DE3687920T2 - Elektrooptischer welleneleitermodulator. - Google Patents

Elektrooptischer welleneleitermodulator.

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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein optisches Element, bei dem ein Lichtwellenleiter und flache Elektroden auf ein Substrat montiert sind und ein elektrisches Feld über die flachen Elektroden an das Substrat und den Lichtwellenleiter so angelegt wird, daß der Brechungsindex des an den Lichtwellenleiter angrenzenden Teils des Substrates variiert wird, um einen sich durch den Lichtwellenleiter ausbreitenden Lichtstrahl zu unterbrechen, und etwas spezieller auf ein optisches Element, das gut für den Gebrauch als optischer Modulator, um ein elektrisches Signal in ein Lichtsignal umzuwandeln, oder als optischer Schalter, um die Ausbreitung eines Lichtsignals durch eine optische Faser oder einen Lichtwellenleiter zuzulassen oder zu unterbrechen, geeignet ist und das ein hohes Lichtextinktionsverhältnis (maximale Ausgangslichtintensität/minimale Ausgangslichtintensität), einen geringen Einfügungsverlust und einen Hochgeschwindigkeitsbetrieb garantiert.
  • Ein optischer Modulator und ein optischer Richtkoppler, die den elektrooptischen Effekt ausnutzen, haben beim Hochgeschwindigkeitsbetrieb optischer Modulatoren oder optischer Schalter weite Verbreitung gefunden.
  • Typische optische Elemente des vorstehend beschriebenen Typs sind (1) ein optischer Dünnfilm-Modulator vom Mach- Zehnder-Typ (verwiesen sei auf R. G. Hunsperger, "Integrated Optics: Theory and Technology", Springer- Verlag, New York, 1982, S. 135), der Lichtwellenleiter mit Monomode verwendet, die zu einem Y-Verzweigungs-Pfad und einem Y-Kopplungs-Pfad geformt sind und in denen die Phasendifferenz zweier Lichtstrahlen elektrisch gesteuert wird, und (2) ein optischer Dünnfilm-Richtkoppler mit zwei Monomode-Lichtwellenleitern, die etwas voneinander beabstandet sind, in dem die Lichtenergie gleichlaufend von einem Leiter zum anderen übertragen wird (ibid., S. 129).
  • In jedem der beiden Elemente ist es notwendig, daß die elektrische Feldverteilung eines Lichtstrahls, die Verteilung des Brechungsindexes eines Lichtleiters und die Verteilung eines angelegten elektrischen Feldes in beiden Lichtwellenleitern einheitlich gemacht werden, um ein höheres Lichtextinktionsverhältnis zu erreichen. Jedoch war es nicht einfach, die Lichtextinktionsverhältnisse dieser optischen Elemente zu erhöhen, weil:
  • (1) der Brechungsindex ein kompliziertes räumliches Profil aufweist, da ein Lichtwellenleiter im allgemeinen durch Diffusion von Verunreinigungen hergestellt wird;
  • (2) flache Elektroden benutzt werden, die kein homogenes elektrisches Feld innerhalb des Lichtwellenleiters erzeugen können.
  • Darüberhinaus ist es zum Aufrechterhalten eines hohen Lichtextinktionsverhältnisses wesentlich, daß eine angelegte Spannung präzise geregelt und daß die Temperatur mit einem hohen Grad an Genauigkeit konstant gehalten werden muß. Daraus ergibt sich eine komplizierte Struktur für ein optisches Element.
  • Zusätzlich zu den vorstehend beschriebenen optischen Elementen wurde ein optischer Dünnfilm-Modulator vom Cutoff- Typ entworfen und vorgestellt (verwiesen sei auf A. Neyer und W. Sohler, "Appl. Phys. Lett., Bd. 35, (1979) S. 256"), bei dem der Brechungsindex eines geradlinigen Lichtwellenleiters elektrisch so gesteuert wird, daß ein einfallender Lichtstrahl geleitet oder in ein Substrat gestrahlt wird.
  • Ein Beispiel des herkömmlichen optischen Dünnfilm-Modulators vom Cutoff-Typ zeigt Fig. 12. In Fig. 12 bezeichnet Bezugsnummer 1 ein Substrat, auf das ein Lichtwellenleiter 2 aufgebracht ist. Flache Elektroden 3A und 3B sind zu beiden Seiten eines schmalen Abschnitts, wie in Fig 12 gezeigt, symmetrisch zur Achse des Lichtwellenleiters 2 angeordnet. Ein Prisma 5A ist als Eingangskoppler am Eingang des Lichtwellenleiters 2 angeordnet, um einen Lichtstrahl in den Lichtwellenleiter 2 zu koppeln, während ein Prisma 5B als Ausgangskoppler am Ausgang des Lichtwellenleiters 2 angeordnet ist, um den Lichtstrahl zu empfangen, der sich zum Ausgang des Lichtwellenleiters 2 ausgebreitet hat.
  • Im herkömmlichen optischen Dünnfilm-Modulator vom Cutoff- Typ, wie er oben beschrieben wurde, wird geleitetes Licht in gestrahltes Licht umgewandelt, indem der Unterschied im Brechungsindex zwischen dem Lichtwellenleiter 2 und dem Substrat 1 unterhalb des Wellenleiters 2 elektrisch gesteuert wird (in anderen Worten, der Modulator wird in Cutoff-Mode betrieben), so daß es aus folgenden Gründen schwierig ist, ein genügend hohes Lichtextinktionsverhältnis zu erreichen:
  • (1) Der Brechungsindex ist an der Oberfläche des Lichtwellenleiters 2 beträchtlich höher als im Substrat, so daß sogar, wenn der folgende Grund (2), der unten beschrieben werden soll, ausgeschaltet werden kann, eine hohe Spannung angelegt werden muß, um den Brechungsindex zu vermindern, damit das Licht aus dem Wellenleiter in X- Richtung abgestrahlt wird.
  • (2) Die Stärke eines elektrischen Feldes im Substrat 1, das durch das Anlegen einer Spannung an die flachen Elektroden 3A und 3B erzeugt wird, nimmt entlang der X-Richtung allmählich ab, so daß eine beträchtlich hohe Spannung angelegt werden muß, um den Unterschied der Brechungsindizes zwischen dem Lichtwellenleiter 2 und dem Substrat 1 unterhalb des Wellenleiters zu verkleinern.
  • Der den Oberbegriff des Anspruchs 1 betreffende Stand der Technik wird in der Veröffentlichung EP-A-0 099 282, in dem Artikel "Waveguide Electrooptic Modulators" (IEEE Transactions on microwave theory and techniques, Bd. MTT- 30, Nr. 8, August 1982, Seiten 1121-1137, IEEE, New York) oder in dem Artikel "High Speed Guided-Wave Optical Modulators" (Journal of optical communications, Bd. 3, Nr. 2, Juni 1982, Seiten 52-58, Fachverlag Schiele & Schon, Berlin) gezeigt.
  • Die Lichtwellenleiter und Elektroden des dort gezeigten optischen Elements sind alle geradlinig angeordnet. Zur Modulation wird ein elektrisches Feld erzeugt, das relativ stark sein muß, um die Lichtstrahlen in den Lichtwellenleitern zu beeinflussen. Außerdem ist die elektrische Feldverteilung symmetrisch, so daß die Lichtstrahlen nur unter Schwierigkeiten in das Substrat abgelenkt werden können.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, ein optisches Element gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 herzustellen, bei dem die optische Modulation durch einfache Mittel verbessert worden ist.
  • Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 aufgeführten Merkmale gelöst.
  • Der Lichtwellenleiter und die flachen Elektroden haben erfindungsgemäß einen gekrümmten Abschnitt, um den Brechungsindex zu variieren, und jede Elektrode verläuft mit parallelen Seiten, die auch im wesentlichen zu den gekrümmten Seiten des Lichtwellenleiters parallel sind. Durch diese Maßnahme kann die optische Modulation des optischen Elements verbessert werden, da die elektrische Feldverteilung eines geleiteten Lichtstrahls asymmetrisch wird und der Lichtstrahl leicht in das Substrat abgelenkt werden kann.
  • Eine erste flache Elektrode kann mit einem Teil den Lichtwellenleiter überlagern und kann an der Innenseite des Lichtwellenleiters solchermaßen angeordnet sein, daß ein Seitenrand der flachen Elektrode am Außenseitenrand des gekrümmten Abschnitts des Lichtwellenleiters ausgerichtet ist oder sich in einem vorbestimmten Abstand davon befindet. Eine zweite flache Elektrode kann an der Außenseite des gekrümmten Abschnitts des Wellenleiters angeordnet sein und kann einen vorbestimmten Abstand von der ersten flachen Elektrode haben.
  • Hierbei kann eine dritte flache Elektrode der flachen Elektroden an der Innenseite des gekrümmten Abschnitts des Lichtwellenleiters angeordnet sein und kann einen vorbestimmten Abstand von der ersten flachen Elektrode haben.
  • Die Aufgabe, die Merkmale und die Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen noch klarer werden.
  • Fig. 1 bis 3 zeigen ein erstes, ein zweites und ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen optischen Elements in Draufsicht;
  • Fig. 4 bis 6 zeigen noch weitere Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen optischen Elements in Draufsicht;
  • Fig. 7 ist ein erläuterndes Diagramm zur Erläuterung der Funktionsweise eines erfindungsgemäßen optischen Elements und zeigt die Abhängigkeit einer normierten Breite H eines Lichtwellenleiters von einem angelegten elektrischen Feld in der Cutoff-Mode;
  • Fig. 8 bis 10 zeigen weitere Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen optischen Elements in Draufsicht;
  • Fig. 11 ist ein erläuterndes Diagramm zur Erläuterung der Funktionsweise eines erfindungsgemäßen optischen Elements und zeigt die Abhängigkeit einer normierten Breite (H) eines Lichtwellenleiters in der Cutoff-Mode und einer normierten Breite (H&sub4;) eines Lichtwellenleiters, dessen tatsächliche Breite 4 um ist, von einem angelegten elektrischen Feld; und
  • Fig. 12 zeigt den Aufbau eines dem Stand der Technik entsprechenden optischen Dünnfilm-Modulators vom Cutoff- Typ in perspektivischer Ansicht.
  • Zunächst soll unter Bezugnahme auf Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben werden. Ein Lichtwellenleiter 12 mit einem gekrümmten Abschnitt ist auf einem Substrat 1 angebracht und eine äußere Elektrode 13B ist so angebracht, daß sie an den gekrümmten Abschnitt des Lichtwellenleiters 12 angrenzt, während eine innere Elektrode 13A sich auf der gegenüberliegenden Seite des Lichtwellenleiters 12 in einem vorbestimmten Abstand davon befindet. Die beiden Elektroden 13A und 13B sind im wesentlichen parallel zu dem Lichtwellenleiter 12. In dem Lichtwellenleiter 12 breitet sich ein Lichtstrahl geradlinig aus, so daß der Einschluß des Lichtstrahls in dem gekrümmten Abschnitt des Lichtwellenleiters 12 schwach wird. Deshalb kann das optische Element gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel Licht mit einem größeren Lichtextinktionsverhältnis modulieren als das optische Element, wie es dem Stand der Technik entspricht. Wenn eine Spannung an dieses optische Element so angelegt wird, daß die Cutoff-Bedingung erfüllt ist, wird der sich ausbreitende Lichtstrahl in das Substrat 1 unter der Elektrode 13B abgestrahlt, wie in Fig. 1 durch einen Pfeil IV anzeigt wird.
  • Fig. 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ein Lichtwellenleiter 12 mit einem gekrümmten Abschnitt auf einem Substrat 1 angebracht. Eine innere Elektrode 13A ist über dem Lichtwellenleiter 12 solchermaßen angeordnet, daß die äußeren, gebogenen Seiten von beiden auf einer Linie liegen, während sich die äußere Elektrode 13B in einem vorbestimmten Abstand vom Lichtwellenleiter 12 befindet. Die beiden Elektroden 13A und 13B sind im wesentlichen parallel zum Lichtwellenleiter 12. Eine Pufferschicht 16 ist zwischen die Elektrode 13A und den Lichtwellenleiter 12 eingebracht.
  • Im zweiten Ausführungsbeispiel wird, wie im Falle des ersten Ausführungsbeispieles, das vorangehend unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben ist, der Einschluß eines Lichtstrahls innerhalb des Lichtwellenleiters 12 mit dem gekrümmten Abschnitt schwach, so daß die optische Modulation bei einem Lichtextinktionsverhältnis stattfinden kann, das über dem des dem Stand der Technik entsprechenden optischen Elements liegt. Wenn eine Spannung an dieses optische Element gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel so angelegt wird, daß die Cutoff-Bedingung erfüllt ist, wird der sich ausbreitende Lichtstrahl in das Substrat 1 zwischen den Elektroden 13A und 13B abgestrahlt, wie in Fig. 2 durch einen Pfeil V angezeigt wird.
  • Fig. 3 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen optischen Elements, das in der Anordnung im wesentlichen dem zweiten, vorstehend unter Bezugnahme auf Fig. 2 beschriebenen Ausführungsbeispiel ähnelt, außer, daß eine dritte flache Elektrode 13C solchermaßen neben der Elektrode 13A in einem vorbestimmten Abstand von ihr radial nach innen angeordnet ist, daß die flache Elektrode 13A zwischen der dritten Elektrode 13C und der Elektrode 13B liegt.
  • Durch das Anbringen der dritten flachen Elektrode 13C vergrößert sich die Komponente senkrecht zur Zeichenebene von Fig. 3 des elektrischen Feldes unter der mittleren Elektrode 13A im Vergleich zur elektrischen Feldkomponente senkrecht zur Ebene des optischen Elements nach Fig 2, so daß das dritte Ausführungsbeispiel bei einer Spannung optische Modulation durchführen kann, die niedriger ist als die, die an das optische Element nach Fig. 2 angelegt werden muß.
  • Als nächstes sollen unter Bezugnahme auf Fig. 4 bis 6 weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben werden. Die optischen Elemente, die in den Fig. 4, 5 und 6 gezeigt werden, sind jeweils in ihrer Anordnung im wesentlichen den vorangehend unter Bezugnahme auf Fig. 1, 2 und 3 beschriebenen ähnlich. Das heißt, ein jedes weist ein Substrat 1, einen Lichtwellenleiter 12 und flache Elektroden 13A, 13B und 13C auf, doch darüberhinaus sind in einen Teil 21 des Substrates, in den selbst in der Cutoff-Mode kein sich ausbreitender Lichtstrahl abgestrahlt wird, Verunreinigungen hineindiffundiert, so daß der Brechungsindex des Substrats 1 vermindert ist.
  • Die Funktionsweise dieser optischen Elemente ähnelt im wesentlichen der der entsprechenden vorangehend beschriebenen optischen Elemente, so daß die Wirkung der Diffusion von Verunreinigungen nachstehend nur in Verbindung mit dem optischen Element aus Fig. 4 beschrieben wird.
  • Der Einfluß der Diffusion von Verunreinigungen auf die Cutoff-Bedingung, bei der der Lichtstrahl in das Substrat 1 abgestrahlt wird, kann unter Bezugnahme auf Fig. 4 mit Hilfe der Methode des effektiven Brechungsindexes quantitativ untersucht werden. Zuerst wird die Breite W des Lichtwellenleiters 12 unendlich auf W = ∞ ausgedehnt, während die Tiefe D des Wellenleiters 12 unverändert festgehalten wird. Der effektive Brechungsindex nf dieses Plattenwellenleiters (der im Detail von T. Tamir in "Integrated Optics", Springer Verlag, New York, 1975, S. 13 beschrieben ist) kann mit Hilfe der Methode des effektiven Brechungsindexes berechnet werden. In einem zweiten Schritt wird die Tiefe des Lichtwellenleiters 12 unendlich ausgedehnt, während die Breite W unverändert festgehalten wird. Wenn ns der Brechungsindex des Substrates 1 ist und λ die Wellenlänge eines sich durch das Vakuum ausbreitenden Lichtstrahls ist, dann ist die normierte Cutoff-Breite H des zweiten Plattenwellenleiters, bei der eine Lichtwelle der niedrigsten Mode in das Substrat 1 einstrahlt, gegeben durch
  • Obige Gleichung ist im Detail von T. Tamir in "Integrated Optics", Springer Verlag, New York, 1975, Seiten 23-24 beschrieben. In obiger Gleichung gibt Δne die Abnahme des Brechungsindexes des Substrats 1 bei dem Anlegen eines elektrischen Feldes an und Δna gibt die Abnahme des Brechungsindexes des Substrats 1 auf Grund der Diffusion von Verunreinigungen an.
  • Die Abhängigkeit der normierten Cutoff-Breite H des Lichtwellenleiters 12 vom angelegten elektrischen Feld E(X) mit Δna als Parameter zeigen die Kurven mit den durchgezogenen Linien in Fig. 7, für den Fall, daß die Differenz und der Brechungsindizes an der Grenzfläche des Lichtwellenleiters 12 und des Substrats 1 den Wert 3 · 10&supmin;³ hat. Je kleiner die Breite W des Lichtwellenleiters 12; d. h., je kleiner der Wert von H wird, desto größer wird die Lichtmenge, die in das Substrat 1 gestreut wird.
  • Deshalb wird die Cutoff-Bedingung im Bereich unterhalb jeder durchgezogenen Kurve erfüllt. Je größer die Menge diffundierter Verunreinigungen und je größer das angelegte elektrische Feld sind, desto weiter dehnt sich der Cutoff-Bereich aus. Deshalb sieht man, daß es leichter wird, das optische Element in Cutoff-Mode zu bringen. Im Falle eines optischen Elements, dessen Lichtwellenleiter eine tatsächliche Breite W&sub4; = 4 um hat, soll die Wirkung der Diffusion von Verunreinigungen geklärt werden. Die normierte Breite H&sub4; des Lichtwellenleiters mit der Breite W&sub4; ist gegeben durch
  • H&sub4; = 2π/λW&sub4; nf²-ns².
  • Da der Brechungsindex des Lichtwellenleiters 12 mit zunehmendem angelegten elektrischen Feld E(X) abnimmt, nimmt auch H&sub4; ab, wie durch die gestrichelte Kurve in Fig. 7 angezeigt wird. Der Wert von E(X) am Schnittpunkt von H&sub4; und H stellt die minimale Feldstärke dar, die man braucht, um die Ausbreitung eines Lichtstrahls zu unterbinden, und man sieht, daß der Schnittpunkt mit zunehmendem Δna zu kleineren Feldstärken hin verschoben wird. Wenn zum Beispiel Δna von 0 auf 0.5 · 10&supmin;³ zunimmt, sieht man, daß die Feldstärke, die benötigt wird, um das optische Element in Cutoff-Mode zu bringen, 30 % der Feldstärke beträgt, die benötigt wird, um ein optisches Element ohne eindiffundierte Verunreinigungen in Cutoff-Mode zu bringen.
  • Die optischen Elemente mit erfindungsgemäß eindiffundierten Verunreinigungen unterscheiden sich von den drei vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispielen dadurch, daß das Profil des Brechungsindexes in horizontaler Richtung asymmetrisch gemacht ist, so daß sie optische Modulation bei einer Spannung durchführen können, die weit niedriger als die Spannung ist, die benötigt wird, um die drei Ausführungsbeispiele mit den gleichen Anordnungen des Lichtwellenleiters und der Elektroden zu betreiben.
  • Weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 8 bis 10 beschrieben. Die optischen Elemente aus Fig. 8 bis 10 sind im wesentlichen jeweils denen nach Fig. 1, 2 und 3 darin ähnlich, daß jedes davon ein Substrat 1, einen Lichtwellenleiter 12 und flache Elektroden 13A, 13B und 13C aufweist, und unterscheiden sich insofern, als bei jedem in einen Teil 41 des Substrates, in den der sich ausbreitende Lichtstrahl in der Cutoff-Mode abgestrahlt wird, Verunreinigungen diffundiert sind, so daß der Brechungsindex des Substratteils 41 erhöht wird.
  • Die Funktionsweise dieser optischen Elemente ähnelt im wesentlichen der der entsprechenden vorangehend beschriebenen optischen Elemente, so daß die Wirkung der eindiffundierten Verunreinigungen nachstehend nur unter Bezugnahme auf das optische Element aus Fig. 8 beschrieben wird.
  • Fig. 11 zeigt die Abhängigkeit der normierten Cutoff- Breite H des Lichtwellenleiters, bei der ein Monomode- Strahl in das Substrat 1 eingestrahlt wird, und der normierten Breite H&sub4; des Lichtwellenleiters, dessen tatsächliche Breite 4 um ist, vom angelegten elektrischen Feld für den Fall, daß die Differenz und der Brechungsindizes an der Grenzfläche des Lichtwellenleiters und des Substrats 3 · 10&supmin;³ beträgt. Hierbei gibt der Parameter Δnb eine durch die Diffusion von Verunreinigungen verursachte Zunahme des Brechungsindexes des Substrats an. Wie in Fig. 7 stellt der Schnittpunkt der Kurve H mit der Kurve H&sub4; die minimale Feldstärke dar, die benötigt wird, um das optische Element in Cutoff-Mode zu bringen, und man sieht, daß das angelegte elektrische Feld, bei dem das optische Element in Cutoff-Mode übergeht, umso schwächer wird, je größer der Parameter Δnb ist.
  • Die erfindungsgemäßen optischen Elemente haben zwei Merkmale, nämlich, daß das Profil des Brechungsindexes vom Substrat 1 in horizontaler Richtung durch die Diffusion von Verunreinigungen in das Substrat 1 asymmetrisch gemacht und daß die normierte Breite des Lichtwellenleiters verkleinert ist. Deshalb kann im Vergleich zu den optischen Elementen mit derselben Anordnung des Lichtwellenleiters und der Elektroden, aber ohne Diffusion von Verunreinigungen die optische Modulation mit einem schwächeren elektrischen Feld ausgeführt werden.
  • Wie vorangehend beschrieben kann mit den erfindungsgemäßen optischen Elementen optische Modulation, optisches Schalten oder ähnliches betrieben werden, indem die Differenz der Brechungsindizes des Lichtwellenleiters und des Substrats in horizontaler Richtung elektrisch gesteuert wird, so daß die Ungleichmäßigkeit des Brechungsindexes des Lichtwellenleiters, die im herkömmlichen optischen Modulator vom Verzweigungsinterferenztyp und im optischen Richtkoppler einige Probleme verursacht, bei der Erfindung keinerlei Probleme verursacht.
  • Darüberhinaus hat, verglichen mit dem herkömmlichen optischen Modulator und optischen Schalter, in denen die Phase des sich ausbreitenden Lichtstrahls gesteuert wird, ein erfindungsgemäßes optisches Element ein größeres Lichtextinktionsverhältnis und das Ausgangslicht ist weitgehend stabilisiert gegenüber Temperaturschwankungen.
  • Außerdem ist der Lichtverlust bei der Erfindung geringer als bei der herkömmlichen Vorrichtung. Die Länge eines optischen Elements kann weniger als ein Viertel oder ein Drittel von der der Komponenten bei einem herkömmlichen optischen Element vom Mach-Zehnder-Typ und einem optischen Richtkoppler betragen. Die Herstellung des erfindungsgemäßen optischen Elements ist viel leichter.
  • Wie aus dem ersten Ausführungsbeispiel, wie es in Fig. 1 gezeigt ist, klar wird, hat das erfindungsgemäße optische Element ein außerordentlich großes Lichtextinktionsverhältnis, so daß es als optisches Dämpfungsglied benutzt werden kann.
  • Die meisten herkömmlichen optischen Dämpfungsglieder nutzten die Erscheinung, daß Metall Licht absorbiert, und es wurde ein optisches Dämpfungsglied entworfen und vorgestellt, bei dem Licht durch Variation der Dicke eines dünnen Metallfilmes gedämpft wird. Jedoch hat es einige Mängel, nämlich, daß es zu groß und zu schwer ist und daß der Dämpfungsgrad manuell geändert wird, so daß die Lichtdämpfung nicht fein geregelt werden kann.
  • Das erfindungsgemäße optische Element hat ein Verhältnis der Intensität vom Eingangs- zum Ausgangslicht, das höher als 56 dB ist, so daß das optische Element zufriedenstellend als optisches Hochgeschwindigkeits-Dämpfungsglied, das kompakt und leicht ist, genutzt werden kann.

Claims (9)

1. Optisches Element mit einem Lichtwellenleiter (12) und flachen Elektroden (13A, 13B, 13C), die bezüglich des Lichtwellenleiters (12) asymmetrisch auf einem Substrat (1) angeordnet sind, in welchem ein elektrisches Feld mittels der Elektroden (13A, 13B, 13C) an das Substrat (1) und den Lichtwellenleiter (12) so angelegt wird, daß der Brechungsindex eines Teils des Substrates (1) in der Umgebung des Lichtwellenleiters (12) variiert wird, um einen sich durch den Lichtwellenleiter (12) ausbreitenden Lichtstrahl zu unterbrechen, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtwellenleiter (12) einen gekrümmten Abschnitt hat und jede Elektrode (13A, 13B, 13C) mit parallelen Seiten verläuft, die auch im wesentlichen zu den gekrümmten Seiten des Lichtwellenleiters (12) parallel sind.
2. Optisches Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Verunreinigungen, die die Größe des Brechungsindexes des Substrats (1) ändern, in einen Teil des Substrats unter jeder der Elektroden (13A, 13B, 13C) und in einen daran angrenzenden Teil des Substrats diffundiert sind.
3. Optisches Element nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste flache Elektrode (13B) der flachen Elektroden (13A, 13B, 13C) solchermaßen an der Außenseite des Lichtwellenleiters (12) angeordnet ist, daß ein Seitenrand der ersten flachen Elektrode (13B) mit dem äußeren Seitenrand des gekrümmten Abschnitts des Lichtwellenleiters (12) ausgerichtet ist oder sich in einem vorbestimmten Abstand davon befindet; und daß eine zweite flache Elektrode (13A) der flachen Elektroden (13A, 13B, 13C) solchermaßen an der Innenseite des gekrümmten Abschnitts des Lichtwellenleiters (12) angeordnet ist, daß die zweite flache Elektrode (13A) sich in einem vorbestimmten Abstand vom inneren Seitenrand des gekrümmten Abschnitts des Lichtwellenleiters (12) befindet.
4. Optisches Element nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste flache Elektrode (13B) der flachen Elektroden (13A, 13B, 13C) an der Außenseite des gekrümmten Abschnitts des Lichtwellenleiters (12) angeordnet ist und einen vorbestimmten Abstand von einer zweiten flachen Elektrode (13A) hat; und daß eine zweite flache Elektrode (13A) der flachen Elektroden (13A, 13B, 13C) mit einem Teil den Lichtwellenleiter (12) überlagert und solchermaßen an der Innenseite des Lichtwellenleiters (12) angeordnet ist, daß ein Seitenrand der zweiten flachen Elektrode (13A) mit dem äußeren Seitenrand des gekrümmten Abschnitts des Lichtwellenleiters (12) ausgerichtet ist, wobei eine Pufferschicht (16) zwischen die zweite Elektrode (13A) und den Lichtwellenleiter (12) eingebracht ist.
5. Optisches Element nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste flache Elektrode (13B) der flachen Elektroden (13A, 13B, 13C) an der Außenseite des gekrümmten Abschnitts des Lichtwellenleiters (12) angeordnet ist und einen vorbestimmten Abstand von einer zweiten flachen Elektrode (13A) hat; und daß eine zweite flache Elektrode (13A) der flachen Elektroden (13A, 13B, 13C) mit einem Teil den Lichtwellenleiter (12) überlagert und solchermaßen an der Innenseite des Lichtwellenleiters (12) angeordnet ist, daß ein Seitenrand der zweiten flachen Elektrode (13A) sich in einem vorbestimmten Abstand vom äußeren Seitenrand des gekrümmten Abschnitts des Lichtwellenleiters (12) befindet, wobei eine Pufferschicht (16) zwischen die zweite Elektrode (13A) und den Lichtwellenleiter (12) eingebracht ist.
6. Optisches Element nach Anspruch 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine dritte flache Elektrode (13C) der flachen Elektroden (13A, 13B, 13C) an der Innenseite des gekrümmten Abschnitts des Lichtwellenleiters (12) angeordnet ist und von der zweiten flachen Elektrode (13A) einen vorbestimmten Abstand hat.
7. Optisches Element nach Anspruch 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß Verunreinigungen, die die Größe des Brechungsindexes des Substrats (1) ändern, in einen Teil (41) des Substrats (1), der sich zwischen dem Teil neben dem einen Seitenrand des Lichtwellenleiters (12) und der ersten flachen Elektrode (13B) befindet, in einen Teil unter der ersten flachen Elektrode (13B) und in einen daran angrenzenden Teil diffundiert sind.
8. Optisches Element nach Anspruch 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß Verunreinigungen, die die Größe des Brechungsindexes des Substrats (1) ändern, in einen Teil (41) des Substrats (1) unter der ersten flachen Elektrode (13B) und in einen daran angrenzenden Teil des Substrats diffundiert sind.
9. Optisches Element nach Anspruch 3 bis 6, dadurch gekennzeichnete daß Verunreinigungen, die die Größe des Brechungsindexes des Substrats (1) ändern, in einen Teil (21) des Substrats (1) neben dem einen Seitenrand des Lichtwellenleiters (12), in einen Teil des Substrats (1) unter der zweiten flachen Elektrode (13A) und in einen daran angrenzenden Teil des Substrats (1) diffundiert sind.
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