SE502139C2 - Elektriskt styrbar filteranordning - Google Patents
Elektriskt styrbar filteranordningInfo
- Publication number
- SE502139C2 SE502139C2 SE9203701A SE9203701A SE502139C2 SE 502139 C2 SE502139 C2 SE 502139C2 SE 9203701 A SE9203701 A SE 9203701A SE 9203701 A SE9203701 A SE 9203701A SE 502139 C2 SE502139 C2 SE 502139C2
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- electrode
- filter
- electrodes
- fingers
- electrode structure
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y20/00—Nanooptics, e.g. quantum optics or photonic crystals
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL 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
- G02F1/00—Devices 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
- G02F1/01—Devices 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 intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/03—Devices 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 intensity, phase, polarisation or colour based on ceramics or electro-optical crystals, e.g. exhibiting Pockels effect or Kerr effect
- G02F1/035—Devices 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 intensity, phase, polarisation or colour based on ceramics or electro-optical crystals, e.g. exhibiting Pockels effect or Kerr effect in an optical waveguide structure
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL 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
- G02F1/00—Devices 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
- G02F1/29—Devices 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
- G02F1/31—Digital deflection, i.e. optical switching
- G02F1/313—Digital deflection, i.e. optical switching in an optical waveguide structure
- G02F1/3132—Digital deflection, i.e. optical switching in an optical waveguide structure of directional coupler type
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/50—Amplifier structures not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
- H01S5/5045—Amplifier structures not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30 the arrangement having a frequency filtering function
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL 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
- G02F2201/00—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00
- G02F2201/12—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 electrode
- G02F2201/124—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 electrode interdigital
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL 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
- G02F2201/00—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00
- G02F2201/30—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 grating
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL 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
- G02F2203/00—Function characteristic
- G02F2203/05—Function characteristic wavelength dependent
- G02F2203/055—Function characteristic wavelength dependent wavelength filtering
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/04—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping, e.g. by electron beams
- H01S5/042—Electrical excitation ; Circuits therefor
- H01S5/0425—Electrodes, e.g. characterised by the structure
- H01S5/04254—Electrodes, e.g. characterised by the structure characterised by the shape
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
- H01S5/12—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region the resonator having a periodic structure, e.g. in distributed feedback [DFB] lasers
- H01S5/1228—DFB lasers with a complex coupled grating, e.g. gain or loss coupling
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
- H01S5/12—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region the resonator having a periodic structure, e.g. in distributed feedback [DFB] lasers
- H01S5/125—Distributed Bragg reflector [DBR] lasers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
- H01S5/34—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers
- H01S5/341—Structures having reduced dimensionality, e.g. quantum wires
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
Description
502 139 10 15 20 25 30 35 2 US-A-4 008 947 visar en elektrooptisk switch eller modula- tor där ett gitter kan skapas genom att en spänning slås på. Emellertid är detta gitter ej avstämbart och man kan ej erhålla någon ändring av periodiciteten. Så kallade DFB-, och DBR-lasrar utnyttjar vanligen en optisk filterstruktur i vågledarutförande där gittret exempelvis är etsat i en gränsyta mellan två dielektrika nära vågledaren såsom ovan nämnts. Härvid verkar gittret som en Braggreflektor då gitterperioden uppgår till Å/2. Om man emellertid vill avstämma gittret krävs en förändring av det effektiva brytningsindexet för vågledarmoden vilket ger upphov till en rad problem. Likaledes är det förenat med stora svårig- heter att reglera styrkan hos gittret. Emellertid skulle en styrkereglering av gittret kunna uppnås genom utnyttjande av en periodisk variation av brytningsindex (real och/eller imaginärdel) inducerad på elektrisk väg genom en periodisk elektrodkonfiguration istället för ett etsat gitter.
Brytningsindex kan exempelvis påverkas genom elektrooptisk effekt eller laddningsbärarinjektion. Emellertid, såsom ovan nämnts, ger elektroderna i sig upphov till en gitter- verkan vilken speciellt är så stor att den överstiger den gitterverkan som kan styras elektriskt och det är omöjligt att helt eliminera gitterverkan eller "stänga av" gittret.
REDOGÖRELSE FÖR UPPFINNINGEN Målet med föreliggande uppfinning är att ange en elektriskt styrbar filteranordning i enlighet med ingressen till patentkrav 1 som såväl är avstämbar som att det är möjligt att reglera gittrets styrka liksom att gittret skall vara "avstängbart" eller där gitterverkan väsentligen kan elimineras. Uppfinningen har vidare som mål att ange en anordning som är förhållandevis enkel och' billig att framställa. Dessutom har uppfinningen som mål att ange en anordning med stor flexibilitet och många variationsmöjlig- heter. Ett ytterligare mål med uppfinningen är att ange en 10 15 20 25 30 35 502 139 3 anordning vilken kan vara utformad att gälla för optiska vågor men även för andra vågor såsom exempelvis mikrovågor.
En anordning genom vilken såväl dessa som andra mål uppnås anges genom de i den kännetecknande delen av patentkrav 1 angivna kännetecknen.
Föredragna utföringsformer anges genom de i underkraven angivna särdragen.
FIGURBESKRIVNING Uppfinningen skall i det följande närmare beskrivas under hänvisning till bifogade figurer i förklarande och icke på något vis begränsande syfte, där Fig. 1 schematiskt illustrerar en filteranordning om- fattande en vågledare och ett elektrodelement, Fig. 2a schematiskt illustrerar en anordning' enligt fig. 1 i elektrooptiskt utförande bildande ett passivt filter, Fig. 2b schematiskt visar en anordning enligt fig. 2a sett från ovan, Fig. 3a schematiskt illustrerar en anordning bildande ett aktivt filter eller laser i tvärsnitt, Fig. 3b visar anordningen enligt fig. 3a i längdsnitt, Fig. 4 schematiskt illustrerar ett utförande omfattan- de två vågledare och bildande en gitterassiste- rad riktkopplare, Fig. 4a visar ett förenklat tvärsnitt av fig. 4, 10 15 20 25 30 35 502 139 4 Fig. 4b visar schematiskt en gruppvis arrangerad elektrodstrukturkoppling för en gitterassiste- rad riktkopplare, Fig. 5 visar ett alternativt utförande av en gitteras- sisterad riktkopplare, Fig. Sa illustrerar schematiskt ett exempel på matning av anordningen i Fig. 5, Fig. 6a visar schematiskt ett exempel på uppdelad elektrodstruktur med alternerande matning av på varandra följande elektrodelement, Fig. 6b visar ett exempel på uppdelad struktur med alternativt matad elektrodstruktur, Fig. 6c visar ett annat exempel på matning av uppdelad elektrodstruktur, Fig. 7 visar schematiskt ett exempel på varierande elektrodperiodicitet.
FÖREDRAGNA UfrFöRINGsFoRMER Det i fig. 1 visade förenklade exemplet på en elektrisk styrbar, en vågledare omfattande, filteranordning 10 med en elektrodkonfiguration som är så utformad att den omfattar en elektrodstruktur som omfattar ett elektrodelement C omfattande en första elektrod A respektive en andra elektrod B där vardera elektroder A respektive B omfattar ett antal elektrodfingrar an az, ... respektive bn kb, ... där fingrarna griper in mellan varandra. Elektrodstrukturen kan även omfatta flera elektrodelement eller ett stort antal, men i detta utföringsexempel betecknar C ett eller flera elektrodelement för enkelhetens skull. Om elektro- 10 15 20 25 30 35 502 '159 p 5 derna A, B har samma potential, eller i frånvaro av matning, fås en passiv gitterperiod A0 med en period på ungefärligen ÄB/4, där ÄB är den s.k. Braggvåglängden. Ett gitter med denna period har väsentligen ingen inverkan på vågutbredningen, gittret är avstängt. Om emellertid elektroderna A respektive B matas med olika spänning erhålles ett gitter med effektiv'gitterperiod,Adfungefärli- gen lika med ÄB/2, där ÄB representerar den s.k. Bragg- våglängden. I detta fall erhålles en kraftig reflektion och styrkan på denna kan styras elektriskt från utgångsvärdet (0) och uppåt. Följaktligen erhålles utan spänning ingen reflektion medan om en spänning lägges på fås Braggreflek- tion. I fig. 2a respektive 2b illustreras närmare hur en anordning kan vara utformad i s.k. elektrooptiskt utföran- de, d.v.s. baserad på elektrooptisk verkan genom ett elektrooptiskt substrat. I fig. 2a illustreras ett elektro- delement C omfattande en första elektrod A respektive en andra elektrod B där den första respektive den andra elektroden A, B omfattar ett antal elektrodfingrar al, av ... respektive bn th, ... där elektroderna A, B är anslutna till en spänningskälla V0 och där kretsen omfattande en brytare. Fig. 2a illustrerar elektrodstrukturen med underliggande optisk vågledare 2 och ett substrat 1 exempelvis av LiNbO,, men även andra material är möjliga.
I fig. 2b visas ett transversellt tvärsnitt av anordningen där ett substrat 1 (exempelvis LiNb0g med ett första brytningsindex n,i vilket löper en optisk vågledare 2 med ett brytningsindex nu varvid överst en elektrodstruktur i form av ett elektrodelement C, utgjort av> metall, är anordnad. Med det speciella utförandet, bildande ett passivt filter, kan brytningsindex nl vara ungefärligen lika med nzoch exempelvis uppgå till c:a 2,2 där skillna- den mellan nz- n, ungefärligen kan uppgå till 10* eller något mera. Vågledaren 2 kan ha en tjocklek som ligger på i storleksordningen 0,5-2 um och en bredd som uppgår till ungefärligen 5 um, men dessa värden är endast angivna i 1,502 139 10 15 20 25 30 35 6 exemplifierande syfte. Längden för anordningen kan ligga på i storleksordningen cm. Den optiska vågledaren 2 har ett brytningsindex nzsom något överstiger brytningsindex n,för substratet 1 och är exempelvis framställd genom Ti-in- diffusion eller protonutbyte av LiNb0fsubstratet på i sig känt sätt. Anordningen fungerar så att om brytaren (fig. 2a) är frånslagen föreligger ett gitter med perioden A0 vilket beskrivits i det föregående och som alltså ej på- verkar ljusvågor med våglängden 4 Am. Med tillslagen brytare induceras ett gitter med periodiciteten Am-vilket har en stark påverkan på en våg med våglängden Ä ungefär lika med 2 - Am. Beroende på hur elektroderna matas kan filtret avstämmas till ett antal olika, diskreta frekven- ser. Såsom exempel, med den fria våglängden Aoungefär lika med 1,5 um, fås Å ungefär lika med 1 um och Adfungefär lika med 0,5 um.
I fig. 3a visas ett exempel på filteranordningen i ladd- ningsbärarinjektionsutförande, bildande ett aktivt filter eller laser. För en filteranordning 20 i detta utförande kan elektrodstrukturen se ut på väsentligen samma sätt som i det föregående, beskrivna exemplet medan skillnaden ligger i den optiska vågledaren 2' som nu även har en elektronisk funktion på i sig känt sätt. Fig. 3a visar en filteranordning 20 i transversellt tvärsnitt ansluten till en spänningskälla V5. Förutom elektrodstrukturen C' (som kan utgöras av' ett eller flera elektrodelement vilket beskrives senare) är anordningen försedd med en undre elektrod D på i sig känt sätt. I figuren har substratet 1' ett brytningsindex ny som är ungefärligen lika stort som brytningsindex n4för ett isolerande eller semi-isolerande skikt 4' på i sig känt sätt. I anordningen ingående struktur bildar väsentligen en vanlig s.k. begravd hetero- struktur hos en halvledarlaser. Av betydelse är emellertid att avståndet mellan elektrodstrukturen C och det aktiva skiktet 2' är förhållandevis litet i det visade exemplet.
Det aktiva skiktet 2' har ett brytningsindex nr som är 10 1.5 20 25 30 35 502 '139 '- 7 större än brytningsindex ny för halvledande skikt 3', 3' beläget på ömse sidor om det aktiva skiktet 2', som i sin tur har ett brytningsindex som är större än brytningsindex n,. för substratet 1' respektive de isolerande eller semi- isolerande skikten 4' med brytningsindex m. I fig. 3b visas filteranordningen 20 enligt fig. 3a i longitudinellt snitt där de i elektroderna A, B ingående och alternerande elektrodfingrarna a,, b” az, b, har en effektiv gitterperiod Am. I det visade exemplet matas elektroder A (elektrod- fingrarna al, az, . . .) med en ström som är lägre än den med vilken elektroden B (elektrodfingrarna b,, bz, ...) matas.
Alternativt kan elektroden A (med tillhörande fingrar) lämnas fri. Spalterna 4' bildar isolerande spalter som exempelvis kan bestå av semi-isolerande eller halvledarma- terial eller oxid medan skikten 1', 2', 3' utgöres av halvledarmaterial, där injektionen sker i det aktiva skiktet 2'. Såsom exempel skulle med en våglängd X0 på ungefär 1,5 pm, Ä ungefärligen uppgår till 0,5 um och Ad, ungefärligen till 0,25 um. Totallängden för en filteranord- ning 20 enligt vad som här beskrivits kan uppgå till ungefärligen 0,1-1 mm. Siffervärden anges endast i ex- emplifierande syfte. Enligt ett utförande av uppfinningen (ej närmare beskrivet här) kan förutom en avstämning till olika diskreta frekvenser även en sk. kontinuerlig av- stämning genomföras, vilken består i en kontinuerlig variation av brytningsindex på i sig känt sätt.
Enligt ett alternativt utförande kan filteranordningen vara utformad i form av en gitterassisterad riktkopplare. I fig. 4 visas mycket schematiskt en filteranordning 30 omfattande en första respektive en andra vågledare 7, 8 och ett substrat 1” över vilket är anordnat en elektrodstruktur, här i form av ett elektrodelement C på väsentligen analogt sätt med vad som i det föregående beskrivits. I fig. 4a visas likaledes schematiskt ett transversellt snitt av 10 15 20 25 30 35 502 139 8 anordningen 30 med två olika vågledare 7, 8 med brytnings- index n, respektive n, på vilken en elektrodstruktur är anordnad och vilka är anordnade i ett substrat 1" med brytningsindex np. Genom att vågledarna 7, 8 är olika så har de, vid samma frekvens, olika utbredningskonstanter för vilka gäller k7(w) = 2 'rr/Å,(w) respektive k,(w) = 2 1r/Å,(w) och frekvensen uppgår till w/2n. Det genom de i elektrod- strukturen C ingående elektroderna A, B inducerade gittret med en effektiv gitterperiod Am ger upphov till koppling mellan vågledarna 7, 8 under förutsättning attlq(w) -]q(w) = kg där kg är vågtalet för vilket skall gälla att det uppgår till 1 2n/Adp I analogi med det föregående exemplet kan filtera- nordningen 30 styras via elektroderna A, B. Emellertid kan det i vissa fall vara nödvändigt att elektrodperiodiciteten Aøär väsentligt mindre än minsta önskade gitterperiodici- teten Am-för att undvika att koppling sker genom närvaro av elektrodstrukturen i sig. För att lösa detta problem kan emellertid elektroderna eller elektrodfingrarna samman- kopplas gruppvis såsom schematiskt illustreras i fig. 4b och så att en effektiv gitterperiod Afl bildas mellan grupper av elektrodfingrar.
I fig. 5 visas ett alternativt utförande av en filteranord- ning 30' där varje elektrodfinger bildar en elektrod som matas, eller styres, separat.
Man utnyttjar här den större gitterperiod som krävs för koppling mellan de två vågledarna, vilken bestäms av skillnaden mellan de två vågledarnas vågutbredningskonstan- ter och som vanligen uppgår till en faktor 40-100 gånger gitterperioden för en DFB-laser. Det är då tänkbart att elektrodperioden utgör en bråkdel av gitterperioden och genom att varje elektrod eller elektrodfinger matas eller styres separat, kan ett "sinusformat gitter" erhållas vilket har såväl avstämbar frekvens som styrka. 10 15 20 25 30 35 502 "139" 9 Avstånden mellan möjliga frekvenser bestäms av förhållandet mellan elektrodperiod och gitterperiod, d.v.s. den period som kopplar vågledaren vid den medel-ljusfrekvens som användes. Elektrodperioden skall emellertid ej vara densamma som för en DFB-laser eftersom koppling mellan framåtgående respektive bakåtgående våg sker genom närvaro av elektrodstrukturen i sig.
I fig. Sa anger i- n, n = 0, i 1, spänning eller strömnivå och Am anger perioden för en sinusformad kurva.
Alternativt skulle exempelvis gittret kunna styras på så sätt att en fyrkants-våg erhålles.
I det följande beskrives hur elektrodstrukturen kan vara uppdelad longitudinellt så att den omfattar ett flertal elektrodelement Cl, C2, C3, C4, ... där de olika elektrode- lementen kan vara anordnade respektive matas på olika sätt så att man exempelvis kan åstadkomma en filteranordning som är avstämbar till ett diskret antal våglängder. I fig. 6a illustreras ett exempel med ett antal elektrodelement Cl, C2, ... vardera omfattande en första respektive en andra elektrod A,, 3,; A2, H2; A3, 3,; A4, 3,; vardera första respektive andra elektrod omfattande elektrodfingrar au, an, au, au respektive bn, bn, bn, bu o.s.v. analogt för övriga elektrodelement.
I det i fig. 6a visade exemplet är de första elektroderna IM, An, ... alternerande betecknade med +, - o.s.v. medan den motsvarande andra elektroderna B” Bz, ... är försedda med motstående tecken. I vissa fall matas elektrodelementen på ett alternerande sätt med en period som vi här kallar elektrodelementperiod och som här uppgår till 2. Plus (+) skall i det följande innebära att en elektrod matas med en spänning (en ström) som är högre än den betecknad med minus, som alltså antingen kan vara lägre än den betecknad med plus (+) eller innebära att ingen matning sker. Med polariteter såsom visats i fig. 6a erhålles en effektiv gitterperiod som ungefärligen uppgår till Aw x 7/8 eller .502 139 10 15 20 25 30 35 10 Adfx 9/8, d.v.s. båda perioderna erhålles. Beroende på hur elektroderna matas erhålles olika effektiv gitterperiod.
En typisk DFB-laser omfattar exempelvis mer än 1000 gitterperioder vilket gör att man får ett mycket stort antal variationsmöjligheter; minsta relativa avstämningen uppgår till c:a 1/antalet perioder.
I fig. 6b visas ett alternativt utförande av matning av elektrodelement där elektrodelementen matas på samma sätt i grupper om 2, d.v.s om två första elektroder i ett elektrodelement matas på ett och samma sätt följs de av två på annat sätt matade första elektroder o.s.v. (Am-ungefär- ligen 15/16 eller d.v.s. och 17/16).
I fig. 6c illustreras ett ytterligare utföringsexempel över hur elektrodelementen respektive elektroderna kan matas. I det här visade exemplet matas varje elektrodelement på ett och samma sätt. I de i figurerna 6a-6c visade exemplen är elektrodelementen så anordnade i förhållande till varandra att elektrodperiodiciteten hela tiden blir konstant. Det är emellertid även möjligt att variera elektrodperiodiciteten, vilket illustreras i fig. 7. Exempelvis skulle här av- ståndet mellan två elektrodfingrar au, bn tillhörande olika elektrodelement C1; C2 kunna vara hälften av avståndet mellan i ett elektrodelement ingående elektrodfingrar eller AJZ. Genom detta utförande upphör väsentligen den dubbel- tydlighet som beskrivits ovan (under hänvisning till fig. 6a) men å andra sidan begränsas antalet våglängder som kan avstämmas.
Genom föreliggande uppfinning är det således möjligt att såväl stämma av som reglera styrkan hos ett filter och kan sägas ge upphov till en elektrisk syntetisering av olika spatiala frekvenser. Uppfinning kan finna sin tillämpning inom en lång rad olika områden exempelvis såsom modulerbart filter för stora WDM och för signalbehandling eller som avstämbar laser för WDM.
Uppfinningen skall givetvis inte begränsas till beskrivna utföringsformer utan kan fritt varieras på en rad sätt inom 502 ”139 z ll ramen för patentkraven vad avser såväl elektrodstruktur och kombinationer av elektrodelement respektive matning av dessa, ingående material, antal avstämbara våglängder man.
Claims (25)
1. Elektriskt styrbar filteranordning (10; 20; 30; 30') innefattande en ett filter för vågor vid en given våglängd (Ä) inducerande elektrodstruktur (C) med åtminstone en första elektrod (A) och en andra elektrod (B) vilka uppvisar en fingerstruktur där elektrodernas (A, B) fingrar (au au ..., an; bn bh ..., bg är motriktade och åt- minstone till en del griper in mellan varandra och är anordnade på ett förutbestämt periodiskt avstånd från varandra, samt medel för elektrisk matning av elektroderna (A, B), k ä n n e_t e c k n a d d ä r a v, att elektro- derna (A, B) kan matas elektriskt så att filteranordningen (10; 20; 30; 30') kan anta ett första tillstånd där två intilliggande fingrar (al, az, ..., an; bl, b,, ..., t5) med huvudsakligen samma potential är belägna på ett första avstånd (A9 som förhåller sig till den givna våglängden (Ä) så att ingen filterverkan erhålles i filteranordningen (10: 20; 30; 30'), samt ett andra tillstånd där två intil- liggande fingrar (au av ..., a¿ bn by ..., bJ med huvud- sakligen samma elektriska potential är belägna på ett andra avstånd (Am) som utgör en multipel av det första avståndet (A9, varvid filterverkan erhålles i filteranordningen (10; 20; 30; 30').
2. Anordning enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k - n a d d ä r a v, att för en given elektrodkonfiguration det andra avståndet (Am) kan bringas att anta olika värden genom variation av den elektriska matningen.
3. Anordning enligt patentkrav' 1 eller 2, k ä n n e - t e c k n a d d ä r a v, att Am ungefärligen uppgår till -v 10 15 20 25 30 35 502 (159 Ao - 2 så att filtret verkar som en Bragg-reflektor för vågor med våglängden A z 2 - Am.
4. Anordning enligt patentkrav' 1 eller 2, k ä n n e - t e c k n a d d ä r a v, att det första avståndet (A0) ungefärligen uppgår till något av värdena Am/4, Aw/8, Am/3 eller Am/ó.
5. Anordning enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att den första (A) och den andra elektroden (B) separat matas med olika ström/- spänning.
6. Anordning enligt patentkrav 5, k ä n n e t e c k - n a d d ä r a v, att elektrodstrukturen (C) är sådan att den är longitudinellt uppdelad i och sammansatt av ett antal på varandra följande elektrodelement (Cl, CZ, ..., CJ, vardera omfattande en första och en andra elektrod.
7. Anordning enligt patentkrav 6, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att alla elektrodelement (Cl, C,, ..., C,) matas elektriskt på samma sätt.
8. Anordning enligt patentkrav 6, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att i elektrodstrukturen ingående elektrodele- ment (C,, ..., Cu) har alternerande polaritet så att på varandra följande första elektroder (A1, A2, ..., A,,) har olika polaritet liksom på varandra följande andra elektro- der har olika polaritet (Bl, Bz, . . ., Bn) .
9. Anordning enligt patentkrav 6, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att polariteten för i elektrodstrukturen in- gående elektrodelement är sådan att på två elektrodelement vilka matas på samma sätt (A1, A2; A5, A6, ...), följer två på ett annat sätt matade elektrodelement (A3, A4; A7, A8; ...) o.s.v. vidare. 502 139 i /V 10 15 20 25 30 35
10. Anordning enligt patentkrav 6, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att elektrodperiodiciteten är konstant.
11. Anordning enligt patentkrav 6, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att elektrodperiodiciteten eller elektrod- elementperiodiciteten varierar.
12. Anordning enligt patentkrav 10, k ä n n e t e c k - n a d d ä r a v, att elektrodperiodiciteten ej är densamma mellan på varandra följande elektrodelement som inom ett och samma element.
13. Anordning enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att den bildar ett optiskt filter.
14. Anordning enligt patentkrav 13, k ä n n e t e c k - 11 a d d ä r a v, att den bildar ett passivt optiskt filter (10).
15. Anordning enligt patentkrav 14, k ä n n e t e c k - n a d d ä r a v, att elektrodstrukturen är anordnad i anslutning till en vågledarstruktur omfattande en på/i ett elektrooptiskt substrat (1) anordnad optisk vågledare (2).
16. Anordning enligt patentkrav 13, k ä n n e t e c k - n a d d ä r a v, att den bildar ett aktivt optiskt filter (20).
17. Anordning enligt patentkrav 16, k ä n n e t e c k - n a d d ä r a v, att den omfattar en DFB-, eller en DBR- laser.
18. Anordning enligt något av patentkraven 16 eller 17, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att A0= Am/3. 10 15 20 25 30 35 f* 502 159
19. Anordning enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att den omfattar en vågledarstruktur omfattande två optiska vågledare (7, 8) med olika brytningsindex bildande en gítterassisterad riktkopplare (30) och att koppling mellan vågledare sker då skillnaden i vågtal, Ak (w) mellan vågledarna uppgår till 2 'If . Am
20. Anordning enligt patentkrav 19, k ä n n e t e c k - n a d d ä r a v, att en elektrod omfattar gemensamt.matade elektrodfingrar e.d.
21. Anordning enligt patentkrav 19, k ä n n e t e c k - n a d d ä r a v, att elektrodstrukturen omfattar separat matade elektrodfingrar e.d.
22. Anordning enligt patentkraven 19 eller 20, k ä n n e - t e c k n a d d ä r a v, att h : Am (h = 1, 2, ..., n) är så litet att elektrodstrukturen i sitt passiva tillstånd ej orsakar koppling.
23. Anordning enligt patentkrav 22, k ä n n e t e c k - n a d d ä r a v, att elektrodfingrarna kopplas gruppvis så att varje elektrodfinger i själva verket omfattar ett antal elektrodfingrar (an, an, au, au; an, an, ag, au; ...; bn, bn: hu: bur' bzu bzz: bzs: hu? ---)-
24. Anordning enligt något av föregående patentkrav, k ä n- n e t e c k n a d d ä r a v, att den bildar ett reflek- tionsfilter.
25. Anordning enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att den bildar ett transmissionsfilter.
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE9203701A SE502139C2 (sv) | 1992-12-09 | 1992-12-09 | Elektriskt styrbar filteranordning |
| EP93850228A EP0601989A1 (en) | 1992-12-09 | 1993-12-07 | Electrically controllable filter device |
| CA002110880A CA2110880C (en) | 1992-12-09 | 1993-12-07 | Electrically controllable filter device |
| US08/162,873 US5438637A (en) | 1992-12-09 | 1993-12-08 | Electrically controllable optical filter device |
| JP30948693A JP3878224B2 (ja) | 1992-12-09 | 1993-12-09 | 電気的に制御可能なフィルタ装置 |
| JP2006035429A JP2006189893A (ja) | 1992-12-09 | 2006-02-13 | 電気的に制御可能なフィルタ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE9203701A SE502139C2 (sv) | 1992-12-09 | 1992-12-09 | Elektriskt styrbar filteranordning |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SE9203701D0 SE9203701D0 (sv) | 1992-12-09 |
| SE9203701L SE9203701L (sv) | 1994-06-10 |
| SE502139C2 true SE502139C2 (sv) | 1995-08-28 |
Family
ID=20388069
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SE9203701A SE502139C2 (sv) | 1992-12-09 | 1992-12-09 | Elektriskt styrbar filteranordning |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5438637A (sv) |
| EP (1) | EP0601989A1 (sv) |
| JP (2) | JP3878224B2 (sv) |
| CA (1) | CA2110880C (sv) |
| SE (1) | SE502139C2 (sv) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20210305772A1 (en) * | 2020-03-31 | 2021-09-30 | Forschungsverbund Berlin E.V. | Diode laser having reduced beam divergence |
Families Citing this family (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2286057A (en) * | 1994-01-21 | 1995-08-02 | Sharp Kk | Electrically controllable grating |
| JPH07294860A (ja) * | 1994-04-25 | 1995-11-10 | Fuji Photo Film Co Ltd | 電気光学光変調装置 |
| US5625729A (en) * | 1994-08-12 | 1997-04-29 | Brown; Thomas G. | Optoelectronic device for coupling between an external optical wave and a local optical wave for optical modulators and detectors |
| US5630004A (en) * | 1994-09-09 | 1997-05-13 | Deacon Research | Controllable beam director using poled structure |
| US5647036A (en) * | 1994-09-09 | 1997-07-08 | Deacon Research | Projection display with electrically-controlled waveguide routing |
| US5581642A (en) * | 1994-09-09 | 1996-12-03 | Deacon Research | Optical frequency channel selection filter with electronically-controlled grating structures |
| JP3863277B2 (ja) * | 1998-02-17 | 2006-12-27 | 日本碍子株式会社 | 強誘電体結晶基板の加工方法 |
| CA2261197A1 (en) * | 1999-02-16 | 2000-08-16 | Ppm Photomask Inc. | Tunable electro-optical diffraction grating with electrically switchable period |
| JP2001066560A (ja) * | 1999-08-26 | 2001-03-16 | Nec Corp | 光波長可変フィルタ |
| KR20030031689A (ko) * | 2001-10-15 | 2003-04-23 | 엘지전자 주식회사 | 광증폭기의 이득평탄화 장치 |
| FR2857109B1 (fr) * | 2003-07-04 | 2005-09-09 | Commissariat Energie Atomique | Dispositif optique a guide d'onde optique ruban planaire, muni de moyens pour y inscrire un reseau de bragg de facon temporaire |
| US7042657B2 (en) * | 2003-08-28 | 2006-05-09 | Board Of Regents The University Of Texas System | Filter for selectively processing optical and other signals |
| FR2863728B1 (fr) * | 2003-12-16 | 2006-06-09 | Commissariat Energie Atomique | Dispositif de commutation optique integre, accordable en longueur d'onde |
| JP3721565B2 (ja) * | 2004-02-27 | 2005-11-30 | 学校法人慶應義塾 | 光機能導波路、光変調器、アレイ導波路回折格子及び分散補償回路 |
| US7082249B2 (en) * | 2004-03-26 | 2006-07-25 | Sarnoff Corporation | Low optical overlap mode (LOOM) waveguiding system and method of making same |
| US7397989B2 (en) * | 2004-09-21 | 2008-07-08 | Dynamic Method Enterprises Limited | Optical switches |
| JP4422597B2 (ja) * | 2004-12-02 | 2010-02-24 | 富士通株式会社 | 半導体レーザ及びその製造方法 |
| CN107065233B (zh) * | 2017-03-21 | 2023-01-31 | 电子科技大学 | 一种基于亚波长高对比度光栅的电光可调滤波器 |
| KR20220076147A (ko) | 2020-11-30 | 2022-06-08 | 강오근 | 잔디 뗏장 장치 |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3813142A (en) * | 1972-12-04 | 1974-05-28 | Gte Laboratories Inc | Electro-optic variable phase diffraction grating and modulator |
| DE2442723A1 (de) * | 1974-09-06 | 1976-03-18 | Siemens Ag | Steuerbarer elektrooptischer gitterkoppler |
| DE2443038C2 (de) * | 1974-09-09 | 1984-01-12 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Elektrooptischer Schalter und Modulator für sich kreuzende oder verzweigende optische Wellenleiter |
| DE2443733A1 (de) * | 1974-09-12 | 1976-03-25 | Siemens Ag | Anordnung zur modulation von licht |
| DE2517194A1 (de) * | 1975-04-18 | 1976-10-28 | Siemens Ag | Spektralselektive filtervorrichtung |
| US4645293A (en) * | 1981-03-25 | 1987-02-24 | Taizo Yoshida | Optical waveguide coupler having a grating electrode |
| US4737007A (en) * | 1986-02-24 | 1988-04-12 | American Telephone And Telegraph Company, At&T Bell Laboratories | Narrow-band wavelength selective optical coupler |
| GB2197531B (en) * | 1986-11-08 | 1991-02-06 | Stc Plc | Distributed feedback laser |
| JPH02106717A (ja) * | 1988-10-17 | 1990-04-18 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光変調用部品 |
| JPH0789183B2 (ja) * | 1989-04-25 | 1995-09-27 | 沖電気工業株式会社 | 光波長フィルタ |
| US5022730A (en) * | 1989-12-12 | 1991-06-11 | At&T Bell Laboratories | Wavelength tunable optical filter |
| JP2902082B2 (ja) * | 1990-08-30 | 1999-06-07 | 沖電気工業株式会社 | 光波長フィルタ及びその駆動方法 |
| US5233187A (en) * | 1991-01-22 | 1993-08-03 | Canon Kabushiki Kaisha | Multi-wavelength light detecting and/or emitting apparatuses having serially arranged grating directional couplers |
| JPH05205486A (ja) * | 1991-04-26 | 1993-08-13 | Naohiro Tanno | 光導波路記録媒体及び光再生装置 |
-
1992
- 1992-12-09 SE SE9203701A patent/SE502139C2/sv not_active IP Right Cessation
-
1993
- 1993-12-07 CA CA002110880A patent/CA2110880C/en not_active Expired - Lifetime
- 1993-12-07 EP EP93850228A patent/EP0601989A1/en not_active Withdrawn
- 1993-12-08 US US08/162,873 patent/US5438637A/en not_active Expired - Lifetime
- 1993-12-09 JP JP30948693A patent/JP3878224B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
2006
- 2006-02-13 JP JP2006035429A patent/JP2006189893A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20210305772A1 (en) * | 2020-03-31 | 2021-09-30 | Forschungsverbund Berlin E.V. | Diode laser having reduced beam divergence |
| US11677214B2 (en) * | 2020-03-31 | 2023-06-13 | Ferdinand-Braun-Institut gGmbH, Leibniz-Institut für Höchstfrequenztechnik | Diode laser having reduced beam divergence |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0601989A1 (en) | 1994-06-15 |
| CA2110880C (en) | 2004-11-23 |
| JP2006189893A (ja) | 2006-07-20 |
| US5438637A (en) | 1995-08-01 |
| JP3878224B2 (ja) | 2007-02-07 |
| SE9203701D0 (sv) | 1992-12-09 |
| CA2110880A1 (en) | 1994-06-10 |
| JPH06296063A (ja) | 1994-10-21 |
| SE9203701L (sv) | 1994-06-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| SE502139C2 (sv) | Elektriskt styrbar filteranordning | |
| EP0665617B1 (en) | An alternating grating tunable DBR laser | |
| US6208773B1 (en) | Addressable, semiconductor adaptable Bragg gratings (ASABG) | |
| GB2197531A (en) | Distributed feedback lasers | |
| JPH04211220A (ja) | 光フィルタ | |
| CN108432069B (zh) | 离散波长可调谐激光器 | |
| US9997890B2 (en) | Discrete wavelength tunable laser | |
| US20190296517A1 (en) | Laser with a controllable output wavelength | |
| SE520951C2 (sv) | Multivåglängdsselektiv switch för switchning och omdirigering av optiska våglängder | |
| JP3003205B2 (ja) | 波長可変フイルタ | |
| SE501495C2 (sv) | Avstämbar optisk anordning | |
| JPS61255085A (ja) | 半導体レ−ザ装置 | |
| KR102501475B1 (ko) | 광변조 소자 및 이를 포함하는 장치 | |
| JP4444742B2 (ja) | 波長可変半導体モード同期レーザ | |
| WO1994007178A1 (en) | Integrated tunable optical filter | |
| US7088748B2 (en) | Tunable laser | |
| KR102542468B1 (ko) | 출력 커플러를 포함하는 광방출 소자 및 이를 적용한 광학 장치 | |
| Miller | Multibranch frequency-selective reflectors and application to tunable single-mode semiconductor lasers | |
| JPS6032381A (ja) | 面発光半導体レ−ザ装置 | |
| JPH0669586A (ja) | 分布反射器及びそれを用いた波長可変半導体レーザ | |
| JPH03232290A (ja) | 半導体レーザ | |
| JPH0527273A (ja) | 方向性結合器 | |
| JPS61255086A (ja) | 半導体レ−ザ装置 | |
| JP2006208699A (ja) | 波長可変素子 | |
| Devaney et al. | Short-pulse transmission characteristics of an array-waveguide grating |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| NUG | Patent has lapsed |