无直流电压漂移的偏振变换方法和偏振变换器技术

偏振变换器／ＰＭＤ－补偿器－芯片（Ｋ１）在芯片的开始包括有差别的ＴＥ－ＴＭ－相位调制器（ＰＨ１），芯片产生ＴＥ－ＴＭ－相位调制，因此可以用无直流成分的控制电压（Ｖｉｊ）控制模式变换器－电极（Ｅｉｊ）。因此保证避免ＤＣ－漂移。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及到按照权利要求1前序部分的无直流电压漂移的偏振变换方法和按照权利要求29，30，39和45总概念的无直流电压漂移的偏振变换器。在老的专利申请DE19830990.2中叙述了一种偏振变换器/补偿器，这是在双折射的基质材料上实现的。这个表示了在IEEE量子电子学杂志，QE-18版，第四卷，1982年4月，767至771页中叙述的偏振变换器的扩展结构。这种装置是由在其表面上有电极的锂铌酸盐芯片构成的。一般来说在基质和电极之间涂上绝缘的中间层，当绝缘的中间层使用金属电极时避免光学信号的衰减。在这种结构中出现所谓的由直流电压引起的DC-漂移(DC＝直流电流)。这是这样产生的，中间层和电极具有不同情况的介电常数和导电性。由于基质和中间层的介电性能在电极接上直流电压之后首先自动调整由静电场给定的电势分布。随着时间的推移电势分布将会变化和过度为由于基质和中间层的导电性引起的电势分布。虽然电极上的电压保持恒定，由于新的电势分布在锂铌酸盐芯片内部的场上发生变化，特别是在光学的波导管内则产生一种与希望的光电效应不同的效应。将DC-漂移另外的，非常有害的原因猜想为，当高发射的光功率时，然而也已经在一般功率时随着时间的推移由于吸收构成载流子副。如果在电极之间接上直流电压，通过电场将这个载流子副分开。这导致了电场的削弱。因此随着时间的推移始终需要比较高的电压，以便达到所希望的偏振变换。这或者耗尽了已经存在的电压源的能力或者引起电极之间的火花放电。此外应该考虑到，人们在上述方式有功率能力的偏振变换器时可以需要非常高的电压直到100V。因此DC-漂移有可能限制或者甚至阻碍补偿器按照规则的功能。DC-漂移也出现在几乎所有其他的具有偏振变换器目的或者PMD-补偿器目的的锂铌酸盐-组件上(偏振变换器)，因此对于这些同样争取解决漂移问题的方法。目前已经试验过，通过用改进中间层的介电常数和导电性的协调，损耗很小的晶体，和其他措施的改进技术解决此问题。只用小电压驱动的锂铌酸盐-强度调制本身似乎只能部分地成功。因此本专利技术的任务是，规定一种相对简单的措施以避免在偏振变换器和PMD-补偿器上的DC-漂移。此任务是通过权利要求1规定的方法解决的。在独立的 29，30，39和45中规定了适合的偏振变换器(PMD-补偿器)。有益的扩展结构在从属权利要求中加以说明。问题的解决方法在于使用没有直流成分的控制电压。其中是这样选择偏振变换器的结构和控制电压的，不能损坏偏振变换器的功能。为此有很多按照这种原理工作的实施例。本专利技术的一个实施例是特别有益的，如果将偏振变换器的两个正交偏振的主偏振(主要的偏振状态，PSP)进行有差别的相位调制。如果主偏振是TE-波和TM-波(TE-横向的电波；TM-横向的磁波)，则可以在补偿器的输入端进行有差别的TE-TM-相位调制。这个的优点是产生有差别的发射光波的TE-TM-相位调制。当适当地形成这种相位调制时可以将后面的具有无直流电压信号的TE-TM-变换器单元进行控制。有益的是TE-TM-相位调制器的控制是用低频三角形连接电压进行的。因此TE-TM-变换器电极可以用无直流成分的余弦电压或者正弦电压(准确些说常常用连续接入包括各自一个周期的，交替变化地向前和向后移动的正弦电压的一部分)进行控制。将这些变换器电压安排为余弦-或者正弦函数，此时原来的PMD-补偿器只通过改变幅值和相位进行。因为三角形连接电压同样可以选择为无直流成分，在这种情况下在有差别的TE-TM-相位调制器中也不出现DC-漂移；当然在那里也不会受到干扰。至少变换器-控制单元的一部分，也如同相位调制器或者模式变换器的控制电压一样，可以由调节装置产生。为了使用TE-TM-相位调制器也可以有选择地将相应的有差别的TE-TM-相位调制器由一个或几个，有益地在芯片的输入部分接上的TE-TM-变换器产生。此外没有安排在芯片输入区域的变换器单元得到无直流电压的控制电压，而第一个变换器单元的控制电压是由补偿调节产生的。制造有差别的TE-TM-相位调制器的另外可能性在于，至少补充一个变换器单元，这个变换器单元如同第一个使用作为PMD-补偿器的变换器单元一样用专门的无直流成分的控制电压驱动。使用第二个TE-TM-相位调制器可以是有益的，以便由控制电压得到与时间无关的原始偏振。为了实现或者处理TE-TM相位调制器也适合于类似的其他类型。作为主偏振的TE-和TM-波的叙述方法也可以使用在其他的，例如圆形的主偏振上。作为偏振变换器的结构允许选择无直流成分作为控制电压，不会损害偏振变换器的功能，但是偏振变换器的扩展通过附加的调节元件如有差别的相位调制器，模式变换器或者附加的变换器单元也是可能的。借助于实施例详细叙述本专利技术。附图表示附附图说明图1按照本专利技术的补偿器的原理结构附图2具有偏振射线分配器的PMD-补偿器，附图3用于PMD-补偿的调节装置，附图4按照本专利技术的补偿器的一个变型，附图5调制角度函数的时间曲线，附图6变换器-控制电压的时间曲线，附图7具有变换器单元的一个变型和附图8具有变换器单元的电路原理图，附图9按照本专利技术的偏振变换器的原理性结构，附图10按照附图9通过偏振变换器的截面图，附图11具有多个偏振变换器的偏振模式扩散的补偿器，附图12扩展的按照本专利技术的偏振变换器的原理性结构，附图13其他的按照本专利技术的偏振变换器的原理性结构，附图14控制电压的时间曲线，附图15具有偏振变换器的调节装置，附图16控制电压的扩展的时间曲线，附图17模式变换器或者模式变换器单元，附图18扩展的模式变换器或者模式变换器单元，附图19具有后置偏振射线分配器的按照本专利技术的偏振变换器的原理性结构，附图20具有多个偏振变换器的偏振模式扩散的扩展的补偿器，附图21控制电压的扩展的时间曲线。附图1表示了按照本专利技术的偏振变换器/PMD-补偿器K1的实施形式。这是由锂铌酸盐基质的芯片SUB实现的。涉及到其他材料是锂钽酸盐或者类似的高双折射材料。晶格图形的轴Y和Z位于附图平面，晶格图形的轴X进入附图平面内(X-截面)。还可以设想其他的实施形式。波导管WG是在芯片表面沿着晶格图形的Y-轴(Y-传播方向)通过钛的扩散实现的。波导管WG是单模的，则TE-TM-波的折射系数差大约为0，07是有传播能力的。在芯片表面首先涂上由二氧化硅或者其他绝缘材料的中间层PS，这在波导管区域没有表示(如果相反电极是光学透明的，例如是由铟-锡-氧化物制造的，有时可以放弃中间层)。在中间层扩散上一层导电的叉指型电极E1j，E2j，这些是梳子形状的，将其齿尖(短线，手指)安排为横向于波导管。将同样安排在横向于波导管的齿尖的电极M迷宫式地在整个芯片上延伸和可以接地(接地-电极)。实施形式，在其中将所有位于波导管一边的梳子电极接头和位于波导管另一边的所有接地电极齿尖相互连接在一起，是同样可能的。其他梳子形状的模式变换器-电极E1j，E2j(j＝1，2，…，n)，也被称为模式变换器，相互是电绝缘的。将加在电极上的控制电压Vij可以单独或者成组地选择为同样的。各自两个电极E1j和E2j也可以各自与其他的电极连接，这些电极与各个电极的距离等于拍波长的整倍数，被称为TE-TM-变换器单元Pj。被变换的模式同时是连接在其上的波导管块的本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于无直流电压漂移的偏振变换或者补偿偏振模式扩散（ＰＭＤ）的方法，借助于有波导管（ＷＧ）和控制电极（Ｅ１ｊ，Ｅ２ｊ，Ｅｌｊ，Ｅｍｊ，ＥＲｊ）的偏振变换器，将控制电压（Ｖ１ｊ，Ｖ２ｊ，ＵＰｉ，ＵＣｉ）输入用于改变光学信号（ＯＳ）的偏振或者偏振模式扩散， 其特征为， 使用至少近似于无直流成分的控制电压作为控制电压（Ｖ１ｊ，Ｖ２ｊ，ＵＰｉ，ＵＣｉ，－Ｖ１ｊ，－Ｖ２ｊ）。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：R诺埃，D桑德尔，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]