专利名称：由光波导构成的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种按照权利要求1前序部分所述和例如在EP-A-0662621(GR 94P1013E)中公开的由光波导构成的装置。
在这种装置中给出的波导光程由折射率n和波导的几何长度L之乘积得出。
波导的几何长度L是在输入耦合端和输出耦合端之间延伸的波导光轴的长度，光波沿着光轴在波导中传播。
波导的折射率n是由2π.β.λ得到的有效折射率，其中β是沿光轴引入的光波在波导中的传播常数而λ是光波的波长。
该装置的每个波导的折射率n和几何长度是唯一固定的，所以其光程nL也是固定的。
公知的装置具有一个部件，尽管每个波导的光程nL是固定的，但是在使用该部件时会使波导的光程nL产生变化量Δ(nL)。
这种能使波导光程nL产生变化量Δ(nL)的部件所具有的结构能改变波导的折射率n和/或几何长度L。
例如波导可用一种折射材料制成，所述折射率按确定的实际量而变化。在通常情况下折射率的实际变化量和/或波导光程nL越大，该波导光程nL的变化量Δ(nL)就越大，所述量值影响折射率并对其起相应作用。
在EP-A-0662621中给出了被称为电光效应、载流子注入、和热光效应的实例，其中电光效应采用了由电光材料制成的波导，其折射率由于施加在材料上的电场而改变，在载流子注入技术中，波导由半导体材料制成，其折射率因注入材料中的电载流子而改变，和/或在热光效应技术中，波导由热光材料制成，其折射率因温度的变化而改变。
在这种情况下，为了形成波导光程的变化率Δ(nL)，该部件设置了选择性地形成电场、载流子和/或温度变化的部件。温度变化也能使波导的几何长度L发生变化。
具体地说，所有公知装置的波导都具有彼此不同的光程，所述光程nL从最短光程的波导开始一个波导一个波导地向最大光程的波导方向加大。
通过彼此不同的折射率n和/或彼此不同的波导几何长度L而保持了不同波导的不同光程nL。
例如如果使不同的波导彼此具有相同的折射率n，那么通过该波导的不同几何长度L便可保持不同波导的不同光程nL。
此外，在公知的装置中是这样设计的，即把波导的出口端以较小的空间距离并排布置，从这些出口端输出耦合的光波彼此相干叠加。
在对包含一个或多个彼此不同光程的光波同时进行输入耦合时，在该装置的所有波导中通过这些波导入口端把每个波导中所有波长包含的每个光波的光功率部分引入波导的出口端并在这些端部进行输出耦合。使由所有出口端输出耦合的功率部分彼此相干叠加。
波导的不同光程nL和相干叠加的输出耦合功率部分将使得在某一波长上没有输出耦合的光功率部分集中到该波长分别所属的空间点上，其中在彼此不同的波长上没有输出耦合的光功率部分集中到空间中彼此不同距离的空间点上。
通过这种方式能够使公知的装置在采用大量光波导时使大量彼此不同的波长彼此分离，其每个中心波长可以成为一个光波长信道。
通过用于形成波导光程nL变化量的部件可以在公知的装置中使分别设计成单一波长的空间点产生空间错位，错位量应使得该空间点在错位之后能转到另一个空间点的位置上，在所述空间点上集中了在这个波长上没有输出耦合的光功率部分，其中在错位之前使在另一个波长上没有输出耦合的光功率部分集中，从而在错位之后使在某一波长上没有输出耦合的光功率部分集中到另一个空间点的位置上。
适当设计用于形成波导光程nL变化量Δ(nL)的部件，使得所形成的光程nL的变化量Δ(nL)从具有最短光程的波导开始一个波导一个波导地朝向具有最大光程的波导方向加大。
例如在公知的装置中，每个波导由热光材料构成，通过热电极可以对热电材料进行加热。在每个波导上设有至少一个用于对热光利料进行加热的热电极，所述热电极对从一个波导到另一个波导方向上波导光程nL的加大部分进行加热。
在这个具体实例中，公知装置采用的是能使大量波长信道彼此分开的可调光栅或滤波器，而且在固定波长的情况下可将其作为1×N个开关使用并可用其进行WDM转换、波长转接和/或波长转换。
在用于形成波导固定光程nL变化量Δ(nL)的公知部件中，在利用热电效应的条件下所采用的热电极起着决定性作用，在每个波导中只能对光程进行放大并且由此使得单个波长只能沿一个方向形成各自所属的空间点错位，所述空间点上集中了波长中没有输出耦合的光功率部分。
本发明的目的在于提供一种本文开始时所述类型的装置，其中在由波导出口端输出耦合的光功率部分以相位上彼此相反的方式相对于由波导的固定光程给出的相位状态发生功率变化。
该目的是通过权利要求1特征部分给出的特征实现的。
在本发明所述的装置中，优选的方式并不依赖于所采用的效应，而且在采用热光效应或载流子注入时，可选择性地使在某一方向上给出的相位状态发生变化而且该变化与在相反方向上特别是同时或按时间顺序发生的给定相位状态的变化无关。特别是可以在彼此相反的方向上通过改变构成波导的光敏材料折射率引起给定的相位状态发生变化。
本发明所述装置的优选和有益的结构由从属权利要求给出。
按照权利要求1所述装置之特别优选的结构具有权利要求2-5的组合特征。该装置相当于可调光栅或滤波器而且在固定波长下相当于公知装置中可使用1×N个开关的具体实例，其特别好的优点在于，在采用热光效应或例如载流子注入等具有相同效果之效应的条件下使用热电极时，波导的固定光程nL能够形成如此的变化量Δ(nL)，即，使得各单一波长所属空间点的错位相对于固定光程既处于一个确定的方向上又处于与该方向相反的方向上，所述空间点上集中了波长中没有耦合输出的和从波导出口端耦合输出的功率部分。
这种可在波长多路复用系统中(WDM-系统)作为光学滤波器使用的结构之优点在于可双向即在较高和较低波长的方向上精确调整系统中给出的波长信道，其中信道距离最好在400Ghz和100Ghz之间。优选采用与波长有关的1×N个开关进行测量和监视。当用于在WDM系统中进行波长监视时，特别优选的是使用具有完全相容性的WDM滤波器，这是因为由此能在比特差错率测量时形成切合实际的比例。
本发明所述装置中利用热光效应的结构优选权利要求6中给出的特征。用于对热光材料进行加热的电极优选权利要求7-9中所述的结构。
在权利要求10中给出了根据权利要求6-9所述的另一个优选装置的实施例。在这个实施例中有效减小了用于加热热光材料之电极的热功率。该实施例的有益和优选结构在权利要求11-13中进行了披露。
本发明所述的装置通过改变构成波导的光敏材料的折射率而给出了在彼此相反的方向上产生的给定相位状态的变化，这些内容已由权利要求14给出。
通过本发明实现了一种新型的如权利要求15前序部分所述的通过曝光生产的光学装置，其具有在这些权利要求特征部分中给出的特征。这些装置的有益和优选结构在权利要求16-18中进行了描述。
下面将结合附图对本发明作详细描述。其中
图1是本发明所述装置之第一实施例的平面图；图2是沿图1所示实例中的线Ⅰ-Ⅰ取出的纵剖面图；和图3是本发明所述装置之第二实施例的平面图；图4a是在平面图中定性表示在采用弯曲布置的波导上设置的用于覆盖图1所示实例区域的电极；图4b是在平面图中定性表示在采用弯曲布置的波导上设置的用于覆盖图1所示实例区域的电极；图5是带有光波导的光学装置的平面图，该装置被曝光掩膜部件覆盖；图6是与图5相同的光学装置，其中波导被另一个曝光掩膜部件覆盖，和图7是沿线Ⅱ-Ⅱ对图6所示光学装置进行纵向剖切得到的剖面图。
上述附图只是示意性的且并没有按比例画出。
按照图1和图2中示出的本发明装置的实施例由以下部分构成，-多个光波导11，每一个光波导具有用于将光波输入耦合到波导11中的入口端111，用于将引入波导11中的光波进行输出耦合的出口端112，和在两端111、112之间的固定光程nL，-用于形成这种波导光程nL变化量Δ(nL)的部件20，所形成的光程nL的变化量Δ(nL)沿方向r从一个波导11到另一个波导11逐渐加大，-用于形成这种波导光程nL变化量Δ(nL)的部件20’，所形成的光程nL的变化量Δ(nL)沿方向r从一个波导11到另一个波导11逐渐减小。
每个波导11的光程nL是通过其有效折射率n和几何长度L的乘积得到的。
例如可以这样来选择波导11，即使其彼此具有同样的有效折射率n。
图1中示出的波导11的几何长度L对所有波导11来说具有相同的尺寸，然而这只是极少见的情况，因为在大多数情况下应这样来测量波导11，即，使得尽管其具有相同的折射率n，但它们的光程nL从一个波导11到另一个波导11是不同的，由此使其几何长度L也不相同。
在图1和图2所示的实例中虽然没有示出象公知装置那样的特定实施例，但是在方向r上波导11的几何长度L从一个波导11到另一个波导11逐渐加大，所以在图1中最下方的波导11具有最小的几何长度L和光程nL而最上方的波导11具有最大的几何长度L和光程nL。
同样象在公知装置的特定实施例中那样，波导11的光程nL在方向r上从一个波导11到另一个波导11再到另一个波导11以相同的量增加。
此外，象在公知装置的特定实施例中所采用的结构那样，将波导11的出口端112设置成使其以较小的空间距离Λ并排的形式，并使从该端部112输出耦合的相干光波彼此叠加。
到目前为止所描述的装置构成了一个用于空间分离在一种光波中包含的各种不同光波长λ1、λ2、或λ3的光学相阵列。众所周知，通过波导11的入口端111可以对相阵列的所有波导11中的光波进行输入耦合。在每一个波导11中将包含所有波长λ1、λ2、或λ3的光波的光功率引向这些波导11的出口端112并在这些出口端112中进行输出耦合。从所有出口端112输出耦合的功率部分将彼此相干地叠加。
产生不同波导11的各种光程nL和相干叠加的输出耦合功率部分将使得在某一波长λ1、λ2、λ3上没有输出耦合的光功率部分集中到这些波长λ1、λ2、或λ3各自所属的空间点121、122、123上，其中在彼此不同的波长λ1、λ2、或λ3上没有输出耦合的光功率部分集中到空间上彼此分离的空间点121、122、123上。
包含不同波长λ1、λ2、或λ3的光波将从输入波导130通过被称为“输入端数”的公知层状波导13引入相阵列中每个波导11的入口端111。空间上分离的空间点121、122、123位于与波导11的出口端112分开且被称为“输出端数”的公知层状波导14的端面140上，层状波导14还带有与出口端112相对的端面141。在端面140附近的每个空间点121、122、123上设有后续波导16。
波导11的数量并不限于图1中所能看到，而是可以更少，但是优选的数量应多得多。同样，分离的多个波长λ的数量并不限于三个，而是可以更少或更多，例如可以是十六个。
象公知装置的特定实施例一样，每个波导11由热光材料构成。
作为另一个公知装置，在图1所示公知装置中用于形成沿方向r增大的波导11之光程nL变化量Δ(nL)的部件20由用于对热光材料进行加热的单个电极21构成，电极对沿方向r从一个波导11到另一个波导11逐渐增大的每个波导11的光程部分进行加热。
电极21限于在平面部分遮盖波导11的区域22上，区域22具有沿方向r逐渐加大的宽度b，该宽度实际上被电极21覆盖，而且最好是均匀的。封闭的点划线221划定了区域22的界线。
用于形成在沿方向r逐渐减小的波导11之光程nL变化量Δ(nL)的新型部件20’由一个单一的用于对热光材料进行加热的电极21构成，电极对沿方向r从一个光导11到另一个光导11逐渐减小的波导11的光程nL部分进行加热。
电极21’限于在平面部分遮盖波导11的区域22’上，区域22’具有沿方向r逐渐减小的宽度b’，该宽度实际上被电极21’覆盖，而且最好是均匀的。封闭的点划线221’划定了区域22’的界线。
电极21最好是蜿蜒地盖住平面区域22，同样，电极21’也蜿蜒地盖住平面区域22’。电极21蜿蜒地分布在电气接线端211和电气接线端212之间而电极21’则蜿蜒地分布在电气接线端211’和电气接线端212’之间。在接线端211和212之间施加加热电压和在接线端211’和212’之间施加加热电压。
图1中示出的电极21和21’的宽度b1过大。应尽可能选择较小的宽度而且最好把平行并排布置的电极部分之间的距离选择得较小并使其不大于宽度b1。
图中示出的封闭点划线221和221’分别描绘了一个具有直边的三角形。这表示波导11在端部111和112之间是以平行的直线且具有相同长度的形式分布的。特别是由于具有不同的几何长度L而使波导11实际上象公知装置的特定实施例一样呈弯曲状分布且具有不同的弯曲度。这使得封闭的点划线221和221’实际上分别描绘了一个具有曲线边的三角形。
根据图2，在光学层3中构成图1所述实例的波导11，光学层设置在衬底4的上表面部分40上。
特别优选的是考虑到热功率的降低，如果层3由确定导热率λW1的材料构成而衬底4由比光学材料层3大的导热率λW2的材料构成和如果在衬底4中设有与层3相邻且由此形成隔离体的部件41，那么衬底4的其余部分将在衬底4中位于电极21和/或21’之下的区域42形成热隔离。
隔离部件41例如可以是一个在衬底4中形成的凹槽410，凹槽410沿方向r2与衬底4的上表面部分40垂直并贯穿整个衬底4延伸，与层3相接，并且具有一个在衬底4中呈封闭环形包围隔热区42的边界面411，该边界面同样沿方向r2与衬底4的上表面40垂直并贯穿整个衬底4延伸而且衬底4沿与上表面部分40平行的方向r1从外侧与边界面相接。
凹槽410的边界面411最好在朝向衬底4的上表面40的界定层3的上表面30上划定一个区域300，该区域被由点划线221限定且背离由电极21和/或22’覆盖的区域22或22’并具有与衬底4的上表面部分40相垂直的凸起，由电极21或21’支承的层3之表面31叠合在朝向上表面40的层3之表面30上而且表面31被凸起覆盖。也就是说，凹槽410的边界面411应当在层3的上表面30上描绘出一条线，这条线与垂直于上表面40的凸起线221和/或线221’叠合。考虑到本发明装置具有极好的光学特性，这一措施在相阵列的结构中是特别优选的。
凹槽410中可填充空气或其它类型的气体、导热性较小的流体或固体隔热材料。
在图1和图2所示的实例中，凹槽410由垂直于上表面部分40沿方向r2穿过整个衬底4延伸到层3的沟形槽构成，所述沟形槽沿方向Y1平行于衬底4的上表面40呈环形封闭地围住位于隔热区42中的衬底4的直立部分44而且由此形成其余衬底4对该部分44的隔热。在装置运行时与衬底4的上表面40背离的表面441借助于例如空气或其它具有较小导热率的隔热材料对周围的热进行热隔离。
在一个具体实施例中，光学层3由石英玻璃制成而衬底4由硅制成，硅的导热率因数比玻璃大了约100。该衬底4的厚度D约为500μm，这个尺寸与例如最小为100μm的层3相比总厚度大了很多。借助于超声-研磨法和然后用KOH水溶液的浸蚀可以形成沟形凹槽410。
衬底4的直立部分44并不是必需的，相反，从降低热功率的角度考虑，如果没有该直立部分并完全用隔热材料例如空气填充凹槽410则更为有利。至少用硅来制造环形包围衬底4的直立部分44的沟形凹槽是比较容易的。
在这个具体实施例中优选的是尽管在隔热区42中存在直立部分44，但是与在衬底4中没有凹槽410和隔热区42的同样结构相比可降低约99％的热功率。
图3所示的实施例与图1及图2所示的实例相比其区别实际上仅在于对区域22和22’进行了另一种分割。在该实例中，区域22在很大程度上由一个单一的三角形构成，区域22’由两个小三角形构成，两个小三角中的每一个均由一个封闭的线221’界定而且包含有电极21’。
与图1的实例不同的是，在图1中平行并列布置的电极部分21和平行并列布置的电极部分21’都对准方向r，而在图3所示的实例中平行并列布置的各电极部分21’分别朝向相对于平行并排布置的电极倾斜一定角度的方向r’或r”而且电极部分21对着方向r。
在图3中去掉了用于输入耦合和输出耦合光波的部件130、13、14和16。此外，用与图1和图2中相同的标号标注相同的部件。
而且在图3的实例中，波导11如同在公知装置的特定实施例中一样是弯曲的而且具有不同的弯曲走向，所以封闭的点划线221和221’分别描绘了由曲线边而不是直线边构成的三角形。此外，这个实例具有图2所示的层状结构和位于衬底4中的隔热区。
在与图1和2所示实例相应的图4a中和与图3所示实例相应的图4b中分别示出了呈弯曲走向之相阵列的波导11中的各区域22和22’，通过曲线221或221’划定了以这些弯曲分布为基础的区域。
图5中示出了一种光学装置平面图，该装置由多个光波导11构成，每一个波导具有一个用于输入耦合该波导11内之光波的入口端111，一个用输出耦合引入波导11中之光波的出口端112而且在两端111、112之间具有确定的光程nL，该结构可以是与图1-4示出的实例相同的相阵列。
在该装置中每个波导11由折射率为n0的材料制成，所述装置通过用光照射材料来改变确定的光波长λ0。折射率n0不会与波导11的有效折射率n相混淆，折射率n0是例如引入光的波导11中心的材料的折射率，而且其确定了波导11的有效折射率。
在这个装置中，用于形成沿方向r加大的波导11之光程nL变化量Δ(nL)的部件具有覆盖波导11的曝光掩膜50，该掩膜适用于非透射特定波长λ0而且在掩膜上形成开口51，该开口可露出每个波导11之光程nL沿方向r从一个波导11到另一个波导11加大的部分以便用确定波长λ0的光进行曝光。
如果不用波长λ0进行后续曝光，那么通过用确定波长λ0对开口51中露出的波导11进行短时曝光可以产生沿方向r加大的波导11之光程nL的变化量Δ(nL)并在曝光后保持该变化量。
所保持的波导11之光程nL的变化量Δ(nL)使得在通过掩膜50的开口确立的每个波导11之光程的部分nL1中存在相对于波导11的不变的折射率n0来说由于用确定的光波长λ0进行照射而沿某一方向例如沿放大的方向保持变化的折射率n1。用例如放大的光程nL的折射率n1而得到的部分nL1沿方向r从一个波导11到另一个波导11是逐渐加大的。
用于沿方向r形成逐渐减小的波导11之光程nL变化量Δ(nL)的部件设有一个在用与图5所示装置相同类型的图6中示出的曝光掩膜50’，该掩膜盖住波导11并使确定的波长λ0不能通过，在该掩膜中形成开口51’，所述开口露出了每个波导11的光程nL沿方向r从一个波导11到另一个波导11逐渐减小的部分nL1’以便用确定波长λ0的光进行曝光。
如果不用波长λ0进行后续曝光的话，通过用确定的波长λ0对在开口51’处露出的波导11进行短时曝光可以形成波导11之光程nL沿方向r逐渐减小的变化量Δ(nL)并在曝光后保持该变化量。
所保持的波导11之光程nL的变化量Δ(nL)使得在通过掩膜50’的开口51’确立的每个波导11之光程nL的部分nL1中存在相对于波导11的不变折射率n0来说由于用确定的光波长λ0进行照射而沿某一方向例如沿放大的方向保持变化的折射率n1’。用例如放大的光程nL的折射率n1’而得到的部分nL1’沿方向r从一个波导11到另一个波导11是逐渐减小的。
用掩膜50进行的曝光和用掩膜50’进行的曝光在时间上是按顺序完成的，其中的先后顺序并不重要。
因此上述过程例如可以这样进行，即，首先用掩膜50或50’进行曝光形成波导11之光程nL的变化量Δ(nL)然后通过用另一个掩膜50’或50进行根据时间和/或强度进行的曝光把所述变化量Δ(nL)调整到所需的值。用这种方法例如把相阵列调整到确定的波长信道上，其中至少在用另一个掩膜进行第二次曝光期间监视相阵列的输出信号并在收到希望的输出信号时中断曝光。
优选的是，在用确定波长λ0进行曝光后接着用该波长λ0在波导11的某一区域中进行后一次曝光，所述某一区域是指在第一次曝光时没有曝光的区域。
在图5和6所示的实例中，在图1中用点划线221表示的包围开口51的掩膜边缘50和在图1中用点划线221’表示的包围开口51’的掩膜边缘50’恰好相合。例如还可以这样设计开口51和51’，即使得在图3或图4a或图4b中用点划线221或221’表示的包围该开口的相关掩膜50或50’恰好相合。
在用掩膜50或50’曝光时形成的部分nL1或nL1’不必与波导11的光程nL之折射率n1或n1’的变化有关。如果掩膜50或50’具有两个或多个彼此分离的开口51或51’，那么由多个区域构成的这种部分nL1或nL1’可以通过例如采用一个掩膜50或50’而得到。
在用确定的波长λ0完成全部曝光后便形成了一个光学装置，该装置由多个光波导11构成，每一个波导具有一个用于输入耦合该波导11内之光波的入口端111，一个用于输出耦合引入波导11中之光波的出口端112而且在两端111、112之间具有确定的光程nL，其中在至少一个波导11中存在因确定波长λ0的光透过波导11而发生变化的感光折射率n1。
在图5和图6所示实例的光学装置中，在结束了对每个波导11的光程nL中一部分nL1的两次曝光后用确定光波长λ0的光进行透射使波导11的不变折射率n0在某一方向上发生变化，例如先成为变大的折射率n1，其中每个波导11的这一部分nL1沿方向r从一个波导11到另一个波导逐渐加大，和在与每个波导11的光程nL中的这一部分nL1不同的另一部分nL1’内存在因用确定光波长λ0的光透射具有不变的折射率n0的波导11而在某一方向上发生变化例如变大的折射率n1’，其中每个波导11中的这个另一部分nL1’在方向r上从一个波导11到另一个波导11逐渐加大。
因此在用确定的波长λ0完成全部曝光后使不变的和发生变化的折射率n0、n1、n1’不再改变，由此构成了一个很好的保护部件，该保护部件使每个皮导11在受到能使这些波导11的不变和变化折射率n0、n1、n1’发生变化的光照射的情况下不受所述不变和变化的折射率n0、n1、n1’的影响。图7中示出了这种保护部件，图7表示的是在没有掩膜50’的情况下沿图6中的线Ⅱ-Ⅱ剖开的光学装置的纵剖面图，其中的保护装置用标号6表示。保护部件6例如可以是一个装有所述光学装置的外壳。
权利要求
1．光学装置，包括-至少两个光波导(11)，每一个光波导具有一个用于将光波输入耦合到波导(11)中的入口端(111)，用于将引入波导(11)中的光波进行输出耦合的出口端(112)，和两端(111、112)之间具有固定的光程(nL)，-用于形成这种波导(11)光程nL变化量(Δ(nL))的部件20，在一个波导(11)中所形成的光程(nL)的变化量(Δ(nL))比在另一个波导(11)中小，其特征在于-用于形成这种波导(11)光程(nL)变化量(Δ(nL))的部件(20’)，使在另一个波导(11)中所形成的光程(nL)的变化量(Δ(nL))小于在一个波导(11)中形成的光程(nL)的变化量(Δ(nL))。
2．根据权利要求1所述的装置，其特征在于，波导(11)的出口端(112)是以较小空间距离(Λ)并排布置的，从该出口端(112)输出耦合的光波彼此相干叠加。
3．根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，至少设置两个光程(nL)彼此不同的波导(11)。
4．根据上述权利要求之一所述的装置，其特征在于，-至少三个光波导(11)，每一个光波导具有一个用于将光波输入耦合到波导(11)中的入口端(111)，用于将引入波导(11)中的光波进行输出耦合的出口端(112)，和两端(111、112)之间具有固定的光程(nL)，-用于形成这种波导(11)光程(nL)变化量(Δ(nL))的部件(20’)，所形成的光程(nL)变化量(Δ(nL))沿方向(r)从一个波导(11)到另一个波导(11)逐渐加大，和-用于形成这种波导(11)光程(nL)变化量(Δ(nL))的部件(20’)，所形成的光程(nL)变化量(Δ(nL))沿方向(r)从一个波导(11)到另一个波导(11)逐渐减小。
5．根据权利要求3和4所述的装置，其特征在于，波导(11)是这样设置的，即，使其光程(nL)沿方向(r)从一个波导(11)到另一个波导(11)逐渐加大。
6．根据上述权利要求之一所述的装置，其特征在于，-每个波导(11)由热光材料制成，-用于形成沿方向(r)加大的波导(11)之光程(nL)变化量(Δ(nL))的部件(20)由至少一个用于对热光材料进行加热的电极(21)构成，电极对每个波导(11)的光程沿方向(r)从一个波导(11)到另一个波导(11)逐渐加大的部分进行加热，和-用于形成沿方向(r)逐渐减小的波导(11)之光程(nL)变化量(Δ(nL))的部件(20’)由至少一个用于对热光材料进行加热的电极(21’)构成，电极对波导(11)的光程(nL)沿方向(r)从一个光导(11)到另一个光导(11)逐渐减小的部分进行加热。
7．根据权利要求6所述的装置，其特征在于，用于形成沿方向(r)逐渐加大的波导(11)光程(nL)变化量(Δ(nL))的部件(20)的电极(21)限于平面部分覆盖波导(11)的区域(22)上，该区域具有沿方向(r)逐渐加大的宽度(b)而且电极(21)实际上盖住所述区域。
8．根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，用于形成沿方向(r)逐渐减小的波导(11)光程(nL)变化量(Δ(nL))的部件(20’)的电极(21’)限于平面部分覆盖波导(11)的区域(22’)上，该区域具有沿方向(r)逐渐减小的宽度(b’)而且电极(21’)实际上盖住所述区域。
9．根据权利要求7或8所述的装置，其特征在于，电极(21,21’)蜿蜒地覆盖平面区域(22,22’)。
10．根据权利要求6-9之一所述的装置，其特征在于，-在光学层(3)中构成波导(11)，光学层(3)由具有确定导热率(λW1)的材料构成，该光学层设置在衬底(4)的上表面部分(40)上，衬底(4)由导热率(λW2)比光学材料层(3)大的材料制成，和-在衬底(4)中设有用于限定层(3)和由此构成的隔离部件(41)，在衬底(4)中位于电极(21,21’)之下的区域(42)被衬底(4)的其余部分热隔离。
11．根据权利要求10所述的装置，其特征在于，隔离部件(41)具有一个在衬底(4)中形成的凹槽(410)，凹槽(410)沿方向(r2)与衬底(4)的上表面部分(40)垂直并贯穿整个衬底(4)延伸，且与层(3)相接。
12．根据权利要求10或11所述的装置，其特征在于，光学层(3)由玻璃制成。
13．根据权利要求10-12之一所述的装置，其特征在于，衬底(4)由硅制成。
14．根据权利要求1-5之一所述的装置，其特征在于，-每个波导(11)由折射率为n0的材料制成，其通过用光对材料进行照射来改变确定的光波长λ0，-用于形成沿方向r加大的波导(11)之光程(nL)变化量(Δ(nL))的部件具有覆盖波导(11)的曝光掩膜(50)，在掩膜上形成开口(51)，该开口可露出每个波导(11)之光程(nL)沿方向r从一个波导(11)到另一个波导(11)加大的部分(nL1)以便用确定波长(λ0)的光进行曝光，和-用于沿方向r形成逐渐减小的波导11之光程nL变化量Δ(nL)的部件设有一个覆盖波导(11)曝光掩膜(50’)，在该掩膜中形成开口(51’)，所述开口露出了每个波导(11)的光程(nL)沿方向(r)从一个波导(11)到另一个波导(11)逐渐减小的部分(nL1’)以便用确定波长(λ0)的光进行曝光。
15．光学装置，包括至少两个光波导(11)，每一个光波导具有一个用于将光波输入耦合到波导(11)中的入口端(111)，用于将引入波导(11)中的光波进行输出耦合的出口端(112)，和两端(111、112)之间具有固定的光程(nL)，其特征在于，至少一个波导(11)具有因用确定光波长(λ0)的光照射波导(11)而改变的光敏折射率(n1)。
16．根据权利要求15所述的装置，其特征在于，-在每个波导(11)之光程(nL)的一部分(nL1)上具有用确定光波长(λ0)的光照射而相对于该波导(11)的不变的折射率(n0)在某一方向发生变化的折射率(n1)，和-每个波导(11)的光程(nL)中发生变化部分(nL1)的折射率(n1)沿方向(r)从一个波导(11)到另一个波导(11)逐渐加大。
17．根据权利要求16所述的装置，其特征在于，-在每个波导(11)之光程(nL)中与上述部(nL1)不同的另一部分(nL’)上具有因用确定光波长(λ0)的光照射而相对于该波导(11)的不变的折射率(n0)在某一方向发生变化的折射率(n1’)，和-每个波导(11)的光程(nL)中发生变化的另一部分(nL1’)的折射率(n1’)沿方向(r)从一个波导(11)到另一个波导(11)逐渐减小。
18．根据权利要求15-17之一所述的装置，其特征在于，具有一个保护部件(6)，其用于保护每个波导(11)的不变折射率和变化折射率(n0、n1、n1’)不受能使波导(11)的不变和变化折射率(n0、n1、n1’)发生变化的光照影响。
全文摘要
由带有从一个波导到另一个波导逐渐加大的光程(nL)的多个光波导构成的相阵列和用于形成使波导的光程具有增大的光程变化量(△(nL))的装置(20),其沿某一方向形成波长偏移。根据本发明,设有一个用于形成随着波导光程的增加而减小光程变化量(△(nL))的部件(20’),由此可在彼此相反的方向上产生波长偏移。
文档编号G02F1/29GK1216828SQ98122829
公开日1999年5月19日 申请日期1998年10月31日 优先权日1997年10月31日
发明者J·迪克勒格, R·梅尔兹 申请人:西门子公司