DE69737855T2

DE69737855T2 - Aktive wellenlängeselektion mit resonanten vorrichtungen

Info

Publication number: DE69737855T2
Application number: DE69737855T
Authority: DE
Inventors: Asher A. Friesem; Avner Zvi Sharon
Original assignee: Yeda Research and Development Co Ltd
Current assignee: Yeda Research and Development Co Ltd
Priority date: 1996-05-09
Filing date: 1997-05-07
Publication date: 2008-02-28
Anticipated expiration: 2017-05-08
Also published as: EP0898799A4; IL118209A0; EP0898799B1; EP0898799A2; WO1997044686A3; JP3527513B2; JP2000514566A; WO1997044686A2; US6215928B1; DE69737855D1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf elektrisch-optisch gesteuerte optische Elemente und außerdem auf elektrisch-optische Baueinheiten, die solche Elemente aufweisen.
Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Typen elektrisch-optisch gesteuerter optischer Elemente bekannt. Die US-Patente 5,157,537 und 5,337,183 beschreiben Beispiele solcher Elemente. Die in den US-Patenten 5,157,537 und 5,337,183 beschriebenen Elemente haben einen begrenzten Dynamikbereich, weshalb vorgeschlagen wird, sie als optische Modulatoren zu nutzen.
Das im US-Patent 5,157,537 von Rosenblatt beschriebene Element ist eine Lichtstrahl-Schaltvorrichtung oder -Modulationsvorrichtung mit Resonanzhohlraum, die elektrisch-optisch auf verschiedene Wellenlängen eingestellt werden kann. In der veröffentlichten PCT-Anmeldung WO 93/01510 von Magnusson et al. ist ein Kernmodus-Resonanzfilter zum Reflektieren oder Durchlassen elektromagnetischer Wellen beschrieben. Die Filter kombinieren eine dielektrische Mehrschichtstruktur mit einer Resonanzwellenleiterstruktur. Allerdings sind sie dem Wesen nach statisch, wobei keine Angabe angegeben ist, wie sie elektrisch einzustellen sind, und wobei, obgleich eine Liste potentieller Anwendungen Laserkavitäts-Einstellelemente und elektrisch-optisch einstellbare Filter aufweist, kein Vorschlag und keine Einzelheiten angegeben sind, wie diese Anwendungen verwirklicht werden könnten. In dem Artikel "Butt-jointed DBR laser with 15 nm. tunability grown in three MOVPE steps" von Delorme et al., veröffentlicht in Electronics Letters, Bd. 31, S. 1244-1245, ist ein DBR-Laser beschrieben, in dem das Laserlicht quer entlang der Länge des Wellenleiters läuft, wobei es mit einem Beugungsgitter in Wechselwirkung tritt, während es fortschreitet. Der Wellenleiter hat einen Gewinn und das Beugungsgitter wird so betrieben, dass es eine verteilte Rückkopplung zur Unterstützung der Laserwirkung liefert. Allerdings weist die Vorrichtung keine Resonanzstruktur auf und wird der Gewinn durch die Laserwirkung erzeugt.
Die vorliegende Erfindung soll elektrisch-optisch gesteuerte optische Elemente mit einem wesentlich höheren Dynamikbereich schaffen, als aus dem Stand der Technik bekannt ist.
Die Erfindung ist in den Ansprüchen 1 und 21 definiert. In den abhängigen Ansprüchen sind verschiedene Ausführungsformen definiert.
Der planare Wellenleiter kann mehrere Schichten mit verschiedenen Brechungsindices aufweisen.
Das Element kann mindestens eine lichtdurchlässige Fläche aufweisen, die allgemein parallel zu dem planaren Wellenleiter verläuft und eine Antireflexionsschicht aufweist, die auf mindestens einer lichtdurchlässigen Fläche ausgebildet ist.
Außerdem wird in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein elektrisch-optisch einstellbarer Laser geschaffen, der über einen Dynamikbereich von mehr als 0,1 Nanometern, vorzugsweise mehr als 1 Nanometer und noch bevorzugter von mehreren zehn Nanometern einstellbar ist.
Das optische Element kann als ein elektrisch-optischer einstellbarer Filter arbeiten.
In Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das elektrisch-optisch gesteuerte optische Element außerdem einen planaren Wellenleiter auf, dessen Brechungsindex durch den elektrischen Eingang gesteuert wird.
In Übereinstimmung mit der Erfindung weist das elektrisch-optisch gesteuerte optische Element außerdem ein lichtdurchlässiges Medium auf, dessen Brechungsindex durch den elektrischen Eingang gesteuert wird. Das lichtdurchlässige Material ist ein Flüssigkristallmaterial.
In Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das elektrisch-optisch gesteuerte optische Element außerdem transparente Leiter auf, die an den planaren Wellenleiter angrenzend angeordnet sind und elektrisch-optisch via Elektroden mit dem elektrischen Eingang verbunden sind, wobei die transparenten Elektroden so funktionieren, dass sie elektrische Energie über den planaren Wellenleiter anlegen.
Außerdem oder alternativ weist das elektrisch-optisch gesteuerte optische Element ebenfalls transparente Leiter auf, die angrenzend an das lichtdurchlässige Medium angeordnet und elektrisch-optisch via Elektroden mit dem elektrischen Eingang verbunden sind, wobei die transparenten Leiter so funktionieren, dass sie elektrische Energie über das lichtdurchlässige Medium anlegen.
In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind das Beugungsgitter und der planare Wellenleiter aus Halbleitermaterialien hergestellt. Vorzugsweise ist ebenfalls ein planarer Wellenleiter enthalten, dessen Brechungsindex durch den elektrischen Eingang gesteuert wird, und sind ebenfalls transparente Leiter enthalten, die angrenzend an den planaren Wellenleiter angeordnet sind und elektrisch-optisch via Elektroden mit dem elektrischen Eingang verbunden sind, wobei die transparenten Leiter so funktionieren, dass sie via entsprechend dotiertes Halbleitermaterial durch den planaren Wellenleiter elektrische Energie anlegen.
Außerdem oder alternativ weist das Element transparente Leiter auf, die angrenzend an das lichtdurchlässige Medium angeordnet sind und elektrisch-optisch via Elektroden mit dem elektrischen Eingang verbunden sind, wobei die transparenten Leiter so funktionieren, dass sie via entsprechend dotiertes Halbleitermaterial durch das lichtdurchlässige Medium elektrische Energie anlegen.
In Übereinstimmung mit der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind das Beugungsgitter und/oder der planare Wellenleiter aus einem elektrisch-optischen Material ausgebildet. Vorzugsweise weist der planare Wellenleiter einen Brechungsindex auf, der durch den elektrischen Eingang gesteuert wird, wobei außerdem transparente Leiter enthalten sind, die angrenzend an den planaren Wellenleiter angeordnet sind und elektrisch-optisch via Elektroden mit dem elektrischen Eingang verbunden sind, wobei die transparenten Leiter so funktionieren, dass sie durch den planaren Wellenleiter elektrische Energie anlegen.
Alternativ oder außerdem weist das Element ebenfalls transparente Leiter auf, die angrenzend an das lichtdurchlässige Medium angeordnet sind und elektrisch-optisch via Elektroden mit dem elektrischen Eingang verbunden sind, wobei die transparenten Leiter so funktionieren, dass sie durch das lichtdurchlässige Medium elektrische Energie anlegen.
In Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind das Beugungsgitter und/oder der planare Wellenleiter aus einem Polymermaterial mit einem Bereich wählbarer Brechungsindices ausgebildet, der verhältnismäßig breit ist.
Vorzugsweise weist der planare Wellenleiter einen Brechungsindex auf, der durch die elektrische Eingabe gesteuert wird, und weist außerdem transparente Leiter auf, die angrenzend an den planaren Wellenleiter angeordnet sind und elektrisch-optisch via Elektroden mit dem elektrischen Eingang verbunden sind, wobei die transparenten Leiter so funktionieren, dass sie durch den planaren Wellenleiter elektrische Energie anlegen.
Alternativ oder außerdem weist das Element ebenfalls durchsichtige Leiter auf, die angrenzend an das lichtdurchlässige Medium angeordnet sind und elektrisch-optisch via Elektroden mit dem elektrischen Eingang verbunden sind, wobei die transparenten Leiter so funktionieren, dass sie durch das lichtdurchlässige Medium elektrische Energie anlegen.
Die vorliegende Erfindung wird umfassender verständlich und gewürdigt aus der folgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen, in denen:
1 eine vereinfachte Blockdiagrammdarstellung eines elektrisch-optisch einstellbaren Lasers ist, der in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung konstruiert ist und funktioniert;
2 eine vereinfachte Veranschaulichung eines elektrisch-optisch gesteuerten optischen Elements ist, das in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung konstruiert ist und funktioniert;
3 eine vereinfachte Darstellung eines elektrisch-optisch gesteuerten optischen Elements ist, das nicht in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung steht und Halbleitermaterialien nutzt;
4 eine vereinfachte Darstellung einer weiteren bevorzugten Ausführungsform eines elektrisch-optisch gesteuerten optischen Elementes ist, das in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung konstruiert ist und funktioniert und ein Flüssigkristallmaterial nutzt; und
5 eine vereinfachte Blockdiagrammdarstellung eines aktiven einstellbaren Filters ist, das in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung konstruiert ist und funktioniert.
Es wird nun auf 1 Bezug genommen, die eine vereinfachte Blockdiagrammdarstellung eines elektrisch-optisch einstellbaren Lasers ist, der in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung konstruiert ist und funktioniert.
Der Laser aus 1 weist vorzugsweise eine Laserkavität 10 mit einem einstellbaren Laserspektrum auf. Die Laserkavität ist an einem Ende davon durch einen elektrisch steuerbaren aktiven einstellbaren Spiegel 12 definiert, der vorzugsweise eine Resonanzgitterwellenleiter-Vorrichtung ist, die in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung konstruiert ist und funktioniert. Das gegenüberliegende Ende der Laserkavität 10 ist vorzugsweise durch einen Ausgangskoppler 14 wie z. B. einen Laserspiegel definiert.
Der Laser aus 1 funktioniert so, dass er in Reaktion auf das Anlegen einer entsprechenden Spannung V_k an den aktiven einstellbaren Spiegel 12 einen Laserstrahl mit einer Wellenlänge (λ_k) ausgibt.
Es wird nun Bezug genommen auf 2, die eine vereinfachte Darstellung eines elektrisch-optisch gesteuerten optischen Elements ist, das in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung konstruiert ist und funktioniert und das besonders nützlich als ein aktiver einstellbarer Spiegel wie z. B. der aktive einstellbare Spiegel 12 (1) ist. Es ist klar, dass das optische Element aus 2 viele weitere potentielle Verwendungen wie z. B. als ein aktives einstellbares Filter aufweist. Als ein aktives Filter reflektiert das optische Element aus vielen darauf auffallenden Wellenlängen nur eine ausgewählte Resonanzwellenlänge.
Das optische Element aus 2 umfasst ein Substrat 20, das üblicherweise aus einem Dielektrikum, aus einem durchsichtigen Kristall, aus einem Polymer oder aus einem Halbleitermaterial hergestellt ist. Auf dem Substrat 20 ist ein Wellenleiter 22 ausgebildet. Der Wellenleiter kann ein Ein- oder Mehrschichtwellenleiter sein und ist aus einem Flüssigkristallmaterial ausgebildet.
In 2 und in den weiteren Zeichnungen der vorliegenden Anmeldung ist n₀ der Brechungsindex von Luft und ist n_i der Brechungsindex der verschiedenen Schichten des elektrisch-optisch gesteuerten optischen Elements, wobei der Index i die i-te Schicht der Vorrichtung definiert. Außerdem ist t_i die Dicke der i-ten Schicht der Vorrichtung, h die Höhe des Gitters und Λ die Periode des Gitters.
Der Wellenleiter 22 kann ein Einmoden- oder Mehrmodenwellenleiter sein. Er kann in der TE- oder TM-Polarisation arbeiten. Wo ein Mehrmodenwellenleiter vorgesehen ist, kann eine Mode in der TE- oder TM-Polarisation arbeiten und kann die verbleibende Mode oder können die verbleibenden Moden in der anderen Polarisation arbeiten. Das optische Element kann bei Wellenlängen arbeiten, die vom fernen UV bis zum nahen IR verlaufen. Die Bauparameter des optischen Elements sind durch die Wellenlänge bestimmt, bei der das optische Element funktionieren soll.
In Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist über dem Wellenleiter 22 ein Beugungsgitter 24 ausgebildet. Das Beugungsgitter 24 ist nicht aus demselben Material wie der Wellenleiter 22 ausgebildet und kann aus irgendeinem geeigneten Material wie z. B. aus einem Dielektrikum, aus einem transparenten Kristall, aus einem Polymer oder aus einem Halbleitermaterial hergestellt sein. Obgleich das Beugungsgitter mit einer rechteckigen Konfiguration gezeigt ist, braucht dies nicht notwendig der Fall zu sein.
Optional kann über dem Beugungsgitter 24 eine Mantelschicht 26 ausgebildet sein, die mindestens die Zwischenräume des Beugungsgitters 24 füllt. Der Mantel ist aus einem Material ausgebildet, das von dem des Beugungsgitters verschieden ist, und kann aus einem beliebigen geeigneten Material wie z. B. aus einem Dielektrikum, aus einem durchsichtigen Kristall, aus einem Polymer oder aus einem Halbleitermaterial hergestellt sein.
Optional kann über der Mantelschicht 26 eine Antireflexionsschicht 28 ausgebildet sein. Die Antireflexionsschicht kann eine Ein- oder Mehrschichtbeschichtung sein und kann vollständig herkömmlich sein.
Außerdem kann auf der dem Wellenleiter 22 gegenüberliegenden Oberfläche des Substrats 20 optional eine Antireflexionsschicht 29 ausgebildet sein. Die Antireflexionsschicht kann eine Ein- oder Mehrschichtbeschichtung sein und kann vollständig herkömmlich sein.
In Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind zwischen ausgewählten Schichten des optischen Elements aus 2 mindestens zwei transparente Leiter 30 vorgesehen.
Zum Beispiel können die transparenten Leiter an den Orten A und B auf gegenüberliegenden Oberflächen des Substrats angeordnet sein. Alternativ können die transparenten Leiter an den Orten A und C angeordnet sein, wobei der Ort C zwischen dem Wellenleiter 22 und dem Gitter 24 liegt. Als eine weitere Alternative können die transparenten Leiter an den Orten A und D angeordnet sein, wobei der Ort D zwischen dem Gitter 24 und dem Mantel 26 liegt. Als eine nochmals weitere Alternative können die transparenten Leiter an den Orten A und E angeordnet sein, wobei der Ort E zwischen dem Mantel 26 und der optionalen Antireflexionsschicht 28 liegt.
Als zusätzliche Beispiele können die transparenten Leiter an den Orten B und C, B und D und B und E oder am Ort C und E angeordnet sein.
Über die zwei transparenten Leiter ist eine Spannungs- oder Stromquelle V_k gekoppelt.
Wie allgemein in 2 angegeben ist, trifft ein auffallender Lichtstrahl 40 wie z. B. eine ebene Welle mit einer vorgegebenen Wellenlänge (λ₀) auf das optische Element auf. Es ist klar, dass er von beiden Seiten des Substrats auf das optische Element auftreffen kann. Wenn, wie z. B. in der Ausführungsform aus 1, das optische Element aus 2, als ein Laserspiegel genutzt wird, erfolgt das Auftreffen vorzugsweise im Wesentlichen senkrecht zu den Oberflächen des Substrats 20 und des Wellenleiters 22. Wenn das optische Element aus 2 als ein aktives einstellbares Filter genutzt wird, erfolgt das Auftreffen vorzugsweise nicht senkrecht, sondern liegt innerhalb eines vorgegeben Winkelgrenzwerts von der Senkrechten.
Der Betrieb des optischen Elements aus 2 kann wie folgt zusammengefasst werden: Licht mit einer vorgegeben Wellenlänge, das unter einem vorgegebenen Winkel auf das optische Element auftrifft, wird durch das optische Element, das für diese besondere Wellenlänge in Resonanz ist, im Wesentlichen reflektiert. Licht mit einer anderen als der vorgegebenen Wellenlänge oder das unter einem anderen als dem vorgegebenen Winkel auftrifft, wird durch das optische Element in Richtung des Auftreffens hauptsächlich durchgelassen. Das Spektralverhalten bei Wellenlängen in der Nähe der vorgegebenen Wellenlänge und unter Winkeln in der Nähe des vorgegebenen Winkels ist im Allgemeinen Lorentzsch.
Die spektrale Bandbreite Δλ des optischen Elements für Durchlassen oder Reflexion kann durch Δλ ∝ (nj 2 – nk 2)a·kb·hc,wobei k die erste Fourier-Komponente des Gitters ist und h die Höhe des Gitters ist, als proportional zusammenhängend mit der Höhe des Beugungsgitters und der Differenz zwischen den Brechungsindices des Gitters n_j und des Mantels n_k genähert werden. Die Indices "a", "b" und "c" haben im Allgemeinen den Wert 2.
Somit kann die spektrale Bandbreite für eine gegebene Laserstruktur oder einstellbare Filterstruktur so ausgewählt werden, dass sie vorzugsweise zwischen den Werten 0,01 Nanometer und 1,0 Nanometer liegt. Üblicherweise sind die Höhe des Beugungsgitters und die Differenz der Brechungsindices zwischen dem Gitter und dem Mantel die Variablen, die zweckmäßig so ausgewählt werden, dass die gewünschte spektrale Bandbreite gewählt wird.
Der Mechanismus, der das oben beschriebene Verhalten erzeugt, kann wie folgt zusammengefasst werden: Licht, das auf das optische Element auftrifft, wird teilweise in eine Mode in dem Wellenleiter gebeugt, die darin entlang läuft, und wird an Zwischenorten entlang dem Wellenleiter aus dem Wellenleiter gebeugt. In Resonanz ist die Summe des in Richtung des auftreffenden Strahls aus dem Wellenleiter gebeugten Lichts im Wesentlichen gleich null, während die Summe des in Richtung der nullten Ordnung der Reflexion in Bezug auf die Richtung des auffallenden Strahls aus dem Wellenleiter gebeugten Lichts im Wesentlichen gleich eins ist. Im Wesentlichen ergibt sich eine Totalreflexion des auffallenden Strahls.
Abseits von der Resonanz ist die Summe des in Richtung des auffallenden Strahls aus dem Wellenleiter gebeugten Lichts im Wesentlichen gleich eins abzüglich der üblichen Fresnel-Reflexion, während die Summe des in Richtung der nullten Ordnung der Reflexion in Bezug auf die Richtung des auffallenden Strahls aus dem Wellenleiter gebeugten Lichts im Wesentlichen gleich der üblichen Fresnel-Reflexion ist.
Wenn das elektrisch-optisch gesteuerte Element als ein aktiver einstellbarer Spiegel in einer Laserkavität arbeitet, wird die Laserwellenlänge des Lasers somit durch den aktiven einstellbaren Spiegel als die Resonanzwellenlänge des Spiegels bestimmt. Alle anderen Wellenlängen erleiden wegen ihres kleinen Betrags der Reflexion starke Verluste und senden somit keine Laserstrahlen aus.
Wenn das elektrisch-optisch gesteuerte Element als ein aktives einstellbares Filter arbeitet, wird nur das auf die Vorrichtung mit einer Wellenlänge, die die Vorrichtungsresonanzwellenlänge ist, auffallende Licht durch Rückreflektieren von der Vorrichtung ausgewählt. Alle anderen auffallenden Wellenlängen werden im Allgemeinen durch die Vorrichtung durchgelassen.
Die Resonanzwellenlänge des optischen Elements aus 2 und der übrigen im Folgenden beschriebenen optischen Elemente wird dadurch ausgewählt, dass dem optischen Element eine geeignet ausgewählte elektrische Spannung oder ein geeignet ausgewählter elektrischer Strom zugeführt wird. Die geeignet ausgewählte Spannung oder der geeignet ausgewählte Strom wirken z. B. mittels des linearen elektrisch-optischen Effekts (Pockels), des quadratischen elektrisch-optischen Effekts, des Plasmaeffekts in Halbleitern, des Bandfülleffekts in Halbleitern oder der Strominjektion auf den Brechungsindex einer oder mehrerer Schichten. Die Resonanzwellenlänge kann durch Ändern der Spannung oder des Stroms, die/der dem Element zugeführt wird, verschoben werden.
Es wird nun Bezug genommen auf 3, die eine vereinfachte Darstellung eines elektrisch-optisch gesteuerten optischen Elements ist, das nicht in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung steht, die Halbleitermaterialien nutzt, und das besonders nützlich als ein aktiver einstellbarer Spiegel wie z. B. der aktive einstellbare Spiegel 12 (1) ist. Es ist klar, dass das optische Element aus 3 viele weitere potentielle Verwendungen wie z. B. als ein aktives einstellbares Filter aufweist.
Das optische Element aus 3 umfasst ein N- oder P-dotiertes Substrat 120, das üblicherweise aus einem Halbleitermaterial wie etwa Galliumarsenid, Indiumphosphid, Silicium oder Germanium ausgebildet ist. Über dem Substrat 120 ist ein Wellenleiter 122 ausgebildet. Der Wellenleiter kann ein Ein- oder Mehrschichtwellenleiter sein und kann aus einem beliebigen geeigneten Halbleitermaterial wie z. B. Aluminiumgalliumarsenid, Indiumgalliumarsenidphosphid oder Siliciumgermanium ausgebildet sein. Das Symbol "I" gibt in 3 eine "eigenleitende Schicht" an. Üblicherweise hat "1" Dotierungswerte zwischen 10¹⁴ bis 10¹⁵, wobei "I" in einigen Fällen Werte von bis zu 10¹⁷ haben kann.
3 stellt eine P-I-N-Vorrichtung dar. Es ist klar, dass die Vorrichtung aus 3 alternativ durch Umkehr ihrer relevanten Schichten ebenfalls eine N-I-P-Vorrichtung sein kann.
Optional können eine oder mehrere Zwischenhalbleiterschichten vorgesehen sein. In dem dargestellten optischen Element ist eine erste Schicht 124 aus dem gleichen oder aus einem ähnlichen Material wie das Substrat 120 vorgesehen, die aber einen niedrigeren Dotierungsbetrag als das Substrat 120 aufweist. Zwischen der Schicht 124 und dem Wellenleiter 122 kann eine zusätzliche Schicht 126 vorgesehen sein. Die Schicht 126 ist üblicherweise aus dem gleichen oder aus einem ähnlichen Material wie das Substrat 120 und die Schicht 124, im Wesentlichen aber ohne Dotierung, d. h. eine eigenleitende Schicht "I". Es ist klar, dass zwischen den Schichten 124 und 126 zusätzliche Schichten mit allmählich niedrigerer Dotierung liegen können.
Die allmähliche Verringerung der Dotierung in aufeinanderfolgenden Schichten zwischen dem Substrat 120 und dem Wellenleiter 122 soll mit zunehmender Entfernung von dem Wellenleiter 122 eine allmähliche Zunahme der Modenverluste und somit eine Verringerung des Gesamtmodenverlusts des Elements schaffen.
Die Bereitstellung der Schicht 126, die im Wesentlichen keine Dotierung aufweist, soll die effektive Kapazität des Wellenleiters 122 verringern und somit seine Betriebsgeschwindigkeit erhöhen.
Über dem Wellenleiter 122 ist ein Beugungsgitter 130 ausgebildet. In dem optischen Element aus 3 ist das Beugungsgitter 130 mit dem Wellenleiter 122 integral ausgebildet, obgleich dies nicht der Fall zu sein braucht. In einem bevorzugten optischen Element ist das Beugungsgitter 130 aus dem gleichen Material wie der Wellenleiter 122 ausgebildet, wobei klar ist, dass die Beugung aus einem beliebigen anderen geeigneten Halbleitermaterial hergestellt sein kann. Obgleich das Beugungsgitter mit einer rechtwinkligen Konfiguration gezeigt ist, braucht dies nicht notwendig der Fall zu sein.
Über dem Beugungsgitter 130 können optional eine oder mehrere Mantelschichten 132, 134 und 136 ausgebildet sein, wobei der Mantel 132 mindestens die Zwischenräume des Beugungsgitters 130 füllt. Der Mantel ist aus einem anderen Material als das Beugungsgitter ausgebildet und kann aus einem beliebigen geeigneten Halbleiter oder aus einem anderen Material wie z. B. aus Aluminiumgalliumarsenid, Indiumgalliumarsenidphosphid, Siliciumgermanium oder durchsichtigem ITO hergestellt sein.
In dem optischen Element aus 3 sind drei Mantelschichten 132, 134 und 136 vorgesehen. Es ist klar, dass alternativ eine kleinere oder größere Anzahl von Mantelschichten vorgesehen sein kann, solange mindestens eine transparente Elektrode über dem Beugungsgitter 130 vorhanden ist.
In dem optischen Element aus 3 ist die Schicht 134 aus einem gleichen oder ähnlichen Material wie die Schicht 136, jedoch mit einem kleineren Dotierungsbetrag vorgesehen. Die Schicht 132, die Zwischenschicht 134 und das Beugungsgitter 130 bestehen üblicherweise aus dem gleichen oder aus einem ähnlichen Material wie die Schicht 134, im Wesentlichen aber ohne Dotierung. Es ist klar, dass zwischen den Schichten 134 und 132 zusätzliche Schichten mit allmählich niedrigerer Dotierung liegen können.
Die allmähliche Verringerung der Dotierung in aufeinanderfolgenden Schichten zwischen der Schicht 136 und dem Beugungsgitter 130 soll mit zunehmender Entfernung von dem Wellenleiter 122 allmählich zunehmende Modenverluste und somit die Verringerung des Gesamtmodenverlusts des Elements sicherstellen.
Die Bereitstellung der Schicht 132 im Wesentlichen ohne Dotierung soll die effektive Kapazität des Wellenleiters 122 verringern und somit seine Betriebsgeschwindigkeit erhöhen.
Außerdem kann optional über der Mantelschicht 136 eine Antireflexionsschicht 138 ausgebildet sein. Die Antireflexionsschicht kann eine Ein- oder Mehrschichtbeschichtung sein und kann vollständig herkömmlich sein.
Außerdem kann auf der dem Wellenleiter 122 gegenüberliegenden Oberfläche des Substrats 120 optional eine Antireflexionsschicht 139 ausgebildet sein. Die Antireflexionsschicht kann eine Ein- oder Mehrschichtbeschichtung sein und kann vollständig herkömmlich sein.
In dem optischen Element aus 3 ist der Schicht 136 ein Leiter 140 elektrisch zugeordnet, der üblicherweise aus einem Metall- oder Halbleitermaterial hergestellt ist, und ist außerdem dem Substrat 120 ein Leiter 142 elektrisch zugeordnet, der üblicherweise aus einem Metall- oder Halbleitermaterial hergestellt ist.
Alternativ können zwischen ausgewählten Schichten des optischen Elements mindestens zwei transparente Leiter (nicht gezeigt) vorgesehen sein.
Über die zwei Leiter 140 und 142 ist eine Spannungs- oder Stromquelle V_k gekoppelt.
Die in 3 dargestellten optischen und geometrischen Parameter der Vorrichtung ermöglichen, dass die Vorrichtung als ein aktiver einstellbarer Spiegel oder als ein aktives einstellbares Filter für Wellenlängen in dem Gebiet von 1,55 Mikrometern funktioniert.
Wie in 3 allgemein angegeben ist, trifft auf das optische Element ein auffallender Lichtstrahl 150 mit einer vorgegebenen Wellenlänge (λ₀ 1,55 Mikrometer) auf. Es ist klar, dass er von beiden Seiten des Substrats auf das optische Element auftreffen kann. Wenn, wie z. B. in der Ausführungsform aus 1, das optische Element aus 3 z. B. als ein Laserspiegel genutzt wird, erfolgt das Auftreffen vorzugsweise im Wesentlichen senkrecht zu den Oberflächen des Substrats 120 und des Wellenleiters 122. Wenn das optische Element aus 3 als ein aktiver einstellbarer Filter genutzt wird, erfolgt das Auftreffen vorzugsweise nicht senkrecht, sondern liegt in einem vorgegebenen Winkelgrenzwert zur Senkrechten.
Es ist klar, dass der Brechungsindex (n₆ = 3,45) des Wellenleiters und des Gitters (Schicht 5) und (n₄ = 3,17) der Schicht 4 über dem Gitter sowie der Tastgrad des Gitters und die Gitterhöhe in der Darstellung aus 3 so ausgewählt sind, dass sie eine spektrale Bandbreite mit der Lorentz-Halbwertsbreite von etwa 0,25 nm liefern.
Der Betrieb des optischen Elements aus 3 kann gleich dem sein, der oben anhand von 2 zusammengefasst ist.
Es wird nun auf 4 Bezug genommen, die eine vereinfachte Darstellung einer weiteren bevorzugten Ausführungsform eines elektrisch-optisch gesteuerten optischen Elements ist, das in Übereinstimmung mit der bevorzugten Ausführungsform der vorliegende Erfindung, die ein Flüssigkristallmaterial nutzt und die besonders nützlich als ein aktiver einstellbarer Spiegel wie z. B. der aktive einstellbare Spiegel 12 (1) ist, konstruiert ist und funktionieren kann. Es ist klar, dass das optische Element aus 4 viele weitere potentielle Verwendungen wie z. B. als ein aktives einstellbares Filter aufweist.
Das optische Element aus 4 umfasst ein Substrat 220, das üblicherweise aus einem Dielektrikum, aus einem transparenten Kristall, aus einem Polymer oder aus einem Halbleitermaterial hergestellt ist. Auf dem Substrat 220 ist ein Wellenleiter 222 ausgebildet. Der Wellenleiter kann ein Ein- oder Mehrschichtwellenleiter sein und kann aus einem beliebigen geeigneten Material wie z. B. einem Dielektrikum, einem transparenten Kristall, einem Polymer oder einem Halbleitermaterial hergestellt sein.
In Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist über dem Wellenleiter 222 ein Beugungsgitter 224 ausgebildet. Das Beugungsgitter 224 kann aus dem gleichen Material wie der Wellenleiter 222 oder aus einem anderen Material ausgebildet sein und kann aus irgendeinem geeigneten Material wie z. B. aus einem Dielektrikum, aus einem transparenten Kristall, aus einem Polymer oder aus einem Halbleitermaterial hergestellt sein. Obgleich das Beugungsgitter mit einer rechteckigen Konfiguration gezeigt ist, braucht dies nicht notwendig der Fall zu sein.
Über dem Beugungsgitter 224 ist eine Mantelschicht 226 ausgebildet, die mindestens die Zwischenräume des Beugungsgitters 224 füllt. Der Mantel ist aus einem Flüssigkristallmaterial mit einem weiten Bereich auswählbarer Brechungsindices ausgebildet.
Außerdem kann über der Mantelschicht 226 optional eine Antireflexionsschicht 228 ausgebildet sein. Die Antireflexionsschicht kann eine Ein- oder Mehrschichtbeschichtung sein und kann vollständig herkömmlich sein.
Außerdem kann auf der dem Wellenleiter 222 gegenüberliegenden Oberfläche des Substrats 220 optional eine Antireflexionsschicht 229 ausgebildet sein. Die Antireflexionsschicht kann eine Ein- oder Mehrschichtbeschichtung sein und kann vollständig herkömmlich sein.
In Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind zwischen ausgewählten Schichten des optischen Elements aus 4 mindestens zwei transparente Leiter 230 vorgesehen.
In der dargestellten Ausführungsform sind transparente Leiter an den Orten A und B auf den gegenüberliegenden Oberflächen der Flüssigkristallmantelschicht 226 angeordnet zu sehen. Über die zwei transparenten Leiter ist eine Spannungs- oder Stromquelle V_k gekoppelt.
Die in 4 dargestellten optischen und geometrischen Parameter der Vorrichtung ermöglichen, dass die Vorrichtung als ein aktiver einstellbarer Spiegel oder als ein aktives einstellbares Filter für Wellenlängen in dem Gebiet von 0,6 Mikrometern funktioniert.
Wie in 4 allgemein angegeben ist, trifft auf das optische Element ein auffallender Lichtstrahl 260 mit einer vorgegebenen Wellenlänge (λ₀ ≈ 0,6 Mikrometer) auf. Es ist klar, dass er von beiden Seiten des Substrats auf das Element auftreffen kann. Wenn, wie z. B. in der Ausführungsform aus 1, das optische Element aus 4 z. B. als ein Laserspiegel genutzt wird, erfolgt das Auftreffen vorzugsweise im Wesentlichen senkrecht zu den Oberflächen des Substrats 220 und des Wellenleiters 222. Wenn das optische Element aus 4 als ein aktives einstellbares Filter genutzt wird, erfolgt das Auftreffen vorzugsweise nicht senkrecht, sondern liegt innerhalb eines vorgegebenen Winkelgrenzwerts von der Senkrechten.
Der Betrieb des optischen Elements aus 4 kann gleich dem sein, der oben anhand von 2 zusammengefasst ist. Es ist klar, dass die Brechungsindices (n₄ = 1,65) des Gitters und (n₂, vorzugsweise etwa 1,5) der Schicht über dem Gitter sowie der Tastgrad des Gitters und die Gitterhöhe in der Veranschaulichung aus 4 so ausgewählt sind, dass sie eine spektrale Bandbreite mit der Lorentz-Halbwertsbreite von etwa 0,1 mm liefern.
Es wird nun auf 5 Bezug genommen, die das optische Element irgendeiner der 2, 3 und 4 im Betrieb als ein aktives einstellbares Filter darstellt. Auf das optische Element 300 trifft Strahlung mit verschiedenen Wellenlängen (λ₁; ...; λ_n) auf. Je nach der Spannung V_k, die an das optische Element 300 angelegt wird, bzw. nach dem Strom, der dem optischen Element 300 zugeführt wird, reflektiert das optische Element Strahlung nur bei einer gegebenen Wellenlänge (λ_k). Strahlung mit allen anderen Wellenlängen geht durch das optische Element.
Für den Fachmann auf dem Gebiet ist klar, dass das oben besonders Gezeigte und Beschriebene die vorliegende Erfindung nicht beschränkt. Eher ist der Umfang der vorliegenden Erfindung nur durch die folgenden Ansprüche definiert:
IN DER BESCHREIBUNG ENTHALTENEN QUERVERWEISE
Diese Auflistung der vom Anmelder gemachten Querverweise dient ausschließlich der praktischen Information des Lesers. Sie ist kein Bestandteil der europäischen Patentschrift. Trotz größtmöglicher Sorgfalt bei der Zusammenstellung der Referenzen, können Fehler oder Auslassungen nicht ausgeschlossen wurden und das EPA lehnt jegliche Haftung in dieser Hinsicht ab.
In der Beschreibung genannte Patentschriften

• US 5157537 A [0002] [0002] [0003]
• US 5337183 A [0002] [0002]
• WO 9301510 A , Magnusson [0003]

In der Beschreibung genannte nicht patentspezifische Literatur

• DELORME et al. Electronics Letters, Bd. 31, 1244-1245 [0003]

Claims

Elektrisch-optisch gesteuertes optisches Element, das eine Vielzahl von Schichten (20-26) umfasst, wobei jede der Schichten einen Brechungsindex hat, und wobei das Element Folgendes umfasst: einen planaren Wellenleiter (22); eine Beugungsgitterstruktur (24), die dem Wellenleiter (22) zugeordnet ist, so dass auf das optische Element auftreffendes Licht teilweise in eine Mode in dem Wellenleiter abgelenkt wird und sich dort entlangbewegt, und an Stellen in gewissen Abständen entlang dem Wellenleiter aus dem Wellenleiter heraus abgelenkt wird; und einen elektrischen Eingang (V_k) und Elektroden (30) zum Anlegen eines elektrischen Feldes an dem Element, wobei das elektrische Feld auf den Brechungsindex von mindestens einer der Schichten (20-26) einwirkt, um die Resonanzwellenlänge des Elements auszuwählen; mindestens eine der Schichten (20-26) umfasst ein lichtdurchlässiges Medium, dessen Brechungsindex so von dem elektrischen Eingang gesteuert wird, dass es von verschiedenen Wellenlängen, die auf das Element einfallen, nur Strahlung mit der ausgewählten Resonanzwellenlänge (λ_k) reflektiert, in Abhängigkeit von dem elektrischen Eingang (V_k), der an dem Element angelegt wird, wobei das elektro-optisch gesteuerte Element dadurch gekennzeichnet ist, dass das lichtdurchlässige Medium ein Flüssigkristallmaterial (226) ist.
Elektrisch-optisch gesteuertes optisches Element nach Anspruch 1, und wobei das Beugungsgitter (24) und der planare Wellenleiter (22) aus einem Polymermaterial und einem Flüssigkristall (226) hergestellt sind.
Elektrisch-optisch gesteuertes optisches Element nach Anspruch 1, und wobei die Beugungsgitterstruktur (24) von dem planaren Wellenleiter (22) getrennt ist.
Elektrisch-optisch gesteuertes optisches Element nach Anspruch 1, und wobei die Beugungsgitterstruktur (24) mit dem planaren Wellenleiter (22) integral ausgebildet ist.
Elektrisch-optisch gesteuertes optisches Element nach Anspruch 1, und wobei der planare Wellenleiter (22) einen Brechungsindex hat, der von dem elektrischen Eingang gesteuert wird.
Elektrisch-optisch gesteuertes optisches Element nach Anspruch 1, und wobei die Elektroden (30) transparente Leiter sind, die an das lichtdurchlässige Medium angrenzend angeordnet sind und mit dem elektrischen Eingang verbunden sind, wobei die transparenten Leiter so funktionieren, dass sie durch das lichtdurchlässige Medium elektrische Energie anwenden.
Elektrisch-optisch gesteuertes optisches Element nach Anspruch 5, und wobei die Elektroden (30) transparente Leiter sind, die an den planaren Wellenleiter (22) angrenzend angeordnet sind und mit dem elektrischen Eingang verbunden sind, wobei die transparenten Leiter so funktionieren, dass sie durch den planaren Wellenleiter elektrische Energie anwenden.
Elektrisch-optisch gesteuertes optisches Element nach Anspruch 1, und wobei das Beugungsgitter (24) und/oder der planare Wellenleiter (22) aus Halbleitermaterialien hergestellt sind.
Elektrisch-optisch gesteuertes optisches Element nach Anspruch 8, wobei die Elektroden (30) transparente Leiter sind, die an das lichtdurchlässige Medium angrenzend angeordnet sind und mit dem elektrischen Eingang verbunden sind, wobei die transparenten Leiter so funktionieren, dass sie via entsprechend dotiertes Halbleitermaterial (124-126, 132-136) durch das lichtdurchlässige Medium elektrische Energie anwenden.
Elektrisch-optisch gesteuertes optisches Element nach Anspruch 8, wobei der planare Wellenleiter (22) einen Brechungsindex hat, der von dem elektrischen Eingang gesteuert wird, und wobei die Elektroden (30) transparente Leiter sind, die an den planaren Wellenleiter angrenzend angeordnet sind und mit dem elektrischen Eingang verbunden sind, wobei die transparenten Leiter so funktionieren, dass sie via entsprechend dotiertes Halbleitermaterial durch den planaren Wellenleiter elektrische Energie anwenden.
Elektrisch-optisch gesteuertes optisches Element nach Anspruch 1, und wobei das Beugungsgitter (24) und/oder der planare Wellenleiter (22) aus einem elektro-optischen Material hergestellt sind.
Elektrisch-optisch gesteuertes optisches Element nach Anspruch 11, wobei die Elektroden (30) transparente Leiter sind, die an das lichtdurchlässige Medium angrenzend angeordnet sind und mit dem elektrischen Eingang verbunden sind, wobei die transparenten Leiter so funktionieren, dass sie durch das lichtdurchlässige Medium elektrische Energie anwenden.
Elektrisch-optisch gesteuertes optisches Element nach Anspruch 11, wobei der planare Wellenleiter (22) einen Brechungsindex hat, der von dem elektrischen Eingang gesteuert wird, und wobei die Elektroden (30) transparente Leiter sind, die an den planaren Wellenleiter angrenzend angeordnet sind und mit dem elektrischen Eingang verbunden sind, wobei die transparenten Leiter so funktionieren, dass sie durch den planaren Wellenleiter elektrische Energie anwenden.
Elektrisch-optisch gesteuertes optisches Element nach Anspruch 2, wobei die Elektroden (30) transparente Leiter sind, die an das lichtdurchlässige Medium angrenzend angeordnet sind und mit dem elektrischen Eingang verbunden sind, wobei die transparenten Leiter so funktionieren, dass sie durch das lichtdurchlässige Medium elektrische Energie anwenden.
Elektrisch-optisch gesteuertes optisches Element nach Anspruch 2, wobei der planare Wellenleiter (22) einen Brechungsindex hat, der von dem elektrischen Eingang gesteuert wird, und wobei die Elektroden (30) transparente Leiter sind, die an den planaren Wellenleiter angrenzend angeordnet sind und mit dem elektrischen Eingang verbunden sind, wobei die transparenten Leiter so funktionieren, dass sie durch den planaren Wellenleiter elektrische Energie anwenden.
Elektrisch-optisch gesteuertes optisches Element nach Anspruch 1, wobei die Elektroden (30) transparente Leiter sind, die an das lichtdurchlässige Medium angrenzend angeordnet sind und mit dem elektrischen Eingang verbunden sind, wobei die transparenten Leiter so funktionieren, dass sie durch das lichtdurchlässige Medium elektrische Energie anwenden.
Elektrisch-optisch gesteuertes optisches Element nach einem der Ansprüche 1 bis 16, und wobei der planare Wellenleiter mehrere Schichten mit unterschiedlichen Brechungsindices umfasst.
Elektrisch-optisch gesteuertes optisches Element nach einem der Ansprüche 1 bis 16, und wobei mindestens eine lichtdurchlässige Fläche im Allgemeinen parallel zu dem planaren Wellenleiter verläuft und eine Antireflexionsschicht (28, 29) umfasst, die auf mindestens einer lichtdurchlässigen Fläche ausgebildet ist.
Elektrisch-optisch gesteuertes optisches Element nach einem der Ansprüche 1 bis 16, und wobei das optische Element ein elektro-optisches einstellbares Filter (300) ist.
Elektrisch-optisch gesteuertes optisches Element nach einem der Ansprüche 1 bis 16, und wobei das optische Element als aktiver, einstellbarer Spiegel eines Lasers funktioniert.
Laser, umfassend: eine Laserkavität (10); und einen aktiven, einstellbaren Spiegel (12) und einen Ausgangskoppler (14), welcher die Laserkavität definiert, und wobei der aktive, einstellbare Spiegel (12) ein mehrschichtiges, elektro-optisch gesteuertes optisches Element umfasst, umfassend: einen planaren Wellenleiter (22); eine Beugungsgitterstruktur (24), die dem Wellenleiter (22) zugeordnet ist, so dass auf das optische Element auftreffendes Licht teilweise in eine Mode in dem Wellenleiter abgelenkt wird und sich dort entlangbewegt, und an Stellen in gewissen Abständen entlang dem Wellenleiter aus dem Wellenleiter heraus abgelenkt wird; und einen elektrischen Eingang (V_k) und Elektroden (30) zum Anlegen eines elektrischen Feldes an dem Element, wobei das elektrische Feld auf den Brechungsindex von mindestens einer der Schichten (20-26) einwirkt, um die Resonanzwellenlänge des Elements auszuwählen; wobei der Laser dadurch gekennzeichnet ist, dass mindestens eine der Schichten des elektro-optisch gesteuerten optischen Elements ein lichtdurchlässiges Medium umfasst, dessen Brechungsindex von dem elektrischen Eingang gesteuert wird, wobei das lichtdurchlässige Medium ein Flüssigkristallmedium (226) ist, so dass der Laser als Antwort auf die Lieferung eines entsprechenden elektrischen Eingangs (V_k) an den aktiven, einstellbaren Spiegel (12) die ausgewählte Resonanzwellenlänge (λ_k) ausgibt.
Laser nach Anspruch 21, und wobei die Beugungsgitterstruktur (24) des elektro-optisch gesteuerten optischen Elements von dem planaren Wellenleiter (22) getrennt ist.
Laser nach Anspruch 21, und wobei die Beugungsgitterstruktur (24) des elektro-optisch gesteuerten optischen Elements mit dem planaren Wellenleiter (22) integral ausgebildet ist.
Laser nach Anspruch 21, und wobei der planare Wellenleiter (22) einen Brechungsindex hat, der von dem elektrischen Eingang gesteuert wird.
Laser nach Anspruch 21, und wobei die Elektroden (30) transparente Leiter sind, die an das lichtdurchlässige Medium angrenzend angeordnet sind und mit dem elektrischen Eingang verbunden sind, wobei die transparenten Leiter so funktionieren, dass sie durch das lichtdurchlässige Medium elektrische Energie anwenden.
Laser nach Anspruch 24, und wobei die Elektroden (30) transparente Leiter sind, die an den planaren Wellenleiter (22) angrenzend angeordnet sind und mit dem elektrischen Eingang verbunden sind, wobei die transparenten Leiter so funktionieren, dass sie durch den planaren Wellenleiter elektrische Energie anwenden.
Laser nach Anspruch 21, und wobei das Beugungsgitter (24) und der planare Wellenleiter (22) aus Halbleitermaterialien hergestellt sind.
Laser nach Anspruch 27, wobei die Elektroden (30) transparente Leiter sind, die an das lichtdurchlässige Medium angrenzend angeordnet sind und mit dem elektrischen Eingang verbunden sind, wobei die transparenten Leiter so funktionieren, dass sie via entsprechend dotiertes Halbleitermaterial (124-126, 132-136) durch das lichtdurchlässige Medium elektrische Energie anwenden.
Laser nach Anspruch 27, wobei der planare Wellenleiter (22) einen Brechungsindex hat, der von dem elektrischen Eingang gesteuert wird, und wobei die Elektroden (30) transparente Leiter sind, die an den planaren Wellenleiter angrenzend angeordnet sind und mit dem elektrischen Eingang verbunden sind, wobei die transparenten Leiter so funktionieren, dass sie via entsprechend dotiertes Halbleitermaterial durch den planaren Wellenleiter elektrische Energie anwenden.
Laser nach Anspruch 21, und wobei das Beugungsgitter (24) und/oder der planare Wellenleiter (22) aus einem elektro-optischen Material hergestellt sind.
Laser nach Anspruch 30, wobei die Elektroden (30) transparente Leiter sind, die an das lichtdurchlässige Medium angrenzend angeordnet sind und mit dem elektrischen Eingang verbunden sind, wobei die transparenten Leiter so funktionieren, dass sie durch das lichtdurchlässige Medium elektrische Energie anwenden.
Laser nach Anspruch 30, wobei der planare Wellenleiter (22) einen Brechungsindex hat, der von dem elektrischen Eingang gesteuert wird, und wobei die Elektroden (30) transparente Leiter sind, die an den planaren Wellenleiter angrenzend angeordnet sind und mit dem elektrischen Eingang verbunden sind, wobei die transparenten Leiter so funktionieren, dass sie durch den planaren Wellenleiter elektrische Energie anwenden.
Laser nach Anspruch 32, und wobei das Beugungsgitter (24) und/oder der planare Wellenleiter (22) aus einem Polymermaterial und einem Flüssigkristall hergestellt sind.
Laser nach Anspruch 33, wobei die Elektroden (30) transparente Leiter sind, die an das lichtdurchlässige Medium angrenzend angeordnet sind und mit dem elektrischen Eingang verbunden sind, wobei die transparenten Leiter so funktionieren, dass sie durch das lichtdurchlässige Medium elektrische Energie anwenden.
Laser nach Anspruch 33, wobei der planare Wellenleiter (22) einen Brechungsindex hat, der von dem elektrischen Eingang gesteuert wird, und wobei die Elektroden (30) transparente Leiter sind, die an den planaren Wellenleiter angrenzend angeordnet sind und mit dem elektrischen Eingang verbunden sind, wobei die transparenten Leiter so funktionieren, dass sie durch den planaren Wellenleiter elektrische Energie anwenden.
Laser nach Anspruch 35, und wobei die Elektroden (30) transparente Leiter sind, die an das lichtdurchlässige Medium angrenzend angeordnet sind und mit dem elektrischen Eingang verbunden sind, wobei die transparenten Leiter so funktionieren, dass sie durch das lichtdurchlässige Medium elektrische Energie anwenden.
Laser nach einem der Ansprüche 21 bis 36, und wobei der planare Wellenleiter mehrere Schichten mit unterschiedlichen Brechungsindices umfasst.
Laser nach einem der Ansprüche 21 bis 36, und wobei das elektro-optisch gesteuerte optische Element ferner mindestens eine lichtdurchlässige Fläche umfasst, die im Allgemeinen parallel zu dem planaren Wellenleiter verläuft und eine Antireflexionsschicht (28, 29) umfasst, die auf mindestens einer lichtdurchlässigen Fläche ausgebildet ist.
Elektro-optisch gesteuertes optisches Element nach Anspruch 1, und wobei das Beugungsgitter (24) im Wesentlichen die gesamte Breite des Elements bedeckt.
Laser nach Anspruch 21 und mittels eines elektrischen Eingangs über einen dynamischen Bereich von mindestens 0,1 Nanometer einstellbar.
Laser nach Anspruch 21 und mittels eines elektrischen Eingangs über einen dynamischen Bereich von mindestens 1 Nanometer einstellbar.
Laser nach Anspruch 21 und mittels eines elektrischen Eingangs über einen dynamischen Bereich von mindestens 10 Nanometer einstellbar.