NO318004B1 - Method and apparatus for a variable optical attenuator - Google Patents

Method and apparatus for a variable optical attenuator Download PDF

Info

Publication number
NO318004B1
NO318004B1 NO20024265A NO20024265A NO318004B1 NO 318004 B1 NO318004 B1 NO 318004B1 NO 20024265 A NO20024265 A NO 20024265A NO 20024265 A NO20024265 A NO 20024265A NO 318004 B1 NO318004 B1 NO 318004B1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
electrodes
prism
voltages
membrane
optical
Prior art date
Application number
NO20024265A
Other languages
Norwegian (no)
Other versions
NO20024265D0 (en
Inventor
Anders Malthe Sorensen
Even Zimmer
Trond Naterstad
Bengt Jacobson
Original Assignee
Photonyx As
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Photonyx As filed Critical Photonyx As
Priority to NO20024265A priority Critical patent/NO318004B1/en
Publication of NO20024265D0 publication Critical patent/NO20024265D0/en
Priority to AU2003263690A priority patent/AU2003263690A1/en
Priority to PCT/NO2003/000304 priority patent/WO2004023197A1/en
Priority to JP2004533890A priority patent/JP2005525604A/en
Priority to KR1020047006865A priority patent/KR100637917B1/en
Priority to EP03794360A priority patent/EP1535108A1/en
Priority to CNB031255574A priority patent/CN100520485C/en
Priority to US10/656,009 priority patent/US6897995B2/en
Publication of NO318004B1 publication Critical patent/NO318004B1/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/29Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the position or the direction of light beams, i.e. deflection
    • G02F1/292Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the position or the direction of light beams, i.e. deflection by controlled diffraction or phased-array beam steering
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/004Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements based on a displacement or a deformation of a fluid
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/0808Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more diffracting elements
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/18Diffraction gratings
    • G02B5/1814Diffraction gratings structurally combined with one or more further optical elements, e.g. lenses, mirrors, prisms or other diffraction gratings
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/18Diffraction gratings
    • G02B5/1828Diffraction gratings having means for producing variable diffraction
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/26Optical coupling means
    • G02B6/264Optical coupling means with optical elements between opposed fibre ends which perform a function other than beam splitting
    • G02B6/266Optical coupling means with optical elements between opposed fibre ends which perform a function other than beam splitting the optical element being an attenuator
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/26Optical coupling means
    • G02B6/28Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
    • G02B6/293Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means
    • G02B6/29304Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means operating by diffraction, e.g. grating
    • G02B6/29305Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means operating by diffraction, e.g. grating as bulk element, i.e. free space arrangement external to a light guide
    • G02B6/29313Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means operating by diffraction, e.g. grating as bulk element, i.e. free space arrangement external to a light guide characterised by means for controlling the position or direction of light incident to or leaving the diffractive element, e.g. for varying the wavelength response
    • G02B6/29314Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means operating by diffraction, e.g. grating as bulk element, i.e. free space arrangement external to a light guide characterised by means for controlling the position or direction of light incident to or leaving the diffractive element, e.g. for varying the wavelength response by moving or modifying the diffractive element, e.g. deforming
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B2006/12083Constructional arrangements
    • G02B2006/12107Grating
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/29Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the position or the direction of light beams, i.e. deflection
    • G02F1/31Digital deflection, i.e. optical switching
    • G02F1/315Digital deflection, i.e. optical switching based on the use of controlled internal reflection
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2201/00Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00
    • G02F2201/30Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 grating
    • G02F2201/305Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 grating diffraction grating

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)

Description

Foreliggende oppfinnelse er relatert til en innretning og en fremgangsmåte så vel som anvendelser av en variabel optisk attenuator (VOA), og spesielt for å kontrollere lys i en optisk fiber ved et justerbart dynamisk gitter i et system for optisk kommunikasjon, i henhold til de vedlagte, selvstendige krav 1 og S, og ved de utførelsesformer som er angitt i de vedlagte, uselvstendige krav. The present invention relates to a device and a method as well as applications of a variable optical attenuator (VOA), and in particular to control light in an optical fiber by an adjustable dynamic grating in a system for optical communication, according to the appended , independent claims 1 and S, and in the embodiments specified in the attached non-independent claims.

Etterspørselen etter båndbredde for kommunikasjon og informasjonsutveksling har vokst eksponentielt. Overføringskapasiteten har kunnet akselerere særlig takket være introduksjonen av teknologi for optisk bølgelengdemultipleksing for å kunne sende flere uavhengige optiske signaler i den samme optiske fiberen. Aktive komponenter er nødvendige i tillegg til den passive optiske fiberen for å generere, forsterke, rute og filterre signaler. Dette har ført til utvikling av et bredt spekter av teknologier for å manipulere lys i en optisk fiber. Slike komponenter omfatter filter, svitsjer, forsterkere og attenuatorer (dempere). Uheldigvis bremser den høye kostnaden for mer avanserte komponenter utbyggingen av optiske kommunikasjonssystemer og introduksjonen av heloptiske nettverk. Det er derfor nødvendig å utvikle kostnadseffektive komponenter som har de nødvendige spesifikasjoner, men tillater likevel produksjon og sammenstilling med lav kostnad. Optiske kommunikasjonssystem er i bruk innenfor telekommunikasjon, lokale nettverk, regionale nettverk, distribusjon av televisjon og video, instrumenteringsnettverk osb. sammen med alle andre typer kommunikasjonssystem der optiske metoder er best egnet for å kommunisere symboler, meldinger og signaler. The demand for bandwidth for communication and information exchange has grown exponentially. The transmission capacity has been able to accelerate particularly thanks to the introduction of optical wavelength multiplexing technology to be able to send several independent optical signals in the same optical fiber. Active components are required in addition to the passive optical fiber to generate, amplify, route and filter signals. This has led to the development of a wide range of technologies for manipulating light in an optical fiber. Such components include filters, switches, amplifiers and attenuators. Unfortunately, the high cost of more advanced components slows down the development of optical communication systems and the introduction of all-optical networks. It is therefore necessary to develop cost-effective components that have the necessary specifications, but still allow low-cost production and assembly. Optical communication systems are in use within telecommunications, local networks, regional networks, distribution of television and video, instrumentation networks, etc. together with all other types of communication system where optical methods are best suited for communicating symbols, messages and signals.

En komponent av særlig etterspørsel i fiberoptiske kommunikasjonssystemer er den variable optiske attenuatoren eller demperen. Attenuatorer er brukt som selvstendige komponenter f.eks. for å kompensere for aldringseffekter i andre komponenter og for å unngå metning av optiske detektorer. Imidlertid finnes det mer dynamiske nettverksstrukturer slik som i et he helt optisk nettverk, der signalstyrken fra ulike kilder eller transmisjons veier varierer betydelig. Dette gjør det nødvendig å introdusere rekonfigurerbare eller dynamisk variable optiske attenuatorer. Variable optiske attenuatorer er også sentrale deler av moduler som f.eks. signalutjevnere og optiske multipleksere som kan svitsje bølgelengder både inn og ut fra en optisk fiber. Det er særlig muligheten til å skalere opp teknologien i antall optiske kanaler som vil avgjøre den endelige prisen på modulen. A component of particular demand in fiber optic communication systems is the variable optical attenuator or attenuator. Attenuators are used as independent components, e.g. to compensate for aging effects in other components and to avoid saturation of optical detectors. However, there are more dynamic network structures such as in a fully optical network, where the signal strength from different sources or transmission paths varies significantly. This makes it necessary to introduce reconfigurable or dynamically variable optical attenuators. Variable optical attenuators are also central parts of modules such as signal equalizers and optical multiplexers that can switch wavelengths both in and out of an optical fiber. It is in particular the ability to scale up the technology in the number of optical channels that will determine the final price of the module.

Den følgende listen av publikasjoner representerer tidligere nyskaping innefor fagfeltet: GB 2 265 024 - Geoffry Martland Proudly -15.09.1993 - A spatial light modulator assembly, US 3,835,346 - Fred Mast et. al -10.09.1974 - Cathode Ray Tube, US 5,867,301 - Graig D. Engle - 02.02.1999 - Phase Modulating Device, US 4,879,602 - 07.11.1989 - William E. Glenn et. al - Electrode Patterns for Solid State Light Modulator, US 5,116,674 - 26.05.1992 - Beat Schmidhalter et. al - Composite Structure, US 5,221,747 - 22.06.1993 - Gerald R. Goe et. al - improved Process and Catalyst for the Preparation of 2,2'Bipyrdilys, US 4,529,620 - 16.07.1985 - William E. Glenn - Method of Making Deformable Light Modulator Structure, US 4,857,978 - 15.08.89 - Efim Goldburt et. al - Solid State Light Modulator Incorporating Metallized Gel and Method of Metallization, US 4,900,136 -13.02.1990 - Efim Goldburt et. al - Method of Mettalizing Silica-Containing Gel and Solid State Light Modulator incorporating the Metallized Gel, WO 99/09440 - 25.02.1999 - Foster Miller inc. - Switch able Optical Components, WO 01/48531 - 05.07.01 - Yury Guscho - Optical Systems. The following list of publications represents previous innovation in the field: GB 2,265,024 - Geoffry Martland Proudly -15.09.1993 - A spatial light modulator assembly, US 3,835,346 - Fred Mast et. al -10.09.1974 - Cathode Ray Tube, US 5,867,301 - Graig D. Engle - 02.02.1999 - Phase Modulating Device, US 4,879,602 - 07.11.1989 - William E. Glenn et. al - Electrode Patterns for Solid State Light Modulator, US 5,116,674 - 05/26/1992 - Beat Schmidhalter et. al - Composite Structure, US 5,221,747 - 22.06.1993 - Gerald R. Goe et. al - improved Process and Catalyst for the Preparation of 2,2'Bipyrdilys, US 4,529,620 - 16.07.1985 - William E. Glenn - Method of Making Deformable Light Modulator Structure, US 4,857,978 - 15.08.89 - Efim Goldburt et. al - Solid State Light Modulator Incorporating Metallized Gel and Method of Metallization, US 4,900,136 -13.02.1990 - Efim Goldburt et. al - Method of Metallizing Silica-Containing Gel and Solid State Light Modulator incorporating the Metallized Gel, WO 99/09440 - 25.02.1999 - Foster Miller inc. - Switch able Optical Components, WO 01/48531 - 05.07.01 - Yury Guscho - Optical Systems.

Flere realiseringer har blitt foreslått for justerbare diffraksjonsgitter for anvendelse i fiberoptiske komponenter. En av de kjente metodene er diffraktive mikroelektromekaniske systemer (D-MEMS). Denne teknologien er tilgjengelig fra f.eks. LightConnect og Silicon Light Machines. Disse innretningene er basert på et bevegelig diffraksjonsgitter som består av minst to separate deler. En stasjonær reflekterende bunnoverflate og et bevegelig sett med tynne blader (gitteret) er begge etset ut av silisium. Bladene kan beveges opp og ned vha. et passende elektrisk felt. Dette resulterer i et diffraksjonsgitter der lysets effektive faseskift er gitt av den relative posisjonen av bladene og den reflekterende overflaten under. Dette tillater gitteret å bli skrudd av og på (aktivisert og de-aktivisert) med en responstid på noen få millisekunder. Imidlertid trengs en spenning i størrelsesorden ti til noen hundre volt for å flytte bladene. Denne innretningen kan brukes til å implementere effektive variable attenuatorer, men bladene må etses ut av silisium. Dette er en kostbar prosess der utbyttet går dramatisk ned når systemstørrelsen øker. Komponenter realisert som D-MEMS er derfor effektive, men kostbare. Several realizations have been proposed for tunable diffraction gratings for use in fiber optic components. One of the known methods is diffractive microelectromechanical systems (D-MEMS). This technology is available from e.g. LightConnect and Silicon Light Machines. These devices are based on a movable diffraction grating consisting of at least two separate parts. A stationary reflective bottom surface and a moving set of thin blades (the grating) are both etched out of silicon. The leaves can be moved up and down using an appropriate electric field. This results in a diffraction grating where the effective phase shift of the light is given by the relative position of the blades and the reflecting surface below. This allows the grid to be turned on and off (activated and de-activated) with a response time of a few milliseconds. However, a voltage of the order of ten to a few hundred volts is needed to move the blades. This device can be used to implement efficient variable attenuators, but the blades must be etched out of silicon. This is an expensive process where the yield drops dramatically as the system size increases. Components realized as D-MEMS are therefore efficient, but expensive.

Den nærværende oppfinnelsen sikter mot å ha samme ytelse som D-MEMS, men med like enkel og ukomplisert framstillingsprosess som Liquid Crystal (LC) eller Liquid Crystal On Silicon (LCOS). Den nærværende oppfinnelsen er basert på justerbare overflatediffraksjonsgitter. Slike gitter har vært publisert i faglitteraturen og i patenter. F.eks. så er vår foretrukne realisering basert på arrangementet beskrevet i artikler og bøker publisert av Guscho i Russland (Guscho: Physics of Reliefography, 1992 Nauka Moscow) og i den internasjonale patentsøknaden WO 01/48531 av Yuri Guscho. Disse eksemplene på optiske systemer er hovedsaklig fokusert på projektorteknologi. Imidlertid kan utførelser i samsvar med nærværende oppfinnelse også baseres på modulatorer med overflatebelegning som beskrevet av Engle (US 5,867,301). De grunnleggende prinsipper for disse modulatorene er velkjente og har vært brukt for projektor formål siden introduksjonen av Eidophorprojektoren for nesten 50 år siden. Imidlertid er kontrasten av lyset på skjermen svært viktig for projektor anvendelser. Disse anvendelsene har derfor vært basert på å utnytte lyset i første og andre ordens diffraksjonsmaksima. For anvendelse i fiberoptiske komponenter er det lyset i nulte ordens diffraksjonsmaksimum som blir anvendt. The present invention aims to have the same performance as D-MEMS, but with as simple and uncomplicated manufacturing process as Liquid Crystal (LC) or Liquid Crystal On Silicon (LCOS). The present invention is based on adjustable surface diffraction gratings. Such gratings have been published in the technical literature and in patents. E.g. then our preferred realization is based on the arrangement described in articles and books published by Guscho in Russia (Guscho: Physics of Reliefography, 1992 Nauka Moscow) and in the international patent application WO 01/48531 by Yuri Guscho. These examples of optical systems are mainly focused on projector technology. However, embodiments in accordance with the present invention can also be based on modulators with surface coating as described by Engle (US 5,867,301). The basic principles of these modulators are well known and have been used for projector purposes since the introduction of the Eidophor projector almost 50 years ago. However, the contrast of the light on the screen is very important for projector applications. These applications have therefore been based on utilizing the light in the first and second order diffraction maxima. For use in fiber optic components, the light in the zero-order diffraction maximum is used.

Den britiske patentsøknaden GB 2 265 024 beskriver en romlig lysmodulator sammenstilt av et deformerbart materiallag som kan deformeres som respons på variasjon i et elektrostatisk felt eller potensialdifferanse. Den tekniske løsningen beskrevet i denne patentsøknaden er basert på det fysiske fenomenet kalt frustrert total intern refleksjon (FTIR) fra en overflate som alltid er umodulert og derfor alltid perfekt plan. Se side 11 (bunn) og side 12 (topp): 'Fordelene med sammenstillingene i figur 1 og 2 er at lesestrålen bare ser en flat overflate som er grenseflata 7 og ikke passerer gjennom eller blir reflektert av en fysisk deformert overflate slik som i en konvensjonell modulator som anvender et deformerbart lag<*>. British patent application GB 2 265 024 describes a spatial light modulator composed of a deformable material layer which can be deformed in response to variation in an electrostatic field or potential difference. The technical solution described in this patent application is based on the physical phenomenon called frustrated total internal reflection (FTIR) from a surface that is always unmodulated and therefore always perfectly plane. See page 11 (bottom) and page 12 (top): 'The advantages of the assemblies in figures 1 and 2 are that the reading beam only sees a flat surface which is the boundary surface 7 and does not pass through or be reflected by a physically deformed surface such as in a conventional modulator using a deformable layer<*>.

Den innkommende lesetrålen har en slik innfallsvinkel til den plane overflaten 7 at total indre refleksjon (TIR) oppnås. TIR er karakterisert ved eksistensen av et såkalt evanescent felt på den siden av den reflekterende overflata som er på motsatt side av den innkommende strålen. Dette evanescente feltet transporterer ingen energi, og feltstyrken er proporsjonal med uttrykket e(' 2lt'^ der z representerer avstanden til den reflekterende flata 4 og A. er den optiske bølgelengda i gassmediet (se side 50 i '7th Edition of'Principles of Optics' by Max Born and Emil Wolf, Cambridge University Press'). Den effektive penetrasjonsdybden inn i gassmediet 6 er av størrelsesorden l/ 2n som er mindre enn den optiske bølgelengda. The incoming reading trawl has such an angle of incidence to the flat surface 7 that total internal reflection (TIR) is achieved. TIR is characterized by the existence of a so-called evanescent field on the side of the reflective surface which is opposite to the incoming beam. This evanescent field does not transport any energy, and the field strength is proportional to the expression e(' 2lt'^ where z represents the distance to the reflecting surface 4 and A. is the optical wavelength in the gas medium (see page 50 of the '7th Edition of'Principles of Optics ' by Max Born and Emil Wolf, Cambridge University Press').The effective penetration depth into the gas medium 6 is of the order of l/2n which is smaller than the optical wavelength.

En modulert overflate befinner seg i nærheten av den reflekterende overflata, men på motsatt side relativt den innkommende lesestrålen. Medium 6 er en gass og ligger mellom 7 og 10. Dette medfører at det deformerbare materialet 5 og/eller lag 10 er i kontakt kun med det evanescente feltet fra lesestrålen. Det er derfor bare det evanescente feltet fra lesestrålen som er påvirket av den lokale romlige modulasjonen av brytingsindeksen. Se siste setning på side 8 og første på side 9: 'Amplitudemodulasjon av den innkommende lesestrålen 2 er skapt av lokal forstyrrelse av den totale indre refleksjonen (TIR) av strålen som gjennomgår TIR ved overflata 7 mellom det første laget 1 og gassen i mellomrommet 6,....Denne forstyrrelsen av den totale indre refleksjonen fører til frustrert TIR og en lokal endring i refleksjonskoeffisienten for laserstrålen i det punktet.'. A modulated surface is located near the reflective surface, but on the opposite side relative to the incoming reading beam. Medium 6 is a gas and lies between 7 and 10. This means that the deformable material 5 and/or layer 10 is in contact only with the evanescent field from the reading beam. It is therefore only the evanescent field from the read beam that is affected by the local spatial modulation of the refractive index. See last sentence on page 8 and first on page 9: 'Amplitude modulation of the incoming read beam 2 is created by local disturbance of the total internal reflection (TIR) of the beam undergoing TIR at the surface 7 between the first layer 1 and the gas in the space 6 ,....This perturbation of the total internal reflection leads to frustrated TIR and a local change in the reflection coefficient of the laser beam at that point.'.

Delen av den innkommende lysstrålen som ikke blir totalreflektert pga. den frustrerte TIR, blir transmittert gjennom lag 7 og absorbert av etterfølgende lag og/eller betegninger (se midten av side 3). The part of the incoming light beam that is not totally reflected due to the frustrated TIR, is transmitted through layer 7 and absorbed by subsequent layers and/or designations (see middle of page 3).

Ett aspekt ved den foreliggende oppfinnelsen er basert på at det innkommende lyset blir reflektert fra en overflate som selv er romlig modulert og derfor perfekt plan kun når full TIR er ønsket. One aspect of the present invention is based on the incoming light being reflected from a surface which is itself spatially modulated and therefore perfectly flat only when full TIR is desired.

Et annet aspekt ved den foreliggende oppfinnelsen er at den romlig modulerte overflaten og/eller dens overflatebehandling (dersom tilstede) er derfor alltid i kontakt med det ikke-evanescente feltet til det innkommende lyset. Another aspect of the present invention is that the spatially modulated surface and/or its surface treatment (if present) is therefore always in contact with the non-evanescent field of the incoming light.

Ytterligere et aspekt ved den foreliggende oppfinnelsen er at ingen del av det innkommende lyset blir absorbert i komponenten: Hele lysintensiteten forplanter seg ut av komponenten, bare retningen er kontrollert av overflatemodulasjonen av gelen eller membranen. A further aspect of the present invention is that no part of the incoming light is absorbed in the component: the entire light intensity propagates out of the component, only the direction is controlled by the surface modulation of the gel or membrane.

Ytterligere et aspekt ved den foreliggende oppfinnelsen er at den tillater lys i nulte diffraksjonsorden å bli justert kontinuerlig fra full intensitet til en demping på 20 dB, A further aspect of the present invention is that it allows zero diffraction order light to be adjusted continuously from full intensity to an attenuation of 20 dB,

eller mer. Sammen med en kombinasjon av driverelektronikk og optiske løsninger for å sende lyset inn og ut av modulatoren utgjør oppfinnelsen en metode og innretning for et justerbart overflatediffraksjonsgitter for anvendelser slik som variabel optisk attenuator i optiske kommunikasjonssystemer. Figur 1 viser en innretning i samsvar med et eksempel på en utførelse av foreliggende oppfinnelse. Figur 2 viser et eksempel på et utlegg av silisiumbrikka i samsvar med et eksempel på utførelse av foreliggende oppfinnelse. or more. Together with a combination of driver electronics and optical solutions for sending the light in and out of the modulator, the invention constitutes a method and device for an adjustable surface diffraction grating for applications such as variable optical attenuator in optical communication systems. Figure 1 shows a device in accordance with an example of an embodiment of the present invention. Figure 2 shows an example of a layout of the silicon chip in accordance with an example of the embodiment of the present invention.

Figur 3 viser teoretiske utregninger av intensiteten i ulike diffraksjonsmaksima. Figure 3 shows theoretical calculations of the intensity in different diffraction maxima.

Figur 4 viser et sideperspektiv av modulatoren i samsvar med utførelsen vist i figur 1. Figur 5 viser intensiteten i ulike diffraksjonsmaksima som funksjon av amplituden av gelmodulasjonen for konisk diffraksjon. Figur 6 viser intensiteten i ulike diffraksjonsmaksima som funksjon av amplituden av gelmodulasjonen for diffraksjon med innfallsplan normalt på elektroderetninga. Figur 7 viser intensiteten i hvert diffraksjonsmaksima ved konisk diffraksjon som funksjon av tykkelsen på det sagtannformede gitteret. Figure 4 shows a side perspective of the modulator in accordance with the design shown in Figure 1. Figure 5 shows the intensity in various diffraction maxima as a function of the amplitude of the gel modulation for conical diffraction. Figure 6 shows the intensity in different diffraction maxima as a function of the amplitude of the gel modulation for diffraction with a plane of incidence normal to the electrode direction. Figure 7 shows the intensity of each diffraction maxima in conical diffraction as a function of the thickness of the sawtooth grating.

Figur 8 viser et eksempel på utførelse av den foreliggende oppfinnelsen. Figure 8 shows an example of the embodiment of the present invention.

Figur 9 viser et blokkdiagram av et eksempel på utførelse av den foreliggende oppfinnelsen. Figur 10 viser en dobbelpasskonfigurasjon som opererer i Fraunhofer-regime, en fiber er brukt for å knytte sammen kollimajorparet; Figur 11 viser en multipass-konfigurasjon med monterte kollimatorer som opererer i Fresnel-regime, lysstrålen er 0,4 mm, kollimatorene er 2,8 mm i diameter og glassets tykkelse der multipass skjer, er 0,7 mm. Figur 12 viser utlegget av en tikanalsinnretning i samsvar med nærværende oppfinnelse. Figur 13 viser tilbakekopling i et eksempel på en utførelse i henhold til foreliggende oppfinnelse. Figur 14 viser en typisk operasjonssekvens i et tilbakekoplingssystem i samsvar med en utførelse av foreliggende oppfinnelse. Figur 15 viser to 1x2 svitsjer side ved side og fordeling av optisk intensitet mellom de to utgangene på lx2svitsj som funksjon av gelamplituden. Figur 16 viser et eksempel på DGE-elementet med integrert VOA-element; Figure 9 shows a block diagram of an example embodiment of the present invention. Figure 10 shows a double-pass configuration operating in the Fraunhofer regime, a fiber is used to link the collimator pair; Figure 11 shows a multipass configuration with mounted collimators operating in the Fresnel regime, the light beam is 0.4 mm, the collimators are 2.8 mm in diameter and the thickness of the glass where multipass occurs is 0.7 mm. Figure 12 shows the layout of a ten-channel device in accordance with the present invention. Figure 13 shows feedback in an example of an embodiment according to the present invention. Figure 14 shows a typical operation sequence in a feedback system in accordance with an embodiment of the present invention. Figure 15 shows two 1x2 switches side by side and the distribution of optical intensity between the two outputs of the lx2 switch as a function of the gel amplitude. Figure 16 shows an example of the DGE element with integrated VOA element;

Figur 17 viser VOAen og svitsjefunksjon. Figure 17 shows the VOA and switching function.

Figur 18 viser dannelse av sagtannprofil i samsvar med foreliggende oppfinnelse. Figure 18 shows the formation of a sawtooth profile in accordance with the present invention.

Foreliggende oppfinnelsen er baser på diffraksjon av lys vha. modulasjon av overflaten i et tynt gellag eller en membran med tilsvarende optiske og mekaniske egenskaper. Det grunnleggende modulatordesignet og prinsippene er vist i figur 1. The present invention is based on diffraction of light using modulation of the surface in a thin gel layer or a membrane with corresponding optical and mechanical properties. The basic modulator design and principles are shown in Figure 1.

Modulatoren består av et tynt gel lag (eller membran) festet til et transparent prisme. Gelens (membranens) brytningstall er tilpasset prismets, og gelen (membranen) har lav absorpsjon av lys i både det synlige og det infrarøde området (mindre enn 2 % for et typisk system). Gellaget er typisk 15-30 mikrometer tykt. Elektrodene er prosessert på et flatt substrat (fig. 2) separert fra gel overflata av et tynt luftgap (5-10 mikrometer tykt). Avstanden kan anordnes på ulike måter som vil være kjent for en fagmann. The modulator consists of a thin gel layer (or membrane) attached to a transparent prism. The refractive index of the gel (membrane) is adapted to that of the prism, and the gel (membrane) has a low absorption of light in both the visible and the infrared range (less than 2% for a typical system). The gel layer is typically 15-30 micrometers thick. The electrodes are processed on a flat substrate (fig. 2) separated from the gel surface by a thin air gap (5-10 micrometers thick). The distance can be arranged in various ways that will be known to a person skilled in the art.

En forspenning (biasspenning) er satt opp over gelen og luftgapet. Resultatet av det elektriske feltet er en kraft som påvirker geloverflaten. I tillegg er det mulig å individuelt adressere hver enkelt elektrode. Ved å legge på en lokal signalspenning påvirkes overflata av krefter som resulterer i en lokal overflatemodulasjon. Responstida til den elastiske overflata er rask og av størrelsesorden noen titalls mikrosekunder. Imidlertid finnes også ulike ladnings- og relaksjonsprosesser over lengre tidsskalaer i gelen. Dette resulterer i en sakte drift av overflatemodulasjonen med en tidsskala fra mikrosekunder til minutter. Den nærværende oppfinnelsen har arrangementer for tilbakekopling for å oppnå stabil operasjon (beskrevet senere i teksten). A bias voltage is set up across the gel and the air gap. The result of the electric field is a force that affects the gel surface. In addition, it is possible to individually address each individual electrode. By applying a local signal voltage, the surface is affected by forces that result in a local surface modulation. The response time of the elastic surface is fast and of the order of a few tens of microseconds. However, there are also various charging and relaxation processes over longer time scales in the gel. This results in a slow operation of the surface modulation with a time scale from microseconds to minutes. The present invention has arrangements for feedback to achieve stable operation (described later in the text).

Den typiske dimensjonen av det aktive området (elektrodene) på eksempelet på en modulatorutførelse vist i figur 2 er 3mm x 6mm. Elektrodene er plassert som motstående kammer med 125 linjepar/mm som maksimum resolusjon i dette eksempelet på en utførelse av den nærværende oppfinnelsen. Oppløsningen er begrenset av den høye presisjonen nødvendig for en liten geltykkelse og smalt luftgap som er nødvendig for høy tetthet av overflatemodulasjonen. The typical dimension of the active area (electrodes) on the example of a modulator embodiment shown in Figure 2 is 3mm x 6mm. The electrodes are placed as opposing chambers with 125 line pairs/mm as maximum resolution in this example of an embodiment of the present invention. The resolution is limited by the high precision required for a small gel thickness and narrow air gap required for high density of the surface modulation.

En periodisk variasjon av drivespenningene på de enkelte elektrodene skaper en tilnærmet sinusformet overflatemodulasjon med samme periode som spenningene. Typiske verdier for bias- og signalspenning er 100 V. A periodic variation of the drive voltages on the individual electrodes creates an approximately sinusoidal surface modulation with the same period as the voltages. Typical values for bias and signal voltage are 100 V.

Modulatoren fungerer som et diffraksjonsgitter når lyset blir reflektert av den modulerte overflata. For høy linjetetthet bør konisk diffraksjon anvendes for å redusere polarisasjonsavhengige effekter og transmisjonstap. Den innkommende lysstrålen har da samme retning som elektrodene og de tilhørende forsenkningene og forhøyningene i overflata som oppstår pga. overflatemodulasjonen. Resultatet er at lyset blir diffraktert inn i høyere ordens diffraksjonsmaksima. The modulator acts as a diffraction grating when the light is reflected by the modulated surface. For high line density, conical diffraction should be used to reduce polarization-dependent effects and transmission loss. The incoming light beam then has the same direction as the electrodes and the associated depressions and elevations in the surface that occur due to the surface modulation. The result is that the light is diffracted into higher order diffraction maxima.

Figur 3 viser intensiteten i nulte, første og andre ordens diffraksjonsmaksima basert på teoretiske utregninger (bortsett fra nulte orden opptrer alle andre maksima i par). Intensiteten er bølgelengdeavhengig, og det tilhørende faseskifter er til første ordens proporsjonalt med a/ X der a er amplituden av overflatemodulasjonen og Å er den optiske bølgelengden til lyset. Variasjonen av bølgelengde over C-båndet (ca. 1530-1570 nm) gir typisk en variasjon i attenuasjonen på 1 %. Ved å variere amplituden av overflatemodulasjonen kan dempingen av nulte orden varieres kontinuerlig. Ved en optisk bølgelengde på 1550 nm er en modulasjonsamplitude på 300 nm nødvendig for å oppnå full demping av nulte orden. Figur 3 viser at den maksimale intensiteten i første ordens diffraksjonsmaksimum ved full demping av nulte orden er omtrent 30 % (for ett av de to første ordens maksima). Figure 3 shows the intensity in zero, first and second order diffraction maxima based on theoretical calculations (apart from zero order, all other maxima occur in pairs). The intensity is wavelength dependent, and the associated phase shift is to first order proportional to a/X where a is the amplitude of the surface modulation and Å is the optical wavelength of the light. The variation of wavelength over the C-band (approx. 1530-1570 nm) typically produces a variation in the attenuation of 1%. By varying the amplitude of the surface modulation, the zero-order damping can be varied continuously. At an optical wavelength of 1550 nm, a modulation amplitude of 300 nm is required to achieve full zero-order attenuation. Figure 3 shows that the maximum intensity in the first order diffraction maximum at full attenuation of zero order is approximately 30% (for one of the two first order maxima).

Dersom prismet er 5 mm høyt, 10 mm bredt og har et brytingstall på 1,45, så kan følgende distanser måles på overflata av prismet dersom lys av optisk bølgelengde 1554 nm anvendes: Avstand mellom nulte og første ordens diffraksjonsmaksima er 0,67 mm. If the prism is 5 mm high, 10 mm wide and has a refractive index of 1.45, then the following distances can be measured on the surface of the prism if light of optical wavelength 1554 nm is used: Distance between zero and first order diffraction maxima is 0.67 mm.

Avstand mellom først og andre ordens diffraksjonsmaksima er 0,70mm. The distance between the first and second order diffraction maxima is 0.70 mm.

Disse avstandene definerer posisjonene hvor optiske fibere kan koples til overflata av prismet slik det er kjent for en fagmann. These distances define the positions where optical fibers can be connected to the surface of the prism as is known to a person skilled in the art.

Gelen innrettet som en modulator er et programmerbart diffraksjonsgitter. Gitteret kan f.eks. realiseres som en sinusforma gel overflate med justerbar amplitude. Et elektrisk felt satt opp av elektroder kontrollerer gelamplituden mens avstanden mellom elektrodene gir gitterperioden Modulatoren er et refleksjonsgitter med en innfallsvinkel på ca. 45 grader (se figur 4). The gel arranged as a modulator is a programmable diffraction grating. The grid can e.g. realized as a sinusoidal gel surface with adjustable amplitude. An electric field set up by electrodes controls the gel amplitude, while the distance between the electrodes gives the grating period. The modulator is a reflection grating with an incidence angle of approx. 45 degrees (see figure 4).

Diffraksjonen kan være konisk eller diffraksjon med innfallsplan normalt på elektroderetninga, avhengig av orienteringa av den innkommende strålen relativt elektrodemønsteret. The diffraction can be conical or diffraction with a plane of incidence normal to the electrode direction, depending on the orientation of the incoming beam relative to the electrode pattern.

Konfigurasjon 1: Konisk diffraksjon Configuration 1: Conical diffraction

Konisk diffraksjon oppstår når prismetoppen er normal til elektrodelinjene. Figur 5 viser intensiteten til ulike diffraksjonsmaksima som funksjon av gelamplituden. Gitterperioden i dette eksempelet er 8 mikrometer som svarer til 125 linjepar/mm. Conical diffraction occurs when the prism top is normal to the electrode lines. Figure 5 shows the intensity of different diffraction maxima as a function of the gel amplitude. The grid period in this example is 8 micrometers which corresponds to 125 line pairs/mm.

Fordeler med konisk diffraksjon: Advantages of conical diffraction:

- Alt innkommende lys blir reflektert av gitteret, ikke noe lys blir transmittert gjennom gelen. - All incoming light is reflected by the grating, no light is transmitted through the gel.

- Mindre polarisasjonsavhengighet - Less polarization dependence

- Nulte ordens diffraksjonsmaksimum kan dempes til svært nær null. - The zero-order diffraction maximum can be attenuated to very close to zero.

Konfigurasjon 2: Diffraksjon med innfallsplan normalt på elektroderetninga Diffraksjon med innfallsplan normalt på elektroderetninga oppstår når prismetoppen er parallell med elektrodelinjene. Innfallsplanet er utspent av den innkommende lysstrålen og en tenkt normal til gitterplanet i punktet der lysstrålen treffer gitteret. Figur 6 viser lysintensiteten i ulike diffraksjonsmaksima som funksjon av gelamplituden. Gitterperioden i dette eksempelet er 8 mikrometer som svarer til 125 linjepar/mm. Configuration 2: Diffraction with a plane of incidence normal to the electrode direction Diffraction with a plane of incidence normal to the electrode direction occurs when the prism top is parallel to the electrode lines. The incident plane is spanned by the incoming light beam and an imaginary normal to the grating plane at the point where the light beam hits the grating. Figure 6 shows the light intensity in different diffraction maxima as a function of the gel amplitude. The grid period in this example is 8 micrometers which corresponds to 125 line pairs/mm.

Fordeler med diffraksjon med innfallsplan normalt på elektroderetninga: Advantages of diffraction with a plane of incidence normal to the electrode direction:

Alle diffraksjonsmaksima ligger på en rett linje. Dette gjør design ag All diffraction maxima lie on a straight line. This makes design ag

sammenstilling enklere. assembly easier.

Positive og negative diffraksjonsmaksima er asymmetriske. Dette gir høyere Positive and negative diffraction maxima are asymmetric. This gives higher

lysintensitet i enkelte maksima, noe som er interessant for svitsjeapplikasjoner. light intensity in certain maxima, which is interesting for switching applications.

Asymmetrisk diffraksjonsgitter Asymmetric diffraction grating

Det er ønskelig i en del applikasjoner av justerbare overflatediffraksjonsgitter innenfor optisk kommunikasjon å kunne styre en innkommende lysstråle i en enkelt retning. It is desirable in some applications of adjustable surface diffraction gratings within optical communication to be able to steer an incoming light beam in a single direction.

Imidlertid er det en symmetrisk lysfordeling mellom diffraksjonsmaksima av negativ og positiv orden i både konisk og plan diffraksjon: Eksempelvis er maksimumsintensiteten av lys i ±1. diffraksjonsmaksima lik 33.9% i +1. maksimum og 33.9% i -1. maksimum (dette er gyldig for monokromatisk lys og en sinusforma gelmodulasjon). En asymmetrisk fordeling av lys mellom ulike diffraksjonsmaksima kan oppnås ved en asymmetrisk overflatemodulasjon av gelen. En av flere mulige løsninger er en sagtannprofil. Den nærværende oppfinnelsen viser en enkel metode og innretning for å skape en sagtannformet overflatemodulasjon. En slik sagtannform vil fordele nesten all lys mellom nulte og et spesifisert diffraksjonsmaksimum. Dette er velegnet for svitsjeanvendelser. Figur 7 viser intensiteten i hvert diffraksjonsmaksimum som funksjon av gelamplituden i et eksempel på en slik utforming av nærværende oppfinnelse. However, there is a symmetrical light distribution between diffraction maxima of negative and positive order in both conical and planar diffraction: For example, the maximum intensity of light in ±1. diffraction maxima equal to 33.9% in +1. maximum and 33.9% in -1. maximum (this is valid for monochromatic light and a sinusoidal gel modulation). An asymmetric distribution of light between different diffraction maxima can be achieved by an asymmetric surface modulation of the gel. One of several possible solutions is a sawtooth profile. The present invention shows a simple method and device for creating a sawtooth-shaped surface modulation. Such a sawtooth shape will distribute almost all light between zero and a specified diffraction maximum. This is suitable for switching applications. Figure 7 shows the intensity in each diffraction maximum as a function of the gel amplitude in an example of such a design of the present invention.

• Matematisk bakgrunn • Mathematical background

Den enkleste sagtannprofilen kan oppnås ved en sum av to harmoniske komponenter slik det framgår av ligningene (l)-(3) og fra figur 18. The simplest sawtooth profile can be obtained by a sum of two harmonic components, as can be seen from equations (l)-(3) and from figure 18.

Dersom amplituden av det andre leddet F2 (x) er mindre enn 20 eller større enn 30, så vil resultatet bli en mindre nær tilnærming til en sagtannprofil sammenligna med figur 18. Tilsvarende gjelder for faseleddet av det andre leddet: Verdien n/2 gir den beste tilnærminga til en sagtannprofil. If the amplitude of the second term F2 (x) is less than 20 or greater than 30, then the result will be a less close approximation to a sawtooth profile compared to Figure 18. The same applies to the phase term of the second term: The value n/2 gives the best approach to a sawtooth profile.

Praktisk implementering Practical implementation

En sagtannformede potensialfordeling i elektrodeplanet kan oppnås ved elektrodestrukturen vist i figur 18. Fete stiplede linjer symbolisere lineære elektroder, verdien over hver enkelt strek er eksempel på en elektrisk spenning satt på denne elektroden. Den øverste linjen svarer til leddet Fj (x), den midterste linjen svarer til leddet F2 (x) og den nederste linjen svarer til en elektrodestruktur som alene gir summen F£ (x). Feltene Fj (x) og F2 (x) vil modulere overflaten med respektive komponenter Aj (x) og A2(x)av overflateprofilen. A sawtooth-shaped potential distribution in the electrode plane can be obtained by the electrode structure shown in figure 18. Bold dashed lines symbolize linear electrodes, the value above each individual line is an example of an electric voltage applied to this electrode. The top line corresponds to the term Fj (x), the middle line corresponds to the term F2 (x) and the bottom line corresponds to an electrode structure which alone gives the sum F£ (x). The fields Fj (x) and F2 (x) will modulate the surface with respective components Aj (x) and A2(x) of the surface profile.

Det bør tas hensyn til at den sagtannformede potensialprofilen F i elektrodeplanet vist i figur 18 ikke vil gi en overflatemodulasjon A i overflateplanet med eksakt samme form av to grunner: For det første vil amplituden av de romlige harmoniske i en potensialfordeling minke når man går fra elektrodeplanet til geloverflaten. Den reduksjonen kan skje ca. en faktor to raskere for det harmoniske leddet F2(x) enn for leddet Fj (x) fordi F2 (x) har dobbelt så høy romlig frekvens (halvparten av den romlige perioden til Fj (x)). For det andre vil amplituden av den harmoniske komponenten A2(x) av overflatemodulasjonen gitt av feltkomponenten F2(x) reduseres i forhold til A] (x) selv om feltene Fj (x) og F2 (x) hadde hatt samme styrke ved geloverflaten slik det er tilfelle for en såkalt ponderomotorisk kraft (kraft som skyldes at feltet er inhomogent). Summen A, (x) + A2 (x) vil derfor være en mindre eksakt tilnærming til en sagtannprofil enn summen F, (x) + F2 (x). It should be taken into account that the sawtooth-shaped potential profile F in the electrode plane shown in figure 18 will not give a surface modulation A in the surface plane with exactly the same shape for two reasons: Firstly, the amplitude of the spatial harmonics in a potential distribution will decrease when you move away from the electrode plane to the gel surface. That reduction can take place approx. a factor of two faster for the harmonic term F2(x) than for the term Fj (x) because F2 (x) has twice the spatial frequency (half the spatial period of Fj (x)). Secondly, the amplitude of the harmonic component A2(x) of the surface modulation given by the field component F2(x) will be reduced in relation to A] (x) even if the fields Fj (x) and F2 (x) had been of the same strength at the gel surface as it is the case for a so-called ponderomotive force (force due to the inhomogeneous field). The sum A, (x) + A2 (x) will therefore be a less exact approximation to a sawtooth profile than the sum F, (x) + F2 (x).

For å kompensere dette, bør en relativt høyere amplitude anvendes for F2 (x) relativt amplituden av Fj (x). Totalt vil dette vil gi en god tilnærming til en sagtannprofil. To compensate for this, a relatively higher amplitude should be used for F2 (x) relative to the amplitude of Fj (x). Overall, this will give a good approximation of a sawtooth profile.

Driveteknikker Driving techniques

En minneeffekt skaper uheldige konsekvenser når eksempler av innretninger basert på nærværende oppfinnelse drives av elektriske signaler. Gelen blir prega av overflatemodulasjonen dersom samme elektriske signaler er påtrykt over lang tid. Ulike teknikker kan anvendes for å løse dette: A memory effect creates unfortunate consequences when examples of devices based on the present invention are driven by electrical signals. The gel is affected by the surface modulation if the same electrical signals are applied over a long period of time. Various techniques can be used to solve this:

• Alternerende driving • Alternating driving

Elektrodene kan konfigureres slik at annenhver er påtrykt en spenning og annenhver er jorda. Et elektrodepar bestående av en jorda elektrode og en elektrode påtrykt spenning gir en sinusforma periode. Ved å invertere spenningskonfigurasjonen periodisk kan minneeffekter unngås. Imidlertid vil lys som passerer i løpet av rekonfigurasjonstida ikke kunne kontrolleres, og et slikt drivearrangement for kommunikasjonsformål bør inkludere en lysblokkeringsmekanisme slik det er kjent for en person med kjennskap til faget. The electrodes can be configured so that every second is applied with a voltage and every other is the ground. An electrode pair consisting of an earth electrode and an electrode applied voltage gives a sinusoidal period. By periodically inverting the voltage configuration, memory effects can be avoided. However, light passing during the reconfiguration time would not be controllable and such a drive arrangement for communication purposes should include a light blocking mechanism as is known to a person skilled in the art.

• Rullerende alternerende driving • Rolling alternating driving

Ved rullerende alternerende driving skifter spenningskonfigurasjonen bare i noen få elektrodepar om gangen. Kommunikasjonssignalet kan sendes kontinuerlig gjennom modulatoren. Eventuelle problemer forårsaket av lokale faseskift i diffraksjonsgitteret kan kompenseres med innretninger andre steder i lysbanen. In rolling alternating driving, the voltage configuration only changes in a few electrode pairs at a time. The communication signal can be sent continuously through the modulator. Any problems caused by local phase shifts in the diffraction grating can be compensated for with devices elsewhere in the light path.

• Statisk driving med tilbakekopling • Static drive with feedback

En minneeffekt vil oppstå ved statisk drift. Et tilbakekoplingssystem kan brukes til å la de elektriske drivesignalene kompensere for dette. A memory effect will occur during static operation. A feedback system can be used to allow the electrical drive signals to compensate for this.

Et overflatemønster blir satt opp på gelen når elektrodene påtrykkes spenningssignaler. Dette overflatemønsteret avbøyer eller demper optiske signaler. Når spenningssignalet fjernes, går geloverflata ikke umiddelbart tilbake til sin opprinnelige tilstand. A surface pattern is set up on the gel when voltage signals are applied to the electrodes. This surface pattern deflects or attenuates optical signals. When the voltage signal is removed, the gel surface does not immediately return to its original state.

Resultatet av den minneeffekten er at det i en VOA-anvendelse ikke er en forutsigbar relasjon mellom dempinga som oppnås og den påtrykte signalspenninga The result of that memory effect is that in a VOA application there is not a predictable relationship between the attenuation achieved and the applied signal voltage

Derfor anvendes det målte dempingsnivået til VOAen som et tilbakekoplingssignal for å kontrollere signalspenninga til modulatoren. Tilbakekoplingssystemet er vist i figur 13. Therefore, the measured attenuation level of the VOA is used as a feedback signal to control the signal voltage of the modulator. The feedback system is shown in Figure 13.

Hovedkontrolleren gir ønsket dempingsnivå til tilbakekoplingskontrolleren. Det optiske inn- og utgangsnivået måles, og tilbakekoplingskontrolleren måler dempinga som The main controller provides the desired attenuation level to the feedback controller. The optical input and output levels are measured, and the feedback controller measures the attenuation as

modulatoren utfører. Dette dempenivået blir sammenligna med ønska verdi og resulterer i et korreksjonssignal. Drivespenninga er justert basert på dette korreksjonssignalet. En typisk operasjonssekvens er vist i figur 14. the modulator performs. This damping level is compared with the desired value and results in a correction signal. The drive voltage is adjusted based on this correction signal. A typical operation sequence is shown in Figure 14.

Venstre vertikale akse i figur 14 viser spenningsforskjellen E = VI - V2 mellom elektrodene i elektrodepara. Høyre vertikale akse viser dempenivået A. Ved starttidspunktet er dempenivået Aj med en stabil signalspenning Ei. Ved tidspunktet ti mottar hovedkontrolleren et nytt ønska dempenivå A2. Tilbakekoplingskontrolleren justerer signalspenninga til E2 for å oppnå det nye dempenivået. Pga. minneeffekten i gelen vil signalspenningen over tid bli nedjustert til et stabilt nivå E3. Ved tidspunktet t2 svitsjer hovedkontrolleren ønsket verdi tilbake til A]. Pga. minneeffekten reduserer tilbakekoplinga signalspenninga til E4. Dette kan være en negativ spenning som indikerer at elektroden påtrykt signalspenninga V2 har positiv spenning relativt til elektroden påtrylt signalspenninga VI. Etter en tid vil signalspenninga nærme seg et stabilt nivå E5. The left vertical axis in Figure 14 shows the voltage difference E = VI - V2 between the electrodes in the electrode pair. The right vertical axis shows the damping level A. At the start time, the damping level is Aj with a stable signal voltage Ei. At time ten, the main controller receives a new desired damping level A2. The feedback controller adjusts the signal voltage to E2 to achieve the new attenuation level. Because of. the memory effect in the gel, the signal voltage will over time be adjusted down to a stable level E3. At time t2, the main controller switches the desired value back to A]. Because of. the memory effect reduces the feedback signal voltage to E4. This can be a negative voltage which indicates that the signal voltage V2 applied to the electrode has a positive voltage relative to the signal voltage VI applied to the electrode. After some time the signal voltage will approach a stable level E5.

Nærværende oppfinnelse etablerer gelteknologj som en avansert materialplattform som har potensial til å skape flere elektrisk justerbare produkter for optisk kommunikasjon. For å tilfredsstille krav i slike kommunikasjonsanvendelser, bør konisk diffraksjon (lite optisk tap, liten polarisasjonsavhengighet) og statisk driving med tilbakekopling (høy presisjon, ingen tap av informasjon) være foretrukne utførelser. The present invention establishes gel technology as an advanced material platform that has the potential to create more electrically adjustable products for optical communication. To satisfy requirements in such communication applications, conical diffraction (low optical loss, low polarization dependence) and static driving with feedback (high precision, no loss of information) should be preferred designs.

Tre kjernefunksjoner kan implementeres ved disse metodene i samsvar med nærværende oppfinnelse: Modulasjon av lysintensitet, spektral filtrering og optisk svitsjing. I de følgende avsnitt blir det gitt eksempler på utførelser som demonstrerer disse funksjonene. Three core functions can be implemented by these methods in accordance with the present invention: Light intensity modulation, spectral filtering and optical switching. In the following paragraphs, examples of embodiments are given that demonstrate these functions.

To grunnleggende eksempler på VOA er vist. De to anvendelsene er beskrevet i det følgende. Two basic examples of VOA are shown. The two applications are described below.

VOA basert på substrat med 125 linjepar/ mm VOA based on substrate with 125 line pairs/mm

Følgende funksjoner er implementert i dette eksempelet på utføreløse av inneværende oppfinnelse: The following functions are implemented in this exemplary embodiment of the present invention:

- variabel demping - variable damping

- variabel kopler/tapp (svitsj) - variable coupler/pin (switch)

- spektral selektivitet/filter - spectral selectivity/filter

- monitorering (tilbakekopling) - monitoring (feedback)

Eksempelet på utførelse består av en rekke på 2 attenuatorer med monitorering på den optiske chipen. Det inkluderer to innkommende optiske fibere og 4 utgående optiske fibere (se figur 8). ±1. ordens diffraksjonsmaksima kan anvendes som tapper for å avbøye en avgrensa del av den optiske effekten for å overvåke den optiske effekten i hvert enkelt innkommende optiske signal. Spektral selektivitet kan også oppnås ved å benytte den angulære selektiviteten i kollimerende optikk. The example of execution consists of an array of 2 attenuators with monitoring on the optical chip. It includes two incoming optical fibers and 4 outgoing optical fibers (see Figure 8). ±1. order diffraction maxima can be used as taps to deflect a limited part of the optical effect in order to monitor the optical effect in each individual incoming optical signal. Spectral selectivity can also be achieved by using the angular selectivity in collimating optics.

Tilbakekopling fra ±1. ordens diffraksjonsmaksima kan benyttes til å optimalisere nøyaktigheten. Feedback from ±1. order diffraction maxima can be used to optimize accuracy.

Eksempel på utførelse basert på substrat med 33 linjepar/mm Example of execution based on a substrate with 33 line pairs/mm

Substrat med 33 linjepar/mm bør også vurderes ettersom de er enklere og rimeligere å framstille enn substrat med høyere linjetetthet. Med en linjetetthet på 33 linjepar/mm vil vinkelseparasjonen mellom ulike diffraksjonsmaksima være liten. Dette kompliserer den praktiske framstilling av innretninger med flere optiske utganger som eventuelt skal koples til optiske fibere. Eksempelet på utførelse av inneværende oppfinnelse med substrat med 33 linjepar/mm basert på bare to optiske inngangssignal og to optiske utgangssignal. Høyere ordens diffraksjonsmaksima blir ikke benyttet. Innretningen består av: Substrates with 33 line pairs/mm should also be considered as they are simpler and less expensive to produce than substrates with a higher line density. With a line density of 33 line pairs/mm, the angular separation between different diffraction maxima will be small. This complicates the practical manufacture of devices with several optical outputs which are possibly to be connected to optical fibres. The example of the embodiment of the present invention with a substrate with 33 line pairs/mm based on only two optical input signals and two optical output signals. Higher order diffraction maxima are not used. The facility consists of:

• En modulator med mulighet for å kontrollere gelen for to optiske kanaler • A modulator with the possibility to control the gel for two optical channels

Et programmerbart elektronikkort for kontroll av dempenivåa i begge optiske A programmable electronic board for controlling the attenuation level in both optics

kanaler vha. tilbakekopling channels via feedback

Et funksjonelt diagram over utførelsen er vist i figur 9, utlegget av substratet er vist i figur 12. A functional diagram of the design is shown in figure 9, the layout of the substrate is shown in figure 12.

To fotodetektorer pr. optisk kanal gir informasjon om optisk effektnivå på inn- og utgang av hver optisk kanal. Kontrollelektronikken bruker denne informasjonen til å optimalisere spenningsnivåene på gelen for å dempe de optiske kanalene med stor presisjon for å oppnå en nominell verdi. Two photo detectors per optical channel provides information about the optical power level at the input and output of each optical channel. The control electronics use this information to optimize the voltage levels on the gel to attenuate the optical channels with great precision to achieve a nominal value.

To hovedfunksjoner er nødvendige: Two main functions are required:

1. Brukeren definerer et effektnivå på utgangen av hver optisk kanal. Dertil egna remedier overfører denne verdien til kontrollelektronikken som så optimaliserer signalspenningene for å dempe inngangssignalet inntil de ønska optiske effektnivåer på utgangene er oppnådd. 1. The user defines a power level at the output of each optical channel. In addition, own remedies transfer this value to the control electronics which then optimize the signal voltages to attenuate the input signal until the desired optical power levels on the outputs are achieved.

Eksempel: Pinn (kanal 1) = 12mW, Pinn (kanal 2) = lOmW Example: Pin (channel 1) = 12mW, Pin (channel 2) = lOmW

Satt av bruker: Put (kanal 1) = 6mW, Put (kanal 2) = 0,1 mW Set by user: Put (channel 1) = 6mW, Put (channel 2) = 0.1 mW

Modulatoren og kontrollelektronikken demper begge signaler inntil ønska nivåer er nådd (6 mW på utgangen av første kanal og 0,1 mW på utgangen av andre optiske kanal). Måleverdiene fra de to fotodetektorene på utgangene er brukt for optimalisering i tilbakekoplinga. 2. Brukeren definerer et dempenivå for hver av de to optiske kanalene. Kontrollelektronikken optimaliserer signalspenningene for å dempe de to optiske inngangssignalene inntil det ønska dempenivået er nådd. The modulator and the control electronics attenuate both signals until the desired levels are reached (6 mW at the output of the first channel and 0.1 mW at the output of the second optical channel). The measured values from the two photodetectors on the outputs are used for optimization in the feedback. 2. The user defines an attenuation level for each of the two optical channels. The control electronics optimize the signal voltages to attenuate the two optical input signals until the desired attenuation level is reached.

Eksempel: Piim (kanal 1) =12mW, Pil)n (kanal 2) =10mW Example: Piim (channel 1) =12mW, Pil)n (channel 2) =10mW

Satt av bruker: dempenivå (kanal 1) =3dB, dempenivå (kanal 1) =20dB Set by user: attenuation level (channel 1) =3dB, attenuation level (channel 1) =20dB

Modulatoren og kontrollelektronikken demper begge optiske inngangssignaler inntil brukerønsket er nådd, altså 6 mW ut fra første optiske kanal og 0,1 mW ut fra andre optiske kanal. Forholdet mellom måleverdiene gitt av fotodetektorene på inn- og utgang av hver optisk kanal er brukt for optimalisering i tilbakekoplinga. The modulator and the control electronics dampen both optical input signals until the user's request is reached, i.e. 6 mW from the first optical channel and 0.1 mW from the second optical channel. The ratio between the measurement values given by the photodetectors at the input and output of each optical channel is used for optimization in the feedback.

Dette eksempelet på utførelse av nærværende oppfinnelse gir dynamisk balansering av optiske signaler. This exemplary embodiment of the present invention provides dynamic balancing of optical signals.

To optiske kanaler med tidsvarierende optiske effektnivåer sendes til de to inngangene på innretningen. Innretningen identifiserer og demper dynamisk kanalen med høyest optisk effekt inntil begge kanaler har samme effektnivå på utgangen. Balansering kan oppnås på mindre enn 1 ms. Two optical channels with time-varying optical power levels are sent to the two inputs of the device. The device dynamically identifies and attenuates the channel with the highest optical power until both channels have the same power level at the output. Balancing can be achieved in less than 1 ms.

Til slutt kan det i en annen implementering være interessant å kople to optiske kanaler i serie for å oppnå høyere dempenivåer. Finally, in another implementation, it may be interesting to connect two optical channels in series to achieve higher attenuation levels.

Ulike multipass konfigurasjoner kan brukes for å motvirke polarisasjonsavhengige effekter som f.eks. polarisasjonsavhengige tap. Different multipass configurations can be used to counteract polarization-dependent effects such as e.g. polarization dependent losses.

Konseptuelt fins det to måter å implementere en multipass konfigurasjon av modulatoren. Den første metoden er å fange opp nulte ordens diffraksjonsmaksimum etter den første diffraksjonen og så la dette lyset bli diffraktert på ny. Dett gir mulighet for svært høye dempenivå. En kollimator eller linse må anvendes for å fange opp bare nulte diffraksjonsmaksimum ved å operere i Fraunhofer-regjmet som vist i figur 11. Conceptually, there are two ways to implement a multipass configuration of the modulator. The first method is to capture the zero-order diffraction maximum after the first diffraction and then allow this light to be diffracted again. This allows for very high damping levels. A collimator or lens must be used to capture only zero diffraction maxima by operating in the Fraunhofer regime as shown in Figure 11.

Den andre metoden er å speile tilbake nulte diffraksjonsmaksimum av den diffrakterte strålen og la denne bli diffraktert igjen. I dette tilfellet er avstanden mellom to diffraksjoner svært kort og vi opererer i Fresnel-regimet. Med dette arrangementet vil det totale faseskiftet være summen av alle faseskift som oppstår når lysstrålen treffer diffraksjonsgitteret. Dersom lysstrålen treffer diffraksjonsgitteret N ganger, kan gelamplituden reduseres med en faktor N uten at det resulterende dempenivået endres. The second method is to reflect back the zero diffraction maximum of the diffracted beam and allow it to be diffracted again. In this case, the distance between two diffractions is very short and we operate in the Fresnel regime. With this arrangement, the total phase shift will be the sum of all phase shifts that occur when the light beam hits the diffraction grating. If the light beam hits the diffraction grating N times, the gel amplitude can be reduced by a factor N without the resulting attenuation level changing.

1x2 svitsj 1x2 switch

En enkel 1x2 svitsj kan implementeres ved å feste kollimatorer ved nulte og første ordens diffraksjonsmaksima. Ved å skru overflatemodulasjonen av og på vil lyset kunne svitsjes fra en utgangsposisjon til den andre (ved å justere gitteramplituden kontinuerlig kan dette også anvendes som en kontinuerlig justerbar tapp). En skisse av en mulig utførelse er vist i figur 15. A simple 1x2 switch can be implemented by attaching collimators at the zero and first order diffraction maxima. By turning the surface modulation on and off, the light can be switched from one starting position to the other (by continuously adjusting the grating amplitude, this can also be used as a continuously adjustable pin). A sketch of a possible design is shown in Figure 15.

Imidlertid vil en modulator basert på et symmetrisk gitter (f.eks. med sinusforma overflatemodulasjon) overføre bare 30 % av lyset til hvert av de to førsteordens diffraksjonsmaksima, og intensiteten i nulte ordens diffraksjonsmaksimum er heller ikke minimal for denne gitteramplituden. However, a modulator based on a symmetric grating (e.g. with sinusoidal surface modulation) will transmit only 30% of the light to each of the two first-order diffraction maxima, and the intensity of the zero-order diffraction maximum is also not minimal for this grating amplitude.

Et sagtannformet gitter (som beskrevet tidligere) gir muligheten for å forbedre dette dramatisk: Opptil 90 % av den innkommende optiske effekten vil kunne svitsjes til ett førsteordens diffraksjonsmaksimum (se figur 15). A sawtooth-shaped grating (as described earlier) offers the possibility of improving this dramatically: Up to 90% of the incoming optical power can be switched to a first-order diffraction maximum (see figure 15).

Dynamisk balansering av optisk forsterkning Dynamic balancing of optical gain

En innretning for kanalbalansering eller en forsterkningsutjevnende innretning kan implementeres som en kombinasjon av en frittroms spektral demultiplekser og en rekke av VOAer. Den kanalbalanserende innretningen består av VOA-elementet i kombinasjon med et spektralt demultipleksende element, f.eks. et diffraksjonsgitter eller et tynnfllm filter. Det demultipleksende elementet er dispersivt slik at de optiske bølgelengdene i inngangssignalet blir romlig separert. Et eksempel på en innretning for dynamisk balansering av optisk forsterking er vist i figur 16. A channel balancing device or a gain equalizing device can be implemented as a combination of a free-space spectral demultiplexer and an array of VOAs. The channel balancing device consists of the VOA element in combination with a spectral demultiplexing element, e.g. a diffraction grating or a thin film filter. The demultiplexing element is dispersive so that the optical wavelengths in the input signal are spatially separated. An example of a device for dynamic balancing of optical amplification is shown in Figure 16.

Rekonfigurerbar optisk add- drop multiplekser Reconfigurable optical add-drop multiplexer

Modulatoren har i utgangspunktet et optisk grensesnitt av frittromstype. Det er derfor mulig å gjøre en hybrid integrasjon av flere optiske funksjoner (spektral multipleksing/demultipleksing, rekke av svitsjer og VOAer) for å bygge en rekonfigurerbar optisk add-drop multiplekser. Dette er en helt sentral byggestein i heloptiske dynamiske kommunikasjonssystemer. The modulator basically has a free-space type optical interface. It is therefore possible to do a hybrid integration of several optical functions (spectral multiplexing/demultiplexing, array of switches and VOAs) to build a reconfigurable optical add-drop multiplexer. This is a central building block in all-optical dynamic communication systems.

Et eksempel på en utførelse av en hybrid-integrert rekonfigurerbar optisk add-drop multiplekser i samsvar med nærværende oppfinnelse er vist i figur 17. An example of an embodiment of a hybrid-integrated reconfigurable optical add-drop multiplexer in accordance with the present invention is shown in figure 17.

Innretninger for overvåking av optisk effektnivå Devices for monitoring optical power level

Diffraksjonsvirkemåten gjør at oppfinnelsen kan anvendes for overvåkning av optiske effektnivåer der man ønsker overvåkning uten å forstyrre hoveddelen av den optiske strålen. Dette kan gjøres ved å benytte f.eks. en av de to første ordens diffraksjonsmaksima for å tappe av en del av den optiske effekten. The diffraction mechanism means that the invention can be used for monitoring optical power levels where monitoring is desired without disturbing the main part of the optical beam. This can be done by using e.g. one of the two first order diffraction maxima to tap off part of the optical effect.

Claims (14)

1. Fremgangsmåte for å modulere lys i et optisk kommunikasjonssystem, karakterisert ved trinnene: å feste et gellag eller en membran tilstøtende til et transparent prisme som sender og/eller mottar lys til/fra det optiske kommunikasjonssystemet, å anordne et substrat med et flertall av individuelt adresserbare elektroder med passende avstand fra en overflate på gellaget eller membranen som vender bort fra prismet, å påtrykke elektriske spenninger på hver av elektrodene for derved å skape et mønster på overflaten av gellaget eller membranen overlagret en initialtilstand av gellaget eller membranen, og å regulere de elektriske spenningene som påtrykkes elektrodene slik at gellaget eller membranen går tilbake til initialtilstanden når slike spenninger ikke lenger er tilstede.1. Method for modulating light in an optical communication system, characterized by the steps of: attaching a gel layer or membrane adjacent to a transparent prism that transmits and/or receives light to/from the optical communication system, providing a substrate with a plurality of individually addressable electrodes suitably spaced from a surface of the gel layer or membrane facing away from the prism, to apply electrical voltages to each of the electrodes to thereby create a pattern on the surface of the gel layer or membrane superimposed on an initial state of the gel layer or membrane, and to regulate the electrical the voltages applied to the electrodes so that the gel layer or membrane returns to its initial state when such voltages are no longer present. 2. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, karakterisert ved at i det minste en optisk fiber festets til prismet slik at lys kan føres til/fra det optiske kommunikasjonssystemet.2. Method according to claim 1, characterized in that at least one optical fiber is attached to the prism so that light can be passed to/from the optical communication system. 3. Fremgangsmåte i henhold til krav 1 eller 2, karakterisert ved at prismet orienteres over substratet slik at retningen på prismet er normalt på skillelinjer mellom elektrodene på substratet.3. Method according to claim 1 or 2, characterized in that the prism is oriented over the substrate so that the direction of the prism is normal to dividing lines between the electrodes on the substrate. 4. Fremgangsmåte i henhold til krav 1 og 2, karakterisert v e d at prismet orienteres over substratet slik at retningen på prismet er parallell med skillelinjer mellom elektrodene på substratet4. Method according to claims 1 and 2, characterized in that the prism is oriented over the substrate so that the direction of the prism is parallel to dividing lines between the electrodes on the substrate 5. Innretning for å modulere lys i et optisk kommunikasjonssystem, der innretningen innbefatter: et gellag eller membran, et prisme som fører lys til/fra det optiske kommunikasjonssystemet, et substrat med et flertall av elektroder, og en driveinnretning for å påtrykke spenning på hver av elektrodene, idet et overflatemønster i gellaget eller membranen blir overlagret en initialtilstand av gellaget eller membranen,karakterisert ved: - at gellaget eller membranen er festet tilstøtende til en overflate på prismet, - at nevnte elektroder er individuelt adresserbare og lokalisert i en avstand fra en overflate på gellaget eller membranen som vender bort fra prismet, - at driveinnretning er innrettet til å påtrykke regulerte spenninger på hver av nevnte elektroder, idet driveinnretningen innbefatter middel for å kompensere spenningene slik at gellaget eller membranen går tilbake til initialtilstanden når nevnte spenninger ikke er tilstede.5. Device for modulating light in an optical communication system, wherein the device includes: a gel layer or membrane, a prism that conducts light to/from the optical communication system, a substrate with a plurality of electrodes, and a drive device for applying voltage to each of the electrodes , whereby a surface pattern in the gel layer or membrane is superimposed on an initial state of the gel layer or membrane, characterized by: - that the gel layer or membrane is attached adjacent to a surface of the prism, - that said electrodes are individually addressable and located at a distance from a surface of the gel layer or the membrane facing away from the prism, - that the drive device is arranged to apply regulated voltages to each of said electrodes, the drive device including means to compensate the voltages so that the gel layer or the membrane returns to its initial state when said voltages are not present. 6. Innretning i henhold til krav 5, karakterisert ved at i det minste en optisk fiber er festet til prismet for å føre lys til/fra det optiske kommunikasj onssystemet.6. Device according to claim 5, characterized in that at least one optical fiber is attached to the prism to conduct light to/from the optical communication system. 7. Innretning i henhold til krav 5, karakterisert ved at prismet er festet til substratet slik at retningen til prismet er normalt på skillelinjer mellom elektrodene på substratet.7. Device according to claim 5, characterized in that the prism is attached to the substrate so that the direction of the prism is normal to dividing lines between the electrodes on the substrate. 8. Innretning i henhold til krav 5, karakterisert ved at prismet er festet til substratet slik at retningen til prismet er parallell med skillelinjer mellom elektrodene på substratet.8. Device according to claim 5, characterized in that the prism is attached to the substrate so that the direction of the prism is parallel to dividing lines between the electrodes on the substrate. 9. Innretning i henhold til krav 5, karakterisert ved at driveinnretningen er innrettet til å påtrykke spenning på hver av elektrodene.9. Device according to claim 5, characterized in that the drive device is designed to apply voltage to each of the electrodes. 10. Innretning i henhold til krav 5, karakterisert ved at driveinnretningen er innrettet til å påtrykke individuell spenning på hver av elektrodene.10. Device according to claim 5, characterized in that the drive device is designed to apply individual voltage to each of the electrodes. 11. Innretning i henhold til krav 5, karakterisert ved at elektrodene er anordnet i det minste i tre tilstøtende parallelle rader, der hver rad har et likt antall adresserbare linjer, for derved å gi i det minste tre forskjellige mønstre på overflaten av gellaget eller membranen som medfører optisk addisjon av reflektert eller attenuert lys fra disse tre mønstrene.11. Device according to claim 5, characterized in that the electrodes are arranged in at least three adjacent parallel rows, where each row has an equal number of addressable lines, thereby providing at least three different patterns on the surface of the gel layer or the membrane which results in optical addition of reflected or attenuated light from these three patterns. 12. Innretning i henhold til krav 5, karakterisert ved at driveinnretningen påtrykker annenhver elektrode et jordpotensial mens de andre resterende elektrodene blir påtrykket en spenning, og ved at driveinnretningen periodisk forandrer spenningene slik at de som er jordet får spenninger mens de som har spenninger blir jordet.12. Device according to claim 5, characterized in that the drive device applies a ground potential to every other electrode while the other remaining electrodes are applied a voltage, and in that the drive device periodically changes the voltages so that those that are grounded receive voltages while those that have voltages are grounded. 13. Innretning i henhold til krav 5, karakterisert ved at driveinnretningen innbefatter en fotodiode eller fototransistor som er innrettet til å måle utsendt lysnivå fra prismet, idet driveinnretningen er innrettet til å avgi et utsignal som kommuniseres som et korreksjonssignal til middelet som kompenserer spenningene.13. Device according to claim 5, characterized in that the drive device includes a photodiode or phototransistor which is designed to measure the emitted light level from the prism, the drive device being designed to emit an output signal which is communicated as a correction signal to the means which compensates the voltages. 14. Innretning i henhold til krav 5, karakterisert ved at driveinnretningen innbefatter en hukommelse med målverdier for spenningene påtrykket elektrodene, der hukommelsen er i kommunikasjon med middelet som kompenserer spenningene.14. Device according to claim 5, characterized in that the drive device includes a memory with target values for the voltages applied to the electrodes, where the memory is in communication with the means that compensates the voltages.
NO20024265A 2002-09-06 2002-09-06 Method and apparatus for a variable optical attenuator NO318004B1 (en)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO20024265A NO318004B1 (en) 2002-09-06 2002-09-06 Method and apparatus for a variable optical attenuator
AU2003263690A AU2003263690A1 (en) 2002-09-06 2003-08-29 Method and device for variable optical attenuator
PCT/NO2003/000304 WO2004023197A1 (en) 2002-09-06 2003-08-29 Method and device for variable optical attenuator
JP2004533890A JP2005525604A (en) 2002-09-06 2003-08-29 Method and device for variable optical attenuator
KR1020047006865A KR100637917B1 (en) 2002-09-06 2003-08-29 Method and device for variable optical attenuator
EP03794360A EP1535108A1 (en) 2002-09-06 2003-08-29 Method and device for variable optical attenuator
CNB031255574A CN100520485C (en) 2002-09-06 2003-09-05 Method and equipment for variable light attenuator
US10/656,009 US6897995B2 (en) 2002-09-06 2003-09-05 Method and device for variable optical attenuator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO20024265A NO318004B1 (en) 2002-09-06 2002-09-06 Method and apparatus for a variable optical attenuator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
NO20024265D0 NO20024265D0 (en) 2002-09-06
NO318004B1 true NO318004B1 (en) 2005-01-17

Family

ID=19913974

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO20024265A NO318004B1 (en) 2002-09-06 2002-09-06 Method and apparatus for a variable optical attenuator

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR100637917B1 (en)
NO (1) NO318004B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005024490A1 (en) 2003-09-05 2005-03-17 Photonyx As Method and device for reduction of polarization-dependent effects in a tunable optical component

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008008995A (en) * 2006-06-27 2008-01-17 Toshiba Corp Display device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005024490A1 (en) 2003-09-05 2005-03-17 Photonyx As Method and device for reduction of polarization-dependent effects in a tunable optical component
US7656574B2 (en) 2003-09-05 2010-02-02 Photonyx As Method and device for reduction of polarization-dependent effects in a tunable optical component

Also Published As

Publication number Publication date
KR20040094393A (en) 2004-11-09
NO20024265D0 (en) 2002-09-06
KR100637917B1 (en) 2006-10-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6027628B2 (en) Method and apparatus for selectively switching wavelengths
US6222954B1 (en) Fault-tolerant fiber-optical beam control modules
US6563974B2 (en) High resolution fault-tolerant fiber-optical beam control modules
EP2260349B1 (en) Controllable light angle selector
KR20010074479A (en) High-speed electro-optic modulator
WO2002025358A2 (en) Variable transmission multi-channel optical switch
JP2007510957A (en) Wavelength manipulation system and method
EP1932034A1 (en) Method and apparatus for wavelength-selective switches and modulators
JP4659791B2 (en) Optical wavelength filter
US6897995B2 (en) Method and device for variable optical attenuator
US7302128B2 (en) Fiber optic switch
US9521474B2 (en) Wavelength selective switch having multi-layer reflector
NO318004B1 (en) Method and apparatus for a variable optical attenuator
US20020181876A1 (en) Reconfigurable optical add/drop module
JP2010175875A (en) Optical module and method of adjusting light beam direction of optical module
US7286764B1 (en) Reconfigurable modulator-based optical add-and-drop multiplexer
WO2001096938A2 (en) Liquid crystal optical switch with burnt-in control
US20020172454A1 (en) Reconfigurable optical add/drop module
TWI713997B (en) Wavelength selective enable bidirectional access system
Crossland et al. Liquid crystal polarization independent beam steering switches for operation at 1.5 microns
CN117826453A (en) Optical modulation device, wavelength selective switch, and optical communication apparatus
Wu Optical MEMS for Telecommunication Systems
Shen et al. An integrated reconfigurable optical add-drop multiplexer based on using an opto-VLSI processor and a 4-f imaging system
Ahderom et al. Reconfigurable Add/Drop multiplexing topology employing adaptive microphotonic technology
JP2003295075A (en) Optical switch device and control method thereof

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Lapsed by not paying the annual fees