DE3238547A1 - Wellenlaengenfilter - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf frequenzselektive Schaltungen,
insbesondere auf integrierte optische Filter.
Da die bei Entwurf und Herstellung breitbandiger optischer Fasern aufgetretenen Probleme nunmehr erfolgreich beherrscht
werden, gehen die Anstrengungen nunmehr dahin, Methoden zur Ausnutzung der großen Möglichkeiten optischer
Fasern zu untersuchen. Hierher gehören Untersuchungen über wellenlängenselektive Filter zum Trennen einer Vielzahl
Signale, die längs eines gemeinsamen Wellenweges übertragen werden. Typischerweise werden zu diesem Zweck
Richtungskoppler benutzt, wie diese beispielsweise in ÜS-A-42 43 295 beschrieben sind. Da solche Bauelemente
auf der Wechselwirkung austretender und abklingender Felder beruhen, tendieren sie länger als erwünscht zu
sein. Außerdem erfordern sie die Herstellung zweier dicht benachbarter Lichtleiter und zugeordneter Elektroden und
sind als solche relativ schwierig herzustellende Strukturen.
BAD ORIGINAL
Erfindungsgemäß wird nun in einem Wellenlängenfilter
eine Asymmetrie in das effektive Brechungsindexprofil des Wellenwegs eingeführt. Als eine Konsequenz hiervon
wird Wellenenergie, deren Wellenlänge größer als eine kritische Wellenlänge ist, nicht langer vom Wellenweg
geführt. Dieses abgestrahlte Signal kann dann außerhalb des Hauptsignalweges gesammelt werden. Dieser Mechanismus
wird als ein Mittel zur sequentiellen Separierung von Signalen unterschiedlicher Wellenlängen verwendet.
Mittel und Einrichtungen für den Entwurf des Filters und der Spezifizierung der kritischen Wellenlänge werden
angegeben.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Wellenleiteraufbau aus drei unbegrenzten Platten,
Fig. 2 das Brechungsindexprofil des Wellenleiters nach
Fig. 1,
Fig. 3 einen stärker verallgemeinerten Wellenleiteraufbau,
Fig. 4 das Wellenleiteräquivalent nach Fig. 3 mit unbegrenzter
Platte,
Fig. 5, 6 und 7 verschiedene Ausführungsformen der Erfindung,
Fig. 8 einen bei der Ausführungsform nach Fig. 7 vorgesehenen optischen Detektor,
Fig. 9 und 10 weitere Ausführungsformen der Erfindung,
Fig. 11 ein modifiziertes Brechungsindexprofil zur Verstärkung
der Signalabstrahlung,
Fig. 12 und 13 zwei weitere Ausführungsformen der Erfindung,
Fig. 14 das effektive Brechungsindexprofil der Ausführungsform
nach Fig. 13 und
Fig. 15 und 16 die durch vorgesehene Abstimmelektroden
modifizierten Ausführungsformen nach Fig. 6 und
Das der Erfindung zugrundeliegende Prinzip sei nachstehend
anhand des in Fig. 1 dargestellten Wellenleiteraufbaues 10 erörtert. Der Wellenleiteraufbau 10 weist
eine planare Innenplatte 11 aus einem Material eines Brechungsindex ν und mit einer Breite d auf. Die Platte
1 1 ist beidseits flankiert von zwei äußeren Platten
<» υ. «r
12 und 13 aus Materialien eines Brechungsindex V1 bzw.
v_. Die äußeren Platten stehen in Kontakt mit der inneren Platte. Zur Bestimmung der Ubertragungseigenschaften
dieses Wellenleiteraufbaus sei angenommen, daß
sich alle Platten in der +y- und -y-Richtung unendlich erstrecken und daß sich die äußeren Platten 12 und
13 auch in der +x-und -x-Richtung unendlich weit erstrecken,
wobei die x- und y-Richtungen als senkrecht zur Wellenübertragungsrichtung ζ verlaufend definiert
sind (vgl. das in Fig. 1 eingezeichnete x, y, z-Koordinatensystem). Weiter sei angenommen, daß die drei Indices
ν , ν und ν» voneinander verschieden sind derart,
daß ν« >ν >v_ gilt. Ein Diagramm des Brechungsindexprofils
ist in Fig. 2 dargestellt. Die ausgezogene Kurve 20 zeigt den Profiltyp, den man bei Verwendung diskreter
Platten erhalten würde. Die gestrichelte Kurve 21 zeigt das typischere Profil, wie dieses durch Diffusion von
Dotierstoffen in Substrate erhalten wird. Die Erfindungsprinzipien sind in beiden Fällen gleichermaßen anwendbar .
Es kann gezeigt werden, daß der äquivalente Brechungsindex
einer solchen Anordnung gegeben ist durch
*. = vo f1
(D
wobei sich (T1 und <T„ ergeben aus v„ = ν (1 - <f~) und
v. = ν (1 -</,).
1 O 1
Hierin bedeutet 2. die Wellenlänge im freien Raum der
sich fortpflanzenden Wellenenergie und ν ist definiert
anhand der Fortpflanzungskonstante ß durch
ve - TW
Im typischeren Fall kann ein optischer Wellenleiter mehr als drei Materialien umfassen, wie dieses in Fig. 3
dargestellt ist. In solchen Fällen können die einzelnen Zonen kombiniert und ersetzt werden durch ihren äquivalenten
Brechungsindex, wie dieser durch Gleichung (1) gegeben ist. So können beispielsweise die drei Zonen
n1 , n„ und n_. kombiniert und dargestellt werden durch
eine erste größere Platte 40 eines äquivalenten Brechungsindex n(1 - Δ ). In ähnlicher Weise kann die zweite
Gruppe aus den drei Zonen n-, n,. und nfi kombiniert und
dargestellt werden durch eine zweite Platte 41 der Breite a und des äquivalenten Brechungsindex n(1 + Δ~)/
und die dritte Gruppe aus den drei Zonen n_, no und n_
/ο y
kann kombiniert und dargestellt werden durch eine dritte
Platte 42 des äquivalenten Brechungsindex η. Wie ersichtlich
sind der Aufbau nach Fig. 1 und der nach Fig. identisch, was zeigt, daß eine allgemeine Brechungsindexverteilung
angenähert werden kann durch sein Äquivalent mit unendlichen Platten und daß die Wellenleitungseigenschaften
des ursprünglichen Wellenleiters anhand des Plattenäquivalentes bestimmt werden können. In dieser
Hinsicht kann gezeigt werden, daß der Strahlungsverlust
R, in Dezibel, für letzteres gegeben ist durch
A2Ln /A -K
Hierin bedeuten
Ι» die Länge des Wellenleiters
A /L· einen Wert klein gegen Eins und
an 73 2 A0
Die durch Gleichung (4) gegebene Größe Λ ist die kritische
Wellenlänge, oberhalb der der Aufbau nicht langer als Wellenleiter dient. D. h., während Wellenenergie bei
Wellenlängen kürzer als ^ geführt wird, neigt Wellen-
- t2 -
energie bei längeren Wellenlängen dazu, durch die Seite der Anordnung mit dem höheren Brechungsindex hindurch
abzustrahlen. Der Winkel zwischen der Strahlungsrichtung und der Leiterachse ist
β - 2,5B
Aus Gleichung (1) sieht man, daß der äquivalente Brechungsindes
einer Anordnung aus drei unterschiedlichen Materialien eine Funktion deren einzelner Brechungsindices
und der Breite des mittleren Materials ist. Sonach kann jede gewünschte Brechungsindexverteilung realisiert
werden entweder durch Verwendung unterschiedlicher Materialien oder durch Änderungen in der Breite des
mittleren Materials. Bei den nachstehend beschriebenen Ausführungsformen handelt es sich um Beispiele beider
Methoden.
Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform eines Wellenlängenfilters, das auf den vorstehend erörterten Grundlagen
aufgebaut ist. Das Filter weist eine dreiseitig leitende Umhüllung 50 auf, in der eine Platte 51 eines Materials
mit einem Brechungsindex η (1 + Δ ) untergebracht ist,
a 2.
wobei η der Brechungsindex der Umgebung (beispielsa
weise Luft) ist. Die Platte 51 befindet sich in Berührung
mit der leitenden Wand 52 der Umhüllung 50, um ein asymmetrisches Brechungsindexprofil der in Fig. 2 dargestellten
Art zu erhalten.
Beim Betrieb werden Signale bei Wellenlängen A1 und/l-
durch die Platte 51 geschickt, wobei λ^>λ
>A_ ist und Ac als die kritische Wellenlänge durch Gleichung (4)
definiert ist. Das Signal bei der Wellenlänge λ 2, die
kleiner als die Grenzwellenlänge ist, wird von der Platte geführt. Das Signal bei der Wellenlänge A1* die
jedoch langer als die Grenzwellenlänge ist, strahlt aus
der Platte in die umgebende Zone ab. Ein Spiegel 53, der an einer geeigneten Stelle angeordnet ist, zweigt
das abgestrahlte Signal aus dem Filter ab.
Fig. 6 zeigt eine zweite Ausführungsform eines Wellenleiterfilters
mit einein Substrat 60 eines Brechungsindex η.., in das ein Streifen 61 des Brechungsindex n~ und
ein Streifen 62 des Brechungsindex n, eingebettet sind,
wobei n2>n3>n1 ist. Beim Betrieb werden Signale der
Wellenlängen /L, 7( , A.,, ... Λ dem Streifen 61 zugeführt,
wo die verschiedenen Brechungsindices und die Breite des Streifens61 so gewählt sind, daß die Grenzwellenlänge
A zwischen A1 und A9 fällt. Demgemäß
strahlt A1 aus dem Streifen 61 in den Streifen 62 ab
und wird aus dem Substrat an der reflektierenden Fläche einer in den Streifen 62 eingeschnittenen Nut 64
herausgespiegelt. Die restlichen Signale werden vom Streifen 61 weitergeführt und können durch nachfolgende
Filterabschnitte separiert werden, deren Parameter so gewählt sind, daß sie die Grenzwellenlänge bezüglich
-der Signalwellenlängen jeweils richtig plazieren.
Bei den Ausführungsformen nach Fig. 5 und 6 wird das gewünschte Brechungsindexprofil durch die Verwendung verschiedener
Materialien erhalten. Bei der nun zu beschreibenden AusfUhrunqsform nach Fig. 7 wird das gewünschte
asymmetrische effektive Brechungsindexprofil erhalten durch Ändern der Dicke eines einzigen Materials. Beispielsweise
kann bei Anwendung von Gleichung (1) auf Fig. 3, mit n.. = n., n? = ης und n., = nfi, gezeigt werden,
daß der äquivalente Brechungsindex der n., n,-, nfi-Anordnung
größer ist als der der n1, η», η -Anordnung, weil
de größer als d2 ist. Demgemäß enthält das Filter 70
nach Fig. 7 eine Materialplatte mit einer Dicke cL in einer ersten Zone 71 und einer Dicke d_ in einer zweiten
Zone 72, wobei d.. größer als d„ ist. Zusätzlich nimmt
die Breite des dickeren Teils 71 inkrementweise oder schrittweise von a„ über a_ ... auf a( .,) bei Inter-
1 2. m— ι
vallen L1, L , ... L, _..) längs der Wellenfortpflänzungs-
- 15 -
richtung ab, wobei πι eine ganze Zahl und gleich der Anzahl
zu separierender Kanäle ist. Prismennuten 73, 74, 75 sind zum Erhalt reflektierender Flächen in die Oberfläche der dünneren Zone 72 geschnitten, um die jeweils
abgestrahlten Signale nach unten auszuspiegeln. Um jegliches Auskoppeln von geführter Signalenergie zu vermeiden,
sind die reflektierenden Flächen wenigstens um den Abstand D vom dickeren Teil 71 des Filters entfernt,
wobei D die Eindringtiefe ist, bei der die Stärke des abklingenden Feldes der geführten Moden um den Faktor
1/e reduziert ist. Diese Entfernung ist gegeben durch
ι + (VV1/2 Ac
λ
Hierin bedeutet Λ die Wellenlänge der längstwelligen Signalkomponente kleiner als Λ
> die im interessierenden
Intervall weiterhin geführt werden soll.
Da der Brechungsindex des Filterplattenmaterials und
der Umgebung oberhalb der Platte bekannt ist, kann das effektive Brechungsindexprofil unter Verwendung von
Gleichung (1) errechnet werden. Nach Berechnung des Brechungsindexprofils
kann bei Kenntnis der Wellenlängen
A1' λ ο ι ···A ^er zu separierenden Kanäle die kritische
ι * in ■■
Wellenlänge, die zum "Fallenlassen" des (jeweils) längstwelligen Signals in aufeinanderfolgenden Teilen des
Filters erforderlich ist, definiert werden und können die Werte von a.., a_, ... aus Gleichung (4) bestimmt
werden.
Die Längen L1, L_... L. _ ... der aufeinanderfolgenden
Längsabschnitte des Filters werden unter Verwendung von Gleichung (3) bestimmt. Der durch diese Gleichung bestimmte
Strahlungsverlust ist ein Maß für den Wirkungsgrad, mit dem das fallengelassene Signal abgezweigt wird.
Er sollte groß genug sein, um übersprechen im System zu minimieren. Die fallengelassenen Signale können durch
diskrete Photodetektoren festgestellt werden, die mit der Signalenergie, die an den reflektierenden Flächen
der Prismennuten 73, 74, 75 ... jeweils ausgespiegelt wird, beaufschlagt werden. Alternativ können die Detektoren
als integraler Bestandteil des Filters ausgeführt werden. Dieses ist im einzelnen in Fig. 7 und 8 dargestellt.
Hiernach ruht das Filter auf einem n-leitenden Halbleitersubstrat 76, in das eine p-Zone 77 zum Erhalt
einer pn-Photodiode eingebettet ist. Ein typisches Material, das für diesen Zweck benutzt werden kann,
ist geeignet dotiertes Galliumarsenid (GaAs). Der Nachweis erfolgt durch Anlegen einer Sperrspannung an den
pn-Ubergang in der Zone unmittelbar unterhalb jeder der
reflektierenden Flächen. Dieses ist in Fig. 8 dargestellt,
die eine Schnittansicht des Filters im Bereich der reflektierenden Fläche der Prismennut 73 darstellt.
Die Vorspannung wird durch ein Ohmsches Elektrodenpaar 78, 79 zur n-Zone 76 bzw. p-rZone 77 geliefert. Durch
Anordnen eines Elektrodenpaars unter jeder reflektierenden Fläche werden die einzelnen Kanäle getrennt festgestellt.
Eine Schottky-Diode, die symbolisch als dritte Elektrode 88 mit gestrichelten Linien angedeutet ist,
dient zu Abstimmzwecken, wie dieses nachstehend noch im einzelnen beschrieben wird.
Fig. 9 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, die
speziell zur Verbesserung des Wirkungsgrades, mit dem die Energie des fallengelassenen Kanals gesammelt wird,
entworfen ist. Das Filter umfaßt ein Paar praktisch identischer paralleler Wellenleiter 81 und 82 eines
Brechungsindex n( 1 + £_) , die in ein Substrat des niedrigeren
Brechungsindex η eingebettet sind. Die beiden Wellenleiter trennt eine Zone eines Brechungsindex
n(1 + J1) , wobei cf-» J" ist. Während die beiden Wellenleiter
81 und 82 einen Richtungskoppler bilden, sind sie ausreichend weit voneinander entfernt, so daß jegliche
nennenswerte Kopplung zwischen geführten Moden
im Transfer-Intervall L1 ausgeschlossen ist. D. h., der
Kopplungskoeffizient k wird so klein gemacht, daß das übliche Kopplungsintervall L = 'iT'/2k für eine vollständige
Kopplung geführter Moden sehr viel größer als die Läne L. ist, die zur vollständigen Kopplung der abgezweigten
Kanäle erforderlich ist. Typischerweise sind die beiden Wellenleiter in einem auf abklingenden Feldern
beruhenden Richtungskoppler um einen Abstand voneinander entfernt, der gleich einer Leiterbreite (d. h. Abstand
gleich a..) ist. Im Gegensatz hierzu ist bei dem auf Abstrahlung
beruhenden Richtungskoppler nach Fig. 9 der Abstand zwischen den Leitern 81 und 82 zwei bis zehn
mal größer als die Leiterbreite a1.
Die einfallenden Signale werden dem Wellenleiter 81 zugeführt, dessen Parameter so gewählt sind, daß das
längstwellige Signal aus dem Leiter 81 abgestrahlt und über den Wellenleiter 82 gekoppelt wird. Ein Gitter 84
oder andere Ablenkmittel längs des Wellenleiters 82 zweigen den fallengelassenen Kanal aus dem Filter ab.
Zur Separierung der kürzerwelligen Signale wird die Breite des Wellenleiters 81 inkrementweise oder schrittweise
verringert als ein Mittel zur Herabsetzung der kritischen Wellenlänge, um dadurch zu veranlassen, daß
■ - 19 -
die kürzerwelligen Signale sequentiell aus dem Leiter 81 abgestrahlt und in den Leiter 82 eingestrahlt werden.
Fig. 10 zeigt eine alternative Streifenanordnung, bei
der jeder Kanal λ-, λ2 u^d λ "mit einem gesonderten
Wellenleiter 85, 86 und 87 gekoppelt ist. Dieses beseitigt die Notwendigkeit zusätzliche Mittel zum Separieren
der einzelnen Kanäle vorzusehen, nachdem sie - bei der Ausführungsform nach Fig. 9 - auf den Leiter 82 gekoppelt
worden sind. Ein Vorteil dieser Anordnung beruht in der Verringerung von Übersprechen, das davon herrühren kann,
wenn ein Leckfluß durch die Separierungsmittel (z. B. die Ablenkeinheit 84) vorhanden ist. Ein möglicher Nachteil
liegt darin, daß die Krümmungen in den Wellenleitern 85, 86 und 87 bevorzugt sehr mäßig ausgebildet wird,
um Abstrahleffekte zu verringern, was sich im Ergebnis
in einer größeren Gesamtlänge des Filters im Vergleich zu der des Filters nach Fig. 9 äußert.
Eine weitere Verbesserung des Kopplungswirkungsgrades kann durch eine Modifizierung im Brechungsindexprofil
realisiert werden, wie dieses in Fig. 11 dargestellt ist. Wie bei der Brechungsindexverteilung nach Fig. 2
sind drei Zonen effektiver Brechungsindices n.. , n_ und
n», mit n_ > η > η.. , vorgesehen. Jedoch nimmt bei diesem
Brechungsindexprofil der effektive Brechungsindex der dritten Zone vom Anfangswert n_ aus mit zunehmendem Abstand
hiervon allmählich zu. Sonach würde beispielsweise bei der Ausführungsform nach Fig. 6 der Brechungsindex
des Streifens 62 von seinem Anfangswert n_ aus allmählich auf einen etwas höheren Wert zunehmen.
Eine weitere Verstärkung kann erreicht werden durch Koppeln der abgestrahlten Energie über einen resonanten
Abschnitt des Wellenleiters, wie dieses in Fig. 12 dargestellt ist. Grundsätzlich ist diese Ausführungsform dieselbe wie die nach Fig. 6. Es sind also in eine
Platte 90 des Brechungsindex η ein Paar Streifen 91 und 92, deren Brechungsindices n(1 + /..) bzw. n(1 + cT-) betragen,
wobei </ größer als ef_ ist. Außerdem ist ein
vierter Streifen 93 eines konstanten Brechungsindex n(1 +^3) hinzugefügt, wobei tf wenigstens gleich, vorzugsweise
aber größer als </.. ist. Des weiteren ist die Breite w des Streifens 92 so gewählt, daß ein Resonator
bei der Wellenlänge des fallengelassenen Kanals gebildet wird, d. h. es gilt
ß(J?w = (2p -I)TT (7)
Hierin bedeutet βφ die Fortpflanzungskonstante des fallengelassenen
Kanals im Streifen 92 in Richtung senkrecht zur Wellenleiterachse, und ρ ist eine ganze Zahl.
Ein Vorteil einer resönanten Anordnung liegt darin, daß
eine Diskrimination zugunsten des fallengelassenen Kanals vorhanden ist, so daß Nebensprechen verringert wird.
Andererseits muß aber entweder der Brechungsindex oder die Breite des Streifens 92 für jeden Kanal ge<ändert
werden, wodurch der Herstellungsprozeß komplizierter wird.
Fig. 13 zeigt eine alternative Methode zum Erzeugen eines effektiv zunehmenden Brechungsindexprofils der in Fig.
dargestellten Art. Statt die Zusammensetzung des Materials als ein Mittel zum Erzeugen eines zunehmenden
Profils zu ändern, wird der Wellenleiter 100 gekrümmt. Die Wirkung hiervon ist, ein äquivalentes Brechungsindexprofil,
wie dieses in Fig. 14 dargestellt ist, zu erzeugen, das effektiv als Funktion des radialen Abstandes
vom Krümmungsmittelpunkt zunimmt.
Obgleich im vorstehenden nicht speziell erörtert, ist
ersichtlich, daß in jeder asymmetrischen Profilstruktur eine Strahlung längs zweier zueinander senkrechter
Ebenen auftreten kann. So kann beispielsweise, wenn die Parameter des Filters nach Fig. 6 nicht sorgfältig gewählt
sind, Strahlung in der vertikalen Ebene auftreten, die durch das Substrat 60, den Streifen 61 und die Umgebung
oberhalb des Streifens 61 definiert ist; ebenso kann Strahlung auch in der horizontalen Ebene auftreten,
die durch das Substrat 60 und die Streifen 61 und 62 definiert ist. Ein einfacher Weg dieses zu vermeiden
ist, eine Materialschicht des Brechungsindex η., oberhalb
des Streifens 61 anzuordnen, um damit einen Wellenleiter mit einem symmetrischen Profil zu bilden. Eine
Alternative ist, die Brechungsindices und die Querschnittsabmessungen des Streifens 61 so. zu wählen, daß
die kritische Wellenlänge in der vertikalen Ebene größer ist als das interessierende längstwellige Signal.
Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen wurden Änderungen in der kritischen Wellenlänge erhalten
durch Ändern der Abmessungen des Wellenweges, der seinerseits das effektive Brechungsindexprofil änderte.
Eine alternative Abstimm-Methode ist in Fig. 15 dargestellt,
die zu Erläuterungszwecken wiederum die Ausführungsform nach Fig. 6 darstellt, jedoch dahingehend
modifiziert, daß Gruppen von Abstimmelektroden vorgesehen
sind, die längs des Wellenweges verteilt sind.
' - 23 -
Im einzelnen besitzt das Filter nach Fig. 15 ein Substrat
120 eines Brechungsindex n* = (1 .- A1) , in das ein Paar
benachbarter Streifen 121 und 122 der Brechungsindices n2 = (1 + A2) bzw. n^ mit n2>n~->n1, eingebettet sind.
Dem Streifen 121 und dem Substrat 120 sind Elektrodenpaare 123-124, 125-126 und 127-128 überlagert, die je
längs einer geeigneten Strecke L1, L_ und L3 längs des
Wellenleiters verlaufen. Eine Spannung V1, V und V
wird an die entsprechenden Elektrodenpaare angelegt.
Insoweit die kritische Wellenlänge, wie diese gegeben ist durch Gleichung (4), eine Funktion von A1 und Δ«
ist, können die Filterabschnitte leicht mit Hilfe des elektrooptischen Effektes durch Anlegen einer geeigneten
Spannung an die Elektroden abgestimmt werden. Im einzelnen wird jeder folgende Filterabschnitt so abgestimmt,
daß er das vorhandene längstwellige Signal abstrahlt und die restlichen Signale kürzerer Wellenlängen
überträgt.
In ähnlicher Weise kann die Zone 71 bei der Ausführungsform nach Fig. 7 mit durchweg gleichförmiger Breite ausgestattet
sein und kann eine Abstimmung bewerkstelligt werden mit Hilfe des elektrooptischen Effektes, der
über eine Schottky-Sperrschicht eingeführt wird. Letztere ist durch eine Elektrode 88 oberhalb der Zone 71
gegenüber der Elektrode 78 dargestellt. Die Elektrode liegt an Masse.
Fig. 16 zeigt die Verwendung von Elektroden zur Abstimmung
des Filters nach Fig. 9. Unter Verwendung derselben Bezugszeichen wie in Fig. 9 liegen Elektroden
und 131 oberhalb der Streifen 81 und 82, während eine dritte, gemeinsame Elektrode 132 unterhalb des Substrats
80 angeordnet ist. Bei miteinander verbundenen Elektroden 130 und 131 wird eine Spannung V gleichzeitig an
beide Streifen angelegt. Dieses dient zur Abstimmung des Streifens 81 ohne daß eine Ungleichheit in den Phasenkonstanten
der beiden Streifen verursacht wird.
Bei den dargestellten Ausführungsformen sind die Ablenkeinheiten als am Ende der jeweiligen Filterabschnitte
L1, Iij, ... angeordnet dargestellt. Dieses ist jedoch
nicht erforderlich. Tatsächlich kann jede Ablenkeinheit über ihren entsprechenden Filterabschnitt hinaus angeordnet sein, wie dieses in Fig. 13 dargestellt ist.
Leerseite
Claims (10)
1. Wellenlängenfilter mit
- einem Wellenweg, dessen effektives Brechungsindexprofil
längs der Longitudinalachse ein Maximum ist und in einer zu dieser Achse senkrechten Richtung
abnimmt,
dadurch gekennzeichnet , daß
- das Brechungsindexprofil zu dieser Achse asymmetrisch
ist und eine kritische Wellenlänge Λ definiert und
- eine Einrichtung (53) zum Sammeln von vom Wellenleiter
(51) abgestrahlter Signalwellenenergie einer Wellenlänge langer als Λ vorgesehen ist.
2. Filter nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet , daß
- der Wellenweg einen Mittelteil mit einem effektiven
Brechungsindex n(1 + Δ?) aufweist, wobei
München: R. Kramer Dipl.-Ing. · W. Weser Dipl.-Phys. Dr. rer. nat. . E. Hoffmann Plpl.-Ing.
Wiesbaden: P.S. Blumbach Dipl.-Ing. · P. Bergen Prof.Dr. jur.Dlpl.-lng., Pat.-Ass., Pat.-Anw. bis 1979 · G. Zwirner Dipl.-Ing. Dlpl.-W.-Ing.
BAD ORIGINAL
- der Mittelteil zwischen einer ersten äußeren Schicht eines Materials mit einem effektiven Brechungsindex
n(1 "A1) und einer zweiten äußeren Schicht eines
Materials mit einem effektiven Brechungsindex η angeordnet ist.
3. Filter nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet , daß die kritische Wellenlänge λ gegeben ist durch
mit a gleich der Breite des Mittelteils zwischen den beiden äußeren Schichten.
4. Filter nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
- der Wellenweg eine Platte eines Materials mit einem Brechungsindex η umfaßt,
- in der Platte ein erster Materialstreifen eines Brechungsindex n„ und ein zweiter Materialstreifen
eines Brechungsindex n_ eingebettet sind,
- die Brechungsindices die Bedingung n_ > n_
> n. erfüllen,
- die Streifen aneinander angrenzen und sich längs
BAD ORIGINAL
ο ο ς Q r /
/ O O O '4 /
ο ς Q
/- O O
der Platte koextensiv erstrecken und
- die Einrichtung zum Sammeln von vom Filter abgestrahlter
Signalwellenenergie innerhalb des zweiten
Streifens angeordnet ist.
5. Filter nach Anspruch 1,
gekennzeichnet durch
gekennzeichnet durch
- eine Materialplatte mit einer ersten Zone einer Dicke d1 und einer zweiten Zone einer Dicke d_, mit
- Abstimm-Mittel, die an Längsintervallen längs der ersten Zone vorgesehen sind, und
- eine Einrichtung am Ende jedes der Intervalle zum Sammeln von Wellenenergie, die von der ersten Zone
abgestrahlt wird.
6. Filter nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet , daß
- die Abstimm-Mittel inkrementweise Breitenänderungen
der ersten Zone umfassen.
7. Filter nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet , daß die Abstimm-Mittel eine Einrichtung zum Anlegen eines
elektrischen Feldes an die erste Zone umfassen.
*♦*■ *■· ι* . *i * t» *
8. Filter nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet , daß jede Sammeleinrichtung in der zweiten Zone angeordnet
ist, und zwar mindestens im Abstand D von der ersten Zone entfernt, wobei D gegeben ist durch
1 + (A9M1)172
D= * Ί
ίί2η(2Δ2)1/2
worin bedeuten
n(1 + Aj) den effektiven Brechungsindex der ersten Zone,
η den effektiven Brechungsindex der zweiten Zone, n(1 -A1) den effektiven Brechungsindex einer dritten
Zone benachbart der ersten Zone und der zweiten Zone gegenüberliegend, und
Λ die Wellenlänge der längstwelligen Signalkomponente,
die längs der entsprechenden Intervalle geführt wird.
9. Filter nach Anspruch 2,
gekennzeichnet durch eine an die zweite Schicht angrenzende dritte äußere
Materialschicht mit einem Brechungsindex, der größer 1st als der der zweiten Schicht.
10. Filter nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet , daß
- der Mittelteil, die zweite äußere Schicht und die dritte äußere Schicht einen Resonator bilden, der
auf die Wellenlänge der vom Mittelteil abgestrahlten Wellenenergie abgestimmt ist.
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