DE69810697T2 - Verfahren zum Ändern der Temperaturabhängigkeit optischer Wellenleitervorrichtungen - Google Patents

Description

• Bei dem weitverbreiteten Einsatz von optischen Kommunikationssystemen gibt es einen zunehmenden Bedarf nach Bauelementen, die in der Lage sind, optische Signale zu vereinigen, zu trennen, zu schalten, hinzuzufügen und fallenzulassen. Beispielsweise werden optische Breitbandmultiplexer benötigt, damit Sprach- und Videosignale ins Haus geliefert werden, zum Verknüpfen von Pump- und Kommunikationssignalen in einem optischen Verstärker und zum Hinzufügen von überwachenden Signalen zu optischen Fasern. Dichte WDM- (Wellenlängenmultiplexier-)-Systeme benötigen Multiplexierer zum Vereinigen und Trennen von Kanälen unterschiedlicher Wellenlängen und benötigen zum Ändern des Verkehrs Add/Drop-Filter. Zur Netzneukonfigurierung werden langsame optische Schalter benötigt.
• Diese wichtigen Funktionen werden in der Regel durch optische Wellenleiterbauelemente ausgeführt, wie etwa auf planaren Siliziumsubstraten ausgebildete integrierte optische Siliziumoxidwellenleiterschaltungen. Derartige Wellenleiter werden in der Regel ausgebildet, indem auf einem Siliziumsubstrat eine Basis, eine Kern- und eine Claddingschicht ausgebildet werden. Die Basisschicht kann aus undotiertem Siliziumoxid hergestellt sein. Sie isoliert den optischen Grundmodus von dem Siliziumsubstrat und verhindert dadurch einen Lichtverlust an der Siliziumoxidsubstratgrenzfläche. Die Kernschicht ist in der Regel Siliziumoxid, das mit Phosphor oder Germanium dotiert ist, um seinen Brechungsindex zu vergrößern und dadurch eine optische Begrenzung zu erzielen. Das Cladding ist in der Regel Siliziumoxid, das mit sowohl Bor als auch Phosphor dotiert ist, um die Herstellung zu erleichtern und einen Index bereitzustellen, der dem der Basis entspricht. Unter Verwendung wohlbekannter fotolithographischer Techniken können die Kerne wirtschaftlich zu einer großen Vielfalt kompakter Konfigurationen konfiguriert werden, die in der Lage sind, nützliche Funktionen auszuführen. Siehe beispielsweise Y. P. Li und C. H. Henry, "Silicon Optical Bench Waveguide Technology", Kapitel 8, Optical Fiber Telecommunications, Band IIIB, S. 319-375 (Academic Press, 1997).
• Andere Wellenleiterbauelemente werden aus optischer Faser hergestellt. Optische Fasern umfassen in der Regel einen Kern mit einem höheren Index, der aus dotiertem Siliziumoxid bestehen kann, und ein umgebendes Cladding aus einem Glas mit einem niedrigeren Index. Eine Vielzahl von Ganzfaserbauelementen wird hergestellt, indem in dem Faserkern ein oder mehrere Bragg-Gitter bereitgestellt werden. Derartige Gitter werden in der Regel hergestellt, indem der Kern mit einer lichtempfindlichen Dotierungssubstanz wie etwa Germanium versehen wird und unter Verwendung von Ultraviolettlicht ein Gitter seitlich geschrieben wird.
• Bei diesen optischen Wellenleiterbauelementen besteht ein Mangel in ihrer Temperaturempfindlichkeit. Viele Wellenleiterbauelemente basieren auf der optischen Interferenz zwischen Lichtstrahlung, die sich entlang unterschiedlicher Wege ausbreiten. Je nach der Phasenbeziehung zwischen den Strahlen am Wiedervereinigungspunkt wird Licht entweder durchgelassen oder zurückreflektiert. Kontraststarke Resonanzen mit einem schmalen Spektrum können ohne weiteres ausgelegt werden, was Hochleistungs- Wellenlängenmultiplexer und blockierende Filter ermöglicht. Die veränderliche Umgebungstemperatur hat jedoch auf die Leistung derartiger Bauelemente einen erkennbaren und nachteiligen Effekt. Der Brechungsindex der Verbundglasstruktur, durch die sich das Licht ausbreitet, hängt von der Temperatur ab. Somit verschieben sich die spektralen Positionen kritischer Resonanzen mit der Temperatur.
• Ähnliche Probleme treten in Faserwellenleiterbauelementen auf. Bragg-Gitter beispielsweise sind kritisch von den Weglängen zwischen aufeinanderfolgenden Indexstörungen abhängig. Doch ändern sich diese Weglängen aufgrund der Temperaturabhängigkeit des Brechungsindexes, wodurch die Arbeitswellenlänge der Gitter verschoben wird.
• Bei vielen Anwendungen ist eine derartige Schwankung inakzeptabel, und die Bauelemente werden, damit sie stabil arbeiten, in temperaturkompensierenden Gehäusen angeordnet. Eine derartige Verkapselung ist teuer und führt zu zusätzlichen Zuverlässigkeitsproblemen. Dementsprechend besteht ein Bedarf nach Wellenleiterbauelementen mit verbesserter Temperaturstabilität.
• Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren wie in Anspruch 1 beansprucht bereitgestellt.
• Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein optisches Wellenleiterbauelement wie in Anspruch 7 beansprucht bereitgestellt.
• Wellenleiterbauelemente aus Glas erhalten eine verbesserte Temperaturstabilität, indem in entsprechende Längen der Wellenleiter ein transparentes kompensierendes Material mit einem mit der Temperatur schwankenden Brechungsindex integriert wird, der sich auf erhebliche Weise von dem des Wellenleiters unterscheidet. Das kompensierende Material ist ein nicht aus Glas bestehendes Material, wie etwa eine Flüssigkeit, die durch Wärme und Druck in das Glas eingetrieben wird. Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird D&sub2;O in Wellenleiter für optische Kommunikation integriert. Das D&sub2;O ist für bevorzugte Kommunikationswellenlängen mit einer Mitte um etwa 1,55 um herum transparent und weist ein dn/dT auf, das von der Polarität her dem dn/dT des Glases entgegengesetzt ist. Die resultierende Struktur zeigt bei reduzierter Größe von dn/dT eine verbesserte Temperaturstabilität.
• Die Technik eignet sich besonders bei Bauelementen, die auf der Interferenz zwischen mehreren Wellenleitern basieren, da es nicht erforderlich ist, in den jeweiligen Wellenleitern dn/dT auf Null zu reduzieren. Es reicht aus, die Differenzen zu kompensieren. Eine derartige Kompensation kann man durch kompensierende Materialien mit dn/dT der gleichen Polarität wie das dn/dT der Wellenleiter oder der entgegengesetzten Polarität erhalten. Bevorzugte Ausführungsformen beinhalten Router, Fourier-Filter und Bragg-Filter. Bei Einwellenleiterbauelementen wie etwa Gittern können kompensierende Materialien der entgegengesetzten Polarität die Temperaturstabilität erheblich verbessern.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
• Die Vorteile, das Wesen und die verschiedenen zusätzlichen Merkmale der Erfindung ergeben, sich eingehender bei Betrachtung der veranschaulichenden Ausführungsformen, die nun in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen ausführlich beschrieben werden. Es zeigen:
• Fig. 1 ein Flußdiagramm der Schritte beim kontrollierbaren Ändern der Temperaturabhängigkeit eines die Erfindung verkörpernden Glaswellenleiterbauelements,
• Fig. 2A, 2B und 2C ein Wellenleiterbauelement bei unterschiedlichen Stufen des Prozesses von Fig. 1,
• Fig. 3A und 3B graphische Darstellungen, die die thermische Stabilität eines gemäß Fig. 1 bearbeiteten Wellenleiters mit der eines unbearbeiteten Wellenleiters vergleichen,
• Fig. 4 ein Wellenleiterrouterbauelement mit verbesserter thermischer Stabilität,
• Fig. 5 ein Wellenleiter-Fourier-Filter mit verbesserter thermischer Stabilität und
• Fig. 6 ein Wellenleiter-Bragg-Filter mit verbesserter thermischer Stabilität.
• Es ist zu verstehen, daß diese Zeichnungen dazu bestimmt sind, die Konzepte der Erfindung zu veranschaulichen, und nicht maßstabsgetreu sind.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
• Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ist Fig. 1 ein Blockdiagramm der Schritte, mit denen die thermische Stabilität eines Wellenleiterbauelements verbessert wird. Der erste Schritt, wie er in Block A dargestellt ist, besteht darin, ein zu verbesserndes Glaswellenleiterbauelement bereitzustellen. Das Wellenleiterbauelement kann entweder ein planares Wellenleiterbauelement, ein Faserwellenleiterbauelement oder eine Kombination beider sein. Zu beispielhaften Bauelementen zählen Router, Fourier-Filter und Bragg- Gitter.
• Fig. 2A ist eine Querschnittsansicht eines beispielhaften Wellenleiterbauelements (hier ein planares Bauelement), das ein Substrat 10 wie etwa Silizium, eine Basisschicht 11, wie etwa undotiertes Siliziumoxid, ein oder mehrere Wellenleiter, die durch einen oder mehrere Kerne 12, 13, 14 definiert werden, und ein Cladding 15 umfaßt. Die Kerne können Pdotiertes oder Ge-dotiertes Siliziumoxid mit einem Brechungsindex sein, der im Vergleich zur Basis um einen Prozentsatz höher ist (in der Regel Δ = 0,60- 0,70%). Das Cladding kann mit Bor und Phosphor dotiert werden, damit man sowohl eine niedrigere Flußtemperatur als auch einen Index, der bevorzugt gleich der Basisschicht ist, erhält.
• Fig. 2B ist eine Draufsicht auf das Bauelement von Fig. 2A. Die Kerne 12, 13, 14 definieren unterschiedlich lange Lichtwellenleiter, die sich zwischen einem gemeinsamen Eingang 15 und einem gemeinsamen Ausgang 16 erstrecken. Temperaturschwankungen erzeugen in den beiden Wellenleitern unterschiedliche absolute thermische Weglängenänderungen. Die Verfahren zur Herstellung derartiger Wellenleiter sind in der Technik wohlbekannt und werden in C. H. Henry et al., "Glass Waveguides on Silicon for Hybrid Optical Packaging, J. Lightwave Technol., 1539 (1989) näher beschrieben.
• Der nächste Schritt, der bei einigen Anwendungen fakultativ ist, besteht darin, den Wellenleiter zu maskieren, wobei diejenigen Gebiete freibleiben, bei denen die Brechnungsindexschwankung mit der Temperatur (dn/dT) geändert werden soll. Wenn dn/dT über die ganze Länge des Wellenleiters hinweg geändert werden soll, ist keine Maskierung erforderlich. Bei einigen Anwendungen jedoch, wo der Effekt der Temperaturschwankung unter verschiedenen Wellenleitern ausgeglichen werden soll, erfordern unterschiedlich lange Wellenleiter im allgemeinen eine Maskierung, damit man freiliegende Gebiete unterschiedlicher Länge erhält. Das maskierende Material sollte für das Behandlungsmaterial undurchdringlich sein. Silciumnitridfilme mit einer Dicke mit einer Größenordnung von 1 um werden bevorzugt, um Bauelemente zu maskieren, die mit D&sub2;O behandelt werden sollen. Derartige Filme können durch Plasma-CVD abgeschieden werden.
• Der dritte Schritt (Fig. 1, Block C) besteht darin, in die freiliegenden Gebiete der Wellenleiter ein thermisch kompensierendes Material zu integrieren, das für die Arbeitswellenlänge transparent ist und ein dn/dT aufweist, das sich von dem des Wellenleitermaterials unterscheidet. Typische Weilenleitergläser weisen ein positives dn/dT auf, so daß das in das Glas eingearbeitete Material ein negatives dn/dT oder ein positives dn/dT aufweisen sollte, das sich von dem von Glas wesentlich unterscheidet. Zu geeigneten kompensierenden Materialien mit einem negativen dn/dT zählen D&sub2;O, Ethanol und Methanol. Die Materialmenge sollte 1 Gew.-% des Glases übersteigen und sollte bevorzugt 10% übersteigen. Für Glaskommunikationsbauelemente, die bei 1,55 um arbeiten, wird D&sub2;O bevorzugt.
• D&sub2;O kann in Glas eingearbeitet werden, indem das Glas D&sub2;O-Dampf über einen Zeitraum von in der Regel 1-20 Stunden bei erhöhter Temperatur (100-300ºC) und Druck 1-103 bar (15-1500 psi) ausgesetzt wird. Fig. 2C zeigt das Bauelement von Fig. 2B nach der Behandlung mit D&sub2;O in einem freigelegten Gebiet wie etwa einem Dreieck 20. Der Wellenleiter 12 liegt nicht frei. Der längere Wellenleiter 13 liegt über eine erste Länge frei, und der längste Wellenleiter 14 liegt über eine zweite Länge frei, die größer ist als die erste. Das resultierende Bauelement weist eine verbesserte Temperaturstabilität auf. Insbesondere werden die anteiligen Wellenleiter so verarbeitet, daß ihre optischen Weglängen durch Temperaturänderungen gleichmäßig beeinflußt werden. Falls ein kompensierendes Material mit einem positiven dn/dT größer als Glas verwendet werden würde, dann könnten alternativ die kürzeren Wellenleiter über größere Längen behandelt werden, damit man eine Kompensation erhält.
• Die letzten Schritte, die fakultativ sind, sind das Entfernen der Maske (Block D) und das Versiegeln des eingearbeiteten Materials in das Glas (Block E). Das Versiegeln kann erfolgen durch Auftragen einer dünnen Metallbeschichtung wie etwa einigen wenigen Hunderten Nanometern aus Chrom oder Gold über dem behandelten Gebiet 20.
• Der Grad der Temperaturkompensation, den man durch diesen Prozeß erhalten kann, wird durch das folgende spezifische Beispiel demonstriert. Probe 1 ist ein 2 cm langer planarer Wellenleiter, der 15 Stunden lang bei 300ºC mit D&sub2;O behandelt wurde. Probe 2 ist ein 2 cm langer ähnlicher unbehandelter planarer Wellenleiter. In jede der beiden Proben wurde 1,5 um Laserlicht eingekoppelt, und die Temperatur wurde von Raumtemperatur um etwa 40ºC auf etwa 62ºC angehoben. Die Interferenz zwischen der vorderen (Eintrittsfläche) und hinteren (Austrittsfläche) Reflexion wurde überwacht. Fig. 3A zeigt die Interferenzsäume, die für die behandelte Probe gegen die Temperatur aufgetragen sind, und Fig. 3B zeigt die Beeinträchtigungen für die unbehandelte Probe. Wie man sehen kann, weist die behandelte Probe weniger Säume auf, was einer geringeren Größe dn/dT entspricht. Spezifisch beträgt die Größe von dn/dT für die behandelte Probe 9/16 der der unbehandelten Probe bei einem Verbesserungsfaktor e 0,56 (56%). Die Länge 1 des behandelten Gebiets, die erforderlich ist, um zwei Wellenleiter ungleicher Länge l&sub1;, l&sub2; zu kompensieren, kann ohne weiteres aus der Längendifferenz Δl = l&sub1; - l&sub2; und dem Verbesserungsfaktor e durch die Beziehung l = Δl/e berechnet werden. Beispielsweise ist 1 gleich 0,5 mm, wenn Δl gleich 0,25 mm und e = 0,5 ist.
BAUELEMENTANWENDUNGEN
• Der Prozeß von Fig. 1 gestattet die Herstellung einer großen Vielfalt von Glaswellenleiterbauelementen mit verbesserter Temperaturstabilität. Allgemein wird das Bauelement auf die übliche Weise hergestellt, und dann wird der - Prozeß von Fig. 1 nach der Herstellung angewandt, um den Temperaturkoeffizienten des Brechungsindexes für einen oder mehrere der Glaswellenleiter zu ändern. Bei aus mehreren Wellenleitern bestehenden Bauelementen kann diese Änderung auf räumlich selektive Weise angewendet werden, um die Temperatureffekte auf verschiedene Wellenleiter auszugleichen und dadurch das Gesamtbauelement temperaturunempfindlich zu machen. Bei aus einem einzigen Wellenleiter bestehenden Bauelementen ist die Reduzierung der Temperaturempfindlichkeit proportional zur Minimierung von dn/dT. Es werden drei wichtige Bauelementanwendungen veranschaulicht: 1) Temperaturkompensation eines Mehrwellenleiter-Rcuters, 2) Temperaturkompensation eines Mehrwellenleiter- Filters und 3) Reduzierung der Temperaturabhängigkeit eines Einwellenleiter-Bragg-Gitters.
A. Temperaturkompensation eines Mehrwellenleiter- Routers
• Fig. 4 veranschaulicht schematisch eine verbesserte Form eines als Wellenleitergitter-Router bekannten Bauelements. Der herkömmliche Teil des Bauelements 40 umfaßt ein Paar Sternkoppler 41, 42, die durch ein Array 43 von Wellenleitern verbunden sind, die wie ein Gitter wirken, wobei spezifisch eine konstante Weglängendifferenz zwischen benachbarten Wellenleitern im Array vorliegt. Die beiden Sternkoppler 41, 42 sind Spiegelbilder, außer daß die Anzahl der Eingänge und Ausgänge verschieden sein kann.
• Beim herkömmlichen Betrieb wird die Lichtwelle von einem Eingangswellenleiter 44 durch den Eingangssternkoppler 41 in das Wellenleitergitterarray 43 eingekoppelt. Falls im Gittergebiet keine Differenzphasenverschiebung vorliegen würde, würde die Lichtwellenausbreitung zum Ausgangskoppler 42 so erscheinen, als wenn sie die umgekehrte Ausbreitung im Eingangskoppler wäre. Der Eingangswellenleiter würde somit an der Grenzfläche zwischen dem Ausgangskoppler und den Ausgangswellenleitern abgebildet werden. Der abgebildete Eingangswellenleiter würde an einen der Ausgangswellenleiter angekoppelt werden. Der lineare Längenunterschied beim Gitterarray führt jedoch zu einer wellenlängenabhängigen Neigung der Wellenfront in den Gitterwellenleitern und verschiebt somit das Eingangswellenleiterbild zu einer wellenlängenabhängigen Position. Bei sich ändernder Wellenlänge streicht das Eingangswellenleiterbild über verschiedene Ausgangswellenleiter und koppelt Licht auf diese. Die Struktur und Funktionsweise des herkömmlichen Bauelements wird im am 14. November 1995 an C. Dragone erteilten US-Patent Nr. 5,467,418 näher beschrieben.
• Die Temperaturstabilität des Bauelements wird verbessert, indem in das Wellenleitergitter ein Gebiet mit einem veränderten dn/dT eingeführt wird, um das thermische Verhalten der anteiligen Wellenleiter zu kompensieren. Dies kann zweckmäßigerweise unter Verwendung des Prozesses von Fig. 1 bewerkstelligt werden, indem D&sub2;O in ein dreieckiges Gebiet 45 des Arrays eingeführt wird. Die Basis B des Dreiecks ist so angeordnet, daß die längeren Wellenleiter längere behandelte Segmente im dreieckigen Gebiet auf weisen. Unter der Annahme der 9/16-Reduzierung der Fig. 3A würde ein Dreieck für ein typisches Gitterarray eine Basis in der Größenordnung von 1 cm auf weisen. Falls man statt eines kompensierenden Materials mit einem negativen dn/dT ein kompensierendes Material mit einem positiven dn/dT verwendet, das wesentlich größer ist als Glas, dann könnte die Kompensation durch Invertieren des dreieckigen Gebiets 45 erreicht werden, so daß der kürzeste Wellenleiter über dem längsten Gebiet behandelt wird.
B. Temperatur kompensierte Mehrwellenleiter-Filter
• Fig. 5 ist eine schematische Draufsicht auf eine einfache Form eines als Fourier-Filter bekannten monolithischen optischen Wellenleiterfilters 10. Das herkömmliche Fourier-Filter besteht aus einem Paar optischer Wellenleiter 51 und 52 auf einem Substrat 53, die so konfiguriert sind, daß sie eine Mehrzahl N optischer Koppler 54, 55 und 56 bilden, die abwechselnd mit mehreren N - 1 Verzögerungswegen 57 und 58 verbunden sind. Jeder Koppler umfaßt ein Gebiet enger Nachbarschaft der beiden Wellenleiter, wo das exponentielle Ende des auf jedem der Wellenleiter 51 und 52 übertragenen Lichts mit dem anderen interagiert, wodurch Licht von einem Wellenleiter auf den anderen gekoppelt wird. Das Ausmaß der von einem Wellenleiter auf den anderen gekoppelten Leistung ist durch die effektive Länge des Kopplers gekennzeichnet.
• Jeder Verzögerungsweg besteht aus einem Paar Wellenleitersegmenten zwischen zwei Kopplern, beispielsweise Segmente 57A und 57B zwischen den Kopplern 54 und 55. Die Segmente sind so konfiguriert, daß sie zwischen den beiden Kopplern ungleiche optische Weglängen bereitstellen und dadurch für eine differenzielle Verzögerung sorgen.
• Bei Betrieb wird ein optisches Eingangssignal an einen Eingangskoppler angelegt, z. B. entlang dem Wellenleiter 51 an Koppler 54, und eine gefilterte Ausgabe wird an einen Ausgangskoppler angelegt, z. B. entlang Wellenleiter 52 an Koppler 56. Die Sequenz aus Kopplern und Verzögerungen liefert Licht am Eingang mit mehreren Wegen zum Ausgang. Im allgemeinen existieren 2N-1 Wege, wobei N die Anzahl der Koppler ist.
• Jeder der optischen Wege des Filters liefert Licht, das einer harmonischen Komponente in einer Fourier-Reihe entspricht, deren Summierung die Transmissionsfunktion des Filters darstellt. Durch eine richtige Wahl von Parametern kann man eine gewünschte Transmissionsfunktion gut annähern. Die Struktur und Herstellung derartiger Filter wird in dem am 21. Januar 1997 an C. H. Henry et al. erteilten US-Patent Nr. 5,596,661 näher beschrieben.
• Wie man ohne weiteres sehen kann, hängt der ordnungsgemäße Betrieb des Fourier-Filters von der präzisen Steuerung der differenziellen Verzögerung zwischen gekoppelten Wellenleitern ab. Schwankungen dieser differenziellen Verzögerung aufgrund unterschiedlicher Effekte der Temperaturänderung beeinträchtigen die Leistung des Filters.
• Dieses Bauelement kann hinsichtlich der Temperatur kompensiert werden durch die Ausbildung eines oder mehrerer Gebiete 59A, 59B eines geänderten dn/dT gemäß dem Verfahren von Fig. 1. Bevorzugt werden die Gebiete 59A, 59B in den längeren Wellenleitern ausgebildet, z. B. 57B und 58B. Unter Annahme des in Fig. 3A gezeigten Änderungsniveaus, könnte eine Kompensation für typische Fourier-Filter in rechteckigen Gebieten erzielt werden, die etwa doppelt so lang sind wie die Weglängendifferenz.
C. Bragg-Gitter mit reduzierter Temperaturempfindlichkeit
• Fig. 6 ist ein schematischer Querschnitt eines optischen Wellenleiter-Bragg-Gitterbauelements, das eine Länge eines optischen Wellenleiters 60 (hier optische Faser) mit einem Kern 61, einem Cladding 62 und einem Bragg-Gitter 63 umfaßt, das mehrere Indexstörungen 64 im Kernindex umfaßt, die entlang dem Wellenleiter im wesentlichen gleichmäßig beabstandet sind. Diese Störungen reflektieren selektiv Licht der Wellenlänge λ gleich dem Doppelten des Absands Λ zwischen aufeinanderfolgenden Störungen, d. h. λ = 2Λ. Die übrigen Wellenlängen passieren im wesentlichen unbehindert. Derartige Bragg-Gitter haben in einer Vielzahl von Anwendungen Verwendung gefunden, einschließlich Filtern, Stabilisieren von Halbleiterlasern, Reflexion von Faserverstärker- Pumpenergie und Kompensation für Faserdispersion. Die Temperaturempfindlichkeit der Bragg-Resonanz hängt zu einem wichtigen Teil vom dn/dT des Wellenleiters ab, in dem es geschrieben ist. Gemäß der Erfindung wird die Temperaturstabiliät verbessert, indem die thermische Empfindlichkeit des Wellenleiters gemäß dem Verfahren von Fig. 1 reduziert wird. Hier könnte eine fakultative Maskierung selektiv einen Wellenleiterteil 65 freilegen, wo das Gitter geschrieben ist. Im Fall von Faserwellenleitern, die oftmals ein reines Siliziumoxidcladding verwenden, ist es möglicherweise erforderlich, ein anderes Cladding zu verwenden, wie etwa P-, B-dotiertes Siliziumoxid, damit D&sub2;O eingeführt werden kann. Für Bragg-Gitter in planaren Wellenleiter- Bragg-Gittern wird keine Änderung der typischen Claddingzusammensetzung benötigt.

Claims (11)

1. Verfahren zur Herstellung eines Lichtwellenleiterbauelements, mit dem Schritt des Ausbildens mindestens eines Lichtwellenleiters (12, 13, 14) aus Glas mit einem Kern (12) und einem Cladding (11, 15), wobei der Wellenleiter einen mit der Temperatur variierenden effektiven Brechungsindex aufweist,

gekennzeichnet durch den folgenden Schritt:

Eintreiben von mindestens 1 Gew.-% eines nicht aus Glas bestehenden kompensierenden Materials mit einem Brechungsindex, der auf andere Weise als der Wellenleiter mit der Temperatur variiert, durch Wärme und Druck in eine Länge (20) des Lichtwellenleiters aus Glas, wodurch ein Wellenleiterbauelement mit verbesserter Wärmestabilität hergestellt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das kompensierende Material einen Brechungsindex aufweist, der verglichen mit dem Wellenleiter in der entgegengesetzten Polarität mit der Temperatur variiert.

3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem mindestens 10 Gew.-% des kompensierenden Materials eingearbeitet werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, mit dem zusätzlichen Schritt des Maskierens des Lichtwellenleiterbauelements, um das Gebiet in dem Bauelement zu definieren, in das das kompensierende Material eingearbeitet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das kompensierende Material D&sub2;O ist oder in das Gebiet eingearbeitet ist, indem das Gebiet D&sub2;O-Dampf ausgesetzt wird, beispielsweise bei einer Temperatur im Bereich von 100-300ºC bei einem Druck im Bereich von 1 bis 103 Bar (15 bis 1500 psi) über einen Zeitraum im Bereich von 1-20 Stunden.

6. Verfahren nach Anspruch 1, mit dem Schritt des Versiegeins des kompensierenden Materials in dem Gebiet durch Auftragen einer Metallbeschichtung über dem Gebiet.

7. Lichtwellenleiterbauelement, das mindestens einen Lichtwellenleiter (12, 13, 14) aus Glas mit einem Kern (12) und einem Cladding (11, 15) umfaßt, wobei der Lichtwellenleiter aus Glas einen mit der Temperatur variierenden effektiven Brechungsindex aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß in einen Teil (20) der Länge des Glaswellenleiters mindestens 1 Gew.-% eines nicht aus Glas bestehenden kompensierenden Materials aus D&sub2;O, Ethanol oder Methanol integriert wird, das für den Lichtstrahl transparent ist und das einen Brechungsindex aufweist, der auf andere Weise als der Glaswellenleiter mit der Temperatur variiert, wodurch die Wärmestabilität des Lichtwellenleiterbauelements verbessert wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei das kompensierende Material, zum Beispiel D&sub2;O, einen Brechungsindex aufweist, der verglichen mit dem Glaswellenleiter in der entgegengesetzten Polarität mit der Temperatur variiert.

9. Bauelement nach Anspruch 7, wobei das Bauelement ein Substrat, eine auf dem Substrat angeordnete Basisschicht, mindestens einen auf dem Substrat angeordneten Kern und eine auf dem Kern angeordnete Claddingschicht umfaßt.

10. Bauelement nach Anspruch 9, wobei das Wellenleiterbauelement mindestens zwei Kerne umfaßt, die mindestens zwei Glaswellenleiter ungleicher Länge definieren, und das in den längeren der Wellen leiter integrierte kompensierende Material den Effekt der Temperaturschwankung auf das Bauelement reduziert.

11. Bauelement nach Anspruch 7, wobei das Bauelement eine optische Faser, einen Wellenleiter-Reuter, ein Fourier-Optikfilter oder ein optisches Eiragg- Gitter umfaßt.