DE3238547A1

DE3238547A1 - Wellenlaengenfilter

Info

Publication number: DE3238547A1
Application number: DE19823238547
Authority: DE
Inventors: Enrique Alfredo Jose 07760 Rumson N.J. Marcatili
Original assignee: Western Electric Co Inc
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1981-10-21
Filing date: 1982-10-18
Publication date: 1983-05-19
Also published as: FR2514906A1; IT8223825A0; US4461535A; JPS5879204A; IT1152742B; GB2110411A; GB2110411B; NL8204054A; CA1220959A

Description

Beschreibung Wellenlängenfilter

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 n_fi 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_, n_o 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 A_c 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_? = η_ς und n., = n_fi, gezeigt werden, daß der äquivalente Brechungsindex der n., n,-, n_fi-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 + (VV^{1/2 A}c

λ

Hierin bedeutet Λ die Wellenlänge der längstwelligen Signalkomponente kleiner als Λ > di^e 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 β_φ 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

PATENTANWÄLTE IN MÜNCHEN UND WIESBADEN Patentconsult Radeckestraße 43 8000 München 60 Telefon (089)883603/883604 Telex 05-212313 Telegramme Patentconsult Patentconsult Sonnenberger Straße 43 6200 Wiesbaden Telefon (06121) 562943/561998 Telex 04-186237 Telegramme Patentconsult Western Electric Company, Incorporated New York, N.Y., USA Marcatili Patentansprüche

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

- 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.