光学器件制造技术

光学有源材料的层（１４）重叠单模光波导管（１０）的模区、而且具有区（１６，１７），可利用各自的电极（１８，１９）把电场（Ｅ１，Ｅ２）施加到该区，从而改变这些区中的层（１４）的折射率。区（１６，１７）在波导管（１０）的纵向上分隔开，而且电场（Ｅ１，Ｅ２）设置成它们以与波导管（１０）和层（１４）之间的界面（１３）成不同的角度延伸，并沿波导管（１０）顺序作用在辐射传播的不同偏振分量上。在一种结构中，电场（Ｅ１，Ｅ２）彼此正交。在可供选择的结构中，可将第三电场（Ｅ３）施加到层（１４）的进一步纵向分隔开的区域，而且三个电场（Ｅ１，Ｅ２和Ｅ３）设置成彼此成１２０度。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种光学器件。
技术介绍
Domash的美国专利US5937115A公开了一组光电器件，该光电器件包括制作在波导管(waveguide)基底的表面上或者仅仅制作在波导管基底表面下面的光波导管，其内已形成布拉格衍射光栅的一层聚合物发散液晶(PDLC)材料以及盖板。盖板和/或波导管基底上设有电极，用于施加穿过PDLC层的电场，以转动液晶分子的取向，从而改变布拉格光栅的衍射率和/或PDLC层的平均衍射率。这种器件例如可用做光纤通信系统中的波长选择滤光器或者衰减器。希望用于光通信系统中的器件必须具有低偏振依赖性损失(PDL)和低偏振模发散(PMD)。PDL被定义为器件插入损失或者衰减的变化量为输入光信号的偏振状态的函数。PMD被定义为穿过器件的相移或者穿行时间的变化量为输入光信号的偏振状态的函数。为满足这些条件，器件必须基本上地独立于输入信号的偏振状态。这就非常难于利用诸如PDLC或者向列液晶材料之类的具有固有双折射特性的材料在任意分量内实现这一点。一种解决方案是，使用例如偏振分束镜分开两个正交偏振分量，使产生的这两束光独立地通过器件，并随之在另一端将这两束光再次混合。这种方法通常称作“偏振发散(diversity)”，但由于这两个偏振分量沿独立的、通常是平行的光路通过器件，因此更确切地称作“平行偏振发散”。但是，需要提供偏振分束镜和光束混合器增加了复杂性，并进而增加了成本。
技术实现思路
本专利技术的一个目的就是克服或者消除这种问题。根据本专利技术的第一方面，提供一种光学器件，包括单模光波导管，该光波导管具有光信号可经过其在纵向方向上传播的部分；光学有源材料区，该光学有源材料区至少重叠波导管的模区(modefield)、而且与波导管形成界面，所述区的材料是这样的，即通过向其施加电场而使其折射率变化；电极结构，利用该电极结构可向所述区的第一部分施加第一电场、并向所述区的第二部分施加第二电场，所述区的所述第一和第二部分在所述波导管的纵向方向上相互分隔开，所述第一和第二电场大致相互正交、而且还横穿所述波导管的纵向方向。优选地，所述区的材料具有平行于波导管纵向方向对齐的的异常轴。光学有源材料的区可由其内记录有干涉条纹的聚合物发散液晶材料组成，而且所述条纹平面的取向正交于波导管的纵向方向。可供选择地，该区可由向列液晶材料组成。在一实施例中，电极结构是这样的，即在分别大致平行于和大致正交于所述界面的方向上施加第一和第二电场。电极结构可包括当向其施加电势时产生所述第一电场的第一电极，该第一电极与横穿波导管的纵向方向的另一电极分隔开。该电极结构包括当向其施加电势时产生所述第二电场的第二电极，该第二电极在横穿波导管的所述一种方向和纵向方向的这两种方向的另一种方向上分隔开。可供选择地，其中一个第二电极在波导管的纵向方向上延伸，而且另一第二电极在所述一种方向上与其分隔开。在可供选择地的实施例中，电极结构是这样的，即在各自方向上施加第一和第二电场，其中该各种方向都与所述波导管和所述区域之间的界面成角度。在这种具体的实施例中，第一和第二电场与所述的界面各自成大致+45度和-45度的角度。该电极结构包括第一电极组，该第一电极组包括与该波导管的芯基本对齐的第一电极、以及设置成与所述芯的一侧成倾斜角度的第二电极；以及第二电极组，该第二电极组包括与所述芯基本对齐的第一电极、以及设置成与所述芯的相对侧成倾斜角度的第二电极。第一电极组的第一电极和第二电极组的第一电极可包括在波导管的纵向方向上延伸的共用电极。理想的是，该电极结构操作时可使第一和第二电场中的至少一个电场沿波导管的纵向方向上在幅值上发生变化。可通过将电极结构的电极设置成与波导管的纵向方向成角度而实现这一点。优选地，光学有源材料的所述区在所述波导管的表面上形成为一层。根据本专利技术的第二方面，提供一种光学器件，包括单模光波导管，该光波导管具有光信号可经过其在纵向方向上传播的部分；光学有源材料区，该光学有源材料区至少重叠波导管的模区、而且与波导管形成界面，所述区的材料是这样的，即通过向其施加电场而使其折射率变化；以及电极结构，利用该电极结构可把多个电场施加到在所述波导管的纵向方向上相互分隔开的所述区的各个部分上，所述多个电场横穿波导管的纵向方向、而且它们的场向量的指向相对于所述界面呈各自不同的角度。优选地，所述电场的场向量的指向具有各自的角度，这些角度大致等角度地彼此分隔开。在优选实施例中，电极结构是这样的，即可施加三个电场，而且使它们的场向量成角度地地以大致120度的间隔分隔开。优选地，这三个电场分别施加在基本上平行于所述界面和与所述界面成+60度和-60度角度的方向上。根据本专利技术的第三方面，提供一种光学器件，包括单模光波导管，该光波导管具有光信号可经过其在纵向方向上传播的部分；光学有源材料区，该光学有源材料区至少重叠波导管的模区、而且与波导管形成界面，所述区的材料是这样的，即通过向其施加电场而使其折射率变化；电极结构，利用该电极结构可向所述区的第一部分施加第一电场、向所述区的第二部分施加第二电场、向所述区的第三部分施加第三电场；所述区的所述第一、第二和第三部分在所述波导管的纵向方向上相互分隔开，所述第一、第二电场和第三电场的指向横穿所述波导管、并与所述界面成各自不同的角度，这些角度以大致120度的角度彼此成角度地地分隔开。附图说明下面仅以实例的方式，参照附图进一步说明本专利技术，其中图1是根据本专利技术所述的光学器件的简要分解透视图；图2是图1所示器件的另一简要形式的更详细的透视图；图3A至3C所示的简要截面示意图表示用于该器件的不同电极结构；图4A至4C所示的简要截面示意图表示另一种电极结构；图5A和5B是两种不同电极结构的平面示意图；图6A和6B所示的简要截面示意图表示进一步的电极结构；图6C是图6A和6B所示电极结构的简要平面示意图；图7A和7B是更进一步电极结构的简要截面示意图；图7C是图7A和7B所示电极结构的简要平面示意图；图8A和8B是更进一步电极结构的简要截面示意图；图8C是图8A和8B所示电极结构的简要平面示意图；图9是改进的电极结构的简要平面示意图；图10A和10B是光学器件的可供选择的实施例的截面示意图；以及图11A至11C是进一步可供选择的实施例的类似示意图。具体实施例方式参照图1和2，图中所示的光学器件包括单模平面光波导管电路，该光波导管电路采取具有沿其传播光信号的芯11和周围的包覆层区12的光波导管10的形式。芯11在包覆层12的上表面13暴露、并与光学有源材料的叠置区或者层14光接触。该层14依次由玻璃罩15(图2中未示出)保护住。尽管所示的器件包括单个芯11，但可以理解本专利技术等同地应用于包含两个或者多个平行芯的器件。可利用耦合到芯11端部的合适器件(未示出)把光信号输入波导管10或者从波导管10输出。例如，单模光纤可与芯的端部对齐和粘合到芯的端部，或者可使用透镜代替。包括层14的材料为单轴光电材料，例如PDLC材料、向列液晶材料或者具有在制作器件期间能够平行地对齐芯11的纵向轴A的独特的异常轴(extraordinary axis)的其他任何材料。在使用PDLC材料的情况下，可通过记录材料内的衍射光栅、并通过安排干涉条纹的平面以使其取向平行于轴A，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光学器件，包括：单模光波导管，该光波导管具有光信号可经过其在纵向方向上传播的部分；光学有源材料区，该光学有源材料区至少重叠波导管的模区、而且与波导管形成界面，所述区的材料设置成通过向其施加电场而使其折射率变化；以及　 　电极结构，利用该电极结构可向所述区的第一部分施加第一电场、并向所述区的第二部分施加第二电场，所述区的所述第一和第二部分在所述波导管的纵向方向上相互分隔开，所述第一和第二电场大致相互正交、而且还横穿所述波导管的纵向方向。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：约翰E冈瑟尔，约翰詹姆斯斯托里，爱德华基特利姆尚，米兰莫姆奇洛波波维奇，
申请(专利权)人：HOYA株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]