DE19756296A1 - Integrated transmitter-receiver circuit for an optical duplex system - Google Patents
Integrated transmitter-receiver circuit for an optical duplex systemInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine integrierte Sender- Empfänger-Schaltung (Transceiver), die in. Form zweier komplementärer Typen für ein optisches Duplexsystem mit zwei in entgegengesetzten Richtungen über eine Lichtleitfaser zu übertragenden Lichtwellen mit unterschiedlichen Betriebswellenlängen (λ1 < λ2) vorgesehen ist und deren Sendelaser und Photodetektoren auf der Basis von III-V-Materialien mit unterschiedlichen Transmissions- bzw. Absorptionseigenschaften bezüglich der beiden Betriebswellenlängen aufgebaut sind, wobei derjenige komplementäre Typ, der auf der Betriebswellenlänge λ1 sendet und auf der Betriebswellenlänge λ2 empfängt, eine in Reihe mit dem Photodetektor vorgeschaltete Absorbersektion enthält.The invention relates to an integrated transmitter-receiver circuit (transceiver), which is provided in the form of two complementary types for an optical duplex system with two light waves to be transmitted in opposite directions via an optical fiber with different operating wavelengths (λ 1 <λ 2 ) and whose transmission lasers and photodetectors are constructed on the basis of III-V materials with different transmission or absorption properties with respect to the two operating wavelengths, the complementary type that transmits on the operating wavelength λ 1 and receives on the operating wavelength λ 2 , one in Contains series with the photodetector absorber section.
Derartige Anordnungen zweier komplementärer Typen sind in US-PS 5,031,188 und US-PS 5,144, 637 beschrieben. Dabei handelt es sich um Schaltungsaufbauten, bei denen der Laser und der Photodetektor auf einem Wellenleiterpfad in Reihe angeordnet sind. Bei der Reihenschaltung gemäß US-PS 5,031,188 ist λSende < λEmpfang, d. h., die empfangene Lichtwelle muß auf dem Weg zum Photodetektor den Laser passieren. Zwischen Laser und Photodetektor ist eine Absorbersektion vorgesehen, um den Leistungspegel des Lasers im Photodetektor zu reduzieren. In dieser Sektion wird die von dem Laser ausgesandte Wellenlänge nahezu absorbiert; für die einfallende, von dem Photodetektor zu erfassende Wellenlänge ist die Absorbersektion jedoch durchlässig. Durch die Reihenschaltung trifft nun die "volle" Laserleistung auf den Photodetektor. Der komplementäre Typ des in US-PS 5,031,188 dargestellten Transceivers ist in US-PS 5,144, 637 beschrieben. Bei dieser in-line Sender-Empfänger-Anordnung, bei der λSende < λEmpfang ist, tritt die Lichtwelle aus der Lichtleitfaser empfängerseitig in den Wellenleiter ein und beaufschlagt den Photodetektor. Die relativ hohe Sendeleistung des Lasers wird über den Wellenleiter und ebenfalls in Reihe angeordneten Photodetektor in die Lichtleitfaser eingekoppelt. Die kleine Restempfindlichkeit des Photodetektors für das Sendesignal kann aber wegen des hohen Sendepegels die Empfangsfunktion stören.Such arrangements of two complementary types are described in US Pat. Nos. 5,031,188 and 5,144,637. These are circuit structures in which the laser and the photodetector are arranged in series on a waveguide path. In the series connection according to US Pat. No. 5,031,188, λ send <λ receive , ie the received light wave must pass the laser on the way to the photodetector. An absorber section is provided between the laser and the photodetector in order to reduce the power level of the laser in the photodetector. In this section, the wavelength emitted by the laser is almost absorbed; however, the absorber section is transparent to the incident wavelength to be detected by the photodetector. Due to the series connection, the "full" laser power hits the photodetector. The complementary type of the transceiver shown in U.S. Patent 5,031,188 is described in U.S. Patent 5,144,637. In this in-line transmitter-receiver arrangement, in which λ send <λ reception , the light wave from the optical fiber enters the waveguide on the receiver side and acts on the photodetector. The relatively high transmission power of the laser is coupled into the optical fiber via the waveguide and also a photodetector arranged in series. However, the small residual sensitivity of the photodetector to the transmission signal can interfere with the reception function due to the high transmission level.
Auch wenn das Material des Lasers für die Wellenlänge der empfangenen Lichtwelle nahezu transparent ist, wird diese Transparenz doch durch den das Modulationssignal erzeugenden Injektionsstrom des Lasers beeinflußt. Daher müssen bei solchen Sender-Empfänger-Anordnungen aufwendige Gegenmaßnahmen gegen eine solche Beeinflussung in Form von Gegentaktmodulation und externen Differenzverstärkern zur Verbesserung der Übersprechdämpfung getroffen werden. Trotzdem bleibt die Übersprechdämpfung für den praktischen Einsatz zu groß.Even if the material of the laser for the wavelength of the received Light wave is almost transparent, this transparency is nevertheless through the influences the injection current of the laser generating the modulation signal. Therefore, such transceiver arrangements have to be complex Countermeasures against such interference in the form of Push-pull modulation and external differential amplifiers for improvement crosstalk attenuation. Nevertheless, it remains Crosstalk attenuation too great for practical use.
Die DE-A 195 48 547 beschreibt eine integrierte Sender-Empfänger- Anordnung, bei welcher die von einem Laser ausgesandte Lichtwelle eine andere Wellenlänge besitzt als die Lichtwelle, die über eine Faser auf die Sender-Empfänger-Anordnung übertragen und von einem Photodetektor empfangen wird. Auch hier besteht das Problem, Störlicht zu vermindern, das von dem Laser auf den Photodetektor gelangt. Das wird nach dem erwähnten Stand der Technik durch selektiv hoch-reflektierende Bragg-Gitter erreicht. Weiterhin erhält die Sender-Empfänger-Anordnung zur Unterdrückung von Streulicht lichtabsorbierende Mittel außerhalb der die Lichtwelle führenden Wellenleiter. Mit dieser Anordnung läßt sich das Übersprechen vom Laser auf den Photodetektor auf weniger als -30 dB vermindern, was aber in der Praxis in vielen Fällen nicht ausreichend ist. Außerdem ist die räumliche Ausdehnung relativ groß, wodurch die Herstellung nicht kostengünstig erfolgen kann.DE-A 195 48 547 describes an integrated transceiver Arrangement in which the light wave emitted by a laser has a different wavelength than the light wave that passes through a fiber on the Transmitter-receiver arrangement transmitted and from a photodetector Will be received. Here too there is the problem of reducing stray light from the laser to the photodetector. That will be after the mentioned State of the art achieved by selectively highly reflective Bragg gratings. Furthermore, the transmitter-receiver arrangement for the suppression of Scattered light-absorbing means outside of the light wave leading Waveguide. With this arrangement, the crosstalk from the laser can reduce the photodetector to less than -30 dB, but in practice is not sufficient in many cases. In addition, the spatial Expansion relatively large, which makes the production not inexpensive can be done.
In einem die gleiche Sender-Empfänger-Anordnung wie DE-A 195 48 547 betreffenden Aufsatz von Heidrich et al. "Bi-Directional Photonic Integrated Transceivers for Optical Communication Systems" in SPIE Proc. Series, Vol. 2953, Broadband Strategies and Technologies for Wide Area and Local Access Networks, Oct. 1996, Berlin/D, pp. 149-156, 1996 ist erwähnt, daß zusätzlich zu den als Filter dienenden Bragg-Gittern eine Wellenleiterschicht, z. B. aus GaInAsP, vor dem Photodetektor vorgesehen ist, welche einen Bandabstand äquivalent einer Wellenlänge von 1,4 µm besitzt und Restlicht der von dem Laser ausgesandten Wellenlänge 1,3 µm absorbiert, aber für das empfangene Signal bei einer Wellenlänge von 1,5 µm durchlässig ist. Auch diese Transceiver-Anordnung besitzt eine relativ große räumlich Ausdehnung.In one the same transmitter-receiver arrangement as DE-A 195 48 547 relevant article by Heidrich et al. "Bi-Directional Photonic Integrated Transceivers for Optical Communication Systems "in SPIE Proc. Series, Vol. 2953, Broadband Strategies and Technologies for Wide Area and Local Access Networks, Oct. 1996, Berlin / D, pp. 149-156, 1996 mentions that in addition to the Bragg gratings that act as filters, a waveguide layer, e.g. B. from GaInAsP, is provided in front of the photodetector, which one Bandgap equivalent to a wavelength of 1.4 µm and has residual light the wavelength emitted by the laser absorbs 1.3 µm, but for the received signal is transparent at a wavelength of 1.5 µm. This transceiver arrangement also has a relatively large spatial area Expansion.
Dem Stand der Technik nach ist keine Schaltung bekannt, die sowohl ein geringes Übersprechen und große Bitraten bei hoher Empfindlichkeit des Photodetektors als auch geringe räumliche Abmessungen des Bauelemente- Chips ermöglicht.According to the prior art, no circuit is known that both a low crosstalk and high bit rates with high sensitivity of the Photodetector and small spatial dimensions of the component Allows chips.
Deshalb ist es Aufgabe der Erfindung, eine Sender-Empfänger-Schaltung anzugeben, die die genannten Anforderungen gleichzeitig erfüllt.It is therefore an object of the invention to provide a transmitter-receiver circuit to be specified, which simultaneously meets the requirements mentioned.
Die Aufgabe wird durch eine integrierte Sender-Empfänger-Schaltung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß erfindungsgemäß die Transceiver eine wellenlängenunabhängige optische Weiche in Form einer aus Wellenleiterpfaden gebildeten Y-Struktur aufweisen, wobei der erste Pfad der Weiche als Verbindungswellenleiter zwischen der Lichtleitfaser und den beiden anderen Pfaden ausgebildet ist, der zweite Pfad zu dem Sendelaser führt, der jeweils dem komplementären Typ entsprechend auf die zugehörige Betriebswellenlänge ausgelegt ist, und der dritte Pfad zu einer Photodetektoranordnung mit zwei optisch in Reihe liegenden, jeweils auf eine der beiden Betriebswellenlängen ausgelegten und elektrisch voneinander unabhängige Photodetektorsektionen führt, von denen die für die kleinere Betriebswellenlänge ausgebildete Photodetektorsektion zwischen der Weiche und der für die größere Betriebswellenlänge ausgebildeten Photodetektorsektion angeordnet ist.The task is carried out by an integrated transmitter-receiver circuit initially mentioned type in that according to the invention the Transceiver a wavelength-independent optical switch in the form of a have Y structure formed from waveguide paths, the first path the switch as a connecting waveguide between the optical fiber and the the other two paths is formed, the second path to the transmission laser leads, each corresponding to the complementary type on the associated Operating wavelength is designed, and the third path to one Photodetector arrangement with two optically in series, each on one of the two operating wavelengths and designed electrically from each other leads independent photodetector sections, of which those for the smaller Operating wavelength trained photodetector section between the switch and that designed for the longer operating wavelength Photodetector section is arranged.
Die erfindungsgemäße Sender-Empfänger-Schaltung, die eine einfache, wellenlängenunabhängige, kompakte Y-Struktur aufweist, ermöglicht bei kleiner räumlicher Ausdehnung einen solchen Aufbau des jeweils komplementärer Typs, der sich nur im Sendeteil unterscheidet. Dagegen können die Empfangsteile in beiden komplementären Typen ihrem Aufbau nach identisch sein. Die gewünschte Funktion, nämlich bei einer der beiden Betriebswellenlängen zu empfangen, wird dadurch erreicht, daß jeweils die Photodetektorsektion angesteuert ist, die für die zu empfangende Wellenlänge ausgebildet ist. The transmitter-receiver circuit according to the invention, which is a simple, has a wavelength-independent, compact Y structure, enables at small spatial extent such a structure of each complementary type, which differs only in the broadcast part. On the other hand the receiving parts can be constructed in both complementary types after be identical. The desired function, namely one of the two Receiving operating wavelengths is achieved in that the Photodetector section is controlled for that to be received Wavelength is formed.
Um je nach Anwendungszweck die Leistungsbilanz optimal anzupassen und die Empfindlichkeit der Photodetektoranordnung zu erhöhen, ist die optische Weiche in Y-Struktur mit einer symmetrischen oder asymmetrischen Leistungsteilung/-vereinigung bezüglich des 2. und 3. Wellenleiterpfades ausgebildet.In order to optimally adapt the current account and depending on the application to increase the sensitivity of the photodetector arrangement is the optical one Crossover in Y structure with a symmetrical or asymmetrical Power sharing / unification regarding the 2nd and 3rd waveguide path educated.
Aufgrund der Y-Struktur der erfindungsgemäßen Schaltung mit dem jeweils parallel zueinander an der Y-Struktur angeordneten Sende- und Empfangsteil wird nur der äußerst geringe von der entspiegelten Chipkante reflektierte und an der Y-Weiche nochmals um 50% reduzierte Anteil des Laserlichts als Störsignal zum Photodetektor geleitet.Due to the Y structure of the circuit according to the invention with the Transmitting and receiving part arranged parallel to one another on the Y structure only the extremely small one is reflected by the anti-reflective chip edge and at the Y-turnout the laser light is reduced by 50% Interference signal passed to the photodetector.
In Ausführungsformen der Erfindung ist vorgesehen, je nach Verwendungszweck die Photodetektoranordnung derart zu gestalten, daß zum einen die Photodetektoranordnung einen auf die größere Betriebswellenlänge optimierten Photodetektor und eine diesem Photodetektor vorgeschaltete, auf die niedrigere Wellenlänge optimierte Absorbersektion bzw. zum anderen die Photodetektoranordnung einen auf die kleinere Betriebswellenlänge optimierten Photodetektor aufweist. Diese Ausführungsformen der Erfindung gestatten bei Notwendigkeit die Erhöhung der Empfindlichkeit des für die zu empfangende Betriebswellenlänge ausgelegten Photodetektors. In der letztgenannten Ausführungsform können die zwischen Substrat und Kontaktschicht angeordneten Schichtfolgen auch auf eine solche laterale Ausdehnung erweitert werden, die der der erstgenannten Ausführungsform entspricht, um so den Herstellungsprozeß bei gleicher Ausdehnung für die Photodetektoranordnungen effektiv bezüglich der Maskierung zu gestalten.In embodiments of the invention, depending on Purpose to design the photodetector arrangement such that on the one hand the photodetector arrangement one on the larger one Operating wavelength optimized photodetector and one Upstream photodetector, optimized for the lower wavelength Absorber section or the photodetector arrangement on the other the smaller operating wavelength has optimized photodetector. This Embodiments of the invention allow the increase if necessary the sensitivity of the operating wavelength to be received designed photodetector. In the latter embodiment, can the layer sequences arranged between the substrate and the contact layer also to be extended to such a lateral extent that that of the the first-mentioned embodiment corresponds to the manufacturing process effective for the same extent for the photodetector arrangements in terms of masking.
Die für die Realisierung der Photodetektorfunktion notwendigen Schichten werden in einem epitaktischen Wachstumsschritt mit der entsprechenden Wellenleiterschichtenfolge aufgebracht.The layers necessary for the realization of the photodetector function in an epitaxial growth step with the corresponding Sequence of waveguides applied.
Weitere Einzelheiten der Erfindung und ihrer vorteilhaften Ausführungsformen werden im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Figuren näher erläutert. Further details of the invention and its advantageous Embodiments are related to the following Description of the figures explained in more detail.
Dabei zeigen:Show:
Fig. 1 den schematischen Aufbau eines Ausführungsbeispiels, aufweisend eine aus zwei Photodetektorsektionen bestehende Photodetektoranordnung auf einem Wellenleiterpfad und einen Sendelaser auf einem anderen Wellenleiterpfad, für λT1 < λR2; Fig. 1 shows the schematic construction of an embodiment comprising a two photodetector sections photodetector array on a waveguide path and a laser transmitter on another waveguide path for λ T1 <λ R2;
Fig. 2 den schematischen Aufbau des gleichen Ausführungsbeispiels, nunmehr für λR1 < λT2; Fig. 2 T2 the schematic structure of the same embodiment, now for λ R1 <λ;
Fig. 3 den Schichtaufbau einer aus zwei Photodetektorsektionen bestehenden Photodetektoranordnung; Fig. 3 shows the layer structure of a two photodetector sections photodetector array;
Fig. 4 den Schichtaufbau einer Photodetektoranordnung, aufweisend einen auf die größere Betriebswellenlänge optimierten Photodetektor und eine diesem Photodetektor vorgeschaltete auf die niedrigere Wellenlänge, optimierte Absorbersektion; Fig. 4 shows the layer structure of a photodetector array, comprising an optimized to the larger operating wavelength photodetector and a photodetector this upstream to the lower wavelength, optimized absorber section;
Fig. 5 den Schichtaufbau einer Photodetektoranordnung, aufweisend einen auf die kleinere Betriebswellenlänge optimierten Photodetektor Fig. 5 shows the layer structure of a photodetector array, comprising an optimized to the smaller operating wavelength photodetector
Fig. 6 den schematischen Aufbau einer erfindungsgemäßen Sender- Empfänger-Schaltung mit getapertem Verbindungswellenleiter und einer Photodetektoranordnung gemäß Fig. 4; Fig. 6 shows the schematic construction of a transmitter-receiver circuit according to the invention with getapertem connection waveguide and a photodetector arrangement in accordance with Fig. 4;
Fig. 7 eine schematische Darstellung eines optischen, bidirektionalen "Full Service Access Network (FSAN)" mit Verteilerfunktion bis zu 1 : 32 und komplementären Transceivern; Fig. 7 is a schematic representation of an optical bi-directional "Full Service Access Network (FSAN)" with distribution function up to 1: 32, and complementary transceivers;
Fig. 8 eine schematische Darstellung einer optischen, bidirektionalen Punkt zu-Punkt-Verbindung mit komplementären Transceivern. Fig. 8 is a schematic representation of an optical, bidirectional point-to-point connection with complementary transceivers.
In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Sender-Empfänger-Schaltung für λSende < λEmpfang, dargestellt, bei der der erste Wellenleiterpfad der Y-förmigen Weiche als Verbindungswellenleiter zwischen Lichtleitfaser und den beiden anderen Pfaden ausgebildet ist. Der zweite Pfad führt zu einem Sendelaser L1, der auf der Wellenlänge λT1 (1,3 µm) Lichtwellen aussendet, die im komplementären - hier nicht dargestellten - Transceiver empfangen werden sollen. In der in Fig. 1 dargestellten Photodetektoranordnung, die auf dem dritten Wellenleiterpfad geführt ist und aus zwei optisch in Reihe liegenden Photodetektorsektionen besteht, ist die für die kleinere Betriebswellenlänge ausgebildete Photodetektorsektion PD1 zwischen der Weiche und der für die größere Betriebswellenlänge ausgebildeten Photodetektorsektion PD2 angeordnet. Sollen nun die vom Sendelaser des komplementären Transceivers gesendeten Lichtwellen mit der größeren Betriebswellenlänge empfangen werden, ist die Photodetektorsektion PD2 angesteuert und empfängt auf der Wellenlänge λR2; die Photodetektorsektion PD1 ist nicht angesteuert und wirkt dann wie eine Absorbersektion für Lichtwellen mit der kleineren Betriebswellenlänge. Für die zu empfangende (größere) Betriebswellenlänge ist die Absorbersektion durchlässig.In Fig. 1, a transmitter-receiver circuit according to the invention is for transmitting λ <λ reception, shown, in which the first waveguide path of the Y-shaped switch is designed as a connection waveguide between the optical fiber and the other two paths. The second path leads to a transmission laser L 1 , which emits light waves on the wavelength λ T1 (1.3 μm), which are to be received in the complementary transceiver (not shown here). In the photodetector arrangement shown in FIG. 1, which is guided on the third waveguide path and consists of two optically arranged photodetector sections, the photodetector section PD 1 designed for the smaller operating wavelength is arranged between the switch and the photodetector section PD 2 designed for the longer operating wavelength . If the light waves transmitted by the transmitter laser of the complementary transceiver are to be received with the longer operating wavelength, the photodetector section PD 2 is activated and receives on the wavelength λ R2 ; the photodetector section PD 1 is not activated and then acts as an absorber section for light waves with the smaller operating wavelength. The absorber section is transparent to the (longer) operating wavelength to be received.
In Fig. 2 ist der zu Fig. 1 komplementäre erfindungsgemäße Transceiver λSende < λEmpfang, dargestellt. Dieser Transceiver führt nun auf seinem zweiten Pfad den Sendelaser L2, der Lichtwellen mit der Wellenlänge λT2 aussendet. In der Photodetektoranordnung ist für diesen Fall die Photodetektorsektion PD1 angesteuert und empfängt die Lichtwellen mit der kleineren Wellenlänge λR1. FIG. 2 shows the transceiver λ send <λ receive that is complementary to FIG. 1. This transceiver now leads on its second path the transmission laser L 2 , which emits light waves with the wavelength λ T2 . In this case, the photodetector section PD 1 is activated in the photodetector arrangement and receives the light waves with the smaller wavelength λ R1 .
Die Fig. 3 zeigt den Schichtaufbau einer Photodetektoranordnung der erfindungsgemäßen Sender-Empfänger-Schaltung, bestehend aus den Photodetektorsektionen PD1 und PD2, wobei die Photodetektorsektion PD1 für die kleinere Betriebswellenlänge und die Photodetektorsektion PD2 für die größere Betriebswellenlänge ausgebildet ist. Auf einem Substrat 30 ist ein Schichtwellenleiter 31 und ein auf dem Schichtwellenleiter 31 gebildete Wellenleiterrippe 32 aufgebracht. Die Brechungsindizes des Schichtwellenleiters 31 und der Wellenleiterrippe 32 sind größer als der Brechungsindex des unter dem Wellenleiter liegenden Materials, um die Wellenführung zu garantieren. Auf Schichtwellenleiter 31 sind eine erste n⁺-dotierte Absorberschicht 33 und eine zweite undotierte Absorberschicht 34 mit gleichem Bandabstand wie Absorberschicht 33 angeordnet. Beide Absorberschichten 33, 34 sind aus Halbleitermaterialien gebildet, die größere Brechungsindizes als die Materialien von Schichtwellenleiter 31 und Wellenleiterrippe 32 besitzen. Der Bandabstand der Absorberschichten 33 und 34 sind kleiner als die Photonenenergie der Lichtwelle mit der kleineren Betriebswellenlänge und größer ist als die Photonenenergie der Lichtwelle mit der größeren Betriebswellenlänge. Für die Ausbildung der ersten Photodiodensektion PD1 wird nun in einem Teil der undotierten Absorberschicht 34 ein p⁺-Bereich 36 eindiffundiert und mit einer Metallkontaktschicht 37 versehen. Für die Ausbildung der zweiten Photodetektorsektion PD2 wird auf die verbleibende Fläche der Absorberschicht 34 eine weitere undotierte Absorberschicht 35 aufgebracht, in die ebenfalls ein p⁺-Bereich 38 eindiffundiert und die mit einer Metallkontaktschicht 39 versehen wird. Der Bandabstand der Absorberschicht 35 ist kleiner als die Photonenenergie der Lichtwelle mit der größeren Betriebswellenlänge. Schließlich ist auf die nicht von den Kontakten 37 und 39 bedeckten Schichten eine Passivierungsschicht aufgebracht. FIG. 3 shows the layer structure of a photodetector array of the transmitter-receiver circuit according to the invention, consisting of the photo detecting sections PD 1 and PD 2, wherein the photodetector section PD 1, the photo detecting section PD 2 is formed for the greater wavelength of operation for the smaller wavelength of operation and. A layer waveguide 31 and a waveguide rib 32 formed on the layer waveguide 31 are applied to a substrate 30 . The refractive indices of the layered waveguide 31 and the waveguide rib 32 are larger than the refractive index of the material lying under the waveguide in order to guarantee the waveguide. A first n⁺-doped absorber layer 33 and a second undoped absorber layer 34 with the same band gap as the absorber layer 33 are arranged on the layer waveguide 31 . Both absorber layers 33 , 34 are formed from semiconductor materials which have larger refractive indices than the materials of layer waveguide 31 and waveguide rib 32 . The bandgap of the absorber layers 33 and 34 are smaller than the photon energy of the light wave with the smaller operating wavelength and larger than the photon energy of the light wave with the longer operating wavelength. For the formation of the first photodiode section PD 1 , a p⁺ region 36 is now diffused into part of the undoped absorber layer 34 and provided with a metal contact layer 37 . For the formation of the second photodetector section PD 2 , a further undoped absorber layer 35 is applied to the remaining surface of the absorber layer 34 , into which a p⁺ region 38 also diffuses and which is provided with a metal contact layer 39 . The band gap of the absorber layer 35 is smaller than the photon energy of the light wave with the longer operating wavelength. Finally, a passivation layer is applied to the layers not covered by contacts 37 and 39 .
Ist nun die Photodetektorsektion PD2 über den Kontakt 39 und die gleichzeitig als n⁺-Kontaktschicht ausgebildete Absorberschicht 33 angesteuert, so wird das für diese Sektion als Störlicht wirkende Licht mit der kleineren Betriebswellenlänge λR1 in der nicht angesteuerten Sektion PD1 absorbiert, während diese Sektion für die größere Betriebswellenlänge λR2 durchlässig ist. Somit wird dieses Signal in der Photodetektorsektion PD2 detektiert (durchgezogene dicke Linie).If the photodetector section PD 2 is now controlled via the contact 39 and the absorber layer 33 , which is simultaneously formed as an n⁺ contact layer, the light which acts as a stray light for this section is absorbed with the smaller operating wavelength λ R1 in the uncontrolled section PD 1 , while this Section for the larger operating wavelength λ R2 is transparent. This signal is thus detected in the photodetector section PD 2 (solid thick line).
Soll das Signal mit der kleineren Betriebswellenlänge λR1 detektiert werden (gestrichelte dicke Linie), sind der Kontakt 37 und die als n⁺-Kontaktschicht ausgebildete Absorberschicht 33 anzusteuern. Lichtwellen mit der größeren Betriebswellenlänge λR2, deren Photonenenergie kleiner ist als der Bandabstand des Materials der Absorberschichten 33 und 34, gehen durch die Photodetektorsektion PD1 hindurch bis in den Bereich der nichtangesteuerten Photodetektorsektion PD2, ohne von der angesteuerten Photodetektorsektion PD1 detektiert zu werden. Zur weiteren Verbesserung der Übersprechdämpfung kann auf der der Sender-Empfänger-Schaltung abgewandten Seite des Substrats 30 eine Rückseiten-Absorberschicht 30.0 aufgebracht werden, die das dort auftretende Streulicht absorbiert.If the signal with the smaller operating wavelength λ R1 is to be detected (dashed thick line), the contact 37 and the absorber layer 33 designed as an n⁺ contact layer must be activated. Light waves with the longer operating wavelength λ R2 , the photon energy of which is smaller than the bandgap of the material of the absorber layers 33 and 34 , pass through the photodetector section PD 1 into the area of the non-activated photodetector section PD 2 , without being detected by the activated photodetector section PD 1 . To further improve the crosstalk attenuation, a rear-side absorber layer 30.0 can be applied on the side of the substrate 30 facing away from the transmitter-receiver circuit, which absorbs the scattered light occurring there.
In den folgenden Figuren sind die erfindungsgemäßen Ausführungsformen einer Photodetektoranordnung, aufweisend einen auf die größere Betriebswellenlänge optimierten Photodetektor und eine diesem Photodetektor vorgeschaltete, auf die niedrigere Wellenlänge optimierte Absorbersektion und aufweisend nur einen auf die kleinere Betriebswellenlänge optimierten Photodetektor, im Schichtaufbau dargestellt.The embodiments according to the invention are shown in the following figures a photodetector arrangement, comprising one on the larger one Operating wavelength optimized photodetector and one Upstream photodetector, optimized for the lower wavelength Absorber section and only one on the smaller one Operating wavelength optimized photodetector, shown in the layer structure.
So zeigt die Fig. 4 eine auf die größere Betriebswellenlänge optimierte Photodetektorsektion PD2 mit in Reihe vorgeschalteter Absorbersektion AS für die kleinere Betriebswellenlänge. Die bereits zu Fig. 3 beschriebene Schichtenfolge (Substrat 40, Rückseiten-Absorberschicht 40.0 Schichtwellen leiter 41, Rippenwellenleiter 42) ist auch in dieser Ausführung bis zur ersten, gleichzeitig als n⁺-Kontaktschicht ausgebildeten Absorberschicht 43 für 1,4 µm die gleiche. Auf die Absorberschicht 43 folgt in dieser Ausführungsform eine intrinsische Halbleiterschicht 44 eines quaternären Mischkristalls auf InP-Basis mit einem Bandabstand, entsprechend einer Vakuumwellenlänge von 1,6 µm, beispielsweise GaInAsP, oder eines ternären Mischkristalls auf InP-Basis mit einem Bandabstand, entsprechend einer Vakuumwellenlänge von 1,65 µm, beispielsweise GaInAs. Auf die Schicht 44, die eine Absorberschicht für das Nutzsignal der Photodetektorsektion PD2 ist, ist noch eine Deckschicht 45 (z. B. InP) gewachsen. In diese Deckschicht 45 ist ein p⁺-Bereich 48 eindiffundiert und mit einem Metallkontakt 49 versehen. Der Materialübergang von den Schichten 45 und 44 erleichtert hierbei die Einstellung der Diffusionstiefe des Bereichs 48. Eine Passivierungsschicht 46 schließt die beschriebene Schaltungsanordnung (natürlich mit Ausnahme des Metallkontaktes 49) nach oben hin ab. Die Wirkungsweise der beschriebenen Photodetektoranordnung ist die gleiche wie zu Fig. 3 beschrieben, wenn dort die Photodetektorsektion PD2 angesteuert ist.Thus, Fig. 4 shows an optimized to the greater operating wavelength photodetector section PD 2 with upstream in series absorber section AS for the smaller operating wavelength. The layer sequence already described for FIG. 3 (substrate 40 , rear side absorber layer 40.0 layer waveguide 41 , rib waveguide 42 ) is also the same in this embodiment up to the first absorber layer 43 , which is simultaneously formed as an n⁺-contact layer, for 1.4 μm. In this embodiment, the absorber layer 43 is followed by an intrinsic semiconductor layer 44 of a quaternary mixed crystal based on InP with a band gap, corresponding to a vacuum wavelength of 1.6 μm, for example GaInAsP, or a ternary mixed crystal based on InP with a band gap, corresponding to a vacuum wavelength of 1.65 µm, for example GaInAs. A cover layer 45 (eg InP) has also grown on the layer 44 , which is an absorber layer for the useful signal of the photodetector section PD 2 . A p-region 48 is diffused into this cover layer 45 and provided with a metal contact 49 . The material transfer from layers 45 and 44 in this case facilitates the setting of the diffusion depth of area 48 . A passivation layer 46 closes off the circuit arrangement described above (with the exception of the metal contact 49, of course ). The mode of operation of the described photodetector arrangement is the same as that described for FIG. 3 if the photodetector section PD 2 is activated there.
Für die in Fig. 5 dargestellte Schichtfolge einer auf die kleinere Betriebswellenlänge optimierten Photodetektorsektion PD1 ist die Wirkungsweise auch bereits zu Fig. 3 beschrieben, wenn dort die Photodetektorsektion PD1 angesteuert ist. Auf Substrat 50 mit Rückseiten- Absorberschicht 50.0, Schichtwellenleiter 51, Rippenwellenleiter 52, als n⁺-Kontaktschicht ausgebildete Absorberschicht 53 ist eine Absorberschicht 54 für das zu empfangende Nutzsignal λR1 = 1,3 µm (dicke gestrichelte Linie), aus einem intrinsischen Halbleitermaterial mit einem Bandabstand, entsprechend einer Vakuumwellenlänge von 1,4 µm aufgebracht. Auf die Schicht 54 ist - wie zu Fig. 4 beschrieben - eine Deckschicht 55, beispielsweise InP, aufgewachsen, in die ein p-Bereich 58 eindiffundiert und mit einem Metallkontakt 59 versehen ist. Wiederum ist eine Passivierungsschicht 56 - analog zu Fig. 4 - abschließend angeordnet.For the layer sequence shown in FIG. 5 of a photodetector section PD 1 optimized for the smaller operating wavelength, the mode of operation has already been described for FIG. 3 if the photodetector section PD 1 is activated there. On substrate 50 with rear-side absorber layer 50.0 , layer waveguide 51 , ribbed waveguide 52 , absorber layer 53 designed as an n⁺-contact layer is an absorber layer 54 for the useful signal to be received λ R1 = 1.3 μm (thick dashed line), made of an intrinsic semiconductor material a band gap, corresponding to a vacuum wavelength of 1.4 µm. As described in relation to FIG. 4, a cover layer 55 , for example InP, has grown onto the layer 54 , into which a p-region 58 has diffused and is provided with a metal contact 59 . Again, a passivation layer 56 - analogous to FIG. 4 - is finally arranged.
Die in Fig. 4 und 5 dargestellten Ausführungsformen mit optimierter Photodetektorsektion und optimierter Absorbersektion gewährleisten im Vergleich zu der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform eine Verbesserung der Empfindlichkeit des Detektors für den Empfang des Nutzsignals und eine optimale Absorption des Störsignals. The embodiments shown in FIGS. 4 and 5 with an optimized photodetector section and an optimized absorber section ensure, compared to the embodiment shown in FIG. 3, an improvement in the sensitivity of the detector for the reception of the useful signal and an optimal absorption of the interference signal.
Für die in Fig. 3 und 4 dargestellte Schichtenfolge ist das Material der kürzeren oberen Absorberschicht ein quaternärer oder ternärer Mischkristall auf InP-Basis mit einem Bandabstand entsprechend einer Vakuumwellenlänge von 1,6 µm (quaternär) oder 1,65 µm (ternär), beispielsweise ein GaInAsP-Mischkristall oder ein GaInAs-Mischkristall. Die untere durchgehende Absorberschicht in diesen Schichtfolgen ist aus einem quaternären Mischkristall auf InP-Basis mit einem Bandabstand entsprechend einer Vakuumwellenlänge von 1,4 µm gebildet. Auch die beiden unteren durchgehenden Absorberschichten der in Fig. 3 und 5 dargestellten Ausführungsbeispiele sind aus einem solchen Mischkristall mit dem genannten Bandabstand, beispielsweise GaInAsP, gebildet.For the layer sequence shown in FIGS. 3 and 4, the material of the shorter upper absorber layer is a quaternary or ternary mixed crystal based on InP with a band gap corresponding to a vacuum wavelength of 1.6 μm (quaternary) or 1.65 μm (ternary), for example a GaInAsP mixed crystal or a GaInAs mixed crystal. The lower continuous absorber layer in these layer sequences is formed from a quaternary mixed crystal based on InP with a band gap corresponding to a vacuum wavelength of 1.4 µm. The two lower continuous absorber layers of the exemplary embodiments shown in FIGS . 3 and 5 are also formed from such a mixed crystal with the band gap mentioned, for example GaInAsP.
Fig. 6 zeigt den schematischen Aufbau der gesamten Sender-Empfänger- Schaltung mit getapertem Verbindungswellenleiter in der Perspektive. Auf dem Schichtwellenleiter 61 ist der Rippenwellenleiter 62 als wellenlängenunabhängige optische Weiche aufgebracht und Y-förmig ausgebildet. Der erste Wellenleiterpfad 62.1 ist als Verbindungswellenleiter zur Lichtleitfaser taperförmig ausgebildet, um mittels optischer Feldanpassung eine geringe Koppeldämpfung durch adiabatische Feldtransformation zwischen Wellenleiterfeld und Lichtleiterfeld zu erreichen. Der zweite Wellenleiterpfad 62.2 führt den Sendelaser L1 und der dritte, 62.3, eine Photodetektoranordnung, bestehend aus einer Absorbersektion AS und einer Photodetektorsektion PD2 gemäß Fig. 4. Fig. 6 shows the schematic structure of the entire transmitter-receiver circuit with taped connection waveguide in perspective. The ribbed waveguide 62 is applied to the layer waveguide 61 as a wavelength-independent optical switch and is Y-shaped. The first waveguide path 62.1 is tapered as a connecting waveguide to the optical fiber, in order to achieve a low coupling attenuation by means of optical field adaptation through adiabatic field transformation between the waveguide field and the light guide field. The second waveguide path 62.2 guides the transmission laser L 1 and the third, 62.3 , a photodetector arrangement consisting of an absorber section AS and a photodetector section PD 2 according to FIG. 4.
Für die konkrete Ausgestaltung der Erfindung sollen noch folgende Ausführungsformen erwähnt werden.The following are intended for the specific embodiment of the invention Embodiments are mentioned.
Zur Vermeidung von Leckströmen wird der pn-Übergang in den Photodetektorsektionen durch eine flächenselektive p-Diffusion erzeugt. Dadurch ergibt sich an den Mesaflanken kein pn-Übergang im Halbleitermaterial der Absorberschicht mit dem geringen Bandabstand für das jeweilige Nutzsignal.To avoid leakage currents, the pn junction in the Photodetector sections created by area-selective p-diffusion. As a result, there is no pn transition in the mesa flanks Semiconductor material of the absorber layer with the small band gap for that respective useful signal.
Die Kontakte der Photodetektorsektion PD1 und PD2 sind nach oben geführt, wodurch eine Dotierung des Schichtwellenleiters und der Wellenleiterrippe nicht erforderlich ist. The contacts of the photodetector section PD 1 and PD 2 are led upwards, so that doping of the layer waveguide and the waveguide rib is not necessary.
Bei Verwendung eines semi-isolierenden Substrats werden die elektrischen Hochfrequenzeigenschaften der Photodetektorsektionen verbessert.When using a semi-insulating substrate, the electrical High frequency properties of the photodetector sections improved.
Um eine hohe Überkopplung vom Wellenleiter zur Störsignalabsorberschicht zu erreichen, ist die Absorbersektion multimodal ausgelegt.A high level of coupling from the waveguide to the interference signal absorber layer To achieve this, the absorber section is designed to be multimodal.
Es hat sich gezeigt, daß in der erfindungsgemäßen Sender-Empfänger- Schaltung mit einer einfachen, kompakten Y-Struktur bei einer Länge der Absorbersektion von 0,2 mm bereits eine Übersprechdämpfung für das Licht der Wellenlänge von 1,3 µm von 45 dB erzielbar ist, die durch zusätzliche Maßnahmen, beispielsweise durch Trennung von Sendelaser und Photodetektoranordnung mittels eines außerhalb der diese Bestandteile führenden Wellenleiterpfade angeordneten optischen Absorbers, weiter verbessert werden kann. Dieser optische Absorber unterdrückt das nicht in den Wellenleiterpfaden geführte Licht.It has been shown that in the transceiver according to the invention Circuit with a simple, compact Y structure at a length of Absorber section of 0.2 mm already crosstalk for the light the wavelength of 1.3 µm of 45 dB can be achieved by additional Measures, for example by separating the transmitter laser and Photodetector arrangement by means of an outside of these components leading waveguide paths arranged optical absorber, further can be improved. This optical absorber does not suppress this light guided along the waveguide paths.
Bei einem "Full Service Access Network (FSAN)" gemäß Fig. 7 sendet auf einer Betriebswellenlänge λT1 eine Zentralstation 70, die mit einem Transceiver T1-R2 ausgerüstet ist, an eine Vielzahl, hier 32 Teilnehmerstationen 75.01 bis 75.32, identische Informationen, die an die Teilnehmerstationen 75.01 bis 75.32 auf derselben Betriebswellenlänge, nunmehr dort als Empfangswellenlänge λR1, gelangen. Alle Transceiver T2-R1 der Teilnehmerstationen 75.01 bis 75.32 sind mit identisch aufgebauten Schaltungen ausgerüstet.In the case of a "Full Service Access Network (FSAN)" according to FIG. 7, a central station 70 , which is equipped with a transceiver T 1 -R 2 , sends identical information to a plurality, here 32 subscriber stations 75.01 to 75.32 , on an operating wavelength λ T1 that arrive at the subscriber stations 75.01 to 75.32 on the same operating wavelength, now there as the reception wavelength λ R1 . All transceivers T 2 -R 1 of the subscriber stations 75.01 to 75.32 are equipped with identical circuits.
Das Übertragungsnetz zwischen der Zentralstation 70 und den Teilnehmerstationen 75.01 bis 75.32 ist als "Passives Optisches Netz (PON)" aufgebaut und enthält eine Lichtleitfaser 72 zwischen der Zentralstation 70 und einem passiven optischen Sternkoppler 73, in dem die vom Sendeteil T1 des Transceivers der Zentralstation 70 ausgesendeten Informationen gleichmäßig auf 32 Lichtleitfasern 74.01 bis 74.32 aufgeteilt wird, die den Sternkoppler 73 mit den Teilnehmerstationen 75.01 bis 75.32 verbinden. Dieses Teilungsverhältnis 1 : 32 im passiven Sternkoppler 73 wird z. B. durch optische 3 dB-Weichen in fünf kaskadierten Stufen herbeigeführt. Einschließlich der Leistungsteilung in Transceiver-Weichen 71 und 76.01 bis 76.32 mit je 3 dB und der Dämpfung auf den über die Lichtleitfaser 72 und die jeweilige Lichtleitfaser 74.01 bis 74.32 geführten Lichtwellen von ca. 9 dB verringert sich die Leistung der von der Zentralstation 70 ausgesendeten Lichtwelle infolge der Leistungsteilung 1 : 32 im Sternkoppler 73 in fünf Stufen bis die zu empfangende Lichtwelle an die jeweilige Teilnehmerstation 75.01 bis 75.32 gelangt, nochmals um 5×3 dB = 15 dB, also insgesamt um 30 dB. Da die Empfindlichkeit eines Photodetektors R1 um eine Größenordnung über einem vom eigenen Sendelaser T2 ausgehenden Störsignal liegen soll, ist bei einem solchen FSAN ein Transceiver also mit einem leistungsstarken Sendelaser, Sendeleistung z. B. 1 mW, und einem empfindlichen Photodetektor, Empfindlichkeit z. B. 0,001 mW, auszurüsten.The transmission network between the central station 70 and the subscriber stations 75.01 to 75.32 is constructed as a "passive optical network (PON)" and contains an optical fiber 72 between the central station 70 and a passive optical star coupler 73 in which the transmission part T 1 of the transceiver of the central station 70 transmitted information is evenly distributed over 32 optical fibers 74.01 to 74.32 , which connect the star coupler 73 with the subscriber stations 75.01 to 75.32 . This division ratio 1:32 in the passive star coupler 73 is, for. B. brought about by optical 3 dB crossovers in five cascaded stages. Including the power division in transceiver switches 71 and 76.01 to 76.32 with 3 dB each and the attenuation of about 9 dB on the light waves guided via the optical fiber 72 and the respective optical fiber 74.01 to 74.32 , the power of the light wave emitted by the central station 70 is reduced as a result of the power division 1:32 in the star coupler 73 in five stages until the light wave to be received reaches the respective subscriber station 75.01 to 75.32 , again by 5 × 3 dB = 15 dB, that is to say a total of 30 dB. Since the sensitivity of a photodetector R 1 is said to be an order of magnitude higher than an interference signal emanating from its own transmission laser T 2 , a transceiver with a high-performance transmission laser, transmission power z. B. 1 mW, and a sensitive photodetector, sensitivity z. B. 0.001 mW to equip.
Die zuvor für die Übertragungsrichtung von der Zentralstation 70 zu einer Teilnehmerstation 75.01 bis 75.32 (Abwärtsrichtung oder "Downstream") erläuterten Verhältnisse bezüglich der Leistungsanforderungen gelten analog auch für die entgegengesetzte Übertragungsrichtung (Aufwärtsrichtung oder "Upstream"). In Aufwärtsrichtung wird jedoch eine andere Betriebswellenlänge als in Abwärtsrichtung verwendet und zudem den einzelnen Teilnehmerstationen 75.01 bis 75.32 z. B. im Zeitmultiplex zur Verfügung gestellt.The relationships with regard to the performance requirements previously explained for the transmission direction from the central station 70 to a subscriber station 75.01 to 75.32 (downward direction or "downstream") also apply analogously to the opposite transmission direction (upward direction or "upstream"). In the upward direction, however, a different operating wavelength than in the downward direction is used and, moreover, the individual subscriber stations 75.01 to 75.32 z. B. provided in time division multiplex.
Für die beiden Betriebswellenlängen werden z. B. das sogenannte 2. optische Fenster, 1,3 µm, und das sogenannte 3. optische Fenster, 1,5 µm, genutzt. Für ein FSAN kann das 3. optische Fenster für die Abwärtsrichtung oder umgekehrt festgelegt werden. Die Anzahl der komplementären Transceiver T1-R2 bzw. T2-R1 in der Zentralstation 70 und den Teilnehmerstationen 75.01 bis 75.32 verhält sich wie das Teilungsverhältnis im passiven optischen Sternkoppler 73.For the two operating wavelengths, for. B. the so-called 2nd optical window, 1.3 microns, and the so-called 3rd optical window, 1.5 microns, used. For a FSAN, the 3rd optical window can be set for the downward direction or vice versa. The number of complementary transceivers T 1 -R 2 or T 2 -R 1 in the central station 70 and the subscriber stations 75.01 to 75.32 behaves like the division ratio in the passive optical star coupler 73 .
Bei einer Punkt-zu-Punkt-Verbindung gemäß Fig. 8 wird die zu übertragende Information vom Sendeteil T1 des Transceivers 80.1 mit der Wellenlänge λT1 über die Lichtleitfaser 81 zum Transceiver 80.2, der ein Empfangsteil R1 für diese Wellenlänge aufweist, übertragen. Vom Transceiver 80.2, der ein Sendeteil T2 aufweist, wird eine Lichtwelle mit der Wellenlänge λT2 über die Lichtleitfaser 81 zu Transceiver 80.1 übertragen und von dessen Empfangsteil R2, empfangen. Die Empfangsteile R1, R2 der beiden Transceiver 80.1 und 80.2, sind erfindungsgemäß aus zwei optisch in Reihe liegenden Photodetektorsektionen R1/R2 ausgebildet, von denen jeweils eine auf eine der beiden Betriebswellenlängen ausgelegt ist. Jeweils die Photodetektorsektion wird geschaltet, die für die Wellenlänge der zu empfangenden Lichtwelle ausgelegt ist, so also R1 im Transceiver 80.2 für den Empfang von Lichtwellen mit λT1 und R2 im Transceiver 80.1 für den Empfang von Lichtwellen mit λT2 in der entsprechenden Rückrichtung. Eine Optimierung der Photodetektorsektionen und damit verbunden ein erhöhter technologischer Aufwand ist für diesen Anwendungsfall nicht notwendig, da keine Leistungsteilung - ausgenommen in Transceiver-Weichen 82.1, 82.2 - zu berücksichtigen ist.In the case of a point-to-point connection according to FIG. 8, the information to be transmitted is transmitted from the transmitting part T 1 of the transceiver 80.1 with the wavelength λ T1 via the optical fiber 81 to the transceiver 80.2 , which has a receiving part R 1 for this wavelength. From the transceiver 80.2 , which has a transmitting part T 2 , a light wave with the wavelength λ T2 is transmitted via the optical fiber 81 to the transceiver 80.1 and received by the receiving part R 2 . The receiving parts R 1 , R 2 of the two transceivers 80.1 and 80.2 are formed according to the invention from two optically arranged photodetector sections R 1 / R 2 , one of which is designed for one of the two operating wavelengths. In each case the photodetector section is switched, which is designed for the wavelength of the light wave to be received, so R 1 in the transceiver 80.2 for the reception of light waves with λ T1 and R 2 in the transceiver 80.1 for the reception of light waves with λ T2 in the corresponding reverse direction . An optimization of the photodetector sections and associated increased technological effort is not necessary for this application, since no power division - except in transceiver switches 82.1 , 82.2 - has to be considered.
Claims (21)
- - der erste Pfad der Weiche als Verbindungswellenleiter zwischen der Lichtleitfaser und den beiden anderen Pfaden ausgebildet ist,
- - der zweite Pfad zu dem Sendelaser (L1 oder L2) führt, der jeweils dem komplementären Typ entsprechend auf die zugehörige Betriebswellenlänge ausgelegt ist, und
- - der dritte Pfad zu einer Photodetektoranordnung mit zwei optisch in Reihe liegenden, jeweils auf eine der beiden Betriebswellenlängen ausgelegten und elektrisch voneinander unabhängige Photodetektorsektionen (PD1, PD2) führt, von denen die für die kleinere Betriebswellenlänge ausgebildete Photodetektorsektion zwischen der Weiche und der für die größere Betriebswellenlänge ausgebildeten Photodetektorsektion angeordnet ist.
- the first path of the switch is designed as a connecting waveguide between the optical fiber and the other two paths,
- - The second path leads to the transmission laser (L 1 or L 2 ), which is designed according to the complementary type in accordance with the associated operating wavelength, and
- - The third path to a photodetector arrangement with two optically lying in series, each designed on one of the two operating wavelengths and electrically independent of each other photodetector sections (PD 1 , PD 2 ), of which the photodetector section designed for the smaller operating wavelength between the switch and for the larger operating wavelength trained photodetector section is arranged.
die untere durchgehende Absorberschicht (43) der für die Detektion der Signale mit der kleineren Betriebswellenlänge ausgebildeten Photodetektorsektion (PD1) aus einem Halbleitermaterial gebildet ist, dessen Brechungsindex größer ist als der Brechungsindex des transparenten Wellenleitermaterials des Schichtwellenleiters (31 oder 41 oder 51) und der Wellenleiterrippe (32 oder 42 oder 52) und das einen Bandabstand aufweist, der kleiner als die Photonenenergie der Photonen des Störsignals und größer als die Photonenenergie des ankommenden, von der Photodetektorsektion (PD1) zu erfassenden Nutzsignals ist und
die kürzere obere, sich nur über die zweite Photodetektorsektion (PD2) erstreckende Absorberschicht (35 oder 44) aus einem Halbleitermaterial gebildet ist, dessen Brechungsindex größer ist als der Brechungsindex des transparenten Wellenleitermaterials des Schichtwellenleiters (31 oder 41 oder 51), der Wellenleiterrippe (32 oder 42 oder 52) und des Absorbermaterials (43) für die kürzere Wellenlänge und das einen Bandabstand aufweist, der kleiner als die Photonenenergie des ankommenden zu erfassenden Nutzsignals ist.9. Transmitter-receiver circuit according to claim 8, characterized in that
the lower continuous absorber layer ( 43 ) of the photodetector section (PD 1 ) designed for the detection of the signals with the smaller operating wavelength is formed from a semiconductor material whose refractive index is greater than the refractive index of the transparent waveguide material of the layer waveguide ( 31 or 41 or 51 ) and Waveguide rib ( 32 or 42 or 52 ) and which has a band gap which is smaller than the photon energy of the photons of the interference signal and larger than the photon energy of the incoming useful signal to be detected by the photodetector section (PD 1 ) and
the shorter upper absorber layer ( 35 or 44 ), which extends only over the second photodetector section (PD 2 ), is formed from a semiconductor material whose refractive index is greater than the refractive index of the transparent waveguide material of the layer waveguide ( 31 or 41 or 51 ), the waveguide rib ( 32 or 42 or 52 ) and the absorber material ( 43 ) for the shorter wavelength and which has a band gap which is smaller than the photon energy of the incoming useful signal to be detected.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| 8122 | Nonbinding interest in granting licences declared | ||
| 8130 | Withdrawal |