FR2695216A1 - Commutateur optique ayant une direction de propagation proche de l'axe Z du matériau électro-optique. - Google Patents

Abstract

L'invention concerne le traitement de signaux lumineux par un effet électro-optique. Une tranche monocristalline (180) d'un matériau électro-optique en coupe X ou proche de Y forme un substrat d'un commutateur optique numérique. Des guides d'ondes (181, 182, 183) en LiNbO3 sont diffusés dans la tranche de façon que la lumière se propage dans une direction de l'axe Z de la tranche. Ces guides d'ondes définissent une forme en Y dont les indices de réfraction sont commandés par des électrodes (184, 186, 188) qui sont étroitement adjacentes à cette forme en Y. Applications aux télécommunications optiques.

Description

i La présente invention concerne un circuit optique intégré utilisant des

guides d'ondes optiques à couches minces pour moduler ou pour commuter un signal lumineux au moyen d'un effet électro-optique, et elle concerne plus particulièrement un commutateur optique numérique en coupe X ou proche de Y, et à propagation proche de l'axe Z. Du fait de l'utilisation croissante de fibres optiques dans les télécommunications, les capteurs et d'autres applications, la commutation optique est devenue un sujet offrant un grand intérêt La commutation de

signaux sous forme optique sans transformations électro-

optiques présente un intérêt particulier Des tentatives ont été faites dans un certain nombre de directions, comme

par l'utilisation de commutateurs mécaniques et de commu-

tateurs à semiconducteurs en optique intégrée, réalisés en un matériau semiconducteur tel que Ga As et In P. Un grand nombre de ces commutateurs utilisent un effet électro-optique pour la fonction de commutation Un effet électro-optique quadratique ou Kerr est présent dans toutes les substances et il consiste en un changement d'indice de-réfraction A N proportionnel au carré du champ

électrique E qui est appliqué On peut obtenir des change-

ments d'indice plus élevés dans des monocristaux qui

présentent un effet électro-optique linéaire ou Pockels.

Dans ce cas, le changement d'indice de réfraction A N est directement proportionnel au champ électrique E qui est

appliqué L'effet est présent seulement dans des mono-

cristaux dépourvus de symétrie centrale, et le changement d'indice qui est induit dépend de l'orientation du champ

électrique E et de la polarisation du faisceau de lumière.

Des matériaux électro-optiques linéaires bien connus comprennent le phosphate de potassium-dihydrogène (KDP) et son isomorphe deutéré (DKDP ou KD*P), le niobate de lithium (Li Nb O 3) et le tantalate de lithium (Li Ta O 3), ainsi que des semiconducteurs tels que l'arséniure de

gallium (Ga As) et le tellurure de cadmium (Cd Te).

Jusqu'à ce jour, l'une des technologies parvenues à la meilleure maturité pour la fabrication de circuits optiques intégrés (ou COI) est la technologie Ti:Li Nb O 3, qui fait appel à un guide de type ruban qui est

formé par diffusion de titane dans du niobate de lithium.

Le guide en niobate de lithium est formé dans une tranche monocristalline sur laquelle des électrodes longitudinales

sont placées en position adjacente au guide du type ruban.

Les électrodes modifient la valeur locale de l'indice de

réfraction lorsqu'une différence de potentiel est appli-

quée.

Cette technologie permet de fabriquer commodé-

ment des canaux à pertes relativement faibles avec une bonne adaptation de la taille de la trace du faisceau à des fibres monomodes Il existe cependant un problème important: les composants en Li Nb O 3 sont par nature sensibles à la polarisation, c'est-à-dire qu'ils exigent une excitation ayant une polarisation linéaire spécifique (mode électrique transverse TE "ordinaire", ou mode magnétique transverse TM "extraordinaire", pour un exemple en coupe Z), en fonction de l'orientation du cristal, alors que l'état de polarisation à la sortie d'une fibre monomode présentera un comportement aléatoire On résout habituellement ce problème en utilisant des techniques conçues pour accepter la sensibilité à la polarisation qui est inhérente aux composants en Li Nb O 3, ce qui a pour

effet de compliquer les systèmes.

Il existe un certain nombre de concepts concer-

nant des commutateurs et des modulateurs insensibles à la polarisation On pourra voir par exemple les documents suivants: M Kondo et ai, "Low Drive Voltage and Low Loss Polarization Independent Li Nb O 3 Optical Waveguides Switches", Electron Lett, Vol 23, ( 1987), pages 1167- 1169; R C Alferness, "Polarization Independent Optical Directional Coupler Switch Using Weighted

Coupling", Appl Phys Lett, Vol 35, ( 1979), pages 748-

750; O G Ramer et al, "Polarization Independent Optical Switch with Multiple Sections of aú Reversal and a Gaussian Taper Function", IEEE Journ Quantum Electron, Vol QE-18 ( 1982), pages 1772-1779; L McCaughan, "Low Loss Polarization Independent Electrooptical Switching at = 1,3 pm", IEEE Journ Lightwave Techn, Vol LT-2, ( 1984), pages 51-55; Y Bourbon et al, "Polarization Independent Modulator with Ti:Li Nb O 3 Strip Waveguides", Electron Lett Vol 20, ( 1984), pages 496-497; N Tsukada et al, "Polarization Insensitive Integrated Optical Switches: A New Approach", IEEE Journ Quantum Electron,

Vol QE-17, ( 1981), pages 959-964; J E Watson, "A Low-

Voltage Polarization Independent Guided Wave Direction- Coupler Switch in Lithium Niobate", SPIE Vol 835, Integrated Optical Circuit Engineering V, ( 1987), pages 132-135; J E Watson et al, "A Polarization Independent lx 16 Guided-Wave Optical Switch Integrated on Lithium Niobate", Journ Lightwave Techn, Vol LT-4, ( 1986), pages 1717-1721; W K Burns et al, "Interferometric Waveguide Modulator with Polarization Independent Operation", Applied Physics Letters, Vol 3, ( 1978), page 944; P Granestrand et al, "Polarization Independent Optical Switches", Fourth European Conference on Integrated Optics (ECIO '87) pages 36-39; P Granestrand et al, "Polarization Independent Switch and Polarization

Splitter Employing anzd Ag Modulation", Electron Lett.

1988, 1142-1143; J L Nightingale et al, "Low-Voltage Polarization Independent Optical Switch in Ti-indiffused Lithium Niobate", Techn Digest of Integrated and Guided Wave Optics Conf (IGWO '89), article MAA 3, pages 10-13; K Takizawa et al, "Polarization Independent and Optical Damage Insensitive Li Nb O 3 Interferometric Waveguide Modulator", Japanese Journal of Applied Physics, Vol 27, ( 1988), pages L 696-L 698; Y Silberberg et al, "Digital Optical Switch", Techn Digest OFC 1988, article THA 3; H.F Taylor, "Polarization Independent Guided Wave Optical Modulators and Switches", IEEE Journ Lightwave Techn, Vol LT 3 ( 1985), pages 1277-1280; T Pohlmann et al, "Polarization Independent Switches on Li Nb O 3 ", Proceedings of the Optical Meeting on Integrated Photonics Research, Hilton Head, SC, 1990, pages 38-39 Les premiers résultats expérimentaux concernant des commutateurs insensibles à la

polarisation ont été présentés par Alferness en 1979.

Une technique pour fabriquer des commutateurs insensibles à la polarisation consiste à utiliser des orientations cristallines dans lesquelles les conditions sont similaires pour les deux polarisations Ceci signifie que les perturbations induites de façon électro-optique

sont égales, et que les modes TE et TM ont approximative-

ment les mêmes longueurs de couplage Les orientations "isotropes" avec l'axe Z dans la direction de propagation sont des exemples de telles orientations Dans ce cas, les deux polarisations voient l'indice de réfraction ordinaire, et par conséquent les perturbations d'indice duesà la concentration de titane (Ti) sont égales pour les deux polarisations Ceci signifie que les longueurs de couplage sont approximativement égales Les perturbations d'indice induites de façon électro-optique pour les deux polarisations sont occasionnées par les coefficients r électro-optiques r 12 et r 22 (notation contractée pour les indices) Ils ont des valeurs absolues égales mais des signes opposés et l'indice 2 qui est commun dans r 12 et r 22 implique que ces perturbations correspondent à des champs électriques externes orientés selon l'axe Y Un facteur qui introduit une complication dans ce contexte réside dans le fait que les deux polarisations sont

presque synchrones et qu'il existe un coefficient électro-

optique (ayant la même valeur absolue que r 12 et r 22) qui établit un couplage entre les deux polarisations Ce

coefficient r est r 61 î avec les indices 1, 2, 1 en nota-

tion non contractée L'indice 6 ( 1,2 en notation non contractée) correspond à un couplage entre des champs électriques orientés selon les directions des axes X et Y (le format de notation est expliqué cidessous) Le couplage est induit par un champ électrique externe orienté selon l'axe X, comme indiqué par l'indice

mentionné en second.

Pour obtenir de bonnes performances dans un commutateur ayant cette orientation, on doit éviter une conversion TE-TM Cependant, du fait que la perturbation non désirée (TE 4 e TM) et le perturbation désirée ( TM' An TE) correspondent à des composantes différentes du champ externe, il est possible d'éviter ce couplage par

une conception appropriée du composant.

Un avantage des concepts faisant appel à la propagation selon l'axe Z, consiste en ce que les deux

polarisations différentes voient le même indice (ordi-

naire) Par conséquent, il n'y aura pas de dégradation de largeur de bande due à l'élargissement des impulsions qui se produit lorsque les deux polarisations voient des

indices différents.

Cette différence d'indice (qui implique des vitesses différentes pour les parties d'une impulsion qui correspondent respectivement aux polarisations TE et TM), apparaîtra au moment de l'utilisation des orientations cristallines avec l'axe Z perpendiculaire à la direction de propagation, et elle limitera le débit binaire permis à environ 10 Gbit/s par canal, pour un composant de 10 cm de

longueur dans ces orientations Cependant, si l'informa-

tion est empilée par un certain autre principe, comme par multiplexage par répartition en longueur d'onde, ou par des techniques cohérentes, il est possible de commuter des largeurs de bande d'information dans la gamme des

térahertz, même avec des commutateurs dans ces orienta-

tions. Un autre avantage des concepts de propagation dans la direction de l'axe Z consiste en ce que les deux polarisations auront approximativement la même fonction de transfert (de façon générale, pour d'autres concepts, l'insensibilité à la polarisation signifie qu'il est possible de placer le commutateur dans deux états de commutateur insensibles à la polarisation, mais sans insensibilité à des points "intermédiaires") Ceci est très

important, par exemple lorsqu'on considère des applica-

tions de modulation linéaire (petit signal).

Tous les types de commutateur mentionnés ci-

dessus sont ce que l'on appelle des commutateurs interfé-

rométriques; ils sont basés sur des interférences de modes additives et soustractives, et par conséquent ils ont tous des fonctions de transfert de nature oscillatoire Il existe cependant une autre possibilité, qui consiste à utiliser des dispositifs qui sont basés sur le tri de modes, au lieu d'être basés sur l'interférométrie On pourra voir par exemple les articles suivants: W K Burns et al, "Mode Conversion in Planar Dielectric Separating Waveguides", IEEE Journ of Quantum Electron, Vol QF-11 ( 1975), pages 32-35, et Y Silberberg et al, "Digital

Optical Switch", Tech Digest OFC, 1988, article THA 3.

La figure 1 montre un commutateur à tri de modes Il s'agit d'un commutateur optique numérique du type 2 x 2, et il consiste en un guide d'ondes à embranchement en Y asymétrique 101 d'un côté, et en un guide d'ondes à embranchement en Y symétrique 102 de l'autre côté On peut

rendre asymétrique ce dernier embranchement 102 en appli-

quant un champ électrique par l'intermédiaire des élec-

trodes 103 et 104 Un embranchement en Y asymétrique 101 effectue un tri de modes, à condition que la transformation soit "adiabatique" (suffisamment lente) On appelle ici tri de modes le fait que le mode de canal dans le guide d'ondes d'entrée ayant l'indice effectif le plus élevé se transforme progressivement le long de l'embranchement pour donner le mode normal local du premier ordre (mode fonda- mental) de la région à deux modes dans laquelle les canaux sont proches et influent l'un sur l'autre (il n'y a pas de transfert d'énergie entre les modes normaux locaux; à une grande séparation, le mode du premier ordre a la forme du mode de canal) De la même manière, le mode dans l'autre canal se transforme en mode du second ordre (c'est-à-dire le premier mode d'ordre supérieur) Ainsi, le signal dans le canal large se transforme pour donner le mode du premier ordre dans la région médiane, et le signal dans le canal plus étroit se transforme pour donner le mode du second ordre dans la région médiane Si l'autre moitié 102 du commutateur 100 est également asymétrique (c'est-à-dire si une perturbation d'indice impaire est introduite), sous l'effet de l'application d'une tension aux électrodes 103 et 104, d'une manière similaire, le mode du premier ordre dans la région médiane (correspondant au canal d'entrée large) se transforme pour donner le canal de sortie avec l'indice le plus élevé, et inversement le mode du second ordre se transforme pour donner le canal de sortie avec

l'indice le plus bas.

Du fait que l'on peut modifier de façon électro-

optique la dissymétrie de l'embranchement en Y de sortie, le dispositif fonctionne à la manière d'un commutateur 2 x 2, à condition que la perturbation d'indice soit

suffisamment grande et que la transformation soit adiaba-

tique Si une tension égale à zéro est appliquée aux électrodes, il y aura une division à 3 d B pour les deux signaux. La figure 2 montre une fonction de transfert pour un commutateur optique numérique en coupe X, pour le mode TE (ligne continue) et pour le mode TM (ligne en pointillés) (remarquer la différence) Comme on peut le

voir, la fonction de transfert ne présente pas le compor-

tement oscillatoire de commutateurs interférométriques, et le commutateur fonctionnera indépendamment de la polarisa- tion, en supposant que la valeur absolue de la tension

d'attaque soit suffisamment élevée.

Un avantage important du commutateur optique numérique consiste dans ses excellentes performances de stabilité Les instabilités qui sont occasionnées par la dérive en courant continu et des variations de température apparaissent sous la forme de variations de la tension appliquée "effective", et la réponse numérique avec sa

faible pente de fonction de transfert atténue la perturba-

tion d'état du commutateur qui est induite, si on choisit un point de fonctionnement avec une valeur absolue de

tension suffisamment élevée.

Un autre avantage du commutateur optique numé-

rique consiste dans la division de puissance que l'on

obtient avec une tension égale à zéro Ceci est particu-

lièrement important lorsqu'une opération de diffusion est exigée, comme par exemple dans certaines applications de

matrices de commutateurs.

La figure 3 montre une structure de matrice de commutateurs dans laquelle le commutateur numérique est un choix très intéressant d'élément de commutation On se référera à l'article de R A Spanke, "Architectures for Large Non-Blocking Optical Space Switches", IEEE Journ of Quantum Electron, Vol QE-22 ( 1986), pages 964-967 On a besoin ici de commutateurs du type 1 x 2, ce qui signifie que le commutateur décrit ci-dessus peut être simplifié pour donner la structure de commutateur optique numérique

du type 1 x 2 de la figure 4 (exemple en coupe X).

Dans le commutateur qui est représenté sur la figure 4, le signal dans le canal monomode entrant 131 excite le mode du premier ordre de la région à deux modes 132, et ce mode est transformé (comme décrit ci- dessus) vers la sortie ayant l'indice effectif le plus élevé, par l'application d'un champ électrique approprié au moyen de trois électrodes 133, 134, 135 (c'est-à-dire que les électrodes 133 et 135 sont connectées à la masse et l'électrode 134 est à un potentiel positif ou négatif ayant une valeur absolue suffisante, ou bien l'électrode 134 est connectée à la masse et les électrodes 133 et 135 sont à un potentiel positif ou négatif ayant une valeur absolue suffisante) La structure de la figure 3 présente de bonnes propriétés de diaphonie, du fait qu'un signal doit prendre le mauvais chemin dans deux commutateurs avant d'atteindre une sortie non désirée, si la matrice est correctement établie (ceci n'est pas vrai dans une opération de division passive/combinaison active, comme on à l'expliquera ci-après de façon plus détaillée) On se

référera à l'article de Spanke.

Les bonnes performances de diaphonie de la structure assouplissent l'exigence de diaphonie sur les éléments de commutation individuels, ce qui est avantageux du fait qu'il est probablement plus difficile d'obtenir une diaphonie extrêmement faible avec le commutateur optique numérique qu'avec un coupleur directionnel réglable de manière électronique, comme représenté dans l'article de Granestrand et al. Une autre caractéristique importante d'une matrice de commutateurs du type de la figure 3, comportant des commutateurs optiques numériques à titre d'éléments de commutation, consiste dans la possibilité de réaliser commodément des fonctions de diffusion dans lesquelles le signal qui provient d'une entrée est distribué à plusieurs

sorties Dans ce cas, certains (ou la totalité) des commu-

tateurs dans la première moitié de la matrice sont condi-

tionnés de façon à fonctionner en division de puissance à 3 d B, ce qui est obtenu pour une tension égale à zéro dans

le cas du commutateur optique numérique.

Tous les coupleurs ou commutateurs qui sont décrits ci-dessus présentent des inconvénients tels qu'une fabrication complexe, une mise en oeuvre et/ou une com-

mande élaborées, un débit binaire limité et une sensibi-

lité excessive à l'environnement.

Un aspect de l'invention consiste en une meilleure uniformité de tension d'attaque pour les deux

polarisations, combinée avec une grande tolérance vis-à-

vis de variations des tensions d'attaque Cette tolérance est étroitement liée aux performances de stabilité Les états du commutateur sont relativement insensibles à une variation des tensions d'attaque au voisinage du point de fonctionnement, et de ce fait, lecommutateur présente également de bonnes performances de stabilité, puisque - l'effet de variations de température, par exemple, se

manifeste comme une variation de la tension "effective".

Par conséquent, la complexité d'attaque (nombre'd'éléments

d'attaque, tolérance sur les tensions) est réduite.

D'autres aspects de l'invention consistent en de meilleures tolérances de fabrication et une meilleure diaphonie (qui sont liées), et une grande largeur de bande, aussi bien en ce qui concerne la largeur de bande instantanée (correspondant au débit binaire maximal d'un signal qui est acheminé par le commutateur), que la largeur de bande totale (correspondant à la région de largeur de bande totale pouvant contenir de nombreux

canaux qui peuvent être commutés simultanément).

La présente invention atténue plusieurs autres

inconvénients de commutateurs optiques numériques classi-

ques Par exemple, la limitation de débit binaire men-

tionnée ci-dessus, qui est due à la différence d'indice effectif entre les deux polarisations, est réduite De plus, la présente invention atténue l'inconvénient qui il consiste à avoir des fonctions de transfert qui sont différentes pour les deux polarisations, du fait que les deux polarisations verraient normalement des coefficients

électro-optiques différents De plus, la présente inven-

tion atténue l'effet de la polarisation qui voit normale- ment l'indice de réfraction extraordinaire Cette partie du signal serait soumise à l'action d'un guide de surface,

créé par la diffusion de Li vers l'extérieur, qui dégrade-

rait les performances des commutateurs dans une matrice de commutateurs, par exemple Cependant, dans la présente invention, ceci est évité du fait des orientations qui

sont choisies.

La présente invention procure ces aspects, ainsi que d'autres, par l'emploi d'une tranche monocristalline de matériau électro-optique en coupe X ou en coupe proche de Y, qui forme un substrat d'un commutateur optique -4 numérique Des guides d'ondes en Ti:Li Nb O 3 sont diffusés dans la tranche pour former des guides d'ondes de type ruban Ces guides d'ondes définissent une forme en Y dont

les indices de réfraction sont commandés par des élec-

trodes formées dans des positions immédiatement adjacen-

tes. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la

description qui va suivre de modes de réalisation, donnés

à titre d'exemples non limitatifs La suite de la descrip-

tion se réfère aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 représente un commutateur optique numérique 2 x 2 classique; la figure 2 est une représentation graphique

d'une fonction de transfert expérimentale pour un commu-

tateur optique numérique qui est représenté sur la figure 1; la figure 3 représente une structure d'arbre de commutateurs; la figure 4 représente un commutateur optique numérique 1 x 2 qui est utilisé dans la structure d'arbre qui est représentée sur la figure 3;

la figure 5 représente un premier mode de réali-

sation d'un commutateur optique numérique conforme à la présente invention, utilisant un commutateur optique numérique en coupe X et à propagation dans une direction proche de l'axe Z; la figure 6 est une représentation graphique des coefficients r effectifs du commutateur représenté sur la figure 5, en fonction de l'angle entre l'axe Z et la direction de propagation;

la figure 7 représente un second mode de réali-

sation de l'invention utilisant un commutateur optique numérique en coupe proche de Y, avec une propagation dans une direction proche de l'axe Z; la figure 8 montre la structure cristalline et l'orientation de systèmes de coordonnées dans Li Nb O 3; la figure 9 représente un troisième mode de réalisation de l'invention utilisant un commutateur optique numérique 2 x 2 en coupe X et à propagation dans une direction proche de l'axe Z; et la figure 10 représente un quatrième mode de réalisation de l'invention utilisant un commutateur optique numérique 2 x 2 en coupe proche de Y, et à propagation dans une direction proche de l'axe Z. Lorsqu'on fabrique des commutateurs optiques en Ti:Li Nb O 3, on sélectionne habituellement une orientation cristalline qui permet d'utiliser le coefficient r électro-optique le plus élevé (r 33 en notation contractée pour les indices, r 333 en notation non contractée), correspondant à un changement de l'indice de réfraction dans la direction Z sous l'effet d'un champ appliqué dans la direction Z Ces orientations sont les suivantes: coupe Z, propagation dans la direction de l'axe X ou Y, coupe Y, propagation dans la direction de l'axe X, et coupe X, propagation dans la direction de l'axe Y A titre d'exemple, la condition coupe Z, propagation dans la direction de l'axe Y signifie que les canaux de lumière sont alignés de manière que la propagation s'effectue essentiellement dans la direction Y dans le cristal et que la surface soit perpendiculaire à l'axe Z Dans ces orientations, l'axe Z est perpendiculaire à la direction

de propagation.

Une différence entre la présente invention et l'art antérieur consiste dans l'orientation de l'axe Z par rapport à la direction de propagation Dans la présente

invention, la direction de propagation est presque paral-

lèle à l'axe Z, au lieu d'être orientée selon les axes X ou Y. Le matériau de la tranche, consistant par

exemple en niobate de lithium, a une structure cristal-

line La figure 8 montre l'orientation du système de coordonnées rectangulaire à droite X, Y, Z qui est associé au système de coordonnées cristallographique a, b, c Les axes dans ce système de coordonnées ont été sélectionnés de façon que l'axe X pointe dans la direction de l'axe

cristallographique a et que l'axe Z pointe dans la direc-

tion de l'axe cristallographique c, qui est l'axe optique.

Le niobate de lithium a des indices de réfraction doubles, et ses indices de refraction sont décrits par un ellipsoïde de révolution L'intersection de l'ellipsoïde avec le plan X, Y est un cercle, et son intersection avec le plan X, Z est une ellipse dont le grand axe est le diamètre du cercle Un faisceau de lumière monochromatique orienté dans la direction de l'axe Z est soumis dans le cristal à l'action d'un indice de réfraction dont la valeur correspond au rayon du cercle Les valeurs des indices de réfraction sont indépendantes de la direction de polarisation du faisceau de lumière, et toutes les directions de polarisation du faisceau de lumière ont la

même vitesse de propagation à travers le cristal Contrai-

rement à ceci, un faisceau de lumière se propageant dans d'autres directions aura des polarisations propres soumises à des indices de réfraction de différentes

valeurs, ces valeurs dépendant de l'angle entre la direc-

tion de propagation et l'axe Z Des faisceaux de lumière ayant la même direction mais des plans de polarisation différents se propageront à travers le cristal à des vitesses différentes Le résultat de ceci consiste en ce qu'une impulsion lumineuse contenant de la puissance dans deux polarisations propres sera allongée lorsqu'elle traversera le cristal, si la direction de propagation

s'écarte de la direction de l'axe Z A son tour, l'allon-

gement de l'impulsion limite la fréquence d'impulsions supérieure à laquelle peut travailler un composant qui est

fabriqué à partir d'un matériau cristallin.

Pour obtenir un composant avec une fréquence d'impulsions supérieure élevée, conformément à la présente invention, on sélectionne l'orientation de la tranche de façon que la direction des guides d'ondes 181-183 coïncide

pratiquement avec celle de l'axe Z Les modes d'oscilla-

tion dans l'onde lumineuse, c'est-à-dire le mode TE polarisé parallèlement à la surface et le mode TM polarisé perpendiculairement à la surface, auront dans ce cas des vitesses de propagation approximativement communes Le degré auquel la lumière se propage dans un guide d'ondes donné quelconque peut être affecté par un champ électrique induit dans le cristal Le champ électrique change la forme de l'ellipsoïde d'indice de réfraction, conformément

à l'effet Pockels pour des champs électriques faibles.

Les changements sont décrits de façon mathéma-

tique dans les cas tridimensionnels les plus généraux par un tenseur d'ordre trois, avec 27 éléments de tenseur On les désigne habituellement-par ri, k les indices i, j et k étant supposés avoir des valeurs de 1, 2 ou 3 Les

indices se réfèrent au système de coordonnées rectangu-

laire à droite (Les deux premiers indices sont souvent groupés ensemble pour donner ce que l'on appelle des indices contractés: 1,1 est noté 1; 2,2 est noté 2; 3,3 est noté 3, 2,3 est noté 4; 1,3 est noté 5; 1,2 est noté 6.) Les éléments de tenseur rijk ont les dimensions physiques d'une longueur par différence de potentiel

électrique (mètres par volt), qui est la mesure du change-

ment entre les modes d'oscillation qui est obtenu par le

champ électrique Ces changements de l'indice de réfrac-

tion affectent les modes d'oscillation TM et TE, ce qui

permet d'effectuer une commutation.

Conformément à l'invention, le commutateur optique est indépendant de la polarisation L'orientation de la tranche monocristalline est sélectionnée de la

manière suivante.

Lorsqu'on sélectionne une orientation de canal qui n'est pas alignée avecles axes cristallographiques X, Y ou Z, le tenseur électro- optique "effectif" (que voient les deux polarisations dans le canal) sera une combinaison linéaire des coefficients r "classiques" (dans le système

W, Y, Z ( 1,2,3)).

La figure 6 montre les coefficients r effectifs pour les deux polarisations que voient les modes de canal lorsqu'une direction de propagation au voisinage de l'axe Z est choisie dans le plan Y-Z, avec l'axe central du canal pointé dans une direction comprise entre l'axe Y négatif et l'axe Z positif, avec un écart d'un angle G par rapport à ce dernier Comme on peut le voir, à G = 0, les coefficients r auront des signes différents, ce qui signifie que l'orientation de propagation Z pure ne peut pas être utilisée en association avec le commutateur

optique numérique (du fait qu'il dirigerait des polarisa-

tions différentes vers des accès différents, et qu'il

serait un diviseur de polarisation, et non un commuta-

teur) Cependant, si on élève l'angle G jusqu'à environ 10 degrés, on obtiendra la même valeur absolue et le même

signe pour les coefficients électro-optiques effectifs.

Cette direction de propagation peut donc être utilisée pour des commutateurs optiques numériques On note que ceci définit seulement la direction de propagation, la direction de coupe du cristal pouvant être choisie selon deux manières fondamentalement différentes qui présentent toutes deux un intérêt (la raison pour laquelle deux coupes du cristal seulement présentent un intérêt consiste

en ce qu'il doit être possible de produire le champ élec-

trique approprié avec les électrodes) Il y a évidemment des coupes de cristal qui sont équivalentes à celles décrites ici (par exemple lorsque le cristal est placé en position retournée dans l'une quelconque des coupes proposées, ou lorsque la direction de propagation de la

lumière est inversée).

La coupe de cristal qui est proposée dans le premier mode de réalisation de l'invention est la coupe X,

avec une orientation de canal correspondant à des coeffi-

cients r effectifs égaux pour les deux modes de canal (ou presque égaux, un fonctionnement précis au point d'égalité

n'étant pas nécessaire), comme représenté sur la figure 6.

Les raisons pour ce choix de coupe de cristal consistent

en ce que le matériau en coupe X correspond à une orien-

tation standard qui fait qu'il s'agit d'un choix simple à

utiliser en pratique.

La figure 5 représente un premier mode de réalisation d'un commutateur optique numérique conforme à la présente invention Le commutateur est constitué par une tranche monocristalline en coupe X, 180, d'un matériau électro-optique, sur laquelle sont formés des guides d'ondes à ruban 181-183, obtenus par diffusion de Ti dans le matériau électro-optique Li Nb O 3 On réalise les guides d'ondes 181- 183 en leur donnant la forme d'un Y, et ils comprennent un premier guide d'ondes 181 sur une surface supérieure de la tranche, qui est presque parallèle à l'axe Z de la tranche Ce premier guide d'ondes 181 forme la jambe de la forme en Y Des second et troisième guides d'ondes 182, 183 sont formés sur une surface supérieure de la tranche Les second et troisième guides d'ondes 182, 183 forment les bras de la forme en Y, en rencontrant le

premier guide d'ondes 181 dans une position intermédiaire.

Une première électrode 186, à laquelle une tension est appliquée, est formée entre les bras de la forme en Y La

première électrode 186 est formée sur la surface supé-

rieure de la tranche 180 et elle est limitée pratiquement par les second et troisième guides d'ondes 182, 183 Des seconde et troisième électrodes 184, 188 sont formées dans des positions adjacentes aux limites ou bords extérieurs des second et troisième guides d'ondes 182, 183, qui forment les bras de la forme en Y Ces électrodes 184, 186 sont reliées à la masse et elles sont placées du côté opposé à la première électrode 186, par rapport aux second et troisième guides d'ondes 182, 183 De façon générale, on peut échanger l'électrode ou les électrodes à connecter à la masse et l'électrode ou les électrodes recevant un potentiel. Lorsqu'une tension élevée est appliquée à la première électrode 186, le champ électromagnétique induit change les indices de réfraction des guides d'ondes, ce qui commute la lumière entrante d'un guide d'ondes vers l'autre, d'une manière connue de l'homme de l'art Une direction de propagation des guides d'ondes 181-183 fait un angle G par rapport à l'axe Z de la tranche 180 Cet angle est un angle aigu e qui est compris de préférence entre O et 20 degrés De façon optimale, l'angle aigu G qui est formé entre la direction de propagation du premier guide d'ondes 181 et l'axe Z est d'environ 10 degrés,

comme mentionné ci-dessus.

Comme mentionné ci-dessus, la figure 6 illustre

les coefficients r effectifs (coefficients électro-

optiques projetés sur les directions perpendiculaires à la direction de propagation) pour une orientation correspon- dant à la structure qui est représentée sur la figure 5, en fonction de l'angle G entre l'axe Z et la direction de propagation La ligne en pointillés représente le mode TE et la ligne continue représente le mode TM Comme on peut le voir, un angle G d'environ 10 degrés entre l'axe Z et la direction de propagation est optimal pour ce mode de

réalisation spécifique.

Les deux polarisations voient des coefficients r effectifs qui ont à la fois le même signe et la même

valeur absolue Dans la propagation Z "pure", ces coeffi-

cients ont la même valeur absolue mais des signes opposés.

Le fait que les coefficients r soient similaires implique que les fonctions de transfert seront similaires pour les deux polarisations, ce qui rend possible la modulation par de petits signaux Du fait que les indices de réfraction effectifs que voient les deux modes sont beaucoup plus

proches l'un de l'autre, en comparaison avec des orienta-

tions dans lesquelles l'axe Z est perpendiculaire à la direction de propagation, la limitation de largeur de bande mentionnée ci-dessus ne se manifestera pas, sauf si on utilise des débits binaires beaucoup plus élevés De plus, du fait que la lumière voit essentiellement un

indice ordinaire, le problème de diffusion vers l'exté-

rieur sera beaucoup moins sévère D'une part, ces avan-

tages sont obtenus au prix de tensions d'attaque plus

élevées, supérieures d'environ 30 % à celles de commuta-

teurs optiques numériques insensibles à la polarisation, de type classique D'autre part, les modes partiellement à fuites qui sont présents dans l'orientation de la figure 5 peuvent occasionner des pertes en excès pour la polarisation TE, à cause du couplage de polarisation vers des modes de substrat, c'est-à-dire des pertes en excès dues au couplage TE-TM (ceci est décrit dans l'article de J Ctoroky, M Cada, "Guided and Semileaky Modes in Anisotropic Optical Waveguides of the Li Nb O 3 Type", Optics

Communications, Vol 27, ( 1978), pages 353-356) Cepen-

dant, si on fait tourner l'orientation du cristal de 90 degrés autour de la direction de propagation, le résultat consiste en une orientation qui n'est pas affectée par ce défaut (voir par exemple l'article de Ctoroky, avec les références) L'orientation résultante sera un cas en coupe proche de Y, avec une propagation proche de la direction de l'axe Z, qui correspond à la seconde version de la présente invention (On note que sur la figure 6, on a considéré un cas correspondant à la coupe X, ce qui se manifeste dans l'attribution des polarisations TE et TM) La figure 7 représente un commutateur utilisant cette

orientation et des coefficients r corrects.

La figure 7 représente un commutateur optique numérique en coupe proche de Y, avec une propagation dans une direction proche de l'axe Z Dans cette orientation, les pertes en excès dues aux modes partiellement à fuites qui peuvent affecter le commutateur de la figure 5 seront éliminées Dans ce mode de réalisation de la présente invention, le commutateur optique comprend une tranche monocristalline 190 de matériau électro-optique Li Nb O 3, en coupe proche de Y, avec l'axe X dans le plan de la surface. Un premier guide d'ondes 191 sur une surface supérieure de la tranche est orienté de façon à être parallèle à l'axe Z de la tranche 190 Des second et troisième guides d'ondes 192, 193 sont formés sur une surface supérieure de la tranche 190 de façon à rencontrer le premier guide d'ondes 191, pour former ainsi les bras et la jambe d'une forme en Y Une première électrode 194 est placée sur la surface de la tranche de façon à coîncider pratiquement avec une partie du second guide d'ondes 192, tandis qu'une seconde électrode 195 est placée en position adjacente au troisième guide d'ondes 193, et coïncide pratiquement avec ce dernier La première électrode 194 peut recevoir une tension, tandis que la

seconde électrode 195 est reliée à la masse Par l'appli-

cation sélective d'une tension relativement élevée à la

première électrode 194, on commande les indices de réfrac-

tion, ce qui permet de commander la propagation de la

lumière dans les guides d'ondes du type ruban.

Les premier, second et troisième guides d'ondes 191-193 sont formés par diffusion de Ti dans la tranche de

Li Nb O 3.

Le premier guide d'ondes 191 fait un angle aigu e par rapport à l'axe Z de la tranche L'angle aigu G a une valeur qui est de préférence dans la plage de 0-20 degrés L'angle aigu G a une valeur optimale d'environ 10 degrés, pour les raisons expliquées ci-dessus De façon similaire, la normale de la tranche 190 a une orientation de 0-20 degrés, et de préférence d'environ 10 degrés par rapport à l'axe Y du matériau Un inconvénient de ce commutateur consiste dans la coupe de cristal spéciale qui

est exigée pour obtenir une coupe proche de Y Ce commu-

tateur présente par ailleurs une plus grande largeur de bande totale, une meilleure stabilité, une largeur de

bande instantanée accrue (presque les mêmes indices effec-

tifs pour les deux polarisations), une bonne linéarité (mêmes coefficients r), une diffusion vers l'extérieur réduite, et des pertes d'accès réduites dans un mode

partiellement à fuites.

Il y a théoriquement un produit tension-longueur qui est constant pour un type spécifique de paramètres d'élément de commutation, d'orientation et de guide d'ondes Ceci signifie que si la longueur du dispositif est doublée (par exemple, l'angle de divergence dans l'embranchement en Y du commutateur optique numérique est

doublé), la tension exigée pour obtenir un état de commu-

tateur spécifique peut être réduite de moitié Des valeurs caractéristiques pour un commutateur optique numérique en Li Nb O 3 sont de + 60 volts pour commuter la polarisation ordinaire (qui exige des tensions plus élevées), pour environ -15 d B de diaphonie (pour un exemple en coupe X, avec propagation dans la direction de l'axe Y), dans un commutateur ayant un angle de divergence de 0,004 radian (angle entre branches dans l'embranchement en Y) Pour la présente invention, on peut prévoir des tensions quelque

peu supérieures (supérieures de l'ordre de 30 %).

La plage pour l'angle aigu peut être de O à 20 degrés pour couvrir les cas intéressants Comme on peut le voir sur la figure 6, lorsque cet angle est très faible (par exemple inférieur à 4 degrés), on ne peut pas obtenir le signe relatif correct des coefficients électro-optiques effectifs.

La figure 9 montre un troisième mode de réali-

sation de l'invention dans lequel on utilise un commuta-

teur optique numérique 2 x 2,200, en coupe X et avec propagation dans une direction proche de l'axe Z Le commutateur optique numérique 200 comprend une tranche monocristalline de Li Nb O 3 sur laquelle des guides de type ruban, en titane, sont formés pour définir un guide d'ondes à embranchement en Y asymétrique, 201, d'un côté, et un guide d'ondes à embranchement en Y symétrique, 202, de l'autre côté On peut rendre asymétrique ce dernier embranchement 202, en appliquant un champ électrique par

l'intermédiaire des électrodes 203, 204 et 205.

Les embranchements respectifs 201 et 202 sont connectés pour donner une forme en X dans laquelle les embranchements sont approximativement symétriques par rapport à un axe qui forme un angle aigu avec l'axe Z de la tranche L'angle aigu est compris dans une plage de 0-200 et il est de préférence de 10 degrés, comme dans les

autres modes de réalisation.

Un embranchement en Y asymétrique 201 effectue un tri de modes, à condition que la transformation soit adiabatique Ainsi, le mode de canal dans le guide d'ondes

d'entrée ayant l'indice effectif le plus élevé se trans-

forme progressivement le long de l'embranchement pour

donner le mode normal local du premier ordre (mode fonda-

mental) de la région à deux modes dans laquelle les canaux sont proches et exercent une influence mutuelle (il n'y a pas de transfert d'énergie entre les modes normaux locaux; pour une grande séparation, le mode du premier ordre a la forme du mode de canal) De la même manière, le mode dans l'autre canal se transforme pour donner le mode du second ordre Par conséquent, le signal dans le canal large se -G transforme pour donner le mode du premier ordre dans la région médiane, et le signal dans le canal plus étroit se transforme pour donner le mode du second ordre dans la région médiane Si l'autre moitié 202 du commutateur 200

est également asymétrique (c'est-à-dire qu'une perturba-

tion d'indice impaire est induite), du fait de l'applica-

tion dtune tension aux électrodes 205 et de la mise à la masse des électrodes 203 et 204 (ou inversement), le mode du premier ordre dans la région médiane (correspondant au canal d'entrée large) se transforme pour donner le mode de canal de sortie avec un indice élevé, et réciproquement le mode du second ordre se transforme pour donner le mode de

canal de sortie avec l'indice le plus faible.

Du fait que l'on peut modifier de façon électro-

optique l'asymétrie de l'embranchement Y de sortie, le dispositif fonctionne à la manière d'un commutateur 2 x 2, à condition que la perturbation d'indice soit suffisamment grande et que la transformation soit adiabatique Si une tension égale à zéro est appliquée aux électrodes, une

division à 3 d B se produira pour les deux signaux.

La figure 10 montre un quatrième mode de réali-

sation de l'invention, qui consiste en un commutateur de tri de modes 210 à coupe proche de Y, avec propagation dans une direction proche de l'axe Z Le commutateur de tri de modes 210 fonctionne à la manière d'un commutateur optique numérique 2 x 2, et il comprend une tranche de Li Nb O 3 dans laquelle des guides de lumière de type ruban, en titane diffusé, sont formés sous la forme d'un guide d'ondes à embranchement en Y asymétrique, 211, d'un côté, et d'un guide d'ondes à embranchement en Y symétrique, 212, de l'autre côté On peut rendre asymétrique ce dernier embranchement 212, par l'application d'un champ

électrique par l'intermédiaire des électrodes 213 et 214.

* Comme dans le troisième mode de réalisation, les embran-

chements 211 et 212 respectifs sont connectés pour donner une forme en X dans laquelle les embranchements sont approximativement symétriques par rapport à un axe qui forme un angle aigu avec ltaxe Z de la tranche L'angle aigu est compris dans une plage de 0-20 degrés, et il est préférence de 10 degrés, comme dans les autres modes de réalisation De façon similaire, la normale de la tranche a une orientation de 0-20 degrés, et de préférence

d'environ 10 degrés, par rapport à l'axe Y du matériau.

Comme avec le troisième mode de réalisation, un embranchement en Y asymétrique effectue un tri de modes, à condition que la transformation soit adiabatique, par le fait que le mode de canal dans le guide d'ondes d'entrée ayant l'indice effectif le plus élevé se transforme progressivement le long de l'embranchement pour donner le mode normal local du premier ordre (mode fondamental) de la région à deux modes dans laquelle les canaux sont proches et exercent une influence mutuelle (il n'y a pas de transfert d'énergie entre les modes normaux locaux; à

une séparation élevée, le mode du premier ordre (c'est-à-

dire le premier mode d'ordre supérieur) a la forme du mode de canal) De la même manière, le mode dans l'autre canal se transforme pour donner le mode du second ordre Ainsi, le signal dans le canal large se transforme pour donner le mode du premier ordre dans la région médiane, et le signal dans le canal plus étroit se transforme pour donner le mode du second ordre de la région médiane Si l'autre moitié 212 du commutateur 210 est également asymétrique (c'est-à-dire si une perturbation d'indice impaire est induite), du fait de l'application d'une tension aux électrodes 213 et 214, le mode du premier ordre dans la région médiane se transforme pour donner le mode de canal de sortie ayant l'indice le plus élevé, et inversement le mode du second ordre se transforme pour donner le mode de

canal de sortie ayant l'indice le plus bas.

Du fait que l'on peut modifier de manière électro-optique l'asymétrie de l'embranchement en Y de

sortie, le dispositif fonctionne à la manière d'un commu-

tateur 2 x 2, à condition que la perturbation d'indice soit suffisamment grande et que la transformation soit adiabatique Si une tension égale à zéro est appliquée aux électrodes, une division à 3 d B se produira pour les deux signaux.

Le terme "numérique" qui est employé en associa-

tion avec ces commutateurs fait référence à la fonction de

transfert (puissance couplée vers les sorties du commuta-

teur en fonction de la tension appliquée) Pour des commu-

tateurs interférométriques, tels que des coupleurs direc-

tionnels, on obtient des fonctions de transfert qui

présentent des oscillations dans la réponse en tension.

Dans le cas du commutateur optique numérique, on observe un comportement de tri de modes qui est basé sur une évolution modale, ce qui signifie que l'on n'obtient pas cette oscillation (lorsque la différence d'indice dans un cas spécifique est suffisamment grande, une commutation totale aura lieu et aucun changement ne se produira même si la différence d'indice est augmentée davantage) Par

conséquent, les fonctions de transfert seront "numéri-

ques". Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif et au procédé décrits

et représentés, sans sortir du cadre de l'invention.

Claims (35)

REVENDICATIONS

1 Commutateur optique, caractérisé en ce qu'il comprend: une tranche monocristalline ( 180) de matériau électro-optique en coupe X; un premier guide d'ondes ( 181) sur une surface supérieure de la tranche ( 180), ce premier guide d'ondes ( 181) ayant un axe qui est proche d'une orientation parallèle à l'axe Z de la tranche ( 180); des second ( 182) et troisième ( 183) guides d'ondes sur la surface supérieure de la tranche ( 180), le premier guide d'ondes et les second et troisième guides d'ondes se coupant avec une orientation correspondant respectivement à une jambe et à des bras d'une forme en Y; une première électrode ( 186) adjacente aux second et troisième guides d'ondes ( 182, 183) et pratiquement limitée par ces derniers; et des seconde et troisième électrodes ( 184, 188) adjacentes aux second et troisième guides d'ondes ( 182, 183), chacune d'elles étant disposée du côté opposé à la première électrode ( 186) par rapport à l'un des

second et troisième guides d'ondes ( 182, 183).

2 Commutateur optique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau électro-optique consiste

en un matériau sensible à la polarisation.

3 Commutateur optique selon la revendication 2, caractérisé en ce que les premier, second et troisième

guides d'ondes ( 181, 182, 183) contiennent du Li Nb O 3.

4 Commutateur optique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les seconde et troisième électrodes

( 184, 188) sont reliées électriquement à la masse.

Commutateur optique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une première tension est appliquée à

la première électrode ( 186).

6 Commutateur optique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une tension est appliquée aux seconde

et troisième électrodes ( 184, 188).

7 Commutateur optique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première électrode ( 186) est

reliée électriquement à la masse.

8 Commutateur optique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'axe du premier guide d'ondes ( 181) fait un angle aigu par rapport à l'axe Z de la tranche

( 180).

9 Commutateur optique selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'angle aigu précité a une valeur

dans la plage de 0-20 degrés.

10 Commutateur optique selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'angle aigu est approximativement

égal à 10 degrés.

11 Commutateur optique, caractérisé en ce qu'il comprend: une tranche monocristalline ( 190) de matériau électro-optique en coupe proche de Y; un premier guide d'ondes ( 191) sur une surface supérieure de la tranche ( 190), ce premier guide d'ondes ( 191) ayant un axe qui est proche d'une orientation parallèle à l'axe Z de la tranche; des second et troisième guides d'ondes ( 192, 193) sur la surface supérieure de la tranche ( 190), le premier guide d'ondes ( 191) et les second et troisième guides d'ondes de sortie ( 192, 193) se coupant avec respectivement l'orientation d'une jambe et de bras d'une forme en Y; une première électrode ( 194) adjacente au second guide d'ondes ( 192) et coïncidant pratiquement avec celui-ci; et une seconde électrode ( 195) adjacente au troisième guide d'ondes ( 193) et coïncidant pratiquement

avec celui-ci.

12 Commutateur optique selon la revendication 11, caractérisé en ce que le matériau électro-optique

consiste en un matériau sensible à la polarisation.

13 Commutateur optique selon la revendication 12, caractérisé en ce que le matériau électro-optique

contient du Li Nb O 3.

14 Commutateur optique selon la revendication 11, caractérisé en ce que la seconde électrode ( 195) est

reliée électriquement à la masse.

Commutateur optique selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'une source de tension applique une tension à la première électrode ( 194). 16 Commutateur optique selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'une tension est appliquée à la

seconde électrode ( 195).

17 Commutateur optique selon la revendication 11, caractérisé en ce que la première électrode est reliée

électriquement à la masse.

18 Commutateur optique selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'axe du premier guide d'ondes ( 191) fait un angle aigu par rapport à l'axe Z de la

tranche ( 190).

19 Commutateur optique selon la revendication 18, caractérisé en ce que l'angle aigu a une valeur dans

la plage de 0-20 degrés.

Commutateur optique selon la revendication

18, caractérisé en ce que l'angle aigu est approximative-

ment égal à 10 degrés.

21 Commutateur optique selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'un axe Y de la tranche ( 190) fait un second angle aigu par rapport à la surface supérieure

de la tranche, pour former la coupe proche de Y précitée.

22 Commutateur optique selon la revendication 21, caractérisé en ce que le second angle aigu a une

valeur dans la plage de 0-20 degrés.

23 Commutateur optique selon la revendication

21, caractérisé en ce que le second angle aigu est appro-

ximativement égal à 10 degrés.

24 Commutateur optique selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'axe X de la tranche est contenu dans le plan de la surface supérieure de la

tranche ( 190).

Commutateur optique 2 x 2, caractérisé en ce qu'il comprend: une tranche monocristalline ( 200) de matériau électro-optique en coupe X; des premier, second, troisième et quatrième guide d'ondes ( 201, 202) sur une surface supérieure de la tranche ( 200), se coupant respec- tivement avec l'orientation de bras d'une forme en X, et ayant un axe de symétrie approchée entre les premier et second, et les troisième et quatrième guides d'ondes ( 201, 202) qui est proche d'une orientation parallèle à l'axe Z de la tranche; une première électrode ( 205) adjacente aux

troisième et quatrième guides d'ondes ( 202), et pratique-

ment limitée par ces derniers; et des seconde et troisième électrodes ( 203, 204) adjacentes aux troisième et quatrième guides d'ondes ( 202), chacune d'elles étant placée à l'opposé de la première électrode ( 205) par rapport à l'un des troisième et quatrième guides d'ondes

( 202).

26 Commutateur optique selon la revendication , caractérisé en ce que le matériau électro-optique

consiste en un matériau sensible à la polarisation.

27 Commutateur optique selon la revendication , caractérisé en ce que les premier, second, troisième et quatrième guides d'ondes ( 201, 202) contiennent du

Li Nb O 3.

28 Commutateur optique selon la revendication , caractérisé en ce que les seconde et troisième électrodes ( 203, 204) sont reliées électriquement à la masse. 29 Commutateur optique selon la revendication 25, caractérisé en ce qu'une première tension est

appliquée à la première électrode ( 205).

Commutateur optique selon la revendication , caractérisé en ce qu'une tension est appliquée aux

seconde et troisième électrodes ( 203, 204).

31 Commutateur optique selon la revendication , caractérisé en ce que la première électrode ( 205) est

reliée électriquement à la masse.

32 Commutateur optique selon la revendication , caractérisé en ce que l'axe de symétrie approchée fait un angle aigu par rapport à l'axe Z de la tranche. 33 Commutateur optique selon la revendication 32, caractérisé en ce que l'angle aigu a une valeur dans

la plage de 0-20 degrés.

34 Commutateur optique selon la revendication

33, caractérisé en ce que l'angle aigu est-approximative-

ment égal à 10 degrés.

Commutateur optique 2 x 2, caractérisé en ce qu'il comprend: une tranche monocristalline ( 210) de matériau électro-optique en coupe proche de Y; des premier, second, troisième et quatrième guides d'ondes ( 211, 212) sur une surface supérieure de la tranche ( 210), se coupant respectivement avec une orientation de bras d'une forme en X, et ayant un axe de symétrie approchée entre les premier et second, et les troisième et quatrième

guides d'ondes ( 211, 212), qui est proche d'une orienta-

tion parallèle à l'axe Z de la tranche ( 210); une première électrode ( 214) adjacente au troisième guide d'ondes et coïncidant pratiquement avec ce dernier; et une seconde électrode ( 213) adjacente au quatrième guide d'ondes et

coïncidant pratiquement avec ce dernier.

36 Commutateur optique selon la revendication , caractérisé en ce que le matériau électro-optique

consiste en un matériau sensible à la polarisation.

37 Commutateur optique selon la revendication 36, caractérisé en ce que le matériau électro-optique

contient du Li Nb O 3.

38 Commutateur optique selon la revendication , caractérisé en ce que la seconde électrode ( 213) est

reliée électriquement à la masse.

39 Commutateur optique selon la revendication , caractérisé en ce qu'une source de tension appliqué

une tension à la première électrode ( 214).

Commutateur optique selon la revendication , caractérisé en ce qu'une source de tension applique une tension à la seconde électrode ( 213). 41 Commutateur optique selon la revendication , caractérisé en ce que la première électrode est reliée

électriquement à la masse.

42 Commutateur optique selon la revendication 35, caractérisé en ce que l'axe du premier guide d'ondes ( 211) fait un angle aigu par rapport à l'axe Z de la

tranche ( 210).

43 Commutateur optique selon la revendication 42, caractérisé en ce que l'angle aigu a une valeur dans

la plage de 0-20 degrés.

44 Commutateur optique selon la revendication

_D 43, caractérisé en ce que l'angle aigu est approximative-

ment égal à 10 degrés.

Commutateur optique selon la revendication 35, caractérisé en ce que l'axe Y de la tranche ( 210) fait un second angle aigu par rapport à la surface supérieure de la tranche, pour définir la coupe proche de Y. 46 Commutateur optique selon la revendication , caractérisé en ce que le second angle aigu a une

valeur dans la plage de 0-20 degrés.

47 Commutateur optique selon la revendication

46, caractérisé en ce que le second angle aigu est appro-

ximativement égal à 10 degrés.

48 Commutateur optique selon la revendication 35, caractérisé en ce que l'axe X de la tranche ( 210) est contenu dans le plan de la surface supérieure de la tranche.