WO2007033805A1 - Optisches element und verfahren zur steuerung seiner übertragungsfunktion - Google Patents

Optisches element und verfahren zur steuerung seiner übertragungsfunktion Download PDF

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WO2007033805A1
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optical
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grating
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Swet Optics Gmbh
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    • G02F2201/307—Reflective grating, i.e. Bragg grating

Definitions

  • the invention belongs to the physical field of optics, namely to the optical methods and devices for spectral filtering of optical radiation. This is based on electro-optical crystals and is used to produce electrically controlled narrow-band filters with a wide wave spectrum of switching to wavelength, as well as for Production of selective optical attenuators and modulators of light and optical equalizers used.
  • the volume of transmitted information is currently growing at a disproportionate rate and is leading to the development of new technologies making it possible to increase the data transmission of telecommunications networks.
  • One of the most future-oriented methods is the compression of the signals in the channels of fiber-optic transmission networks (WDM - Wavelength Multiplexing Division)
  • WDM - Wavelength Multiplexing Division The transmission of up to 80 spectral channels, generating wavelengths of equal distance in the spectrum from 1530 nm to 1600 nm, will enable in the near future
  • WDM will not be practical in practice unless there are a variety of optical elements, such as splitters, routers, filters, modulators, amplifiers, etc. Also, to effectively leverage the new capabilities, control and switching are more optical In this way, the role of the controlled optical elements, such as the optical switch and the controllable optical filter, is increasingly growing. All known methods of spectral filtering of the optical radiation are based on diffraction of the radiation in Bragg's phase grating (US Pat.
  • Phase grating previously fixed and written in a photorefractive crystal [GA Rakuljic, V Leyva - "Volume holographic narrow-band optical filter” -Opt Lett-1993, VoI 18, N 6 pp 459-461] it is possible to use both the volume and the waveguiding design of Braggs phase gratings [J Hukriede, I Nee, D Kip , E Kraetzig - "Thermally fixed reflection gratings for infrared light in LiNb03 Ti Fe Channel waveguides "- Opt Lett - 1998, VoI 23, N 17, pp 1405-1407]
  • the actual spectral filtering is carried out in the following manner.
  • the crystal is illuminated by a light beam in a direction substantially parallel to the direction of the vector of the phase grating, the light reflects only in the wavelength which corresponds to Bragg's condition in the phase grating in the opposite direction Exactly the light of the remaining wave spectrum passes through the optically transparent crystal Exactly, the light reflects at the phase grating in a certain narrow wave spectrum of the wavelength
  • the spectral selectivity of such a filter depends on the length of the Bragg phase grating and corresponds to the following formula d ⁇ A n, if »- ⁇ B TT ⁇ n
  • an electric field with field strength E can be applied transversely to the direction of the beam propagation of the light [R Muller, J V
  • the filter When changing the electric field strength E, the filter is converted by selecting a specific wavelength ⁇ e of the radiation to be filtered.
  • the waveguide design allows the creation of control fields at a relatively small applied voltage thanks to a very small distance between the electrodes (10 ⁇ m).
  • a holographic optical element which fulfills the function of a narrow band optical filter.
  • This element consists of a photorefractive crystal in which the Bragg phase grating is inscribed and fixed.
  • the element has a very high spectral selectivity (it is possible to provide the filters with a width of the spectral transfer function of at least 10 pm).
  • the element can be used for light filtering with input waviness of the wavefront as well as for simultaneous filtering of several wavelengths.
  • the use of the known holographic element in fiber optic networks requires volume design and additionally collimated optics. This in turn requires a precise adjustment. This is extremely expensive and is therefore not suitable for mass production.
  • the device closest to the element to be reported for a variety of its essential characteristics is the optical element described in [US005832148A]. It is based on a substrate to which has been applied a thin film of electro-optic material having a higher refractive index than that Refractive index of the substrate itself The above film is used as an optical waveguide In a further development thereof, a specific electro-optic material (LiNbO 3 ) is used as a substrate, and the optical waveguide is formed by diffusion of an intermediate layer of titanium ions. On the surface of the electro-optical layer, elongated electrodes are applied, to which a controlling voltage source is connected. The Bragg phase grating is inscribed in the waveguide layer
  • the filter has a very high spectral selectivity and performs the function of an electrically tunable narrow-band optical filter (it is possible to provide filters with spectral selectivity of less than 10 pm)
  • the design of the waveguide allows high electric field strength at a relatively low voltage thanks to a very small distance between the electrodes (10 ⁇ m)
  • the wavelength range of the tunability of such a filter is limited by the voltage of the electric punch-through and, in the case of the LiNbO 3 -based filter, does not exceed 1 nm
  • the wavelength range of the tunability of such a filter is limited by the voltage of the electrical breakdown and exceeds in the case of the filter on the
  • the object of the invention is, on the one hand, the production of optical elements in an integral optical design that have multifunctional use (tunable optical filters, selective optical attenuators and modulators, optical switches and optical equalizers), and the high spectral selectivity, wide wavelength range of tunability, large Dynamic, and low tendency to crosstalk verfugen.
  • a further object of this invention was the development of a control method of the above elements which makes it possible to electrically control the profile of the transfer function, the position of the maximum of the transfer function, the number of channels to be selected, the compensation of the phase distortion using a relative low control voltage, as well as high-speed tunability and circuit.
  • the object is achieved by a plurality of inventions, which are connected by common intention to invent with each other, solved.
  • the stated object is achieved in that the optical element is constructed on an electro-optical material in which the Bragg phase grating is formed.
  • the grating has a means for forming spatially inhomogeneous, aperiodic, external electric fields at least over parts of the length of the grating along the direction of propagation of optical radiation.
  • the Bragg phase grating can be formed in the optical waveguide of the electro-optic material, in the form of periodically applied elevations and depressions of the surface of the waveguide in the direction of light propagation.
  • the Bragg phase grating can be formed in the optical waveguide of the electro-optic material, in the form of periodically applied elevations and depressions of the surface of the waveguide in the direction of light propagation.
  • a layer of a material is applied to the surface of the grid, whose refractive index corresponds to the refractive index of the substrate, or from the
  • Refractive index of the base may differ by a maximum of 40%.
  • Field can be created by the application of two electrodes located on both sides of the grid described above.
  • Field can be created by the application of two electrodes located on both sides of the grid described above. The distance between the two
  • Electrodes change linearly along the direction of beam propagation.
  • Field can be created by four isolated individual electrodes, which are in pairs from the two sides of the above-mentioned grid.
  • Field can be created by four isolated individual electrodes, which are in pairs from the two sides of the above-mentioned grid. The distance between the respective pair of electrodes increases or decreases linearly along the
  • Feldes can be isolated by applying at least three electrically isolated from each other
  • Grids are determined along the direction of the optical radiation. This construction may e.g. be performed in the number N of the above-mentioned electrodes; while the
  • the stated object can also be achieved by controlling the profile of the
  • Bragg's phase grating is formed, which in turn via the means for creating a spatially inhomogeneous, aperiodic, external electric field at least on parts of
  • Lattice length along the direction of propagation of optical radiation features, through the At least a portion of the grid of a spatially inhomogeneous, aperiodic, external electric field is effected, which causes the change in the diffraction of the optical radiation, up to their maximum change.
  • the direction of the vector of electric field strength may be formed on one part of the above-mentioned grating in the opposite direction to that of the vector of electric field strength on the other part of the grating.
  • the object of the invention is that the diffraction on the Bragg grating, which is generated in the electro-optical material, is controlled by the formation of an inhomogeneous distribution of the electric field within the material.
  • control voltage can be significantly reduced and the speed of the transfer function can be significantly increased.
  • Refractive index corresponds to the refractive index of the substrate, or from the
  • Refractive index of the substrate may deviate by a maximum of 40%.
  • the size of the electrical breakdown can be substantially increased (increased), and thus the size of the tunable wavelength range is substantially increased. This is done by using an additional layer of electrically isolable
  • the diffraction of the radiation to be filtered is controlled by the formation of an electric field of a certain strength in the crystal, whereby the refractive index of the crystal is changed.
  • a special feature of the method to be registered is that the electric field in the direction of the
  • the required transfer function of the optical element can be created, resulting in
  • Multifunctionality of the optical element leads.
  • the diffraction efficiency of the grating can be substantially reduced to zero.
  • an electric spectrally-selective light switch can be provided.
  • the switching speed of such a switch is thanks to the electro-optical
  • Bragg phase grating to be controlled.
  • such element functions as an electrically controlled selective light modulator.
  • the profile of the transfer function of the Bragg phase grating can be electrically controlled.
  • This reconfiguration is accomplished by applying electric fields to two equal halves of the grating that produce a phase shift equal to ⁇ for the light waves reflected from both halves of the grating.
  • the optical element to be registered can function as a universal optical switch with a variable number of spectral channels. There is a certain
  • optical element to be registered can be considered as an electrically controlled optical
  • the optical element to be registered can function as a narrow band optical filter having a wide wavelength range.
  • the optical element to be registered can act as a compensator of the optical spectral dispersion.
  • Fig.1 shows the prototype of the optical element with two electrodes. (U 1 and U 2 represent the electrical voltages applied to the electrodes. Compensating and insulating material layers are not shown.)
  • Fig. 2 shows the optical element with two electrodes. The distance between the two electrodes decreases linearly along the direction of beam propagation.
  • Fig.3 shows the optical element with four electrodes.
  • Fig. 4 shows the optical element with four electrodes. The distance between each pair of electrodes varies linearly along the direction of beam propagation.
  • Fig. 5 shows the optical element with 3 electrodes.
  • Fig. 6 shows the optical element with 8 electrodes.
  • Fig. 7 shows the optical element in longitudinal section.
  • the Bragg phase grating is constructed as a series of periodically mounted elevations and depressions of the surface of the waveguide, coated with a layer of the compensating and a layer of electrically insulating material. (h height of the waveguide. ⁇ h height difference between the pits and elevations).
  • the section runs along the waveguide (in the plane ABC).
  • Fig. 8 shows the cross section of the above-mentioned optical element.
  • the section runs transversely to the axis of the waveguide (in the plane DEF).
  • Fig. 9 shows the dependence of the electric field strength E on the coordinates along the direction of beam propagation for the arrangement of the electrodes on the element as shown in Fig. 2.
  • Fig.10 shows the dependence of the electric field strength E on the coordinates along the direction of beam propagation for the arrangement of the electrodes on the element as shown in fig.
  • Fig. 11 shows the spectral characteristic of the reflection coefficient of the Bragg phase grating, ( ⁇ -wavelength of the optical radiation, ⁇ ⁇ - central wavelength of the reflected optical radiation, d - width of the transfer function of the Bragg phase grating).
  • Fig. 12 shows the prototype of the optical element with a phase grating to which an external, homogeneous electric field E is applied.
  • Ebd- electric field strength at which the electrical breakdown of the optical filter takes place -E b d- electric field strength with reversible polarity
  • E 0 - electric field strength which changes the central wavelength of the reflected radiation in the amount of the width of the transfer function of Bragg Phase grating (d) is used, T-length of the phase grating).
  • Fig. 14 shows one of the variants of the spatially inhomogeneous, external electric field attached to the optical element.
  • E ⁇ / 2 electric field strength on the first half of the grating which provides an additional phase difference of the optical radiation equal to ⁇ / 2;
  • -E "n - electric field strength on the second half of the grating providing an additional phase difference of the grating creates optical radiation equal to - ⁇ / 2 -).
  • Fig. 15 shows the transfer function of the element, in the case where the electric field shown in Fig. 14 is applied to the element (solid line) Line- in the absence of the external electric field; dashed line- in the presence of the external electric field).
  • Fig. 16 shows another possible variant of the spatially inhomogeneous, external electric field applied to the optical element. (E bd - electric field strength on the first half of the lattice, -bd - electric field strength on the second half of the lattice).
  • Fig. 17 shows the transfer function of the element, in the case where the electric field shown in Fig.16 is applied to the filter (solid line- in the absence of the external electric field, dashed line- in the presence of the external electrical field) field).
  • Fig. 18 shows another possible variant of the spatially inhomogeneous, external electric field applied to the optical element. (Ibid electric field strength on the first eighth of the lattice at which the electrical breakdown of the optical filter takes place-Ib electric field strength on the last eighth of the lattice with reversed polarity).
  • Fig. 19 shows the transfer function of the element, in the case where the electric field shown in Fig.18 is applied to the filter (solid line - in the absence of the external electric field, dashed line - in the presence of the external electric) field).
  • the optical element to be registered includes a circuit board 1 of electro-optical material in which the optical waveguide 2 can be formed (see Fig. 2).
  • the electro-optical material crystals such as LiNbO 3 , KNbO 3 , BaTiO 3 , SBN can be used.
  • the Bragg phase grating 3 can be formed both in the actual material of the circuit board 1 and in the optical waveguide 2.
  • the grid 3 can be formed in the form of periodically applied elevations 6 and depressions 7 of the surface of the waveguide in the direction of light propagation (see FIGS. 7, 8). Above the periodic peaks and valleys of the waveguide, a compensating layer of material 8 is applied. This layer may for example consist of TiO 2 or SiO 2 .
  • the grating 3 From both sides of the grating 3 is the means for the formation of spatially inhomogeneous aperiodic external electric fields in the form of the electrodes 4, to which via contacts 5 electrical voltages U 1 , U 2 , U 3 , U N are mounted (depending on the Number and configuration of the electrodes 4, the applied voltages may be either equal or different in magnitude and either different or equal in polarity)
  • the spatially inhomogeneous aperiodic external electric field can be formed by electrodes 4 having different geometry. For example, two electrodes whose distance from each other varies linearly along the direction of beam propagation (see Fig. 2) ), by three rectangular electrodes (see Fig. 5), which are subjected to different voltages Ui, U 2 , U 3 ; by four electrodes of different geometry (see Fig. 3, 4), by eight rectangular electrodes (see Fig. 6), to which different voltages are applied U 1 , U2, U3, Us, by N electrodes, where N> 2D / d
  • the above examples do not limit the choice of the number of electrodes and their configuration
  • the transmission function of the optical element to be registered is controlled as follows. Within the electro-optical material 1, the necessary distribution of the electric field voltage is formed
  • FIG. 2 shows an example of the configuration of the electrodes for the formation of a space inhomogeneous aperiodic electric field
  • the inhomogeneity of the electric field is determined by the change in the distance between the electrodes
  • the distribution of the electric field strength for the configuration of the electrodes shown in Fig. 2 is shown in Fig. 9
  • the maximum possible significance of the electric field and the resulting Connected maximum gradient is determined by the height of the electrical breakdown Ibid
  • Figure 4 shows the possibility of increasing the gradient of the electric field strength through the formation of the system, which in turn forms the inhomogeneous electric field in which Shape of 2 pairs of electrodes, with the changing distance between the electrodes
  • the voltages U 1 , U 2 each with reversed polarity, act on each pair of electrodes.
  • the distribution of the electric field strength within the electro-optical material which corresponds to this configuration of the electrodes, is in The means for forming a spatially inhomogeneous, aperiodic electric field in the form of N electrodes, on which the voltages act by the contacts U, makes it possible to form different distributions of the electric field strength within the electro-optical material, and what It is particularly important that the nature of the dependence of the distribution of the electric field strength can be changed by the change in the level of applied voltages
  • phase relationships can be disregarded in the addition of the light radiation reflected from the two halves of the grating
  • the transfer function of the optical element converts into the addition of Transfer function of the two halves of the Bragg phase grating. Transfer function for this case is shown in Fig. 17.
  • Fig. 18 shows the spatial distribution of the electric field strength, in the case where the Bragg phase grating is divided into eight parts.
  • a distribution of the field can be formed by a system of electrodes, as shown in FIG.
  • the light breaks on eight independent parts of the grid with shifted central wavelengths. This leads to a reduction in the added reflection coefficient as well as to a reduction in the spectral selectivity, ie to cancel the transfer function of the filter (see FIG. 19).
  • aperiodic external electric field consists of N electrodes, it is possible to form an independent electric field on N / 2 of the parts of the grid (2 electrodes on each side of the waveguide on each part of the grid).
  • the optimum number of electrodes is selected from the ratio N> 2D / d, ie for the effective cancellation of the diffraction (reduction of the added reflection coefficient as well as for the reduction of the spectral selectivity) it is necessary to set the lattice to N / 2 to divide independent parts.
  • the number N is determined by the number of required selective channels.
  • the type of transfer function of the optical element can be changed by using a spatially inhomogeneous external electric field.
  • the example of canceling the diffraction on the Bragg phase grating was shown by reducing the added reflection coefficient and reducing the spectral selectivity.
  • the method of controlling the transfer function of the optical element to be registered can be used in narrow-band optical filters, optical attenuators, optical modulators and in phase dispersion compensators.
  • the examples set forth above do not limit the possible areas of application of transfer function control.

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Abstract

Anwendungsbereich: Optik. Optisches Element mit Braggschem Phasengitter (3), das aus elektrooptischem Material gebildet ist oder in einer zusätzlichen Schicht eingefügt ist. Das Braggsche Phasengitter (3) ist als Serie von periodisch angebrachten Erhöhungen (6) und Vertiefungen (7) der Oberfläche des Wellenleiters (2) , überzogen mit einer Schicht des kompensierenden (8) und einer Schicht des elektrisch isolierenden (9) Materials, entlang der Ausbreitung des Lichtes konstruiert. Das Phasengitter (3) ist mit einem Mittel zur Bildung eines räumlich inhomogenen, aperiodischen, externen elektrischen Feldes ausgestattet.

Description

Optisches Element und Verfahren zur Steuerung seiner Ubertragungsfunktion
Beschreibung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung gehört zum physikalischen Gebiet der Optik, und zwar zu den optischen Methoden und Einrichtungen für spektrale Filterung der optischen Strahlung Diese basiert auf elektro-optischen Kristallen und wird zur Herstellung elektrisch gesteuerter engbandiger Filter mit einem breiten Wellenspektrum der Umschaltung auf Wellenlange, sowie für die Herstellung der selektiven optischen Attenuatoren und Modulatoren des Lichts und der optischen Equaliser verwendet.
Hintergrund der Erfindung
Das Volumen der zu übermittelten Informationen wachst zur Zeit uberproportional und fuhrt zur Entwicklung neuer Technologien, die es ermöglichen, die Datenübertragung der Telekommunikationsnetze zu erhohen Dabei ist eines der am zukunftsorientiertesten Verfahren die Verdichtung der Signale in den Kanälen glasfaserbasierter optischer Netze der Datenübertragung (WDM - Wavelength Division Multiplexing) Die Übertragung von bis zu 80 Spektralkanalen, wobei Wellenlangen gleichen Abstandes im Spektrum von 1530 nm bis 1600 nm erzeugt werden, wird es in naher Zukunft ermöglichen,
Ubermittlungsgeschwindigkeiten von mehreren Terabit pro Sekunde in optischen Netzen zu erreichen
WDM wird erst dann in die Praxis effizient umsetzbar sein, wenn eine Vielzahl an optischen Elementen, wie z B Splitter, Routers, Filter, Modulatoren, Verstarker usw vorhanden sind Außerdem ist es für die effektive Nutzung der neuen Möglichkeiten erforderlich, die Steuerung und Umschaltung optischer Signale sowie ihre Umgestaltung in elektronischer Weise zu erreichen Auf diese Weise wachst zunehmend die Rolle der gesteuerten optischen Elemente, wie z B der optische Switch und der steuerbare optische Filter Alle bekannten Methoden der spektralen Filterung der optischen Strahlung basieren auf Diffraktion der Strahlung in Braggs Phasengitter („phase grating"), welche zuvor in einem photorefraktiven Kristall fixiert und geschrieben worden ist [G A Rakuljic, V Leyva - „Volume holographic narrow-band optical filter" -Opt Lett - 1993, VoI 18, N 6 p p 459- 461] Es ist möglich, sowohl das Volumen als auch das wellenleitende Design von Braggs Phasengitter zu nutzen [J Hukriede, I Nee, D Kip, E Kraetzig - „Thermally fixed reflection gratings for infrared light in LiNbO3 Ti Fe Channel waveguides" - Opt Lett - 1998, VoI 23, N 17, p p 1405-1407]
Die eigentliche spektrale Filterung erfolgt auf folgende Weise Bei der Beleuchtung des Kristalls durch einen Lichtstrahl in praktisch paralleler Richtung zu der Richtung des Vektors des Phasengitters, reflektiert das Licht nur in der Wellenlange, die jeweils der Braggschen Bedingung im Phasengitter entspricht, und zwar in umgekehrter Richtung Das Licht des übrigen Wellenspektrums verlauft unverändert durch den optisch transparenten Kristall Genau gesehen, reflektiert dabei das Licht am Phasengitter in einem bestimmten engen Wellenspektrum der Wellenlange Die zentrale Wellenlange des Lichts λß entspricht der nachfolgender Formel λB = 2nΛ (1)
Dabei bedeuten n - mittlerer Brechungsindex des Kristalls Λ - Periode des Braggschen Phasengitters
Die spektrale Selektivität eines solchen Filters hangt von der Lange des Braggschen Phasengitters ab und entspricht folgender Formel d Λ A n, wenn » - λB T T πn
(2) d n, Λ wenn n i
- «
K πn T πn
Dabei bedeuten d - Wellenbereich des selektiven reflektierten Lichts n! - Amplitude der Veränderung des Brechnungsindexes des Braggschen Phasengitters
T- Lange des Phasengitters
Zur Veränderung der gewählten Wellenlange λ kann ein elektrisches Feld mit Feldstarke E quer zur Richtung der Strahlenausbreitung des Lichts angelegt werden [R Muller, J V
Alvarez-Bravo, L Arizmendi, J M Cabrera - „Tuning of photorefractive interference filters in LiNbO3 - J Phys D ApIl Phys - 1994, VoI 27, p p 1628-1632] Wegen des linearen elektro-optischen Effekts (Pokkels-Effekt) hangt in den photorefraktiven Kristallen der mittlere Brechungsindex des Kristalls n von der Spannung des elektrischen Feldes E wie folgt ab Δn - — n„rE (3)
Dabei bedeuten:
Δn - Variation des Brechungsindex des Kristalls no - mittlerer Brechungsindex des Kristalls, unter der Bedingung E=O r - effektiver elektro-optischer Koeffizient, der von der Richtung des elektrischen Feldes im
Verhältnis zu den kristallografischen Achsen abhängt.
Bei der Veränderung der elektrischen Feldstärke E wird der Filter umgewandelt, indem eine bestimmte Wellenlänge λe der zu filternden Strahlung gewählt wird. Das Wellenleiterdesign ermöglicht die Erzeugung von Steuerfeldern bei einer relativ kleinen angelegten Spannung dank einem sehr kleinen Abstand zwischen den Elektroden (lOμm).
Es ist ein holographisches optisches Element bekannt [US005440669A], das die Funktion eines schmalbandigen optischen Filters erfüllt. Dieses Element besteht aus einem photorefraktiven Kristall, in dem das Braggsche Phasengitter eingeschrieben und fixiert ist. Das Element verfugt über eine sehr hohe spektrale Selektivität (es ist möglich, die Filter mit einer Breite der spektralen Übertragungsfunktion von mindestens 10 pm zu schaffen). Das Element kann zur Lichtfilterung mit eingegebenen Krümmelmittelsgrad der Wellenfront genutzt werden sowie zur gleichzeitigen Filterung von mehreren Wellenlängen. Bei der Verwendung des bekannten holografischen Elements in faseroptischen Netzen wird Volumendesign und zusätzlich kollimierte Optik benötigt. Diese erfordert wiederum eine präzise Justierung. Dies ist äußerst kostenintensiv und ist damit für eine Massenproduktion nicht geeignet.
Es ist ein Verfahren der elektrischen Umschaltung eines holografischen optischen Filters im photorefraktivem Kristall [M.P. Petrov, V.M. Petrov, A. V. Chamrai, C. Denz, T. Tschudi. - „Electrically controlled holographic optical Filter". - Proc. 27th Eur. Conf. on Opt. Comm. (ECOCOl - Amsterdam). - Th.F.3.4, p.p. 628-629 (2001)] bekannt, bei dem im Kristall ein räumlich homogenes elektrisches Feld durch die Anwendung einer konstanten Spannung am Kristall geschaffen wird. Bei der Veränderung der angelegten Spannung und der damit verbundenen Veränderung der elektrischen Feldstärke E wird der Filter umgestaltet, indem eine bestimmte Wellenlänge λß der zu filternden Strahlung gewählt wird. Der Nachteil dieses Verfahrens ist die Notwendigkeit der Nutzung von sehr hohen Steuerspannungen, die durch kleine elektrooptische Koeffizienten der benutzten photorefraktiven Materialien bestimmt werden. Weiterer Nachteil ist ein kleiner Wellenbereich der Umschaltung in Höhe von maximal 1 nm für LiNbO3 begrenzt durch die elektrische Entladung.
Es ist ein Verfahren der elektrischen Multiplexierung bekannt [M. P. Petrov, S. I. Stepanov, A.A. Kamshilin. - Light diffraction from the volume holograms in electrooptic birefringent crystals". - Opt. Commun. - 1979, No. 29, p.p. 44-48], welches darin besteht, dass in ein und demselben Volumen des photorefraktiven Kristalls einige Braggsche Phasengitter eingeschrieben werden, bei unterschiedlichen Werten der elektrischen Feldstärke. Dieses Verfahren ermöglicht den Wellenlängenbereich der elektrischen Umgestaltung des Filters zu verbreitern.
Bei Anwendung dieser Methode bestehen jedoch Begrenzungen bezüglich der Anzahl der umgeschalteten spektralen Kanäle (die durch eine maximale Zahl an elektrisch gemultiplexten Hologrammen bestimmt werden) sowie auf Abstand zwischen den benachbarten Kanälen. Diese Begrenzung entsteht durch höchste Anforderungen an moderne Datenübertragungssysteme bezüglich Übersprechen. Bei der elektrischen Schaltung kommt es zu einer einfachen Verschiebung der zentralen Wellenlängen aller Gitter, die im Kristall eingeschrieben sind. Dabei entspricht der zentrale Wellenlängenbereich eines Gitters dem zentralen Wellenlängenbereich desjenigen spektralen Kanals, der in diesem Moment eingeschaltet ist. Gleichzeitig verursachen die restlichen Gitter zusätzliches Rauschen.
Es ist ein elektrischer Schalter bekannt (WO 00/02098), der ein paraelektrisches photorefraktives Material beinhaltet, in welchem mindestens ein holographisches Gitter gebildet ist, mit zwei Elektroden, die auf den gegenüber liegenden Rändern des Materials aufgebracht sind, um ein äußeres elektrisches Feld anzuwenden.
Bei diesem Switch wird jedoch das Kristall KLTN angewendet, in der paraelektrischen Phase, die nahe des Phasenübergangs wirkt. Dies erhöht wesentlich die Anforderungen an die Stabilisierung der Temperaturen dieser Konstruktion und begrenzt den Arbeitstemperaturbereich.
Es sind zur Zeit keine Verfahren zur Herstellung von Wellenleitern mit hoher Qualität mit dem Kristall KLTN bekannt. Daher sind die Konstruktionen auf der Grundlage des bekannten Verfahrens der Elektroholographie nur im Volumendesign herstellbar und erfordern sowohl hohe Umschaltspannungen wie auch komplexe optische Abstimmung. Dies hat lange Umschaltzeiten zur Folge.
Es ist fernerhin das Verfahren eines optischen Switch (US004039249A) bekannt. Dieses Verfahren basiert auf einem quadratischen elektrooptischen Effekt. Dies ermöglicht das im paraelektrischen Kristall eingeschriebene holographische Gitter elektrisch einzuschalten Das Einschalten wird durch das Zusammenwirken der raumlich modulierten Verteilung des elektrischen Feldes, welches das holographische Gitter innerhalb des Kristalls bildet sowie der Einwirkung des raumlich homogenen äußeren elektrischen Feldes erzeugt Dieses bekannte Verfahren ermöglich es, die Umschaltung des Lichts durchzufuhren, und zwar sowohl in Richtung der Ausbreitung als auch in Abhängigkeit von der Wellenlange
Dieses bekannte Verfahren erfordert jedoch hohe Umschaltspannungen und komplexe optische Abstimmung Dies hat lange Umschaltzeiten zur Folge
Das Bauelement, das dem anzumeldenden Element bezuglich einer Vielzahl seiner wesentlichen Eigenschaften am nächsten kommt, ist das in [US005832148A] beschriebene optische Element Es basiert auf einem Substrat, auf dem eine dünne Folie eines elektrooptischen Materials aufgebracht wurde, das einen größeren Brechungsindex besitzt als der Brechungsindex des Substrats selbst Die oben liegende Folie wird als optischer Wellenleiter benutzt In einer Weiterentwicklung davon wird ein spezifisches elektrooptisches Material (LiNbO3) als Substrat benutzt, und der optische Wellenleiter bildet sich durch die Diffusion einer Zwischenschicht von Titanium-Ionen. Auf der Oberfläche der elektrooptischen Schicht werden langgezogene Elektroden aufgebracht, an die eine steuernde Spannungsquelle angeschlossen ist In die Wellenleiterschicht ist das Braggsche Phasengitter eingeschrieben
Der Filter verfugt über eine sehr hohe spektrale Selektivität und erfüllt die Funktion eines elektrisch durchstimmbaren schmalbandigen optischen Filters (es ist möglich, Filter mit spektraler Selektivität von weniger als 10 pm zu schaffen) Das Design des Wellenleiters ermöglicht, große elektrische Feldstarke bei einer relativ kleinen Spannung zu schaffen, dank eines sehr kleinen Abstandes zwischen den Elektroden (10 μm)
Der Wellenlangenbereich der Durchstimmbarkeit eines solchen Filters ist jedoch begrenzt durch die Spannung des elektrischen Durchschlages und übersteigt im Falle des Filters auf der Grundlage des Kristalls LiNbO3 nicht mehr als 1 nm
Es ist ein weiteres Verfahren der Steuerung der Ubertragungsfünktion eines optischen Filters bekannt, beschrieben als Prototyp [aaO], welches an die angebrachten Elektroden, die auf die Schichtsoberflache des elektrooptischen Materials aufgebracht sind, ein elektrisches Feld anbringt Die angewandte Steuerungsspannung bildet im elektrooptischen Material eine homogene elektrische Feldstarke, das sich entlang des Wellenvektors des Braggschen Phasengitters orientiert Das ausgebildete elektrisches Feld erzeugt eine Veränderung des Brechungsindexes des elektrooptischen Materials und damit verbunden eine Veränderung der Lichtgeschwindigkeit innerhalb des Wellenleiters. Dies führt zu einer Veränderung der
Lichtintensität des vom Braggschen Phasengitter reflektierten Lichts auf eine bestimmte
Wellenlänge.
Der Wellenlängenbereich der Durchstimmbarkeit eines solchen Filters ist jedoch begrenzt durch die Spannung des elektrischen Durchschlages und übersteigt im Falle des Filters auf der
Grundlage des Kristalls LiNbO3 nicht mehr als 1 nm.
Beschreibung der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist zum einen die Herstellung optischer Elemente in einem integraloptischen Design, die multifunktionale Verwendung haben (durchstimmbare optische Filter, selektive optische Attenuatoren und Modulatoren, optische Schalter sowie optische Equaliser), und die über hohe spektrale Selektivität, breiten Wellenlängebereich der Durchstimmbarkeit, große Dynamik, und niedrige Tendenz zum Übersprechen verfugen. Ein weiteres Ziel dieser Erfindung war die Entwicklung eines Steuerungsverfahrens der oben genannten Elemente, die es ermöglichen, das Profil der Transferfunktion, die Lage des Maximums der Transferfunktion, die Zahl der zu selektierenden Kanäle, die Kompensation der Phasenverzerrung elektrisch zu steuern, bei Nutzung einer relativ niedrigen Steuerspannung, sowie mit hoher Geschwindigkeit der Durchstimmbarkeit und Schaltung. Die gestellte Aufgabe wird durch eine Mehrzahl an Erfindungen, die durch gemeinsame Erfindungsabsicht mit einander verbunden sind, gelöst.
So wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, dass das optische Element auf einem elektrooptischen Material aufgebaut ist, in dem das Braggsche Phasengitter gebildet ist. Dabei verfügt das Gitter über ein Mittel zur Bildung räumlich inhomogener, aperiodischer, externer elektrischer Felder mindestens auf Teilen der Länge des Gitters entlang der Richtung der Ausbreitung optischer Strahlung.
Das Braggsche Phasengitter kann im optischen Wellenleiter des elektrooptischen Materials gebildet werden, und zwar in der Form der periodisch aufgebrachten Erhöhungen und Vertiefungen der Oberfläche des Wellenleiters in der Richtung der Lichtverbreitung. Das Braggsche Phasengitter kann im optischen Wellenleiter des elektrooptischen Materials gebildet werden, und zwar in der Form der periodisch aufgebrachten Erhöhungen und Vertiefungen der Oberfläche des Wellenleiters in der Richtung der Lichtverbreitung. Zusätzlich wird auf die Oberfläche des Gitters eine Schicht eines Materials aufgebracht, dessen Brechungsindex dem Brechungsindex des Substrats entspricht, oder aber vom
Brechungsindex der Grundlage um maximal 40% abweichen kann.
Das Mittel für die Bildung eines räumlich inhomogenen, aperiodischen, externen elektrischen
Feldes kann durch die Aufbringung von zwei Elektroden geschaffen werden, die sich an beiden Seiten des oben beschriebenen Gitters befinden.
Das Mittel für die Bildung eines räumlich inhomogenen, aperiodischen, externen elektrischen
Feldes kann durch die Aufbringung von zwei Elektroden geschaffen werden, die sich an beiden Seiten des oben beschriebenen Gitters befinden. Der Abstand zwischen den beiden
Elektroden verändert sich linear entlang der Richtung der Strahlenausbreitung.
Das Mittel für die Bildung eines räumlich inhomogenen, aperiodischen, externen elektrischen
Feldes kann durch vier voneinander isolierten einzelnen Elektroden geschaffen werden, die sich paarweise von den beiden Seiten des oben genannten Gitters befinden.
Das Mittel für die Bildung eines räumlich inhomogenen, aperiodischen, externen elektrischen
Feldes kann durch vier voneinander isolierten einzelnen Elektroden geschaffen werden, die sich paarweise von den beiden Seiten des oben genannten Gitters befinden. Der Abstand zwischen dem jeweiligen Elektroden-Paar vergrößert oder verkleinert sich linear entlang der
Richtung der Strahlenausbreitung.
Das Mittel für die Bildung eines räumlich inhomogenen, aperiodischen, externen elektrischen
Feldes kann durch Aufbringung von mindestens drei elektrisch von einander isolierten
Elektroden geschaffen werden, die sich an beiden Seiten des oben genannten Gitters befinden und zur Steuerung der elektrischen Feldstärke auf verschiedene Punkte des oben genannten
Gitters entlang der Richtung der optischen Strahlung bestimmt sind. Diese Konstruktion kann z.B. in der Anzahl N der oben genannten Elektroden ausgeführt werden; dabei wird die
Anzahl der Elektroden N aus folgender Formel abgeleitet:
N > 2D/d (4)
Dabei bedeuten:
D - Wellenlängenbereich der elektrischen Umgestaltung des Filters
Die gestellte Aufgabe kann auch dadurch gelöst werden, dass die Steuerung des Profils der
Transferfunktion des Filters, der auf einem elektrooptischen Material aufbaut, in welchem ein
Braggsches Phasengitter ausgebildet ist, das wiederum über das Mittel zur Schaffung eines räumlich inhomogenen, aperiodischen, externen elektrischen Feldes zumindest auf Teile der
Gitterlänge entlang der Richtung der Verbreitung optischer Strahlung verfügt, durch die Einwirkung mindestens auf einen Teil des Gitters eines räumlich inhomogenen, aperiodischen, externen elektrischen Feldes erfolgt, welches die Veränderung der Diffraktion der optischen Strahlung verursacht, und zwar bis zu deren maximalen Veränderung. Bei der Einwirkung eines räumlich inhomogenen, aperiodischen, externen elektrischen Feldes kann die Richtung des Vektors der elektrischen Feldstärke auf einem Teil des oben genannten Gitters, in umgekehrter Richtung zu der des Vektors der elektrischen Feldstärke auf dem anderen Teil des Gitters gebildet werden.
Gegenstand der Erfindung ist, dass die Diffraktion auf dem Braggschen Gitter, die im elektrooptischen Material erzeugt wird, durch die Bildung einer inhomogenen Verteilung des elektrischen Feldes innerhalb des Materials gesteuert wird.
Bei der Realisierung dieses Steuerverfahrens kann optische Strahlung entlang des Vektors des
Gitters eingeführt (eingekoppelt) werden, bei gleichzeitiger Erkennung der auf Grund der
Diffraktion auf dem oben genannten Gitter reflektierten optischen Strahlung sowie die durch den optischen Kristall hindurch geleitete optische Strahlung.
Zusätzlich kann die Steuerspannung durch Nutzung des Wellenleiter-Designs, indem die zu filternde Lichtstrahlung innerhalb des Wellenleiters verbreitet wird, der im optischen Kristall gebildet wird, wesentlich gesenkt werden sowie die Geschwindigkeit der Transferfunktion wesentlich erhöht werden.
Zusätzlich kann die Diffraktionseffizienz des Braggschen Phasengitters, bestehend aus den periodisch aufgebrachten Erhöhungen und Vertiefungen der Oberfläche des Wellenleiters in
Richtung der Lichtverbreitung, wesentlich verbessert werden. Dies geschieht durch
Aufbringen einer zusätzlichen Schicht optischen Materials auf das Gitter, dessen
Brechungsindex dem Brechungsindex des Substrats entspricht, oder aber sich vom
Brechungsindex des Substrats um maximal 40% abweichen kann.
Zusätzlich kann die Größe des elektrischen Durchschlages wesentlich erhöht (vergrößert) werden, und folglich wird die Größe des durchstimmbaren Wellenlängenbereichs wesentlich erhöht. Dies geschieht durch Nutzung einer zusätzlichen Schicht eines elektrisch isolierbaren
Materials, das den gesamten Raum zwischen allen Elektroden füllt, was die Spannung des
Durchbruchs wesentlich erhöht und folglich es ermöglicht, die an die Elektroden anzuwendende Spannung zu erhöhen.
Genau so wie bei den bekannten Verfahren wird die Diffraktion der zu filternden Strahlung durch die Bildung eines elektrischen Feldes einer bestimmten Stärke im Kristall gesteuert, wodurch der Brechungsindex des Kristalls verändert wird. Ein besonderes Merkmal des anzumeldenden Verfahrens ist, dass das elektrisches Feld in der Richtung der
Strahlenausbreitung inhomogen ist.
Bei der Schaffung der nötigen räumlichen Verteilung des elektrischen Feldes im Kristall, kann die benötigte Übertragungsfunktion des optischen Elements geschaffen werden, was zur
Multifunktionalität des optischen Elements führt.
So kann bei der Anwendung des homogen entlang der Richtung der Strahlenausbreitung veränderten externen elektrischen Feldes, die Diffraktionseffizienz des Gitters wesentlich verringert werden, bis auf Null.
Auf dieser Grundlage kann ein elektrischer spektral-selektiver Lichtschalter geschaffen werden. Die Schaltgeschwindigkeit eines solchen Schalters ist dank der elektro-optischen
Natur der Steuerung sehr hoch und kann 10-100 GHz betragen.
Bei der Veränderung des Grades der Inhomogenität kann der Beugungseffizient des
Braggschen Phasengitters gesteuert werden. In diesem Fall funktioniert ein solches Element als ein elektrisch gesteuerter selektiver Lichtmodulator.
Zusätzlich kann das Profil der Übertragungsfunktion des Braggschen Phasengitters elektrisch gesteuert werden. Als Beispiel kann die Rekonfiguration der Übertragungsfunktion aus dem
Zustand der Reflektion in den Zustand der Durchleitung dienen. Diese Rekonfiguration wird dadurch erreicht, dass an zwei gleichen Hälften des Gitters elektrische Felder angebracht werden, die eine Phasenverschiebung gleich π für die von beiden Hälften des Gitters reflektierten Lichtwellen erzeugen.
Das anzumeldende optische Element kann als universaler optischer Schalter mit einer variablen Anzahl von spektralen Kanälen fungieren. Dabei befindet sich eine bestimmte
Anzahl der ausgebildeten Braggschen Phasengitter in einem inhomogenen elektrischen Feld und deren Diffraktion daher nicht vorhanden ist. An andere Phasengitter wird ein homogenes elektrisches Feld angebracht. Aus diesem Grunde ist deren Diffraktion vorhanden. Dieser
Umstand ermöglicht die Reflektion der selektierten spektralen Kanäle.
Zusätzlich kann das anzumeldende optische Element als ein elektrisch gesteuerter optischer
Equaliser fungieren. In diesem Fall ist die Diffraktionseffizienz jedes einzelnen
Elementargitters durch den Grad der räumlichen Inhomogenität des externen elektrischen
Feldes definiert.
Zusätzlich kann das anzumeldende optische Element als ein schmalbandiger optischer Filter mit einem breiten Wellenlängenbereich füngieren. Zusätzlich kann das anzumeldende optische Element als Kompensator der optischen spektralen Dispersion fungieren.
Der Gegenstand der Erfindung wird durch nachfolgende Abbildungen verdeutlicht:
In Abb.1 ist der Prototyp des optischen Elements mit zwei Elektroden abgebildet. (U1 und U2 stellen die an die Elektroden angelegten elektrischen Spannungen dar. Kompensierende sowie isolierende Materialschichten sind nicht abgebildet.)
In Abb.2 ist das optische Element mit zwei Elektroden abgebildet. Der Abstand zwischen den beiden Elektroden verkleinert sich linear entlang der Richtung der Strahlenausbreitung.
In Abb.3 ist das optische Element mit vier Elektroden abgebildet.
In Abb. 4 ist das optische Element mit vier Elektroden abgebildet. Der Abstand zwischen dem jeweiligen Paar der Elektroden verändert sich linear entlang der Richtung der Strahlenausbreitung.
In Abb. 5 ist das optische Element mit 3 Elektroden abgebildet.
In Abb. 6 ist das optische Element mit 8 Elektroden abgebildet.
In Abb. 7 ist das optische Element im Längsschnitt abgebildet. Das Braggsche Phasengitter ist als eine Serie von periodisch angebrachten Erhöhungen und Vertiefungen der Oberfläche des Wellenleiters, überzogen mit einer Schicht des kompensierenden und einer Schicht des elektrisch isolierenden Materials, konstruiert. (h-Hoehe des Wellenleiters. Δh- Höhenunterschied zwischen den Vertiefungen und Erhöhungen). Der Schnitt verläuft entlang des Wellenleiters (in der Ebene ABC).
In Abb. 8 ist der Querschnitt des oben genannten optischen Elements abgebildet. Der Schnitt verläuft in Querrichtung zur Achse des Wellenleiters (in der Ebene DEF). Abb. 9 zeigt die Abhängigkeit der elektrischen Feldstärke E von den Koordinaten entlang der Richtung der Strahlenausbreitung für die Anordnung der Elektroden am Element wie in Abb. 2 gezeigt.
Abb.10 zeigt die Abhängigkeit der elektrischen Feldstärke E von den Koordinaten entlang der Richtung der Strahlenausbreitung für die Anordnung der Elektroden am Element wie in Abb. 4 gezeigt.
In Abb. 11 ist die spektrale Charakteristik des Reflektionskoeffizienten des Braggschen Phasengitters abgebildet, (λ- Wellenlänge der optischen Strahlung, λß- zentrale Wellenlänge der reflektierten optischen Strahlung, d - Breite der Übertragungsfunktion des Braggschen Phasengitters).
In Abb. 12 ist der Prototyp des optischen Elements abgebildet mit einem Phasengitter, an den ein externes, homogenes elektrisches Feld E angewandt wird. ( Ebd- elektrische Feldstärke, bei der der elektrische Durchschlag des optischen Filters stattfindet, -Ebd- elektrische Feldstärke mit reversiver Polarität, E0 - elektrische Feldstärke, die zur Veränderung der zentralen Wellenlänge der reflektierten Strahlung in Höhe der Breite der Übertragungsfunktion des Braggschen Phasengitters (d) dient, T- Länge des Phasengitters).
In Abb. 13 ist die Abhängigkeit der spektralen Charakteristik des optischen Elements von der Höhe der angewandten externen elektrischen Feldstärke aufgeführt, (a- ohne elektrisches Feld, b-bei E=-Ebd, C-E=Eo, d-bei E=Ebd).
In Abb. 14 ist eine der Varianten des an das optischen Element angebrachten räumlich inhomogenen, externen elektrischen Feldes aufgeführt. (Eπ/2 -elektrische Feldstärke auf der ersten Hälfte des Gitters, die einen zusätzlichen Phasenunterschied der optischen Strahlung schafft, die gleich π/2 ist; -E„n - elektrische Feldstärke auf der zweiten Hälfte des Gitters, die einen zusätzlichen Phasenunterschied der optischen Strahlung schafft, die gleich -π/2 - ist).
In Abb. 15 ist die Übertragungsfunktion des Elements aufgeführt, in dem Fall, bei dem auf das Element das in der Abb. 14 aufgeführte elektrische Feld angebracht wird (durchgezogene Linie- bei Abwesenheit des externen elektrischen Feldes; gestrichelte Linie- bei Anwesenheit des externen elektrischen Feldes).
In Abb. 16 ist eine weitere mögliche Variante des an das optische Element angebrachten räumlich inhomogenen, externen elektrischen Feldes aufgeführt. (Ebd - elektrische Feldstärke auf der ersten Hälfte des Gitters, -Ebd - elektrische Feldstärke auf der zweiten Hälfte des Gitters).
In Abb. 17 ist die Übertragungsfunktion des Elements aufgeführt, in dem Fall, bei dem auf den Filter das in der Abb.16 aufgeführte elektrische Feld angewandt wird (durchgezogene Linie- bei Abwesenheit des externen elektrischen Feldes; gestrichelte Linie- bei Anwesenheit des externen elektrischen Feldes).
In Abb. 18 ist eine weitere mögliche Variante des an das optische Element angewandten räumlich inhomogenes, externen elektrischen Feldes aufgeführt. ( Ebd- elektrische Feldstärke auf dem ersten Achtel des Gitters, bei dem der elektrische Durchschlag des optischen Filters stattfindet, -Ebd- elektrische Feldstärke auf dem letzten Achtel des Gitters mit reversiver Polarität).
In Abb. 19 ist die Übertragungsfunktion des Elements aufgeführt, in dem Fall, bei dem auf den Filter das in der Abb.18 aufgeführte elektrische Feld angewandt wird (durchgezogene Linie- bei Abwesenheit des externen elektrischen Feldes; gestrichelte Linie- bei Anwesenheit des externen elektrischen Feldes).
Das anzumeldende optische Element beinhaltet eine Platine 1 aus elektro-optischem Material, in dem der optische Wellenleiter 2 gebildet werden kann (sieh. Abb. 2). Als elektro-optisches Material können Kristalle verwendet werden, wie z.B. LiNbO3, KNbO3, BaTiO3, SBN. Das Braggsche Phasengitter 3 kann sowohl im eigentlichen Material der Platine 1 als auch im optischen Wellenleiter 2 gebildet werden. Das Gitter 3 kann sowohl in der Form von periodisch aufgebrachten Erhöhungen 6 und Vertiefungen 7 der Oberfläche des Wellenleiters in Richtung der Lichtausbreitung gebildet werden (siehe Abb. 7, 8). Oberhalb der periodischen Erhöhungen und Vertiefungen des Wellenleiters wird eine kompensierende Schicht eines Materials 8 aufgebracht. Diese Schicht kann z.B. aus TiO2 oder SiO2 bestehen. Von beiden Seiten des Gitters 3 befindet sich das Mittel zur Bildung von raumlich inhomogenen aperiodischen externen elektrischen Feldern in der Form der Elektroden 4, an die über Kontakte 5 elektrische Spannungen U1, U2, U3, UN angebracht werden (je nach der Anzahl und der Konfiguration der Elektroden 4 können die angebrachten Spannungen der Große nach entweder gleich oder unterschiedlich ausfallen und der Polarität nach entweder unterschiedlich oder gleich sein)
Die Oberflache der Elektroden, die Oberflache des kompensierenden Materials, restliche Oberflache der Grundlage, sowie der restlich übrig gebliebene Raum zwischen den Elektroden wird mit dem elektrisch isolierenden Material 9 ausgefüllt Diese Materialschicht kann aus Epoxy-Harz oder aus einem anderen beliebigen plastischen Material bestehen, das über einen hohen Koeffizienten des elektrischen Widerstandes verfugt Das raumlich inhomogene aperiodische äußere elektrische Feld kann durch Elektroden 4 gebildet werden, die unterschiedliche Geometrie haben So z B durch zwei Elektroden, deren Entfernung von einander sich linear, entlang der Richtung der Strahlenausbreitung verändert (sieh Abb 2), durch drei rechteckige Elektroden (sieh Abb 5), auf die man mit unterschiedlichen Spannungen einwirkt Ui, U2, U3; durch vier Elektroden unterschiedlicher Geometrie (sieh Abb 3, 4), durch acht rechteckige Elektroden (sieh Abb 6), auf die man mit unterschiedlichen Spannungen einwirkt U1, U2, U3, Us, durch N Elektroden, dabei entspricht N > 2D/d Die oben genannten Beispiele begrenzen nicht die Wahl der Anzahl von Elektroden sowie ihre Konfiguration
Die Ubertragungsfünktion des anzumeldenden optischen Elements wird wie folgt gesteuert Innerhalb des elektro-optischen Materials 1 wird die nötige Verteilung der Spannung der elektrischen Feldstarke gebildet
Die notige Verteilung der Spannung der elektrischen Feldstarke kann durch eine geometrische Form der Elektroden 4, auf die mit den Spannungen U1, U2 eingewirkt wird, geschaffen werden Auf der Abb 2 ist ein Beispiel der Konfiguration der Elektroden gezeigt, für die Bildung eines raumlich inhomogenen aperiodischen elektrischen Feldes Die Inhomoginitat des elektrischen Feldes wird durch die Veränderung der Entfernung zwischen den Elektroden bestimmt Die Verteilung der elektrischen Feldstarke für die in der Abb 2 dargestellte Konfiguration der Elektroden ist auf der Abb 9 gezeigt Die maximal mögliche Bedeutung des elektrischen Feldes und der damit verbundene maximale Gradient bestimmt sich durch die Hohe des elektrischen Durchschlages Ebd
Die Abb 4 zeigt die Möglichkeit der Erhöhung des Gradienten der elektrischen Feldstarke durch die Bildung des Systems, die wiederum das inhomogene elektrische Feld bildet, in der Form von 2 Elektrodenpaaren, mit der sich verändernden Entfernung zwischen den Elektroden Auf jedes Elektrodenpaar wirken die Spannungen U1, U2 mit jeweils umgekehrter Polarität ein Die Verteilung der elektrischen Feldstarke innerhalb des elektro-optischen Materials, die dieser Konfiguration der Elektroden entspricht, ist in Abb 10 gezeigt Das Mittel zur Bildung eines raumlich inhomogenen, aperiodischen elektrischen Feldes in der Form von N Elektroden, auf die durch die Kontakte die Spannungen U einwirken, ermöglicht es, unterschiedliche Verteilungen der elektrischen Feldstarke innerhalb des elektro-optischen Materials zu bilden, und was besonders wichtig ist, die Art der Abhängigkeit der Verteilung der elektrischen Feldstarke kann dabei durch die Änderung der Hohe der angewandten Spannungen verändert werden
Wenn auf die Elektroden, die sich auf einer Seite des Wellenleiters befinden, mit der gleichen Spannung U1 eingewirkt wird, und auf die Elektroden, die sich auf der anderen Seite des Wellenleiters befinden, mit der gleichen Spannung U2 eingewirkt wird, dann wird im elektro- optischen Material das raumlich homogene elektrische Feld gebildet (siehe Abb 12) Ein solches Feld fuhrt zur Verschiebung der Ubertragungsfunktion des Braggschen Phasengitters (sieh Abb 11) ohne Veränderung der Form (sieh Abb 13) Die Hohe der Verschiebung der zentralen Wellenlange bestimmt sich durch die erzeugte elektrische Feldstarke Das elektrische Feld E0 entspricht der Verschiebung der zentralen Wellenlange auf der Breite der Ubertragungsfunktion d (die Kurve c auf der Abb 13) Die Polarität des angewandten elektrischen Feldes bestimmt die Richtung der Verschiebung der zentralen Wellenlange Die Entfernung D zwischen den zentralen Wellenlangen der Ubertragungsfunktionen, die den angebrachten homogenen elektrischen Feldern entsprechen, Ebd und -Ebd, ist der gesamte Wellenlangenbereich der Durchstimmbarkeit der zentralen Wellenlange Ein solches raumlich homogenes elektrisches Feld wird im Prototyp des optischen Elements gebildet (sieh Abb 1) Es wird nachfolgend die einfachste Methode der raumlichen Verteilung eines inhomogenen elektrischen Feldes erlaeutert Hier wird auf die beiden Hälften des Gitters mit der Hohe nach gleichem, jedoch der Polarität nach unterschiedlichem elektrischen Feld eingewirkt (siehe Abb 14, 16) Eine solche Verteilung der elektrischen Feldstarke kann durch ein System der Elektroden gebildet, das in Abb 5 gezeigt ist, wenn Ui = 0, U2= - U3. Das Braggsche Phasengitter wird dabei in zwei Gitter aufgeteilt mit verschobenen zentralen Wellenlangen Im Falle, wenn die Große der Verschiebung der Wellenlangen viel großer ist als die Breite der Ubertragungsfunktion d, können Phasenverhaltnisse bei der Addition der von den beiden Hälften des Gitters reflektierten Lichtstrahlung unberücksichtigt bleiben In diesem Fall wandelt sich die Ubertragungsfunktion des optischen Elements in die Addition der Übertragungsfunktion der beiden Hälften des Braggschen Phasengitters. Übertragungsfunktion für diesen Fall ist in Abb. 17 gezeigt.
Von großer Bedeutung ist der Fall, bei dem durch die Differenz der elektrischen Feldstärken, mit denen auf verschiedene Hälften des Gitters eingewirkt wird, eine Differenz der Phasen der reflektierten Lichtstrahlung gebildet wird, die π entspricht (siehe Abb. 14). Im Falle der kleinen Amplituden des Gitters Cn1M0 « Λ/T) EnZ2 = Eo unterscheiden sich die zentralen Wellenlängen lediglich durch die Breite der Übertragungsfunktion d. Die Amplituden der von den verschiedenen Hälften des Gitters reflektierten zentralen Wellenlängen werden dabei kohärent addiert, das bedeutet, unter Berücksichtigung der Phase. In diesem Falle wird in der Mitte der Übertragungsfünktion das lokale Minimum gebildet (sieh Abb. 15). In diesem Fall lässt das optische Element zentrale Wellenlängen durch, anstatt diese zu reflektieren. Dieses Beispiel zeigt deutlich die Möglichkeit einer elektro-optischen Steuerung der Übertragungsfunktion aus dem Zustand der „Reflektierung" in den Zustand des „Durchgangs".
In Abb. 18 ist die räumliche Verteilung der elektrischen Feldstärke gezeigt, für den Fall, dass das Braggsche Phasengitter in acht Teile aufgeteilt ist. Eine solche Verteilung des Feldes kann durch ein System von Elektroden gebildet werden, wie es in Abb. 6 abgebildet ist. In diesem Falle werden folgende Verhältnisse zwischen den angewandten Spannungen ausgeführt U1 = U8, U2 = U7, U3 = UO, U4 = U5. Dabei bricht das Licht auf acht voneinander unabhängigen Teilen des Gitters mit verschobenen zentralen Wellenlängen. Dies fuhrt zur Verringerung des addierten Reflektionskoeffizienten sowie zur Verringerung der spektralen Selektivität, d.h. zur Aufhebung der Übertragungsfunktion des Filters (sieh Abb. 19). Die Verringerung der Länge der Abschnitte des Gitters, auf die mit dem homogenen elektrischen Feld eingewirkt wird, führt zur weiteren Verringerung des addierten Reflektionskoeffizienten sowie zur Verringerung der spektralen Selektivität. Im Falle, wenn das Mittel zur Bildung des räumlich inhomogenen, aperiodischen externen elektrischen Feldes aus N Elektroden besteht, besteht die Möglichkeit, ein unabhängiges elektrisches Feld zu bilden, auf N/2 der Teile des Gitters (je 2 Elektroden auf den beiden Seiten des Wellenleiters auf jedem Teil des Gitters).
Die optimale Anzahl der Elektroden wählt man aus dem Verhältnis N > 2D/d , d.h. für die effektive Aufhebung der Diffraktion (Verringerung des addierten Reflektionskoeffizienten sowie zur Verringerung der spektralen Selektivität) ist es notwendig, das Gitter auf N/2 unabhängige Teile aufzuteilen. Die Zahl N bestimmt sich durch die Anzahl der nötigen selektiven Kanäle.
Oben wurde dargelegt, wie mit Hilfe der Anwendung eines räumlich inhomogenen, externen elektrischen Feldes die Art der Übertragungsfunktion des optischen Elements verändert werden kann. Außerdem wurde das Beispiel der Aufhebung der Diffraktion auf dem Braggschen Phasengitter durch Verringerung des addierten Reflektionskoeffizienten sowie zur Verringerung der spektralen Selektivität gezeigt. Das anzumeldende Verfahren der Steuerung der Übertragungsfunktion des optischen Elements kann im schmalbandigen optischen Filter, optischen Attenuatoren, optischen Modulatoren sowie in Kompensatoren der Phasendispersion verwendet werden. Die oben dargelegten Beispiele begrenzen jedoch nicht die möglichen Gebiete der Anwendung der Steuerung der Übertragungsfunktion.
Bezugszeichenliste
1 Platine
2 optischer Wellenleiter
3 Braggsches Phasengitter
4 Elektroden
5 Kontakte
6 Erhöhungen
7 Vertiefungen
8 kompensierende Schicht eines Materials
9 elektrisch isolierendes Material

Claims

Patentansprüche
1. Optisches Element bestehend aus elektro-optischem Material und Braggschem Phasengitter, das im elektro-optischen Material gebildet ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Braggsche Phasengitter (3) über ein Mittel zur Bildung räumlich inhomogener, aperiodischer, externer elektrischer Felder mindestens auf Teilen der Länge des Gitters entlang der Richtung der Ausbreitung optischer Strahlung verfugt.
2. Optisches Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Braggsche Phasengitter (3) im optischen Wellenleiter (2) des elektro-optischen Materials gebildet ist.
3. Optisches Element nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Braggsche Phasengitter (3) als periodische Erhöhungen (6) und Vertiefungen (7) entlang der Richtung der Ausbreitung der Lichtstrahlung des optischen Wellenleiters (2), gebildet ist.
4. Optisches Element nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Braggsche Phasengitter (3) über eine zusätzliche Schicht bestehend aus kompensierendem optischem Material (8) verfügt, dessen Brechungsindex entweder dem Brechungsindex des verwendeten Substrats entspricht oder aber von diesem maximal um 40 % abweicht.
5. Optisches Element nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zur Bildung eines räumlich inhomogenen, aperiodischen, externen elektrischen Feldes in der Form von zwei sich von den beiden Seiten des Braggschen Phasengitters (3) befindlichen Elektroden (4) ausgeführt ist.
6. Optisches Element nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zur Bildung eines räumlich inhomogenen, aperiodischen, externen elektrischen Feldes in der Form von zwei sich von den beiden Seiten des Gitters befindlichen Elektroden (4) ausgeführt ist, wobei sich der Abstand zwischen den beiden Elektroden (4) linear entlang der Richtung der Strahlenausbreitung verändert.
7. Optisches Element nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das zur Bildung eines räumlich inhomogenen, aperiodischen, externen elektrischen Feldes in der Form von vier voneinander elektrisch isolierten Elektroden (4), die sich paarweise auf den beiden Seiten vom Gitter (3) befinden, ausgeführt ist.
8. Optisches Element nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zur Bildung eines räumlich inhomogenen, aperiodischen, externen elektrischen Feldes in der Form von vier voneinander elektrisch isolierten Elektroden (4), die sich paarweise auf den beiden Seiten vom Gitter (3) befinden, ausgeführt ist, wobei sich der Abstand zwischen dem jeweiligen Elektrodenpaar linear entlang der Richtung der Strahlenausbreitung verändert.
9. Optisches Element nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zur Bildung eines räumlich inhomogenen, aperiodischen, externen elektrischen Feldes in der Form von mindestens drei voneinander elektrisch isolierten Elektroden (4), die sich auf beiden Seiten des Gitters (3) befinden und für die Steuerung der elektrischen Feldstärke auf verschiedenen Stellen des Gitters (3) entlang der Richtung der Ausbreitung der Lichtstrahlung ausgeführt ist.
10. Optisches Element nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zur Bildung eines räumlich inhomogenen, aperiodischen, externen elektrischen Feldes in der Form von N der Elektroden (4) ausgeführt ist, wobei die Anzahl der Elektroden (4) der Formel N > 2D/d entspricht.
11. Optisches Element nach Anspruch 5, 6, 7, 8, 9, 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zur Bildung eines räumlich inhomogenen, aperiodischen, externen elektrischen Feldes über eine Schicht des elektrisch isolierbaren Materials (9) verfugt, welches den Raum zwischen allen Elektroden (4) füllt. Das Material (9) dient der Verstärkung der an die Elektroden (4) angelegten Spannung.
12. Verfahren zur Steuerung der Übertragungsfunktion des optischen Elements nach Anspruch 1, die über die Einwirkung eines räumlich inhomogenen, aperiodischen, externen elektrischen Feldes auf einen Teil des Gitters (3) entlang der Richtung der optischen Strahlenausbreitung verfügt, mit dem Ziel, die Diffraktionseffizienz des Gitters zu steuern.
13. Verfahren zur Steuerung der Übertragungsfunktion des optischen Elements nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Einwirkung eines räumlich inhomogenen aperiodischen, externen elektrischen Feldes auf einen Teil des oben genannten Gitters (3) entlang der Richtung der optischen Strahlenausbreitung verfugt, mit dem Ziel, die maximal mögliche Diffraktionseffizienz des Gitters zu verändern.
14. Verfahren zur Steuerung der Übertragungsfunktion des optischen Elements nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Richtung des Vektors der elektrischen Feldstärke auf einem Teil des Gitters (3) in umgekehrter Richtung des Vektors der elektrischen Feldstärke auf einen anderen Teil des Gitters (3) gebildet wird.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008035674A1 (de) 2008-07-30 2010-02-04 Swet Optics Gmbh Elektrisch steuerbares optisches Element
EP2187253A1 (de) 2008-11-17 2010-05-19 Swet Optics Gmbh Elektrisch steuerbares optisches Element mit einer optischen Faser

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10241229B2 (en) * 2013-02-01 2019-03-26 Halliburton Energy Services, Inc. Distributed feedback fiber laser strain sensor systems and methods for subsurface EM field monitoring
KR101672586B1 (ko) * 2014-06-09 2016-11-04 한국과학기술원 파장 조율이 가능한 구조를 갖는 광 격자 커플러
WO2016085511A1 (en) 2014-11-26 2016-06-02 Halliburton Energy Services, Inc. Onshore electromagnetic reservoir monitoring
US9651706B2 (en) 2015-05-14 2017-05-16 Halliburton Energy Services, Inc. Fiberoptic tuned-induction sensors for downhole use
GB2554607A (en) 2015-07-22 2018-04-04 Halliburton Energy Services Inc Electromagnetic monitoring with formation-matched resonant induction sensors
CN106873192A (zh) * 2016-11-07 2017-06-20 北京交通大学 基于硅波导的电光超快空间调制器
WO2018106080A1 (ko) * 2016-12-08 2018-06-14 한국과학기술원 위상차 제어 디바이스 및 상기 디바이스를 이용하는 광학 장치
CN111240015B (zh) * 2020-01-17 2020-12-18 北京理工大学 双侧对射出光均匀的衍射波导
CN114609725B (zh) * 2020-12-08 2024-01-05 军事科学院系统工程研究院网络信息研究所 基于微失谐级联滤波器的超窄带滤波方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5832148A (en) * 1995-12-20 1998-11-03 California Institute Of Technology Electrically controlled wavelength multiplexing waveguide filter

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4039249A (en) * 1973-03-28 1977-08-02 Bell Telephone Laboratories, Incorporated Integrated optical devices including tunable fixed grating
JPS5452562A (en) * 1977-10-03 1979-04-25 Mitsubishi Electric Corp Variable wavelength selection filter
CA2197706A1 (en) * 1997-02-14 1998-08-14 Peter Ehbets Method of fabricating apodized phase mask
JP2000235170A (ja) * 1999-02-17 2000-08-29 Nec Corp 可変分散補償器
JP2001183541A (ja) * 1999-12-21 2001-07-06 Mitsubishi Electric Corp 偏波モード分散等化器

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5832148A (en) * 1995-12-20 1998-11-03 California Institute Of Technology Electrically controlled wavelength multiplexing waveguide filter

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PETROV M P ET AL: "ELECTRICALLY CONTROLLED INTEGRATED OPTICAL FILTER", TECHNICAL PHYSICS LETTERS, AMERICAN INSTITUTE OF PHYSICS. NEW YORK, US, vol. 30, no. 2, February 2004 (2004-02-01), pages 120 - 122, XP008073404, ISSN: 1063-7850 *
SHAMRAY A V ET AL: "New method to control the shape of spectral characteristics of Bragg gratings in electrooptical materials", QUANTUM ELECTRONICS TURPION LTD.; KVANTOVAYA ELEKTRONIKA UK, vol. 35, no. 8, August 2005 (2005-08-01), pages 734 - 740, XP008073496, ISSN: 1063-7818 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008035674A1 (de) 2008-07-30 2010-02-04 Swet Optics Gmbh Elektrisch steuerbares optisches Element
EP2187253A1 (de) 2008-11-17 2010-05-19 Swet Optics Gmbh Elektrisch steuerbares optisches Element mit einer optischen Faser

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