DE3345038A1

DE3345038A1 - Optische wellenleitervorrichtung

Info

Publication number: DE3345038A1
Application number: DE19833345038
Authority: DE
Inventors: Eiji Itami Hyogo Okuda; Tetsuya Amagasaki Hyogo Yamasaki
Original assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd
Priority date: 1982-12-14
Filing date: 1983-12-13
Publication date: 1984-06-14
Also published as: GB8333351D0; FR2537733A1; CA1248385A; FR2537733B1; US4693544A; GB2135075A; GB2135075B

Description

Optische Wellenleiter-Vorrichtung.

Die Erfindung bezieht sich auf eine optische Wellenleiter-Vorrichtung, die einen optischen Wellenleiter aufweist, der in einem transparenten Substrat einen Bereich umfaßt, der einen größeren Lichtbrechungsindex aufweist als das transparente Substrat. Im Besonderen bezieht sich die Erfindung auf eine optische Wellenleiter-Vorrichtung, die zweckmäßig als Element zur zur Bildung eines Demultiplexers, eines Multiplexers, eines Demultiplexers/Multiplexers, eine Kopplers, eines optischen Schalters oder dergl. verwendet werden kann.

Ein Multiplexer, ein Demultiplexer oder ein Demultiplexer/Multiplexer ist eine wichtige Einrichtung in einem optischen Nachrichtenübermittlungs-System. Ein konventioneller Demultiplexer um gemischtes Licht, das Licht mit drei oder vier verschiedenen Wellenlängen umfaßt, in Lichtkomponenten mit je einer einzigen Wellenlänge zu trennen, benutzt üblicherweise ein Interferenzfilter. Ein konventioneller Demultiplexer um gemischtes Licht mit einem höheren Mischungsgrad mit 8 - 10 verschiedenen Wellenlängen zu trennen, verwendet üblicherweise ein Beugungsgitter. Dies beruht darauf, daß ein Demultiplexer mit einem Interferenzfilter mit dem Grad der Trennanforderungen im Aufbau zunehmend komplizierter wird.

QQ Ein bekannter Demultiplexer mit einem Interferenzfilter ist in Fig«, I gezeigt. Bei diesem Demultiplexer besteht die Demultiplexer Einheit aus einem Paar von abgestuften Index-Linsen 1, deren Endstirnflächen einander zugewandt sind, wobei ein Inter-

gg ferenzfilter 2 zwischen diesen Flächen angeordnet ist, wobei ihre Mittelachsen mit einander fluchten. Jede dieser Linsen weist eine Länge auf, die 1/4 der

maximalen periodischen Lichtstärke (pitch of light) entspricht und weist einen in der Mittelachse maximalen Brechungsindex auf, der nach einer Parabolfunktion zum äußeren Rand hin abnimmt. Eine Mehrzahl (im vorliegeden Fall ein Paar) solcher Elemente von Demultiplexer-Einkeiten 3A bzw. 3B 'sind so zusammengefügt, daß die Mittelachsen gegen einander versetzt sind. Ein Interferenz-Filter 2A bzw. 2B des jeweiligen Elements 3A bzw.

3B reflektiert das Licht mit einer spezifischen Wellen-■ ■\

länge ,-\ bzw. fL· und läßt das Licht mit anderen Wellenlängen durch.

In einem solchen Demultiplexer wird gemischtes Licht mit Wellenlängen a.., ^₂ und<2_, das durch eine einzige optische Faser 4A zugeführt wird, entwirrt. Dadurch

ic können Lichtkomponenten mit mit Wellenlängen (L ₁, (L _ und rl,aus den optischen Fasern 4B,4C und 4D, die an die Elemente 3A und 3B angeschlossen sind, erhalten werden.

Wenn ein solcher Demultiplexer zur Entwirrung von Licht ng mit drei oder vier verschiedenen Wellenlängen eine

vorstehend beschriebene Anordnung aufweist, wird die Geeamtkontruktion kompliziert und die Montage wird schwierig, da eine Mehrzahl von zylindrischen Linsenoystemen mit gegen einander versetzten Achsen mit nc einander verbunden werden muß. Außerdem werden die Einführungsverluste bei einem solchen Demultiplexer verhältnismäßig groß, da die Anschlußfläche der optischen Zuführungsfaser ^A, die mit der Linse 1 verbunden ist, nicht eine Punktverbindung ist und die Linse 1 Ab-„Q bildungsfehler aufweist.

Zur Behebung solcher Fehler wurde ein anderer konventioneller Demultiplexer (s.Fig,2) vorgeschlagen. Bei diesem Demultiplexer ist ein Dreikantprisma 5 als Basis mit einer Oberfläche 6A eines transparenten

_O!- Substrats 6 gekuppelt und eine abgestufte Indexlinse -1

mit einer Länge, die 1/4 der maximalen periodischen Lichtstärke (pitch of light) entspricht, und eine Zuführungsfaser 4A sind an die Basis 5 angeschlossen.

Ähnliche Kombinationen von Basisprismen 5, abgestiiften Indexlinsen 1 und optischen Fasern kB,hC,kD und 4E sind mit der Oberfläche 6A und den gegenüberliegenden Flächen 6b eines Substrats 6 durch Interferenzfilter 2B,2C,2D bzw. 2E gekoppelt. Die Interferenzfilter 2B,2C,2D bzw. 2E lassen das Licht entsprechend den Wellenlängen,"^, rig, rl- bzw. (\ . durch und reflektieren Licht mit anderen Wellenlängen.
In einem solchen konventionellen Demultiplexer kann

IQ durch die optische Faser 4A einfallendes Licht durch die Linse 1 prallel gerichtet werden, sodaß es schräg auf die Substratfläche auftrifft, wiederholt durch die Interferenzfilter 2B,2C,2D und 2E durchgelassen bzw. reflektiert wird, sodaß Lichtkomponenten mit den jweiligen Wellenlängen λ.., (i , ₍\ und α. durch die jeweiligen optischen Filter 4B,4C,4D bzw. 4E erhalten werden..

Ein Demultiplexer mit dem beschriebenen Aufbau leidet jedoch unter dem Problem hoher Eingangsverluste mit 2Q einer Verstärkung des Vermischungsgrades, wie dies beim Demultiplexer nach Fig. 1 der Fall ist, da der Lichtstrahl während seiner Fortpflanzung im Substrat 6 streut, weil der Anschluß der optischen Faser 4A nicht punktförmig ist und die Linse 1 Abbildungsfehler aufweist.

Ein weiterer konventioneller Demultiplexer ist in Fig. 3 gezeigt. Bei diesem Demultiplexer wird eine optische Faser 7A, die gemischtes Licht aufnimmt entlang schräger Ebenen unter 4f? geschnitten. Interferenz-

oQ filter 2A und 2B, die Licht mit spezifischen W#llenlängenri . bzw. α _p reflektieren sind an den schrägen Schnittflächen der Faser ?A eingefügt. Optische Fasern 7B und 7C, die Lichtkomponenten mit Wellenlängen von el und (I , die von den Filtern 2A bzw. 2B reflektiert

oc wurden, übertragen, sind mit der Faser ?A gekoppelt.

Bei diesem konventionellen Demultiplexer sind, um ein Licht mit einer scharfen Spektrumsverteilung bei den Fasern 7B und 7C zu erhalten, zusätzlich zwei weitere Interferenzfilter 2C und 2D, die nur den Durchgang von Lichtkomponenten mit den Wellenlängen*·^, bzw. α „ erlauben, an den Berührungsflächen zwischen den Fasern 7A und den Fasern 7B bzw. 7C vorgesehen.

Der Einführungsverlust ist bei einem solchen Demultiplexer verhältnismäßig gering, wenn Licht mit der

Wellenlänge /I einer optischen Faser 7Ώ zugeführt wird, die koaxial mit der optischen Einführungsfaser 7A verbunden ist und die nicht reflektiertes Licht liefert, das nicht durch die Interferenzfilter 2A und 2B reflektiert wurde. Wenn die Lichtkomponenten Wellenlängen (\ ^ und A₂ jedoch auf die optischen Fasern 7B und 7C treffen, die mit der Faser 7A verbunden sind, tendieren die Strahlen zur Streuung, was wieder zu einem hohen Einführungsverlust führt.
In einem optischen Nachrichtenübermittlungs-System ist eine mit Eingangskoppler (access coupler) bezeichnete Vorrichtung als Koppler wesentlich, der einen Teil der Daten von einer Hauptlinie abzweigt, die abgezweigten Daten einem Empfänger oder dergl. zur Bearbeitung zuführt und die sich ergebenden Daten vom Empfänger mit den Daten der Hauptlinie kombiniert. Ein Eingangskoppler wurde bereits vorgeschlagen, bei dem ein optischer Wellenleiter in einem transparenten Substrat aus Glas cder einem Kunststoff ausgebildet wird. Zur Herstellung eines solchen Kopplers durch Ausbildung eines optischen Wellenleiters in einem transparenten Substrat ist ein in Fig. k gezeigtes Verfahren bekannt. Bei diesem Verfahren wird ein Zweigwinkel Θ verändert, während die Breite W des optischen Wellenleiters konstant gehalten wird, sodaß das Verhältnis der Lichtabgabe 8 und 9i d.h. das Verhältnis PO₂ZPO₁ verändert wird.

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Wenn O z.B. auf 1° oder weniger eingestellt wird, ergibt sich ein Verhältnis PO₂ZPO₁'=. 1, bei einem Zweiwegkoppler. Das Abzweigungsverhältnis ist jedoch bei einem Eingangskoppler (access coupler) so klein wie 1/5 bis 1/20. Um ein solch kleines Verhältnis zu erreichen, muß der Winkel vergrößert werden. Wenn der Winkel θ .vergrößert wird, vergrößert sich der Verlust im Zwejpbereich, was zu einem erhöhten Einleitungsverlust (PO₂+PO₁)/PT führt.

Um diesen Nachteil zu beseitigen, wurde das in Fig. gezeigte Verfahren vorgeschlagen. Bei diesem Verfahren ist der Winkel G verkleinert, um die Einleitungsverluste zu verringern. Insbesondere die Breiten W. und W_ wurden an den Abgabepunkten 8 und 9 des optischen Wellenleiters kleiner gemacht als die Breite W am Eingang des Wellenleiters und ein Verhältnis Vf..> W_? ist gegeben, sodaß das Ausgangsverhältnis POg/PO^ kleiner wird. Bei diesem Verfahren führt jedoch bei einer vielfach belegbaren (multimode) Faser schon eine geringe Verschiebung der Kontaktposition der optischen Eingangsfaser zu einer erheblichen Veränderung des Abgabeverhältnisses PO /PO.,

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sodaß eine hochexakte Einstellung des Abgabeverhältnisses sehr schwierig wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine optischefofe'llenleitervorrichtung zu schaffen, die zur Verwendung bei Demultiplexern, Multiplexern, Demultiplexern/Multiplexern, Kopplern, optischen Schaltern oder dergl. verwendbar ist und die einen einfachen Aufbau und geringe Verluste aufweist _a

Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine optische Wellenleitervorrichtung mit einem optischen Wellenleiter vorgesehen, der einen Bereich in einem transparenten Substrat mit einem höheren Lichtbrechungsindex als dem des tranparenten Substrats

aufweist, wobei der optische Wellenleiter erste und zweite wellcnleiterelemente besitzt, von denen jedes ein der Oberfläche des transparenten Subtrats zugewandtes Ende besitzt und das andere Ende im wesentlichen in V-Form in der Nähe der Oberfläche des transparenten Substrats gekoppelt ist, wobei der Kopplungsteil der Oberfläche des transparenten Substrats zugewendet ist.

Wenn der optische Wellenleiter nach der Erfindung als Demultiplexer, als Multiplexer oder als Demultiplexer/ Multiplexer verwendet wird, wird ein Ende der optischen Eingangsfaser direkt mit der Oberfläche des transparenten Substrats, dem das eine Ende des optischen Wellenleiters ausgesetzt ist, gekoppelt. Ein Interferenzfilter , das nur das Licht einer Wellenlänge durchläßt, ist auf der Oberfläche des transparenten Substrats, dem der Verbindungsteil der Wellenleiterelemente zugewendet ist, angeordnet und ein Ende einer optischen Faser zur Weiterleitung des Lichtes mit der Wellenlänge, die vom Interferenzfilter empfangen wird, ist daran angeschlossen.

Wenn der optische Wellenleiter nach der Erfindung als Koppler benutzt wird, zweigt ein drittes Wellenleiterelement an einer Stelle ab, die zwischen dem einen Ende des zweiten Wellenleiterelements und dem Anschlußteil liegt und erreicht die Oberfläche des transparenten Substrats, sodaß das dritte Wellenleiterelement das zweite Wellenleiterelement unter einem spitzen Winkel in Richtung auf den Anschlußteil kreuzt,.. ein Teil des Lichts, das durch das erste Wellenleiterelement geleitet wird, wird von einem Filter geliefert, das auf dem Teil der Oberfläche des transparenten Substrats angeordnet ist, dem der Anschlußteil ausgesetzt ist, während der restliche Lichtanteil vom Filter reflektiert wird,und das durch das dritte Wellenleiterelement geleitete eingespeiste Licht mit dem durch das zweite Wellenleiterelement geleitete Licht kombiniert wird.

Nach der Erfindung kann der in die Erde verlegte Wellenleiter entweder einen über den ganzen Querschnitt des Wellenleiters verteilten gleichen Brechungsindex haben oder der Lichtbrechungsindex ist so über den Querschnitt verteilt, daß er im Zentrum maximal ist und^ sich zur Peripherie hin parabolisch verkleinert, wie es bei dem unten beschriebenen Ausführungsbeispiel der Fall ist.

W^nn der Wellenleiter eine Brechungsindex-Verteilung der früheren Art aufweist, dann wird das Licht im Wellenleiter und dem ihn umgebenden Teil durch wiederholte Totalreflektion weiter geleitet. Wenn andererseits der Wellenleiter eine Brechungsindex-Verteilung der letzterwähnten Art anzfitfeist, wird das Licht nach.einer Sinuskurve weit-ergeleitet.

Im Einzelnen wird die Erfindung unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen nachstehend näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 bis 3 Querschnitte konventioneller optischer Wellenleiter, die bei Multiplexer*!bzw. ^r

Demultiplescemverwendet werden;

Fig.4 und 5 Querschnitte konventioneller Wellenleitervorrichtungen bei Verwendung bei einem Bingangskopplerj Fig. 6 einen Querschnitt einer optischen Wellen-

leitervorrichtung nach einer ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung; Fig. 7 einen Schnitt in Längsrichtung entlang der Linie VII—VII der Vorrichtung. . nach Fig_e δ;

Fig. 8 ' einen Querschnitt einer optischen Wellenleitervorrichtung nach einer zweiten Aus-• - führungsforin der vorliegenden Erfindung; Fig. 9 einen Querschnitt einer dritten Aus- - führungsform der Erfindung;

Fig. 10 einen Querschnitt einer Vorrichtung nach einer

vierten Ausführungsform der Erfindung; Fig. 11 einen Längsschnitt entlang der Linie XI--XI in Fig. 101
Fig. 12 einen Querschnitt durch eine Vorrichtung nach

einer fünften Ausführungsform der Erfindung; Fig. 13 einen Querschnitt durch eine Vorrichtung nach nach einer sechsten Ausführungsform der Erfindung;

IQ Fig. l^A bis l^D Längsquerschnitte durch auf einander

folgende Fertigungsschritte bei der Herstellung einer Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung;

Fig. 15 einen Längsschnitt, der ein Verfahren zeigt, bei dem ein abgedecktes Substrat einem Ionen

austausch mit geschmolzenem Salz entsprechend den Schritten nach Fig. Ik unterworfen wird.

In den vorstehend genannten Zeichnungen wurden Schraffierungen der Schnittflächen von optischen Fasern, Linsen, Prismen und der transparenten Substrate zwecks größerer Klarheit fortgelassen.

Zunächst werden die l.bis 6· Ausführungsform unter Bezug auf die beigefügten Fig. 6-13 beschrieben: Die Fig. 6 und 7 zeigen die erste Ausführungsform der Erfindung, bei der eine optische Wellenleitervo-rrichtung bei einem Demultiplexer/Multiplexer verwendet wird.

In den Fig. 6 und 7 bezeichnet 10 einen Körper eines ο« erfindungsgemäßen optischen Wellenleiters, bei dem ein optischer Wellenleiter 12 einen Bereich umfaßt, der in eitiem als Parallelepidon geformten transparenten Substrat 11 aus Glas, Quartz, einem Kunststoff oder dergl. ausgebildet ist und einen Lichtbrechungsindex on hat, der größer ist als der des Substrats 11. Der verwendete Ausdruck "transparent" bedeutet hier, daß verwendetes Licht durchgelassen wird. Der optische Wellenleiter 12 besitzt einen im wesentlichen kreis-

förmigen Querschnitt, in dem eine abgestufte Verteilung des Brechungsindex vorhanden ist,z.B.der Brechungsindex n₀ ist im Zentrum am größten und verkleinert sich zur Peripherie hin, und der Index n^ in einem Bereich des Wellenleiters weit genug vom Zentrum entfernt, entspricht dem Indexwert des Substrats 11. Der optische Wellenleiter 12 besteht aus ersten bis vierten linearen optischen Wellenleiterelementen, die nacheinander mit einander im wesentlichen in V-Form

IQ an einem Paar von seitlichen Flächen HB und HA des Substrats 11 angekuppelt werden. Dabei bilden sie eine W-Form parallel zur Oberfläche des Substrats 11. Ein Ende 12A des optischen Wellenleiters 12 ist zur Fläche HA des Substrats 11 gerichtet, und Verbindungsteile

2g 12B,12C und 12D und das andere Ende 12E des optischen Wellenleiters 12 sind abwechselnd auf die Seitenflächen HB und HA des Substrats 11 gerichtet.

Die Achsen der ersten bis vierten Wellenleiterelemente liegen in einer imaginären Ebene, die senkrecht zu den Seitenflächen HA und HB verläuft und sind unter einem Winkel θ zu einer Linie geneigt, die' normal zu den Seitenflächen HA und HB angeordnet ist und in die imaginäre Ebene fällt. Wenn auch verschiedene Abwandlungen je nach Anwendung der Vorrichtung vorgenommen werden können, bei dieser ersten Ausführungsform kreuzen die Achsen der ersten bis vierten Wellenleiterelemente einander auf den Seitenflächen HA und HB. In den nachfolgenden Ausführungsformen soll das Verhältnis der optischen Wellenleiterelemente untereinander in der

QO vorbeschriebenen Weise bestimmt sein.

Eine optische Eingangsfaser 13A, die aus einem Kern 15 mit einem im wesentliehen dem Durchmesser des optischen W_ellenleiters 12 entsprechenden Durchmesser ". ... und einer Ummantelung 16 mit einem niedrigen Licht-

gg brechungsindex besteht, ist durch einen Leim oder dergl. mit einem Ende 12A des Wellenleiters 12 der Seitenfläche HA des transparenten Substrats 11 so verbunden, daß

die Endfläche der Faser 13A schräg geschnitten ist und die Achsen des Kerns 15 und des Wellenleiters 12 mit einander fluchten. Die Verbindungsteile 12B,12C und 12D und das andere Ende 12E des optischen Wellenleiters 12 sind ebenfalls auf die Flächen HA und HB des Substrats 11 gerichtet bzw. haben den gleichen Durchmesser wie das eine Ende 12A.

Ein Interferenzfilter I7B, das Licht mit der Wellenlänge A _Λ durchläßt und Licht mit anderen Wellenlängen reflektiert, wird durch galvanischen Niederschlag oder dergl. auf den Teil der Fläche HB des Substrats Ii gebildet, auf den der erste Verbindungsteil 12B gerichtet ist. Ein schräges Ende einer optischen Faser I3B1 die einen ähnlichen Aufbau aufweist wie die optische

^5 Faser I3A ist mit dem Anschlußteil 12B durch ein Interferenzfilter I7B verbunden.

In ähnlicher Weise ist ein Interferenzfilter 17C, das Licht mit der Wellenlänge A _ durchläßt und das Licht mit anderen Wellenlängen reflektiert, an dem Teil der

2Q Fläche HA des Substrats H angeordnet, auf den der

• zweite Verbindungsteil 12C gerichtet ist. Ein schräges Ende der optischen Faser I3C ist mit dem Verbindungsteil 12C durch ein Interferenzfilter I7C verbunden. In gleicher Weise ist eine optische Faser I3D durch

2g ein Interferenzfilter I7D , das nur Licht mit einer

Wellenlänge K durchläßt, mit dem Teil der Oberfläche HB des Substrats 11 verbunden, auf den der dritte Verbindungsteil 12D gerichtet ist. Eine optische Faser 12E ist mit dem anderen Ende 12E des optischen

_- Wellenleiters 12 über ein Interferenzfilter I7E verbunden, um ausschließlich Licht mit der Wellenlänge K ^ durchzulassen.

Anstatt die Interferenzfilter 17B,17C,17D und I7E an den Seitenflächen IiA und HB des Substrats 11 anzu-

„ ordnen, können sie auch an den Endflächen der ent-35

sprechenden Fasern 13B,13C,13D und I3E vorgesehen werden, die mit den Seitenflächen HA, HB des Substrats verbunden werden. Damit die Interfrenzfilter

17C,17C,17D und I7E vorgesehene Aufgaben erfüllen, soll der Winkel O vorzugsweise 20° oder weniger betragen und soll so klein wie möglich sein, um eine optimale Wirkungsweise der Vorrichtung zu erreichen. .

Wenn gemischtes Licht von dem einen Ende 12A in dem Wellenleiter 12 im Demultiplexer/Multiplexer der beschriebenen Bauart einfällt, schreitet das Licht in einer Wellenbewegung im Wellenleiter 12 fort und

IQ erreicht den Verbindungsteil 12B. Am Verbindungsteil 12B wird nur das Licht mit einer Wellenlänge von fl λ durch das Interferenzfilter I7B hindurchgelassen und wird nach außerhalb des optischen Wellenleiters 12 geführt. Das verbleibende Licht wird durch das Inter-

2g ferenzfilter I7B reflektiert, pflanzt sich im Wellenleiter 12 fort und erreicht den Verbindungsteil 12C. In ähnlicher Weise wie beim Verbindungsteil 12B wird Licht, das Wellenlängen von λ.,,, X und rl ^ hat, aus dem Wellenleiter 12an den entsprechenden Verbindungsteilen 12C,12D und 12E herausgeführt.

Wenn daher gemischtes Licht mit den Wellenlängen \_Λ ,

/Ϊ2' ^3 ^und^4 i_n die optische Faser I3A eingeführt wird, wird u ·; Licht mit der Wellenlänge /I₁ aus der Faser 13B geliefert, die der Faser I3A gegenüber liegt, und Licht mit den Wellenlängen^«, ?L· und ?L wird von den jeweiligen Fasern 13C,13D und 13E geliefert.

Umgekehrt kann aus der optischen Faser I3A ein gemischtes Licht mit den Wellenlängen/^, ?L·, λ~ und ^. entnommen werden, wenn Licht mit den Weilenlängen Λ ΐ'λ. 2» ^x^mid ^ durch die Fasern I3B, 13C,13D und I3E zugeführt wird. Es ist einleuchtend, daß der Demultiplexer/Multiplexer - wie oben beschrieben - entweder an eine Vielfachfaser (multimode) oder an eine Einfachfaser (single mode) angeschlossen werden kann.

Bei einem Demultiplexer/Multiplexer, der eine Wellenleitervorrichtung nach der Erfindung verwendetj ist ein Interferenzfilter an einem Oberflächenteil eines transparenten Substrats vorgesehen, auf den ein Verbindungsteil eines optischen Wellenleiterelements gerichtet ist, und eine optische Faser ist mit dem Filter verbunden. Im Gegensatz zu einer konventionellen Vorrichtung wird eine Linse, die das Licht der optischen Faser in Parallellicht umwandelt,nicht benötigt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist von einfachstem Aufbau, weist nur eine geringe Anzahl von Verbindungsflächen und daher nur geringe Verluste an den Verbindungsflächen auf.
Weiterhin wird nach der Erfindung difluses Licht aus der optischen Eingangsfaser durch einen optischen Wellenleiter, der im Substrat ausgebildet ist und der eine optische Übertragungsfunktion übernimmt.zu einer optischen Ausgangsfaser geführt, die der optischen Faser gleichwertig ist. Durch die oben beschriebene kleine Anzahl von Verbindungsflächen wird der Gesamtverlust der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Vergleich zu bekannten Vorrichtungen herabgesetzt, sodaß sich ein hochsensibler, sehr genauer Demultiplexer/Multiplexer ergibt. Diese Wirkung der vorstehend beschriebenen Ausführung ist auch mit den nachfolgenden Ausführungen erreichbar.

Die Fig. 8 zeigt eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der eine optische Wellenleitervorrichtung in ähnlicher Weise bei einem Demultiplexer/Multiplexer vorgesehen ist.

Bei der zweiten Ausführungsform ist ein Paar von Wellenleiterkörpern 1OA und 1OB vorgesehen, die einen ähnlichen Aufbau haben, wie bei^der ersten Ausführungsform, bis auf die V-Form der Wellenleiter 12 im transparenten Substrat 11, die einander gegenüberliegen.

Im Körper IOA des ersten Wellenleiters sind optische Fasern I3A und I3B mit schrägen Enden mit den Enden 12A und 12E des Wellenleiters 12 verbunden, sodaß die optischen Achsen der Fasern 12A und I3B mit der Achse des Wellenleiters 12 fluchten. Ein Ende 12A des Wellenleiters 12 des zweiten Wellenleiterkörpers 1OB ist durch ein Interferenzfilter I8A, das Licht mit der Wellenlänge Ä * reflektiert und das Licht der anderen Wellenlängen durchläßt, mit einem Oberflächenteil des

jQ Substrats 11 verbunden, auf das der Verbindungsteil 12B . des Wellenleiters 12 des ersten Wellenleiterkörpers 1OA gerichtet ist.

Eine optische Faser 13C ist durch ein Interferenzfilter I8B, das Licht mit der Wellenlänge Λ_o reflektiert und

2g das Licht mit anderen Wellenlängen durchläßt, mit dem \ Oberflächenteil des Substrats 11 verbunden, auf den der Verbindungsteil 12B des Wellenleiters 12 des zweiten Wellenleiterkörpers 1OB gerichtet ist. Eine optische Faser !3D ist mit dem anderen Ende 12E des Wellen-

2Q leiters 12 des zweiten Wellenleiterkörpers 1OB ohne Zwischenschaltung eines Interferenzfilters verbunden.

Wenn gemischtes Licht mit den Wellenlängen λ.*,^ „ und Tt- de_m ersten optischen Wellenleiterkörper 1OA durch die optische Faser I3A zugeleitet wird, wird das Licht mit einer Wellenlänge von A₁ durch das erste Interferenzfilter I8A reflektiert und aus dem Wellenleiterkorper. 1OA durch die optische Faser I3B herausgeführt. Das verbleibende gemischte Licht mit den Wellenlängen ^2 ^und ^3' ^{das von dem Int}erferenzfilter I8A durchgelassen wird, schreitet im Wellenleiter 12 des zweiten Wellenleiterkörpers 1OB fort und erreicht das zweite Interferenzfilter I8B. Licht mit der Wellenlänge /{,. wird von dem zweiten Interferenzfilter I8B reflektiert und durch die optische Faser !3D, die mit dem anderen Ende 12E des Wellenleiters 12 verbunden ist, aus dem Wellenleiterkörper 1OB herausgeführt. Licht mit der

ι8 '

Wellenlänge rl ,, das vom Interferenzfilter 18-B durchgelassen wird, wird durch die optische Faser 13C aus dem Wellenleiterkörper 1OB herausgeführt. Auf diese Weise kann das gemischte Licht mit den Wellenlängen ^_-1, 7V_O und 'λ „ in seine Komponenten entsprechend den jeweiligen Wellenlängen zerlegt werden.
Weidai umgekehrt Lichtkomponenten mit den Wellenlängenil.,

71 _o und ?[- durch die optischen Fasern 13B,13D und 13C 2-3

zugeführt, so ergibt sich aus der optischen Faser I3A ein

gemischtes Licht mit den Wellenlängen i\., a₂ und ^_.

Fig. 9 Zeigt eine dritte Ausführungsform der Erfindung, bei der eine optische Wellenleitervorrichtung bei einem optischen Schalter verwendet wird.

Ein optischer Schalter 20 dieser Ausführungsform ist erfindungsgemäß mit einem Paar von optischen Wellenleitern 21A und 21B ausgerüstet, die symetrisch einander gegenüberliegen und zwischen denen ein Flüssigkeitskristall 22 angeordnet ist. Optische Fasern 23A und 23B sind mit einem Ende 12A bzw. einem anderen Ende 12E eines optischen Wellenleiters 12 des Wellenleiterkörpers 21A' verbunden. In ähnlicher Weise sind optische Fasern 23 C und 23D mit einem Ende 12A bzw. dem anderen Ende 12E eines Wellenleiters 12 des Welienleiterkörpers 21B verbunden.

Im optischen Wellenleiterkörper 21A ist ein optischer Wellenleiter 12, der einen Bereich aufweist, dessen . Brechungsindex größer ist als der eines transparenten Substrats 11 aus Glas, einem Kunststoff oder dergl.

in V-Form im transparenten Substrat 11 ausgebildet. Ein Verbindungsteil 12B des W_ellenleiters 12 ist zu einer Seite des Wellenleiterkörpers 21A hin gerichtet. Einander gegenüberliegende Ecken des Substrats 11 weisen Eckflächen 2k auf, die senkrecht zur Achse des Wellenleiters 12 liegen. Die Enden der optischen Fasern 23A und 23B sind an die Eckflächen 2k angeschlossen, sodaß die optischen Achsen der Eckflächen mit "■ der optischen Achse des Wellenleiters 12 ausgerichtet sind.

Die optischen Fasern 23C und 231) sind mit ähnlichen Eckflächen 24 des W_ellenleiterkÖrpers ^21B verbunden. Die Wellenleiterkörper 21A und 21B liegen einander gegenüber, sodaß die Verbindungsteile 12B des Wellenleiters 12 einander gegenüberliegen. Eine Zwischenlage aus Flüssigkeitskristallen 22 ist zwischen die beiden Wellenleiterkörper eingesiegelt.

Wenn dies auch in den Zeichnungen nicht erkennbar ist, so sind doch transparente, leitende Filme auf den Oberflächen der optischen Wellenleiter 21A und 21B ausgebildet, die die Flüssigkeitskristalle 22 zwis.chen sich einschließen, sodaß ihnen eine kontrollierte,äußere elektrische Spannung zugeführt werden kann. Wenn in dem beschriebenen optischen Schalter die Flüssigkeitskristalle 22 transparent sind, wird durch die optische Faser 23A übermitteltes Licht in die optische Faser 23D übermittelt, die ihr gegenüber liegt.

Wenn die- Flüssigkeitskristalle 22 lichtundurchlässig sind,wird das durch die optische Faser 23A zugeführte Licht durch den Verbindungsteil 12B des Wellenleiters in die optische Faser 23B hineinreflektiert. Licht, das von der optischen Faser 25C zugeleitet wird, wird in ählicher Weise in die optische Faser 2JD hineinreflekiert, die mit dem Substrat 11 verbunden ist. Der optische Schalter funktioniert dementsprechend.

Fig. 10 und 11 zeigen eine vierte Ausführ.ungsform der Erfindung, wobei eine optische Wellenleitervorrichtung bei einem Eingangskoppler (access coupler) vorgesehen ist. Ein optischer Wellenleiter 31 mit einem im Schnitt kreisförmigen Abschnitt weist einen Bereich auf, der in einem transparenten Substrat aus Glas, Kunststoff oder dergl.ausgebildet ist und einen Brechungsindex aufweist, der größer ist als der des Substrats 30.

Der Wellenleiter 31 besteht aus einem ersten Wellenleiterelement als Eingangsweg 31A, einem zweiten optischen Wellenleiterelement als Ausgangsweg 31 B und einem

dritten optischen Wellenleiterelement als Eingangszweigleitung 32, das sich vom zweiten optischen Wellenleiterelement zu einer Seitenfläche 3OA des Substrats 30 erstreckt. Die Zweigleitung 52 braucht nicht in der Ebene angeordnet zu sein, in der der Eingangsweg 3IA und der Ausgangsweg 31B liegen.

Der Durchmesser des Wellenleiters 31 ist im wesentlichen dem Durchmesser des Kerns einer Gruppe von optischen Fasern 4OA,4OB,4OC und 4OD, die an den Eingangskoppler angeschlossen sind_y und bleibt über den ganzen Wellenleiter gleich.·

Ein Verbindungsteil 33 des Wellenleiters 31 ist zur Seitenfläche 3OA des Substrats 30 hin gerichtet. Die Form des Verbindungsteile 33 im zum Substrat gerichteten Teil ist im wesentlichen kreisförmig und entspricht dem Durchmesser der optischen Faser 4OC, mit der der Verbindungsteil verbunden ist.

Der Eingangweg 3IA und der Ausgangsweg 3IB bilden mit einer Linie senlo-recht zur Seitenfläche 3OA des Substrats 30 den gleichen Winkel. Ein dielektrisches Filter 34, das einen Teil des durch den Eingangsweg 3IA zugeführteh Lichts hindurchläßt und das restliche Licht reflektiert, ist an dem Teil der Seitenfläche 3OA des Substrats 30 angeordnet, der dem Verbindungsteil 33 des Eingangs- bzw. Ausgangsweges 3IA und 3IB entspricht. Der Winkel θ wird so eingestellt, daß er ausreichend kleiner (im allgemeinen 20 oder weniger) ist als der kritische Gesamtreflektxonswinkel des dielektrischen Filters 34. Der Eingangszweigweg 32 ist ausgebildet, um sich mit dem Ausgangsweg 3IB an einem mittleren Punkt so zu vereinigen, daß seine Achse einen Winkel 6 mit der Achse des Ausgangsweges 3IB in Richtung zum Verbindungsteil 33 bildet. Wenn der Winkel O_n zu groß ist, ergibt sich ein zu großer Vereinigungsverlust. Aus diesem Grunde ist der Winkel &₂ gleich 10© _{oder weniger}, vorzugsweise 4° oder weniger und noch bevorzugt wird ein Winkel von 2 oder weniger. Wenn der Winkel θ so ausgewählt wird, daß er

diese Bedingung erfüllt, kann der Vereinigungsverlust soweit verringert worden, daß er vernachlässigbar klein wird.
Der Durchlass des in dieser Auführungsform benutzten Filters 34 wird so ausgewählt, daß es in den Bereich von 20 - 5% fällt, sodaß die Ausgangslichtstärke einen gewünschten Abzweiganteil bei der gegebenen Bedingung des Winkels θ bezüglich der Achse des Eingangsweges 31A. hat. Obwohl das Filter 34 bei dieser Ausbildungsform an der Seitenfläche 30Λ des Substrats 30 ausgebildet ist, so kann es doch auch an der Endfläche der optischen Faser 40C, die damit verbunden wird, ausgebildet werden.

Die optische Faser 4QA ist als Hauptlinie mit einem Ende 35 (Seitenfläche 3OB des Substrats 30) des Eingangsweges 3IA des oben beschriebenen Eingangskopplers (access coupler) verbunden,und eine andere optische Faser 40B ist als Hauptlinie mit einem Ende 36 des Ausgangsweges 31B, der auf die Seitenfläche 3OB des Substrats 30 gerichtet ist, verbunden. Eine weitere optische Faser 4OD, die optische Signaldaten überträgt, die in einem Terminal oder dergl. erarbeitet werden, ist mit einem Ende 37 des Eingangsweges 32 verbunden, der auf die Seitenfläche 3OA des Substrats 30 gerichtet^ist.

Die optischen Signaldaten, die in der oben beschriebenen Vorrichtung durch die optische Faser 40A hindurch geleitet werden, werden durch den Eingangsweg 3IA des Eingangskopplers 34 teilweise durch das optische" Filter 34 übermittelt und werden einem Terminal oder dergl. zugeleitet, das mit der optischen Faser 40G verbunden ist. Anstatt die optische Faser 4OC mit dem Koppler zu verbinden, kann ein Photodetektor angeschlossen werden, um die optischen Daten , die durch

35. die Hauptlinie durchgegeben werden, zu überwachen.

Das restliche Licht, das durch das Filter 34 reflektiert wird, wird in den Ausgangsteil 3IB im Eingangskoppler

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geleitet und der optischen Faser 40B der Hauptlinie zugeleitet, die mit dem Ende 36 verbunden ist. Die Signaldaten, die im Terminal erarbeitet und von diesem durch die optische Paser 40D ausgesandt wurden, gehen in den Eingangsweg 32des Eingangskopplezs ein und vermischen sich mit dem Hauptleitungssignal, das sich im Ausgangsweg 3IB durch die Zweigleitung 32 ausbreitet.
Wenn die Form und der Brechungsindex des optischen

jQ Wellenleiters 31 richtig ausgewählt werden, um eine ungeteilte (single mode) Übertragungsart.zu erreichen, kann derEingangskoppler der oben beschriebenen Bauart als ungeteilter Eingangskoppler dienen (single-mode access coupler).

2g In Übereinstimmung mit einem Eingangskoppler nach der Erfindung kann, wenn das Filter richtig ausgewählt ist, das Hauptliniensignal mit großer Genauigkeit z.B. in einem Abzweigverhältnis von 5 : 1 aufgeteilt werden, wobei ein gleichbleibender Durchmesser des Wellen-

2Q leiters über den ganzen Bereich des Kopplers aufrecht erhalten werden kann.

Da der Durchmesser des Wellenleiters gleichbleibend gehalten werden kann, kann ein Zweigleitungs-Ausgangslicht mit. einem konstanten Zweigleitungsverhältnis

2g erreicht werden, unabhängig von der Ausrichtung der optischen Eingangsfaser und dem Wellenleiter. Wenn das Filter zur Trennung des übertragenen Lichtes, wie es bei der ersten und zweiten Ausführungsform benutzt wurde, statt des Filters 3^ zur Trennung der

„_. Lichtübertragung wie es bei der vierten Ausführungsform benutzt wurde, eingesetzt wird, kann der Eingangskoppler als ein Demultiplexer/Multiplexer verwendet werden.

Die Fig. 12 zeigt eine fünfte Ausbildungsform der vorliegenden Erfindung, bei der eine optische Wellenleitervorrichtung nach der Erfindung in ähnlicher Weise bei einem Eingangskoppler benutzt wird. Bei dieser Aus-

führungsform wird das Verfahren, die Enden der optischen Fasern 4OA und 4OB der Hauptlinie schräg auszubilden nicht benutzt. Statt dessen werden die Nachbarbereiche der Enden des Eingangsweges 3lA und des Ausgangsweges 31B gebogen mit einem verhältnismäßig großen Krümmungsradius R ausgeführt, sodaß die optischen Achsen der Wege 31A und 31B senkrecht auf die Seitenfläche 3OB des Substrats 30 auftreffen. Die restlichen Merkmale des Eingangskopplers der fünften Ausbildungsform bleiben die gleichen wie bei der vierten Ausbildungsform.

Fig. 13 zeigt eine sechste Ausbildungsform der Erfindung, bei der eine- erfindungsgemäße optische Wellenleiter- ^! vorrichtung in ähnlicher Weise bei einem Eingangskoppler verwendet wird.

Bei dieser Ausbildungsform sind ein Eingangsweg 3IA und ein Ausgangsweg 3IB beide geradlinige Wege und eine Seitenfläche 3OB eines Substrats 30 ist lotrecht zu den Enden der optischen Achsen der Wege 3IA und 3IB angeordnet. Ähnliche Wirkungen wie bei der fünften Ausbildungsform können daher auch mit der sechsten Ausbildungsform erreicht werden.

Ein geeignetes Verfahren zur Herstellung einer optischen Wellenleiter-Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung wird nun mit Bezug auf die Fig. 14 und I5 beschrieben: Zunächst wird wie in Fig. l4A gezeigt, die obere Oberfläche eines Glas-Substrats 4l mit einer Maske 42 abgedeckt, die eine Diffusion von Ionen durch sie hindurch verhindert. Die Maske k2 ist so ausgeführt, daß sie teilweise, z.B. in V-Form, angeätzt ist, um eine Öffnung 43 zu bilden.

Dann wird, wie in Fig. 15 gezeigt, die Oberfläche des Substrats 41, die mit der Maske 42 abgedeckt ist, mit einem geschmolzenen Salz 4? in Verbindung gebracht, das

3g Ionen enthält, die einen hohen Polarisationsfaktor besitzen, z.B.Thallium Ionen. Das Salz 4? und das Substrat werden erhitzt. Das Substrat wird einem elektr.schenFeld

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ausgesetzt, wobei die durch die Maske k2 abgedeckte Oberfläche des Substrats kl als positive Elektrode und die gegenüberliegende Oberfläche als negative Elektrode benutzt wird.

Die Ionen des Salzes 47 diffundieren durch die Öffnung in das Substrat kl» Einige Ionen entweichen durch die Öffnung 43 aus dem Substrat kl nach außen und bilden einen Bereich kk mit hohem Brechungsindex im Substrat kl, wie aus Fig. l4B ersichtlich. Wenn die Öffnung 43 in der Maske k2 ausreichend klein ist, z.B. 5,£ oder weniger, wird der Bereich kk mit hohem Brechungsindex im wesentlichen im Schnitt halbkreisförmig.

Dann wird, wie in Fig. 14C gezeigt, die Maske abgenommen und eine Maske 45 mit einer Ausdehnung von 30 bis 100% des Bereichs kk mit hohem Brechungsindex wird nur auf der Oberfläche des Bereichs kk angeordnet.

Die Oberfläche des Substrats kl auf der die Maske ausgebildet ist, wird mit einem Sulfat oder Nitrat, das Ionen mit einem niedrigen elektronischen Polari sationsfaktor, wie Natrium und/oder Kalium Ionen,in Verbindung gebracht. Das Salz und das Substrat 4l werden erhitzt. Das Substrat 4l wird einem elektrischen Feld ausgesezt, wobei die mit der Maske 45 bedeckte Oberfläche als positive und die gegenüberliegende Oberfläche als negative Elektrode genutzt wird.

Dann diffundieren Ionen des Salzes in Bereiche des Substrats 4l ein, die nicht von der Maske 45 bedeckt sind und es wird ein Bereich 46 mit einem hohen Brechungsindex gebildet, der im wesentlichen einen kreisförmigen Schnitt zeigt (s.Fig.l4D).

Der erste Grund für die Ausbildung eines im Schnitt kreisförmigen Bereichs 46 mit hohem Brechungsindex wird wie folgt vermutet. Die Ionen mit niedrigem elektronichen Polarisationsfaktor diffundieren von dem Oberflkchenbereich des Substrats 4l, der die Maske 45 umgibt,

nicht nur in den Substratbereich außerhalb der Maske, sondern auch in die Dereiche unter der Maske. Die Diffusionsrate in den Bereich unterhalb der Maske 45 ist nur gering, jedoch groß in den Bereichen , die die Maske umgeben.

Ein zweiter Grund kann der folgende sein. Im Bereich 44, der Ionen mit einem hohen elektronischen Polarisationsfaktor enthält, ist die Beweglichkeit der Ionen im. Substrat 41 geringer als die in den anderen Bereichen des Substrats 4l. In dem Anteil des Bereichs 44 direkt unterhalb des zentralen Teils d-er Maske 45 ist die Konzentration der Ionen mit einem hohen elektronischen Polarisationsfaktro groß und die Diffusionstiefe ist ebenfalls groß. Dementsprechend ist die Beweglichkeit der Ionen, die einen hohen elektronischen Polarisations- * faktor haben, in dem Teil des Bereichs 44 direkt unterhalb der Maske 45 geringer als in den Bereichen des Substrats4l, die den Bereich 44 umgeben. Da der Bereich mit einem hohen Brechungsindex durch die Beaufschlagung mit einem elektrischen Feld gebildet wird, ändert sich der Brechungsindex stufenweise im Bereich 46, wenn nicht besondere Maßnahmen ergriffen werden.
Wenn jedoch das Glas-Substrat 4l auf eine Temperatur, die unterhalb der Temperatur liegt, durch die das . Substrat 4l deformiert wird, erhitzt wird und lohen mit einem hohen elektronischen Polarisationsfaktor im Bereich 46 mit hohem Brechungsindex und die umgebenden Ionen mit einem niedrigen elektronischen Polarisationsfaktor (d.h. Ionen mit einer geringen Erhöhungswirkung des Brechungsindex) diffundieren, kann im Bereich 46 eine Brechungsindexverteilung erreicht werden, bei der der Brechungsindex stufenweise von der optischen Achse nach außen hin abnimmt.Der sich ergebende Bereich 46 mit einem hohen Brechungsindex wird also einen kreisförmigen Schnitt aufweisen.

In.der Fig. 15 werden mit kü ein Lage einer dielektrischen Paste aus Ton und KNÜ ; mit 49 und 50 Elektrodenplatten; mit 51 ein Tank für geschmolzenes Salz und mit 52 eine Gleichstromquelle bezeichnet. Wenn auch die vorstehende Beschreibung sich auf einen Fall bezieht, bei dem Glas als Substrat *H benutzt wurde, so kann doch eine optische Wellenleitervorrichtung nach der Erfindung in ähnlicher Weise dadurch erhalten werden, daß als Substrat kl ein synthetisches Kunstharz verwendet wird. In diesem Fall wird ein teilweise polarisiertes Harzsubstrat statt des Glas-Substrats kl verwendet und ein Monomer zur Bildung eines Polymers mit einem höheren Brechungsindex als der des Substrats wird statt· Ionen in das Substrat hineindiffundiert.

Stattdessen könen verschiedene andere Verfahren gewählt werden, um einen optischen Wellenleiter in einem Quartzsubstrat zu bilden, wobei eine CVD-Technik verwendet wird, die bei der Herstellung von optischen Fasern benutzt wird. Die Wirkung eines gleichmäßigen Durchmessers eines optischen Wellenleiters durch einen Eingangskoppler hindurch ist besonders wesentlich im Falle, daß ein optischer Wellenleiter durch ein Ionenaustauschverfahren unter Verwendung von Glas durch Eindiffundieren eines Monomers durch eine Maske mit einer Öffnung, die einem optischen Wellenleitermuster entspricht zur Bildung eines Polymers mit einem hohen Brechungsindex in ein nicht polymerisiertes synthetisches Harzsubstrat,oder wenn ein optischer Wellenleiter durch ein CVD oder ein PCVD gebildet wird.

Wenn die Größe der Öffnung in der Maske nicht einheitlich ist, variieren die Diffusinstiefe, die Niederschlagsstärke der eindiffundierten Ionen, des Harzmonomers oder der Partikel. Infolgedessen wird der Querschnitt des sich ergebenden Wellenleiters verzerrt, was zu einem hohen Ubertragungsverlust führt. Dieses Problem kann durch den optischen Wellenleiter nach der Erfindung

vermieden werden.

Wenn auch erläuterte Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen im einzelnen beschrieben wurden, sind diese Ausführungen doch so zu verstehen, daß sich die Erfindung nicht auf diese Beispiele beschränkt, und daß verschiedene Abwandlungen und Veränderungen vom Fachmann vorgenommen werden können ohne das Wesen der Erfindung, wie es in den beigefügten Ansprüchen gekennzeichnet ist,zu verlassen.

PatJei/tanwalt

!CL

-38 τ

Leerseite

Claims

Patentansprüche.

\l./Optische Wellenleitervorrichtung mit einem optischen Wellenleiter (12,31) mit einem Bereich, der in einem transparenten Substrat (1-1,30) ausgebildet ist und der einem Brechungsindex aufweist, der höher ist als der Brechungsindex des Substrats (11,30), wobei der optische Wellenleiter (12,31) erste und zweite Wellenleiterelemente aufweist, von denen jedes ein Ende zu einer Oberfläche des transparenten Substrats gerichtet hat, wobei das erste Wellenleiterelement und das andere Ende des zweiten optischen Wellenleiterelements mit einander ira wesentlichen in V-Form verbunden sind, und das andere Ende des ersten optischen Wellenleiterelements auf eine Oberfläche (11A,3OB) des transparenten Substrats (11,30) gerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das andere Ende der beiden ersten und zweiten Wellenleiterelemente in der Nähe der Oberflächen (11B,3OA) des transparenten Substrats (11,30) im wesentlichen in V-Form mit einander verbunden sind und ein Verbiudungs· teil (12B,33) davon auf die Oberfläche (11B,3OA) (!es Substrats (11,30) gerichtet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der optische Wellenleiter (12) ein drittes Wellenleiterelement aufweist, das ein Ende auf die Oberfläche (HB) des transparenten Substrats (ll) gerichtet hat und das andere Ende des dritten Wellenleiterlements und das eine Ende des zweiten Wellenleiterlements im wesentlichen in V-Form in der Nähe der Fläche HA) des transparenten Substrats (il) mit einander verbunden sind und ein Verbindungsteil (12C) davon auf die Oberfläche (HA) des
transparenten Substrats (ll) gerichtet.ist.. 3· Vorrichtung nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, daß der optische Wellenleiter (12) ein viertes optisches Wellenleiterelement aufweist, dessen eines Ende auf die Oberfläche (IiA) des transparenten Substrats (ll) gerichtet ist, - während das andere Ende dieses vierten optischen Wellenleiterelements und das eine Ende des dritten optischen Wellenleiterelements in der Nähe der Oberfläche (llB) des transparenten Substrats im wesentlichen in V-Form mit
einander verbunden sind, und ein Verbindungsteil (12D) davon auf die Oberfläche (llB) des transparenten Substrats (ll) gerichtet ist.
k. Vorrichtung nach Anspruch 1-3 dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenleiterelemente jeweils geradlinig verlaufen.
5. Vorrichtung nach Anspruch k dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen der optischen Wellenleiterelemente .in einer gedachten Ebene liegen, die lotrecht zur Oberfläche (HB) des transparenten Substrats liegt und mit einer zur Oberfläche (llB) des transparenten

_ , . , /_<H \ , v.J. τ .einep gleichen Winkel0> Substrats (11) senkrechten Linie ^Bilden -und die—

Achsen der optischen Wellenleiterelemente sich an der Oberfläche des transparenten Substrats kreuzen. 35
6. Vorrichtung nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnt, daß optische Filter (17B,1?C,17D)auf Bereichen der Oberfläche des transparenten Substrats (11) vorgesehen sind, auf die die Verbindungsteile (l2B,12C, 12D) gerichtet '■ sind»
7. Vorrichtung nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Filter (I7B,1?C,I7D) Licht mit vorbestimmten Wellenlängen durchlassen und Licht mit anderen Wellenlängen reflektieren.
8· Vorrichtung nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Filter Licht in vorbestimmten Mengen durchlassen bzw. das restliche Licht reflektieren.
9· Vorrichtung nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, daß ein weiteres optisches Filter (l7E)am Ausgangsende (12E) des optischen Wellenleiters (^Angeordnet ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, daß.das Verbindungsteil (l2B)im transparenten Substrat (11) und ein Ende (12A) des optischen Wellenleiters in einem zweiten transparenten Substrat einander gegenüberliegen.
11. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsteile (12B) im transparenten Substrat und das zweite transparente Substrat einander gegenüberliegen und zwischen ihnen ein flüssiger Kristall (22) angeordnet ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11 dadurch gekennzeichnet, daß die Oberläche des transparenten Substrats auf die

OQ die zwei Enden (12A,12E) des optischen Wellenleiters (12)gerichtet sind, im wesentlichen lotrecht zur optischen Achse des optischen Wellenleiterelements angeordnet ist.

13·. Vorrichtung nach Ansprucli 1 dadurch gekennzeichnet, daß ein drittes optisches Wellenleiterelement (32) vom zweiten optischen Wellenleiterelement (3IB) an einem mittleren Punkt zwischen dem einen Ende (36) des zweiten optischen Wellenleiterelements (3IB) und dem Verbindungsteil (33) abzweigt unddie Oberfläche (3°A) des transparenten Substrats (30) erreicht, wobei das dritte Wellenleiterelement (32) mit dem Verbindungsteill (33) bezüglich des zweiten Wellenleiterelements (31B) einen spitzen Winkel bildet; ein Teil des vom ersten optischen Wellenleiterelements (3IA) übertragenen Lichts von einem optischen Filter (34) durchgelassen wird, das auf einem Oberflächenteil des

IQ transparenten Substrats (30)angeordnet ist, auf das der Verbindungsteil (33) gerichtet ist und das restliche Licht vom optischen Filter (34) reflektiert wird; und das durch das dritte Wellen-

mit Lj_cbt leiterelement (32) eingeführte Licfrtrvermischt wird, das durch das zweite optische Wellenleiterelement (3IB) übertragen wird.

14» Vorrichtung nach Anspruch I3 dadurch gekennzeichnet, daß das erste bzw. zweite Wellenleiterelement (3IA, 3IB) geradlinig sind.

15·Vorrichtung nach Anspruch 14 dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche 3OB des transparenten Substrats (30), auf die das eine Ende (36,35) ijedes der ersten bzw. zweiten Wellenleiterelemente gerichtet ist, im wesentlichen lotrecht zur optischen Achse

ο« des ersten bzw. zweiten optischen Wellenleiterelements (31A,31B) angeordnet ist.

l6. Vorrichtung nach Anspruch 13 dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Wellenleiterelemente (31A, 3IB) bogenförmige Teile zwischen dem Verbindungsteil

_oc (33) und dem einen Ende (35,36) aufweisen und die

optischei Achsendes ersten und zweiten Wellenleiterelements (31A,31B) im wesentlichen lotrecht zur Oberfläche (3OB) des transprenten Substrats (30) stehen.