängen von 4,6 nm. Diese Struktur ist mittels dreier Epitaxie-Schritte erhalten worden. Der zentrale Verstärkungsabschnitt ist während eines ersten Schrittes durch eine LPE-Technik hergestellt worden und mit einer passiven GaInAsP-Führung gekoppelt worden, die ebenfalls durch eine LPE-Technik hergestellt worden ist, die im übrigen Gegenstand von Mehrfachbestrahlungen entsprechend den unterschiedlichen gewünschten Wellenlängen ist. Ein Graben bzw. Streifen ist anschließend chemisch in die Struktur geätzt und durch Aufwachsen von p-dotiertem InP mittels MOVPE eingebettet worden. Eine Protonenimplantantion sichert die Strombegrenzung in dem aktiven Streifen.
Gemäß einer vorteilhaften weiteren Eigenschaft der Erfindung kann eine Phasenzone mit der Vorrichtung verbunden sein. Eine solche Zone setzt sich auf bekannte Art und Weise aus einer Ausbreitungszone zusammen, die mit einer Elektrode zum Injizieren eines Steuerstromes ausgestattet ist. Diese Strominjektion ermöglicht die Veränderung des optischen Brechungsindex der betroffenen Zone. Folglich kann die Signalphase durch Ändern des durchlaufenen optischen Weges modifiziert werden. Diese Anordnung ermög licht eine Abstimmung der Kavitätsmoden mit den Reflektoren.
Eine solche Phasenzone kann beispielsweise zwischen einer aktiven Verstärkungszone und einem Reflektionsfilter für mehrere Wellenlängen gemäß der vorliegenden Erfindung angeordnet sein, in einer Struktur, die einen solchen einzelnen Filter aufweist, oder auch in einer Struktur, die zwei Filter jeweils an einem Ende der aktiven Zone aufweist.

Claims

1. Optischer Filter für mehrere geführte Wellenlängen, mit einer Wellenführung (24, 22&sub1;, ... 22i; 35), die mehrere Elementargitter (20&sub1;, ... 20i) aufweist, deren Perioden (Λ1, ... Λi) jeweils den verschiedenen Wellenlängen des Filters entsprechen, wobei die verschiedenen Elementargitter (20) in dieselbe Führungsschicht (35) oder in aufeinander angeordneten Führungsschichten (22&sub1;, ... 22i) der Wellenführung (24) eingeschrieben sind, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Elementargitter (20i) sich über die gesamte Länge des kontinuierlichen Gitters derart erstreckt, daß letzteres in jedem Elementarabschnitt (L) diese mehreren übereinander angeordneten Elementargitter (20i) aufweist.

2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der übereinander angeordneten Elementargitter größer als 2 ist.

3. Optisches Filter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Amplitudenbeitrag jedes Elementargitters gesteuert wird, um die Reflektivität für jede Wellenlänge zu steuern.

4. Optisches Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die relativen Phasen der verschiedenen Elementargitter gesteuert sind.

5. Optisches Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die relativen Phasen der verschiedenen Elementargitter willkürlich sind.

6. Optisches Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Wellenlängenabstand zwischen zwei Filterkanälen größer oder gleich 0,5 nm ist.

7. Optisches Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge L des Filters, das ein kontinuierliches Gitter mit verschiedenen aufeinander angeordneten Elementargittern in jedem Elementarbereich aufweist, in der Größenordnung von 100 um liegt.

8. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß es ein passives Filter bildet.

9. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß es ein aktives Filter bildet.

10. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das kontinuierliche Gitter (20&sub1;, 20i) ein für die geführten Wellen reflektierendes Oberflächengitter in einer die Wellenführung bildenden anliegenden Führungsschicht (24) bildet.

11. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß es eine abstimmbare Laserquelle mit einem zentralen Verstärkungsabschnitt bildet, der an beiden Seiten in Ausbreitungsrichtung von zwei Führungsabschnitten umgeben ist, die jeweils ein an jedem Punkt durch Überlagerung verschiedener Elementargitter (20) gebildetes kontinuierliches Gitter aufweisen.

12. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß es abstimmbar ist.

13. Filter nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß es Strominjektionsmittel mit einer Elektrode auf der Zone der übergeordneten Gitter aufweist.

14. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß es wenigstens eine Phasenzone aufweist, die durch eine mit einer Strominjektionselektrode versehenen Ausbreitungszone gebildet ist, zwischen einem aktiven Abschnitt und einem Abschnitt mit mehreren aufeinander angeordneten Gittern.

15. Herstellungsverfahren für einen optischen Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß es den Schritt für die Herstellung des kontinuierlichen Gitters durch Bestrahlung eines lichtempfindlichen Harzes mit unterschiedlichen, den jeweiligen Perioden der Elementargitter entsprechenden Streifensystemen und das Übertragen dieser Streifensysteme in eine Halbleiterschicht umfaßt.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Amplitudenbeitrag jedes Gitters durch die relative Bestrahlungsdauer jedes Streifensystems gesteuert wird.