SE511608C2 - Interferomatriskt avstämbart optiskt filter - Google Patents

Interferomatriskt avstämbart optiskt filter

Info

Publication number
SE511608C2
SE511608C2 SE9302542A SE9302542A SE511608C2 SE 511608 C2 SE511608 C2 SE 511608C2 SE 9302542 A SE9302542 A SE 9302542A SE 9302542 A SE9302542 A SE 9302542A SE 511608 C2 SE511608 C2 SE 511608C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
waveguide
optical filter
filter according
tunable optical
interferometric
Prior art date
Application number
SE9302542A
Other languages
English (en)
Other versions
SE9302542L (sv
SE9302542D0 (sv
Inventor
Jean-Pierre Weber
Original Assignee
Ericsson Telefon Ab L M
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 Ericsson Telefon Ab L M filed Critical Ericsson Telefon Ab L M
Publication of SE9302542D0 publication Critical patent/SE9302542D0/sv
Publication of SE9302542L publication Critical patent/SE9302542L/sv
Publication of SE511608C2 publication Critical patent/SE511608C2/sv

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12—Light 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
    • G02B6/12007—Light 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 forming wavelength selective elements, e.g. multiplexer, demultiplexer
    • G02B6/12009—Light 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 forming wavelength selective elements, e.g. multiplexer, demultiplexer comprising arrayed waveguide grating [AWG] devices, i.e. with a phased array of waveguides
    • G02B6/12011—Light 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 forming wavelength selective elements, e.g. multiplexer, demultiplexer comprising arrayed waveguide grating [AWG] devices, i.e. with a phased array of waveguides characterised by the arrayed waveguides, e.g. comprising a filled groove in the array section
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12—Light 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
    • G02B6/12007—Light 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 forming wavelength selective elements, e.g. multiplexer, demultiplexer
    • G02B6/12009—Light 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 forming wavelength selective elements, e.g. multiplexer, demultiplexer comprising arrayed waveguide grating [AWG] devices, i.e. with a phased array of waveguides
    • G02B6/12014—Light 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 forming wavelength selective elements, e.g. multiplexer, demultiplexer comprising arrayed waveguide grating [AWG] devices, i.e. with a phased array of waveguides characterised by the wavefront splitting or combining section, e.g. grooves or optical elements in a slab waveguide
    • 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 
    • G02F1/21—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  by interference
    • G02F1/225—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  by interference in an optical waveguide structure
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12—Light 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
    • G02B6/12007—Light 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 forming wavelength selective elements, e.g. multiplexer, demultiplexer
    • G02B6/12009—Light 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 forming wavelength selective elements, e.g. multiplexer, demultiplexer comprising arrayed waveguide grating [AWG] devices, i.e. with a phased array of waveguides
    • G02B6/12023—Light 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 forming wavelength selective elements, e.g. multiplexer, demultiplexer comprising arrayed waveguide grating [AWG] devices, i.e. with a phased array of waveguides characterised by means for reducing the polarisation dependence, e.g. reduced birefringence
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12—Light 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
    • G02B6/12007—Light 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 forming wavelength selective elements, e.g. multiplexer, demultiplexer
    • G02B6/12009—Light 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 forming wavelength selective elements, e.g. multiplexer, demultiplexer comprising arrayed waveguide grating [AWG] devices, i.e. with a phased array of waveguides
    • G02B6/12033—Light 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 forming wavelength selective elements, e.g. multiplexer, demultiplexer comprising arrayed waveguide grating [AWG] devices, i.e. with a phased array of waveguides characterised by means for configuring the device, e.g. moveable element for wavelength tuning
    • 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 
    • G02F1/21—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  by interference
    • G02F1/225—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  by interference in an optical waveguide structure
    • G02F1/2257—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  by interference in an optical waveguide structure the optical waveguides being made of semiconducting material
    • 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
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/106—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling devices placed within the cavity
    • 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
    • H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
    • H01S5/062—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes
    • H01S5/0625—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes in multi-section lasers
    • H01S5/06255—Controlling the frequency of the radiation
    • 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
    • H01S5/1003—Waveguide having a modified shape along the axis, e.g. branched, curved, tapered, voids

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Optical Integrated Circuits (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)

Description

511 608 Ä komponenter dålig tillförlitlighet och lägre omkopplingshastig- heter än elektroniskt styrda optiska filter. Optiska filter baserade på akusto-optisk TE/TM mod-konversion och vàgledare har också utvecklats. Emellertid kräver dessa filter en relativt komplex drivkrets för att alstra de nödvändiga akustiska vågorna.
Vidare är filtren relativt stora med en längd av storleksordning- en l-2 cm. Optiska filter baserade på halvledarlaserdioder med distribuerad återkoppling (DFB) och Fabry-Perot-laserdioder med flera sektioner har också utvecklats. Sådana halvledarlaserstruk- turer med distribuerad återkoppling opereras med en förspänd ström inställd under tröskelströmmen för lasring. Medan dessa anordningar har fördelen att ha förstärkning, har de också åtskilliga nackdelar. Först och främst är avstämningsområdet för dessa halvledarlaseranordningar med distribuerad återkoppling litet och mindre än 2 nanometer vid en våglängd av 1,5 mikrometer i en anordning av InGaAsP/InP. Vidare har de mycket smal bredd på grund av förstärkningen och de är känsliga för mättnadseffek- ter om den inkommande signaleffekten är alltför hög.
Optiska filter baserade på laserstrukturer med en distribuerad Bragg-reflektion (DBR) har också utvecklats. Laserstrukturen med distribuerad Bragg-reflektion används som en integrerad mottagare i ett ljusvågskommunikationssystem. DBR-laserstrukturen är elektriskt förspänd under lasringströskeln för att fungera som ett flerfunktionselement genom att utföra de integrerade funktionerna för resonant förstärkning och filtrering för de mottagna ljusvågsignalerna. Genom att elektriskt förspänna DBR- laserstrukturens Bragg-del, är det möjligt att avstämma filtre- ringen för att selektera den önskade våglängden. DBR-laserstruk- turen har ett större avstämningsområde än DFB-laserdioderna, upp till 15 nanometer, och den kan göras okänslig för effekten på inmatningssignalen genom att avlägsna förstärkningsdelen. DBR- laserstrukturen arbetar emellertid med reflektion, i vilket utsignalen reflekteras tillbaka genom insignalen, vilket resulte- rar i förluster när signalerna separeras. 511 608 3 Sammanfattninc av unnfinninqgg Föreliggande uppfinning visar ett avstämbart optiskt filter för användning i våglängdsdelade multiplexerade system. Det optiska filtret delar en insignal i en mångfald grenar. I varje gren kan signalens amplitud och fas styras individuellt. Signalerna återkombineras därefter. Signalerna kan áterkombineras genom användning av samma typ av Y-koppling som användes för upp- splittring av ljuset mellan grenarna. Den resulterande in- terferensen ger ett våglängdsberoende transmissionsspektrum som kan justeras som önskas.
I en annan utföringsform av den föreliggande uppfinningen används ett interferometriskt avstämbart optiskt filter i en laser som ett våglängdsstyrningsorgan. En vågledare utformas i och definie- ras lateralt i ytan av* ett: halvledarsubstrat. En partiellt transmitterande ändspegel tillåter ljus att lämna lasern. En sektion av vàgledaren uppsplittras i en mångfald grenar. Varje gren kan innehålla ett fasstyrningsorgan och ett organ med hög reflektivitet för att reflektera ljus tillbaka genom fasstyr- ningsorganet. En fasstyrningssektion är placerad på vàgledaren för att selektera en önskad ljusvàglängd. vàgledaren innehåller också en förstärkningsstyrningssektion.
Kort beskrivning av ritningaggg Detta och andra egenskaper och fördelar för den föreliggande uppfinningen kommer att bli enkelt uppenbara för en fackman genom den följande skrivna beskrivningen läst tillsammans med rit- ningarna i vilka: Fig. 1 illustrerar ett optiskt filter enligt den föreliggande uppfinningen, fig. 2 illustrerar en annan utföringsform av ett optiskt filter enligt den föreliggande uppfinningen, 511 eos , 4 fig. 3 är ett förklarande schema som visar effekttransmiss- ionsspektrum för ett optiskt filter enligt den före- liggande uppfinningen, fig. 4 illustrerar ett polarisationsoberoende optiskt filter enligt den föreliggande uppfinningen, och fig. 5 illustrerar en laser med avstämbar våglängd vilken använder ett interferometriskt filter enligt den föreliggande uppfinningen som ett vàglängdsselektivt element.
Beskrivning av de föredragna utförinqsformerna Fig. 1 illustrerar ett optiskt filter 10 enligt den föreliggande uppfinningen, ljuset i ingångsvàgledaren 10 uppsplittras i en mångfald grenar N. Ljuset kan uppsplittras i de olika grenarna genom en Y-kopplingsuppsplittrare eller en digital omkopplare.
Ett amplitudstyrningselement 12 och ett fasstyrningselement 14 är placerade i varje gren. Vidare är väglängden fràn punkt A till punkt B skild för varje gren. Som ett resultat kommer ljuset från de olika grenarna att inte vara i fas med varandra så att ljuset i de olika grenarna kommer att interferera med varandra när ljuset från varje gren återkombineras. Interferens mellan olika ljussignaler beror pà fasskillnader mellan signalerna. Eftersom fasskillnaderna är en funktion av våglängden, resulterar strukturen enligt den föreliggande uppfinningen ienxvàglängdsbe- roende transmission från A till B. Effektspektrum från A till B som en funktion av våglängden Ä, för en anordning med N grenar kan beräknas som följer: y 2 Ita-ß; = I A, exp (filfnrfjcpx W (mkv. 1) där amplituden Ak för varje gren styrs av amplitudstyrnings- elementet 12, fasen åk styrs av fasstyrningselementet 14, n är 511 608 š effektivt brytningsindex för ljuset som utbreder sig i vágledaren ochigçär avståndet från A till B för ljuset som går genom grenen k. Genom att ändra amplitud och fas, kan transmissionsspektrum genom filtret ändras. Som ett resultat, kan den resulterande strukturen användas som ett avstämbart optiskt filter. Det är också möjligt att sätta flera av dessa anordningar i kaskad så att det resulterade transmissionsspektrat kommer att vara en produkt av transmissionsspektrum för varje anordning.
Fig. 2 illustrerar en speciell utföringsform av den föreliggande uppfinningen i vilken antalet grenar N är lika med 4. I detta enkla exempel, har filtret inte ett amplitudstyrningselement 14 och ljuset uppsplittras lika mellan de fyra grenarna. Varje gren innehåller emellertid en fasstyrningssektion. Längden för varje gren och fasen för varje gren baseras på följande samband: Lk = L°+K*d (ekv. 2) 4%. = (4>.+l<*flm0d 211 (ekv. 3) Som ett resultat kan effekttransmissionsspektrum för anordningen skrivas som: T = sin((2nndYA-w)N72)2 ” sin(und/A-w/2) (ekv. 4) Som ett resultat beror effekttransmissionsspektrat TN endast på n, d och N, (vilka är fasta), och på W, vilken är avstämbar.
Detta val av parametrar, resulterar i ett periodiskt filter med en periodicitet fastställd av nd. Vidare har det periodiska filtret ett bandpassläge somd är avstämbart inom den fasta periodiciteten genom \|1. Som ett resultat behöver varje fassektion kunna tillhandahålla ett fasskift i området O till 2n eftersom allting är modulo-2n.
Fig. 3 illustrerar effekttransmissionsspektrum för det optiska filtret visat i fig. 2. För fig. 3, är parametrarna satta till 5 1 1 6 0 8 ip N = 4, n = 3,25, d = 47 mikrometer och Å är ungefärligen 1,55 mikrometer. Den heldragna linjen representerar effektspektrum när Ü = O och den streckade linjen indikerar effektspektrum när W = Zn/3. I denna utföringsform är perioden för filtret ungefärligen 15.7 nanometer.
Sättet på vilket amplitud och fasstyrningselementen kan implemen- teras beror på materialet använt för att tillverka filtret. I en halvledare med ett direkt gap såsom InGaAsP/InP, för området 1,2 till 1,6 mikrometer, och AlGaAs/GaAs, för området 0,8 till 0,9 mikrometer kan amplitudstyrningsdelen realiseras med ett element med variabel förlust/förstärkning genom att göra en del av vågledaren som ena halvledardiodförstärkare. Vågledarkärnan är konstruerad av ett material med en bandgapsvåglängd motsvarande våglängden för ljuset genom anordningen och detta är inskjutet mellan p- och n-dopat material med högre bandgap, så att ladd- ningsbärare kan injiceras och tillhandahålla förstärkning när förstärkaren är framåtförspänd. Om ingen ström påförs för- stärkaren, kommer vågledaren att absorbera ljus. Om emellertid tillräcklig ström påförs förstärkaren kommer vågledaren att ha förstärkning.
I en annan utföringsform av den föreliggande uppfinningen kan amplituden för ljuset styras i de olika grenarna genom att använda en digital omkopplare vid varje uppsplittring som visas i "Integrated Optics 4 x 4 Switch Matrices With Digital Optical Switches", P. Granestrand, Electronic Letters, Vol. 26 (1), 4 januari, 1990, sr 4 och 5, och "Polarization-And Wavelength Insensitive Guided-Wave Optical Switch with Semiconductor Y- Junction", H. Yanagawa, K. Ueki och Y. Kamata, Journal of Lightwave Technology, Vol. 8(8), augusti 1990, s. 1192-1197, vilka inlemmas här som hänvisning. Som ett resultat kan upp- splittringsförhållandet för ljuset styras genom spänningen eller strömmen som påförs omkopplaren. Den digitala omkopplaren kan användas med halvledare, men också, t.ex. med anordningar med Linbos . 511 608 7% Fasstyrningssektionen kan realiseras genom en vàgledarsektion med ett avstämbart effektivt brytningsindex. Avstämningen med effektivt brytningsindex kan åstadkommas på åtskilliga sätt.
Först och främst kan användas injektion av fria laddningsbärare i vågledaren. Metoden med injektion av fria laddningsbärare använder framàtförspänning i en diodstruktur med p-i-n för att injicera laddningsbärare in i vågledaren. Denna metod används i avstämningsbara DBR-lasrar som visat i "Semiconductor Lasers for Cohererent Optical Fiber Communications", T. Koch och U. Koren, Journal of Lightwave Technology, Vol. 8(3), mars 1990, S. 274- 293. Utarmning av fria laddningsbärare i vågledaren kan också användas för att ändra effektiva brytningsindex. Utarmnings- metoden för fria laddningsbärare använder en omvänd förspänning för att svepa laddningsbärarna ut ur vågledaren och därmed ändra effektiva brytningsindex. Effektiva brytningsindex kan också ändras med användning av elektrooptisk avstämning. I elektroop- tisk avstämning, ändrar elektriska fältet pàfört via en backspänd p-i-n-struktur brytningsindex med vågledaren. Detta kan göras med ett bulkmaterial, men kvantkällor skall antagligen användas för få en tillräcklig brytningsindexändring. De ovan uppradade metoderna som ändrar effektiva brytningsindex är inte avsedda att vara exklusiva eftersom andra metoder också är möjliga. T.ex. om vàgledarna gjordes av SiO, på Si, kunde termooptisk avstämning användas för att ändra effektiva brytningsindex för vågledaren.
Filtret är vanligen polarisationsberoende, vilket betyder att polarisationsdiversitet skulle behöva användas om det inte fanns någon styrning av polarisationstillståndet för det inkommande ljuset. Emellertid om ett element som roterar polarisationen för ljus med 90° introduceras i mitten av varje gren för vågledaren så att anordningen är symmetrisk i avseende på polarisationsele- mentet, då kommer hela anordningen att vara polarisationsoberoen- de. Fig. 4 illustrerar ett optiskt filter med fyra grenar vilket innehåller polarisationsroterare 40. Polarisationsroterarna 40 är placerade i lnitten. av' varje gren så att anordningen. är symmetrisk i förhållande till polarisationsroteraren. Vidare måste fas- och amplitudstyrningselementen uppsplittras symmet- 511 608 í riskt i förhållande till polarisationsroteraren som visat i fig. 4. Som ett resultat måste ett amplitudstyrningselement och ett fasstyrningselement tillhandahållas på båda sidor om polarisa- tionsroteraren 40.
Polarisationsroteraren 40 kan implementeras på åtskilliga sätt.
Först av allt kan polarisationsroteraren implementeras som en vàgledarmodomvandlare som visas i "Passive Mode Converter with a Periodically Tilted InP/GaInAsP Rib Waveguide", H. Heindrich et al., IEEE Photon, Technology Letters, Vol. 4(l), januari 1992, s. 34-36. Vidare kan roteraren implementeras som en kvartsplatta som beskrivet i "Polarization Insensitive Arrayed-Waveguide Grating Wavelength Multiplexer on Silicon", H. Takhashi, Y.
Hibino och I. Nishi, Optics Letters, Vol. l7(7), l april 1992, s. 499-501.
I en annan utföringsform av den föreliggande uppfinningen kan det optiska filtret användas som en ersättning för ett avstämbart gitter i en DBR-laser med tre sektioner. I denna utföringsform förenklas konstruktionen av filtret genom att vika filtret längs symmetrilinjen genom varje gren. Fig. 5 illustrerar en sådan laser med en interferometrisk sektion. med fyra grenar. Ett fasstyrningselement 52 är placerat i var och en av de fyra grenarna för vågledaren 50. Ett element 54 med hög reflektivitet är placerat vid änden av varje fasstyrningselement 52. Ljus som utbreder sig i vågledaren passerar genom en förstärkningssektion 56 och en fasstyrningssektion 58. Ljuset uppsplittras sedan i fyra olika grenar för vågledaren genom Y-kopplingsuppsplittrare eller digitala omkopplare. Ljuset passerar genom fasstyrnings- elementen 52 och reflekteras tillbaka genom fasstyrningselementen 52 genom elementet 54 med hög reflektivitet. Ett partiellt transmitterande spegelelement 51 placerat vid änden av för- stärkningssektionen 56 tillåter en del av ljuset att lämna lasern och reflekterar resten av ljuset tillbaka in i förstärknings- sektionen 56. Ljuset i var och en av grenarna i vågledaren har olika faser. Fasstyrningselementen.52 behöver endast kunna alstra 511 608 “7 fasskift mellan 0 och n eftersom ljuset genomlöper fasstyr- ningselementen två gånger.
Reflektionsspektrum för den interferometriska sektionen är samma som transmissionsspektrum för det optiska filtret beskrivet ovan och är alltså avstämbart. Avstämningsområdet beror på filtrets periodicitet och kunde väljas genom att välja skillnaderna mellan längderna för de olika grenarna. Fasstyrningselementen 52 skulle tillåta våglängdsselektion inom filtrets periodicitet. Fasstyr- ningssektionen 58 används för att justera den globala rundtrips- fasen i lasrarna och kan alltså användas som en finstyrning för lasringsvåglängd.
Det kommer att inses av den ordinäre fackmannen att den före- liggande uppfinningen kan gestaltas i andra speciella former utan att avvika från andemeningen eller viktiga kännetecken för denna uppfinning. De för närvarande visade utföringsformerna är därför avsedda i. alla avseenden att vara illustrativa och icke be- gränsande. Omfattningen av uppfinningen anges av de bifogade kraven, snarare, än den föregående beskrivningen och alla ändringar som faller innanför betydelsen och området för ekvivalenter därav avses att vara innefattade däri.

Claims (15)

/Ü 511 608 PATENTKRAV
1. Ett interferometriskt avstämbart optiskt filter innefattande: ett halvledarsubstrat med en första elektrod tillhandahållen på en forsta yta av detta; en vågledare (10) utformad i och lateralt definierad i ytan av substratet för att bära ljusvågor, i vilken en sektion av vågledaren är uppsplittrad i fler än två parallella grenar (1-N), varvid varje gren har en skild längd, vari varje gren av vågledaren innefattar ett fasstyrningsorgan (14, 52) for att ända vågledarens effektiva brytningsindex; organ for uppsplittring av ljusvâgoma i vågledarens grenar; samt organ för att återkombinera ljusvågorna efter vågledarens uppsplittringssektion.
2. Ett interferometriskt avstämbart optiskt filter enligt krav 1, vari varje gren av vågledaren innehåller ett amplitudstyrningsorgan (12).
3. Ett interferometriskt avstämbaxt optiskt filter enligt krav 2, vari amplitudstyrningsorganet (12) är en halvledarförstärkare.
4. Ett interferometriskt avstämbart optiskt filter enligt krav 1, vari varje gren av vågledaren innehåller en polarisationsroterare (40).
5. Ett interferometriskt avstämbart optiskt filter enligt krav l, vari varje gren av vågledaren innehåller ett amplitudstyrningsorgan (12) och en polarisationsroterare (40).
6. Ett interferometriskt avstänibart optiskt filter enligt krav 4, vari polarisationsroteraren är en vågledarmodornvandlare .
7. Ett interferometriskt avstämbart optiskt filter enligt krav l, vari polarisationsroteraren är en kvartsplatta. // 511 608
8. Ett interferometriskt avstämbart optiskt filter enligt krav 1, vari fasstymingsorganet ändrar vågledarens effektiva brytningsindex genom injektion av fria laddningsbärare i vågledaren.
9. Ett interferornetriskt avstämbart optiskt filter enligt krav 1, vari fasstyrningsorganet ändrar vågledarens effektiva brytningsindex genom utarmning av fria laddningsbärare i vågledaren.
10. Ett interferometriskt avstämbart optiskt filter enligt krav 1, vari fasstyrningsorganet ändrar vågledarens effektiva brytningsindex genom elektrooptisk avstämning.
11. 1 1. Ett interferometriskt avstämbart optiskt filter enligt krav 1, vari fasstymingsorganet ändrar vågledarens effektiva brytningsindex genom termooptisk avstämning.
12. Ett interferometriskt avstämbart optiskt filter enligt krav 1, vari organet for uppsplittring av lj usvågoma är en digital omkopplare vilken också fungerar som amplitudstymingsorgan.
13. Ett interferometriskt avstämbart optiskt filter enligt krav 1, vari organet for uppsplittring av ljusvågorna är en Y-kopplingsuppsplittrare.
14. Ett interferometriskt avstämbart optiskt filter enligt krav 1, vari organet for återkombinering av ljusvågorna är en digital omkopplare.
15. Ett interferometriskt avstämbart optiskt filter enligt krav 1, vari organet for återkombinering av lj usvågoma är en Y-kopplingsuppsplittrare.
SE9302542A 1992-08-14 1993-08-02 Interferomatriskt avstämbart optiskt filter SE511608C2 (sv)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/929,450 US5351317A (en) 1992-08-14 1992-08-14 Interferometric tunable optical filter

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE9302542D0 SE9302542D0 (sv) 1993-08-02
SE9302542L SE9302542L (sv) 1994-02-15
SE511608C2 true SE511608C2 (sv) 1999-10-25

Family

ID=25457880

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE9302542A SE511608C2 (sv) 1992-08-14 1993-08-02 Interferomatriskt avstämbart optiskt filter

Country Status (7)

Country Link
US (1) US5351317A (sv)
JP (1) JPH06160654A (sv)
CA (1) CA2101412C (sv)
DE (1) DE4327103B4 (sv)
FR (1) FR2694817B1 (sv)
GB (1) GB2269678B (sv)
SE (1) SE511608C2 (sv)

Families Citing this family (73)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5579143A (en) * 1993-06-04 1996-11-26 Ciena Corporation Optical system with tunable in-fiber gratings
US5600473A (en) * 1993-06-04 1997-02-04 Ciena Corporation Optical amplifier systems with add/drop multiplexing
SE501495C2 (sv) * 1993-07-02 1995-02-27 Ericsson Telefon Ab L M Avstämbar optisk anordning
EP0662621B1 (de) * 1994-01-11 1998-05-06 Siemens Aktiengesellschaft Optische Anordnung aus streifenförmigen optischen Wellenleitern
DE69523104T2 (de) * 1994-02-11 2002-06-06 Koninklijke Philips Electronics N.V., Eindhoven Phasengekoppelte optische vorrichtung
DE4410780A1 (de) * 1994-03-28 1995-10-05 Siemens Ag Integrierte Laseranordnung in Verbindung mit einem mitintegrierten Interferometer
US5515460A (en) * 1994-12-22 1996-05-07 At&T Corp. Tunable silicon based optical router
US5680235A (en) * 1995-04-13 1997-10-21 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson Optical multichannel system
JP3432957B2 (ja) * 1995-07-05 2003-08-04 三洋電機株式会社 光変調装置および光ファイバ通信システム
DE19527219B4 (de) * 1995-07-26 2007-06-21 Robert Bosch Gmbh Abstimmvorrichtung für ein integriert optisches Vielstrahlinterferometer
DE19602677C1 (de) * 1996-01-25 1996-11-14 Siemens Ag Verfahren und Schaltungsanordnung zur Frequenzstabilisierung eines WDM-Multiplexers/-Demultiplexers
JPH09211501A (ja) * 1996-01-31 1997-08-15 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 熱光学光スイッチ
IL119006A (en) 1996-08-04 2001-04-30 B G Negev Technologies And App Optical filters with adjustable stay line
DE59712086D1 (de) * 1996-09-30 2004-12-23 Infineon Technologies Ag Anordnung zur Durchführung eines Add/Drop-Verfahrens im Wellenlängenmultiplex übertragenen optischen Leistungen
DE19640725A1 (de) * 1996-10-02 1998-04-09 Reinhold Prof Dr Ing Noe Netzwerkanalysator
US6545783B1 (en) 1996-10-29 2003-04-08 Chorum Technologies Lp Optical wavelength add/drop multiplexer
US6847786B2 (en) 1996-10-29 2005-01-25 Ec-Optics Technology, Inc. Compact wavelength filter using optical birefringence and reflective elements
US6163393A (en) 1996-10-29 2000-12-19 Chorum Technologies Inc. Method and apparatus for wavelength multipexing/demultiplexing
US6243200B1 (en) 2000-03-02 2001-06-05 Chorum Technologies, Inc. Optical wavelength router based on polarization interferometer
US6115155A (en) 1996-10-29 2000-09-05 Chorum Technologies Inc. System for dealing with faults in an optical link
EP0990185A1 (en) * 1997-06-20 2000-04-05 BRITISH TELECOMMUNICATIONS public limited company Multi-band-pass filter
DE19744354C2 (de) * 1997-10-08 2001-02-01 Hertz Inst Heinrich Vorrichtungen zum Trennen und Überlagern von verschiedene Frequenzkomponenten aufweisenden Lichtsignalen
DE19745323C2 (de) * 1997-10-14 1999-09-16 Deutsche Telekom Ag Verfahren und Vorrichtung zum spektralen Pegelableich in MDW Vielkanalsystemen
GB2334594A (en) 1998-02-20 1999-08-25 Fujitsu Telecommunications Eur Arrayed waveguide grating device
GB2339919B (en) * 1998-07-17 2002-12-11 Bookham Technology Ltd Thermo-optic semiconductor device
GB2344657A (en) * 1998-11-06 2000-06-14 Univ Heriot Watt Wavelength selective optical filter
US6384964B1 (en) * 1999-01-27 2002-05-07 The Furukawa Electric Co., Ltd. Optical gain equalizer, and method for producing the optical gain equalizer, and applications of the optical gain equalizer
US6400855B1 (en) 1999-04-16 2002-06-04 Radiant Photonics, Inc. N × N optical switching array device and system
US6519060B1 (en) 1999-06-04 2003-02-11 Chorum Technologies Lp Synchronous optical network in frequency domain
US6275328B1 (en) * 1999-07-27 2001-08-14 Nortel Networks Limited Amplifier control
US6947220B1 (en) 1999-11-22 2005-09-20 Ksm Associates, Inc. Devices for information processing in optical communications
DE10020951C2 (de) * 2000-04-28 2002-10-10 Siemens Ag Dispersionskompensator, optische Signalstrecke und Verfahren zur Dispersionskompensation
EP1176439A1 (en) * 2000-07-11 2002-01-30 Corning Incorporated Tapped delay line based gain flattening filter
US6574380B2 (en) 2000-07-11 2003-06-03 Corning Incorporated Tapped delay line-based configurable spectral filter with in-situ monitoring
JP2002082321A (ja) * 2000-09-08 2002-03-22 Mitsubishi Electric Corp 可変光フィルタ
US6678439B2 (en) * 2001-06-14 2004-01-13 Martin Hoffmann Wavelength division multiplexing and broadcast optical interconnection apparatus
US6697544B2 (en) 2001-07-25 2004-02-24 Agere Systems, Inc. Tunable thermo-optic device and method for using
JP3643058B2 (ja) * 2001-07-30 2005-04-27 Ｔｄｋ株式会社 導波路形回折格子
US6515786B1 (en) 2001-08-03 2003-02-04 Chorum Technologies Lp Bandwidth variable wavelength router and method of operation
JP2003057457A (ja) * 2001-08-08 2003-02-26 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光フィルタ
DE10140542A1 (de) * 2001-08-17 2003-03-06 Deutsche Telekom Ag Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von Interferenz von Licht
US6671437B2 (en) 2002-05-08 2003-12-30 Lambda Crossing Ltd. Method and device for tunable frequency selective filtering of optical signals
WO2004038493A1 (ja) * 2002-10-25 2004-05-06 The Furukawa Electric Co., Ltd. ダイナミックゲインイコライザー
GB2394598A (en) * 2002-10-26 2004-04-28 Bookham Technology Plc Reducing the number of stray charge carriers within an optical waveguide
JP4593080B2 (ja) * 2003-03-28 2010-12-08 古河電気工業株式会社 光監視用デバイス
GB2404034A (en) * 2003-07-17 2005-01-19 Dow Corning Ltd An electro-optically tunable optical filter
US7305158B2 (en) * 2004-04-15 2007-12-04 Davidson Instruments Inc. Interferometric signal conditioner for measurement of absolute static displacements and dynamic displacements of a Fabry-Perot interferometer
US7492463B2 (en) * 2004-04-15 2009-02-17 Davidson Instruments Inc. Method and apparatus for continuous readout of Fabry-Perot fiber optic sensor
US7835598B2 (en) 2004-12-21 2010-11-16 Halliburton Energy Services, Inc. Multi-channel array processor
US7864329B2 (en) 2004-12-21 2011-01-04 Halliburton Energy Services, Inc. Fiber optic sensor system having circulators, Bragg gratings and couplers
EP1869737B1 (en) 2005-03-16 2021-05-12 Davidson Instruments, Inc. High intensity fabry-perot sensor
US7792403B1 (en) 2005-09-08 2010-09-07 Infinera Corporation Adiabatic polarization converter
US7639368B2 (en) 2005-09-13 2009-12-29 Halliburton Energy Services, Inc. Tracking algorithm for linear array signal processor for Fabry-Perot cross-correlation pattern and method of using same
US7684051B2 (en) * 2006-04-18 2010-03-23 Halliburton Energy Services, Inc. Fiber optic seismic sensor based on MEMS cantilever
US7743661B2 (en) 2006-04-26 2010-06-29 Halliburton Energy Services, Inc. Fiber optic MEMS seismic sensor with mass supported by hinged beams
US8115937B2 (en) 2006-08-16 2012-02-14 Davidson Instruments Methods and apparatus for measuring multiple Fabry-Perot gaps
WO2008091645A1 (en) 2007-01-24 2008-07-31 Davidson Energy Transducer for measuring environmental parameters
DE102007031864A1 (de) * 2007-07-04 2009-01-15 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren und Anordnung zur Kompensation von polarisationsabhängiger Frequenzverschiebung (PDFS) in optischen Wellenleitern sowie ein entsprechendes Computerprogramm und ein entsprechendes computerlesbares Speichermedium
US7565041B2 (en) * 2007-10-26 2009-07-21 Infinera Corporation Symmetric optical circuit with integrated polarization rotator
JP5182049B2 (ja) 2008-12-09 2013-04-10 富士通株式会社 偏波変換デバイス及び偏波多重変調器
US8401399B2 (en) 2009-05-28 2013-03-19 Freedom Photonics, Llc. Chip-based advanced modulation format transmitter
US9344196B1 (en) 2009-05-28 2016-05-17 Freedom Photonics, Llc. Integrated interferometric optical transmitter
JP2011100168A (ja) * 2011-02-21 2011-05-19 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd 光導波路素子
FR2986379B1 (fr) * 2012-01-30 2017-03-17 Agilent Tech Inc (A Delaware Corporation) "laser accordable en phase continue"
TW201441692A (zh) * 2013-04-30 2014-11-01 Hon Hai Prec Ind Co Ltd 電光調製器
WO2015052937A1 (ja) * 2013-10-11 2015-04-16 国立大学法人大阪大学 スペクトル圧縮装置、光アナログ／デジタル変換システム、およびスペクトル圧縮方法
US10665958B2 (en) 2015-03-19 2020-05-26 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Beamforming receiver
EP3272025B1 (en) * 2015-03-19 2019-06-12 Telefonaktiebolaget LM Ericsson (publ) Phase rotation and amplitude control unit
US10320152B2 (en) 2017-03-28 2019-06-11 Freedom Photonics Llc Tunable laser
WO2019187777A1 (ja) 2018-03-27 2019-10-03 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 光デバイスおよび光検出システム
JP7163666B2 (ja) * 2018-08-22 2022-11-01 日本電信電話株式会社 光デジタル・アナログ変換器
US11409045B2 (en) 2019-07-02 2022-08-09 Lightmatter, Inc. Photonics stabilization circuitry
US20210286128A1 (en) * 2020-03-16 2021-09-16 Lightmatter, Inc. Realizing high per-mode optical power with integrated light sources and optical combiners

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4111521A (en) * 1977-01-21 1978-09-05 Xerox Corporation Semiconductor light reflector/light transmitter
US4878723A (en) * 1986-02-06 1989-11-07 Gte Laboratories Incorporated Optically controlled semiconductor waveguide interferometer apparatus
JPH02269323A (ja) * 1989-04-11 1990-11-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd 発光素子
US5009477A (en) * 1989-05-12 1991-04-23 At&T Bell Laboratories Optical interconnect arrangement
US5013113A (en) * 1989-08-31 1991-05-07 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Lossless non-interferometric electro-optic III-V index-guided-wave switches and switching arrays
JPH03131825A (ja) * 1989-10-18 1991-06-05 Hitachi Ltd 光周波数シフタ
US5034603A (en) * 1989-11-06 1991-07-23 Wilson Keith E Integrated optics wavelength stabilization unit
JPH0545680A (ja) * 1991-08-09 1993-02-26 Oki Electric Ind Co Ltd 光波長フイルタ素子及び光波長フイルタ装置
US5157744A (en) * 1991-12-16 1992-10-20 At&T Bell Laboratories Soliton generator

Also Published As

Publication number Publication date
GB9315728D0 (en) 1993-09-15
DE4327103B4 (de) 2008-07-31
GB2269678B (en) 1996-03-27
DE4327103A1 (de) 1994-02-17
SE9302542L (sv) 1994-02-15
GB2269678A (en) 1994-02-16
CA2101412A1 (en) 1994-02-15
JPH06160654A (ja) 1994-06-07
FR2694817A1 (fr) 1994-02-18
FR2694817B1 (fr) 1995-09-01
SE9302542D0 (sv) 1993-08-02
CA2101412C (en) 2004-02-24
US5351317A (en) 1994-09-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SE511608C2 (sv) Interferomatriskt avstämbart optiskt filter
Tran et al. Tutorial on narrow linewidth tunable semiconductor lasers using Si/III-V heterogeneous integration
Komljenovic et al. Heterogeneous silicon photonic integrated circuits
US6222964B1 (en) Ultra-fast tunable optical filters
Bowers et al. Recent advances in silicon photonic integrated circuits
US6940878B2 (en) Tunable laser using microring resonator
US6888973B2 (en) Tunable optical add/drop multiplexer with multi-function optical amplifiers
US7126731B1 (en) Optical latch based on lasing semiconductor optical amplifiers
US7149381B2 (en) Optical filtering device and method
Yoshikuni Semiconductor arrayed waveguide gratings for photonic integrated devices
Segawa et al. Semiconductor double-ring-resonator-coupled tunable laser for wavelength routing
Broberg et al. A novel integrated optics wavelength filter in InGaAsP-InP
WO2016172062A1 (en) A tunable optical apparatus
GB2582311A (en) A quantum random number generator
Hildebrand et al. The Y-laser: A multifunctional device for optical communication systems and switching networks
Matsuo et al. Digitally tunable ring laser using ladder filter and ring resonator
Hamacher et al. Active ring resonators based on GaInAsP/InP
Sakata et al. Vertical forward coupler based channel‐dropping photodetector
STARING et al. Phased-array-based photonic integrated circuits for wavelength division multiplexing applications
Matsuo et al. A high-speed tunable optical filter using a semiconductor double-ring resonator
Segawa et al. High-speed wavelength-tunable optical filter using cascaded Mach–Zehnder interferometers with apodized sampled gratings
Uitterdijk et al. Integrable Polarization Insensitive InGaAsPLnP Mach-Zehnder S witch
Saito et al. Burst-Tolerant $\lambda $-Switching of Electro-Optically Tunable Reflection-type Transversal Filter Laser with Single Active Region
Kuznetsov et al. Frequency tuning characteristics and WDM channel access of the semiconductor three-branch Y3-lasers
Segawa et al. Wavelength-routed switching for 25-Gbit/s optical packets using a compact transmitter integrating a parallel-ring-resonator tunable laser and an InGaAlAs EAM

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed