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Platzsparende Realisierung von Diffusionskapazitaeten mittels einer hochenergetisch implantierten Schicht

IP.com Disclosure Number: IPCOM000031184D
Published in the IP.com Journal: Volume 4 Issue 10 (2004-10-25)
Included in the Prior Art Database: 2004-Oct-25
Document File: 3 page(s) / 94K

Publishing Venue

Siemens

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Abstract

Ein sogenanntes „optisches 90° Hybrid“ ist eine optische Komponente mit zwei Eingaengen und zwei Ausgaengen. Seine Funktion laesst sich wie folgt beschreiben: am Eingang „Ein1“ liege das optische Feld der Form mit der Amplitude und der Kreisfrequenz an, am Eingang „Ein2“ das Feld mit analogen Bezeichnungen. Unter Vernachlaessigung der Daempfung des Bauteils liegt dann am Ausgang „Aus1“ ein Feld der Form an und am Ausgang „Aus2“ ein Feld der Form . Ausgang „Aus1“ erhaelt also die Summe der beiden Felder; Ausgang „Aus2“ die Summe aus dem Feld von „Ein1“ und des um 90° phasenverschobenen Feldes des Eingangs „Ein2“. In der praktischen Realisierung enthalten solche Bauelemente oft vier Ausgaenge mit den Feldern , , und . Diese Form ist vorteilhaft, da durch Differenzbildung Offsets abgezogenen werden koennen. Ein solches Bauelement wird z.B. eingesetzt, um diverse Empfaengertypen nach dem Prinzip des optischen Ueberlagerungsempfangs aufzubauen. Bei einigen dieser Typen, z.B. dem sogenannten Phasendiversitaetsempfaenger ist die Praezision, mit welcher die 90° Phasendrehung realisiert wird, von entscheidender Bedeutung fuer die Guete des Empfaengers. Bei einer Wellenlaenge von z.B. 1500 nm und einem angenommenen optischen Brechungsindex in einem Glasfasermaterial von 1.5 entspricht eine 90° Phasendrehung eines optischen Feldes einer Weglaenge von 250 nm. Mit anderen Worten, ein Phasenwinkel im 90° Hybrid, der weniger als 1 Grad Abweichung vom Idealwert haben darf, erfordert eine interne optische Weglaengendifferenz im Hybrid, welche nicht mehr als etwa 2.5 nm variieren darf.

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S

Platzsparende Realisierung von Diffusionskapazitaeten mittels einer hochenergetisch implantierten Schicht

Idee: Dr. Harald Rohde, DE-Muenchen

Ein sogenanntes "optisches 90° Hybrid" ist eine optische Komponente mit zwei Eingaengen und zwei Ausgaengen. Seine Funktion laesst sich wie folgt beschreiben: am Eingang "Ein1" liege das optische

Feld der Form mit der Amplitude und der Kreisfrequenz

  t i

 e E F 1

ω

E 1

                                   ω an, am Eingang "Ein2" das Feld mit analogen Bezeichnungen. Unter Vernachlaessigung der Daempfung des

Bauteils liegt dann am Ausgang "Aus1" ein Feld der Form an und am

Ausgang "Aus2" ein Feld der Form . Ausgang "Aus1" erhaelt also die Summe der beiden Felder; Ausgang "Aus2" die Summe aus dem Feld von "Ein1" und des um 90° phasenverschobenen Feldes des Eingangs "Ein2".

  t i

1

= 1

 e E F 2

=

ω

1

    E e E F F A 2

     ω + = + =

  t i e

2

2

1

1

2

1

2

1

  t i

ω

     ω + = + =

In der praktischen Realisierung enthalten solche Bauelemente oft vier Ausgaenge mit den Feldern

, ,

  t i e iE e E iF F A 2

1

  t i

2

1

2

1

2

ω

   F A +

1 F

= . Diese Form ist vorteilhaft, da

durch Differenzbildung Offsets abgezogenen werden koennen.

Ein solches Bauelement wird z.B. eingesetzt, um diverse Empfaengertypen nach dem Prinzip des optischen Ueberlagerungsempfangs aufzubauen. Bei einigen dieser Typen, z.B. dem sogenannten Phasendiversitaetsempfaenger ist die Praezision, mit welcher die 90° Phasendrehung realisiert wird, von entscheidender Bedeutung fuer die Guete des Empfaengers. Bei einer Wellenlaenge von z.B. 1500 nm und einem angenommenen optischen Brechungsindex in einem Glasfasermaterial von 1.5 entspricht eine 90° Phasendrehung eines optischen Feldes einer Weglaenge von 250 nm. Mit anderen Worten, ein Phasenwinkel im 90° Hybrid, der weniger als 1 Grad Abweichung vom Idealwert haben darf, erfordert eine interne optische Weglaengendifferenz im Hybrid, welche nicht mehr als etwa 2.5 nm variieren darf.

Da ein solches Bauteil mit fest eingestellter Wegdifferenz mit heutiger Technologie nicht produziert werden kann, wird eine elektrooptisch oder thermooptisch einstellbare Weglaengendifferenz verwendet. Das bedeutet, der Phasenwinkel kann mit Hilfe einer Spannung in einem gewissen Bereich variiert werden. Das bedeutet ebenfalls, dass die Steuerspannung fuer einen bestimmten Phasenwinkel bei Aenderungen der Umweltbedingungen (Temperatur, Druck) angepasst werden muss. In Abbildung 2 ist zur Demonstration des Effektes die Eye Opening Penalty (,Augenoeffnungsstrafe') eines ansonsten idealen Phasendiversitaetsempfaengers gegen dem Phasenwinkel aufgetragen.

Bei bisherigen Laborversuchen wird der Phasenwinkel per Hand nachgestellt.

Die nachfolgende Idee beschreibt ein Verfahren zur automatischen Einstellung des Phasenwinkels auf den optimalen Wert von 90°.

Ein in Abbildung 1 dargestellter Phasendiversitaetsempfaenger fuer optischen

Ueberlagerungsempfang nutzt mathematisch gesehen, dass der Term fuer alle Werte von

= 2

   2 1

   F A -

2 F

= 2

1

   F A +

3 iF

= und 2

1

   F A -

4 iF

1

     cos ...