JPH0610685B2 - 光通信技術の周波数範囲内のチヤネルの波長選択性の分離または接合のための集積された共振器マトリツクス - Google Patents

光通信技術の周波数範囲内のチヤネルの波長選択性の分離または接合のための集積された共振器マトリツクス

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JPH0610685B2 JP61501457A JP50145786A JPH0610685B2 JP H0610685 B2 JPH0610685 B2 JP H0610685B2 JP 61501457 A JP61501457 A JP 61501457A JP 50145786 A JP50145786 A JP 50145786A JP H0610685 B2 JPH0610685 B2 JP H0610685B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、個々に共振器が端面を鏡面化された誘電体導
波路から成っており、また１つの基板上に、共振器が種
々の平面内または種々の平面間で相異なる強さで光結合
されているように集積されており、また光通信技術の周
波数範囲内の多数の被変調搬送波および無変調搬送波を
波長選択性の分離および（または）接合を行うという課
題を満足する共振器マトリックスに関する。共振器マト
リックスの特殊な実施形態は、チャネルが分離および
（または）接合される装置内でチャネルを変調すること
も、または増幅することも、または復調することも、か
つ（または）電気的信号に変換することも可能にする。
共振器マトリックスのような同一の半導体基板上に補足
的な電子的回路および（または）別の光学的要素、たと
えば別の共振器マトリックスも集積され得る。
先ず共振器マトリックスの応用範囲を説明する。
特に予期される画像伝送技術と共に高まるケーブル接続
の伝送帯域幅の必要により、単一のガラスファイバ上で
約１ＧＨｚの現在の帯域幅よりもはるかに広い帯域幅で
利用可能にする装置を開発することが示されている。半
導体回路内で１ＧＨｚよりも広い帯域幅を処理すること
は困難であるので、１つよりも多い搬送波周波数を伝送
するという提案が既になされた。いま搬送波が互いに非
常に離れていれば、たとえばガリウム−アルミニウム−
ヒ化物レーザーの波長に相当する０．８５μｍおよびイ
ンジウム−リン化物レーザーの波長に相当する１．３μ
ｍであれば、両周波数は同時に単一のレーザー増幅器に
よりガラスファイバケーブルの列内で中間増幅され得な
い。
従って、搬送波を単一のレーザー増幅器の比較的小さい
帯域幅内に密に並べて配置することが既に提案されてい
る。このレーザー増幅器、たとえばインジウム−リン化
物から成る注入形半導体レーザーは約１０-3の非常に小
さい相対的な帯域幅にもかかわらず約１０14Ｈｚ・１０
-3＝１００ＧＨｚの周波数帯域幅を同時に増幅し得る。
復調についても提案がなされている。チャネル当たりの
所要電力が小さくてすむという理由で、高周波技術から
公知のヘテロダイン法またはホモダイン法、すなわち相
応の搬送波追加によりホトダイオード内で動作する方法
が検討に値する。このようなホトダイオードはドイツ連
邦共和国特許出願第Ｐ３２０５４６１．０−３３号明細
書に従って選択性共振器と組明わせるのが有利であろ
う。
非常に狭い周波数帯域内の多数の光搬送波の変調および
復調の方法の、以下に示す本発明による実現では、さら
に下記の事情に注目すべきである。
前記光学的要素の実現は安定性およびコスト上の理由か
ら非常に狭い空間への“光回路”の圧縮を必要とする。
また付属の電子的駆動および調節要素も結合の理由から
“光回路”に対して密接しているべきであろう。こうし
て文献に既に提案されている密なモノリシックな電子−
光学的集積が適当であると思われる。
しかし、これまでに、受信器をベース材料としてのシリ
コン上に製造する少なくとも不完全な提案は存在するけ
れども、駆動回路と一緒に光通信技術の波長範囲内の多
数の密接する搬送波に対する波長選択性の変調器を実現
することについての紹介は実際上完全に欠けている。こ
のことは下記のように理由付けられる。これまで変調が
半導体レーザー内の注入電流により非常に成功裡に実現
されてきた。このことは同時に送信器および変調器の非
常に効率的な集積であった。しかし、多数の密接するチ
ャネルを有し好ましくはヘテロダインまたはホモダイン
法で動作する光通信伝送システムはレーザー線の周波数
安定性および狭帯域性に関して、これまで主に実施され
た変調法により満足され得る要求よりも高い要求を課す
る。従って、変調の構想をもう一度熟考することが適切
である。
この意図は下記の根拠により必然的になる。高周波技術
から、非常に高い周波数安定性を有する発振器は可能な
かぎり直接に変調されるべきではないことが知られてい
る。変調は発振器から分離された変調器内で一層良好に
行われるべきであろう。この事情は光周波数において依
然として当てはまる。コヒーレントな単色の光源の周波
数安定性は可能なかぎり明白に１ＭＨｚよりも小さく、
一層良好には数ｋＨｚであるべきであろう。これは変調
すべき各周波数の約１０-8…１０-11の相対的安定性に
相当する。既に提案されているように（後記の文献(1)
参照）、コヒーレント光伝送法では１つの伝送システム
内でただ１つのマザー発振器がすべての搬送波コンディ
ショニングを担当し、またたとえば特別なモノモードガ
ラスファイバ内でたとえば無変調搬送波として一緒に伝
送されるべきであろう。
こうして、コヒーレント光ホモダインまたはヘテロダイ
ン法に従って多数の密に隣接する搬送波を同時に伝送す
るこの特別なシステムでは、下記の注目すべき構想が生
ずる。ただし、この構想は、変調器と再生有りおよび無
しの中間増幅器と場合によっては計算機により制御され
る分岐器と選択的復調有りの受信器とのモノリシックな
オプトエレクトロニックな集積が本発明により解決され
て初めて技術的かつ経済的に実現される。
１．発振器および送光器は無変調である。それを安定に
保つための費用を要するあらゆる努力がなされる。それ
は数回しか伝送システム内に現れないので、このことは
禁止的な費用因子ではない。たとえば４〜１５ＧＨｚの
間隔で位置する個々の搬送波はたとえば単一のレーザー
共振器の縦モードとして発生され得る。
２．変調器は、それによりさもなければ乱されないレー
ザー送光器の特定の周波数を変調する課題を有する。従
って、変調器の材料は必ずしも直接半導体である必要は
ない。レーザーと変調器との間にマイクロ波技術から公
知のアイソレータを使用することは有利である（文献(1
2)参照）。
３．現在変調器に対してシリコンを使用することが許容
されるため、この材料の本発明による利用は技術的に価
値がある。なぜならば、電気−光学的特性および電子的
特性を１つのシリコンチップ上に同時に集積することが
可能にされるからである。
４．変調器と類似の装置が多数のチャネルを電気信号に
波長選択的に変換するための検出器としての役割をし得
る。
５．４と類似の構造が、復調器無しに、波長選択性の分
岐のために利用され得る。
６．分岐器は“受動的”かつ固定的に設定されていても
よいし、計算機により制御される交換のため電子チャネ
ルにアクセス可能なデマルチプレクサを含んでいてもよ
い。
本発明により実現可能にされる基本構成部分を用いて構
成すべきシステムの概要が第１図に示されている。この
システムは基本構成部分として送信器１０、アイソレー
タ１１、変調器１２、中間増幅器／再生器１３、分岐器
またはコレクタ１４、復調器／受信器１５およびガラス
ファイバ導線１６を含んでいる。光の偏光面は場合によ
っては公知の手段により光を処理する基本構成部分に合
わせられなければならない。その際、偏光を得られるフ
ァイバが有利である。
基本構成部分である結合器、変調器、中間増幅器／再生
器、分岐器、コレクタ、復調器／受信器は下記の２つの
基本課題の少なくとも１つを有する。
１．入力側で種々の電気的および（または）光学的導線
を経て到来する多数のチャネルを出力側で単一の光学的
導線上に波長選択的に統合すること＝マルチプレクシン
グ。
２．入力側で単一の光学的導線を経て到来する多数のチ
ャネルを出力側で種々の光学的および（または）電気的
導線上に波長選択的に分割すること＝マルチプレクシン
グ。
これらの両基本課題は、以下では“本発明の１−Ｎ結合
器”とも呼ばれる本発明による共振器マトリックスによ
り解決され得る。
この要素は、多数の、また全部の光学的チャネルを波長
選択的に分離し、また種々の出発する光学的導線内へ入
射させかつ（または）分配する立場にある単一の共振器
マトリックスから成っている。この１−Ｎ結合器は以下
では“受動的分岐器”または“本発明の分岐器”とも呼
ばれる。受動的分岐器は光学的可逆要素として逆方向に
も使用可能であり、以下では“本発明のコレクタ”と呼
ばれる。
前記の２つの基本課題のほかに、共振器の単一のマトリ
ックス装置は、多数の、また全部の光学的チャネルを波
長選択的に分離し、別々に変調し、これらのチャネルを
再び光学的に１つの導線上に接合することができる。こ
のマトリックス装置は以下では“本発明の変調器”と呼
ばれる。
更に単一の共振器マトリックスは、多数の、また全部の
光学的チャネルを波長選択的に分離し、また別々の導線
上で以後の電気的処理をされる電気信号に変換すること
ができる。この電気的処理は、同一のチップ上に集積さ
れた１つの電子デバイスにより行われる。このマトリッ
クス配置は以下では“本発明の復調器／受信器”と呼ば
れる。
さらに、共振器マトリックスの１つの組合わせは、多数
の、また全部の光学的チャネルを波長選択的に分離し、
また、場合によっては電気パルスの再生の後に電気的チ
ャネルが、たとえば１つの交換計算機により制御され
て、種々の出発する光学的導線の変調器に任意の対応付
けで供給されることによって、別々の電気的導線上で以
後の処理をされる電気信号に変換することができる。こ
のマトリックス配置は以下では“本発明の計算機制御さ
れる分岐器”と呼ばれる。
単一のマトリックス配置は、多数の、また全部の光学的
チャネルを波長選択的に分離し、また別々に光学的に増
幅し、また増幅されたチャネルを再び集めるために使用
され得る。このマトリックス配置は以下では“本発明の
中間増幅器”と呼ばれる。
本発明、すなわち共振器が種々の平面内および種々の平
面間で相異なる強さで結合されるように１つの基板上に
集積されており、また光通信技術の周波数範囲内の多数
の被変調または無変調搬送波を波長選択的に分離かつ
（または）接合し得る共振器マトリックスは上記の両基
本課題を解決し、また以下の例に示されるように全通信
伝送システムの第１図に概要を示されている基本構成部
分に対する解決をもたらす。例として共振器マトリック
スから変化させられた光学的および（または）電気−光
学的な集積された構成部分のいくつかの利用が記述され
る。
課題設定に応じて、本発明による共振器マトリックスに
追加して公知の電気−光学的要素も本発明による新しい
構造と一緒に集積または使用され得る。
例１）本発明の変調器により実現されるシステムの変調
器。
例２）下記の要素ａ）ないしｃ）により実現されるシス
テムの変調器： ａ）本発明の分岐器により実現される搬送波の分離のた
めの装置。
ｂ）公知の原理、たとえば電気光学的効果により動作す
るＮ変調器。
ｃ）本発明のコレクタにより実現される被変調搬送波の
接合のための装置。
例３）多数の異なったレーザー発振器における搬送波発
生および搬送波の変調：本発明のコレクタおよび後続の
本発明の変調器における搬送波の接合。
例４）多数の異なったレーザー発振器における搬送波発
生および搬送波の変調、２．変形：公知の原理により動
作するＮ変調器による別々の変調および引き続いての本
発明のコレクタによる被変調搬送波の場合。
例５）本発明の復調器／受信器により実現されるシステ
ムの受信器／復調器。
例６）たとえば純Ｓｉおよび（または）ＳｉｘＧｅ
１−ｘから製造された後続の通常のホトダイオードを有
する本発明の受動的分岐器により実現されるシステムの
受信器／復調器（文献(2)参照）。
例７）下記の要素ａ）なしいｄ）から成るシステム内の
再生器を有する中間増幅器： ａ）例５または６によるシステムの受信器／復調器。
ｂ）電気信号の再生のための電子回路。
ｃ）伝送される無変調搬送波の光学的増幅のための装
置。
ｄ）再生された電気信号による増幅された搬送波の変調
のための例１または２によるシステムの変調器。
例８）本発明の計算機制御される分岐器により実現され
るシステムの交換局。
上記の例１ないし８には、相異なる課題設定を有する種
々の形態で、以下に記述される本発明による共振器マト
リックスが現れる。
第２図には、このマトリックスの原理的構成が示されて
いる。全マトリックス２０はベースとして、たとえば高
純度のシリコンから成る基板２１を有する。さらに常に
少なくとも２つの平面上に光学的共振器２２および２３
が配置されている。個々の共振器２２および２３は多モ
ードまたは好ましくは単モードの誘電体導波路から成っ
ており、その端面は鏡面化されている。共振器の応用は
常にマトリックス状に行われる。すなわち、共振器は平
らに１つの平面または湾曲面内に配置されるだけでな
く、少なくとも１つの狭帯域の共振器が他の共振器また
はその一部分が広がっている第１の平面または湾曲面の
外側に位置するように配置される。
共振器は、課題に応じて、隣接する共振器と光学的に、
異なる幾何学的間隔により、かつ（または）中間に位置
する媒体の変更された屈折率により、強く結合されてい
ること、もしくは弱く結合されていること、もしくは可
能なかぎりわずかに結合されていること、すなわち最良
には結合されていないことを必要とする。すなわち、１
つの共振器マトリックスは常に、互いに強く結合されて
おりかつこの明細書中では結合共振器２２、後の例では
２２１および２２２と呼ばれる共振器を含んでおり、ま
た常に、一方では他の共振器と弱く結合され他方では他
の共振器と結合されておらず、すなわち可能なかぎりわ
ずかに結合されておりかつこの明細書中では利用共振器
２３、後の例では２３１および２３２と呼ばれる共振器
を含んでいる。これらの共振器は、第２図の例に示され
ているように、種々の平面内に配置されており、その際
に好ましくは利用共振器のみ、もしくは結合共振器のみ
を含んでいる。第２図のマトリックス２０はたとえば重
なり合って配置されている２つの平面のみを含んでい
る。１つの共振器マトリックスが、後述の第１０図、第
１１図または第１９図ないし第２１図の例のように、２
つよりも多い平面を含んでいてもよい。可能なかぎりわ
ずかな結合は、利用共振器の相互の間隔が大きく選定さ
れることにより達成される。従って、第２図では各結合
共振器２２の上に必ずしも利用共振器２３が位置してい
ない。もう１つの利用共振器は第２図ではたとえば隣接
する結合共振器２２の上に一つおいて位置しているが、
たとえば第１１図に示されているように２つおきまたは
３つおきに隣接する結合共振器２２の上に位置していて
もよい。利用共振器および結合共振器が平面に従って隔
てられて配置されていれば、２つの異なる、ただし隣接
する平面内に位置する２つの隣接する共振器は相互に弱
く結合されている。しかし、その場合、結合の正確な値
はすべての平面の間で等しくなければならない。各平面
内および平面から平面への結合、従ってまた共振器の間
隔は最適化可能である。このことは帯域幅および効率の
ような機能に関しても製造の簡単さに関しても当てはま
る。これは、１つの平面の結合共振器が１つの板に連合
しており効率に関して多数の欠点と結びつけられる限界
的な場合を含んでいる。
結合共振器２２は、全信号の全帯域幅内のエネルギーを
結合共振器平面内に分配する課題を有し、従って強い結
合を有する。個々の利用共振器２３は、光に波長選択的
に影響する課題を有し、従って相互に可能なかぎりわず
かに結合を有する。すなわち、この場合、１つの波長の
光は１つの平面のそれに隣接する共振器への１つの利用
共振器の弱い結合に基づいて、利用共振器がこの波長に
対して共振しているだけならば、この共振器内にのみ過
結合される。その帯域幅、従ってまた１つの結合共振器
へのその結合は１つの部分信号の帯域幅に一致している
べきである。
種々の図面中で符号２８を付されているのは、共振器マ
トリックスの前側であり、参照符号２９を付されている
のは後側である。これらは、高い共振良度（いわゆる
Ｑ）を達成するため、場合によっては入射および（また
は）出射導波路を例外として、１つのユニットとしてた
とえば光学的層の被覆により鏡面化され得る。
光が全共振器マトリックス内で入射のみする導波路は図
面中で符号２５を、光が出射のみする導波路は符号２６
を、また光が入射および出射する導波路を符号２７を付
されている。
結合共振器により装置の空間的に広い範囲にわたりエネ
ルギーを分配すること、および利用共振器内のこの装置
のいくつかの所望の範囲に目的に適してそれらを波長選
択的に集中することの主要な利点は、それが厳密に平行
な導波路の結合に基づいており、導波路および共振器の
交差または湾曲された配置に基づいていないことにあ
る。それにより初めて光損失が有効に回避され、またエ
ネルギーの波長選択性の１−Ｎ分離または接合が非常に
高い効率で行われ得る。
共振器マトリックスの波長選択性の作動方法は常に、エ
ネルギーが結合共振器により利用共振器に分配されるこ
と、およびたとえば第３図によるもののような利用共振
器が単一のチャネルに合わされていることに基づいてい
る。
重要なことは、たいていの場合で１つの利用共振器の共
振が１つのチャネルに合わされているこ、また同一の利
用共振器の別の共振が他のチャネルと合致していること
である。すなわち、共振器の多数の波長λ１長さ、たと
えば１＝ｎ・λ１／２であれば、１つの波長λ２におい
て、たとえば（ｎ±１）・λ２／２において再び共振が
生ずる。利用共振器の別の共振は、第３図に示されてい
るようにＮチャネルの外側または２つのチャネルの中間
範囲に位置し得る。たとえばプッシュプル変調器におけ
る使用のようないくつかの使用例では、２つまたはそれ
以上の利用共振器が１つの波長に合わされ得ることも重
要である。利用共振器は、当該のチャネルの光を吸収す
ること、増幅すること、別の導波路に過結合することな
どによって、個々のチャネルに波長選択的に影響する。
波長が隣接するチャネルの利用共振器は幾何学的に相並
んでいることが好ましいが、このことは差動の仕方にと
っては無条件に必要ではない。
多数の応用に対して１つの共振器マトリックスの個々の
結合共振器の共振波長は、たとえば影響すべき搬送波波
長の中央に位置する１つの波長に合わされ得る。いくつ
かの応用では、個々の結合共振器を種々の波長、たとえ
ばシステム的な仕方で上昇または下降する波長に合わせ
ることも望ましい。
第２図には、下側の平面内に置かれた結合共振器２２を
有する１つの共振器マトリックスとその上に置かれた利
用共振器２３の平面との第１の装置２０が示されてい
る。所望の波長選択は決定的に利用共振器の設定された
共振を介して行われる。
これらの光共振器は、基板にくらべて高められた屈折率
により生ぜしめられる基板２１内に埋め込まれている導
波路構造２２および２３と導波路の両端面における反射
器２８および２９とにより発生される。
こうして共振器は、端面を鏡面化された誘電体導波路か
ら成っている。これらの導波路はこの明細書中で、半導
体内に移動および（または）固定電荷が存在しており、
従ってまた純粋な非導体でないならば、誘電体導波路と
呼ばれ得る。
結合された共振器は下記の原理に従って作動する。１つ
の共振器がそれに対して平行に延びている１つの導波路
に導波路結合により弱く結合されているならば、その共
振器が共振状態にないならば、その共振器は導波路内の
光に非常にわずかしか影響しない。共振の際にのみ、共
振器内を往復して走る部分波が共振器内の構造的干渉に
より高い振幅を有する波場を生ずる。この波場は部分的
に再び平行な導波路内に復帰結合され、また導波路の場
と干渉する。共振の場合には、こうして導波路内に入射
させられた場がほぼ消去され、また反射された波が発生
され得る。相応の作用に２つの平行な共振器の結合が基
づいている。
吸収共振器の直列配置に関するドイツ連邦共和国特許出
願第Ｐ３２２７６８３．４号および第Ｐ３２２７６８
２．６号明細書によれば、光は上記のように平行に入射
させられるのではなく、鏡により高い良度の共振器から
後続の共振器内に結合される。要求される高い良度に対
する共振器は１に近い反射率を有していなければなら
ず、またこのような鏡は伝送されるエネルギーの高い損
失を有するので、後続の共振器内へ到達すべき非常に多
数のエネルギーが失われる。この重大な欠点を共振器の
平行な配置が回避する。
共振器マトリックス内のエネルギーは共振器の鏡面化さ
れた端面を通じてではなく、平行に導波路構造を経て個
々の共振器内に入射させられるので、すべての前記の利
用および結合共振器２２、２３、２２１、２２２、２３
１、２３２が１の付近の大きい反射率を有し透過されて
はならない反射器により鏡面化されていることは望まし
く、不可欠でさえある。種々の図面中に符号２５、２６
および２７を付されている入射および出射導波路のみは
鏡面化されている必要はない。しかし、これらの導波路
２５、２６または２７はたとえば１−Ｎ結合器において
片側で高い反射率の鏡により鏡面化されていてよく、ま
たは両側でそれほど大きくない反射率の鏡により鏡面化
されていてよく、従ってそれらは利用および結合共振器
と反対に非常に広帯域の共振器のみを形成する。従っ
て、要素２５、２６および２７はこの明細書中では共振
器と呼ばれず、常に入射および出射導波路と呼ばれる。
広帯域の共振器は小さい反射率を有する鏡を有し、従っ
てそれらにおける伝送損失は問題にならない。
第２図中の２５のように光を先ず結合共振器の１つの平
面内に入射または出射させるべき入射および（または）
出射導波路は結合共振器２２の平面の外側に、すなわち
結合共振器の平面の上または下に配置されていてもよい
が、それらは結合共振器の１つに強く結合されていなけ
ればならず、またそれに対してほぼ平行に延びていなけ
ればならない。
個々の共振器の共振波長はそれを形成する導波路の光路
により決定されている。従って、所望の共振波長への共
振器の適切な設定は、１opt＝ｎeff・１により決定され
ている光路１optの相応に設定すべき長さを介して行わ
れる。ここでｎeffは位相定数βおよび真空波数ｋによ
り定義される導波路の実効屈折率ｎeff＝β／ｋであ
り、また１は共振器の幾何学的長さである。従って、１
optの影響は共振器の幾何学的長さの選択を介して、も
しくはその実効屈折率を介して行われ得る。共振器マト
リックスの共振器を所望の種々の共振波長に設定する１
つの方法は鏡端面２８および２９を互いに適切に斜めに
配置することであり、これは第９図中に角度τおよび
（または）φが９０゜に等しくない値を占めることによ
り実現される。共振器２２および２３はそれぞれ他の共
振器長さ１に基づいて種々の共振波長に合わせられてお
り、共振器の各々に対する共振器長さの相異なる程度は
反射器２８および２９の斜め配置から生ずる。このよう
な合わせ方は技術的に比較的簡単に実現し得る。さらに
角度δおよび（または）τは９０゜に等しくなくてよ
い。
共振設定の他の方法は、個々の共振器の実効屈折率ｎef
fを適切に設定することである。これはそのつどの導波
路の屈折率の適当な選択により、またはそのつどの導波
路断面の適当な選択により行われ得る。その際、共振器
の周囲の屈折率も考慮に入れられなければならない。
後者では、波長が同一であり、かつ２つの導波路のコア
とクラッドとの間の屈折率跳躍のプロフィルが同一であ
れば、大きいほうの断面を有する導波路の実効屈折率は
小さいほうの断面を有する導波路の実効屈折率よりも高
いという周知の効果が利用される。従って、導波路断面
および（または）プロフイルの体系的な変化が同じく共
振器の共振波長の相応の変化を生ずる。その際、共振器
４１の幅は第４図中のように、共振器５１の高さは第５
図中のように、または導波路６１の幅および高さは第６
図中のように変化し得る。これらの例では、それぞれ４
つの導波路の形状変化は著しく誇張して示されている。
これらの体系的な断面変化の製造許容差に課せられる要
求を可能なかぎりわずかにとどめるため、長く延びてい
る長方形断面を有する導波路では広い辺の寸法の変化は
導波路の実効屈折率のわずかな変化しか生じないという
事実を利用し得る。従って、第７図の例に相応する導波
路７１の配置により非常に正確に実効屈折率、従ってま
た共振波長を幅ｂ１＜ｂ２＜ｂ３＜ｂ４の設定により定
め得る。もちろん、すべてのこれらの設定方法の組合わ
せも考えられる。
また長手方向軸線に対して垂直な共振器内の屈折率分布
のいわゆるプロフィルが共振の設定のために利用され得
る。相応に、高いほうの温度における屈折率の初期の跳
躍的な変化の“拡散”によるプロフィルの“ぼかし”の
効果も利用され得る。プロフィル“ぼかし”のための上
記の高いほうの温度は、たとえばレーザー照射により局
部的に加熱し、またこうして個別共振器の１optの微細
さに影響することによって、適切に特定の合わせるべき
共振器に集中され得る。
共振器マトリックスの共振波長のこの設定のためには、
共振波長が相対的に互いに正しく設定されていること、
特に共振波長の相対的間隔が所望の相対的チャネル間隔
に一致していることが必要とされる。所与の搬送波波長
ラスターへの全装置の調整は適当な電子的に調節された
同調メカニズムにより、たとえばパイロット周波数の利
用のもとに行われる。パイロット周波数としては、一緒
に伝送される無変調の搬送波も使用され得る。この同調
メカニズムには、たとえばペルチェ素子による共振器マ
トリックスの制御された熱膨張またはピエゾ結晶による
機械的な長さ調節が用いられ得る。
以下には、なおいくつかの本発明による共振器マトリッ
クスの実施例を示す。
１．本発明の分岐器としての共振器マトリックス。
本発明の受動的分岐器の原理的構成が第９図に示されて
いる。共振器マトリックスは３つの平面から成ってい
る。１つの平面は入射導波路２５を有する結合共振器２
２から成っており、別の平面はその共振波長によりどの
波長が第３の平面の特定の出射導波路２６内に過結合さ
れるかを決定する利用共振器２３から成っている。第９
図中の強度Ｉ１ｉ対Ｉ２ｉの比は鏡の反射率により調節
され得る。
２．本発明のコレクタとしての共振器マトリックス。
第９図による出射導波路を入射導波路として、また入射
導波路を出射導波路として利用すると、装置は光学的に
可逆的になるので、チャネルの接合の課題が満足され
る。
本発明の分岐器としての共振器マトリックスの使用の際
のように、装置のすべての部分はこの場合にも可能なか
ぎりわずかな減衰を有するべきである。
上記の実施例１および２に対してはなお下記のことも言
える。実施例１による出射のため、または実施例２によ
る入射のため、利用共振器の高い反射率を少し減じて、
たとえば１つの結合された導波路が強度Ｉ１ｉおよび１
２ｉを直接に共振器２３から取り出し得るならば、その
利用共振器２３を直接に使用することもできる。この場
合、特別な導波路２６の平面は省略され、またこれらの
２つの結合の仕方の中間段階も考えられる。
１−Ｎ結合器、たとえば受動的分岐器は二重作動でも使
用され得る。すなわち、第９図中で導波路２５に到来す
るチャネル９１が波長選択的に分離され、また導波路２
６内にＩ１ｉおよびＩ２ｉに対して逆方向に入射される
波長は導波路２５上にまとめられ、また９１のように逆
方向に走る。このことは他のマトリックス配置にも当て
はまる。
３．本発明の受信器／復調器としての共振器マトリック
ス。
ドイツ連邦共和国特許第Ｐ３２０５４６１．０−３３号
明細書から、高い良度および小さい吸収係数を有する共
振器内の吸収を高めることの効果は知られている。共振
器が、非常に小さい吸収係数を有し同一の波長において
共振器なしでは非常にわずかな光を吸収するであろう材
料を含んでいるならば、共振器はその共振波長の近傍で
主要な光強度をも吸収する。受信器の場合には共振器は
ホトダイオードのｐ−ｎ接合の範囲内に位置している。
共振と吸収との関係により、小さい吸収係数を有する共
振器を有するようなこのホトダイオード内の吸収および
光検出は非常に狭帯域かつ波長選択的に行われる。
ドイツ連邦共和国特許出願第３３２９７１９．３号明細
書により、集積された平行な結合された吸収する共振器
から成る装置が同じく知られている。ただし、そこでは
１つの平面内に平行に配置されておりかつ強く互いに結
合されている結合共振器の決定的な意義はまだ明らかに
されていない。
ドイツ連邦共和国特許出願第３３２９７１９．３号明細
書による装置は第８図のように並び合って位置する結合
された共振器５９から成っており、これらの共振器は単
一の平面内に位置し、また鏡５３および５４により鏡面
化されている。平行な共振器に対して斜めに延びていな
ければならずまたこれらと交わる強度Ｉｅの入射光線９
１に対する入射導波路５６、５７だけがこの装置内で結
合共振器５９の平面の外側を延びていてよい。従って、
この“古い”装置は技術的な応用を困難にする下記の短
所を有する。共振器および入射導波路の交差は、そこに
生ずるモード変換または交差個所における放射モードの
刺激により強い損失を招く。さらに、第８図の装置はす
べての共振器の間の十分なエネルギー輸送に対して互い
に、光を狭帯域で吸収すべきすべての共振器の比較的強
い結合を必要とする。このことは一方では比較的広い吸
収共振を、また他方では無結合の共振器に対して当ては
まるであろう共振の不規則なずれを生じさせる。すなわ
ち利用共振器とジオメトリーとの間に直線的な関係が存
在せず、この事実は合わせ方を困難にする。従って、全
体として、この装置は少数の共振器を有する応用にのみ
適している。
それに対して第１０図による本発明の共振器マトリック
ス１２０は受信器／復調器に対して下記の重要な改善を
もたらす。共振器２２および２３は並び合って位置する
だけでなく、少なくとも２つの平面内に配置されるの
で、１つの平面、すなわち強く結合されている結合共振
器２２の平面がエネルギー分配のために利用され、従っ
て弱く結合されておりホトダイオードのｐ−ｎ接合内の
光検出のために利用される利用共振器２３の共振は著し
く広げられない。従来の技術による装置およびドイツ連
邦共和国特許出願第３３２９７１９．３号明細書（その
特許請求の範囲第１項によれば第８図の吸収共振器５９
の間の導波路結合を必要とすることが明らかである）に
記載されている装置と対照的に、本発明による共振器マ
トリックスでは、完全に意図的にまた相応の利点をもっ
て、光を共振器作用に基づいて波長選択的にまた個々の
搬送波に合わされて吸収すべき利用共振器２３が少なく
とも１つの追加的な平面内に、同一の種類の隣接する共
振器２３から遠く離されているように、またこれと導波
路結合により結合されていない、また可能なかぎりわず
かに結合されているように配置されている。このことは
一方では吸収の狭帯域性に寄与し、他方では利用共振器
２３の共振があたかもそれらが結合されていないかのよ
うにとどまることに寄与する。
到来する光は単一の入射導波路２５内に入射させられ
る。
多数の平面の使用は共振器による光の検出の際に初めて
後記のように“多重回路”の受信器システムの構成をも
可能にする。
共振器マトリックスが利用共振器の第２の平面を含んで
いれば、第１０図に示されているように１つの結合共振
器２２に２つの利用共振器２３が結合されていてよい。
しかし第１１図に示されているように利用共振器が種々
の平面内にずらされて配置されている共振器マトリック
スも可能である。
結合共振器内に強い相互結合に基づいて高い良度の共振
器の吸収を高める作用が生じない、または非常にわずか
しか生じないので、阻止方向の極性のホトダイオードの
空間電荷領域は結合共振器の平面をも含むことができ
る。しかし、いずれの場合にもホトダイオードの空間電
荷領域は利用共振器に関して、そこで波長選択性の光吸
収が行われるので、その波長的に付属の利用共振器のみ
を含んでいなければならない。
受信器内で復調が公知のヘテロダインまたはホモダイン
法により実行されるべきであれば、各受信チャネルに付
属の搬送波が供給されなければならない。これはたとえ
ば、無変調の搬送波が第１２図のように変調チャネルと
異なる側から入射導波路２５に供給されることにより、
または第１３図のように前置結合器３３、好ましくは３
ｄＢ結合器を通じて供給されることにより行われ得る。
無変調の搬送波の波長選択性の分離は再び利用共振器内
で行われる。
電気信号のその他の処理は従来の技術に従って、使用さ
れる変調形式、すなわちたとえば振幅、周波数、位相変
調などに応じて行われる。そのために必要とされる電子
デバイスは受信器／復調器−共振器マトリックスと同一
の半導体材料上に集積され得る。
４．本発明の変調器としての共振器マトリックス。
第１４図による別の共振器マトリックス２２０は入力信
号Ｉｅの多数の、またすべてのチャネルの変調のために
使用され得る。前記のように、１つの共振器マトリック
スから成る変調器はその原理により１つの幾何学的配置
内で下記の課題を満足する。
−多数の搬送波の分離 −互いに無関係な個々の搬送波の変調 −被変調搬送波の接合 第１４図はただ２つの平面を含んでいるが、この配置に
おいても第１０図または第１１図のように３つの平面を
含むことも考えられる。
如何では変調器−共振器マトリックスの作動方法を説明
する。全装置の特性は波長に関係する反射および透過の
曲線により説明され得る。ＴおよびＲはそれぞれ入射エ
ネルギーを基準にして透過されるエネルギーおよび反射
されるエネルギーを意味する。ＴおよびＲは原理的に両
方とも利用可能な装置の出力信号である。
変調は透過および反射曲線の、個々の搬送波の近傍にの
み位置する波長選択性の影響により実現される。個々の
利用共振器２３におけるパラメータ変化は個々のチャネ
ルに影響すべきである。
個々の搬送波の強度および（または）位相変調に通じ得
るパラメータ変化としては下記の変化が利用可能であ
る。
−たとえばｐ−ｎ接合による電荷担体注入による利用共
振器内の吸収の変化。
−たとえば電気−光学的効果、電荷担体注入による利用
共振器内の共振波長シフト。
−たとえば電気−光学的効果による結合共振器への利用
共振器の結合の変化。
第１５図、第１６図、第１７図、第１８図には、３つの
利用共振器の一例により透過および反射曲線ＴおよびＲ
への利用共振器内の吸収上昇の原理的作用が示されてい
る。αはそれぞれ吸収係数を示す。第１５図：結合共振
器の透過および反射、利用共振器の結合無視可能。第１
６図：透過および反射、３つの結合された利用共振器、
３つの利用共振器内でα＝１００1/m。第１７図：透過
および反射、３つの結合された利用共振器、３つの利用
共振器内でα＝１０００1/m。第１８図：透過および反
射、３つの結合された利用共振器、第１および第３利用
共振器内でα＝１００1/m、第２利用共振器内でα＝１
０００1/m。
第１５図から第１６図への移行は全透過または反射への
３の利用共振器の変更された結合の影響をも示す。
変調の第３の形態、利用共振器の共振集積回路の変更は
たとえば第１６図中で利用共振を搬送波にくらべてシフ
トさせる。
利用共振器内の前記の吸収の変更には容易に実現し得
る。
各利用共振器がｐ−ｎ接合を有するダイオードとして構
成されているならば、ダイオード導通電流または阻止電
圧の設定により利用共振器内の自由な電荷担体の数を制
御し、従ってまた吸収の高さを決定し得る。自由な電荷
担体の注入または吸い出しは屈折率の変化、従ってまた
光路長さの変化を生じさせる。両効果のいずれが優勢か
は、使用される材料に関係する。印加されるダイオード
電圧の直流電圧成分により動作点の設定、従ってまた所
望の共振波長の設定が行われ、また電気的変調信号の重
畳交流成分により変調が行われる。
その他の点では、第９図の本発明の別の上記の１−Ｎ結
合器の利用共振器２３の相応のパラメータを変更すれ
ば、出射導波路２６内への過結合はこれらのパラメータ
にも関係するので、変調を達成し得る。しかし、この例
では、光は単に分離されまたは単にまとめられたまた変
調される。
２つの利用共振器が同一のチャネル、すなわち同一の波
長に合わされているならば、また両作動状態 ａ）第１の利用共振器、高い吸収 第２の利用共振器、わずかな吸収 およびそれと反対に ｂ）第１の利用共振器、わずかな吸収 第２の利用吸振器、高い吸収 を比較すれば、当該のチャネルが両作動状態で出力信号
中に同一の振幅を有することが確かめられる。しかし、
光路は両作動状態で相異なっているので、出力信号の位
相は変化する。すなわち、この場合、専ら位相が変調さ
れ、それに応じてプッシュプル位相変調器と呼ばれる変
調を達成し得る。
類似の効果を達成するための第２の方法は下記のとおり
である。たとえば変更可能な吸収を有する１−Ｎ結合器
を利用して、１つのチャネルを選択的に２つの異なる出
力導波路に接続し、これらの出力導波路が信号を相異な
る光路を経て第２の１−Ｎ結合器に導き、この第２の１
−Ｎ結合器が信号を再び１の導波路上にまとめるように
構成することである。再び出力信号は同一の振幅を有す
るが、どの導波路上で両１−Ｎ結合器の間の光路を進ん
だかに応じて、またはどの比率で光エネルギーが両導波
路上に分配されたかに応じて、相異なる位相を有する。
５．本発明の中間増幅器としての共振器マトリックス。
中間増幅器としては使用される共振器マトリックスはた
とえば第１０図、第１１図または第１２図の形態を有す
る。しかし、利用共振器２３はこの応用では、レーザー
の発振条件を満足しない、すなわち作動中は確かに反転
された半導体材料を含んでいるが、外からの追加的な影
響なしにはレーザー光を放射しないレーザーとして構成
されている。光が外から入射させられて初めて、誘導放
射により入射させられた波が増幅される。
この応用の共振器マトリックスの利用共振器２３に対し
ては直接的半導体を必要とする。ここで指摘したいこと
は、いわゆる“超格子”が製造されるならば、すなわち
たとえば原子領域の厚みのゲルマニウムおよびシリコン
の層が単結晶中で周期的に相続いているならば、間接的
半導体が直接的半導体になり得ることである（文献(3)
参照）。
もちろんはるかに簡単に構成されているすべてのチャネ
ルに対して共通に、線形増幅器にくらべて、この装置
は、種々の波長が場所的に装置の種々の領域で増幅され
る、すなわち種々の波長の相互影響がはるかに少なく可
能であるという利点を有する。また、この共振器マトリ
ックスは、種々の利用共振器内への注入電流、従ってま
た個々の利用共振器の増幅を電気的変調信号に関係して
制御することによって、光学的チャネルの変調のために
利用され得る。
この装置は、全体レーザー増幅器の増幅帯域よりも広い
部分的に変調された周波数帯域の増幅をも可能にする。
この相異なる材料はたとえば種々の超格子構造を有する
ＳｉＸＧｅ１−Ｘ超格子により実現され得る。
共振器マトリックスのこれまでに挙げた例の作動方法
は、個々の利用共振器が、他の結合共振器が可能なかぎ
りわずかに結合されておりまたは結合されていない結合
共振器にのみ結合されていることに基づいている。第９
図の１−Ｎ結合器における第３の平面は狭帯域の利用共
振器２３から成っておらず、この平面の導波路はむしろ
出射導波路としての役割をする。従って、これまでの例
は１回路フイルタと呼ばれ得る。
ここで強調されるフイルタ作用は１つの共振器マトリッ
クスにおいて共振器装置の構造、すなわち個々の共振器
の光学的結合の前記の種類および仕方に基づいている。
すなわち、フイルタ作用は電気的または電子的なフイル
タ作用の作動方法に基づいていない。フイルタおよびフ
イルタ伝達関数はもちろん非常に多数の種々の仕方で、
たとえば上記の電気的／電子的フイルタにより実現され
得る。しかし、本発明の対象は光学的フイルタを実現す
るための光学的共振器である。共振器マトリックスから
得られる電気信号は場合によっては追加的に電気的／電
子的フイルタ回路によりその後の処理をされ得るが、こ
れは公知の技術により行われ、また電気的／電子的フイ
ルタ回路が共振器マトリックスと一緒に１つの半導体基
板上に集積され得る場合にのみ本発明の対象である。
２つのチャネルの間の漏話減衰は第１９図中の共振器マ
トリックス５２０により、そのどの利用共振器２３１の
同一の共振波長の第２の利用共振器２３２が結合され、
またこの第２の利用共振器２３２の信号が光に影響を与
えるため、たとえば吸収するために利用されることによ
って、顕著に改善され得る。この場合には２回路フイル
タと、または拡張された配置では多回路フイルタと呼ば
れ得る。
また、受信器／復調器は第１９図の形態を有する。ホト
ダイオードは利用共振器の第２の平面内の光のみを検出
し得る。
多重回路の中間増幅器はたとえば同じ第１９図の形態を
有するが、この場合には吸収ホトダイオードは光学的に
能動的な材料により置換されなければならない。
１−Ｎ結合器はたとえば２回路の構成で第２０図の形態
６２０を有する。本発明の分岐器としての共振器マトリ
ックスまたは本発明のコレクタとしての共振器マトリッ
クスの場合のように、出射のためにこの場合にも相応に
利用共振器２３２に、これらの利用共振器の鏡の反射率
を少し減じて、直接に結合され得る。
多重回路変調器７２０は結合共振器２２１の第１の平面
に対して追加的に結合共振器２２２の別の平面を第２１
図による光に対する集合平面として必要とする。２回路
の変調器に対する別の可能な構成は第１に２回路の１−
Ｎ結合器、たとえば第２０図の装置６２０を含んでい
る。第１の共振器マトリックスは分岐器として、第２の
共振器マトリックスはコレクタとして作用し、その際に
は両者は導波路２６により接続されている。分岐器の１
つの利用共振器平面のパラメータの制御はこの組合わさ
れた装置内で個々のチャネルの変調の際に利用され得
る。
たとえば第２０図中に重なって位置する利用共振器２３
１、２３２は、相互に結合されておらずまた少なくとも
可能なかぎりわずかに結合されておりまたこの例では２
つの利用共振器を含んでいる利用共振器群を形成する。
利用共振器群という概念を一般化して、他の利用共振器
と結合されておらずまたは可能なかぎり結合されていな
いたとえば第２図中の個別利用共振器２３をも、ただ１
つの要素を含んでいる１つの利用共振器群と呼ぶことが
できる。
共振器マトリックスの基本材料としては、種々の応用で
必要とされるｐ−ｎ接合を共振器マトリックス内に実現
し、また同一の半導体チップ上に補足すべき電子デバイ
ス、たとえば受信信号に対する電子的再生器回路を集積
することを可能にする半導体材料が用いられる。同一の
半導体基板上に、光学的に第１の共振器マトリックスと
無関係に動作する第２の共振器マトリックスを集積する
ことは有意義である。たとえば再生器では１つの基板上
に第１に本発明の受信器／復調器が、第２にクロック回
復を含む電子的再生器回路が、また第３に増幅されただ
しまだ変調されていない搬送波に対する変調器が集積さ
れ得る。もちろん１つの基板上に、たとえば多数の無関
係な搬送波システムに対して光学的に無関係であり、も
しくは光学的に直列に配置されている多数の共振器マト
リックス、たとえばチャネルの同時分離および変調のた
めの本発明の多重回路の１−Ｎ結合器とチャネルの接合
のための本発明の続く１−Ｎ結合器とが集積されていて
よい。
補足すべき電子デバイスの別の非常に重要な例は、受信
器／復調器−共振器マトリックスと同一の半導体基板の
上に集積されていてよい電子的交換機回路である。第２
２図には、このような装置が原理的に示されている。被
変調搬送波および復調方法に応じて増幅された無変調搬
送波は電気−光学的半導体回路にガラスファイバ１６を
経て供給される。受信器／復調器−共振器マトリック
ス、たとえばマトリックス１２０内で光学的信号が波長
選択的に分離され、また電気信号に変換される。一緒に
集積された電子的交換機回路８２により、これらの信号
は選択的に種々の電気出力線上に与えられ得る。これら
の出力線は束ねられて、または個々に種々の終端受信器
に、または同一の基板上に集積されていてよく電気信号
を再び光学的信号に変換する別の回路または共振器マト
リックスに供給され得る。後者の方法により、搬送波シ
ステムのチャネルの情報を任意に別の搬送波システムの
他のチャネルに分配することが可能である。第２３図中
で、到来するガラスファイバ導波路１６１および１６２
がたとえば各々１０チャネルを有するならば、個々のチ
ャネルの情報は選択的にたとえば各々１０チャネルを有
するガラスファイバ導波路１６３、１６４または１６５
上に交換され得る。
その他の点では、チャネルの光学的交換も可能である。
たとえば、第２４図による共振器構造が使用され得る。
この共振器構造は結合共振器２２１を有する第１の平面
とならんで結合共振器２２２を有する第２の平面を含ん
でいる。第１の結合共振器２２１はエネルギーを分配す
る課題を、第２の結合共振器２２２はここではエネルギ
ー集めかつ出射導波路を経て導き出す課題を有する。利
用共振器２３は、変調のところで述べたものと同一のパ
ラメータ変化により選択的にチャネルを波長選択的に第
１の結合共振器２２１から第２の結合共振器２２２へ過
結合する課題を有する。これらの要素を有する１つの可
能な交換機回路が第２５図に示されている。
共振器マトリックスの幾何学的な大きさの一例は下記の
とおりである。共振器に対してはｎ＝０．２４の屈折率
跳躍において約１μｍの側辺長さの正方形またはほぼ正
方形の導波路が選択される。共振器の典型的な長さは鏡
層なしで５０μｍと１５０μｍとの間である。１つの結
合共振器２２から隣接する別の結合共振器２２まで、お
よび１つの結合共振器２２から第１の利用共振器２３１
まで、および第１の利用共振器２３１から第２の利用共
振器２３２までの間隔、たとえば第１９図参照、はこの
例では、そのつどの結合がたとえば１：０．０３３：
０．００３となるように選定される。しかし結合は共振
器から共振器への間隔が大きくなると共に指数関数的に
減少するので、間隔はこの例では１：５．３：８．３の
ようになる。共振器マトリックスの構造例を示す本明細
書中のすべての図面は正しい寸法では描かれていない。
特に共振器の間隔は上記の例に類似してその比率に相応
して描かれておらず、またたいていの例では電気導線お
よび必要とされるｐ−ｎ結合も記入されていない。加え
て、以下に、その機能のためにｐ−ｎ接合を必要とする
すべての共振器構造に共通のいくつかの例をあげる。
共振器マトリックスに対する構造例を有する図面は構造
を例として示すものである。明記されていない場合に
も、２つの平面および多数の平面への拡張も行われ得る
し、並び合って位置する共振器の数の変更、特に増大も
行われ得る。結合共振器平面内の入射および（または）
出射導波路の位置も例示に過ぎない。共振器マトリック
スの機能は、例のなかで“上”および“下”を交換する
場合および（または）全装置をたとえば９０゜の角度だ
け回転する場合にも引き続き得られる。
その機能のためにｐ−ｎ接合を必要としない共振器マト
リックス、たとえば本発明の１：Ｎ結合器はガラス状の
基板の上に実現され得る。
共振器マトリックスの構造の例に従って、例として復調
器および例としてシリコンおよびゲルマニウムの材料組
合わせの多数の平面内の共振器マトリックスの製造につ
いて説明する。この材料組合わせは、シリコン基板上に
１つまたは多数の共振器マトリックス、他の電気−光学
的装置および（または）補足すべき電子デバイスが集積
され得るという利点をも有する。これは、たとえば、付
属の鏡を有する共振器マトリックスが集積回路の最後の
工程として、適当にドープされたＳｉおよびＳｉＸＧｅ
１−Ｘ層が通常の仕方で、すなわちたとえば１１００℃
における“熱”拡散により製造された回路の上に“冷”
エピタキシーにより、すなわちたとえば約６００℃での
ＭＢＥにより被覆されることによって製造されることに
より行われ得る。
最初にいくつかの材料データを示す。ｎは屈折率であ
る。
基本材料：Ｓｉ：ｎｓｉ≒３．６〜３．４ １μｍ＜λ
＜２μｍ Ｇｅ：ｎＧｅ≒５ 〜４．２ １μｍ＜λ＜２μｍ 導波路：ＳｉＸＧｅ１−Ｘ：ｎＧｅ＞ｎＸ＞ｎＳｉ 鏡層：ＳｉＯ２：ｎ≒１．６〜１．４ 混合物ＳｉＸＧｅ１−Ｘ ０≦Ｘ≦１は混合物のバンド
間隔および屈折率が純材料ＳｉおよびＧｅの相応の値の
中間の値をとるという特性を有する。混合物の屈折率は
純ＳｉおよびＧｅの屈折率よりも大きく、またバンドエ
ッジの範囲内の波長に関係する吸収係数の分布は大きい
ほうの波長にずらされ、その際に波長にわたる原理的な
分布は変わらない。すなわち、大きいほうの波長に平行
なずれが生じる（文献(4)、(5)、(6)、(7)参照）。
混合物ＳｉＸＧｅ１−Ｘはたとえばλ＝１．３μｍの近
傍でλ＝１．１μｍの近傍における純Ｓｉと同一の吸収
特性を有し、また屈折率はλ＝１．３μｍにおいてΔｎ
≒０．２４だけ純Ｓｉにくらべて高い。
混合比率ｘの選定は、吸収を波長に関係して設定するこ
とを可能にする。同時にＧｅ成分に応じて多かれ少なか
れ良好に導波する導波路が得られる。
単結晶としてのＳｉＸＧｅ１−Ｘの製造はたとえば分子
線エピタキシー（ＭＢＥ）により行われる（文献(8)参
照）。
共振器マトリックスの製造はたとえば下記の工程１ない
し８で行われ、その結果としてたとえば第３４図中に示
されているように基板２１上に“載せられた”共振器マ
トリックス９２０が得られる。製造工程１ないし８に関
する第２６図ないし第３１図中には共振器マトリックス
のすべての構造例中と同じく基板２１のごく小さい断片
が記入されている。共振器マトリックスの製造を開始す
る以前に、基板は既に、第３４図中に記入されているよ
うに、集積された電子デバイスを有する１つまたは多数
の範囲１０５および（または）たとえば共振器平面の外
側に置かれた入射導波路２５およびヘテロダインまたは
ホモダイン変調における無変調搬送波の付加のための結
合器３３のような光学的要素を含んでいてよい。集積さ
れた光学的または電気−光学的モジュール１０２０へ
の、またはそれからの光通信技術の波長の光の入射また
は出射は公知の技術により、たとえばプリズム結合器に
より、またはたとえば集積された導波路、たとえば２
５、に当接するガラスフアイバに対する案内溝１０９に
より行われる。同一のモジュール１０２０上に１つまた
は多数の追加的な共振器マトリックスが並列な作業工程
で集積され得る。
１．ダイオードの“下側”の接触部９２をたとえば第２
６図中のような基板２１のｐドーピングにより製造す
る。
２．真性導電性Ｓｉの多数のμｍ厚みの層９５をＭＢＥ
により第２７図中のように被覆する。
３．Ｓｉ優先エッチングによる“シャフト”をエッチン
グする、（文献(9)、(10)参照）。その際に場合によっ
ては、後でこのシャフト内に形成される共振器の所望の
共振波長を設定するためシャフトが種々の幅にされてい
てよい。エッチング平面として“正しい”結晶平面を選
定する際にＳｉ優先エッチングは、後で導波路１９６の
側方境界を形成する非常に平らなエッチング面を保証す
る。それにより導波路内の漏れ損失が最小に減ぜられ
る。
４．導波路９７に対する純Ｓｉ９８およびＳｉＸＧｅ
１−Ｘ９９により交互に第２９図のようにＭＢＥにより
“シャフト”９６を満たす。その際に場合によっては、
共振器内の所望の共振波長を設定するため、ＳｉＸＧｅ
１−Ｘ９９により形成される導波路の高さが種々の大き
さに選定される。その際、導波路肩の幾何学的間隔は、
要求される強い結合、弱い結合および可能なかぎりわず
かな結合が生ずるように選定されていなければならな
い。
５．第３０図のように、純Ｓｉから成る覆い層および上
側接触部９３、この例ではｎ伝導性、を被覆する。
６．第３１図のように、正しい長さおよび所望の幅への
切断はたとえば異方性または機械的加工により行われ
る。その際に場合によっては、反射器の傾斜により共振
器を所望の共振波長間隔に設定するため、角度γまたは
φまたはδまたはτは９０゜でなくてよい。
７．端面１０２および１０３上に鏡層を被覆する、たと
えば交互にＳｉＯ２およびＳｉｏこれらの両材料は大き
な屈折率跳躍を有する。しかし、光学的応用から公知の
すべての他の材料も使用可能である。製造上、１つの側
の鏡面化がこの側のすべての共振器の鏡面化を形成し得
ることは有利である。個々の導波路のみは光の出射およ
び（または）入射のために鏡面化せずにとどめるべきで
ある。鏡製造の別の方法は、鏡層を優先エッチングによ
り先ず“シャフト”として実現し、それらをその後の作
業工程で適当な材料、たとえばＳｉＯ２により満たす方
法である。共通に端面上に被覆された反射器の代わり
に、共振器を形成する個々の導波路内に内蔵された光通
信技術から公知のグレーティング反射器またはグレーテ
ィングに類似の構造も使用され得る。後者は誘電性鏡と
グレーティング反射器との間の中間形態と解される。
８．製造すべき共振器マトリックスがたとえば導波路２
５を含む基板平面の外側に位置する入射および（また
は）出射導波路を含んでいる場合には、基板１１０の部
分は利用および結合共振器に対する鏡製造後に、これら
の入射および（または）出射導波路を収容するため、第
３５図中のようにたとえばＭＢＥにより再び高められ得
る。
工程１ないし８は基本的な製造工程のみを列挙するもの
である。実際にはホトエッチング層、エッチング停止層
などの被覆のような中間工程が必要とされる。
製造または構造の考えられる変形は下記のとおりであ
る。
−Ｓｉ中に薄い膜または舌状の構造を製造し得る（文献
(11)参照）。
これは上記の工程中で工程２を不要とする。なぜなら
ば、下側の接触部９２が膜または舌の下側に被覆され得
るからである。
ただし、続いて膜が機械的に安定化されなければならな
い。
−第３１図中の構造中で下側接触部９２または上側接触
部９３は平らにかつ非梯子状に構成されていてよい。
−２つまたは多数の種々の梯子状の接触部９２は電気的
に接続されていてよい。これは接触部９３にも当てはま
る。
−接触部またはｐ−ｎ層９２および９３は第３２図中の
ように利用共振器の間に同じくシャフト内に被覆され得
る。それにより工程１および２および部分的に工程５が
省略され得る。
−接触部は第３３図中のようにＵ字状に構成されていて
よい。
−平らに構成された接触部９３から、下側接触部９２お
よび場合によっては集積された電子デバイス１０５を含
む平面への電気的“接続”はたとえば、第３４図中に示
されているよに、エッチングされた“シャフト”をｎ伝
導性の材料で満たすことにより行われ得る。
−材料の成長および作業工程２、３および４のシャフト
のエッチングおよび充満は多数の相続く工程で平面ごと
に行われ得る。それにより深過ぎるシャフトのエッチン
グおよび充満が回避される。
−基板上に製造工程２の代わりに、第３６図中に示され
ているように、真性導電性のＳｉだけでなく、多数の相
続く層Ｓｉ、ＳｉＸＧｅ１−Ｘが成長され得る。続い
て、再びシャフトがこの構造内に、第３６図中に示され
ているように、エッチングされ得る。続いて、これらの
シャフトが、導波路コア領域の間の領域を形成しまた必
ずしも単結晶である必要はない適当な屈折率を有する材
料により満たされる。また材料の成長およびシャフトの
エッチングおよび充満は多数の工程で行われ得る。これ
らの工程の各々は製造すべき共振器マトリックスのただ
１つの平面またはいくつかの平面を含んでいる。
−第３４図中の共振器マトリックス９２０の“ブロッ
ク”はすべての側に自由にエッチングされる必要はな
い。基本的に端面１０２および１０３のみが鏡面化に対
して露出されていればよい。
−第２７図の断面を有する純Ｓｉのみ、もしくは第３６
図中の断面を有する層構造を含んでいる基板２１のなか
に、第３８図に示されているように、２つの互いに平行
な平面または所定の角度をなす平面を形成する２つの向
かい合う面１２８および１２９を有する“孔”１３１が
エッチングされ得る。これらの面は共振器マトリックス
の前側１０２および後側１０３を形成し、また反射器層
の被覆により鏡面化される。エッチングされた“孔”１
３１が十分に大きいならば、等方性エッチングプロセス
で生ずるような丸められた隅（第３９図参照）も妨げと
ならない。なぜならば、面１２８および１２９の平らな
またはほぼ平らな部分面のみが共振器マトリックスに対
して利用されるからである。面１２８および１２９の上
に被覆される第１の鏡層は、異方性エッチングにより侵
されない材料から成っていることが好ましい。鏡面化の
後に中間領域１０６内にシャフトがエッチングされ、ま
た前記の製造方法に従って満たされる。
−共振器マトリックスの鏡面の１つに対して外面２２８
および２２９が利用され得る。こうして簡単な仕方で１
つの基板の上に多数の共振器マトリックスが種々の領域
１０６内に集積され得る（たとえば第３９図参照）。
−シャフトのエッチングおよび類似の他の製造工程はこ
れまでの例では種々の共振器平面に対して垂直に行われ
た。上記の製造工程は、９０゜だけ回転された基板内で
は第４０図のように共振器平面に対して平行にも行われ
得る。
相応の製造工程によりすべての他のマトリックス構造、
特に多数の共振器平面を有するマトリックス構造も製造
され得る。特に指摘すべきこととして、半導体テクノロ
ジーの豊富な公知の方法がもちろん、本質的な発明的な
活動を必要とせず、選択に従って本発明による対象別の
製造のために使用され得る。
共振器が正確に重なり合って位置する共振器マトリック
スに対するすべての他の示された例と異なって、第４１
図による利用共振器２３および２３１は結合共振器２２
の間にずらされて配置されていてもよく、かつ（また
は）２つの隣接平面の２つの弱く結合された利用共振器
２３１および２３２がずらされて配置されていてもよ
い。共振器２２により定められる第４２図による１つの
結合共振器平面は平面の一方および（たは）他方の端に
利用共振器２３、２３１、２３２の平面を含んでいてよ
い。
たとえば１つの共振器マトリックスと同一の基板の上に
集積され得る（ただし共振器マトリックスの共振器の作
動方法に影響しない）追加的な導波路または共振器のよ
うな別の光学的要素が任意に基板の上に配置され得る。
結合共振器または利用共振器という名称のもとに群にま
とめられた光学的共振器の集積の幾何学的形態は平面内
の配置に制限されない。従って、平面という用語の意味
についても最後に言及すべきである。この用語は以前に
は、トポロジー的関係を記述するためにのみ用いられ
た。幾何学的図形としての平面から非常に外れるのに原
理的な困難は存在しない。前に述べたように、機能面か
らは本質的に平行かつ好ましくは横モードの導波路−共
振器の間の結合の大きさだけが問題となる。これらの結
合は共振器の間に、幾何学的にさまざまな仕方でまた技
術的に事情によっては好ましく平面内の配置により実現
され得る本発明による関係を形成する。
文献 （１）第６回国際レーザ会議議事録83，第425頁，エム
・ベルナー著「技術におけるオプトエレクトロニック
ス」ウエー・ワイトリッヒ、シュプリンガー出版 （２）サージ・リュリー、アレキサンダー・カスタルス
キー、ジョーン・シー・ビーン著「シリコンチップ上の
新しい赤外線検出器」米国電気電子学会雑誌電子デバイ
ス編イー・デイー31,1984,第1135頁 （３）ドイツ連邦共和国特許出願第Ｐ２１３９４３６．
５−３３号明細書 （４）ランドルト・ベルンシュタイン II,6，第375頁 （５）ランドルト・ベルンシュタインI,4,第889頁 （６）ランドルト・ベルンシュタイン（新シリーズ）II
I，17a，第449頁 （７）ランドルト・ベルンシュタイン Ｉ，8,図28 22
12 （８）イー・カスパー、ケー・ウェルナー著「集積回路
用のSi-MBEの応用」第２回VLSI科学技術国際シンポジウ
ム、シンシナッチ，1984，第429頁 （９）ケー・イー・ピーターセン著「機械的材料として
のシリコン」米国電気電子学会議事録第70巻，第５号，
1982，第420頁 （10）エヌ・トサシタほか著「（110）Siの異方性エッ
チングおよびシャドウイング技術を用いるＸ線マスクの
製造」真空科学技術雑誌、19(4),1981,第1211頁 （11）ＢＭＦＴ研究報告 Ｔ83-089 （12）エッチ・ダンマン、エッチ・シュミット、ジー・
シュミッツ著「フォームバイレフリンジェント・トップ
層を有する導波路アイソレータの設計および解析」イー
・シー・オー・シー84,第42頁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 999999999 トロンマ−、ゲルト ドイツ連邦共和国 Ｄ−8000 ミユンヘン 40 シユライスハイマ−シユトラ−セ 245 (72)発明者 ベルナ−、マンフレ−ト ドイツ連邦共和国 Ｄ―7900 ウルム レ −ベ−ク 24 (72)発明者 ミユラー、ラインハルト ドイツ連邦共和国 Ｄ―8070 インゴルシ ユタツト グリミンガーシユトラーセ ２ (72)発明者 トロンマー、ゲルト ドイツ連邦共和国 Ｄ―8000 ミユンヘン 40 シユライスハイマーシユトラーセ 245 (56)参考文献 特開 昭47−45746（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−150705（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−128904（ＪＰ，Ａ)

Claims (49)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】主に値１に近い高い反射率の反射器を有す
    る端において鏡面化されており、また反射器の間の長手
    方向長さがそれに対して垂直な横寸法よりも大きい誘電
    体導波路から成る光共振器の装置においては、すべての
    光共振器が１つの基板の上に共振器マトリックスと呼ば
    れるマトリックス状配置に、共振器の２つの種類が区別
    され得るように集積されており、第１の種類の共振器は
    相互に強く結合されており、また結合共振器（２２、２
    ２１、２２２）として作用し、第２の種類の共振器は波
    長選択性の利用共振器（２３、２３１、２３２）として
    作用し、また第１の種類の共振器間の結合と比較して、
    相互に弱く、またはそれぞれが第１の種類の共振器に弱
    く結合されており、また少なくとも２つの利用共振器群
    を形成し、その際これらの群は相互に結合されておらず
    または可能なかぎりわずかに結合されており、また１つ
    の利用共振器群が１つまたはそれ以上の利用共振器を含
    んでいることを特徴とする共振器マトリックス。
  2. 【請求項２】すべての共振器がそれらの長手方向軸線方
    向によりほぼ互いに平行していることを特徴とする特許
    請求の範囲第１項記載の共振器マトリックス。
  3. 【請求項３】すべての光共振器がほぼ平行に少なくとも
    ２つの平面内で１つの基板の上にマトリックス状配置に
    集積されており、少なくとも１つの平面の共振器が主に
    強く相互に結合されており、またこうして、利用共振器
    （２３、２３１、２３２）として動作し得る結合共振器
    平面の一端および（または）他端における複数個の共振
    器を例外として、結合共振器（２２、２２１、２２２）
    として作用し、また少なくとも１つの他の少なくともほ
    ぼ結合共振器平面に対して平行な平面の共振器が相互に
    結合されておらず、または可能なかぎりわずかに結合さ
    れており、またこうして互いに実際上無関係な波長選択
    性の利用共振器（２３、２３１、２３２）として作用
    し、他方において２つの異なる平面の共振器の間の結合
    が結合共振器の相互の結合と比較して主に弱いことを特
    徴とする請求の範囲第１項または第２項記載の共振器マ
    トリックス。
  4. 【請求項４】光信号が単一の入射および出射導波路（２
    ７）を介して入射かつ出射させられることを特徴とする
    請求の範囲第１項ないし第３項のいずれか１項に記載の
    共振器マトリックス。
  5. 【請求項５】光信号が単一の入射導波路（２５）を介し
    て入射させられ、また相互に可能なかぎり結合されてい
    ない複数個の出射導波路（２７）を介して波長選択的に
    出射させられることを特徴とする請求の範囲第１項ない
    し第３項のいずれか１項に記載の共振器マトリックス。
  6. 【請求項６】光信号が相互に可能なかぎり結合されてい
    ない複数個の入射導波路を介して入射させられ、また単
    一の出射導波路を介して出射させられることを特徴とす
    る請求の範囲第１項ないし第３項のいずれか１項に記載
    の共振器マトリックス。
  7. 【請求項７】同一の基板の上に１つの広帯域の結合器が
    集積されており、それにより入射導波路（２５）内へ追
    加的な波長帯が入射させられ得ることを特徴とする請求
    の範囲第１項ないし第６項のいずれか１項に記載の共振
    器マトリックス。
  8. 【請求項８】１つの平面のすべての共振器が利用共振器
    もしくは結合共振器であることを特徴とする請求の範囲
    第１項ないし第７項のいずれか１項に記載の共振器マト
    リックス。
  9. 【請求項９】基板が半導体であることを特徴とする請求
    の範囲第１項ないし第８項のいずれか１項に記載の共振
    器マトリックス。
  10. 【請求項１０】共振器マトリックスの少なくとも一部分
    の材料がガラス状であることを特徴とする請求の範囲第
    １項ないし第９項のいずれか１項に記載の共振器マトリ
    ックス。
  11. 【請求項１１】半導体基板の上に追加的に電子回路が集
    積されていることを特徴とする請求の範囲第１項ないし
    第１０項のいずれか１項に記載の共振器マトリックス。
  12. 【請求項１２】基板の上に別の光学的要素、特に空間的
    に分離した別の共振器マトリックスが集積されているこ
    とを特徴とする請求の範囲第１項ないし第１１項のいず
    れか１項に記載の共振器マトリックス。
  13. 【請求項１３】少なくとも１つの利用共振器がｐ−ｎ接
    合の範囲内に位置し、またこの利用共振器の特性に共振
    器マトリックスの群内で前記ｐ−ｎ接合を介して電気的
    にアクセスすることを可能にする回路手段が設けられて
    いることを特徴とする請求の範囲第１項ないし第１２項
    のいずれか１項に記載の共振器マトリックス。
  14. 【請求項１４】少なくとも１つの利用共振器の材料が吸
    収を有さず、または可能なかぎり小さい吸収を有するこ
    とを特徴とする請求の範囲第１項ないし第１３項のいず
    れか１項に記載の共振器マトリックス。
  15. 【請求項１５】少なくとも１つの利用共振器の材料が、
    １つの共振器内で吸収上昇の効果のために必要とされる
    ような吸収を有することを特徴とする請求の範囲第１項
    ないし第１４項のいずれか１項に記載の共振器マトリッ
    クス。
  16. 【請求項１６】少なくとも１つの利用共振器の材料がレ
    ーザー能力を有する物質であることを特徴とする請求の
    範囲第１項ないし第１５項のいずれか１項に記載の共振
    器マトリックス。
  17. 【請求項１７】共振器マトリックスの少なくとも一部分
    の材料が電気−光学的効果を有することを特徴とする請
    求の範囲第１項ないし第１６項のいずれか１項に記載の
    共振器マトリックス。
  18. 【請求項１８】基板材料がシリコンであり、また高めら
    れた屈折率を有する導波路コア材料が混合物ＳｉXＧｅ
    1-Xから成っていることを特徴とする請求の範囲第１項
    ないし第１７項のいずれか１項に記載の共振器マトリッ
    クス。
  19. 【請求項１９】利用共振器に属する接続電極が、複数個
    の共振器に対する電気的制御信号が１つの共通の電極に
    与えられるように互いに接続されていることを特徴とす
    る請求の範囲第１項ないし第１８項のいずれか１項に記
    載の共振器マトリックス。
  20. 【請求項２０】個々の共振器の反射器（２８、２９）が
    それぞれの共振器の一端において１つの共通の鏡にまと
    められていることを特徴とする請求の範囲第１項ないし
    第１９項のいずれか１項に記載の共振器マトリックス。
  21. 【請求項２１】共振器が少なくともそのそれぞれ一端
    に、他の共振器の鏡から隔てられている鏡を有すること
    を特徴とする請求の範囲第１項ないし第２０項のいずれ
    か１項に記載の共振器マトリックス。
  22. 【請求項２２】共振器の互いに向かい合う反射面（２
    ８、２９）が２つの斜めに向かい合って配置された面を
    形成することを特徴とする請求の範囲第１項ないし第２
    １項のいずれか１項に記載の共振器マトリックス。
  23. 【請求項２３】共振器の互いに向かい合う反射面（２
    ８、２９）が、向かい合って可能なかぎり平行に配置さ
    れている２つの面を形成することを特徴とする請求の範
    囲第１項ないし第２２項のいずれか１項に記載の共振器
    マトリックス。
  24. 【請求項２４】少なくとも１つの共振器が他の共振器に
    比較して横断面にわたり他の形態の屈折率分布を有する
    ことを特徴とする請求の範囲第１項ないし第２３項のい
    ずれか１項に記載の共振器マトリックス。
  25. 【請求項２５】光を案内する役割をする導波路側面が少
    なくとも部分的に、シャフトのエッチングにより製造さ
    れた面（１９６）により形成されることを特徴とする請
    求の範囲第１項ないし第２４項のいずれか１項に記載の
    共振器マトリックス。
  26. 【請求項２６】光を案内する役割をする導波路側面が少
    なくとも部分的に、シヤフトの異方性エッチングにより
    製作された面（１９６）により形成されることを特徴と
    する請求の範囲第１項ないし第２５項のいずれか１項に
    記載の共振器マトリックス。
  27. 【請求項２７】個々の共振器の反射器が少なくとも一端
    において複数個の光学的な相異なって屈折する層の被覆
    により生ずることを特徴とする請求の範囲第１項ないし
    第２６項のいずれか１項に記載の共振器マトリックス。
  28. 【請求項２８】相異なる屈折率の複数個の平らな層がエ
    ピタキシーにより被覆されることを特徴とする請求の範
    囲第１項ないし第２７項のいずれか１項に記載の共振器
    マトリックス。
  29. 【請求項２９】少なくとも１つの導波路コア領域（９
    ７）が１つのシャフト内に相異なる屈折率の材料による
    エピタキシーにより生ずることを特徴とする請求の範囲
    第１項ないし第２８項のいずれか１項に記載の共振器マ
    トリックス。
  30. 【請求項３０】少なくとも１つの導波路周縁領域が、シ
    ャフトがシャフト壁（１９６）の間の材料内に位置する
    導波路コア領域の材料よりも低い屈折率を有する１つの
    材料で満たされることにより生ずることを特徴とする請
    求の範囲第１項ないし第２９項のいずれか１項に記載の
    共振器マトリックス。
  31. 【請求項３１】少なくとも１つのエピタキシー段階が分
    子線エピタキシー（ＭＢＥ）により行われることを特徴
    とする請求の範囲第１項ないし第３０項のいずれか１項
    に記載の共振器マトリックス。
  32. 【請求項３２】共振器マトリックスの鏡面化すべき端面
    として使用される面を有する孔（１３１）がエッチング
    されることを特徴とする請求の範囲第１項ないし第３１
    項のいずれか１項に記載の共振器マトリックス。
  33. 【請求項３３】少なくとも１つの鏡を製造するために基
    板の１つの周縁面が使用されることを特徴とする請求の
    範囲第１項ないし第３２項のいずれか１項に記載の共振
    器マトリックス。
  34. 【請求項３４】熱電素子、たとえばペルチェ素子による
    温度調節により共振器の光学的長さが変更されることを
    特徴とする請求の範囲第１項ないし第３３項のいずれか
    １項に記載の共振器マトリックス。
  35. 【請求項３５】たとえばピエゾ素子による長さ調節によ
    り共振器の光学的長さが変更されることを特徴とする請
    求の範囲第１項ないし第３４項のいずれか１項に記載の
    共振器マトリックス。
  36. 【請求項３６】共振器マトリックスの個々の共振器の実
    効屈折率（ｎret）が付属のｐ−ｎ接合への可変電圧の
    印加による電荷担体の注入または吸出しにより調節され
    ることを特徴とする請求の範囲第１項ないし第３５項の
    いずれか１項に記載の共振器マトリックス。
  37. 【請求項３７】少なくとも利用共振器の１つのなかで、
    一緒に集積された電極に印加される調節電圧によりこの
    利用共振器の屈折率、従ってまた位相定数が電気光学効
    果により調節されることを特徴とする請求の範囲第１項
    ないし第３６項のいずれか１項に記載の共振器マトリッ
    クス。
  38. 【請求項３８】共振器マトリックス内へ変調および無変
    調搬送波が入射されることを特徴とする請求の範囲第１
    項ないし第３７項のいずれか１項に記載の共振器マトリ
    ックス。
  39. 【請求項３９】共振器マトリックス内へ１つの入射導波
    路（２５）により変調および無変調搬送波が２つの異な
    る側から結合共振器内へ入射されるように構成されたこ
    とを特徴とする請求の範囲第１項ないし第３８項のいず
    れか１項に記載の共振器マトリックス。
  40. 【請求項４０】光通信技術の波長範囲内の光が単一の入
    射導波路（２５）により１つの共振器マトリックスの結
    合共振器（２２）内へ入射され、また利用共振器（２
    ３）により種々の導波路（２６）内へ波長選択的に分配
    されるように構成されたことを特徴とする請求の範囲第
    １項ないし第３９項のいずれか１項に記載の共振器マト
    リックス。
  41. 【請求項４１】光が複数個の種々の入射導波路によりマ
    トリックス配置内へ入射されられ、また１つの導波路に
    よりマトリックス配置から出射させられるように構成さ
    れたことを特徴とする請求の範囲第１項ないし第４０項
    のいずれか１項に記載の共振器マトリックス。
  42. 【請求項４２】情報により変調された光通信技術の波長
    範囲内の種々の搬送波が入射導波路（２５）により共振
    器マトリックス内へ入射させられ、ｐ−ｎ接合に印加さ
    れる電気的制御信号により分離されかつ選択的に種々の
    出力線上に与えられることを特徴とする請求の範囲第１
    項ないし第４１項のいずれか１項に記載の共振器マトリ
    ックス。
  43. 【請求項４３】少なくとも利用共振器の１つのなかで、
    １つの付属のｐ−ｎ接合に印加された電圧によりこの利
    用共振器内の電荷担体密度、従ってまた吸収および（ま
    たは）屈折率または位相定数が制御され、それにより利
    用共振器により選択されたチャネルの波長選択性の変調
    が電気的変調信号により行われることを特徴とする請求
    の範囲第１項ないし第４２項のいずれか１項に記載の共
    振器マトリックス。
  44. 【請求項４４】少なくとも利用共振器の１つのなかで、
    一緒に集積された電極に印加された電圧により電気−光
    学効果によりこの利用共振器の屈折率、従っまた位相定
    数が変調電圧のサイクルで変更され、それにより利用共
    振器により選択されたチャネルの波長選択性の変調が電
    気的変調信号により行われることを特徴とする請求の範
    囲第１項ないし第４３項のいずれか１項に記載の共振器
    マトリックス。
  45. 【請求項４５】少なくとも１つの利用共振器がそれに対
    応付けられており小さい吸収係数を有するホトダイオー
    ドの１つのｐ−ｎ接合の範囲内に位置し、それにより放
    射の波長選択性の検出が行われることを特徴とする請求
    の範囲第１項ないし第４４項のいずれか１項に記載の共
    振器マトリックス。
  46. 【請求項４６】少なくとも１つの利用共振器がそれに対
    応付けられておりレーザー能力を有するホトダイオード
    の１つのｐ−ｎ接合の範囲内に位置し、それによりそれ
    ぞれ入射された波長の分離された増幅が行われることを
    特徴とする請求の範囲第１項ないし第４５項のいずれか
    １項に記載の共振器マトリックス。
  47. 【請求項４７】共振器マトリックスの電気的出力信号の
    少なくとも一部分が電子的に制御される結合点により任
    意の数の出力線上に分配されていることを特徴とする請
    求の範囲第１項ないし第４６項のいずれか１項に記載の
    共振器マトリックス。
  48. 【請求項４８】通信伝送システム内で利用されることを
    特徴とする請求の範囲第１項ないし第４７項のいずれか
    １項に記載の共振器マトリックス。
  49. 【請求項４９】交換システム内で使用されることを特徴
    とする請求の範囲第１項ないし第４８項のいずれか１項
    に記載の共振器マトリックス。
JP61501457A 1985-02-25 1986-02-25 光通信技術の周波数範囲内のチヤネルの波長選択性の分離または接合のための集積された共振器マトリツクス Expired - Lifetime JPH0610685B2 (ja)

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