DE2901075A1 - Optischer schalter - Google Patents
Optischer schalterInfo
- Publication number
- DE2901075A1 DE2901075A1 DE19792901075 DE2901075A DE2901075A1 DE 2901075 A1 DE2901075 A1 DE 2901075A1 DE 19792901075 DE19792901075 DE 19792901075 DE 2901075 A DE2901075 A DE 2901075A DE 2901075 A1 DE2901075 A1 DE 2901075A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- optical
- waveguide
- dipl
- waveguides
- optical switch
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Granted
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims description 46
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 9
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 7
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 7
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 7
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 7
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N lithium niobate Chemical compound [Li+].[O-][Nb](=O)=O GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005513 bias potential Methods 0.000 description 1
- 230000008033 biological extinction Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- G02F3/00—Optical logic elements; Optical bistable devices
- G02F3/02—Optical bistable devices
- G02F3/022—Optical bistable devices based on electro-, magneto- or acousto-optical elements
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/29—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the position or the direction of light beams, i.e. deflection
- G02F1/31—Digital deflection, i.e. optical switching
- G02F1/313—Digital deflection, i.e. optical switching in an optical waveguide structure
- G02F1/3132—Digital deflection, i.e. optical switching in an optical waveguide structure of directional coupler type
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F2201/00—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00
- G02F2201/12—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 electrode
- G02F2201/125—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 electrode delta-beta
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
- Electronic Switches (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf optische Schalter, insbesondere auf solche optische Schalter, bei denen Wellenleiter in
einem elektrooptischen Medium vorgesehen sind.
In der US-PS 4 012 113 ist ein optischer Schalter beschrieben, bei dem zwei Streifenwellenleiter in einem elektrooptischen
Substrat erzeugt und so angeordnet sind, daß sie auf einem Teilstück ihrer Länge, der Wechselwirkungszone, parallel
zueinander verlaufen und ausreichend dicht beieinander liegen, um eine Kopplung vom einen auf den anderen Wellenleiter
zu erreichen. Wenigstens zwei Paare von Elektrodenelementen sind bei den Wellenleitern in der Wechselwirkungszone so angeordnet,
daß entgegengesetzte elektrische Felder in jedem der beiden Wellenleiter durch Anlegen entgegengesetzter Potentiale
über benachbarte Paare der Elektrodenelemente erzeugt werden können. Elektrische Einstellbarkeit sowohl des Überkreuz-
als auch des Geradeaus-Schaltzustandes wird dabei erreicht. Der Schalter wird jedoch ausschließlich aufgrund der
den Elektrodenelementen zugeführten Potentiale betrieben, und der genannten US-PS 4 012 113 ist kein Hinweis zu entnehmen,
8G9829/079O
wie dieser Schalter, ansprechend auf optische Impulse innerhalb des optischen Impuls fluss es, betätigt v/erden könnte.
Optische Schalter oder bistabile Elemente, die durch optische Impulse betätigt werden können, sind bereits bekannt.
Bei diesen Schaltern werden die verschiedensten nichtlinearen optischen Materialien innerhalb eines Fabry-Perot-Resonators
verwendet. Ein solcher, kürzlich bekanntgewordener Schalter verwendet ein elektrooptisches Medium innerhalb des
Fabry-Perot-Resonators. Siehe beispielsweise "A Bistable
Fabry-Perot Resonator" von P. W. Smith und E. ¥. Turner, Applied Physics Letters, Band 30, März 15, 1977, Seiten 280
bis 281. Bei diesem Schalter wird die am Ausgang des Resonators vorhandene optische Energie dazu vorgesehen, einen Photodetektor
zu steuern, dessen Ausgangsspannung auf die Elektrodenanschlüsse
rückgekoppelt wird, 'welche den Brechungsindex des elektrooptischen Mediums ändern. Diese, einen Fabry-Perot-Resonator
benutzenden Vorrichtungen haben jedoch den Nachteil, daß sie nur zwei Pole besitzen und daß jede nicht vom
Schalter übertragene Energie reflektiert wird und nur schwierig zu nutzen ist.
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine verbesserte Form eines optischen Schalters bereitzustellen.
Hierzu geht die Erfindung aus von einem optischen Schalter
809829/07
mit wenigstens zwei Wellenleitern, die gegenseitig parallele Teile in für eine schalfbare Richtungskopplung hierzwischen
ausreichend dichter Nachbarschaft zueinander aufweisen, und einer Steuereinrichtung, die bei den parallelen Wellenleiterteilen
angeordnete Elektrodenelemente aufweist; und die Erfindung besteht darin, daß ein Detektor zum Nachweis der optischen
Ausgangsenergie aus einem der Wellenleiter zur Erzeugung einer Steuerspannung vorgesehen ist und daß eine Einrichtung
zum Ankoppeln der Steuerspannung an die Steuereinrichtung vorgesehen ist, wodurch die am Eingang des einen
der Wellenleiter vorhandene optische Energie zu einem ausgewählten Ausgang eines der Wellenleiter gekoppelt wird, wobei
der ausgewählte Ausgang von den am entsprechenden Eingang vorher vorhandenen optischen Energien abhängig ist.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist ein Photodetektorelement
so angeordnet, daß es auf die optische Energie an einem Ausgangspol eines optischen Schalters anspricht, wie
dieser in der eingangs genannten US-PS beschrieben ist. Die an diesem Photodetektor entwickelte Spannung wird auf die
Elektrodenelemente des elektrooptisch geschalteten Richtungskopplers gekoppelt. Bei einer alternativen Ausführungsform
ist ein drittes Wellenleiterelement dem Substrat des Richtungskopplers zugefügt und bezüglich einem der Wellenleiter
809829/079Ö
so angeordnet, daß es einen Abtastwert der in jenem Wellenleiter vorhandenen Energie empfängt. Das Photodetektorelement
ist eine Avalanche-Photodiode, die für den Empfang der Energie in diesem dritten Wellenleiterelement angeordnet ist.
Im Ergebnis kann die optische Energie in einem jeden der Wellenleiter des Richtungskopplers in den angeschlossenen
'Ausgangsvorrichtungen, beispielsweise optischen Fasern, benutzt werden, die von der Wellenleiteranordnung aus weiterführen. Die resultierende Vorrichtung ermöglicht es optischen
Impulsen auf einem jeden der Eingangspole, die an einem Eingangspol vorhandenen Daten auf einen jeden der beiden Ausgangspole
umzuschalten, die durch die beiden Wellenleiter gebildet sind.
Nachstehend ist die Erfindung anhand in der Zeichnung dargestellter
Ausführungsformen im einzelnen erläutert; es zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht auf einen elektrooptisch geschalteten Richtungskoppler, der im wesentlichen nach Art der
eingangs genannten US-PS ausgebildet ist,
Fig. 2 ein Diagramm zur Darstellung der Abhängigkeit der Übertragung von der Treibspannung für den Betrieb
eines typischen bekannten schaltbaren Richtungskopplers mit mehrfachen Δβ-Umkehrabschnitten,
ΘΌ9829/079Ο
Fig. 3 eine Draufsicht auf einen Schalter in erfindungsgemäßer Ausführung,
Fig. 4 bis 6 Diagramme zur Erläuterung der Wirkungsweise des Schalters nach Fig. 3,
Fig. 7 eine Draufsicht auf ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung und
Fig. 8 Diagramme zur Erläuterung der Wirkungsweise der Vorrichtung
nach Fig. 7.
Fig. 1 zeigt einen elektrooptisch geschalteten Richtungskoppler, der in der genannten US-PS 40 12 113 beschriebenen
Art. Die dort beschriebenen Methoden und Vorrichtungen sind auch hier anwendbar. Aus diesem Grunde wird hierauf Bezug
genommen. Bei den schaltbaren Richtungskopplern dieser Art sind zwei Wellenleiter 11 und 12 in einem elektrooptischen
Substrat 10 erzeugt (Fig. 1). Diese Wellenleiter können durch Eindiffundieren von Titan-Streifen in ein Lithiumniobatsubstrat
erzeugt werden. Mehrfachabschnittselektroden 13 bis
18 werden dann auf den Wellenleitern niedergeschlagen, und an die Anschlüsse 5 und 6 wird eine Treibspannung V0 angelegt.
Die Mehrfachabschnittselektroden 13 bis 18 sind mit den Anschlüssen 5 und 6 so verbunden, daß sich die Richtung des
809829/0790
angelegten Feldes von Abschnitt zu Abschnitt umkehrt. Das alternierende elektrische Feld induziert eine alternierende
Phasenfehlanpassung (Aß) zwischen den Wellenleitern, die ein Umschalten bei niedrigem Nebensprechen ohne enge Fabrikationstoleranzen
erlaubt. Die erforderliche Treibspannung wird durch Erhöhen der Länge der Wechselwirkungszone reduziert,
wo also die Wellenleiter dicht beeinander und parallel zueinander verlaufen, und weiterhin durch Verwendung von Mehrfachabschnittselektroden.
Bei einer speziellen Ausführungsform hatten die Wellenleiter eine Wechselwirkungszonenlänge L
von etwa 2 cm und 12 Elektrodenpaar-Abschnitte. In Fig. 1 und auch in den weiteren Figuren sind nur drei Abschnitte oder
Elektrodenpaare im Hinblick auf eine einfachere Zeichnung dargestellt.
In Fig. 1 wird ein Lichtstrahl 1 der Energie Pjn zum Einfall
am Eingangspol des Wellenleiters 11 gebracht. Die an den Ausgangspolen
der Wellenleiter 11 und 12 verfügbare optische Energie ist in Fig. 1 durch die Strahlen 2 und 3 dargestellt,
und die relative Energie an jedem dieser Ausgangspole hängt von der angelegten Treibspannung VD ab. Wie in Fig. 1 angegeben,
tritt sämtliche optische Energie, die nicht am Ausgangspol des Wellenleiters 11 erscheint, am Ausgangspol des Wellenleiters
12 aus. Die entsprechenden Energiewerte sind mit Ρουτ
bzw. mit (P1n - Pqut^ bezeichnet. Die Abhängigkeit der Über-
809823/0708
tragung von der Treibspannung eines typischen Schalters der in Fig. 1 dargestellten Art ist in Fig. 2 dargestellt. Dort
sieht man, daß der Prozentsatz der Eingangsenergie, der am
Ausgangspol des Wellenleiters 11 erscheint, sich zwischen einem dicht bei Null und einem dicht bei Eins liegenden Wert
je nach Größe der angelegten Treibspannung Vp ändert. Die
Einzelheiten dieses Schaltverhaltens hängen von den speziellen physikalischen Parametern der Vorrichtung ab, jedoch ist
dieses Verhalten im allgemeinen schwankend, und bei der speziell hergestellten Ausführungsform wurden etwa 2 Volt benötigt,
um praktisch die gesamte Energie vom einen Ausgangspol auf den anderen Ausgangspol umzuschalten.
Im Gegensatz zu dem Bauelement nach der genannten US-PS sollte der Richtungskoppler Minima in der Schaltkennlinie
nach Fig. 2 besitzen, die oberhalb Null gelegen sind. Diese unvollkommenen oder schlechten Nullstellen werden entsprechend
den hier beschriebenen Ausführungsformen benötigt, um den noch zu beschreibenden bistabilen Betrieb zu erreichen. Diese
schlechten oder unvollkommenen Nullstellen werden in der Praxis häufig erhalten, obgleich die Versuche dahin gehen,
perfekte Nullstellen zu erreichen. Sie können durch bewußtes Versetzen der Elektroden gegenüber der Wechselwirkungszone
der Wellenleiter erhalten werden. Dieses beabsichtigte Versetzen kann dadurch bewerkstelligt werden, daß man einen
809829/0790
kleinen Teil der Wechselwirkungszone L freiläßt, d. h. nicht
mit einem Elektrodenpaar bedeckt, wie dieses in Fig. 1 links vom Elektrodenpaar 13, 14 dargestellt ist.
Fig. 3 zeigt nun eine erfindungsgemäß ausgebildete Anordnung. Hiernach ist ein Richtungskoppler der in Fig. 1 dargestellten
und im obigen beschrieben Art so angeordnet, daß die am Ausgangspol des Wellenleiters 11 vorhandene optische Energie dazu
gebracht wird, auf eine Avalanche-Photodiode 30 einzufallen. An die Kathode der Diode 30 ist eine Vorspannung Vß angeschlossen,
während die Anode mit sowohl einem Lastwiderstand R als auch mit dem Anschluß 5 des Richtungskopplers verbunden
ist. Das andere Ende des Lastwider Standes R liegt auf Bezugspotential, auf dem auch der Anschluß 6 liegt. Die Anordnung
nach Fig. 3 hat eine P0UT/PjN-Kennlinie, wie dies durch die
Kurve 40 in Fig. 4 dargestellt ist. Die Form der Kurve 40 kann verstanden werden, wenn man sich vor Augen hält, daß die
Übertragungskennlinie nach Fig. 2 durch die Funktion f(VD)
wie folgt ausgedrückt werden kann
^ =f(vD) (D
Wenn ein Teil der Energie am Ausgangspol eines der Wellenleiter nachgewiesen und zur Entwicklung der Treibspannung VD
809829/079i
benutzt wird, dann kann letztere Spannung ausgedrückt werden durch
VD = T POUT R
Hierin ist T der Stromansprechfaktor des den Ausgang überwachenden
Detektors und R ist der Lastwiderstand. Setzt man Gleichung (2) in Gleichung (1) ein, so wird PqUT eine mehrwertige
Funktion von Pjn mit TR als ein Parameter, wie dieses
in Fig. 4 dargestellt ist. Ein qualitatives Verständnis für die Form der Kurve 40 in Fig. 4 ergibt sich aus einem Umschreiben
von Gleichung (1) in folgende Form
P - P?FT, )
Wenn f(VD) = 1 wäre, dann ist Pjn gleich Pqu^· Dieses entspricht
in Fig. 4 der gestrichelten Linie 41, die ihrerseits einer 100 %igen Übertragung der Eingangsenergie auf den Ausgangspol
des Wellenleiters 11 entspricht. Jedoch muß für die Werte der Treibspannung V0, die die Übertragungskennlinie
nach Fig. 2 auf einen Wert dicht bei Null bringen, der Viert von Pjjj extrem groß sein, um überhaupt einen nennenswerten
Wert von Pqtjt zu erzeugen. Folglich ist an jenen Stellen, an
denen f(V^) ein Minimum ist, die Kurve 40 auf einem hohen
Wert auf der Abszisse in Fig. 4.
809829/0790
Eine optische Hysterese erhält man bei der Ausführungsform
dadurch, daß die Eingangsenergie wie durch die Pfeile in
Fig. 4 angegeben geändert wird. Wenn die Eingangsenergie PyN von Null aus erhöht wird, muß die Ausgangsenergie des
Wellenleiters 11 dem untersten Zweig der Kurve 40 folgen. Wenn Pjn über den mit Pq in Fig. 4 bezeichneten Wert hinaus
erhöht wird, existiert der unterste Zweig nicht langer für diese Werte von Pjn, und die Ausgangsenergie muß auf den
zweiten Zweig der Kennlinie 40 springen. Eine noch weitere Erhöhung von Pjn kann zu weiteren Sprüngen auf Zweige höherer
Ordnung führen. Wenn Pjn verringert wird, nimmt Pqut
längs des zweiten Zweiges ab, bis der Eingangsenergiewert Pg erreicht wird. Für niedrigere Vierte von Pjn als Pg existiert
der zweite Kurvenzweig nicht langer, und die Vorrichtung muß auf den ersten Zweig zurückspringen, wie dieses in
Fig. 4 durch die Pfeile dargestellt ist. Folglich hat die Anordnung nach Fig. 3 ein bistabiles Verhalten, bei dem der
Wert der Ausgangsenergie von der Geschichte der Eingangsenergie abhängt.
Fig. 5 zeigt ein typisches experimentell gewonnenes POUT^PB
Diagramm, wie dieses mit einer Apparatur nach Fig. 3 erhalten wurde, wobei die Kathode der Avalanche-Photodiode 30 so
vorgespannt war, daß die Elektrodentreibspannung Vn^ im wesentlichen
Null für Pjn = 0 ist. Für die Vorrichtung wurden
Θ09829/0790
bei Ein- und Auskopplung von Licht einer Wellenlänge von 632,8 nm in den bzw. aus dem Wellenleiter 11 unter Verwendung
von Mikroskopobjektiven die folgenden Schaltparameter erhalten: Pc = 70 nW, Pg = 24 nW und ein Extinktionsverhältnis
von 12 dB für Pjn = Pg. Die Form dieser optischen
Übergangsfunktion hängt im allgemeinen von der Gleichvorspannung (Vtjq) ab, die an der Vorrichtung auftritt, wenn Pj^ =
ist. Wenn beispielsweise eine Vorspannung Vg1 an die Kathode
der Avalanche-Photodiode so angelegt wird, daß eine Treibspannung von Vj-j.. am Anschluß 5 für P™ = 0 vorhanden ist,
dann wird die Kennlinie nach Fig. 6 erhalten. Im wesentlichen ist dabei die erste Schleife der Kurve 40 in Fig. 4 unterdrückt,
wodurch Pg und Pq zusammenfallen.
Eine weitere Ausführungsform ist in Fig. 7 dargestellt. Zwei
Wellenleiter 71 und 72 sind in ein Lithiumniobatsubstrat 70 eindiffundiert. Eine Mehrzahl Elektrodenabschnitte sind auf
den Wellenleitern in der Wechselwirkungszone niedergeschlagen,
wo die Wellenleiter parallel zueinander und dicht beeinander verlaufen. Diese Elektrodenabschnitte sind identisch mit den
Elektrodenabschnitten nach Fig. 1 und sind an Anschlüsse 75 und 76 so angeschlossen, daß alternierende Gleichstrompotentiale
an die Elektrodenabschnitte angelegt werden. Zusätzlich ist ein dritter Wellenleiter in das Lithiumniobatsubstrat 70 eindiffundiert
und gegenüber dem Wellenleiter 71 so angeordnet, daß ein Teil der optischen Energie am Ausgang des Wellenleiters
809829/0790
dazu gebracht wird, in den Wellenleiter 73 eingekoppelt zu werden. Eine Avalanche-Photodiode 74 ist am Ausgangspol
des Wellenleiters 73 "befestigt. Die Kathode der Diode 74 ist mit dem Vorspannungspotential Vß verbunden, und die
Anode über ein Tiefpaßfilter 79 mit dem Anschluß 75. Optische Fasern 1 und 2 sind an das optische Substrat 71 so angekittet, daß sie die optische Energie an den Ausgangspolen
der Wellenleiter 71 bzw. 72 empfangen. Die Wirkungsweise der Vorrichtung nach Fig. 7 ist identisch mit der nach Fig. 3,
deshalb kann auch die P^^/P^-Kennlinie nach Fig. 4 zur
Erläuterung der Wirkungsweise benutzt werden.
Der Betrieb der Vorrichtung nach Fig. 7 als ein optischer Schalter, der durch optische Impulse am Eingangspol ferngesteuert
werden kann, kann am besten anhand sowohl von Fig. als auch der Wellenformen A, B und C in Fig. 8 erläutert
werden. Die Amplituden der in den Eingangspol des Wellenleiters 71 eingekoppelten optischen Impulsenergie ist durch
die Wellenform A in Fig. 8 dargestellt. Wie dort angegeben, wird die Eingangsenergie vor dem Zeitpunkt T^ normalerweise
auf einem Energiepegel gehalten, der etwas oberhalb von P« gelegen ist. Zum Zeitpunkt T^ wird die Eingangsenergie während
des Zeitintervalls zwischen T^ und T2 auf Null reduziert.
Das Zeitintervall T2 - T^ ist ausreichend lang, so daß die
Wirkung der Energieänderung auf dem Wellenleiter 73 über das
80982 9/0790
Tiefpaßfilter 79 als eine Rucksetzspannung am Anschluß 75
zurückreflektiert wird. Diese Abnahme der optischen Energie auf Null stellt einfach sicher, daß die Vorrichtung längs
des unteren Zweiges der Kurve 40 in Fig. 4 arbeiten wird. Zum Zeitpunkt T, erscheinen Datenimpulse am Eingangspol des
Wellenleiters 71. Das Tiefpaßfilter 79 hat eine Grenzkennlinie derart, daß die Datenimpulse keine Änderung des Betriebszustandes
des Bauelementes nach Fig. 7 erzeugen. Diese Impulse werden einfach vom Eingangspol des Wellenleiters 71
auf den Ausgangspol des Wellenleiters 72 gekoppelt und erscheinen als Datenimpulse auf der Faser 2, wie dieses durch
die Wellenform C in Fig. 8 dargestellt ist. Die Datenimpulse erzeugen auch stark gedämpfte Datenimpulse auf der Faser 1
während des Zeitintervalles zwischen T, und T^, jedoch sind
diese unerwünschten Datenimpulse auf extrem niedrigen Pegel, wie dieses durch die Wellenform B in Fig. 8 dargestellt ist.
Die während eines zweiten Datenintervalles nachfolgenden Datenimpulse
können dazu gebracht werden, am Ausgang der Faser 1 zu erscheinen, wenn diesem zweiten Datenintervall optische
Impulse der durch die Wellenform A in Fig. 8 zwischen T^ und
Ty dargestellten Art vorangestellt werden. Zum Zeitpunkt T^
und bis zum Zeitpunkt T^ ist die Eingangsenergie erneut auf
Null reduziert, um sicherzustellen, daß der optische Schal-
609829/0790
~" If™"
ter auf den unteren Zweig der Kennlinie 40 nach Fig. 4 zurückgesetzt
wird. Zum nachfolgenden Zeitpunkt Tg wird die optische Eingangsenergie auf ein Energieniveau oberhalb
P„ erhöht, wie dieses durch die Wellenform A in Fig. 8 dargestellt
ist. Während des Zeitintervalles von Tg bis Ty
wird der optische Schalter dazu gebracht, auf den höheren Zweig seiner Schaltkennlinie nach Fig. 4 umzuschalten. Als
Folge hiervon werden die nachfolgend während des Intervalles von Ty bis TQ auftretenden Datenimpulse dazu veranlaßt, am
Ausgang der Faser 1 zu erscheinen. Auch hier werden diese Impulse extrem gedämpft am Ausgang der Faser 2 erscheinen,
wie dieses durch die Wellenform C in Fig. 8 dargestellt ist. Jedoch können diese unerwünschten Datenimpulse geringer
Amplitude leicht von den gewünschten Daten mit Hilfe einer Begrenzerschaltung oder dergleichen unterschieden werden.
Alternativ zum obigen kann ein Strahlteiler am Ausgang des
Wellenleiters 11 in Fig. 3 benutzt werden, um die Anregungsstrahlung für die Avalanche-Photodiode bereitzustellen. Unter
diesen Umständen würde die Anordnung nach Fig. 3 gleichfalls einen optischen Schalter darstellen, der zwei getrennte
Eingangspole hat.
80982 9/0790
Claims (5)
1. Optischer Schalter mit wenigstens zwei Wellenleitern (11,12), die gegenseitig parallele Teile in für eine schaltbare Richtungskopplung
hierzwischen ausreichend dichter Nachbarschaft zueinander aufweisen, und einer Steuereinrichtung, die bei
den parallelen Wellenleiterteilen angeordnete Elektrodenelemente (13 bis 18) aufweist,
dadurch gekennzeichnet , daß ein Detektor (30) zum Nachweis der optischen Ausgangsenergie aus einem
der Wellenleiter zur Erzeugung einer Steuerspannung vorgesehen ist und daß eine Einrichtung (31, 5, 6) zum Ankoppeln der
München: R. Kramer Dipl.-Ing. · W. Weser Dipl.-Phys. Dr. rer. nat. · P. Hirsch Dipl.-Ing. . NL P. Brefim Dipl.-Chem. Dr. phil. nat.
Wiesbaden: P.G. Blumbach Dipl.-Ing. . P.Bergen Dipl.-Ing. Dr. jur. . G. Zwircer Dipl.-Ing. OipL-W.-lng.
Steuerspannung an die Steuereinrichtung vorgesehen ist, wodurch die am Eingang des einen der Wellenleiter vorhandene
optische Energie zu einem ausgewählten Ausgang eines der Wellenleiter gekoppelt wird, wobei der ausgewählte Ausgang
von den am entsprechenden Eingang vorher vorhandenen optischen Energien abhängig ist.
2. Optischer Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Wellenleiter in ein elektrooptisches
Substrat (10) diffundiert sind und daß der Detektor eine Avalanche-Photodiode aufweist, die zum Nachweis der
optischen Ausgangsenergie vom ausgewählten Wellenleiter (11) angeordnet ist.
3. Optischer Schalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor einen weiteren Wellenleiter
(73) aufweist, der in das elektrooptische Substrat diffundiert und so angeordnet ist, daß er Energie vom ausgewählten
Wellenleiter (71) empfängt.
4. Optischer Schalter nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Kopplungseinrichtung
einen Tiefpaßfilter (79) aufweist.
5. Optischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet , daß die Elektrodenelemente
so angeordnet sind, daß entgegengesetzte elektrische Felder in jedem der Wellenleiter durch an die Elektrodenelemente
angelegte Potentiale erzeugt werden können, um eine Λβ-geschaltete Richtungskopplung zu erhalten, und daß der
Detektor dafür vorgesehen ist, ein Potential zu entwickeln, dessen Größe die Intensität der nachgewiesenen Strahlung
darstellt.
6098-29/0790
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US05/869,364 US4211467A (en) | 1978-01-13 | 1978-01-13 | Optically-controlled two-channel integrated optical switch |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2901075A1 true DE2901075A1 (de) | 1979-07-19 |
DE2901075C2 DE2901075C2 (de) | 1987-04-23 |
Family
ID=25353419
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2901075A Expired DE2901075C2 (de) | 1978-01-13 | 1979-01-12 | Optische Schalteinrichtung mit mindestens zwei in einem elektrooptischen Substrat vorgesehenen Wellenleitern und einer Steuerschaltung |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4211467A (de) |
JP (1) | JPS6015253B2 (de) |
CA (1) | CA1113552A (de) |
DE (1) | DE2901075C2 (de) |
GB (1) | GB2013359B (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4041109A1 (de) * | 1990-12-21 | 1992-07-02 | Deutsche Forsch Luft Raumfahrt | Optischer schalter |
Families Citing this family (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2453426A1 (fr) * | 1979-04-03 | 1980-10-31 | Thomson Csf | Modulateur d'intensite lumineuse en optique integree et circuit optique integre comportant un tel modulateur |
US4243295A (en) * | 1979-09-19 | 1981-01-06 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Polarization-independent optical directional coupler switch/modulator |
DE3108814A1 (de) * | 1981-03-09 | 1982-09-16 | Siemens Ag | 180(grad)-umlenker |
EP0063626B1 (de) * | 1981-04-28 | 1985-07-17 | International Business Machines Corporation | Bus-Anordnung zum Verbinden von Schaltungschips |
US4545078A (en) * | 1981-11-27 | 1985-10-01 | Siemens Aktiengesellschaft | Method and arrangement for controlling a light switch for optical signals |
JPS59143109A (ja) * | 1983-02-04 | 1984-08-16 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光集積回路 |
US4560234A (en) * | 1983-08-15 | 1985-12-24 | Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Fiber optic switchable coupler |
JPH0721599B2 (ja) * | 1987-01-21 | 1995-03-08 | 国際電信電話株式会社 | 導波路型光スイツチ |
CH667155A5 (de) * | 1987-08-13 | 1988-09-15 | Landis & Gyr Ag | Lichtmodulator. |
US4917451A (en) * | 1988-01-19 | 1990-04-17 | E. I. Dupont De Nemours And Company | Waveguide structure using potassium titanyl phosphate |
US4865408A (en) * | 1989-01-09 | 1989-09-12 | American Telephone And Telegraph Company | Low crosstalk reversed Δβ electrodes for directional coupler switch |
EP0517037A3 (en) * | 1991-06-05 | 1994-05-11 | Siemens Ag | Serially connectable network configuration module |
US5375180A (en) * | 1993-10-04 | 1994-12-20 | At&T Corp. | Process tolerant reverse delta-beta directional coupler switch and method of fabricating same |
US5502781A (en) * | 1995-01-25 | 1996-03-26 | At&T Corp. | Integrated optical devices utilizing magnetostrictively, electrostrictively or photostrictively induced stress |
AUPR322201A0 (en) * | 2001-02-19 | 2001-03-15 | Herbert, Phillip Mario Jude | Display device |
US6710366B1 (en) | 2001-08-02 | 2004-03-23 | Ultradots, Inc. | Nanocomposite materials with engineered properties |
US20030066998A1 (en) * | 2001-08-02 | 2003-04-10 | Lee Howard Wing Hoon | Quantum dots of Group IV semiconductor materials |
US7005669B1 (en) | 2001-08-02 | 2006-02-28 | Ultradots, Inc. | Quantum dots, nanocomposite materials with quantum dots, devices with quantum dots, and related fabrication methods |
US6794265B2 (en) * | 2001-08-02 | 2004-09-21 | Ultradots, Inc. | Methods of forming quantum dots of Group IV semiconductor materials |
US6819845B2 (en) | 2001-08-02 | 2004-11-16 | Ultradots, Inc. | Optical devices with engineered nonlinear nanocomposite materials |
US7611372B2 (en) * | 2007-05-31 | 2009-11-03 | Cooper Technologies Company | Rotatably locking plug and connector |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3705758A (en) * | 1969-12-30 | 1972-12-12 | Honeywell Inc | Apparatus for controlling a beam of coherent electro-magnetic waves |
US3944812A (en) * | 1973-03-08 | 1976-03-16 | Hagiwara Denki Kabushiki Kaisha | Electrooptic thin-film modulator |
US4012113A (en) * | 1975-12-17 | 1977-03-15 | Herwig Werner Kogelnik | Adjustable optical switch or modulator |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2507151B2 (de) * | 1975-02-19 | 1977-01-27 | Agfa-Gevaert Ag, 5090 Leverkusen | Reinigungsvorrichtung fuer elektrofotografische kopiergeraete |
US3995311A (en) * | 1975-09-22 | 1976-11-30 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Optical logic elements |
-
1978
- 1978-01-13 US US05/869,364 patent/US4211467A/en not_active Expired - Lifetime
-
1979
- 1979-01-10 CA CA319,434A patent/CA1113552A/en not_active Expired
- 1979-01-12 DE DE2901075A patent/DE2901075C2/de not_active Expired
- 1979-01-12 GB GB7901323A patent/GB2013359B/en not_active Expired
- 1979-01-13 JP JP54001793A patent/JPS6015253B2/ja not_active Expired
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3705758A (en) * | 1969-12-30 | 1972-12-12 | Honeywell Inc | Apparatus for controlling a beam of coherent electro-magnetic waves |
US3944812A (en) * | 1973-03-08 | 1976-03-16 | Hagiwara Denki Kabushiki Kaisha | Electrooptic thin-film modulator |
US4012113A (en) * | 1975-12-17 | 1977-03-15 | Herwig Werner Kogelnik | Adjustable optical switch or modulator |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4041109A1 (de) * | 1990-12-21 | 1992-07-02 | Deutsche Forsch Luft Raumfahrt | Optischer schalter |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US4211467A (en) | 1980-07-08 |
CA1113552A (en) | 1981-12-01 |
DE2901075C2 (de) | 1987-04-23 |
JPS6015253B2 (ja) | 1985-04-18 |
JPS54130050A (en) | 1979-10-09 |
GB2013359B (en) | 1982-06-30 |
GB2013359A (en) | 1979-08-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2901075C2 (de) | Optische Schalteinrichtung mit mindestens zwei in einem elektrooptischen Substrat vorgesehenen Wellenleitern und einer Steuerschaltung | |
DE69118127T2 (de) | Optische Vorrichtung vom Wellenleitertyp | |
DE2656740C2 (de) | Optischer Schalter | |
DE69420628T2 (de) | Rein optische Vorrichtung | |
DE69019132T2 (de) | Optische Schalter. | |
DE69124487T2 (de) | Optische Schaltvorrichtung | |
DE3874364T2 (de) | Optischer wellenleiterschalter. | |
DE2901074A1 (de) | Elektrisch einstellbares optisches filter | |
CH427027A (de) | Magneto-optische Anordnung zur Ermittlung der Stromstärke in einem Hochspannungsleiter | |
DE2331660B2 (de) | Schaltungsanordnung zur anzeige einer gleichspannung mittels elektro- optischer anzeigeelemente | |
DE69122939T2 (de) | Optische Steuervorrichtung | |
EP0304602A2 (de) | Anordnung mit mindestens einem auf ein Substrat aus elektrooptischem Material integrierten optischen Wellenleiter und mindestens einer Elektrode | |
DE3750539T2 (de) | Vorrichtung zur Modulation von optischen Signalen. | |
DE2443733A1 (de) | Anordnung zur modulation von licht | |
DE69317270T2 (de) | Optische schaltvorrichtung | |
DE3223586A1 (de) | Optischer empfaenger | |
DE68920255T2 (de) | Opischer Apparat. | |
DE2619327C2 (de) | Elektrooptischer Schalter | |
DE19638099A1 (de) | Optischer Schalter | |
DE1065461B (de) | Elektrischer Impuls - Verzögerungskreis | |
DE2359797C3 (de) | Schaltbare optische Wellenleitereinrichtung | |
DE69813017T2 (de) | Pockelszelle und optischer schalter mit pockelszelle | |
EP0301388A1 (de) | Reflektionssender für ein bidirektionales LWL-Kommunikationssystem | |
EP0545269B1 (de) | Verfahren zum Betreiben eines Halbleiterlasers als bistabiles optoelektronisches Bauelement | |
DE3886602T2 (de) | Elektrooptischer integrierter Bandpass-Modulator/Schalter. |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: AT & T TECHNOLOGIES, INC., NEW YORK, N.Y., US |
|
8128 | New person/name/address of the agent |
Representative=s name: BLUMBACH, P., DIPL.-ING., 6200 WIESBADEN WESER, W. |
|
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8328 | Change in the person/name/address of the agent |
Free format text: BLUMBACH, KRAMER & PARTNER, 65193 WIESBADEN |