DE3415302A1

DE3415302A1 - Elektrooptische bauelemente fuer wanderwellen

Info

Publication number: DE3415302A1
Application number: DE19843415302
Authority: DE
Inventors: Rodney Clifford Holmdel N.J. Alferness; Steven Kenneth Toms River N.J. Korotky; Enrique Alfredo Jose Rumson N.J. Marcatili
Original assignee: American Telephone and Telegraph Co Inc
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1983-04-21
Filing date: 1984-04-24
Publication date: 1984-10-25
Also published as: NL8401285A; FR2544881A1; GB2138587B; JPS59208526A; GB8409931D0; IT8420580A0; FR2544881B1; GB2138587A; IT1209527B; JPH0422247B2; CA1202695A; KR840008718A; KR920007976B1; US4553810A

Description

Beschreibung Elektrooptisch^ Bauelemente für Wanderwellen

Die Erfindung betrifft elektrooptisch^ Wanderwellen-Bauelemente wie beispielsweise Schalter, Modulatoren, Phasenschieber und Wellentypwandler.

Elektrooptisch^ Wanderwellen-Bauelemente, in denen die optische Welle und die modulierende elektrische Welle ' (d. h. die Mikrowelle) sich mit gleicher Geschwindigkeit fortpflanzen, weisen sehr breite Betriebsbandbreiten auf. Allerdings existiert bei im Rahmen der Herstellung dieser Bauelemente zum Einsatz gelangenden wichtigen Materialien, wie z. B. Lithiumniobat, eine dem Material innewohnende Fehlanpassung zwischen den beiden Geschwindigkeiten. Wenn folglich eine Modulation oberhalb der "walk-off"-Frequenz erhalten werden soll, muß der Weg für die elektrische Signalwelle in spezieller Weise ausgebildet sein, um eine Kompensation für die vorhandene Geschwindigkeits-Fehlanpassurig zu schaffen. Ein Versuch, das Problem der Geschwindigkeits-Fehlanpassung zu losem, besteht in der Verwendung einer mäanderförmigen Elektrode. Die Elektrode ist so gestaltet, daß sie mit dem optischen Wellenweg über einem ersten Intervall, in dem die Richtung des elektrischen Signals eine Orientierung (d. h. die Polarität) hat, in Wechselwirkung tritt/ während sie über einem zweiten

Intervall, in welchem die Orientierung umgekehrt ist, keine Wechselwirkung aufweist. Nach einem anderen Versuch erfolgt eine Wechselwirkung über die gesamte Länge der Elektrode. Allerdings sind die Elektroden periodisch derart versetzt, daß eine strukturbedingte Polaritätsumkehr erhalten wird, die eine Kompensation für die durch die Geschwindigkeits-Fehlanpassung bewirkte elektrische Polaritätsumkehr bewirkt.

In beiden oben erläuterten Arten von Bauelementen enthält der sich ergebende Frequenzgang eine einzelne Spitze bei einer festgelegten Frequenz. Darüberhinaus ist die Möglichkeit der Festlegung der Lage der Bandbreite begrenzt, d. h., es ist die Möglichkeit begrenzt, zu steuern, welche Frequenzen in der Ansprechcharakteristik des Bauelements enthalten sind. Was benötigt wird, ist eine Methode zum Verteilen oder Anordnen der verfügbaren Bandbreite innerhalb des interessierenden Frequenzspektrums. Um z. B. einen Impulszug mit sehr schmalen Impulsen zu erzeugen oder zu schalten, ist ein Bauelement erforderlich, dessen Frequenzgang mehrere Durchlaßbänder aufweist, die zueinander in harmonischer Beziehung stehen. Herkömmliche Wanderwellen-Bauelemente besitzen einen derartigen Frequenzgang nicht.

Die vorliegende Erfindung beruht auf der Feststellung, daß durch Reduzieren der Länge der Wechselwirkungsintervalle zwischen den elektrischen und den optischen Wellenwegen eine

Mehrzahl von harmonisch zueinander in Beziehung stehenden Frequenzspitzen erhalten werden kann. Insbesondere existiert für jedes Paar von Träger- und Modulationssignal-Wellenlängen eine Kohärenzlänge, innerhalb der die Polarität des modulierenden Signals eine gegebene Richtung aufweist. Dadurch, daß man die Wechselwirkungsintervalle in bezug auf diese Kohärenzlänge klein macht, lassen sich die gewünschten Ergebnisse erzielen.

Im folgenden werden Ausführungsformen der Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen herkömmlichen elektrooptischen Wanderwellen-Phasenschieber mit Phasenumkehr-Elektroden für die Geschwindigkeitsanpassung,

Fig. 2 die Schwankungen Δβ, betrachtet von Photonen aus, die in den in Fig. 1 gezeigten Phasenschieber bei zwei unterschiedlichen Phasen des modulierenden Signals eintreten,

Fig. 3 das modulierende Signal als Funktion der Zeit,

Fig. 4 den Effekt des Phasenumkehr-Elektrodenaufbaus bei Variieren von Δβ entlang des optischen Wellenleiters,

Fig. 5 den Amplitudengang des Phasenschiebers nach Fig. 1 für unterschiedliche Anzahlen von Elektrodenabschnitten,

Fig. 6 und 7 den Zeitverlauf bzw. den Frequenzgang eines Impulszugs,

Fig. 8 den Phasenschieber nach Fig.· 1, jedoch entsprechend der vorliegenden Erfindung modifiziert,

Fig. 9 und 10 die Auswirkung auf die Aß-Verteilung entlang des Phasenschiebers nach Fig. 8 in der erfindungsgemäß modifizierten Form,

Fig. 11,12 und 13 die Auswirkung auf den Frequenzgang des Phasenschiebers nach Fig. 8 für unterschiedliche "Ein-Aus"-Verhältnisse,

Fig. 14,15,16,17 und 18 weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung,

Fig. 19 ein Blockdiagramm eines Bauelements, bei dem erfindungsgemäß Elektrodenkonfigurationen sowohl für Phasenumkehr als auch für intermittierende Wechselwirkung verwendet werden,

Pig. 20 den Frequenzgang des Bauelements nach Fig. 19, und

Fig. 21 eine beispielhafte Ausführungsforrn eines

Modulators, bei dem Elektrodenkonfigurationen sowohl für Phasenumkehr als auch intermittierende Wechselwirkung verwendet werden.

Während die erfindungsgemäßen Merkmale gleichermaßen anwendbar sind bei einer Vielfalt von Wanderwellen-Bauelementen wie beispielsweise Phasenschiebern, Richtungskopplern und Wellentypwandlern, so ist die Freguenzgang-Analyse bei Phasenschiebern am ehesten zugänglich, so daß hier als spezielles Ausführungsbeispiel ein elektrooptischer Phasenschieber erläutert werden soll. Weiterhin soll die Anwendung der Erfindung auf andere Bauelemente erläutert werden.

Herkömmliche elektrooptische Bauelemente mit Phasenumkehr

Fig. 1 zeigt einen herkömmlichen Phasenschieber mit wirksamer Geschwindigkeitsanpassung. Das Bauelement 10 enthält einen dielektrischen Wellenleiterstreifon 11, der in ein Substrat 12 aus doppelbrechendem Material mit niedrigerem Brechungsindex eingebettet ist, sowie eine Einrichtung zum Modulieren der Fortpflanzungskonstanten der orthogonal polarisierten TE- und TM-Wellentypen mit Hilfe des elektrooptischen Effekts.

In der Ausführungsform nach Fig. 1 wird diese Modulation erreicht mit Hilfe eines Paares leitender Fingerelektroden 13 und 14, die auf dem Substrat und den Wellenleiterstreifen angeordnet sind. Die Elektroden, die eine ebene Streifenübertragungsleitung bilden, erstrecken sich gemeinsam über einen Abschnitt L des optischen Wellenweges, und sie sind in bezug aufeinander derart angeordnet, daß die Finger 13-1, 13-2 ... der Elektrode 13 mit den Fingern 14-1, 14-2 ... der Elektrode 14 verkämmt sind. Die Länge jedes Fingers in Richtung der Wellenausbreitung ist gleich der Kohärenzlänge d für die gewünschte Arbeitsfrequenz. Die Kohärenzlänge wird unten noch näher definiert.

Die von den Elektroden gebildete Übertragungsleitung wird an einem Ende mit Hilfe einer Modulationssignalquelle 15 gespeist, und sie ist mittels einer geeigneten Impedanz 16 an ihrem anderen Ende angepaßt abgeschlossen.

Dem Fachmann ist bekannt, daß auf Grund der Geschwindigkeits-Fehlanpassung zwischen den optischen und den elektrischen Signalen die beiden Signale sich nicht synchron fortpflanzen. Hierdurch entsteht der sog. "walk-off"-Effekt, also eine Art Auswandern oder Abweichen. Im vorliegenden Fall, in dem sich die optische Welle mit höherer Geschwindigkeit fortpflanzt als die elektrische Welle, versuchen die in irgendeinem Moment eintretenden Photonen die elektrische Welle einzuholen. Wenn also keine'Kompensationsmaßnahmen getroffen sind, 4

schwankt also das elektrische Feld und somit die Differenz Δβ der Phasenkonstanten, betrachtet von den .beiden Wellentypen aus, wobei die Schwankung eine Funktion der Entfernung entlang des Phasenschiebers ist. Für den Fall eines gleichförmigen Elektrodenaufbaus (nicht dargestellt) sind die Δ6-Schwankungen, betrachtet von einem Photon aus, das in einem Moment eintritt, in welchem das Modulationssignal (Kurve 30 in Fig. 3) Null ist, so gestaltet, wie es in Fig. 2 durch die Kurve 20 angedeutet ist, wenn die Elektrodensegmente d.. , d„,. . . d_ß sämtlich gleich sind. Da sich das optische Signal schneller ausbreitet als das elektrische Signal, holen diese Photonen Teile des zuvor angelegten Modulationssignals ein, was bei dem Abschnitt -t der Kurve 30 angedeutet ist. Insbesondere "sehen" in einem Intervall d₁ + d~ die Photonen einen vollständigen Modulationsspannungs-Zyklus (V ) und die entsprechende räumliche Aß-Schwankung. Die räumlichen Intervalle d₁, d₂, ... d_ß, in denen die Polarität von Aß entweder positiv oder negativ ist, nennt man die Kohärenzlänge. Die Kohärenzlänge ist eine Funktion der im Entwurf vorgesehenen·Wellenlänge λ und hat folgende Gestalt:

¹V

wobei λ die Wellenlänge des modulierenden Signals im freien Raum,

N der effektive Brechungsindex bei der Wellenlänge des modulierenden Signals und N der effektive Brechungsindex bei der Wellenlänge des optischen Signals ist.

Eine ähnliche Schwankung von Δβ tritt für Photonen auf, die zu anderen Zeitpunkten während der Periodendauer des modulierenden Signals eintreten, wie durch die Kurve 21 in Fig. 2 dargestellt ist. Dies entspricht einer 90-Grad-Phasenverschiebung des modulierenden Signals, was durch die Kurve 31 in Fig. 3 angedeutet ist.

Beide Kurven 20 und 21 in Fig. 2 zeigen den "walk-off"-Effekt bezüglich Δβ. Speziell gibt es eine regelmäßig wiederkehrende Phasen-(d. .h. Polaritäts-)Umkehr von Aß, derart, daß der integrierte Effekt über die Länge des Bauelements sehr klein ist. Um den "walk-off"-Effekt zu vermeiden, wird nach einer bekannten Methode eine 180-Grad-Phasen-(d.h. Polaritäts-)Umkehr von Δβ herangezogen, indem eine physikalische Versetzung der zv/ei Elektroden derart vorgenommen wird, daß die Richtung des modulierenden Feldes umgekehrt wird. Dementsprechend erstreckt sich in dem ersten Intervall der Finger 13-1 der Elektrode 13 über den Wellenleiterstreifen 11, während sich über dem zweiten Intervall der Finger 14-1 der Elektrode

über den Streifen 11 hin erstreckt. Macht man jedes Invertall so groß, daß es d entspricht, so besteht die Wirkung dieser auf physikalischen, d.h. mechanischem Wege hervorgerufenen Phasenumkehr darin, daß eine Gleichrichtung der räumlichen Schwankungen von Δβ erzielt wird, wie durch die Kurve 40 in Fig. 4 angedeutet ist. Somit hat in bezug auf Photonen, die eintreten, wenn die Amplitude des modulierenden Signals Null ist, die induzierte Phasenverschiebung in jedem Abschnitt die gleiche Orientierung, und somit addieren sich sämtliche Abschnitte in der Phase. Die Elektrodenabschnitte sind in bezug auf ihre Wirkung auf die optische Welle praktisch phasenstarr. Folglich kann die Gesamt-Wechselwirkungslänge Nd (N ist die Anzahl der Finger) beliebig langsam (die Verluste nicht gerechnet), ohne daß eine Verschlechterung auf Grund einer Geschwindigkeits-Fehlanpassung eintritt, und dementsprechend kann die Treiberspannung herabgesetzt werden.

Da die Kohärenzlänge von der Frequenz des modulierenden Signals abhängt, ist die Geschwindigkeitsanpassungs-Bedingung auch eine Funktion der Frequenz f_d des modulierenden Signals:

. f_d . 6d_o = « (2)

mit δ = 1 - N /N · Für eine willkürliche Frequenz f i- f , ist also die durch die Elektrode hervorgerufene Umkehr des

elektrischen Feldes nicht angepaßt an die durch den "walk-off"-Effekt hervorgerufene Polaritätsumkehr, und es ergibt sich eine unvollständig oder überhaupt keine Geschwindigkeitsanpassung.

Fig. 5 zeigt den Effekt der Phasenumkehr auf den Frequenzgang von Wanderwellen-Bauelementen. Im Fall einer gleichförmigen Elektrode der Länge L = 2d hat der Verlauf des Frequenzgangs ein Maximum bei der Frequenz Null, und sie nimmt ab bis auf den Wert Null' bei einer Frequenz f., gemäß Gleichung (2) . Der Frequenzgang für Frequenzen f >f , ist eine Reihe von abnehmenden Zipfeln oder Keulen.

m d *

Im Fall von L = 2d mit Polaritätsumkehr erhält man einen breiten Verlauf des Frequenzgangs, bei dem der Wert bei der Frequenz Null ebenfalls Null ist, und Spitzen bei einer Frequenz etwas unterhalb von f_ vorhanden sind, wie durch die Kurve 41 angedeutet ist. Wenn weitere Abschnitte der Elektrode hinzugefügt werden, erfolgt eine Anhebung des Frequenzgangs, wobei sich die Spitze bei

f = f, ausbildet und die Bandbreite verringert wird, m α

Zusätzlich gibt es eine Reihe kleinerer Keulen oberhalb und unterhalb von f,, deren Amplitude abnimmt. Die Seitenkeulen sind in sämtlichen Fällen zu klein, um genutzt werden zu können, jedoch groß genug, um insofern nachteilig zu sein, als sie Bandbreite verbrauchen. Weiter unten soll auf diese Kurven näher eingegangen werden.

Während die Möglichkeit des Wechsels des Frequenzgangs von Wanderwellen-Bauelementen von Tiefpaßverhalten auf Bandpaßverhalten bei einigen beliebigen hohen Frequenzen nützlich ist, gibt es auch Anwendungsfälle, bei denen ein solches Verhalten unerwünscht ist. Um beispielsweise eine ungedämpfte optische Welle zu modulieren, so daß ein Zug von optischen Impulsen erzeugt wird, benötigt man ein modulierendes Signal der in Fig. 6 dargestellten Art. Dieses modulierende Signal ist ein Zug von Impulsen der Breite r und des Abstands T. Der diesem Signal entsprechende Frequenzgang (Amplitudengang) gemäß Fig. 7 enthält mehrere harmonisch zueinander in Beziehung stehende Komponenten, die um 1/T voneinander beabstandet sind, und deren Amplituden mit zunehmender Frequenz abnehmen, bis sie bei einer Frequenz 1/t einen Pegel von -3dB erreichen. Offensichtlich eignet sich das in Fig. 5 dargestellte Einzel-Ansprechverhalten der herkömmlichen Bauelemente nicht, diese Erfordernisse zu erfüllen.

Elektrooptische Bauelemente mit Mohrfachfrequenζ-Ansprechverhalten unter Verwendung von Phasenumkehr

Erfindungsgemäß erhält man ein elektrooptisches Wanderwellen-Bauelement mit einer Mehrfachfrequenz-Ansprechcharakteristik dadurch, daß man das Intervall, in welchem eine Wechselwirkung zwischen der optischen Welle und der

modulierenden Welle erfolgt, auf einen Abschnitt begrenzt, der kleiner ist als die Kohärenzlänge d .

1. Phasenschieber mit Phasenumkehr

In einer ersten Ausführungsform der Erfindung, bei der ausgegangen wird von dem Phasenschieber nach Fig. 1, ist der Elektrodenaufbau zusätzlich zu der Maßnahme der Polaritätsumkehr weiter modifiziert, so daß Intervalle geschaffen werden, an denen entlang keine Wechselwirkung zwischen den sich ausbreitenden Wellen erfolgt. Eine Realisierung eines derartigen Elektrodenaufbaus ist in Fig. 8 dargestellt, die einen Abschnitt des Phasenschiebers mit einem dielektrischen Wellenleiterstreifen 55, der in ein Substrat 56 eingebettet ist, zeigt. Modulationselektroden 50 und 51, die über dem Wellenleiterstreifen und dem Substrat liegen, sind derart gestaltet, daß Wechselwirkungszonen und wechselwirkungsfreie Zonen vorhanden sind. Entlang einer ersten, durch Elektrodenabschnitte 50-1 und 51-1 erstreckt sich der erstgenannte Elektrodenabschnitt 50-1 über den Wellenleiterstreifen 55. In einer zweiten Wechselwirkungszone, die durch Elektrodenabschnitte 50-3 und 51-3 gebildet wird, verläuft der letztgenannte Abschnitt über dem Wellenleiterstreifen 55. Diese Versetzung der Elektrodenabschnitte in bezug auf den optischen Wellenweg liefert die oben in bezug auf Fig. 1 beschriebene gewünschte Polaritätsumkehr. Anders als bei dem Ausführungsbeispiel nach dem Stand der Technik jedoch .

-^: 20

sind die beiden Wechselwirkungsabschnitte durch eine wechselwirkungsfreie Zone voneinander getrennt. Diese wechselwirkungsfreie Zone besteht aus Elektrodenabschnitten 50-2 und 51-2, von denen sich keine in dem Bereich des Wellenleiterstreifens 55 befindet. Die Längen L ₁, L 2 ... der Wechselwirkungszonen entlang der Y-Richtung (d.h.: entlang der Richtung der Ausbreitung der optischen Welle) sind sämtlich gleich und so bemessen, daß sie kleiner sind als die Kohärenzlänge d , jedoch viel größer sind als der Abstand L , der durch die wechselwirkungsfreien Zonen in Richtung des optischen Wellenleiters belegt wird. Beispielsweise sind für einen bei 1OGhz arbeitenden Phasenschieber L = 7,5 mm und L = 10 um.

Die Wirkung dieses modifizierten Elektrodenaufbaues auf die optische Welle läßt sich verstehen, wenn man auf die Fig. 9 und 10 Bezug nimmt, die die modulierende Spannung als eine Funktion der Entfernung entlang den Elektroden bzw. den resultierenden induzierten Wert ΔΒ als eine Funktion der Entfernung entlang des optischen Wellenwegs darstellen. Nach Fig. 9 ist das spezielle modulierende Signal bei diesem Beispiel eine Sinuskurve. Die Wechselwirkung mit der optischen Welle jedoch erfolgt nur im Bereich der Wechselwirkungsintervalle L ., L o' ^Lo 3' ... . Keine Wechselwirkung erfolgt entlang der "Aus"-Bereiche L cc-\> I^j ff?' ··· · Somit "sieht" ein zu einem

der Phase φ des modulierenden Signals entsprechenden Zeitpunkt eintretendes Photon den Abschnitt 80-1 der modulierenden Welle, wenn es das erste "Ein"-Intervall L . durchquert. Bei Vernachlässigung von L , der - wie oben dargelegt - im Vergleich zu L sehr klein ist, "sieht" die optische Welle nach dem Eintritt in das zweite Wechselwirkungsintervall den Abschnitt 80-2 der modulierenden Welle. Der letztgenannte Abschnitt ist aber der Wellenabschnitt, der von der durch die Quer-Elektrodenversetzung hervorgerufene Polaritätsumkehr gleichgerichtet wurde. In ähnlicher Weise sieht entlang jedes Wechselwirkungsabschnitts das Photon nur die Spitzenabschnitte 80-1, 80-2, 80-3 ... des modulierenden Signals, so daß die gleichgerichtete Aß-Kurve 82 in Fig. 10 erzeugt wird.

Ein Bewertungsverhältnis R sei folgendermaßen definiert:

R - ^off c\\

on

Bei dem herkömmlichen Gerät ist wegen L _ff = 0 das Bewertungsverhältnis Null. Erfindungsgemäß gilt jedoch R >0. Man sieht, daß je größer* das Bewertungsverhältnis ist desto kleiner der verwendete Abschnitt der Aß-Kurve ist, desto größer aber der Mittelwert von Δβ ist.

Die Bedingung für die Geschwindigkeitsanpassung für ein beliebiges Bewertungsverhältnis R ist durch folgende

Beziehung gegeben:

27TN f.öL

^{m d On} (I₊R) = TC. (4)

Dies ist eine allgemeinere Form als die Gleichung (2).

Um das Ansprechverhalten eines Phasenschiebers mit der Erfindung zu analysieren, wurde ein Ausdruck für den integrierten, elektrooptisch induzierten ΔΒ-Wert als Funktion der modulierenden Frequenz f abgeleitet, mit folgendem Ergebnis:

sin (^₁/2). sin j-^ _Δθ _{= ( A}ß_oL) ___1 — -n(a-2«f_mt_o) (5)

Aß die maximale elektrooptisch induzierte Differenz

der Phasenkonstanten,
N die Anzahl von Abschnitten,
L die Gesamt-Wechselwirkungslänge,

2ΛΝ

φ^ = -f OL (1 + R) (7)

^2 c m on

f 6(L
c m on

und
Λ eine Phasenkonstante entsprechend

Man sieht, daß der Amplitudenteil der Gleichung (5) das Produkt von zwei Termen ist, in die die Frequenz eingeht. Der erste Term, sin{φ*/2)/(φ*/2) hat den gleichen sin x/x-Verlauf wie das nicht geschwindigkeitsangepaßte Bauelement entsprechend Kurve 40 in Fig. Diese Funktion nimmt von ihrem Maximalwert bei der Frequenz Null ab und erreicht bei φ. = 2 ifbei einer Eckfrequend f = f , die umgekehrt proportional zu L ist (siehe Gleichung (6)), den Wert Null.

Der zweite Term [sin (N/2) (φ- + JT)] /cos {φ_ο/2) ist im wesentlichen ein phasenstarrer Term, der den additiven Effekt der N-Abschnitte beschreibt. Dieser Term hat eine Spitze immer dann, wenn der durch Gleichung (8) gegebene Wert von φ- einem ungeradzahligen Vielfachen von Tt entspricht. Die Frequenzen f,, 3f, ... nf,, bei denen die Spitzen auftreten, stellen eine inverse Funktion der Kohärenzlänge (L +L .ρ,ρ/δ) dar. Die Anzahl von Spitzen, die in dem gesamten Bauelement-Frequenzgang auftreten, hängt ab von den relativen Werten von f und f,. Der Wert

f , der eine Funktion of L ist, kann dadurch groß gemacht werden, daß man L klein macht. Andererseits ist f, eine Funktion sowohl von L als auch von L _ff. Somit lassen sich der Term für die Füllkurve und der phasenstarre Term unabhängig auslegen, um den gewünschten Gesamt-Frequenzgang zu erzielen. In den Fig. 11, 12 und 13 ist dies dargestellt. Diese Figuren zeigen die Kurven für vier (N = 4) Elektrodenabschnitte (d. h. Paare von "Ein"-"Aus"-Intervallen) mit R=O, "der Stelle 2 und In dem dem Stand der Technik entsprechenden Fall nach Fig. 10 mit R=O gibt es eine Hauptkeule (d. h. R + 1 = 1), und die Eckfreguenz f entspricht 2f,. Fig. 12 zeigt das Verhalten für R = 2. Für diesen Fall entspricht f dem Wert 6f,, und es gibt drei Hauptkeulen. Fig. 13 zeigt vier der elf Hauptkeulen für den Fall R= 10. In sämtlichen Fällen ist die Hüllkurve durch gestrichelte Linie angedeutet. Der Amplitudengang ist durch eine ausgezogene Linie dargestellt.

Wie oben angedeutet wurde, sind die Merkmale der Erfindung gleichermaßen anwendbar bei anderen Bauelementen, bei denen das Phasenumkehr-Verfahren zur Simulierung einer Geschwindigkeitsanpassung angewendet wird. Außerdem ist die Erfindung anwendbar auf andere Geschwindigkeitsanpaß-Methoden als die. intermittierende Wechselwirkung, die durch die dem Stand der Technik entsprechende mäanderförmige Elektrodenanordnung bewirkt

wird. Beispiele für solche Anwendungsfälle sind in den Fig. 14 bis 18 dargestellt.

2. Wellentypwandler mit Phasenumkehr

Fig. 14 zeigt einen Abschnitt eines TE^flTM-Wellentypwandlers gemäß der Erfindung. Der Wandler enthält einen Wellenleiterstreifen 90, der in ein Substrat 91 aus elektrooptischen^ Material mit niedrigerem Brechungsindex eingebettet ist. Ein Paar von Elektroden 92 und 93, die eine planare Streifenübertragungsleitung bilden, sind in geeigneter Weise entlang eines Intervalls L des Streifens 70 angeordnet. Beim Betrieb werden eine Modulationssignalquelle und eine Anpaß-Abschlußimpedanz (beide nicht dargestellt) an gegenüberliegende Enden der Elektroden angeschlossen.

Auf Grund des Unterschieds der Brechungsindizes für die beiden Wellentypen werden Fingerelektroden verwendet, um eine Phasenanpassung zwischen den optischen TE- und den TM-Wellentypen zu erzeugen, wobei die räumliche Periode Ader Finger durch folgende Beziehung gegeben ist:

λ die Wellenlänge des interessierenden optischen

Signals im freien Raum und N™ und N„_M die effektiven Brechungsindizes für den TE- bzw. den TM-Wellentyp sind.

Abhängig von dem Schnitt des Substratmaterials sind die Elektrodenfinger entweder miteinander verkämmmt oder einander gegenüberliegend angeordnet, wie Fig. zeigt.

Wie dem Fachmann geläufig ist, wird zum Kompensieren des "walk-off"-Effekts eine Polaritätsumkehr für das modulierende Signal in Intervallen eingeführt, die gleich der Kohärenzlänge sind. Dies geschieht mit Hilfe einer Diskontinuität des Fingerabstands entlang der Elektroden entsprechend J\J2. Der Elektrodenaufbau ist erfindungsgemäß weiter modifiziert durch Hinzufügung eines "Aus"-Intervalls L _,. entlang der Elektroden. Die Art dieser Modifizierung wurde bereits an Hand des in Fig. 8 gezeigten Phasenschiebers erläutert. Insbesondere wird nach einem Intervall L , das kleiner ist als die

on

Kohärenzlänge, eine Querversetzung der Elektroden von dem durch den Wellenleiterstreifen 90 gebildeten optischen Wellenweg fort vorgesehen, um dadurch die zwei Kreise zu entkoppeln. Um die gewünschte Polaritätsumkehr in der

Richtung des elektrischen Feldes entlang des nächsten "Ein"-Intervalls zu erzielen, wird der Längsabstand L entlang des optischen Wellenleiterstreifens, der von den versetzten Elektroden belegt wird, gleich /Y(n+1/2) gemacht, wobei η irgendeine ganze Zahl ist und L zwischen entsprechenden Punkten der Elektroden gemessen wird.

Es sei nochmals darauf hingewiesen, daß das "Ein"-Intervall L typischerweise sehr viel größer ist als die räumliche Periode /Yund außerdem viel größer ist als L . Die relativen

Beträge von L und L _Γίζ (d. h. der Wert R) bestimmen ³ on ort

sich nach Maßgabe dieser oben erläuterten Gesichtspunkte. 3. Richtungskoppler mit Phasenumkehr

Figur 15 zeigt die Erfindung in Anwendung bei einem Richtungskoppler 100. Im Stand der Technik bilden die gekoppelten Wellenleiter 101 und 102 ein Paar von im wesentlichen identischen, parallelen Wellenleiterstreifen, die in ein Substrat 106 aus elektrooptischen! Material mit niedrigerem Brechungsindex eingebettet sind. Über dem Substrat und den optischen Wellenleiter sind drei leitende Elektroden 103, 104 und 105 angeordnet, die sich gemeinsam über ein Intervall L der gekoppelten optischen Wellenleiter erstrecken. Bei dieser Ausführungsform umfassen die Elektroden eine Innenelektrode 103 und zwei äußere Masseelektroden 104 und 105, die

zusammen eine koplanare Streifenübertragungsleitung bilden.

Um die gewünschte Polaritätsumkehr zu erzielen, ist die Innenelektrode derart mäanderförmig aufgebaut, daß sie sich abwechselnd über jeden der optischen Wellenwege 101 und 102 erstreckt. Die Außenelektroden 104 und 105 verlaufen in ähnlicher Weise derart mäanderförmig, daß die eine oder die andere dieser Elektroden sich über solche Abschnitte der optischen Wellenleiter erstreckt, die nicht von der Innenelektrode abgedeckt werden.

Entlang des ersten Wechselwirkungsintervalls L befindet sich die Elektrode 103 oberhalb des Wellenleiters 101, während sich die Elektrode 105 oberhalb des Wellenleiters 102 befindet. Hieran schließt sich ein "Aus"-Intervall an, über dessen Länge die Mittelelektrode in bezug auf beide optischen Wellenwege versetzt ist, so daß keinerlei Wechselwirkung erfolgt. Die beiden Außenelektroden sind in ähnlicher Weise versetzt, so daß entlang der Streifenübertragungsleitung eine Kontinuität aufrechterhalten wird. Im Anschluß an dieses "Aus"-Intervall vor]auft die Mittelelektrode über dem anderen Wellenleiter 102, während die Elektrode 104 über dem Wellenleiter 102 liegt und dadurch über dem zweiten "Ein"-Intervall eine Polaritäts-

umkehr erfolgt. Dann schließt sich ein zweites "Aus"-Intervall mit einer anschließenden Polaritätsumkehr an, wenn sich die Elektroden über das gesamte Kopplungsintervall L erstrecken, von dem nur ein Teil dargestellt ist.

In sämtlichen in den Fig. 8, 14 und 15 gezeigten Bauelementen kommt die Methode der periodischen Phasenumkehr zur Lösung des Problems der Geschwindigkeits-Fehlanpassung zum Einsatz.

Elektrooptische Bauelemente mit Mehrfrequenz-Ansprechverhalten unter Verwendung von intermittierender Wechselwirkung.

In einer zweiten Klasse von Wanderwellen-Bauelementen wird eine wirksame Geschwindigkeitsanpassung bekanntlich mit Hilfe der intermittierenden Wechselwirkung erreicht. Nach dieser Methode werden die Elektroden einfach von dem optischen Wellenleiter entkoppelt, indem sie aus der Zone des optischen Wellenleiters immer dann entfernt werden, wenn die Geschwindigkeits-Fehlanpassung zu einer Polaritätsumkehr des modulierenden Signals führt. Bei den bekannten Bauelementen gelten daher die Beziehungen L _ff = δ L und R = 1. Erfindungsgemäß werden die relativen Werte von L _Γΐ. und L derart geändert, daß

orf on ³

die Beziehung R> 1 gilt. Insbesondere wird die Länge

L des "Ein"-Intervalls so reduziert, wie es zur Erzielung des gewünschten Frequenzgangs erforderlich ist.

Die Frequenz f,, bei der die Bedingung für die Geschwindigkeitsanpassung für ein gegebenes Bewertungsverhältnis R und ein Wechselwirkungsintervall L erfüllt ist, genügt folgender Beziehung:

2-rrN f .Sl

^m ^{d on} (1 + R) = 2 (11)

Vergleicht man die Gleichung (11) mit der entsprechenden Gleichung (4) für die Bauelemente mit Phasenumkehr-Elektroden, so sieht man, daß die geschwindigkeitsangepaßte Frequenz f, des Bauelements mit intermittierender Wechselwirkung für denselben Wert von L und R doppelt so hoch ist wie die bei den Bauelementen mit Phasenumkehr-Elektroden, und daß im Fall des Bauelements mit intermittierender Wechselwirkung Spitzen bei sämtlichen Harmonischen auftreten, und nicht nur bei den ungeradzahligen Harmonischen. Diese Tatsache wird in der unten erläuterten Weise ausgenutzt.

Fig. 16, 17 und 18 zeigen verschiedene Ausführungsformen von Wanderwellen-Bauelementen mit intermittierender Wechselwirkung gemäß der Erfindung. Diese Bauelemente stellen einen Richtungskoppler, einen Phasenschieber bzw. einen

Wellentypwandler dar. Sie sind in vieler Hinsicht ähnlich den oben beschriebenen Ausführungsformen, bei denen die Elektroden derart ausgelegt sind, daß eine Reihe von "Ein"-Intervallen der Länge L_Qn durch "Aus"-Intervalle der Länge L _f£ getrennt ist. Diese Bauelemente unterscheiden sich jedoch dadurch, daß durch die Lage der Elektrodenstrukturen keine Phasenumkehr erzeugt wird und daß demzufolge die relativen Längen der "Ein"- und der "Aus"-Intervalle anders sind als bei den oben beschriebenen Bauelementen.

4. Richtungskoppler mit intermittierender Wechselwirkung

Bei der Ausführungsform nach Fig. 15 erstrecken sich die Elektroden 154 und 155 über die optischen Wellenleiterstreifen 151 und 152 des optischen Richtungskopplers 150, um ein erstes "Ein"-Intervall zu bilden. Hieran schließt sich ein erstes "Aus"-Intervall an, in dem die Elektrodenschleifen von den optischen Wellenleitern wegführen. Am Ende des "Aus"-Intervalls kehren die Elektroden zurück und belegen wieder die gleichen Stellen in bezug auf die optischen Wege. Somit erstreckt sich die Elektrode 154 über den Wellenweg 151, während die Elektrode 155 über dem Wellenweg 152 verläuft. Diese "Ein"-"Aus"-Elektrodenkonfiguration wiederholt sich über die gesamte Länge des Bauelements.

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5. Phasenschieber mit intermittierender Wechselwirkung

In dem Phasenschieber nach Fig. 17 verläuft eine der Elektroden, 161, über dem optischen Wellenleiterstreifen

160 entlang jedes "Ein"-Intervalls. In den dazwischenliegenden "Aus"-Intervallen machen die beiden Elektroden

161 und 162 eine Schleife, die von dem optischen Wellenweg fortführt.

6. Wellentypwandler mit intermittierender Wechselwirkung

Der in Fig. 18 gezeigte Wellentypwandler ist praktischidentisch ausgebildet wie der Wandler nach Fig. 14, und er besitzt ein Paar Fingerelektroden, die entlang gegenüberliegenden Seiten des optischen Wellenleiters 170 angeordnet sind. In dem Phasenumkehr-Ausführungsbeispiel nach Fig. 14 ist die Länge L entlang des optischen Wellenweges, der von der "Aus"-Zone belegt ist, entsprechend /V(n+1/2). Bei der Ausführungsform nach Fig. 18, wo keine Phasenumkehr stattfindet, gilt L = n/u. In sämtlichen Ausführungsformen gilt die Beziehung L <^L < d .

S Oll O

Gleichförmiger breitbandiger Froguenzgang

Für viele Modulator-Anwendungsfälle wird ein praktisch flacher Frequenzgang von der Frequenz Null bis zu einer gewissen hohen Frequenz benötigt. Während die oben be-

schriebenen künstlichen Geschwindigkeits-Anpassungsverfahren ein Mittel darstellen, um die verfügbare Bandbreite in Richtung höher Frequenzen zu verschieben, oder um, wie oben ausgeführt wurde, das Frequenzband in viele harmonisch zueinander in Beziehung stehende Frequenzen aufzuteilen, so besteht doch keine Netto-Zunahme der insgesamt verfügbaren Bandbreite. Es erfolgt lediglich eine Umverteilung innerhalb des interessierenden Bandes. Wie oben jedoch ausgeführt wurde, treten die Spitzen im Frequenzgang für zwei Arten von Geschwindigkeitsanpassungs-Elektrodenkonfigurationen nicht bei denselben Frequenzen auf. Für die Phasenumkehr-Elektrodenkonfiguration treten Spitzen bei ungeradzahligen Harmonischen von f, auf. Bei der Elektrodenkonfiguration für intermittierende Wechselwirkung treten Spitzen bei der Frequenz Null und sämtlichen Harmonischen von 2f, auf. Kombiniert man daher die beiden

Elektronenkonfigurationen in einem einzigen Bauelement, so lassen sich Frequenzgangspitzen erhalten, die miteinander verkämint sind und dadurch entweder einen gleichmäßigen Frequenzgang bilden, in welchem die Spitzen des einen Frequenzgangs die Täler des anderen Frequenzgangs ausfüllen, oder man erhält einen kammförmigen Frequenzgang. In jedem Fall läßt sich annähernd eine Verdopplung der verfügbaren Bandbreite erreichen.

Fig. 20 zeigt in Blockdiagrammform ein optisches Wandcrwellenbauelement 180, das in Kaskade geschaltet

einen Satz von Phasenumkehr-Elektroden 181 und einen Satz Elektroden 182 für die intermittierende Wechselwirkung besitzt. Bei einem gegebenen Material besitzt die Hüllkurve 200 in Fig. 20 die gleiche Eckfrequenz f für zwei Elektrodenabschnitte. Die Frequenzgangspitzen für die Phasenumkehrelektroden, dargestellt durch die gestrichelte Linie 191, treten bei Frequenzen f,, 3f ,, 5f , und 7f , auf. Die Frequenzgangspitzen für die Elektroden für intermittierende Wechselwirkung, dargestellt durch die durchgezogene Linie 192, treten bei der Frequenz Null und bei Harmonischen von 2f. auf. Der Netto-Frequenzgang des Bauelements ist durch die Kurve 193 dargestellt.

In einigen Bauelementen ist es möglich, die Modulationssignalschaltung effizienter zu nutzen. Anstatt einfach die beiden Elektrodenkonfigurationen in Kaskade zu schalten, wie in Fig. 19 dargestellt ist, kann es angebracht sein, eine einzige Elektrodenanordnung zu verwenden, in der das "Aus"-Intervall für ein optisches Signal als "Ein"-Intervall für das andere Signal dient und umgekehrt. Ein Beispiel für eine derartige Dox^pelverwendung ist in Fig. 21 gezeigt, die zwei Phasenschieber darstellt, die zur Bildung eines Interferrometers parallel geschaltet sind.

Jeder Phasenschieber enthält einen optischen Wellenleiter 122 bzw. 123. Die beiden Wellenleiter sind an einem Ende an einen gemeinsamen Eingangs-Wellenleiter 120 und an ihrem anderen Ende an einen gemeinsamen Ausgangs-Wellenleiter 128 gekoppelt. Ein Paar Elektroden 124, 125 ist entlang der beiden optischen Wellenleiter angeordnet, um entlang dem einen Wellenleiter 123 eine Elektrodenkonfiguration für intermittierende Wechselwirkung und entlang dem anderen Wellenleiter eine Phasenumkehr-Elektrodenkonfiguration zu bilden. Insbesondere sind die Elektroden" entlang dem Wellenleiter 123 so angeordnet, daß ein erstes "Ein"-Intervall 126-1 gebildet wird. Dann sind die Elektroden von dem Wellenleiter 123 fortgeführt, um ein erstes "Aus"-Intervall zu bilden. Jedoch liegt ein Abschnitt dieses "Aus"-Intervalls an der Längsseite des Wellenleiters 122 und bildet ein erstes "Ein"-Intervall 127-1 für diesen Wellenleiter. Am Ende des Intervalls 127-1 sind die Elektroden entlang dem Wellenleiter 123 zurückgeführt, um ein zweites "Ein"-Intervall 126-2 zu bilden. Daran anschließend sind die Elektroden wiederum entlang dem Wellenleiter 122 versetzt, um für diesen Wellenleiter ein zweites "Ein"-Intervall 127-2 zu bilden.

Entlang dem Wellenleiter 123 sind die relativen Lagen der Elektroden und des Wellenleiters die gleichen. D.h.: in beiden "Ein"-Abschnitten 126-1 und 126-2 befindet

sich die Elektrode 124 oberhalb des Wellenleiters 123. Dadurch bilden die Elektroden eine Konfiguration für intermittierende Wechselwirkung in bezug auf den Wellenleiter 123. Im Gegensatz dazu ändern sich entlang dem Wellenleiter 122 die relativen Lagen der Elektroden derart, daß die Elektrode 124 in dem "Ein"-Intervall 127-1 über dem Wellenleiter 122 angeordnet ist, während sich die Elektrode 125 in dem zweiten "Ein"-Intervall 127-2 über dem Wellenleiter befindet. Insofern haben die Elektroden, was den Wellenleiter 122 betrifft, den Phasenumkehr-Aufbau.

Für Anwendungen bei Modulatoren wie beispielsweise der breitbandigen Signalkodierung von Lichtleitersystemen, ist es notwendig, daß sowohl der Phasen- als auch der Amplitudengang über dem interessierenden Frequenzbereich relativ flach verlaufen. Bei der Bandverbreiterung unter Verwendung der Kombination aus Phasenumkehr-Elektroden und Elektroden für intermittierende Wechselwirkung ist es also wichtig, daß der Phasengang bei Harmonischen von f, gleich ist. Eine Untersuchung der obigen Gleichung (5) zeigt, daß dies der Fall ist unter der Voraussetzung, daß eine gerade Anzahl von Abschnitten für die Elektrodenanordnung der intermittierenden Wechselwirkung und eine ungeradzahlige Anzahl von Abschnitten für die Phascnumkehrelektroden verwendet wird.

Man sieht, über dem "Ein"-Intervall die Lage der Elektroden in bezug auf den optischen Wellenleiter von dem Schnitt des Substratkristalls abhängt. Bei den verschiedenen dargestellten Ausführungsformen wurde davon ausgegangen, daß der Kristallschnitt derart gewählt war, daß die wirksame elektrische Feldrichtung senkrecht zur Bauelementebene war. Die Elektroden lagen oberhalb der optischen Wellenleiter. Wenn jedoch der Kristallschnitt derart gewählt ist, daß die Richtung des wirksamen elektrischen Feldes parallel zur Bauelementebene verläuft, würde der optische Wellenleiter anders angeordnet werden, d. h., er würde zwischen den Elektroden liegen. Hierdurch ergäben sich andere Elektrodenkonfigurationen, abhängig von der Beschaffenheit und den Besonderheiten der verwendeten Materialien.

Claims

Patentansprüche

Elektrooptisches Bauelement, mit einer ersten, mindestens einen optischen Wellenleiter (55) aufweisenden Wellenleitereinrichtung, und einer zweiten Wellenleitereinrichtung (50, 51), die mindestens einen Wellenleiter enthält, der ein sich fortpflanzendes elektrisches Signal leitet, um den Arbeitsparameter des Bauelements über den elektrooptischen Effekt lokal zu modulieren, wobei die zweite Wellenleitereinrichtung erste, in Längsrichtung mit Abstand angeordnete "Ein"-Intervalle (Lon 1-3) enthält, entlang denen die lokale Modul ει tion erfolgt, ^
dadurch gekennzeichnet, daß

die zweite Wellenleitereinrichtu.ng zweite in Längsrichtung mit Absatand angeordnete "Aus"-Intervalle (L ) aufweist, an denen entlang keine Modulation erfolgt und die zwischen den "Ein"-Intervallen angeordnet sind, wobei die Länge L der "Ein"-Intervalle und die Länge L _ff der "Aus"-Intervalle der Bedingung

^Loff>⁽¹-^No^/Nm^)Lon

genügen, worin N der effektive Brechungsindex bei der Wellenlänge des optischen Signals und N der effektive Brechungsindex bei der Wellenlänge A des elektrischen Signals ist.
2. Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauelement ein optischer Phasenschieber ist, und daß der Arbeitsparameter die Differenz zwischen den Phasenkonstanten der TE- und der TM-Ausbreitungsform ist.
3. Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauelement ein Richtungskoppler mit einem Paar von gekoppelten optischen Wellenleitern ist, und daß der Arbeitsparameter die Differenz zwischen den PhaKenkonstanten der optischen Wellenleiter ist.
4. Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauelement ein Wellentypwandler ist, und daß der Arbeitsparameter der elektrooptisch induzierte TE-TM-Kopplungskoeffizient ist.
5. Bauelement nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch

eine Kohärenzlänge

^do ⁼ IN" m

^{mit L}on<^do·
6. Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß N Paare von "Ein-Aus"-Intervallen vorgesehen sind, und daß benachbarte Intervallpaare durch eine Einrichtung voneinander getrennt sind, die die Polarität des entlang der ersten Wellenleitereinrichtung wirksamen modulierenden elektrischen Feldes umkehrt.
7. Bauelement nach Anspruch 6,

gekennzeichnet durch die Beziehung L + L « ^~^Nc/^Nm^ ^{= d}o'
8. Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß N Paare von "Ein-Aus"-Intervallen vorgesehen sind, und daß die Beziehung

^Lon ^{+ L}off^/(1-W ^{= 2d}o

gilt.
9. Bauelement nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß

die erste Wellenleitereinrichtung ein Paar (101, 102) gekoppelter optischer Wellenleiter aufweist, daß die zweite Wellenleitereinrichtung mehrere metallische Elektroden aufweist, die eine Mittelelektrode (103) und ein Paar Außenelektroden (104, 105) umfa.ssen und eine Streifen-Ubertragungsleitung bilden, die sich in Längsrichtung der optischen Wellenleiter erstreckt, daß die Mittelelektrode sich über Längsintervalle eines der optischen Wellenleiter erstreckt und "Ein"-Intervalle der Länge L bildet, daß die Außenelektroden sich über den nicht von der Mittelelektrode abgedeckten optischen Wellenleiter erstrecken, und daß benachbarte "Ein"-Intervalle von "Aus"-Intervallen der Länge L _ff getrennt sind, an denen entlang die Elektroden von den optischen Wellenleitern abbiegen, um an ihnen entlang modulationsfreie Zonen zu bilden.
10. Bauelement nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, daß

die Mittelelektrode (103) mäanderförmig vor- und zurückverläuft, wobei sie sich abwechselnd einmal über Längsabschnitte dos einen und über Längsabschnitte des anderen optischen Wellenleiters erstreckt, und daß sich dabei die

eine oder die andere Außenelektrode über denjenigen optischen Wellenleiter erstreckt, der nicht von der Mittelelektrode abgedeckt wird.
11. Bauelement nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß

die erste Wellenleitereinrichtung ein einzelner optischer Wellenleiter ist,

daß die zweite Wellenleitereinrichtung ein Paar von Elektroden aufweist, die eine ebene Streifen-Übertragungsleitung bilden, und daß sich die Elektroden in Längsrichtung entlang des optischen Wellenleiters erstrecken, um die "Ein"-Intervalle zu bilden, während sie zwischen jedem Paar benachbarter "Ein"-Intervalle von dem optischen Wellenleiter abbiegen, um die "Aus"-Intervalle zu bilden.
12. Bauelement nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, daß

die Elektroden in aufeinanderfolgenden "Ein"-Intervallen in Querrichtung bezüglich des optischen Wellenleiters versetzt sind, um ein Polaritätsumkehr in der Richtung des entlang des optischen Wellenleiters wirkenden elektrischen Feldes zu erzeugen.
13. Bauelement nach Anspruch 11,
dadurch gekennezeihent, daß

die Elektroden als fingerförmige Elektroden ausgebildet sind,

deren Nenn-Fingerabstand A entspricht, und daß der von dem "Aus"-Intervall entlang des optischen Wellenleiters besetzte Abstand einem ganzzahligen Vielfachen von y\. entspricht, wobei L <<TL

s on
14. Bauelement nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden fingerförmige Elektroden sind, deren Nenn-Fingerabstand Λ. entspricht, und daß der von dem "Aus"-Intervall entlang dem optischen Wellenleiter besetzte Abstand L gleich (n + 1/2) y\. entspricht, wobei η eine beliebige ganze Zahl ist und L <<L gilt.
15. Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Wellenleitereinrichtung einen ersten Abschnitt aufweist, der eine erste Mehrzahl von "Ein-Aus"-Intervallen besitzt und in Kaskade angeordnet ist zu einem zweiten Abschnitt, der eine zweite Mehrzahl von "Ein-Aus"-Intervallen besitzt, und daß einer der Abschnitte eine Einrichtung aufweist zum Umkehren der Polarität des modulierenden elektrischen Feldes entlang aufeinanderfolgender "Ein"-Intervalle.
16. Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichent, daß die erste Wellenleitereinrichtung ein Paar optischer Wellen-

leiter aufweist,

und daß die zweite Wellenleitereinrichtung eine Einrichtung enthält zum lokalen Modulieren des Arbeitsparameters des Bauelements entlang beider optischer Wellenleiter.
17. Bauelement nach Anspruch 16 _f
dadurch gekennzeichnet, daß

die Wellenleitereinrichtung ein Paar von Elektroden ist, das eine ebene Streifen-Übertragungsleitung bildet und daß das "Ein"-Intervall entlang eines der optischen Wellenleiter das "Aus"-Intervall für den jeweils anderen optischen Wellenleiter ist, während das "Aus"-Intervall entlang der einen optischen Wellenleiters das "Ein"-Intervall für den jeweils anderen optischen Wellenleiter ist.
18. Bauelement nach Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet, daß

die Eingangsenden der optischen Wellenleiter an ein erstes gemeinsames Port gekoppelt sind, und daß die Ausgangsenden der optischen Wellenleiter an ein zweites gemeinsames Port gekoppelt sind»