DE69210088T2 - Laserquelle mit externer Modulation für Mehrfachstrahlbeleuchtung - Google Patents

Laserquelle mit externer Modulation für Mehrfachstrahlbeleuchtung

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Description

    Beschreibung des Standes der Technik
  • Viele moderne photoelektronische Systeme, wie z.B. optische Rechner und photoelektronisches Schalten im freien Raum, gründen sich auf Gruppen von symmetrischen Bauelementen mit elektrooptischem Effekt ("symmetric self-electrooptic effect devices" S-SEEDs). Bei diesen Systemen wirken die S-SEEDs als Detektoren, Logikelemente oder Modulatoren. Jedes System ist auf Gruppen von Lichtstrahlen (moduliert von den S-SEED-Gruppen) angewiesen, um Informationen zwischen Bauteilen des Systems zu übertragen. Ein Verfahren zum Erzeugen der erforderlichen Lichtstrahlgruppen wird in einem Artikel mit dem Titel "Binary phase gratings generating even numbered spot arrays" [Binäre Phasengitter erzeugen geradzahlige Lichtpunktgruppen], von R.L. Morrison et al., erschienen im Technical Digest 1989 der Optical Society of America, Annual Meeting (Band 18), erörtert. Der Artikel von Morrison et al. beschreibt, daß der Generator für eine Strahlgruppe eine Laserdiodenguelle und einen Generatormechanismus für die Lichtpunktgruppe, wie z.B. ein Gitter und entsprechende Linsenmittel, umfaßt. Bei Betrieb ist eine kollimierende Linse an den Ausgang der Laserdiode angekoppelt, worauf ein Gitter zum Erzeugen eines der Größe und Periodizität des Gitters entsprechenden Musters und eine Fourier-Transformations-Linse folgen, die eine Brennweite oberhalb der der Stelle der Lichtpunktgruppe am Ausgang des Gitters zugeordneten Ebene angeordnet ist. Die optische Fourier-Transformations-Linse bewirkt eine Veränderung des wellenlängenabhängigen Beugungsmusters zu einer räumlichen Gruppe (ein- oder zweidimensional) von Strahlen bzw. Lichtpunkten.
  • Leider erfordert der obenbeschriebene Gruppesgeneratormechanismus hinsichtlich der Laserwellenlänge strenge Toleranzen, da die räumliche Verschiebung der Lichtpunkten eine Funktion der Wellenlänge ist. Ist zum Beispiel die Wellenlänge zu kurz oder zu lang, wird der Lichtpunktabstand entweder derart verringert bzw. erweitert, daß Randlichtpunkte nicht mehr zu der darunterliegenden lichtempfindlichen Vorrichtung (z.B. S-SEED, 1- oder 2-dimensionale optoelektronische integrierte Schaltungen, Photodioden, usw.) ausgerichtet sind. Mit der Größe der Gruppe wird die Wellenlängensteuerung kritischer. Außerdem ist der lichtempfindliche Bereich eines SEED innerhalb jeder Zelle, konzentriert, um seine Leistung zu verbessern. Die Strahlgruppe muß aus diesem Grund nicht nur wellenlängengesteuert sein, sondern auch innerhalb des lichtempfindlichen Bereichs der empfangenden Vorrichtung physisch ausgerichtet sein.
  • Der Zunahme, hinsichtlich Größe und Geschwindig keit, der Systeme auf photoelektronischer Grundlage entsprechend wächst auch die Notwendigkeit für Quellen höherer Leistung. So wird insbesondere die Betriebsgeschwindigkeit eines digitalen Systems von der Leistung bestimmt, die notwendig ist, den Zustand einer einzelnen Logikvorrichtung zu schalten, und von der Kapazität des Netzteils. Ein derartiges digitales System kann einen photoelektronischen Schalter umfassen, der mehr als tausend Kanäle, die (pro Kanal) mit ungefähr 100 MHz moduliert sind, handhaben kann. Ein derartiges System kann verschiedene Module umfassen, wobei jedem Kanal mindestens ein S-SEED zugeordnet ist. Bei einer Schaltenergie von ungefähr einem pJ und einem optischen Wirkungsgrad von ungefähr 10% (um das Licht vom Laser zu der S-SEED-Gruppe und danach weiter zum nächsten Modul zu übertragen), würde für jedes Modul ein Laser mit einer Leistung von ungefähr 1000 mW erforderlich sein.
  • Es besteht somit in der Technik ein Bedarf nach einer Lichtquelle, die eine mit der Wellenlänge stabile Lichtpunktgruppe erzeugt und für photoelektronische Systemanwendungen ausreichend Leistung bereitstellt. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Generator nach Anspruch 1 und ein Schaltsystem nach Anspruch 6 bereitgestellt.
  • Die vorliegende Erfindung zielt auf den nach dem Stand der Technik bleibenden Bedarf ab und bezieht sich auf eine Lichtenergiequelle und insbesondere auf eine Laserkonfiguration mit externer Modulation.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Lichtpunktgruppengenerator ein optisches Verstärkungsmedium und einen teildurchlässigen Spiegel (und bildet auf diese Weise eine Laseranordnung mit externer Modulation), wobei ein Beugungsgitter im Lichtsignalweg des teildurchlässigen Spiegels angeordnet ist. Bei einer Anordnung kann das Gitter ein physisch getrenntes Element umfassen, das zwischen dem Verstärkungsmedium und dem teildurchlässigen Spiegel angeordnet ist. Alternativ dazu können das Gitter und der teildurchlassige Spiegel zu einem einzigen Bauelement zusammengefaßt sein.
  • Nach der Lehre der vorliegenden Erfindung wird die Wellenlänge durch Verwendung eines jenseits des Ausgangs des Beugungsgitters befindlichen Steuerelements stabilisiert. Das Steuerelement umfaßt eine Gruppe aus transparenten Bereichen (die positioniert sind, um die Gruppe der gebeugten Strahlen abzufangen), wobei die transparenten Bereiche von nichtreflektierendem (z.B. absorbierendem) Material umgeben sind. Falls die Wellenlänge des Verstärkungsnediums aus dem Sollbereich abwandert, nimmt die Größe der Strahigruppe (d.h. der Abstand zwischen den Strahlen) zu (Zunahme der Wellenlänge) oder ab (Abnahme der Wellenlänge). Die Wellenlängenverschiebung führt dazu, daß mehr Energie von dem nichtreflektierenden Material abgefangen wird. Als Ergebnis wird nicht genug Lichtenergie in das Verstärkungsmedium zurückgekoppelt, um die angeregte Emission zu unterstützen. Eine Stabilität der optischen Wellenlange ist deshalb für den Zustand erzielt, wo das angeregte Licht der vorbestimmten Systemwellenlänge entspricht.
  • Verschiedene andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden im Zuge der folgenden Erörterung und unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen offenbar.
    • Kurze Beschreibung der Zeichnung
  • Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen zeigen
  • Figur 1 einen beispielhaften Lichtpunktgruppengenerator mit externer Modulation;
  • Figur 2 einen alternativen Lichtpunktgruppengenerator, bei dem das Beugungsgitter und der teildurchlässige Spiegel zu einem einzigen Bauelement zusammengefaßt sind;
  • Figuren 3-5 den wellenlängenabhangigen Charakter des Abstands zwischen Lichtpunkten einer erzeugten optischen Strahigruppe;
  • Figur 6 eine beispielhafte Anordnung der vorliegenden Erfindung einschließlich eines die Wellenlänge steuernden Elements zum Stabilisieren des von dem optischen Verstärkungsmedium erzeugten Signals; und
  • Figur 7 eine beispielhafte Punktstrahlgruppe mit geänderter Intensität, die gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung für eine größere Wellenlängensteuerungsselektivität sorgt.
    • Ausführliche Beschreibung
  • Um von Halbleiter-Laserdioden eine hohe Leistung (z.B. > 100 mW) zu erhalten, sind Vorrichtungen mit breiten Streifen und breiten Gebieten verwendet worden, und dies aufgrund ihrer breiten (z.B. > 50 µm) Strominjektionsstreifen, die zu einem großen aktiven Volumen führen. Der breite Streifen verringert zusätzlich die Leistung pro Flächeneinheit auf der Laserfacette und steigert dadurch die gesamte Lichtleistung, die auf die Facette auftreffen kann, bevor es zu Schäden kommt. Allerdings gestattet die Streifenabmessung auch mehrfache transversale Moden. Um für diesen Zustand eine Abhilfe zu schaffen, kann eine Laserdiode an einen Außenresonator angekoppelt werden, der aus einem Linsensystem und einem teildurchlässigen Spiegel besteht. Bei entsprechender Beschichtung der Diodenfacetten kann die Außenresonatoranordnung die unerwünschten transversalen Moden ausfiltern.
  • Ein Außenresonatorlaser kann derart gestaltet sein, daß er eine Gruppe von Strahlen bzw. Lichtpunkten erzeugt, die als Lichtquelle für Gruppenanwendungen wie z.B. optisches Rechnen oder photoelektronisches Schalten geeignet, jedoch nicht darauf beschränkt ist. Figur 1 zeigt einen beispielhaften Lichtpunktgruppengenerator 10. Der Generator 10 umfaßt ein Halbleiter-Verstärkungsmedium 12 einschließlich einer reflektierenden Hinterfacette 14 und einer mit einem Antireflexbelag (AR) beschichteten Vorderfacette 16. Ein relativ breiter aktiver Streifen 18 ist innerhalb des Mediums 12 derart gebildet, daß Licht in die angegebene Richtung emittiert wird. Es versteht sich, daß die Zeichnung von Figur 1 (wie auch die nachfolgenden Illustrationen> nicht maßstabsgetreu ist und zum Zwecke der Erläuterung sogar vergrößert worden ist. Der Generator 10 enthält an seinem Ausgang weiterhin ein teildurchlässiges Spiegelelement 20, das so gestaltet istl daß es einen vorbestimmten Anteil (z.B. 10%) des auf seiner Oberfläche auftreffenden Lichts hindurchtreten läßt. Der Rest der Lichtenergie wird durch den Generator zurückreflektiert, damit er wieder in das Verstärkungsmedium 12 eintritt. Die Kombination aus teildurchlässigem Spiegel 20 und reflektierender Rückseite 14 bildet somit einen Resonator, der den erwünschten Lasermodus unterstützen kann.
  • Bei dem Lichtpunktgruppengenerator wird ein Beugungsgitter (das wie unten erörtert ein vorbestimmtes Muster enthält) verwendet, um das erwünschte Lichtpunktgruppenmuster zu erzeugen, wobei das Muster entweder eindimensional (z.B. eine einzelne Reihe oder Zeile von Lichtpunkten> oder zweidimensional (z.B. eine Matrix aus Lichtpunkten) sein kann. Unter Bezugnahme auf Figur 1 wird ein Beugungsgitter 22 dargestellt, das zwischen dem Verstärkungsmedium 12 und dem teildurchlässigen Spiegel angeordnet ist. Der Generator 10 umfaßt außerdem eine kollimierende Linse 24, die zwischen dem Verstärkungsmedium 12 und dem Gitter 22 positioniert ist, und eine zwischen dem Gitter 22 und dem teildurchlässigen Element 20 angeordnete zweite Linse 25, wobei die Linse 25 um eine Brennweite zwischen den Elementen 22 und 20 positioniert ist. Eine abschließende Abbildungslinse 26 ist jenseits des teildurchlässigen Spiegels 20 positioniert und bewirkt die Abbildung einer kollimierten Strahlgruppe auf eine Gruppe von lichtempfindlichen Vorrichtungen 28.
  • Der Generator 10 wird in Gang gesetzt, indem das (nicht gezeigte) Verstärkungsmedium 12 derart polarisiert wird, daß von dem aktiven Gebiet 18 ein optisches Signal emittiert wird. Dieses Licht von dem Verstärkungsmedium 12 wird dann von der Linse 24 kollimiert, und der kollimierte Strahl trifft auf das Gitter 22 auf. Das Beugungsgitter 22 besteht aus einer periodischen Wiederholung eines ein- oder zweidimensionalen Musters auf der Oberfläche eines transparenten Substrats. Die Periodizität des Musters erzeugt eine regelmäßige Beabstandung von Gitterordnungen, während das Muster selbst die relativen Intensitäten in den Ordnungen bestimmt (d.h. die in die verschiedenen Lichtpunkte eingekoppelte Energie). Das Gitter kann entweder durch Ätzen des Substrats oder Abscheiden eines Materials auf der Substratoberfläche gebildet werden. Eine vollständige Beschreibung eines beispielhaften Beugungsgitters, das in der Technik als "Dammann-Gitter" bezeichnet wird, liefert ein Artikel mit dem Titel "High-efficiency in-line multiple imaging by multiple phase holograms" [In-Line-Mehrfachabbildung hoher Leistung durch Mehrphasenhologramme] von H. Dammann et al., der in Optical Communications, Band 3, 1971, Seiten 312-315 erschienen ist.
  • Die Gruppe aus durch das Gitter 22 gebildeten gebeugten Strahlen läuft anschließend durch die Linse 25, die eine optische Fourier-Transformation durchführt, um die frequenzabhängige Strahlengruppe in eine raumabhängige Strahlengruppe zu überführen. Die Raumgruppe trifft dann auf das teildurchlässige Spiegelelement 20, durch das, wie durch die gepunkteten Linien angedeutet, ein Bruchteil der Energie ungehindert durchtritt (z.B. 10%). Die sich ausbreitende Lichtpunktstrahlgruppe A wird dann von der Abbildungslinse 26 kollimiert und sodann auf die Gruppe lichtempfindlicher Vorrichtungen 28, wie zum Beispiel die obenerwähnten symmetrischen Bauelemente mit elektrooptischen Effekten (S-SEEDs), fokusiert. Es versteht sich, daß der Lichtpunktgruppengenerator der vorliegenden Erfindung sich zur Verwendung mit praktisch jeder Gruppe lichtempfindlicher Vorrichtungen eignet. Die Beschreibung der S-SEEDs im Zuge der folgenden Erörterung soll nur als Beispiel angesehen werden, und nicht den Umfang der vorliegenden Erfindung ausschließen oder einschränken. Wie durch die doppelten Pfeile in Figur 1 angezeigt, breitet sich die restliche von dem Spiegelelement 20 reflektierte Lichtenergie durch das System zurück aus und tritt wieder in das Verstärkungsmedium 12 ein. Da es sich bei den Linsen und dem Beugungsgitter um reziproke Elemente handelt, konvergieren die verschiedenen Strahlen an Laserdiode 12, um wieder in das aktive Gebiet 18 einzutreten und wieder von der Hinterfacette 14 reflektiert zu werden, damit die Laserwirkung aufrechterhalten bleibt.
  • Eine alternative Anordnung, bei der das Gitter und der teildurchlässige Spiegel zu einem einzigen Element zusammengefaßt sind, wird in Figur 2 dargestellt. Wie gezeigt, umfaßt Generator 30 von Figur 2 eine Laserdiode 12, die im wesentlichen mit der oben im Zusammenhang mit Figur 1 beschriebenen identisch ist. Eine ähnliche Linse 24 wird verwendet, um den Ausgangsstrahl des aktiven Gebiets 18 der Laserdiode 12 zu kollimieren. Als nächstes trifft der kollimierte Strahl, wie in Figur 2 gezeigt, auf das reflektierende Gitterelement 32, das einen Teil (z.B. 80-90%) des kollimierten Strahls reflektiert und den Rest durchläßt. Wie in Figur 2 gezeigt, umfaßt Element 32 eine teildurchlässige Fläche 34, die einen Teil des kollimierten Strahls durch die Linse 24 und in die Vorrichtung 12 zurückleitet, um die angeregte Emission aufrechtzuerhalten. Der durchgelassene Teil des kollimierten Strahls wird anschließend von einer auf der gegenüberliegenden Fläche 38 des Elements 32 gebildeten Gitterstruktur 36 gebeugt. Die Generatorgruppe der Strahlen A wird anschließend von der Abbildungslinse 26 kollimiert und auf die lichtempfindliche Gruppe von Vorrichtungen 28 fokusiert, wie bei der Anordnung von Figur 1. Alternativ dazu können die Positionen der reflektierenden Fläche 34 und der Gitterstruktur 36 vertauscht werden, so daß der von der Linse 24 kommende kollimierte Strahl zuerst gebeugt und danach reflektiert wird.
  • Mit der Anordnung kann eine Ausrichtung zwischen der Lichtpunktgruppe A und der Gruppe von Vorrichtungen 28 erzielt werden. Bei Anwendungen von optischen Logiksystemen im freien Raum ist die Lichtpunktgruppe so ausgelegt, daß sie ein mittleres Gebiet mit Ordnungen gleichmäßiger Intensitäten enthält. Es ist sehr wun schenswert, einen wesentlichen Bruchteil der Gesamtintensität in diese Ordnungen einzukoppeln. Die Gruppe kann aus einer ungeraden oder geraden Anzahl von Lichtpunkten bestehen, wobei beide Gruppenarten regelmäßig beabstandete Gruppen von Lichtpunkten bilden. Die Gruppe der geradzahligen Lichtpunkte allerdings enthält unterdrückte Ordnungen (bzw. Ordnungen mit Intensität Null), die mit den Lichtpunkten hoher Intensität verschachtelt sind. Ein beispielhaftes, relativ einfaches Gitter ist das zweistufige bzw. binäre Phasengitter (BPG). Das binäre Phasengitter erzeugt eine Menge von N Lichtpunkten in einer ungeradzahligen Gruppe unter Verwendung eines Musters mit ungefähr N/2 Phasenübergängen. Die geradzahlige Konstruktion erfordert ungefähr doppelt soviele Übergänge, da die unterdrückten Ordnungen beim Konstruktionsprozeß zusätzliche Parameter erfordern. Um bei geradzahligen Konstruktionen einen äquivalenten Lichtpunktabstand zu erzielen, muß der Abstand zwischen Ordnungen halbiert werden, was zu einer Verdopplung der Periode führt. Das binäre Phasengitter (BPG) wird unter Verwendung von Optimierungsverfahren konstruiert, die das Verhalten auf der Grundlage der Skalarbeugungstheorie messen, und kann unter Verwendung herkömmlicher Mikrolithographie und Ätzverfahren hergestellt werden. Ein beispielhaftes eindimensionales BPG hat einen Beugungs wirkungsgrad (der Anteil der in die erwünschten mittleren Ordnungen eingekoppelten Energie) im Bereich von ungefähr 70-80% bei Gruppen mäßiger Größe. Die verbleibende Energie wird in Lichtpunkte höherer Ordnung zerstreut. Figur 3 stellt eine beispielhafte eindimensionale Lichtpunktanordnung A dar, die im wesentlichen zu einer darunterliegenden Gruppe lichtempfindlicher Vorrichtungen 28 ausgerichtet ist. In dem Fall, in dem eine Ausrichtung erzielt wird, ist die Wellenlänge λ des Strahlgruppengenerators mit der berechneten Wellenlänge λ&sub0; die für den vorbestimmten Abstand 5 der Vorrichtungen 28 erforderlich ist, im wesentlichen identisch, wobei bei geradzahligen Konstruktionen
  • S=2 (λf)/P,
  • wobei f als die Brennweite der Linse 25 und P als das Grundmaß des Gitters 22 definiert ist. Bei ungeradzahligen Auslegungen wird der Faktor 2 fallengelassen. Bei einer großen Lichtpunktanordnung erhält diese Wellenlängenempfindlichkeit eine große Bedeutung, da die Gesamtgröße, die die Summe aller Lichtpunktabstände darstellt, der Gruppengestaltung einer photoelektronischen Vorrichtung fester Größe entsprechen muß. Es ist oft vorteilhaft (und bei geradzahligen Gittern notwendig), das Gitter derart zu konstruieren, daß die beiden getrennten Bereiche durchlaufendes Licht sich um eine Phasenverschiebung um ir unterscheidet. Als Ergebnis dieser Anforderung würde sich jeder Teil einer ebenen Welle, der zwei getrennte Phasenverschiebungen um ir erfährt, sich genauso verhalten, als wenn er keine Phasenverschiebung erfährt. Die Verschiebung um π gestattet die Zusammenfassung von zwei orthogonal orientierten unabhängigen Lösungen zur Bildung einer zweidimensionalen Struktur und gleichzeitiger Beibehaltung einer zweistufigen Konstruktion.
  • Unter Bezugnahme auf Figur 4 wird die Lichtpunktanordnung A, so wie in der Zeichnung dargestellt, bezüglich der Vorrichtungen 28 dejustiert, wenn die Generatorwellenlänge λ kürzer als die für den bestimmten Lichtpunktabstand S erforderliche berechnete Wellenlänge λ&sub0; ist (oder wird). Im Gegensatz dazu stellt Figur 5 die Situation dar, wo die Wellenlänge λ des Generators länger als die Sollwellenlänge λ&sub0; des Systems ist (oder wird). In beiden Fällen ist klar, daß nicht genug Lichtenergie in die lichtempfindlichen Vorrichtungen eingekoppelt wird, wenn man die Generatorwellenlänge zu weit vom Sollwert λ&sub0; abwandern läßt. Die Fähigkeit, die Wellenlänge eines derartigen Gruppengenerators zu steuern, ist deshalb für das Verhalten des Systems wesentlich.
  • Die Bewegung der Lichtpunkte in Abhängigkeit von der Wellenlängenveränderung kann ausgenutzt werden, um eine passive Wellenlängensteuerungsanordnung herzustellen. Figur 6 stellt eine beispielhafte Anordnung der vorliegenden Erfindung dar (ähnlich dem oben im Zusammenhang mit Figur 1 erörterten), einschließlich eines Wellenlängensteuerelements 40, das verwendet werden kann, um eine passive Wellenlängensteuerung bereitzustellen. Wie gezeigt, umfaßt Element 40 mehrere transparente Gebiete 42 und ein nichtreflektierendes (z.B. absorbierendes oder dämpfendes) Gebiet 44, das gebildet ist, um die mehreren transparenten Gebiete 42 zu umschließen. Unter Bezugnahme auf Figur 6 sind die transparenten Gebiete 42 angeordnet, damit sie zu den verschiedenen Strahlen, die die von dem beugenden Element 22 erzeugte Lichtpunktgruppe bilden, ausgerichtet sind, wenn die Generatorwellenlänge λ im wesentlichen gleich dem für den vorbestimmten Lichtpunktabstand S erforderlichen vorbestimmten Wert λ&sub0; ist. Unter der Annahme, daß die Systemwellenlänge also den Sollwert aufweist, geht die von dem Gitter 22 gebildete gebeugte Gruppe ungehindert durch die transparenten Gebiete 42 und tritt in das teildurchlässige Element 20 ein. Sobald allerdings die Wellenlänge (in der einen oder anderen Richtung) zu wandern beginnt, verschiebt sich die Lichtpunktgruppe (wie in Figuren 4 und 5 dargestellt) physisch derart, daß ein beträchtlicher Teil der Lichtenergie auf das nichtreflektierende Gebiet 44 des Elements 40 auftrifft. Die Dämpfung (d.h. die Nichtreflektion) der Signalenergie innerhalb des Gebiets 44 führt deshalb dazu, daß eine abnehmende Menge an Energie zu dem Verstärkungsmedium 12 zurückgeschickt wird, so daß die angeregte Emission nicht aufrechterhalten werden kann. Ein Lichtleistungsmonitor kann deshalb verwendet werden, um den Laserpolarisierungsstrom als Reaktion auf den Abfall an reflektierter Leistung zu modifizieren, so daß die Wellenlänge des Generators stabilisiert wird.
  • Obwohl sich der obige Aufbau für die meisten Anwendungen eignet, kann es Systeme geben, die eine verstärkte Wellenlängenempfindlichkeit erfordern. So können zum Beispiel bei besonders großen Gruppen (d.h. Hunderte von Elementen) die äußersten Strahlpunkte relativ zu den entsprechenden lichtempfindlichen Elemen ten die Ausrichtung verlieren, lang bevor irgendeine merkliche Veränderung der reflektierten Signalenergie erzielt wird, da diese Elemente nur einen Bruchteil der Gesamtsignalstärke ausmachen. Eine alternative Wellenlängensteuerungsanordnung kann somit in diesem Fall verwendet werden. So kann ein Beugungsgitter insbesondere so modifiziert werden, daß eine erhöhte Signalstärke auf die äußersten Lichtpunkte gelenkt wirdl wobei ein hochreflektierender Spiegel (vielleicht 95-100% anstatt 80%) verwendet wird, um die Strahlen durch den Generator zurückzuschicken. Figur 7 stellt eine für diesen Zweck geänderte Lichtpunktgruppe dar, wobei das Beugungsgitter derart abgeändert worden ist, daß Lichtpunkte 50, 52 einer Strahlanordnung 54 erzeugt werden, die eine im Vergleich zu den inneren Lichtpunkten 56 gesteigerte Intensität aufweisen. In dieser Darstellung sind die hochreflektierenden Spiegelelemente 60, 62 zu Lichtpunkten 50 bzw. 52 so ausgerichtet, daß sie einen gesteigerten Prozentsatz ihrer Energie in den Generator zurückkoppeln. Ein Abwandern der Wellenlänge, das zu einer Dejus tierung der (in Figur 7 schemenhaft gezeigten) Lichtpunkte 50, 52 führt, kann somit mit dem dargestellten geänderten Strahlenmuster ermittelt werden. Die Lichtpunkte 50, 52 können sogar ausschließlich für Zwecke der Wellenlängensteuerung verwendet werden. In diesem Fall wären die Lichtpunkte 50, 52 keinen darunterliegenden optisch empfindlichen Vorrichtungen zugeordnet, und ungefähr 100% des auftreffenden optischen Signals würde in den Strahlgruppengenera tor zurückreflektiert.

Claims (7)

1. Generator (10) fur eine optische Strahlgruppe, der folgendes umfaßt:
ein optisches Verstärkungsmedium (12), das eine reflektierende Hinterfacette (14) und eine durchlässige Vorderfacette (16) zum Ausgeben eines optischen Signals enthält,
ein teildurchlässiges Spiegelelement (20), das zu besagtem optischen Verstärkungsmedium ausgerichtet ist, um einen Laser mit externer Modulation zu bilden, dadurch gekennzeichnet, daß
ein auf das optische Signal von dem Verstärkungsmedium reagierendes und zu dem teildurchlässigen Spiegel ausgerichtetes Beugungsgitter (22) bereitgestellt ist, um an seinem Ausgang mehrere gebeugte optische Strahlen zu bilden, und
ein Wellenlängensteuermittel (40) zum Erkennen, wann die Wellenlänge λ der Quelle über einen vorbestimmten Wert λ&sub0; hinaus abgewandert ist, wobei das Wellenlängensteuermittel ein jenseits des Ausgangs des Beugungsgitters angeordnetes Steuerelement mit
mehreren transparenten Bereichen (42), die zu der Position der mehreren gebeugten optischen Strahlen ausgerichtet sind, wenn λ im wesentlichen gleich λ&sub0; ist; und
einem optisch nichtreflektierenden Mittel (44), das besagte mehrere transparente Bereiche umgibt, um einen Teil der mehreren gebeugten optischen Strahlen abzufangen, wenn λ ausreichend von dem vorbestimmten Wert λ&sub0; abweicht, wobei das Wellenlängensteuermittel wahlweise als eine über einer Oberfläche des teildurchlässigen Spiegelelements angeordnete Schicht gebildet ist.
2. Generator nach Anspruch 1 für eine optische Strahlgruppe, dadurch gekennzeichnet, daß der teildurchlässige Spiegel und das Beugungsgitter zusammengefaßt sind oder physisch getrennte Elemente darstellen.
3. Generator nach Anspruch 2 fur eine optische Strahlangruppe, weiter gekennzeichnet durch
ein erstes, zwischen dem Verstärkungsmedium und dem teildurchlässigen Spiegelelement angeordnetes kollimierendes Linsenmittel (24); und
ein zweites, jenseits des teildurchlässigen Spiegelelements angeordnetes kollimierendes Linsenmittel (26); oder gekennzeichnet durch
ein erstes, zwischen dem Laser-Verstärkungsmedium und dem Beugungsgitter angeordnetes kollimierendes Linsenmittel (24);
ein zwischen dem Beugungsgitter und dem teildurchlässigen Spiegel angeordnetes Fourier- Transformations-Linsenmittel (25); und ein zweites, jenseits des teildurchlässigen Spiegelelements angeordnetes kollimierendes Linsenmittel (26).
4. Generator nach Anspruch 3 fur eine optische Strahlgruppe, dadurch gekennzeichnet, daß der teildurchlässige Spiegel (34) auf derjenigen Oberfläche des zusammengefaßten Elements (32) gebildet ist, die den ersten kollimierenden Linsenmitteln am nächsten liegt, und das Beugungsgitter (36) auf der entgegengesetzten Oberfläche des besagten zusammengefaßten Elements gebildet ist, oder das Beugungsgitter (36) auf derjenigen Oberfläche des zusammengefaßten Elements (32) gebildet ist, die den ersten kollimierenden Linsenmitteln (24) am nächsten liegt, und der teildurchlässige Spiegel (34) auf der entgegengesetzten Oberfläche des besagten zusammengefaßten Elements gebildet ist.
5. Generator nach Anspruch 4 für eine optische Strahlanordnung, dadurch gekennzeichnet, daß das optisch nichtreflektierende Mittel ein optisch absorbierendes Mittel (44) oder ein optisch dämpfendes Mittel umfaßt.
6. Photoelektronisches Schaltsystem, das folgendes umfaßt:
eine Gruppe lichtempfindlicher Vorrichtungen (28) zum Schalten zugeordneter Logikelemente zwischen Zuständen, einen Generator (10) für eine optische Strahlgruppe zum Erzeugen einer Gruppe optischer Strahlen (A), wobei besagte optische Strahlen besagter Gruppe lichtempfindlicher Bauelemente im Verhältnis Eins-zu-Eins zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Generator folgendes umfaßt:
ein optisches Verstärkungsmedium (12), das eine reflektierende Hinterfacette (14) und eine durchlässige Vorderfacette (16) zum Ausgeben eines optischen Signals enthält,
ein teildurchlässiges Spiegelelement (20), das zu besagtem optischen Verstärkungsmedium ausgerichtet ist, um einen Laser mit externer Modulation zu bilden,
ein auf das optische Signal von dem Verstärkungsmedium reagierendes und zu dem teildurchlässigen Spiegel ausgerichtetes Beugungsgitter (22), das bereitgestellt ist, um an seinem Ausgang mehrere gebeugte optische Strahlen zu bilden, und
ein Wellenlängensteuermittel (40) zum Erkennen, wann die Wellenlänge λ der Quelle über einen vorbestimmten Wert λ&sub0; hinaus abgewandert ist, wobei das Wellenl-ngensteuermittel ein jenseits des Ausgangs des Beugungsgitters angeordnetes Steuerelement mit mehreren transparenten Bereichen (42), die zu der Position der mehreren gebeugten optischen Strahlen ausgerichtet sind, wenn λ im wesentlichen gleich λ&sub0; ist; und
einem optisch nichtreflektierenden Mittel (44), das besagte mehrere transparente Bereiche umgibt, um einen Teil der mehreren gebeugten optischen Strahlen abzufangen, wenn X ausreichend von dem vorbestimmten Wert λ&sub0; abweicht, wobei das Wellenlängensteuermittel wahlweise als eine über einer Oberfläche des teildurchlässigen Spiegelelements angeordnete Schicht gebildet ist.
7. Photoelektronisches Schaltsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Beugungsgitter ein Phasengitter umfaßt, das eine Gruppe gebündelter Laserstrahlen bilden kann, die zu der Gruppe lichtempfindlicher Bauelemente ausgerichtet ist und ihr in bezug auf ihre Abmessungen angepaßt ist, oder das Gitter ausgebildet ist, um am äußeren Umfang der Gruppe gebündelte Strahlen zu erzeugen, die im Vergleich zu den inneren gebündelten Strahlen besagter Gruppe eine relativ hohe Intensität aufweisen, oder das Beugungsgitter ein Dammann-Gitter umfaßt, oder die Gruppe lichtempfindlicher Bauelemente eine Gruppe von Bauelementen mit elektrooptischem Effekt (SEEDs) umfaßt.
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