DE60208225T2 - Integrierte optische schaltung mit einem integrierten wellenleiterarray (awg) und wenigstens einem integrierten optischen verstärker - Google Patents

Integrierte optische schaltung mit einem integrierten wellenleiterarray (awg) und wenigstens einem integrierten optischen verstärker Download PDF

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Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft optische Systeme und Komponenten und insbesondere optische Systeme mit integrierten optischen Komponenten.
  • 2. Hintergrundinformationen
  • Ein typisches optisches Netzwerk umfaßt kombinierte Sende-Empfangsgeräte (Transceiver), Verstärker, Multiplexer und Demultiplexer, Verstärker, Schalter und andere Komponenten. Der Sendeabschnitt eines Transceivers wandelt ein elektrisches Signal in ein optisches Signal um und leitet das optische Signal in eine optische Faser ein. Ein Multiplexer kombiniert die einzelnen optischen Signale aus den jeweiligen optischen Fasern zu einem optischen Mehrkanalsignal und leitet das optische Mehrkanalsignal in eine optische Faser ein. Ein Demultiplexer trennt das optische Mehrkanalsignal in die einzelnen Kanäle auf und gibt diese in getrennte Fasern ein. Der Empfangsabschnitt eines Transceivers nimmt das optische Signal von einer der Fasern auf und wandelt es in ein elektrisches Signal um.
  • Gegenwärtig sind die Komponenten von optischen Netzwerken diskrete Komponenten, die jeweils nur eine einzige Funktion ausführen und die über optische Fasern mit den anderen Komponenten verbunden sind. Zum Beispiel wird ein Wellenleiterarraygitter-Mulitplexer/Demultiplexer (AWG) als eigene integrierte Schaltung (oder Chip) hergestellt.
  • Erbiumdotierte Faserverstärker (EDFA) sind ebenfalls große und sperrige Subsysteme, die aus diskreten Komponenten zusammengesetzt sind (aus der Spule der erbiumdotierten optischen Faser, dem Laser zum Erzeugen des Pumplichts, den Zirkulatoren zum Verhindern von Rückreflektionen des Lichts, den Faserkombinierern zum Zusammenführen des Pumplichts und des Signallichts und anderen Komponenten).
  • In den letzten Jahren wurden erbiumdotierte Wellenleiterverstärker (EDWA) hergestellt, d.h. diskrete Verstärker auf einem Chip, wie es in "8-mW Threshold Er3+-Doped Planar Waveguide Amplifier" von Ruby N. Gosh et al., veröffentlicht in IEEE Photonics Technology Letters, Bd. 8 Nr. 4, April 1996, in "Integrate Planar Waveguide Amplifier with 15 dB gain at 1550 nm" von J. Shmulovich et al. in Optical Fiber Communications '99 Technical Digest Post-deadline Paper PD-42, San Diego, CA, 1999, oder in "Erbiumdoped silica-based waveguide amplifier integrated with a 980/1530 nm WDM-coupler" von K. Hattori et al., veröffentlicht in Electronic Letters, Bd. 30 Nr. 11, 26. Mai 1994 beschrieben ist.
  • Diese Komponenten für optische Netzwerke werden in der Regel über optische Fasern und Faserverbinder miteinander verbunden. Die Faser-Komponenten-Interfaces und Faserverbinder tragen jedoch zum Energieverlust des optischen Signals bei, wodurch mehr Verstärker installiert werden müssen, um das Signal über dem Rauschpegel zu halten. Mit zahlreichen diskreten Komponenten wird darüberhinaus die Installation, das Testen, die Rekonfiguration von Netzwerken usw. immer schwieriger und aufwendiger.
  • In dem Artikel mit dem Titel "Semiconductor optical devices for WDM networks" von Y. Yoshikuni, veröffentlich in The 10th Intern. Conf. on Indium Phosphide and Related Materials, Tsukuba, Japan, IEEE, 11.–15. Mai 1998, Seiten 18–21 wird ein optischer Halbleiterverstärker mit einem punktförmigen Konverter beschrieben, von dem angegeben wird, daß er die Möglichkeiten für eine Hybridintegration bedeutend erhöht. Der Artikel beschreibt auch ein Wellenleiterarraygitter auf Indiumphosphidbasis für monolithische integrierte Schaltungen.
  • Die WO 98/32196 beschreibt einen integrierten Halbleiter-Multi-Wellenlängen-Sender mit einem Wellenleiterarraygitter mit optischen Wellenleitern mit Mehrfachgittern, der zwischen zwei Sternverbindungsbereiche geschaltet ist. Das Multiwellenlängensignal aus einem ersten Koppelbereich wird von einer verspiegelten Oberfläche in den ersten Koppelbereich und das Wellenleiterarraygitter zurück reflektiert, so daß die verspiegelte Oberfläche das Ende eines optischen Hohlraums bildet. Die einzelnen Einfachwellenlängen-Ausgangssignale aus dem zweiten Koppelbereich werden in zwei Teile aufgeteilt, wobei der erste Teil durch einen Verstärkungsbereich läuft und von der verspiegelten Oberfläche zurück reflektiert wird, während der zweite Teil durch Modulatoren läuft und in den ersten Koppler eintritt. Das vom zweiten Koppelbereich ausgegebene Multi-Wellenlängen-Signal enthält daher modulierte Träger für alle Wellenlängen.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen im allgemeinen identische, funktionsähnliche, und/oder strukturell äquivalente Elemente. Die Zeichnung, in der ein Element zuerst erscheint, wird durch die Zahl(en) ganz links im Bezugszeichen angegeben. Es zeigen:
  • 1 eine Mehrebenen-Blockdarstellung eines bekannten optischen Netzwerks;
  • 2 eine Mehrebenen-Blockdarstellung eines beispielhaften optischen Netzwerks;
  • 3 eine Mehrebenen-Blockdarstellung eines Beispiels für die integrierte optische Schaltung der 2 gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung;
  • 4 eine Mehrebenen-Blockdarstellung eines alternativen Beispiels einer integrierten optischen Schaltung;
  • 5 eine Mehrebenen-Blockdarstellung eines alternativen Beispiels für eine integrierte optische Schaltung gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung; und
  • 6 und 7 Schnittansichten von aufeinanderfolgenden Stufen bei der Herstellung der integrierten optischen Schaltung der 2, 3, 4 und 5.
  • GENAUE BESCHREIBUNG DER DARGESTELLTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Es wird nun ein optisches Netzwerk mit integrierten optischen Schaltungen im Detail beschrieben. In der folgenden Beschreibung werden viele spezielle Details wie be stimmte Prozesse, Materialien, Vorrichtungen undsoweiter genannt, um ein vollständiges Verstehen der Ausführungsformen der Erfindung zu ermöglichen. Der Fachmann erkennt jedoch, daß die Erfindung auch ohne das eine oder andere der genannten Details ausgeführt werden kann oder mit anderen Verfahren, Komponenten usw. In anderen Fällen werden wiederum allgemein bekannte Strukturen oder Operationen nicht gezeigt oder beschrieben, um die verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung klarer darzustellen.
  • In Teilen der Beschreibung werden Begriffe wie Wellenleiter, integrierte optische Schaltung, Wellenleiterarraygitter (AWG), Multiplexer, Demultiplexer, Wellenleiterverstärker, Verstärkung, Wellenlänge undsoweiter verwendet. Diese Begriffe verwendet der Fachmann in der Regel, um den Inhalt seiner Arbeit anderen Fachleuten mitzuteilen.
  • Andere Teile der Beschreibung enthalten Operationen, die von einem Computersystem ausgeführt werden, wobei Begriffe wie Zugriff, Bestimmung, Zählen, Senden undsoweiter verwendet werden. Wie der Fachmann weiß, haben diese Größen und Operationen die Form von elektrischen, magnetischen oder optischen Signalen, die durch die mechanischen und elektrischen Komponenten eines Computersystems gespeichert, übertragen, zusammengeführt und anderweitig manipuliert werden können. Der Begriff "Computersystem" umfaßt sowohl Datenverarbeitungsmaschinen, Systeme und dergleichen für allgemeine Zwecke als auch solche für spezielle Aufgaben, die einzeln, als Gruppe oder eingebettet verwendet werden.
  • Verschiedene Operationen werden anhand einer Anzahl von diskreten Blöcken beschrieben, die nacheinander ausgeführt werden, um das Verstehen der Erfindung so weit wie möglich zu erleichtern. Die Reihenfolge der Beschreibung ist jedoch nicht so zu verstehen, daß diese Operationen notwendigerweise nur in der Reihenfolge ausgeführt werden können, in der die Blöcke dargestellt sind.
  • Der Bezug in dieser Beschreibung auf "eine Ausführungsform" oder "die Ausführungsform" heißt, daß ein bestimmtes Merkmal, ein bestimmter Aufbau, Prozeß, Block oder eine bestimmte Eigenschaft, das oder die in Verbindung mit der Ausführungsform beschrieben wurde, in wenigstens einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthalten ist. Das Erscheinen des Begriffs "in einer Ausführungsform" oder "in der Ausführungsform" an verschiedenen Stellen in dieser Beschreibung bezieht sich daher nicht immer auf die gleiche Ausführungsform. Die jeweiligen Merkmale, Strukturen oder Eigenschaften können außerdem auch auf jede geeignete Weise in einer oder mehreren Ausführungsformen kombiniert werden.
  • Die 1 ist eine Mehrebenen-Blockdarstellung eines bekannten optischen Netzwerks 100. Das optische Netzwerk 100 kann ein dichtes Wellenlängen-Multiplexing (DWDM) ausführen, bei dem eine Vielzahl von Lichtwellenlängen, die jeweils einen eigenen Datenstrom tragen, in einer einzigen optischen Faser zusammengeführt und am Empfangsende wieder getrennt werden. Die üblichen Wellenlängen liegen zwischen 1530 und 1560 Nanometer.
  • Das optische Netzwerk 100 umfaßt Transceivergruppen 102 und 108, die jeweils aus n Transceivern bestehen können und die jeweils optische Signale in die optischen Fasern 112 und 114 einführen und daraus aufnehmen. Die optischen Fasern 112, 114 können aus jeweils n Fasern bestehen. Die optischen Fasern 112 und 114 können n optische Einkanalsignale in Multiplexer/Demultiplexer 104, 106 einführen bzw. daraus entnehmen.
  • Der Multiplexer/Demultiplexer 104 ist eine diskrete Komponente, die ein dichtes Wellenlängenmultiplexen ausführt, um die von den Transceivern 102 erhaltenen n optischen Einkanalsignale zu einem optischen Mehrkanalsignal zusammenzuführen. Auch der Multiplexer/Demultiplexer 106 ist eine diskrete Komponente, die ein dichtes Wellenlängendemultiplexen ausführt, um die in einem optischen Mehrkanalsignal enthaltenen n optischen Einkanalsignale zu trennen. Die Multiplexer/Demultiplexer 104 und 106 können auf Dünnschichtfiltern oder auf Bragg-Fasergittern basieren. Die Multiplexer/Demultiplexer 104 und 106 können auch eine integrierte Schaltung sein, etwa ein Wellenleiterarraygitter (AWG). Die optischen Fasern 120, 122 und 124 sind diskrete Komponenten, die die optischen Mehrkanalsignale zwischen dem Multiplexer/Demultiplexer 104, den optischen Verstärkern 130 und 132 und dem Multiplexer/Demultiplexer 106 hin- und herführen, wie es in der 1 gezeigt ist.
  • Die optischen Verstärker 130 und 132 sind mit den Multiplexern/Demultiplexern 104 und 106 verbunden, um die optischen Mehrkanalsignale zu verstärken. Die optischen Verstärker 130 und 132 bestehen aus n diskreten optischen Verstärkern, die sowohl an räumlich getrennten Stellen im optischen Netzwerk 100 als auch in der Nähe der Multiplexer/Demultiplexer 104 und 106 angeordnet sind. Die Beschreibung erfolgt zwar hinsichtlich einer Signalausbreitung in einer Richtung, das optische Netzwerk 100 arbeitet jedoch üblicherweise bidirektional, wie es allgemein bekannt ist.
  • Die 2 ist eine Mehrebenen-Blockdarstellung eines optischen Netzwerks 200. Ein Merkmal des optischen Netzwerk 200 sind die integrierten optischen Schaltungen, die Multiplexer, Demultiplexer und optische Verstärker auf einem einzigen Chip kombinieren, der mit den Transceivern verbunden ist.
  • Zum Beispiel sind die Transceiver 102 und 108 über die optischen Fasern 112 und 114 mit den integrierten optischen Schaltungen 202 und 204 verbunden. Die integrierte optische Schaltung 202 umfaßt einen Satz von optischen Verstärkern 206 und einen Multiplexer 208. Die integrierte optische Schaltung 204 umfaßt einen einzigen optischen Verstärker 210 und einen Demultiplexer 212. Die integrierte optische Schaltung 202 ist über eine optische Faser 222 mit der integrierten optischen Schaltung 204 verbunden. Anhand der 3 werden beispielhafte Ausführungsformen der integrierten optischen Schaltungen 202 und 204 genauer beschrieben.
  • Zum Beispiel umfaßt die integrierte optische Schaltung 300 mindestens einen optischen Verstärker 302, der über ein Wellenleiterelement 306 mit einem Wellenleiterarraygitter (AWG) 304 verbunden ist. Die integrierten optischen Schaltungen 202 und 204 umfassen auch ein optisches Faserinterface 308, das Pumplicht in die integrierte optische Schaltung 202 einkoppelt, ein optisches Faserinterface 310, das optisches Signallicht in die integrierte optische Schaltung 202 einkoppelt, und ein optisches Faserinterface 312, das optisches Signallicht aus der integrierten optischen Schaltung 202 auskoppelt. Die Vorrichtungen zum Ausführen der optischen Faserinterfaces 308, 310 und 312 sind allgemein bekannt.
  • In einer Ausführungsform demultiplext das AWG 304 mittels eines einzigen Wellenleiterelements 306 ein optisches Mehrkanalsignal aus einem einzigen optischen Verstärker 302 in mehrere optische Einkanalsignale. In einer alternativen Ausführungsform multiplext das AWG 304 mittels mehrerer Wellenleiterelemente 306 mehrere optische Einkanalsignale aus mehreren optischen Verstärkern 302 zu einem optischen Mehrkanalsignal.
  • Der optische Verstärker 302 ist über Pumplicht-Wellenleiterelemente 314 und Wellenleiterelemente 316 für das optische Signallicht mit den optischen Faserinterfaces 308 und 310 verbunden. Der optische Verstärker 302 umfaßt einen Kombinierer 318, der das Pumplicht mit dem optischen Signallicht kombiniert. In einer Ausführungsform ist der Kombinierer 318 als Dämpfungskoppler zwischen den Wellenleiterelementen 314 und 316 ausgeführt. Der optische Verstärker 302 umfaßt auch einen Verstärkungsabschnitt 320, der in einer Ausführungsform aus dem Wellenleiterelement 314 besteht, das lokal mit einer aktiven Substanz dotiert (z.B. bedampft) ist, etwa Erbium oder einem anderen Seltenerdion.
  • Das AWG 304 führt dadurch ein Wellenlängenmultiplexen aus, daß Licht durch ein Gitter aus mehreren optischen Wellenleiterelementen mit vorgegebenen unterschiedlichen Längen und Formen geführt wird. Zum Beispiel umfaßt das AWG 304 einen Eingangs-Sternkoppler 322 und einen Ausgangs-Sternkoppler 324, die optisch die beiden Enden eines optischen Wellenleiterarrays 332 mit einer Eingangsgruppe von Wellenleiterelementen 326 bzw. einer Ausgangsgruppe von Welleleiterelementen 328 verbinden. Die Ausgangsgruppe von Wellenleiterelementen 328 ist mit dem optischen Faserinterface 312 verbunden. Da alle Komponenten der integrierten optischen Schaltung 202 über Wellenleiterelemente verbunden sind, gibt es weniger Verlust an optischer Leistung als bei der Verbindung von diskreten optischen Komponenten über optische Fasern.
  • Ein Merkmal der beispielhaften integrierten optischen Schaltung 202 ist, daß alle Kanäle innerhalb eines optischen Mehrkanalsignals, die durch den optischen Verstärker 302 verstärkt werden, im Verstärkungsabschnitt 320 verstärkt werden. Die bei dieser Ausführungsform mögliche Verstärkung kann jedoch durch die an der Pumpquelle zur Verfügung stehende Gesamtleistung beschränkt sein. Darüberhinaus können verschiedene Wellenlängen (oder Kanäle) in Abhängigkeit von der Stärke der Kopplung des Übergangs in der aktiven Substanz (z.B. Erbiumionen) bei der Verstärkung unterschiedlich verstärkt werden. Der beispielhafte optische Verstärker 302 verstärkt zum Nachteil von schwächeren ankommenden Signalen den Kanal mit der größten ankommenden Amplitude stärker. Die nicht gleichmäßige Kanalverstärkung kann einen niedrigeren Rauschabstand (SNR) bei den unterverstärkten Kanälen bewirken. Außerdem weisen AWGs wie das AWG 304 in der Regel ein nicht gleichmäßiges Übertragungsspektrum auf (d.h. die Abhängigkeit der Übertragung von der Wellenlänge ist nicht gleichförmig).
  • Bei einer Ausführungsform wird der Aufbau der Wellenleiterelemente im AWG 304 so eingestellt, daß die nicht gleichmäßige Kanalverstärkung kompensiert wird. Bei dieser Ausführungsform werden die Form und Breite der Wellenleiter an der Verbindungsstelle zwischen den Sternkopplern 322 und 324 und dem Wellenleiterarray 332 verändert. Dadurch ergeben sich unterschiedliche Intensitätsverteilungen des Lichts an der Verbindungsstelle zwischen dem Sternkoppler 324 und den Ausgangs-Wellenleiterelementen 328 und damit unterschiedliche Verteilungen der Übertragung über die Wellenleiterelemente 328.
  • Die 4 ist eine Mehrebenen-Blockdarstellung einer alternativen beispielhaften optischen Schaltung 400. Die beispielhafte integrierte optische Schaltung 400 umfaßt ein AWG 402, das über eine Gruppe von Wellenleiterelementen 408 und 410 mit einer Gruppe von optischen Verstärkern 404 und einem AWG 408 verbunden ist. Das Beispiel kann in ein optisches Netzwerk wie das optische Netzwerk 200 eingeschlossen werden. Im Betrieb demultiplext das beispielhafte AWG 402 ein optisches Mehrkanalsignal in mehrere optische Einkanalsignale. Jedes optische Einkanalsignal wird separat von einem der optischen Verstärker aus der Gruppe optischer Verstärker 404 verstärkt. Das AWG 406 multiplext dann die verstärkten optischen Einkanalsignale. Die Parameter für die einzelnen optischen Verstärker in der Gruppe von optischen Verstärkern 404 werden so gewählt, daß sich für jeden Kanal die gleiche Verstärkung ergibt.
  • Die 5 ist eine Mehrebenen-Blockdarstellung einer alternativen beispielhaften optischen Schaltung 500 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die beispielhafte integrierte optische Schaltung 500 umfaßt eine Gruppe von optischen Faserinterfaces 502, die Pumplicht in die integrierte optische Schaltung 500 einkoppeln, ein optisches Faserinterface 504, das optisches Signallicht in die integrierte optische Schaltung 500 einkoppelt, und eine Gruppe von optischen Faserinterfaces 506, die optisches Signallicht aus der integrierten optischen Schaltung 106 auskoppeln. Die zum Ausführen der optischen Faserinterfaces 502, 504 und 506 geeigneten Vorrichtungen sind allgemein bekannt.
  • Die beispielhafte integrierte optische Schaltung 500 umfaßt ein AWG 501, das einen Eingangs-Sternkoppler 522 und einen Ausgangs-Sternkoppler 524 enthält, die optisch die beiden Enden eines optischen Wellenleiterarrays 532 mit der Eingangsgruppe von Wellenleiterelementen 526 bzw. mit der Ausgangsgruppe von Wellenleiterelementen 528 verbinden. Die Ausgangsgruppe von Wellenleiterelementen 528 ist mit einer Gruppe von optischen Verstärkern 505 verbunden.
  • Die Gruppe von optischen Verstärkern 505 umfaßt eine Gruppe von Kombinierern 510 aus einer Gruppe von Pumplicht-Wellenleiterelementen 512 und einer Gruppe von Wellenleiterelementen 514 für das optische Signallicht. Die Gruppe von optischen Ver stärkern 505 umfaßt auch eine Gruppe von Verstärkungsabschnitten 520. Bei der Ausführungsform der 5 kann jeder einzelne optische Verstärker 505 eines der n optischen Einkanalsignale verstärken. Bei einer Ausführungsform sind die Längen der einzelnen optischen Verstärker so abgestimmt, daß das nicht gleichmäßige Verstärkungsspektrum des AWG 501 kompensiert wird.
  • Die integrierte optische Schaltung gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung (z.B. die integrierte optische Schaltung 300 und/oder 500) ist eine planare Lichtwellenschaltung (PLC) auf einem Siliziumsubstrat, das mittels geeigneter Halbleiter-Herstellungsvorrichtungen hergestellt wird. Die 6 ist eine Querschnittdarstellung 600 für einen Prozeß zum Herstellen von integrierten optischen Schaltungen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Eine Schicht 604 aus Siliziumoxid (SiO2) wird auf einem Siliziumsubstrat 602 abgeschieden, um die untere Mantelschicht des optischen Wellenleiters zu bilden, wozu zum Beispiel die thermische Oxidation verwendet wird. Eine Schicht 606 aus Siliziumoxid, Germanium und Erbium (d.h. SiO2 + Ge + Er3+) wird auf der ersten Schicht aus SiO2 abgeschieden, wozu zum Beispiel die Flammenhydrolyse oder ein CVD-Prozeß verwendet wird.
  • Die 7 ist eine Querschnittdarstellung für einen weiteren Prozeß zum Herstellen einer integrierten optischen Schaltung gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung (z.B. die integrierten optischen Schaltungen 202, 204, 300, 400 und/oder 500). Zum Beispiel werden in der integrierten optischen Schaltung 106 mittels chemischer Prozesse durch zum Beispiel reaktives Ionenätzen zum Entfernen aller, bis auf ausgewählte, Abschnitte der Schicht 406 aus SiO2 + Ge + Er3+ mehrere Wellenleiter-Kernelemente 702 ausgebildet. Auf den optischen Wellenleiterelementen 702 wird eine Schicht 720 aus SiO2 abgeschieden, wozu zum Beispiel die Flammenhydrolyse oder ein CVD-Prozeß verwendet wird.
  • Ein optisches Netzwerk mit der integrierten optischen Schaltung 106, die optische Komponenten in einem einzigen Chip integriert, hat mehrere Vorteile. Erstens sind die Kosten dafür geringer, da die einzelnen integrierten optischen Schaltungen (z.B. die optischen Verstärker mit AWGs) mit den gleichen Prozessen wie elektronische Komponenten hergestellt werden können (z.B. mittels Halbleiterprozessen in den Herstellungseinrichtungen dafür). Das heißt, daß das Hinzufügen von mehr Komponenten auf dem Chip die Funktionalität von mehreren diskreten Komponenten für nur eine geringe Erhöhung des Preises ermöglicht, verglichen mit nur einer integrierten Komponente.
  • Zweitens wird Energie eingespart, daß das Integrieren der Komponenten auf einem einzigen Chip geringere optische Verluste ergibt, da es weniger Verbindungen über optische Fasern gibt. Herkömmlich wird jede diskrete Komponente über eine optische Faser angeschlossen, und jede Verbindung bewirkt einen Energieverlust, wobei die Energieverluste über die Verbindungen kumulativ sind.
  • Drittens wird in dem optischen Netzwerk Platz eingespart, was heißt, daß die Chips kleiner werden können und die herkömmlichen Subsysteme auf der Basis von Gestellein schüben durch Subsysteme auf der Basis von Steckkarten ersetzt werden können. Subsysteme auf der Basis von Steckkarten haben den weiteren Vorteil, daß sie bei der Systemintegration und beim Systemtesten billiger sind.
  • Die obige Beschreibung der dargestellten Ausführungsformen der Erfindung beschränkt die Erfindung nicht ausschließlich auf die gezeigten Formen. Zur Erläuterung wurden bestimmte Ausführungsformen und Beispiele der Erfindung beschrieben, innerhalb des Umfangs der Erfindung sind jedoch verschiedene äquivalente Modifikationen möglich, wie der Fachmann ohne weiteres erkennt. Diese Modifikationen der Erfindung können im Lichte der obigen exakten Beschreibung erfolgen.
  • Die in den folgenden Patentansprüchen verwendeten Bezeichnungen sollen die Erfindung nicht auf die in der Beschreibung und den Patentansprüchen gezeigten bestimmten Ausführungsformen beschränken. Der Umfang der Erfindung wird allein durch die folgenden Patentansprüche bestimmt, die gemäß den anerkannten Doktrinen für die Anspruchinterpretation zu verstehen sind.

Claims (13)

  1. Integrierte optische Schaltung (300; 500) mit einer in der integrierten optischen Schaltung (300; 500) ausgebildeten Gruppe optischer Verstärker (302; 505); einem in der integrierten optischen Schaltung (300; 500) ausgebildeten und mit der Gruppe optischer Verstärker (302; 505) verbundenen Wellenleiterarraygitter (304; 501); und mit einer mit den Ausgängen der Gruppe optischer Verstärker (302; 505) verbundenen Gruppe von Wellenleiterelementen (306; 528), wobei das Wellenleiterarraygitter (304; 501) einen mit der Gruppe von Wellenleiterelementen (306; 528) verbundenen Sternkoppler (322; 524) aufweist; dadurch gekennzeichnet, daß die Gruppe optischer Verstärker (302; 505) und das Wellenleiterarraygitter (304; 501) auf Siliziumoxid basieren.
  2. Integrierte optische Schaltung nach Anspruch 1, wobei das Wellenleiterarraygitter (501) mit den Eingängen der Gruppe optischer Verstärker (505) über eine Gruppe von Eingangs-Wellenleiterelementen (528) verbunden ist.
  3. Integrierte optische Schaltung nach Anspruch 2, wobei das Wellenleiterarraygitter (304) mit den Ausgängen der Gruppe optischer Verstärker (302) über eine Gruppe von Ausgangs-Wellenleiterelementen (306) verbunden ist.
  4. Integrierte optische Schaltung nach Anspruch 1, wobei die Gruppe optischer Verstärker (302; 505) eine mit der Gruppe von Wellenleiterelementen (306; 528) verbundene Gruppe von Verstärkungsabschnitten (320; 520) aufweist.
  5. Integrierte optische Schaltung nach Anspruch 1, wobei jeder optische Verstärker in der Gruppe optischer Verstärker (302; 505) eine vorbestimmte Länge hat, um ein uneinheitliches Verstärkungsspektrum des Wellenleiterarraygitters (304; 501) zu kompensieren.
  6. Integrierte optische Schaltung nach Anspruch 5, wobei jeder der optischen Verstärker (302; 505) einen zum Kombinieren von Pumplicht und optischem Signallicht geeigneten Kombinierer (318; 510) umfaßt.
  7. Integrierte optische Schaltung nach Anspruch 6 mit einem Pump-Interface (308; 502) zum Einkoppeln von Pumplicht in die Gruppe optischer Verstärker (302; 505).
  8. Integrierte optische Schaltung nach Anspruch 6 mit einem optischen Signalinterface (310; 506) zum Einkoppeln von optischem Signallicht in das Wellenleiterarraygitter (304; 501).
  9. Integrierte optische Schaltung nach Anspruch 1, wobei das Wellenleiterarraygitter (304; 501) ein Wellenleiterarray (332; 532) aufweist, in dem Form und Breite der einzelnen Wellenleiter im Wellenleiterarray zur Erzielung einer variierenden Lichtverteilung in dem Wellenleiterarray des Wellenleiterarraygitters (332; 532) verändert werden.
  10. System (200) mit einer Gruppe von Transceivern (102, 108 in 2) zur Verbindung einer Gruppe optischer Kanäle; und mit einer integrierten optischen Schaltung (202, 204) nach einem der vorstehenden Ansprüche, die zur Aufnahme der Gruppe optischer Kanäle von der Gruppe von Transceivern (102, 108) angeschlossen ist.
  11. System nach Anspruch 10 mit einer Gruppe optischer Fasern (112, 114 in 2) zum Ankoppeln der Gruppe von Transceivern (102, 108) an die integrierte optische Schaltung (202, 204).
  12. System nach Anspruch 11, wobei die Gruppe optischer Signale ein optisches Mehrkanalsignal umfaßt und das Wellenleiterarraygitter (501) zum Demultiplexen des optischen Mehrkanalsignals in eine Gruppe optischer Einkanalsignale angeschlossen ist.
  13. System nach Anspruch 11, wobei die Gruppe optischer Signale eine Gruppe optischer Einkanalsignale umfaßt und das Wellenleiterarraygitter (304) zum Multiplexen der Gruppe optischer Einkanalsignale zu einem optischen Mehrkanalsignal angeschlossen ist.
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