发明名称 电场可控制之光束导向结构
摘要 一种新的能量互相作用之装置,尤指光学能量传送装置及能量导引装置,使用一能量场,尤其一电场,施加到一极性结构,以便控制在一固态材料内之能量传送。该极性结构可在薄膜或块状结构内形成光栅,而可与波导结构互相结合,以便导引能量射束,诸如光束或声束。被施加到该极性结构,诸如电子激动式光栅之电场控制着光学能量之路径。这些光学装置包含可选择频率、可切换及可调谐之反射器、裂光器、方向耦合器、频率可调谐开关、及有效射束混合器、及极化射束混合器、调幅及调频调变器、模式选择器、能量传送装置、光学资料读取器、面板显示装置、及波导/反射器开关阵列,但该些光学装置并不限于此。于一光栅中之可变的反射性及可调整之调谐性,可藉由一极性结构在一可调电场的影响下而获得,因而在该固态材料中产生一可调整之传送速度之一空间梯度。
申请公布号 TW390965 申请公布日期 2000.05.21
申请号 TW084110239 申请日期 1995.09.30
申请人 简法尔公司 发明人 大卫A.G.狄肯;迈可J.布林克曼;威廉K.毕斯凯尔;西蒙J.费尔得
分类号 G02B6/00 主分类号 G02B6/00
代理机构 代理人 林镒珠 台北巿长安东路二段一一二号九楼
主权项 1.一种光束导向元件,其系包含:一固态材料用来传输光学能量;至少一第一电导材料形成一第一电极,该第一电极面对该固态材料;一输入波导段沿着该固态材料之一平面而横过该固态材料;多个输出波导段沿着该平面而横过该固态材料,该些输出波导段至少其中之一在第一交接处区域横向于该输入波导段;及一电控光学能量再导向器被安置在该第一交接处区域,该电控光学能量再导向器在经过由该第一电极而选择性地施加一电场于其上时,即可操作式地将光学能量由该输入波导段反射到该些输出波导段。2.一种利用至少一个如申请专利范围第1项之元件以提供至少一第二交接区域之光束导向结构,其更包含:一分布波导邻接该些元件至少其中之一的输入波导段能量导向器被安置在该第二交接区域以便将光学能量再导向到该输入波导段。3.如申请专利范围第2项之结构,其包含多个该种第一电极,被选定之第一电极被安置于第一及第二交接处,以便控制光学能量之诸路径。4.如申请专利范围第3项之结构,其中多个该些第一电极被安置成行列式图案,而一共同行之诸第一电极被连接到一共用电导体,而该共用电导体又连接到一场产生装置。5.一种光束阵列结构,其系包含:一固态材料用来传送光学能量;一分布波导段沿着该固态材料之一平面而横过该固态材料;至少一输入波导段沿着该固态材料之一平面而横过该固态材料,而且每一输入波导段均与该分布波导段邻接于一交接区域;一固定的光学能量再导向器被安置在该交接区域,该固定的光学能量再导向器可操作来将该光学能量之一部分从该分布波导段反射到该输入波导段;及一光学调变器用于每一输入波导段,以便个别地调变该光学能量之该部分。6.一种光束耦合元件,其系包含:一固态材料用于传送光学能量;第一波导段沿着该固态材料之一平面并通过一切换区域而横过该固态材料;至少一第二波导段沿着该平面而横过该固态材料,该第二波导段横向于该第一波导段;及一外部可激励式光学能量再导向器被安置于一交接区域,该光学能量再导向器于选择性地施加一外部控制场时即耦合光学能量介于该第一波导段与该第二波导段之间;一中间区域介于该交接区域及该第二波导段之间,该中间区域可反应于该外加控制场之存在而定义一耦合波导段介于在该交接区域中之第一波导段的边界与该第二波导段之间,该耦合波导段具有一中央轴向横向于该第一波导段,以便当施加该外部控制场时可用来加强介于该第一波导段与该第二波导段之间的耦合。7.如申请专利范围第6项之元件,其中在该外部控制场的一种状态时,介于第一波导段与第二波导段之间的该光学能量再导向器中具有最小的光学能量损失。8.一种光束混合器,其系包含:一固态材料用于传送光学能量;多个输入波导横过该固态材料以便传送多个光束;一交接区域,其中该些输入波导彼此近接;在该交接区域之每一波导中,一光束再导向器将横向于该些输入波导之诸光束的每一选定部分再导向一共同目标;及一输出波导被连接成可接收来自该共同目标之诸输出光束。9.如申请专利范围第8项之光束混合器,其中该些光束再导向器至少其中之一藉由一外加场而被电气式地控制。10.如申请专利范围第8项之光束混合器,其更包含一光学集中元件位于该共同目标,以便接收该些选定之光束部分。图式简单说明:第一图系根据习技之具有交叉指状电极之调变器。第二图系根据本发明之用以与大光束作用切换光栅的一般实施例。第三图系使用切换光栅的波导之后向反射器的实施例。第四图系后向反射装置之电极结构实施例,其中三个电极设在晶体之同一面。第五图系相同装置之电极结构实施例,其中两电极系设在晶体之同一面。第六图系该装置之电极结构实施例,其中有锥状分隔之三个电极系设在晶体之同一面。第七图系极性交叉波导耦合器之T形结构实施例。第八图系极性交叉波导耦合器之X形结构实施例。第九图系极性交叉波导耦合器之实施例图,其输出端系在波导平面之外。第十图系一平行波导极性方向耦合器之实施例。第十一图系一X形交叉波导耦合器之俯视概略图,其中显示另一种输出和输入模式分布。第十二图系一X形交叉波导耦合器之实施例,其具锥状耦合区且被一锥状电极间隙激励。第十三图系一X形交叉波导耦合器之实施例,其具有一般化耦合区和电极型式。第十四图系一可调频极性光电后向反射器之大体积光学实施例。第十五图系一可调频极性光电后向反射器之波导实施例。第十六图系一可调频极性光电后向反射器之大体积光学实施例,其具有光电包覆和极性光栅和包覆之独立激励。第十七图系一多频极性光电后向反射之波导实施例。第十八图系一相移极性光栅。第十九图系一多周期光栅反射器之实施例。第二十图系具有多周期和不同自由光谱范围之两装置的频率响应曲线。第二十一图系一双光栅可调谐反射器实施例。第二十二图系由具有可调光路径长度之双光栅所组成之积体干涉仪概示图。第二十三图系一具有移相器之双光栅可切换Y接面之实施例。第二十四图系一极性波导模式转换器之实施例。第二十五图系一使用波导模式转换器之波导导向器实施例。第二十六图系一可切换平行波导谐振器实施例。第二十七图系一三臂式波导干涉仪实施例。第二十八图系一环形波导干涉仪实施例。第二十九图A系具有可控制极性中间结构之调变器/衰减器之实施例。第二十九图B系一可调式透镜结构之实施例。第三十图系具有切换极性波导柱之极性全内部反射(TIR)波导开关之实施例。第三十一图系一双TIR波导开关实施例。第三十二图系具有切换无极性波导柱之TIR电切换光束导向器之实施例。第三十三图系不设有TIR之双位置极性波导导向器之实施例。第三十四图系具有50%开关封装密度之一阵列极性TIR开关的实施例。第三十五图系具有100%开关封装密度之一阵列极性TIR开关的实施例。第三十六图系具有永久调谐镜及不对称损失交叉区域之用于高密度封装结构之一双波导结构之实施例。第三十七图系一具有TIR开关之切换波导阵列之实施例。第三十八图系一具有光栅开关之切换波导阵列之实施例。第三十九图A系一具有系统控制线之mm通讯开关阵列之实施例。第三十九图B系一具有WDM能力之33开关阵列之实施例。第四十图系具有像素单元之二维开关阵列之实施例。第四十一图系具有像素单元耦合到资料轨道之一维开关阵列之实施例。第四十二图系利用可选择光栅反射器段及一检出器阵列之可切换频谱分析仪之一实施例。第四十三图系一极性多层声干涉结构。第四十四图系一极性声音换能器。第四十五图系多频光波调谐相干检出器之实施例。第四十六图系使用一单极区之低损失可切换波导裂光器之实施例。第四十七图系使用多极区之低损失可切换波导裂光器之实施例。第四十八图显示用于13波导裂光器之主要设计元件。第四十九图系一多层堆叠之主动波导装置,其中有一可调相位之阵列调变器。第五十图系习用之可调波导衰减器之实施例。第五十一图系多极性段可调波导衰减器。第五十二图系利用一扩大角度之极性光栅之具有扩大带宽之一结构的实施例。第五十三图系利用一弯曲波导而具有扩大带宽之一结构的实施例。第五十四图系一电气控制之极性透镜的实施例。
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