DE69828369T2

DE69828369T2 - Geteiltes optisches Bauelement sowie kostengünstiges Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE69828369T2
Application number: DE69828369T
Authority: DE
Inventors: Kok Wai Sunnyvale Chang
Original assignee: Agilent Technologies Inc
Current assignee: Avago Technologies International Sales Pte Ltd
Priority date: 1997-11-21
Filing date: 1998-07-10
Publication date: 2005-12-08
Anticipated expiration: 2018-07-11
Also published as: EP0918246B1; EP1343044A1; DE69828369D1; EP0918246A1; US6043933A; JPH11218722A; JP4287522B2

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft allgemein optische Elemente zum Beeinflussen von Polarisationskomponenten von propagierendem Licht und insbesondere Verfahren zum Herstellen geteilter optischer Elemente.
Technischer Hintergrund
Die Flexibilität und Zuverlässigkeit von Kommunikationsnetzen, die auf der Übertragung von Lichtsignalen über optische Fasern beruhen, haben sich erheblich durch die Verfügbarkeit von Aufbau, wie optische Zirkulatoren und Isolatoren, gesteigert. Beispielsweise kann ein Zirkulator mit 3 Toren benutzt werden, um die Verwendung einer einzelnen Faser für bidirektionale Verbindungen zwischen zwei entfernten Orten zu ermöglichen. Durch die Verwendung von nicht reziproken optischen Elementen, d.h. Elemente, die auf Licht, das sich in unterschiedlichen Richtungen bewegt, unterschiedlich einwirken, kann eine bidirektionale Faser optisch sowohl mit einer Eingangsfaser als auch mit einer Ausgangsfaser gekoppelt werden. Nicht reziproke Vorgänge sorgen für Unterschiede im „Walk-Off", d.h. einer räumlichen Verschiebung, der entgegengesetzt gerichteten Lichtstrahlen, so daß die Eingangs- und Ausgangsfaser optisch voneinander isoliert sind.
Ein optischer Isolator kann nur Einzelmodenfasern umfassen. Eine Eingangsfaser lenkt Lichtsignale in einen optischen Aufbau, die das Licht in Polarisationskomponenten aufspaltet, an den Komponenten nicht reziproke Operationen vornimmt und die Komponenten zur Ausgabe an der Ausgangsfaser wieder kombiniert. Die nicht reziproken Operationen sind dafür bestimmt, die Wahrscheinlichkeit zu verringern, daß zurückgelenktes Licht zur Eingangsfaser ausgerichtet wird.
Systeme, die optische Zirkulatoren oder Isolatoren umfassen, besitzen oft zwei oder mehr an einem Ende eines Aufbaus aus optischen Elementen parallele Fasern, welche die Polarisationskomponenten der Strahlen beeinflussen, die durch den Aufbau in oder aus einer der parallelen Fasern propagiert. Typischerweise ist jedes Element in einem solchen Aufbau ein ein heitliches Teil in dem Weg aller Polarisationskomponenten, selbst bei Systemen, die dafür konstruiert sind, zwei parallele Strahlen unterschiedlich zu beeinflussen. Dies kann eine große Zahl von optischen Elementen in dem Aufbau erforderlich machen, wodurch das Signalübersprechen zwischen den Fasern erhöht wird. Das Übersprechen in einem optischen Zirkulator oder Isolator ist die Übertragung von Licht aus einer Eingangsfaser zu einer Faser, die nicht die beabsichtigte Ausgangsfaser ist. Eine Ursache für ein Signalübersprechen ist die Rückreflektion von verschiedenen optischen Elementen in dem Aufbau.
Als eine Alternative zu den einheitlichen optischen Elementen weisen einige optische Zirkulatoren und Isolatoren geteilte optische Elemente auf. US-Patent Nr. 5 204 771 von Koga beschreibt einen optischen Zirkulator mit einem geteilten optischen Element. Ein Abschnitt des optischen Elements ist eine reziproke Dreheinrichtung, die im Uhrzeigersinn wirkt, und der angrenzende Abschnitt ist eine reziproke Dreheinrichtung, die entgegen dem Uhrzeigersinn wirkt. Eintreffendes Licht wird in zwei Komponenten durch ein doppelbrechendes Kristallplättchen aufgeteilt, das dem geteilten Element unmittelbar vorausgeht. Das Kristallplättchen lenkt eine Lichtkomponente in die reziproke Dreheinrichtung, die im Uhrzeigersinn wirkt, und die andere Lichtkomponente in die reziproke Dreheinrichtung, die entgegen dem Uhrzeigersinn wirkt. Dies ermöglicht, die zwei Lichtkomponenten separat aber gleichzeitig zu beeinflussen. Das Patent von Koga umfaßt zwei Ausführungsformen, in denen ein einzelnes optisches Element vier Abschnitte aufweist, die für eine selektive Drehung der Lichtkomponenten sorgen. Das US-Patent Nr. 5 471 340 von Cheng et al. beschreibt ebenfalls einen optischen Aufbau mit einem geteilten Element zur Komponentendrehung. Das geteilte Element ist ähnlich zu den Elementen von Koga, da es dazu konstruiert ist, eine unabhängige Polarisationsdrehung zu erreichen, und rechteckige Elementabschnitte umfaßt.
US-Patentanmeldung Nr. 08/805 001 von Chang, eingereicht am 25. Februar 1997 und auf den Inhaber der vorliegenden Erfindung übertragen, beschreibt ebenfalls eine geteilte Polarisationsdreheinrichtung. Diese Anmeldung führte zu einem eingetragenen Patent 6 026 202 und entspricht der europäischen Patentanmeldung EP-A-0 860 731. Ein Faraday-Rotator befindet an einer hinteren Seite der geteilten Polarisationsdreheinrichtung. Ein eingehender Strahl wird in eine erste und eine zweite Polarisationskomponente aufgeteilt. Eine Polarisationskomponente durchläuft die „positive Hälfte" der geteilten Polarisationseinrichtung und wird um 45° entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht, wird jedoch anschließend in ihre ursprüngliche Orientierung durch eine 45° Drehung im Uhrzeigersinn, die durch den Faraday-Rotator bewirkt wird, zurückgedreht. Auf der anderen Seite durchläuft die zweite Polarisationskomponente die „negative Hälfte" der geteilten Polarisationsdreheinrichtung, die eine Drehung von 45° im Uhrzeigersinn vor einer zweiten 45° Drehung im Uhrzeigersinn durch den Faraday-Rotator bewirkt. Dadurch wird die erste Polarisationskomponente insgesamt um 0° gedreht, und die zweite Polarisationskomponente wird insgesamt um 90° gedreht. Diese Veröffentlichung von Chang beschreibt ein Verfahren zum Herstellen der geteilten Polarisationskomponente. Es ist ein Paar von λ/2-Plättchen-Blöcken mit den gewünschten optischen Eigenschaften zur Komponentendrehung vorgesehen. Jeder der Blöcke ist in einer Längsrichtung gleich aufgeteilt. Eine Hälfte von einem der Blöcke wird mit einer dünnen Schicht eines geeigneten Klebstoffs beschichtet und wird mit einer anderen Hälfte des anderen Blocks in Kontakt gebracht. Der Klebstoff wird ausgehärtet, um eine geteilte Polarisationsdreheinrichtung zu bilden. Eine zweite geteilte Polarisationsdreheinrichtung kann unter Verwendung der verbleibenden zwei Hälften der zwei Blöcke gebildet werden. Obgleich das Verfahren zum Herstellen für den beabsichtigten Zweck gut funktioniert, ist das Verfahren arbeitsintensiv.
Es wird ein kosteneffizientes Verfahren zum Herstellen geteilter optischer Elemente benötigt, die es ermöglichen, Polarisationskomponenten unabhängig zu beeinflussen. Außerdem wird ein geteiltes Walk-Off-Element benötigt, welches einer unabhängigen räumlichen Trennung der Polarisationskomponenten dient.
Kurze Beschreibung der Erfindung
Ein Verfahren zum Herstellen geteilter optischer Elemente in großer Anzahl umfaßt ein Ausrichten einer Gruppe von optischen Teilen in eine nebeneinanderliegende Anordnung, so daß jedes optische Element wenigstens eine Oberfläche besitzt, die an einer Oberfläche eines benachbarten optischen Teils angrenzt, das andere optische Eigenschaften im Hinblick auf die Beeinflussung von Polarisationskomponenten von Licht aufweist. Die gewünschte Beeinflussung von Polarisationskomponenten kann eine Polarisationsdrehung sein. Die bevorzugte Ausführungsform ist jedoch eine, bei der die Beeinflussung ein kontrolliertes Walk-Off einer Polarisationskomponente ist. In dieser bevorzugten Ausführungsform besitzen die benachbarten optischen Teile entgegengesetzte Walk-Off-Richtungen.
Die optischen Teile können Stangen sein, bei denen die aneinanderliegenden Oberflächen an gegenüberliegenden Längsseiten jeder Stange sind, die von den Endstangen verschieden sind.
Die Stangen sind alle an einem dünnen optisch transparenten Substrat fixiert, wie an einem Glassubstrat. Das Substrat trägt die optischen Teile während einem Schritt zum In-Würfel-Schneiden, wodurch die optischen Teile segmentiert werden, um diskrete geteilte optische Elemente zu bilden, wobei jedes Element zwei Abschnitte mit zwei verschiedenen optischen Eigenschaften aufweist.
In einer Ausführungsform wird die Prozedur zum In-Würfel-Schneiden durch eine erste und zweite Abfolge von Schnitten durch das Substrat und die optischen Teile durchgeführt. Jedes optische Teil wird in der Längsrichtung in zwei gleiche Segmente geschnitten. In der Richtung der Breite wird die zweite Abfolge von Schnitten gebildet, um diskrete optische Elemente zu liefern. Jedes der Elemente umfaßt ein Segment des Glassubstrats, das zwei gleichgroße, jedoch optisch unterschiedliche Abschnitte zweier optischer Teile trägt. Die Dicke der zwei Abschnitte hängt von der beabsichtigten Anwendung ab, da es eine direkte Beziehung zwischen dem Walk-Off-Abstand und der Dicke eines Walk-Off-Kristalls gibt. Wenn als ein Beispiel dieser Ausführungsform 30 Stangen eines Walk-Off-Kristalls mit einer Länge von 10mm auf ein Glassubstrat mit einem abwechselnden Muster von Walk-Off-Richtung mit Epoxid aufgetragen wurden, bilden die Längsschnitte 29 geteilte optische Elemente und zwei Endsegmente, die mit Epoxid verbunden werden können, um das 30. geteilte optische Element zu bilden. Wenn die gewünschte Länge 1mm beträgt kann jedes der 30 Elemente in Richtung der Breite in Würfel geschnitten werden, um 10 diskrete, vom Substrat getragene geteilte Elemente zu bilden. Dadurch werden 300 Elemente hergestellt.
In einer anderen Ausführungsform liegen die erste und zweite Folge von Schnitten in die optischen Elemente in spitzen Winkeln zu der Grenzfläche der benachbarten optischen Teile. Beispielsweise können sich Schnitte von +45° und –45° nur an Grenzflächen zwischen den Stangen schneiden. Die Zahl der geteilten optischen Elemente, die durch diese Schnitte gebildet werden, besitzen ein Verhältnis von 1:2 zu der Zahl der Stangen. Dies ist mit dem Verhältnis von 1:1 zu vergleichen, das mit der ersten Ausführungsform erzielt wird, bei der die Schnitte parallel und senkrecht zu den Grenzflächen liegen. Die Dicke der Stangen in dieser zweiten Ausführungsform muß jedoch nur 50% der Dicke der Stangen gemäß der ersten Ausführungsform betragen.
Wenn die optischen Elemente, die auf den Substraten angebracht sind, Walk-Off-Kristalle mit abwechselnden Walk-Off-Richtungen sind, und wenn die Schnitte mit 45° Winkeln gegen über den Grenzflächen ausgeführt wurden, sind die erzielte Ausbeute von geteilten optischen Elementen solche Elemente, die diagonal in erste und zweite Abschnitte mit entgegengesetzten Walk-Off-Richtungen geteilt sind, die alle parallel zu der diagonalen Teilung liegen. Diese optischen Elemente dienen dem Ausrichtungsprozeß beim Zusammenbau der Elemente in einem optischen Zirkulator oder Isolator.
Der Herstellungsprozeß verringert die Kosten zum Bilden geteilter optischer Elemente indem es ermöglicht wird, die Elemente in großen Mengen zu bilden. Eine vorgegebene Zahl von geteilten optischen Elementen kann mit weniger präzisen Ausrichtungen zwischen Säge und Kristall hergestellt werden, als sie für die herkömmlichen Herstellungsverfahren benötigt werden. Ein anderer Vorteil liegt darin, daß die zweite Ausführungsform präzisen Ausrichtungen zwischen Faser und optischen Element dient.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine perspektivische Ansicht eines optischen Teils zum Herstellen eines Abschnitts eines geteilten optischen Elements gemäß der Erfindung.
2 ist eine perspektivische Ansicht einer Anordnung optischer Teile mit einem abwechselnden Muster von Walk-Off-Richtungen und mit gestrichelten Linien, die das Segmentieren der optischen Elemente gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigen.
3 ist eine Endansicht eines Abschnitts der Anordnung der 2 mit gestrichelten Linien, um das In-Würfel-Schneiden der optischen Teile in Längsrichtung zu zeigen.
4 ist eine Aufsicht auf zwei geteilte optische Elemente, die durch In-Würfel-Schneiden der optischen Teile entlang der gestrichelten Linien, die in den 2 und 3 gezeigt sind, gebildet sind.
5 ist eine perspektivische Ansicht einer Anordnung von optischen Teilen mit gestrichelten Linien, die die gewünschten Schnitte gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigen.
6 ist eine Aufsicht auf zwei optische Elemente, die durch In-Würfel-Schneiden der optischen Teile entlang der gestrichelten Linien der 5 gebildet sind.
7 ist eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines optischen Aufbaus, bei dem die geteilten optischen Elemente verwendet werden, die gemäß der Ausführungsform der 5 und 6 hergestellt sind.
8 ist eine perspektivische Explosionsansicht des optischen Aufbaus der 7.
9–20 stellen die Vorgänge dar, die an den Polarisationskomponenten bei einer Vorwärtspropagation durch den Aufbau der 7 und 8 vorgenommen werden.
21–32 stellen Vorgänge dar, die an den Polarisationskomponenten bei einer Rückwärtspropagation durch den Aufbau der 7 und 8 vorgenommen werden.
Detaillierte Beschreibung
Mit Bezug auf die 1 und 2 ist eine Anordnung 10 von optischen Teilen 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26, 28, 30, 32 und 34 gezeigt, wenn sie auf einem Substrat 36 befestigt sind. Wie ausführlicher in der Beschreibung eines Herstellungsverfahrens beschrieben wird, werden Segmente benachbarter optischer Teile verwendet, um geteilte optische Elemente mit ersten und zweiten Abschnitten zu bilden, die unterschiedliche optische Eigenschaften aufweisen. Daher muß die Anordnung 10 optische Teile umfassen, die verschiedene optische Eigenschaften besitzen. Wenn die Anordnung 2 Arten von optischen Teilen (Typ „a" und Typ „b") umfaßt, dann sind in der bevorzugten Ausführungsform die optischen Eigenschaften jedes Teils von den beiden benachbarten Teilen unterscheidbar, so daß das Muster a, b, a, b ... ist. Einige Anwendungen des Herstellungsverfahrens können jedoch von einem alternierenden Muster profitieren, das auf benachbarte Paare von optischen Teilen anstelle auf alle benachbarten optischen Teile angewandt wird. In dieser letzteren bevorzugten Ausführungsform wäre das Muster a, bb, aa, bb, ..., anstelle des Musters von a, b, a, b, ....
Der Unterschied in den optischen Eigenschaften betrifft die Beeinflussung von wenigstens einer Polarisationskomponente, die durch die optischen Teile 12–34 in der Richtung der Dicke (T) propagiert. Die Beeinflussung kann eine Polarisationsdrehung sein, wie sie durch Ver wendung von λ/2-Plättchen erreicht wird. In einer bevorzugten Ausführungsform sind die optischen Teile jedoch Walk-Off-Kristalle. Das abwechselnde Muster der Walk-Off-Richtungen ist durch die Pfeile auf den einzelnen optischen Teilen 12–34 gezeigt.
Brauchbare Materialien zum Bilden der Walk-Off-Kristalle umfassen Rutil (Titandioxid – TiO₂) oder Yttriumvanadat (YVO₄). Wie im Stand der Technik bekannt ist, gibt die Dicke des optischen Walk-Off-Elements die gewünschte räumliche Verschiebung der Polarisationskomponenten mit einer bestimmten Ausrichtung bei der Propagation durch den Kristall vor. Um beispielsweise 0,0885mm Walk-Off-Separation zu erreichen, kann ein Rutil-Kristall die Dicke von etwa 0,885mm aufweisen.
Die Länge (L) der optischen Teile 12–34 sollte ausreichend sein, um die Walk-Off-Separation aufzunehmen, die durch die Dicke T der Teile vorgegeben wird. Über dieses optische Erfordernis hinaus besteht ein praktisches Erfordernis, eine geeigneten Länge und Breite vorzusehen, um das Handling zu erleichtern und eine ausreichende strukturelle Festigkeit zu gewährleisten. Eine annehmbare Länge ist 1,0mm. Die Größe L in 1 ist jedoch vorzugsweise ein ganzzahliges Vielfaches der gewünschten Länge, so daß eine ausreichende Zahl von geteilten optischen Elementen aus der Anordnung 10 gebildet werden kann. Die Stangen der Walk-Off-Kristalle mit einer Länge von 20mm sind kommerziell erhältlich. Wenn die gewünschte Länge für jedes geteilte Element, das aus einer Anordnung gebildet wird, 10mm beträgt, kann die Länge der Kristallstange in der 1 10,0mm (d.h. L = 10mm) sein, so daß 9 Schnitte durch die Anordnung gebildet werden können, um insgesamt 300 geteilte optische Elemente zu erzeugen, wenn 30 Kristallstangen vorliegen. Um dieses Ergebnis zu erreichen, werden neun Schnitte in der Richtung der Breite der Stangen vorgenommen. Die neun Schnitte sind durch die gestrichelten Schnitte 38, 40, 42, 44, 46, 48, 50, 52 und 54 in 2 gezeigt. Die Breite W jeder Stange kann etwa gleich der Länge sein nachdem die neun Schnitte ausgeführt sind. Das heißt, die Breite kann 1,0mm betragen. Die Geometrie der Stangen des optischen Materials ist jedoch für das Herstellungsverfahren nicht kritisch.
Das Substrat 36 wird aus einem dünnen optisch transparenten Material gebildet. Das Substrat kann ein Glasträger mit einer Dicke von etwa 100μm sein. Die optischen Teile 12–34 werden auf dem Substrat mit einem optisch transparenten Epoxid angebracht. Bekannte Epoxide zum Ankleben benachbarter optischer Element in einem Zirkulator oder Isolator können benutzt werden, um die Teile 12–34 auf dem Glassubstrat zu befestigen. Da Rutil einen Brechungsin dex von etwa 2,4 aufweist und optisch transparente Epoxide, die in dem Stand der Technik verwendet werden, einen Brechungsindex von etwa 1,52 aufweisen, umfaßt die Bodenfläche des optischen Teils eine Antireflexbeschichtung, um die Leistung durch Reduzieren der Fehlanpassung der Brechungsindizes an der Grenzfläche zu verbessern. Es ist außerdem bevorzugt, eine Antireflexbeschichtung auf der oberen Fläche jedes optischen Teils vorzusehen. Eine brauchbare Antireflexbeschichtung ist eine Mehrfachschicht mit einem abwechselnden Muster von Schichten aus Siliziumdioxid (SiO₂) und Titandioxid (TiO₂).
Die Seitenflächen der optischen Teile 12–34 die an Seitenflächen der benachbarten optischen Teile anstoßen, werden vorzugsweise optisch poliert. Das Polieren sorgt für eine glatte Oberfläche, um eine präzise Ausrichtung der geteilten optischen Elemente gegenüber nahe beabstandeten optischen Fasern zu ermöglichen. Der Abstand von Mitte zu Mitte zwischen zwei Fasern kann etwa 125 μm betragen, so daß Kratzer in den angrenzenden Oberflächen der geteilten optischen Elemente nachteilig die Leistung einer Einrichtung, wie einem Zirkulator oder Isolator, beeinflussen.
Zusätzlich zu den Schnitten in der Breite 38–54 in 2 wird jedes optische Teil 12–34 äquidistant in der Längsrichtung unterteilt. Bezugnehmend auf die Endenansicht der Anordnung 10 in 3 sind Längsschnitte 56, 58, 60, 62, 64 und 66 gezeigt, die optische Teile 12, 14, 16, 18, 20 bzw. 22 segmentieren. Teile der Längsschnitte 56–66 und 68, 70, 72, 74, 76 und 78 sind mit gestrichelten Linien in 2 gezeigt. Der Vorgang des In-Würfel-Schneidens wird durch Verwendung einer Dicing-Säge, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt ist, ausgeführt. Es können jedoch auch andere Einrichtungen zum Segmentieren der optischen Teile benutzt, wie z.B. Spalten.
Die Reihenfolge zum Bilden der Schnitte 38–54 entlang der Breite und der Schnitte 56–78 entlang der Länge ist für die Erfindung nicht kritisch. Es kann jedoch zum Handhaben des Materials vorteilhaft sein, die Schnitte in Längsrichtung zuerst durchzuführen.
Jeder der Schnitte 38–54 und 56–78 erstreckt sich durch das Glassubstrat 36. Wie man am besten in 3 sieht, trennt jeder Schnitt 56–66 ein optisches Teil 12–22 in zwei gleiche Segmente „a" und „b". Das Glassubstrat 36 bleibt jedoch an der Grenzfläche zwischen jedem Segment „b" eines optischen Teils mit dem Segment „a" des angrenzenden optischen Teils intakt. Beispielsweise wird ein getrenntes optisches Teil aus der Kombination von 12b und 14a gebildet, während ein zweites geteiltes optisches Teil durch die Kombination von 14b und 16a gebildet wird. Eine Aufsicht auf diese zwei geteilten optischen Elemente 80 und 82 ist in 4 gezeigt. Wenn es dreißig optische Teile 12–34 und neun Schnitte 38–54 in der Breite gibt, werden bei dem Herstellungsverfahren 150 optische Elemente, die identisch zu dem Element 80 sind, und 150 optische Elemente, die identisch zu dem Element 82, hervorgebracht. Diese Ausbeute erfordert, daß das Endsegment 12a des ersten optischen Teils 12 an die Endsegmente des letzten optischen Elements 34 in der Anordnung angeklebt wird. In einer bevorzugten Ausführungsform werden keine anderen Segmente aneinander geklebt, um geteilte optische Elemente zu bilden. Statt dessen werden die Segmente mittels des Glassubstrats verbunden.
Für jedes der zwei geteilten optischen Elemente 80 und 82 in 4 gibt es zwei Abschnitte, die unterschiedliche optische Eigenschaften aufweisen. In der Ausführungsform, bei der die benachbarten optischen Teile der 2 Walk-Off-Kristalle sind, weisen die hergestellten geteilten optischen Elemente 80 und 82 eine entgegengesetzt gerichtete räumliche Verschiebung auf. Wenn daher das Element 80 so positioniert ist, daß das Segment 12b mit einer ersten optischen Faser ausgerichtet ist und das Segment 12a mit einer zweiten optischen Faser ausgerichtet ist, können geeignet orientierte Polarisationskomponenten von Ausgangsstrahlen aus den zwei Fasern gleichzeitig, aber unabhängig beeinflußt werden.
Eine andere Ausführungsform des Herstellungsverfahrens ist in den 5 und 6 dargestellt. Eine Anordnung 84 von optischen Teilen 86, 88, 90, 92, 94, 96, 98, 100, 102, 104, 106 und 108 ist im allgemeinen gleich zu den optischen Elementen der 1 und 2, besitzt jedoch eine Breite W, die etwa die Hälfte von der von 1 ist. Die Verringerung um 50% in der Breite kann kombiniert werden mit einer Verdopplung der Zahl der optischen Teile auf dem Glassubstrat 110, um die gleiche Anzahl von optischen Elementen hervorzubringen, wie in bezug auf das Verfahren der 1–4 beschrieben. Das Beispiel, das bei der Beschreibung der Herstellung in den 1-4 gegeben wurde, umfaßt dreißig optische Teile 56–78, wobei jedes optische Teil eine Breite W von 1,0mm aufweist. Wenn das Glassubstrat 110 der 5 von den Abmessungen her identisch mit dem Substrat 36 der 2 ist, kann die gleiche Zahl (n = 300) von geteilten optischen Elementen gebildet werden, wenn das Substrat 110 sechzig optische Teile 86–108 aufweist, wobei jedes eine Breite von 0,5mm besitzt.
Die gewünschten Schnitte zum Bilden der geteilten optischen Elemente sind durch die gestrichelten Linien 112 und 114 in 5 gezeigt. Die Folge der Schnitte 112 sind parallel zueinander und in einem spitzen Winkel zu den Grenzflächen zu benachbarten optischen Teilen 86-108. Die Folge der Schnitte 114 sind ebenfalls parallel zueinander. Mit Bezug auf eine Grenzfläche 116 zwischen einem optischen Teil 86 und einem optischen Teil 88 kann jeder der Schnitte 112 mit einem Winkel von +45° zur Grenzfläche angenommen werden, während die Schnitte 114 mit einem Winkel von –45° angenommen werden können. Bezugnehmend auf 6 umfaßt jedes der geteilten optischen Elemente 118 und 120, die gemäß diesem Verfahren hergestellt sind, einen ersten Abschnitt 112 und 122 und einen zweiten Abschnitt 123 und 124 mit entgegengesetzt gerichteten räumlichen Verschiebungen zum geeigneten Ausrichten der Polarisationskomponenten.
Eine Gemeinsamkeit zwischen dem Verfahren der 2–4 und dem Verfahren der 5 und 6 ist, daß nach dem Schritt des In-Würfel-Schneidens der zwei Verfahren erste und zweite Abschnitte der hergestellten geteilten optischen Elemente in der Position zueinander gehalten werden durch ein Segment des Glassubstrates, auf dem die optischen Teile gehalten werden. Eine andere Gemeinsamkeit ist, daß die ersten und zweiten Abschnitte entgegengesetzte Walk-Off-Richtungen aufweisen, die beide parallel zu der Grenzfläche der zwei Abschnitte sind. Ein wesentlicher Unterschied zwischen den geteilten optischen Elementen 80 und 82 in der 4 und den geteilten optischen Elementen 118 und 120 der 6 ist, daß die Seiten der Elemente 118 und 120 nicht parallel zu den Walk-Off-Richtungen sind. In der Ausführungsform der 6 liegen die Walk-Off-Richtungen bei ±45° gegenüber der Sägekanten. Wie weiter unten genauer beschrieben wird, können die geteilten optischen Elemente 118 und 120 mit den Diagonalgrenzflächen 116 und 126 benutzt werden, um eine Polarisationsmischung zu erreichen.
Mit Bezug auf die 7 und 8 werden die geteilten optischen Elemente 118 und 120 in einem optischen Aufbau 128 verwendet, um für eine Polarisationsmischung zu sorgen. Dieser Aufbau wird mit einer parallelen ersten und dritten optischen Faser 130 und 132 an dem vorderen Ende gezeigt und mit einer zweiten optischen Faser 131 an dem rückwärtigen Ende. In der Ausführungsform der 7 ist der Aufbau ein optischer Zirkulator, bei dem ein Eingangsstrahl von der ersten Faser 130 durch verschiedene optische Elemente zum Ausgang über die zweite Faser 131 propagiert, während ein Eingangssignal aus der zweiten Faser über die dritte Faser 132 ausgegeben wird. Alle anderen Möglichkeiten der optischen Kopplung zwischen den Fasern werden jedoch durch den Einfluß der verschiedenen Elemente an den Polarisationskomponenten der Strahlen aus den Fasern blockiert.
In der Ausführungsform der 7 und 8 bilden die ersten zwei optischen Elemente 118 und 120 an dem vorderen Ende des Aufbaus 128 einen Polarisationsmischer 134. Die Elemente 118 und 120 sind die geteilten optischen Elemente der 6. Wie ausführlicher nachfolgend mit Bezug auf die 9–20 beschrieben wird, führt eine Vorwärtspropagation von Lichtstrahlen aus der ersten und der dritten Faser 130 und 132 durch den Polarisationsmischer 134 zu zwei Lichtstrahlen, von denen jeder einen Polarisationskomponente aus dem Strahl der Faser 132 und eine Polarisationskomponente aus dem Strahl der Faser 131 aufweist. Das „Mischen" der Polarisationskomponenten legt den Zustand eines Polarisationskombinierers 135 fest, der durch das dritte und vierte optische Element 136 und 138 in dem Aufbau 128 gebildet wird. Der Polarisationskombinierer vermischt die zwei Polarisationskomponenten des ersten Strahls aus der ersten Faser 130 wieder und verschiebt die zwei Polarisationskomponenten des dritten Strahls aus der dritten Faser 132 zu entgegengesetzten Seiten des wiedervermischten ersten Strahls. Umgekehrt legt diese Anordnung der Polarisationskomponenten die gewünschte Orientierung für eine optische Zweizustands-Isolatoranordnung 139 fest, die nachfolgend vollständiger beschrieben wird. Die Elemente des Aufbaus 128 werden kombiniert, um einen hochleistungsfähigen, kosteneffizienten optischen Zirkulator zu bilden.
Wie man am besten in 8 sieht, sind die Elemente 118 und 120, die den Polarisationsmischer 134 bilden, geteilte optische Teile, die diagonal in obere Abschnitte 122 und 123 und untere Abschnitte 121 und 124 aufgeteilt sind. Die Grenzfläche 116 des oberen und unteren Abschnitts und des ersten Elements 118 ist senkrecht zu der Grenzfläche 126 des oberen und unteren Abschnitts und des zweiten Elements 120. Jeder der vier Abschnitte wird von einem Walk-Off-Kristall gebildet, und die zwei Abschnitte jedes der zwei Elemente besitzen entgegengesetzt gerichtete Walk-Off-Richtungen. Die Walk-Off-Richtungen sind durch die Pfeile auf den vier Abschnitten 121–124 in 8 gezeigt.
Die zwei Elemente 136 und 138 des Polarisationskombinierers 135 werden auch aus Walk-Off-Kristallen gebildet. Die Walk-Off-Richtungen sind senkrecht zueinander, sind jedoch zu der gleichen lateralen Oberfläche des Aufbaus 128 gerichtet. Wie es dem Stand der Technik gut bekannt ist, sind übliche Materialien zum Bilden der Walk-Off-Kristalle Rutil (Titandi oxid – TiO₂) und Yttriumvanadat (YVO₄). Das bevorzugte Material ist Rutil, da es einen größeren Brechungsindex zur Verfügung stellt. Für jeden Millimeter einer Walk-Off-Separation muß der Rutil-Kristall eine Dicke von etwa 10,0mm aufweisen. Wenn in der bevorzugten Ausführungsform der 7 und 8 der Abstand von Kern zu Kern der ersten und dritten Faser 130 und 132 250μm beträgt, kann die bevorzugte Walk-Off-Entfernung das √2-fache der Hälfte des Abstands sein. Daher sollte die Dicke jedes Elements 118, 120, 136 und 138 so ausgewählt werden, um eine Walk-Off-Entfernung von √2·125μm = 177μm zur Verfügung zu stellen.
Das optische Element 140, das sich an der rückwärtigen Fläche des Walk-Off-Kristalls 138 befindet, ist ein λ/2-Plättchen, das für eine Polarisationsdrehung sorgt. Die optische Achse des λ/2-Plättchens liegt 22,5° zur der Vertikalen, so daß die Drehung der Polarisationszustände 45° beträgt. Die λ/2-Plättchen sind aus dem Stand der Technik gut bekannt.
Wie vorhergehend erwähnt stellen die folgenden optischen Elemente eine Zweizustands-Isolatoranordnung 139 zur Verfügung. Ein erstes Element 142 in der Anordnung ist ein Walk-Off-Element, das eine Dicke haben kann, um für eine räumliche Verschiebung von 125μm zu sorgen. Dieser Walk-Off-Abstand ist jedoch für die Erfindung nicht kritisch. Die Walk-Off-Richtung ist nach oben gerichtet, wie durch den Pfeil in 8 gezeigt.
Die optische Zweizustands-Isolatoranordnung 139 umfaßt zwei Faraday-Rotatoren 144 und 150, die ein Paar von Walk-Off-Kristallen 146 und 148 einschließen. Jeder der Faraday-Rotatoren bewirkt eine Drehung der Polarisationskomponenten der Strahlen von 45°. In der Vorwärtsrichtung bewirken die Faraday-Rotatoren eine Drehung entgegen dem Uhrzeigersinn, wie durch die Pfeile gezeigt ist. Die Walk-Off-Kristalle 146 und 148 können eine Dicke haben, um für eine räumliche Verschiebung von 177μm in der oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsform zu sorgen. Die Walk-Off-Richtungen sind senkrecht zueinander, besitzen jedoch eine Hauptrichtungskomponente zu der entfernten lateralen Seite des Aufbaus 128, wie in den 7 und 8 dargestellt ist. Das letzte Element 152 der Zweizustands-Isolatoranordnung 139 ist ein Walk-Off-Kristall mit einer Walk-Off-Richtung, die nach unten gerichtet ist, und weist einen Walk-Off-Abstand von 125μm auf. Die Dicke hängt von dem gewünschten Walk-Off-Abstand ab, wie vorhergehend erwähnt.
Der optischen Zweizustands-Isolatoranordnung 139 folgt eine Abbildungslinse 154, die verwendet wird, um den Ausgangsstrahl aus der ersten Faser 130 auf die zweite Faser 131 zu fokussieren, die der Ausgabe des Strahls dient. Wenn alle Fasern 130, 131 und 132 thermisch erweiterten Kernfasern (TEC) sind, ist die Linse 154 eine Eins-Zu-Eins-Abbildungslinse. In einer Ausführungsform, in der die erste Faser 130 eine TEC-Faser und die zweite Faser 131 eine konventionelle Einzelmodenfaser ist, kann die Linse eine Vier-Zu-Eins-Abbildungslinse sein. Die Linse führt die Polarisationskomponenten des ersten Strahls aus der ersten Faser 130 wieder zusammen, die konvergieren, wenn sie den optischen Aufbau 128 hindurchtreten. Die Brennweite der Linse wird so ausgewählt, daß ein Bild des ersten Strahls auf die zweite Faser 131 abgebildet wird.
Die 9–20 stellen eine Vorwärtspropagation der Polarisationskomponenten eines ersten und zweiten Lichtstrahls aus der ersten und zweiten Faser 130 und 131 der 7 dar. Jede der zwölf Figuren ist eine Darstellung der Positionen der Polarisationskomponenten an der Vorderseite einer der zwölf Komponenten der 8. In 9 definiert die optische Achse der Faser ein erstes Tor 156, d.h. ein Fenster, an der vorderen Seite des Polarisationsmischers 134, der durch zwei geteilte Elemente 118 und 120 definiert ist. Die orthogonalen Polarisationskomponenten 158 und 160 des ersten Strahls sind als verdickte schwarze Linien in 9 dargestellt. Im Vergleich dazu definieren die Polarisationskomponenten 162 und 164 des dritten Strahls aus der dritten Faser ein Fenster 166 an der Vorderseite des geteilten Elements 118.
Die optische Achse des ersten Strahls ist mit dem unteren Abschnitt 121 des ersten geteilten Elements 118 ausgerichtet, während die optische Achse des dritten Strahls mit dem oberen Abschnitt 123 ausgerichtet ist. Durch die Walk-Off-Funktionen des oberen und unteren Abschnitts (die Walk-Off-Richtungen sind durch Pfeile in der 9 gezeigt) werden die erste Polarisationskomponente 158 und die dritte Polarisationskomponente 162 zu den Orten 168 und 170 verschoben, wenn die vorwärtspropagierenden vier Polarisationskomponenten 158-164 die Vorderseite des zweiten geteilten Elements 120 erreichen, wie in 10 gezeigt ist. Die zweite Polarisationskomponente 160 und die vierte Polarisationskomponente 164 sind mit den Walk-Off-Richtungen des oberen Abschnitts 122 und des unteren Abschnitts 124 des zweiten Elements 120 in dem Polarisationsmischer 134 ausgerichtet. Daher verschieben (walk-off) die Walk-Off-Funktionen der zwei Abschnitte 122 und 124 die zweite und vierte Polarisationskomponente an die zwei verlagerten Orte 168 und 170. Diese Orientierung der vier Polarisationskomponenten tritt an der Vorderseite des Walk-Off-Kristalls 136 auf, welcher der erste Block eines Paars von Walk-Off-Kristallen ist, das den oben beschriebenen Polarisationskombinierer bildet. Die Orientierung ist in der 11 gezeigt.
Der Polarisationsmischer, der von den zwei optischen Elementen 118 und 120 gebildet wird, kombiniert eine der Polarisationskomponenten 158 aus dem ersten Tor 156 mit einer der Polarisationskomponenten 164 aus dem zweiten Tor 166, und die verbleibenden zwei Polarisationskomponenten werden ebenfalls kombiniert (vgl. 9 und 11). Die „gemischten" Polarisationskomponenten sind auf den Vorwärtspropagationswegen durch verlagerte Orte 168 und 170 in 11 gezeigt.
Die Walk-Off-Funktion des vorderen Elements 136 des Polarisationskombinierers verschiebt die erste Polarisationskomponente 158 zurück zu der Position des Fensters 156 und verschiebt die dritte Polarisationskomponente 162 zu dem Ort 172, wie in 12 gezeigt ist.
13 stellt die vier Polarisationskomponenten 158–164 dar, nachdem das zweite Element 138 des Polarisationskombinierers die zweite und vierte Polarisationskomponente 160 und 164 verschoben hat. Die erste und zweite Polarisationskomponente 158 und 160, die den Eingangsstrahl aus dem Fenster 156 bilden, werden zu der ursprünglichen Position zu der 9 umgekehrt, die dritte und vierte Polarisationskomponente 162 und 164, die ursprünglich den Strahl an dem zweiten Fenster 166 gebildet haben, liegen an den Orten 172 und 174 auf gegenüberliegenden Seiten des Fensters 156 und sind voneinander um einen Abstand getrennt, der größer als der Abstand zwischen den ursprünglichen Fenstern 156 und 166 ist.
Die vier Polarisationskomponenten 158–164 werden am Ort durch die Funktion des λ/2-Plättchens 140 gedreht. Die Verwendung von λ/2-Plättchen ist im Stand der Technik gut bekannt. 14 stellt die gedrehten, ausgerichteten Richtungen der ersten vier Polarisationskomponenten an dem ursprünglichen Fenster 156 und an den verlagerten Orten 172 und 174 dar. Die vier Polarisationskomponenten werden anschließend in die optische Zweizustands-Isolatoranordnung 139 der 8 eingeführt.
Das erste Element 142 der optischen Zweizustands-Isolatoranordnung 139 ist ein Walk-Off-Kristall mit einer nach oben gerichteten Walk-Off-Richtung. Dies bewirkt eine Verschiebung der vertikal orientierten zweiten und vierten Polarisationskomponente 160 und 164 nach oben zu den Orten 176 und 178 in 15. Wie vorhergehend erwähnt, ist die Dicke des WalkOff-Kristalls 142 geringer als die Dicke der vorhergehend aufgezählten Walk-Off-Kristalle.
Beispielsweise kann die Dicke der Kristalle 136 und 138 etwa 10·√2 a sein, während die Dicke des Kristalls 142 etwa 10a betragen kann, wobei „a" die Hälfte des Abstands zwischen den zwei Fenstern 156 und 166 beträgt. In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt der Wert von a 125μm, so daß die Walk-Off-Kristalle 136 und 138 etwa jeweils 1.770μm sind und die Dicke des Walk-Off-Kristalls 142 etwa 1.250μm ist. Der Wert ist jedoch für die Erfindung nicht kritisch.
Die vier Polarisationskomponenten 158–164 werden durch den Faraday-Rotator 144 der 15 um 45° gedreht, um eine Polarisationsorientierung zur Verfügung zu stellen, die in 16 gezeigt. Der Walk-Off-Kristall 146 verschiebt die Position der ersten und dritten Polarisationskomponente 158 und 162 zu den Orten 180 bzw. 182. Dies plaziert temporär die zwei Polarisationskomponenten 158 und 160 des Strahls, der an dem Fenster 156 eintritt, in eine nebeneinanderliegende Anordnung, wie in 17 dargestellt. Der zweite Walk-Off-Kristall 148 in dem Paar verschiebt jedoch anschließend die zweite und vierte Polarisationskomponente an die Orte 184 und 186, wie in 18 gezeigt.
Der zweite Faraday-Rotator 150 dreht die Polarisationsrichtungen der vier Komponenten 158 bis 164, so daß die Polarisationskomponenten wie in 14 gezeigt ausgerichtet sind, wenn die Komponenten die Vorderseite des Walk-Off-Kristalls 152 erreichen. Die Walk-Off-Richtung des Kristalls 152 zeigt nach unten. Daher werden die erste und dritte Polarisationskomponente 158 und 162 um einen Abstand verschoben, der durch die Dicke des Kristalls 152 bestimmt wird. Für einen Rutil-Kristall mit einer Dicke von etwa 1.250μm beträgt die Verschiebung nach unten etwa a = 125μm. Die dritte Polarisationskomponente 162 wird zu dem Ort 188 verschoben. Die erste Polarisationskomponente 158 wird zu dem Ort 184 verschoben, welcher der optischen Achse der zweiten Faser 131 entspricht, die mit Bezug auf 7 beschrieben wurde. Dadurch werden die Polarisationskomponenten 158 und 160, die aus dem Fenster 156 eingegeben wurden, das durch die erste optische Faser 130 (vgl. 9) festgelegt ist, zu dem Ausgangssignal für die zweite optische Faser 131. Die Abbildungslinse 154 fokussiert das Bild auf die zweite optische Faser. Auf der anderen Seite werden die zwei Polarisationskomponenten 162 und 164, die bei dem Fenster 166 aus der dritten Faser eingegeben wurden (vgl. 9), voneinander getrennt und bilden den Ausgang durch die zweite Faser, wie durch die Orte 186 und 188 in 20 gezeigt ist.
Die 21–32 stellen die Rückwärtspropagation aus der zweiten optischen Faser 131 zu der dritten optischen Faser 132 dar. Wie vorhergehend erwähnt entspricht der Ort 184 in 21 dem Tor für die Eingangs/Ausgangs-Singale zu und aus der zweiten Faser. In 21 sind die Polarisationskomponenten 190 und 192 als Komponenten des Eingangsstrahls aus der zweiten Faser gezeigt. Zur Unterscheidung von den Polarisationskomponenten der vorwärtspropagierenden Strahlen in den 9–20 werden die Polarisationskomponenten des Eingangsstrahls aus der zweiten Faser als die fünfte und sechste Polarisationskomponente 190 und 192 bezeichnet.
Die Abbildungslinse 154 ermöglicht der fünften und sechsten Polarisationskomponente durch die rückwärtige Seite des Walk-Off-Kristalls 152 hindurchzutreten, ohne auf die Orientierung oder Position einzuwirken, wie in 22 gezeigt. Der Walk-Off-Kristall 152 verschiebt jedoch die fünfte Polarisationskomponente nach oben zu der Position 180, die auf der rückwärtigen Seite des Faraday-Rotators 150 in 23 gezeigt ist. Der Faraday-Rotator bewirkt eine Drehung der Polarisationen um 45° zu den Ausrichtungen, die in 24 an der rückwärtigen Seite des Walk-Off-Kristalls 148 gezeigt sind.
Der Walk-Off-Kristall 148 verschiebt die sechste Polarisationskomponente 192 zur Position 178 der 25. Der andere Walk-Off-Kristall 146 in dem Paar verschiebt dann die fünfte Polarisationskomponente 190 zur Position 172, wenn die rückwärtspropagierenden Strahlenkomponenten in die rückwärtige Seite des Faraday-Rotators 144 in 26 erreichen. Der Faraday-Rotator bewirkt eine Drehung der zwei Polarisationskomponenten 190 und 192 entgegen dem Uhrzeigersinn in die Orientierung, die in 27 auf der Rückseite des Walk-Off-Kristalls 142 gezeigt ist.
In 28 wurde die sechste Polarisationskomponente 192 nach unten durch die Funktion des Walk-Off-Kristalls 142 verschoben. Das λ/2-Plättchen 140 dreht die zwei Polarisationskomponenten 190 und 192 in die Orientierung, die in 29 gezeigt ist. Die 29 zeigt die Grenzfläche zwischen dem λ/2-Plättchen 140 und dem Polarisationskombinierer 135 der 8. Diese Grenzfläche zwischen dem Polarisationskombinierer und dem λ/2-Plättchen ist auch in der 13 für die nach vorne propagierenden Polarisationskomponenten gezeigt. Im Vergleich zwischen den 13 und 29 kann man sehen, daß die dritte und vierte Polarisationskomponente des Strahls aus der dritten Faser 132 identisch in Ort und Orientierung zu der fünften und sechsten Polarisationskomponente 190 und 192 des rückwärtspropagierenden Strahls aus der zweiten Faser 131 sind. Wie gleich nachfolgend erklärt wird, wirken die vier Elemente 138, 136, 120 und 118 umgekehrt zu den Funktionen, wie sie in Bezug auf die 9–15 beschrieben wurden. Daher erreichen die rückwärtspropagierenden Polarisationskomponenten 190 und 192 die dritte Faser 132 zur Ausgabe.
Der erste Walk-Off-Kristall 136 in dem Polarisationskombiniererpaar 135 verschiebt die sechste Polarisationskomponente 192 zu der Position 170 beim Erreichen der rückwärtigen Seite des zweiten Walk-Off-Kristall 136 in dem Paar, wie in 30 gezeigt ist. Der Kristall 136 verschiebt die fünfte Polarisationskomponente 192 zu der Position 168 in 31, wenn die Polarisationskomponenten die rückwärtige Seite des Polarisationsmischerpaars 134, das in bezug auf 8 beschrieben wurde, erreichen.
Der obere Abschnitt 122 des hinteren geteilten Elements 120 hat keinen Einfluß auf die fünfte Polarisationskomponente. Der untere Abschnitt 124 bewirkt jedoch, daß die sechste Polarisationskomponente 192 zu dem Fenster 166 der dritten optischen Faser verschoben wird, wie in 32 gezeigt ist. Obgleich in den Zeichnungen es nicht gezeigt, schiebt der obere Abschnitt 132 des geteilten Elements 118 die fünfte Polarisationskomponente 190 anschließend in eine Ausrichtung mit dem Fenster 166 zur Ausgabe der zwei Strahlkomponenten entlang der dritten Faser.
Bezugnehmend auf die 7–32 koppelt der Aufbau 128 die erste Faser 130 optisch mit der zweiten Faser 131 und koppelt die zweite Faser 131 optisch mit der dritten Faser 132, isoliert diese jedoch vor einer störenden Übertragung.

Claims

Verfahren zum Herstellen optischer Elemente (80 und 82; 118 und 120), das folgende Schritte umfaßt: Ausrichten von mehr als zwei optischen Teilen (12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26, 28, 30, 32 und 34; 86, 88, 90, 92, 94, 96, 98, 100, 102, 104, 106 und 108) in eine nebeneinanderliegende Anordnung, so daß jedes optische Teil wenigstens eine Oberfläche besitzt, die an einer Oberfläche eines benachbarten optischen Teils in der Anordnung anliegt und so daß das benachbarte optische Teil unterschiedliche optische Eigenschaften hinsichtlich der Beeinflussung von Polarisationskomponenten (158, 160, 162 und 164) von Licht besitzt, das in einer Richtung parallel zu der anliegenden Oberfläche propagiert, und Segmentieren (56, 58, 60, 62, 64, 66, 68, 70, 72, 74, 76 und 78; und 112 und 114) der nebeneinanderliegenden Anordnung der optischen Teile in eine erste Serie von parallelen Schnitten und eine zweite Serie von parallelen Schnitten, wobei die erste und die zweite Serie von Schnitten nicht parallel zueinander sind, um mehrere separate optische Elemente zu bilden, so daß jedes optische Element ein Segment (12a, 12b, 14a, 14b, 16a, 16b, 18a, 18b, 20a, 20b, 22a; und 121, 122, 123 und 124) aus jeweils zwei benachbarten optischen Teilen umfaßt, wodurch das jeweilige optische Element so gebildet wird, so daß es einen ersten Abschnitt mit ersten optischen Eigenschaften und einen zweiten Abschnitt mit zweiten optischen Eigenschaften umfaßt, die hinsichtlich der Beeinflussung von Polarisationskomponenten unterschiedlich zu den ersten optischen Eigenschaften sind.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Schritt zum Ausrichten der optischen Teile ein Schritt zum Fixieren mehrerer Walk-Off-Kristalle (12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26, 28, 30, 32 und 34; 86, 88, 90, 92, 94, 96, 98, 100, 102, 104, 106 und 108) an ein transparentes Substrat (36; und 110) ist, so daß die optischen Teile entlang einer Längsrichtung aneinanderliegen, um eine Verteilung zu bilden, in der die Kristalle fortlaufend entlang einer Richtung numeriert sind, die senkrecht zu der Längsrichtung ist, und in der die Walk-Off-Richtungen von ungeradzahlig numerierten Kristallen entgegengesetzt von Walk-Off-Richtungen von geradzahlig numerierten Kristallen sind.
Verfahren nach Anspruch 2, bei dem der Schritt zum Segmentieren (56, 58, 60, 62, 64, 66, 68, 70, 72, 74, 76 und 78) der optischen Teile (12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26, 28, 30, 32 und 34) in die erste Serie von Schnitten ein In-Würfel-Schneiden jedes der Walk-Off-Kristalle parallel zu der Längsrichtung umfaßt, wodurch jedes optische Element (80 und 82) so gebildet wird, daß es einen Bereich des transparenten Substrats umfaßt, der ein Segment (12b und 14b) eines der ungeradzahlig numerierten Kristalle und ein Segment (14a und 16a) eines der geradzahlig numerierten Kristalle trägt.
Verfahren nach Anspruch 3, bei dem der Schritt zum Segmentieren der optischen Teile in die zweite Serie von Schnitten ein In-Würfel-Schneiden (38, 40, 42, 44, 46, 48, 50 und 52) jedes der Walk-Off-Kristalle (12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26, 28, 30, 32 und 34) und des transparenten Substrats (36) senkrecht zu der Längsrichtung umfaßt, wodurch mehrere der optischen Elemente (80 und 82) aus jeweils einem Paar von ungeradzahlig und geradzahlig numerierten Kristallen in der Anordnung gebildet werden.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Anordnung der optischen Teile (86, 88, 90, 92, 94, 96, 98, 100, 102, 104, 106 und 108) eine Struktur von aneinanderliegenden Walk-Off-Kristallen mit wechselnden Walk-Off-Richtungen ist, der Schritt zum Segmentieren der optischen Teile ein In-Würfel-Schneiden (112 und 114) der Anordnung umfaßt, so daß die zweite Serie von Schnitten senkrecht zu der ersten Serie von Schnitten ist, wobei Schnitte der ersten Serie Schnitte der zweiten Serie nur an Grenzflächen (116 und 126) der aneinanderliegenden Oberflächen der benachbarten optischen Teile schneiden, wodurch die optischen Elemente (118 und 120) so gebildet werden, daß sie Seiten aufweisen, die spitzenwinklig zu den Walk-Off-Richtungen und parallel zu den Grenzflächen liegen.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Schritt zum Ausrichten der optischen Teile (12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26, 28, 30, 32 und 34; 86, 88, 90, 92, 94, 96, 98, 100, 102, 104, 106 und 108) ein Fixieren der optischen Teile an ein transparentes Substrat (36; und 110) umfaßt, so daß die optischen Teile an benachbarten optischen Teilen anliegen.
Verfahren nach Anspruch 6, bei dem das Substrat ein Glassubstrat (36) ist und die optischen Teile (12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26, 28, 30, 32 und 34) Stangen sind und der Schritt zum Segmentieren der optischen Teile ein In-Würfel-Schneiden der Stangen in sowohl einer Richtung der Länge nach als auch in einer Richtung einer Breite nach umfaßt, um die mehrere separaten optische Elemente (80 und 82) zu bilden.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, bei dem der Schritt zum Ausrichten der optischen Elemente die Verwendung eines optisch transparenten Epoxids umfaßt, um die optischen Teile an dem Substrat (36; und 110) zu fixieren, wobei die optischen Teile Walk-Off-Kristalle sind.