DE8128658U1 - DIRECTIONAL COUPLER FOR OPTICAL SIGNALS - Google Patents
DIRECTIONAL COUPLER FOR OPTICAL SIGNALSInfo
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- DE8128658U1 DE8128658U1 DE19818128658 DE8128658U DE8128658U1 DE 8128658 U1 DE8128658 U1 DE 8128658U1 DE 19818128658 DE19818128658 DE 19818128658 DE 8128658 U DE8128658 U DE 8128658U DE 8128658 U1 DE8128658 U1 DE 8128658U1
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Description
Die Erfindung "betrifft einen speziellen Schalter für optische Signale in integrierter Technik, der insbesondere für ein Koppelfeld mit rein optischen Zwischenleitungen in einem Fernsprech-Vermittlungssystem entwickelt wurde. Die Erfindung eignet sich darüber hinaus jedoch auch für sonstige Fälle, in denen Licht in einem Lichtleiter geschaltet werden soll.The invention "relates to a special switch for optical signals in integrated technology, especially for a switching network with purely optical intermediate lines in a telephone switching system. In addition, however, the invention is also suitable for other cases in which light is to be switched in a light guide.
Die Erfindung geht nämlich von einem speziellen Richtungskoppler aus, vergleiche den Oberbegriff des Patentanspruches 1, welcher für sich z.B. durch Electronics Letters 12 (28.Okt.1976) No.22, 575 - 577, insbesondere Fig. 2 auf Seite 576, sowie Appl. Phys. Lett. 28 (I.Mai 1976) No. 9, 503 - 506, insbesondere Fig. 1 (a) auf Seite 504, vorbekannt ist. Bei diesen bekannten Richtungskopplern sind zwar jeweils längs der Koppelstrecke eines der beiden Lichtleiter , dem ersten Lichtleiter, hintereinander zwei getrennt steuerbare Elektroden angebracht, jedoch am anderen, zweiten Lichtleiter jeweils nur eine einzige, sehr lange Elektrode, und zwar in solcher Weise, daß jede der beiden Elektroden am ersten Lichtleiter jeweils gegenüber der einzigen Elektrode des zweiten Lichtleiters, bezogen auf die Längsrichtung der Koppelstrecke, liegt.The invention is based on a special directional coupler, compare the preamble of the patent claim 1, which for example by Electronics Letters 12 (October 28, 1976) No 22, 575 - 577, in particular Fig. 2 on page 576, as well as Appl. Phys. Lett. 28 (May I, 1976) No. 9, 503 - 506, especially Fig. 1 (a) on page 504, is previously known. These known directional couplers are although in each case along the coupling path of one of the two light guides, the first light guide, one behind the other two separately controllable electrodes attached, but only a single one on the other, second light guide, very long electrode, in such a way that each of the two electrodes on the first light guide opposite the single electrode of the second light guide, based on the longitudinal direction of the coupling path.
Diese bekannten Richtungskoppler benötigen bereits deutlich weniger Steurspannung zwischen den Elektroden,These known directional couplers already require significantly less control voltage between the electrodes,
Be 1 KeI / 28.9.81Be 1 KeI / 9/28/81
- 2 - VPA 81 P 6 2 8 5 DE- 2 - VPA 81 P 6 2 8 5 DE
ταπί zuverlässig diesen als Schalter dienenden Richtungskoppler entweder direkt oder kreuzweise durchzuschalten, im Vergleich zu den "bekannten Richtungskopplern, bei welchen nur eine einzige Elektrode an jedem Lichtleiter pro Koppelstrecke angebracht ist.ταπί reliably this directional coupler serving as a switch to be switched through either directly or crosswise, compared to the "known directional couplers" which only a single electrode is attached to each light guide per coupling path.
Die Aufgabe der Erfindung ist, die Steuerspannung
zwischen den Elektroden des Richtungskopplers weiter erheblich verringern zu können.
10The object of the invention is to be able to further reduce the control voltage between the electrodes of the directional coupler considerably.
10
Diese Aufgabe der Erfindung wird durch die im Kennzeichen C des Scha^Eansprucha 1 genannte Maßnahme gelöst.This object of the invention is achieved by the measure mentioned in character C of claim 1.
Die im Schutzansprucfc 2 genannte zusätzliche Maßnahme g gestattet, die betreffende Steuerspannung bzw. die betreffenden Steuerspannungen weiter erheblich verringern zu können.The additional measure mentioned in protection claim 2 g allowed to further reduce the relevant control voltage or the relevant control voltages considerably to be able to.
Die Erfindung wird anhand der beiden Figuren näher erläutert.The invention is explained in more detail with reference to the two figures.
Figur 1 zeigt ein besonders einfaches Beispiel der Erfindung mit zwei Elektroden längs jeden Lichtleiters f χ innerhalb der Koppelstrecke. Bei dem in Fig.2 gezeigten Beispiel sind -yjßr Elektroden pro Lichtleiter innerhalb derselben Koppelstrecke angebracht.Figure 1 shows a particularly simple example of the invention with two electrodes along each light guide f χ within the coupling path. In the example shown in FIG. 2, electrodes per light guide are attached within the same coupling path.
In beiden Figuren handelt es sich also jeweils um einen als Schalter dienenden Richtungskoppler für optischeIn both figures, there is in each case a directional coupler serving as a switch for optical ones
30Signale in integrierter Technik. Es sind jeweils eng benachbart, z.B. in 3 ^Entfernung, längs der Koppelstrecke zwei paraiOel angeordnete Lichtleiter A-A', B-B' auf einem Substrat angebracht. Bei dem Substrat kann es sich z.B. um LiNbO, handeln, welches z.B. mittels Ti30 signals in integrated technology. They are each closely adjacent, e.g. at a distance of 3 ^, along the coupling path two parallel light guides A-A ', B-B' mounted on a substrate. The substrate can be, for example, LiNbO, which can be obtained, for example, by means of Ti
35dotiert wurde, um die Lichtleiter im Substrat zu erzeugen.35 was doped in order to produce the light guides in the substrate.
- 3 - VPA 81 P 6 2 8 5 DE- 3 - VPA 81 P 6 2 8 5 DE
Grundsätzlich ist die Erfindung jedoch nicht auf ein Substrat aus diesem Material beschränkt, weil der physikalische Effekt, welcher der im Kennzeichen des Schutzanspruchs 1 angegebenen Maßnahme zugrunde liegt, im Prinzip auch mit Substraten aus anderen Materialien erreicht -werden kann.In principle, however, the invention is not limited to a substrate made of this material because the physical effect on which the measure specified in the indicator of protection claim 1 is based, can in principle also be achieved with substrates made of other materials.
In beiden Figuren handelt es sich um Beispiele, bei denen an den Lichtleitern längs der Koppelstrecke jeweils elektrisch steuerbare, elektrisch leitende Elektroden Ei i .. E22 bzw. 111 ·. E24 angebracht sind. Diese Elektroden gestatten, abhängig von der elektrischen Steuerspannung, vergleiche V1/V2, zwischen den einzelnen Elektroden, das in einem oder in beiden Lichtleitern zugeführte Licht jeweils direkt weiterzuleiten oder kreuzweise zwischen den Lichtleitern ausgetauscht weiterzuleiten. Bei der direkten Weiterleitung wird das bei A zugeführte Licht über den ersten Lichtleiter bei A1 abgeführt und das über B dem zweiten Lichtleiter zugeführte Licht bei B· abgeführt. Bei kreuzweise vertauschter Weiterleitung wird hingegen das bei A dem ersten Lichtleiter zugeführte Licht bei B1 über den zweiten Lichtleiter abgeführt und das bei B dem zweiten Lichtleiter zugeführte Licht über ( A1, also über den ersten Lichtleiter abgeführt. Derartige Schalter sind übrigens auch für elektrische statt optische Signale seit langem vorbekannt, und zwar insbesondere im Zusammenhang mit der Bildung komplizierter Koppelfelder von Fernsprech-Vermittlungssystemen, vergleiche DE-AS 20 36 176 und 20 36 128, sowie US 3 593 295 und 3 638 193.Both figures are examples in which electrically controllable, electrically conductive electrodes Ei i .. E22 or 111 ·. E24 are attached. Depending on the electrical control voltage, compare V1 / V2, between the individual electrodes, these electrodes allow the light supplied in one or both light guides to be passed on directly or exchanged crosswise between the light guides. In the case of direct transmission, the light supplied at A is carried away via the first light guide at A 1 and the light supplied via B to the second light guide is carried away at B. In the case of crosswise reversed forwarding, on the other hand, the light fed to the first light guide at A is discharged via the second light guide at B 1 and the light fed to the second light guide at B is discharged via ( A 1 , i.e. via the first light guide. By the way, such switches are also for electrical instead of optical signals has long been known, in particular in connection with the formation of complicated switching networks in telephone switching systems, compare DE-AS 20 36 176 and 20 36 128, as well as US Pat. No. 3,593,295 and 3,638,193.
3030th
Bei den gezeigten Atasführungsbeispielen der Erfindung sind längs der Koppelstrecke jeweils an beiden Lichtleitern, und nicht nur jeweils an einem derselben, hintereinander je mindestens zwei Elektroden angebracht. Dabei sind diese Elektroden in spezieller Weise so angebracht, daß nämlich jeweils eine Elektrode, vergleicheIn the illustrated example of implementation of the invention are on both light guides along the coupling path, and not just on one of them, at least two electrodes attached one behind the other. These electrodes are attached in a special way so that that namely one electrode at a time, compare
_ 4 - VPA 81 P 6 2 8 5 DE_ 4 - VPA 81 P 6 2 8 5 DE
E11, am ersten Lichtleiter A-A1 gegenüber einer Elektrode, vergleiche E21, am zweiten Lichtleiter B-B' liegt. Zusätzlich sind die beiden, Jeweils einander gegenüberliegenden Elektroden, vergleiche E11/E21 und E12/E22, getrennt steuerbar. Diese einander gegenüberliegenden Elektroden, vergleiche Ε1Ϊ/Ε21, bilden also jeweils ein Elektrodenpaar, bei welchem jedes der beiden Elektroden jeweils von einem anderen Potential der SteuerSpannung V1/V2 gesteuert wird. Beachte insbesondere in den Figuren, daß die Elektrode E11 vom Potential V1, aber die gegenüberliegende Elektrode E21 vom Potential V2 dieser Steuerspannung gesteuert wird.E11, on the first light guide AA 1 opposite an electrode, compare E21, is located on the second light guide BB '. In addition, the two electrodes, each opposite one another, compare E11 / E21 and E12 / E22, can be controlled separately. These opposing electrodes, compare Ε1Ϊ / Ε21, thus each form a pair of electrodes in which each of the two electrodes is controlled by a different potential of the control voltage V1 / V2. Note in particular in the figures that the electrode E11 is controlled by the potential V1, but the electrode E21 opposite is controlled by the potential V2 of this control voltage.
Trotz dieser hohen Anzahl von Elektroden bei der Erfindung - sie enthält nämlich mindestens 4 Elektroden pro Koppelstrecke, ist es jedoch nicht nötig, unbedingt mindestens cb»i verschiedene Potentiale zur Steuerung des SchaltersDespite this high number of electrodes in the invention - namely, it contains at least 4 electrodes per coupling path, it is not necessary, however, to have at least cb >> i different potentials to control the switch
.wie "beim. Stande der Technik, zu verwenden,VEs zeigte sich, daß zur Steuerung als Schalter ausreichend ist, daß jede Elektrode, vergleiche E11, am ersten Lichtleiter A-A' jeweils elektrisch leitend mit einer zu einem anderen Elektrodenpaar gehörenden Elektrode, vergleiche E22, am zweiten Lichtleiter B-31 verbunden ist. Bei den in beiden Figuren gezeigten Beispielen sind, als einfachster Fall» nur zwei verschiedene Potentiale, vergleiche V1 und V2, zur Steuerung sämtlicher Elektroden aufgrund solcher kreuzweiser leitender Verbindungen zwischen den Elektroden nötig« wobei Isolierschichten Is Kurzschlüsse zwischen ΊΛ/12 verhindern« Weil bei der Erfindung nicht nur am einen Lichtleiter, As to be used in the prior art, V It was found that for control purposes it is sufficient as a switch that each electrode, compare E11, on the first light guide AA 'is electrically conductive with an electrode belonging to a different pair of electrodes, compare E22 , is connected to the second light guide B-3 1. In the examples shown in both figures, the simplest case is "only two different potentials, compare V1 and V2, necessary to control all electrodes due to such cross-wise conductive connections between the electrodes", with insulating layers Is Prevent short circuits between ΊΛ / 12 « Because with the invention not only on one light guide,
j5o sondern an beiden Lichtleitern jeweils mehrere eigene Elektroden angebracht sind, die, gesehen in Längsrichtung der Koppelstrecke, jeweils abwechselnd hintereinander mit unterschiedlichen Potentialen steuerbar sind, ist die Höhe der Steuerspannung V1/V2, welche zum Schaltenj5o but several of their own on each of the two light guides Electrodes are attached which, viewed in the longitudinal direction of the coupling path, alternately one behind the other can be controlled with different potentials, is the level of the control voltage V1 / V2, which is used for switching
35in beiden Schaltzuständen nötig sind, jeweilr deutlich kleiner, als wenn nur eine einzige, sehr lange Elektrode an einem der beiden Lichtleiter angebracht worden wäre.35 are necessary in both switching states, clearly in each case smaller than if only a single, very long electrode had been attached to one of the two light guides.
- 5 - VPA g) ρ 6 2 81) DE f
Es zeigte sich nämlich darüberhinaus, daß die Beein- J
flussung der Lichtgeschwindigkeit der Lichtstrahlen in
den beiden Lichtleitern längs dieser Koppelstrecke jeweils
umso intensiver ist, je mehr Elektroden hintereinander - 5 - VPA g) ρ 6 2 81) DE f It was also shown that the influence on the speed of light of the light rays in
the two light guides along this coupling path, respectively
The more electrodes in a row, the more intense it is
auf jeden der beiden Lichtleiter wirken.Besonders geringe
Höhen der Steuerspannung sind also, vergleiche Fig. 2,
erreichbar, wenn mehr als nur zwei Elektrodenpaare längs
der Koppelstrecke angebracht werden - in dem in Fig.2 ge- .act on each of the two light guides, especially low
The levels of the control voltage are, see Fig. 2,
achievable if more than just two pairs of electrodes lengthways
the coupling path are attached - in the ge in Fig.2.
zeigten Beispiel sind vier Elektrodenpaare angebracht. |In the example shown, four pairs of electrodes are attached. |
Grundsätzlich ist die Steuerspannung dadurch weiter ver- I minderbar, daß noch mehr als vier Elektrodenpaare längs ^ der Koppelstrecke dieses Richtungskopplers angebracht -1Basically, the control voltage is further reduced as a result reducible that more than four pairs of electrodes are attached along ^ the coupling path of this directional coupler -1
i werden. t i will be. t
Demnach wird bei der Erfindung ausgenutzt, daß die Licht- ; geschwindigkeit .in den Lichtleitern besonders stark beein- \ flußt wird durch besonders raschen Wechsel, d.h. besonders ίAccordingly, the invention takes advantage of the fact that the light; speed is influ- .in the optical fibers particularly strongly influenced \ by particularly rapid change, ie particularly ί
I kurze Längen, der elektrischen Felder, erzeugt mittels be- !'
sonders vieler Elektroden pro Lichtleiter - trotz Verminderung der Steuerspannungen, sogar wenn die Länge der ·
Koppelstrecke nicht verändert wird. Man kann zwar dadurch, ' daß man die Koppelstrecke verlängert, ebenfalls die Höhen
der Steuerspannungen verringern. Durch die Erfindung ist
es aber möglich, ohne Verlängerung der Koppelstrecke
alleine durch Vergrößerung der Anzahl der Elektroden längs
dieser Koppelstrecke, also durch Verkleinerung der Elektroden, die Steuerspannung zu vermindern. Bei den in Fig.I short lengths of the electric fields, generated by means of loading! ' especially many electrodes per light guide - despite a reduction in control voltages, even if the length of the coupling path is not changed. It is true that by extending the coupling section, you can also increase the heights
reduce the control voltages. Through the invention is
but it is possible without extending the coupling distance
simply by increasing the number of electrodes lengthways
this coupling path, so by reducing the size of the electrodes to reduce the control voltage. With the in Fig.
1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispielen hat die Koppelstrecke z.B. 3 mm Länge, wobei die Elektroden in Fig. 11 and 2, the coupling path has a length of 3 mm, for example, the electrodes in FIG
ca. 1,5 mm, in Fig. 2 ca. 0,7 mm Länge aufweisen. Wegen
der niedrigen Steuerspannungen kann bei der Erfindung
sogar oft eine Verkürzung der Länge der Koppelstrecke,
also eine Verminderung des Platzbedarfes auf dem Substrat, zugelassen werden.approx. 1.5 mm, in Fig. 2 approx. 0.7 mm in length. Because
the low control voltages can be used in the invention
often even a shortening of the length of the coupling path,
that is, a reduction in the space required on the substrate can be permitted.
2 SchutzanSprüche . · \ 2 Figuren2 protection claims. · \ 2 figures
81 P 6 2 8 5 DE81 P 6 2 8 5 DE
Als Schalter dienender Richtungskoppler für optische Signale in integrierter Technik, wobei zwei eng benachbart längs einer Koppelstrecke parallel angeordnete Lichtleiter (A-A1, B-B1) auf einem Substrat, 2.B. aus LiNbOj mittels Ti-Dotierung, angebracht sind, und wobei an den Lichtleitern längs der Koppelstrecke jeweils elektrisch steuerbare elektrisch leitende Elektroden (E11....E24) angebracht sind, welche, abhängig von der elektrischen Steuerspannung (V1 - V2) zwischen den Elektroden, das in dem betreffenden Lichtleiter (A-A1) geführte Licht direkt' (von A zu A1) weiterleiten oder kreuzweise zwischen den Lichtleitern ausgetauscht (von A zu B1) weiterleiten.Directional coupler serving as a switch for optical signals in integrated technology, two light guides (AA 1 , BB 1 ) arranged in parallel along a coupling path on a substrate, 2.B. made of LiNbOj by means of Ti-doping, and wherein electrically controllable electrically conductive electrodes (E11 .... E24) are attached to the light guides along the coupling path, which, depending on the electrical control voltage (V1 - V2) between the electrodes , forward the light guided in the relevant light guide (AA 1 ) directly (from A to A 1 ) or pass it on exchanged crosswise between the light guides (from A to B 1 ).
Die Höhe der Steuerspannung ist dadurch verkleinerbar, daß längs der Koppelstrecke an beiden Lichtleitern hintereinander je mindestens zwei Elektroden _.(E11... „E14, E21... ...E24) so angebracht sind, daß jeweils eine Elektrode (E11) am ersten Lichtleiter (A-A1) gegenüber einer Elektrode (E21) am zweiten Lichtleiter (B-B1) liegt, und daß beide gegenüberliegenden Elektroden (E11/E21, E12/E22,....), die jeweils ein Elektrodenpaar bilden, getrennt von jeweils einem anderen Potential (V1 an E11, V2 an E21) der Steuerspannung (V1/V2) steuerbar sind. Ferner ist jede Elektrode (E11) am ersten Lichtleiter (A-A1) jeweils elektrisch leitend mit einer zu einem anderen, bevorzugt benachbarten, Elektrodenpaar (E12/E22) gehörenden Elektrode (E22) am zweiten Lichtleiter (B-B') verbunden.The level of the control voltage can be reduced by attaching at least two electrodes (E11 ... "E14, E21 ... ... E24) to each of the two light guides, one behind the other, so that one electrode (E11) on the first light guide (AA 1 ) opposite an electrode (E21) on the second light guide (BB 1 ), and that both opposing electrodes (E11 / E21, E12 / E22, ....), which each form a pair of electrodes, are separated from a different potential (V1 to E11, V2 to E21) of the control voltage (V1 / V2) can be controlled. Furthermore, each electrode (E11) on the first light guide (AA 1 ) is electrically conductively connected to an electrode (E22) on the second light guide (B-B ') belonging to another, preferably adjacent pair of electrodes (E12 / E22).
(Fig. 2)(Fig. 2)
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19818128658 DE8128658U1 (en) | 1981-09-30 | 1981-09-30 | DIRECTIONAL COUPLER FOR OPTICAL SIGNALS |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19818128658 DE8128658U1 (en) | 1981-09-30 | 1981-09-30 | DIRECTIONAL COUPLER FOR OPTICAL SIGNALS |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE8128658U1 true DE8128658U1 (en) | 1982-04-15 |
Family
ID=6731715
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19818128658 Expired DE8128658U1 (en) | 1981-09-30 | 1981-09-30 | DIRECTIONAL COUPLER FOR OPTICAL SIGNALS |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE8128658U1 (en) |
-
1981
- 1981-09-30 DE DE19818128658 patent/DE8128658U1/en not_active Expired
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