DE3201128C2 - Optische Schaltvorrichtung - Google Patents

Abstract

Durch einen elektro-optischen Schalter oder ein optisches Schaltelement, das die Beugung durch eine akustische Oberflächenwelle ausnützt, wird ein Eingangslichtbündel zunächst auf eines von zwei oder einer Vielfachheit von zwei Lichtbündeln, die sich in verschiedenen Richtungen ausbreiten, umgeschaltet. Durch eine akustische Oberflächenwelle, die hinsichtlich ihrer Frequenz diskret variiert wird, wird das Lichtbündel in jeder der verschiedenen Ausbreitungsrichtungen entsprechend den sich ändernden Frequenzen unter bestimmten Winkeln abgelenkt, während es sich durch eine optische Wellenleiterschicht ausbreitet. Es ist möglich, durch Schalten eine sehr große Anzahl von Ausgangslichtbündeln zu erzielen, wobei diese Anzahl gleich der in der Frequenzbandbreite einer akustischen Oberflächenwelle gewonnenen Anzahl auflösbarer abgelenkter Lichtbündel multipliziert mit der Anzahl der durch Schalten mit dem optischen Schalterelement gewonnenen Lichtbündel ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine optische Schaltvorrichtung gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine derartige Schaltvorrichtung ist bekannt (US-PS 06 967). Bei der bekannten Schaltvorrichtung fällt ein in die Wellenlcilerschichl cingekoppcltcs paralleles Liehibiinclel unter Einhaltung der Braggschen Beugungsbedingung auf ein in der optischen Wellenleiierschicht ausgebildetes Braggsches Beugungsgitter und wird dementsprechend abgelenkt. Im Lichtweg zum Braggschen Beugungsgitter befindet sich ein geeignet angeordnetes Elektrodenpaar, an das eine Gleichspannung angelegt werden kann, wodurch sich der Brechungsindex des Materials der Wcllenleilerschicht lokal ändert, so daß das einfallende Lichtbündcl aus seiner ursprünglichen Richtung abgelenkt wird und bei Auftreffen auf das Braggsche Beugungsgitter die Braggschu Beugungsbedingung nicht mehr erfüllt. Auf diese Weise läßt sich, je nachdem ob Spannung an die Elektroden angelegt wird oder nicht das einfallende Lichtbündcl zwischen zwei verschiedenen Ausgangsrichtungen — durch das Braggsche Beugungsgitter abgelenkt oder nicht abgelenkt — umschalten.

Aus der US-PS 41 85 274 ist es bekannt, ein in eine optische Wellenleiterschicht eingekoppeltes Parallcllichtbündei mit Hilfe von in der Wellenleiterschichi ähnlieh wie bei der US-PS 40 06 967 vorgesehenen Elektroden durch Anlegen einer sich kontinuierlich ändernden Spannung an diese Elektroden kontinuierlich in der Ebene der Wellenleiterschicht abzulenken.
Zur Erzeugung eines Braggschen Beugungsgitters in einer optischen Wellenleiterschicht kann auch eine in dieser Wellenleiterscbicht erzeugte akustische Oberflächenwelle herangezogen werden. Durch geeignete Variation der Frequenz der akustischen Oberflächenwelle läßt sich ein paralleles Einfallslichtbündel, wie weiter

jo unten noch im einzeirven erläutert, in mehrere auflösbare Ausgangslichtbündel ablenken.

In Applied Physics Letters, Band 26, Nr. 4. Seiten 140 bis 142, 15. Februar 1975 ist ein Mehrpforten-Schaltcr unter dem Titel »High-performance acousto-optic guided-light-beam device using two tilting surface acousticwaves« beschrieben. Die akusto-optische Vorrichtung mit in einer Wellenleiterschicht geführtem Lichtstrahl enthält zwei Doppelkamm-Wandler (»lDT«s (für interdigital transducers)), die auf der Wellemeiterschicht gcgeneinander geneigt angeordnet sind und zwei akustische Oberflächenwellen (»SAW«s (für surface acousticwaves)) erzeugen, die sich in den durch die Neigung gegebenen Richtungen ausbreiten, wobei die Wandler so ausgelegt sind, daß sie unterschiedliche Mittclfrequenzen haben. Der Neigungswinkel zwischen den beiden IDTs wird durch die Differenz der Braggwinkcl an ihren Mittelfrequenzcn bestimmt. Es wird angegeben, daß die beiden Wandler auf die Miliclfrcqucnzcn 255 und 382 MHz ausgelegt sind, und der Neigungswinkel ungefähr 0,3" beträgt. Die beiden IDTs sind parallel geschaltet. Es ist sicherlich richtig, daß die Vorrichtung eine Vielfachheit von auflösbaren Ausgangsliehtslrahlcn liefert, weil der Ablenkungswinkel des Lichtstrahls über einen weiten Bereich variierbar ist. Die beiden IDTs, die genau in einem sehr kleinen Winkel, wie oben angegeben, gegeneinander geneigt sein müssen, lassen sich jedoch nur sehr schwierig auf der optischen Wcllcnleiterschicht herstellen. Da die Frequenz des auf die beiden IDTs zu gebenden Signals über eine große Bandbreite variiert wird, bietet die Vorrichtung ferner das Problem, daß eine geeignete Anpassung des Hochfrequenz-Wellengenerators an die IDTs schwierig ist.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer optischen Schaltvorrichtung, welche mit möglichst cinf;i-

b5 chen Mitteln eine möglichst große Anzahl auflösbarer Ausgangslichtstrahlen bieten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine optische Schallvorrichtung, wie sie in Anspruch I

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gekennzeichnet ist

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden im folgenden in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Auf dieser zeigt, bzw. zeigen

I·' i g. 1 eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung mit einer optischen Schaitervorrichtung und einer elektrischen Schaltung zur Steuerung derselben,

F i g. 2 ein einfallendes Lichtbündel, wie es durch eine SAW unter verschiedenen Winkeln gebeugt wird,

I·" i g. 3 eine weitere Ausführungsform der Erfindung mit einer optischen Schaltervorrichtung und einer elektrischen Schaltung zur Steuerung derselben,

Fig.4 eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines schaltbaren optischen Wellenieiters,

F τ g. 5 eine Abwandlung der optischen Schaltervorrichtung der F i g. 3 in der Draufsicht, und

F i g. t und 7 Draufsichten, die jeweils eine noch verfeinerte ausgebildete optische Schaltervorrichtung die die Vorrichtungen der F i g. i und 3 in Kombination enthält, wiedergeben.

Ein optischer Wellenleiter 2 wird auf einem piezoelektrischen Substrat 1 aus beispielsweise einem LiN-bOi-Kxistall durch thermische Diffusion von Ti hergestellt. Die Schicht 2 hat eine Dicke von mehreren μπι und einen höheren Brechungsindex als das Substrat 1. Beispiele für brauchbare Materialien für das piezoelektrische Substrat sind PLZT, LiTaOj, ZnO etc. Ein von einem Halbleiter-Laser 11 ausgehender Laserstrahl wird durch eine Lichtleitfaser 12 und einen Lichtleitfaserkoppler 13 geführt und in den Wellenleiter 2 an einem Ende desselben eingekoppelt. Ein Prismenkoppler, Giüerkoppler oder dergleichen ist alternativ ebenfalls als optischer Koppler verwendbar. Das einfallende !.ichibündc! wird, wenn es divergent ist, durch eine geeignete Linse kollimicrt und dann in die Wellenleiterschichi 2 geleitet. Falls erforderlich, wird der Laserstrahl durch eine Modulierschaltung 14 in analoger oder digitaler Form moduliert.

Zwei IDTs 3 und 4 werden beispielsweise photolithographisch auf dem Wellenleiter 2 an gegenüberliegenden Seiten desselben ausgebildet. Sie sind so angeordnet, daß die von diesen erzeugten SAW 1 und SAW 2 sich parallel und in entgegengesetzten Richtungen ausbreiten. Die IDTs liegen ferner in einem bestimmten Abstand in Ausbreitungsrichtung des Lichtstrahls, so daß die SAWs 1 und 2 nicht miteinander interferieren. Die IDTs 3 und 4 sind so ausgelegt, daß sie die gleiche Mittelfrequenz fo haben. Ein weiteres Beispiel einer brauchen SAW-Erzeugungseinrichtung ist eine Gunn-Diode. SAW-Absorber 5 und 6 sind auf gegenüberliegenden Seiten der Schicht 2 den IDTs 3 und 4 gegenüberliegend angeordnet. Alternativ können die IDTs an ein und derselben Seite der Wellenleiterschicht angeordnet sein, so daß sich die SAWs 1 und 2 dann in der gleichen Richtung ausbreiten. Die Ausbreitungsrichlung des auf den Wellenleiter 2 einfallenden Lichtstrahls A schneidet die Ausbreitungsrichtung der SAW 1 in einem Winkel, der die Braggsche Beugungsbedingung erfüllt. Die Ausbreitungsrichtung des Lichtstrahls A ist also um den Bragg-Winkel θ an der Mittelfrequenz fo der SAW 1 bezüglich der Senkrechten zur Ausbreitungsrichtung der SAW 1 geneigt. Da sich die SAW I und SAW 2 parallel zueinander ausbreiten und identische Mittelfrequenz haben, erfüllen sowohl der ungebeugte Lichtstrahl B ait auch der durch die SAW I Bragg-gebeugtc Lichtstrahl Cdie Braggsche Beugungsbedingung mit der SAW 2. Wie aus F i g. 1 ersichtlich, ist das Ende des Substrats 1, wo der wo der Lichtstrahl einfällt, im Bragg-Winkel θ durch Abschleifen geschrägt, und die IDTs 3 und 4 sind auf dem Substrat 1 so angeordnet, daß die Ausbreitungsrichtungen der SAWs 1 und 2 senkrecht zu den parallelen Seitenkanten des Substrats 1 verlaufen. Alternativ sind die beiden IDTs 3 und 4 im Bragg-Winkel # schräg angeordnet, ohne daß das Ende des Substrats 1 geschrägt ist

Die Braggsche Beugungsbedingung wird durch die Gleichung

sin O =

A IT

dargestellt, wobei A die Wellenlänge der optischen Welle, Tdie Periode der SAW und öder Bragg-Winkel ist. Der mit der SAW unter der Bedingung der Gleichung (1) wechselwirkende Lichtstrahl ändert seine Ausbreitungsrichtung um 2 Θ. Dies ist die Ahhnkung des Lichtstrahls infolge der Braggschen Beugui.g i-nter Verwendung der SAW.

Die Gleichung (1) gibt an, daß der Ablenkungswinkel 2 θ durch Änderung der Periode Tund damit der Frequenz /der SAW veränderbar ist. Unter der Annahme, daß der Einfallwinkel ödes Lichtstrahls konstant ist, ist die Gleichung (1) nicht erfüllt wenn die Periode Tgeändert wird. Wie in Fig.2 gezeigt breitet sich die durch den IDT erzeugte SAW mit kreisförmigen Wellenbögen aus, während das einfallende Lichtbündel A eine Apertur bat so daß die einzelnen Lichtanteile im einfallenden Lichtbündel A hinsichtlich des Winkeis θ bezüglich der Welle der SAW differieren. Der Spreizwinkel der SAW nimmt mit abnehmender Breite L der 1DT zu. Wenn also

r> die Frequenz f der SAW geändert wird, wird das im einfallenden Lichtstrahl A enthaltene und die Gleichung (1) erfüllende Licht gebeugt. Die Variation z/ödes Winkels bezüglich der Variation df acr Frequenz ist durch die Gleichung

ΔΘ^Α-^τ

gegeben, wobei V die Ausbreitungsgeschwindigkeit der SAW ist.

Mit Zunahme der Variation der Frequenz nimmt auch die Variation des Ablenkwinkels zu, die Intensität des gebeugten Lichtbündels aber ab. Infolgedessen hat die um die Frequenz fo zentrierte Variationsbandbreite der Frequenz eine natürliche Begrenzung.

Gemäß Fig. i verläuft, wenn sich die SAW 2 in Abwesenheit der SAW 1 ausbreitet, das einfallende Licht A gerad", wechselwirkt als Lichtstrahl B mit der SAW 2 und wird, wie bei D angezeigt, abgelenkt. Die Frequenz de,- SAW 2 ändert bei ihrer Variation den A'oknkwinkel des Lichtstrahls B. Wenn sich sowohl SAW 1 als auch SAW 2 ausbreiten, wird der Lichtrahl A gemäß C zunächst durch die SAW 1 abgelenkt und der Lichtstrahl C dann gemäß Eduich die SAW 2 weiter abgelenkt. Die Frequenz der SAW 2 ändert bei Variation den Ablenkwinkel des Strahls C. In diesem Fall kann die Frequenz der SAW 1 an der Mittelfrequenz fo fest sein oder gleichzeitig mit der SAW 2 variiert werden. Wenn sich die SAW 1 in Abwesenheit der SAW 2 ausbreitet, wird der Lichtstrahl A durch die SAW I gemäß Fabgelenkt. Die Frequenz der SAW 1 ändert bei Variation den Ablenkwinkel des Lichtstrahls A.

Mit der optischen Schaltervorrichtung erscheinen die

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abgelenkten Lichtstrahlen D, E und F als auflösbare Lichtpunkte. Zu diesem Zweck wird die Frequenz der SAW 1 oder SAW 2 entsprechend der Position des auszubildenden Punkts diskret variiert. Die Anzahl auflösbarer Lichtpunkte n. die man durch eine IDT erhält, ist durch die Gleichung

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gegeben, wobei D die Apertur des Lichtbündcls und Af die Frequenzbandbreite der SAW I oder SAW 2 ist. Da jedes der abgelenkten Lichtbündcl D. /:'und /-'die Anzahl η beinhaltet, ist die durch die Vorrichtung der F i g. 1 gelieferte Gesamtzahl N auflösbarer Lichtpunkte dreimal n. In der Vorrichtung der Fig. 1 sind zwei IDTs verwendet, die Anzahl der IDTs kann aber erhöht werden. Wenn χ IDTs auf der optischen Wellenleiterschicht in Ausbreitungsrichtung des Lichtstrahls angeordnet sind, ist die Gesamtzahl N der Punkte durch die Gleichung

N= (2< - 1) · η

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gegeben.

Die aus der eingangs zitierten Literaturstelle bekannte Vorrichtung liefert Punkte in einer kleinen Gesamtzahl N, die ungefähr 2 η ist, wenn die SAW-Frcquenz um 2 Afvariiert wird und zwei IDTs verwendet werden, oder ungefähr 3 n, wenn die SAW-Frequenz urn 3 Af jo variiert wird und drei IDTs verwendet werden. Die Vorrichtung der Fig. I ergibt N = 3 η für zwei IDTs oder N = 7 η für drei IDTs und liefert damit eine größere Anzahl von Punkten durch Schalten. Darüber hinaus muß die SAW-Frequenz nur um ^/"variiert werden, so J5 daß Hochfrequenz-Steuersignale den IDTs über eine einfachere Anpassung zugeführt werden können. Die Vorrichtung ist ferner leicht herzustellen, da zwei oder mehr IDTs parallel zueinander angeordnet sind.

Gemäß F i g. 1 wird eine der abgelenkten Lichtstrahlgruppen D. Eund Fdurch eine Gruppe von Schaltern 23 ausgewählt und das Auswahlsignal auf eine Logikschaltung 22 gegeben, die ihrerseits ein Logiksignal liefert, das den (die) entsprechend der ausgewählten Ablenkung zu erregenden IDT(s) angibt. Eine Anzahl (n) vorgegebener Frequenzen innerhalb der Bandbreite fo ± ΔίΙ2 wird durch eine Gruppe von Schaltern 25 ausgewählt, und es werden Hochfrequenzsignale der ausgewählten Frequenzen von einer Signalgeneratorschaltung 24 auf «ine Ansteuerschaltung 21 geliefert. Ansprechend auf die Eingangssignal erregt die Schaltung 21 den durch das Logiksignal spezifizierten IDT. Die Schaltergruppen 23 und 25 können natürlich aus Transistoren oder ähnlichen Halbleitereiementen aufgebaut sein.

Wenn gewünscht, werden die abgelenkten Lichtstrahlgruppen D, fund F unter größerem Winkel durch Gitterlinsen 15 weiter abgelenkt und über Lichtleitfaserkoppler 16 aus der Wellenleiterschicht 2 ausgekoppelt Die optischen Signale werden dann über Lichtleitfasern 17 zu einer geeigneten externen Einheit bzw. Schaltungen 18 geleitet, durch weiche die Signale zu geeigneter Information, beispielsweise elektrische Signalen, umgewandelt werden.

!·' i g. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform mit einem schaltbaren optischen Wellenleiter 31. der monolithisch auf der Seite des Substrats 1, wo der Lichtstrahl einfällt, angeordnet ist und den IDT 3 und die SAW 1 der F i g. 1 ersetzt. Die gleiche optische Wellenleiterschicht 2, wie sie in Fig. 1 gezeigt ist, ist auf der anderen Seite des Substrats 1, an der das Licht abgegeben wird, ausgebildet. Ein IDT4zur Erzeugung einer SAW 2 bei F.rregung durch eine Ansteuerschaltung 21 ist auf der Schicht 2 an einer horizontalen Seite derselben ausgebildet. Auf der dem IDT 4 gegenüberliegenden Seite ist ein Absorber 6 für die SAW 2 angeordnet.

F i g. 4 zeigt den optischen Wellenleiter 31 in vergrößertem Maßstab. Wie die Welicnleiterschichl 2 ist tier Wellenleiter 31 beispielsweise durch Diffusion von Ti über das .Substrat 1 aus LiNbO, hergestellt. Der Wellenleiter 31 hat einen höheren Brechungsindex als das Substrat I. Der Wellenleiter 31 ist Y-förmig und umfüllt einen Stammabschnitt 31c für den Lichteingang und zwei Ausgangszweige31a.316.die vom Teil 31c tangential unter gleichen Winkeln abgehen. Die Winkel 6* der Zweige 31a. 316 bezüglich der Verlängerung des Stammabschnitts 31csind gleich dem Bragg-Winkcl des einfallenden Lichts bezüglich der SAW 2 an ihrer Mittelfrequenz fo. Der Stammabschnitt 31cliegt rechtwinklig zur Ausbreitungsrichtung der SAW 2. Elektrodcnpaare 32a und 326 sind am Wellenleiter 31 an gegenüberliegenden Seiten und am Substrat 1 längs des Wellenleiters angeordnet. Diese Elektroden erstrecken sich vom Stammabschnitt 31c zu Zwischenabschnitten der Zweige 3«a und 316. Das LiNbOj-Substral 1, welches ebenfalls aus elektro-optischcm Material besteht, verändert seinen Brechungsindex, wenn es einem elektrischen Feld unterworfen wird. Bei Anlegen einer geeigneten Spannung zwischen den Elektroden 32./ mittels einer Spannungsquellc 33 erhält der Abschnitt des Wellenleiters unter den Elektroden 32« einen höheren Brechungsindex, mit dem Ergebnis, daß der sich durch den Stammabschnitt 31c ausbreitende Lichtstrahl Λ praktisch gänzlich zum Zweig 31a hin abbiegt und sich durch diesen weiter ausbreitet. Wenn umgekehrt eine Spannung zwischen den Elektroden 326 angelegt wird, wird der Ausbreitungsweg des Lichtstrahls auf den Zweig 316 geschaltet. Wenn auf die Elektroden 32;/ und 326 keine Spannung gegeben wird, breitet sich der Lichtstrahl unter gleicher Aufteilung durch beide Zweige 31;/ und 3lb aus. Der Ausbreitungsweg des Lichtstrahls kann also durch eine Gruppe von Schaltern 34 umgeschaltet werden. Zu den optischen Schaltern, die einen elektro-optischen Effekt ausnutzen, gehören neben dem in F i g. 4 gezeigten die verschiedensten Typen, etwa solche, die eine Phasenanpassung ausnutzen. Gegebenenfalls kann der optische Wellenleiter 31 mit einem streuungshindernden Film 35 abgedeckt sein, der c^:ien mit dem Substrat 1 gleichen oder im wesentlichen gleichen Brechungsindex hat.

Der in den Stammabschnitt 31c des Wellenleiters 31 mittels eines geeigneten optischen Kopplers eingckoppelte Laser-Strahl A breitet sich durch den Zweig 31a oder den Zweig 316 oder unter gleicher Verteilung durch beide Zweige 31a, 316 aus. Die Bündel treten in die optische Wellenleiterschicht 2 ein und breiten sich durch die Schicht aus. Wenn der IDT durch die Ansteuerschaltung 21 erregt wird, breitet sich die SAW 2 quer zu den Ausbreitungswegen der Bündel aus. Die Strahlen, die durch den Wellenleiter 31 abgelenkt werden, erfüllen mit der SAW 2 die Bragg-Be/.iehiing und werden daher weiter um 2 θ abgelenkt. Bei Variation der Frequenz der SAW 2 liefert wie bei der vorstehenden Ausführungsform jeder Strahl eine Vielfachheil von (n) auflösbaren Ausgangslichtpunkten. Die vorliegende Ausführungsform ergibt Punkte in einer Gesamtzahl

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von Λ/, die gleich 2 η über die Frequenzbandbreite von ίο + dfl'l ist. Die abgelenkten Ausgangslichtbündel werden durch einen geeigneten optischen Koppler ausgekoppelt. Die Anzahl auflösbarer Ausgangslichtpunkte kann mit der zusätzlichen Einsatz von zwei Y-förmigen optischen Wellenleitern erhöht werden, indem die beiden Lichtbündel ai:s den Zweigen 31a, 31 b des Wellenleiters 31 durch die zusätzlichen Wellenleiter geführt werden, um schaltbar vier Lichtbündel zu erhalten, und indem eine Wechselwirkung der vier Lichtbündel mit der SAW 2 bewirkt wird. Jedes der vier bündel erfüllt natürlich die Bragg-Bczichung mit der SAW 2. Die Gesamtzahl der in diesem Fall erhaltenen Punkte beträgt /V = 4/7.

I' i g. 5 zeigt eine. Abwandlung der in F i g. 3 gezeigten Vorrichtung. F.in iDT4 ist auf einer optischen Wcllenleileisehieht 2 im, in Brcitcnrichlung gesehen, Mittelabschniit derselben angeordnet. Der IDT erzeugt zwei SAWs 2, die sich in entgegengesetzten Richtungen ausbreiten. Zwei durch einen Wellenleiter 31 abgelenkte l.ichtbündel wcchsclwirkcn mit diesen SAWs 2. Die beiden Lichtbündel wurden durch die SAWs 2 an Stellen, die sieh im gleiche. Abstand vom IDT 4 befinden, gebeugt und können daher, was vorteilhaft ist, unter exakt den gleichen Bedingungen gebeugt werden.

Fig.6 zeigt eine Kombination der Vorrichtung der F i g. I und der Vorrichtung der F i g. 3. Auf einem Substrat 1 bzw. einer Wellenleiterschicht 2 sind ein Y-förmiger optischer Wellenleiter 31 und zwei IDTs 3, 4, die längs der Ausbreitungsrichtung eines Lichtbündels angeorunct sind, ausgebildet. Die beiden IDTs 3, 4 sind, gesehen in Breilenrichtung, im Mittelabschnitt des Substrats 1 bzw. der Schicht 2 in einem solchen Abstand voneinander angeordnet, daß die von ihnen erzeugten SAWs 1 und SAWs 2 nicht miteinander interferieren. Jedes der durch den Wellenleiter 31 schaltbar in zwei Richtungen gelieferten Lichtbü; JeI wird durch die SAW 1 des IDT 3 weiter zwischen zwei Richtungen geschaltet. Jedes der vier Teilbündel wird durch Änderung der Frequenz der SAW 2 unter η Winkeln abgelenkt. Bei Fehlen der SAW 2 wird jedes der Lichtbündel aus dem Wellenleiter 31 bei variierenden Frequenzen der SAW 1 unter η Winkeln abgelenkt.

ίο Die Vorrichtung der Fig. 7 ist eine Weiterentwicklung der Vorrichtung der Fig. 6. Mit ihr können zwei einfallende Lichtbündel einem Schalten unterworfen werden. Es sind zwei optische Wellenleiter 31 für die beiden einfallenden Lichtbündel auf einem Substrat I vorgesehen, wobei diese in einem geeigneten Abstand senkrecht zur Ausbrcitungsrichtung der Lichtbündel liegen. Zwei IDTs 3 und 4 sind auf einer optischen Wellenleiterschicht 2 längs der Ausbrciiungsrichtung vor den Weiienieiicrn 3i und in bezug auf diese Richtung zwischen den Wellenleitern 31 angeordnet. Von diesen IDTs 3 und 4 gehen in entgegengesetzten Richtungen SAWs 1 und SAWs 2 aus, die dazu dienen, die von den Wellenleitern 31 kommenden Lichtbündel für ein Schalten abzulenken.

Die Kombination aus Y-förmigen Wellenleitern und IDTs liefert auflösbare Punkte in einer sehr großen Gesamtzahl N. Im Prinzip liefert eine Vorrichtung mit m Y-förmigen optischen Wellenleitern und χ IDTs schaltbar Punkte in einer Gesamtzahl N, die durch die Gleichung

N = 2 m ■ (2< - 1) ■ η

gegeben ist.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

32 Ol 128 Patentansprüche:

1. Optische Schaltvorrichtung mit einer optischen Wellenleiterschicht aus piezoelektrischem Material, einer Schalteinrichtung zum Schalten der Ausbreitungsrichtung eines sich in der Wellenleiterschicht ausbreitenden parallelen Lichtbündels auf wenigstens eine von wenigstens zwei Richtungen und einem auf der Wellenleiterschicht vorgesehenen Braggschen Beugungsgitter, für welches für wenigstens eine der wenigstens zwei Richtungen die Braggsche Beugungsbedingung erfüllt ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung dos Braggschen Beugungsgitters eine Einrichtung zur Erzeugung einer ersten akustischen Oberflächenwelle auf einem Teil der optischen Wellenleiterschicht (2) mit einer um eine Mittelfrequenz variablen Frequenz vorgesehen ist, wobei durch die Änderung der Frequenz eine Anzahl auflösbarer Ausgangslichtbündel entsteht und daß die Schalteinrichtung die Ausbreitungsrichtung so schaltend ausgebildet ist, daß bei der Mittelfrequenz die Braggsche Beugungsbedingung für zwei geschaltete Ausbreitungsrichtungen des Lichtbündels erfüllt sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als optische Schalteinrichtung eine weitere Einrichtung zur Erzeugung einer weiteren akustischen Oberflächenwelle, welche bezüglich des einfallenden Lichtbündels die Braggsche Beugungsbedingung erfu.lt, vorgesehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequen7 der weiteren akustischen Oberflächenwelle um die gleiche '■ iittelfrequenz wie die erste akustische Oberflächenwelle variabel ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Schalteinrichtung ein elektrooptischer Schalter mit einem optischen Wellenleiterpfad (31 ς) für das Eingangslichtbündel und zwei optischen Wellenleiterpfaden (31a, 31 ty für das Ausgangslichtbündel ist, der Elektroden (32a, 32ty zum Anlegen eines elektrischen Feldes zur Veränderung des Brechungsindexes des optischen Wellenleiterpfades aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Wellenleiterschicht (2) auf der einen Oberfläche eines piezoelektrischen Substrats (1) ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Wellcnlciterschicht (2) und der elcktrooptische Schalter monolithisch auf der einen Oberfläche eines piezoelektrischen Substrats aus clcktrooptischem Material ausgebildet sind.

7. Optische Schaltvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Gitterlinsen (15) zur weiteren Ablenkung der Ausgangslichtbündel vorgesehen sind.