DE19547252A1 - Diffraktive, nichtlinear optische Bauelemente - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf diffraktive, nichtli­ near optische Bauelemente zur Erzeugung einer höheren Harmonischen aus einer kohärenten elektromagnetischen Strahlung. Derartige diffraktive, nichtlinear opti­ sche Bauelemente können in integrierten, optischen Bauelementen, beispielsweise zur Informationsverar­ beitung, Datenspeicherung und -übertragung oder in der Kommunikationstechnik eingesetzt werden. Nicht­ linear optische Bauelemente werden insbesondere zur Frequenzverdoppelung einer elektromagnetischen Welle verwendet, um die Dichte der optischen Speicherung von Informationen zu erhöhen oder eine Anpassung der Frequenz der elektromagnetischen Welle an die Funk­ tion eines Bauelements durchzuführen.

Nach dem Stand der Technik erfolgt die Erzeugung und Abtrennung der zweiten Harmonischen von einer elek­ tromagnetischen Grundwelle durch separate Bauelemen­ te, die mit einer Glasfaserverbindung miteinander verbunden sind. Dabei wird ein nichtlinear optisches Bauelement zur Frequenzverdopplung benutzt. Die elek­ tromagnetische Grundwelle und die zweite Harmonische werden anschließend über eine Kopplungsstelle in eine Glasfaser eingespeist und durch diese Glasfaser zu einem diffraktiven Bauelement geleitet. An diesem anderen Ende der Glasfaser wird die Grundwelle und die zweite Harmonische in das diffraktive Bauelement eingekoppelt, in dem eine Trennung der Grundwelle und der zweiten Harmonischen voneinander erfolgt.

Die Frequenzvervielfachung erfolgt dabei gewöhnlich in optisch nichtlinearen Bereichen eines optischen Bauelements. Die Trennung der zweiten Harmonischen von der elektromagnetischen Grundwelle erfolgt nach dem Stand der Technik in passiven diffraktiven Bau­ elementen, wie beispielsweise Beugungsgittern, Linsen oder Strahlteilern, die eine periodische Änderung des Brechungsindex bzw. ihrer Transmission besitzen. Der­ artige passive diffraktive Bauelemente beugen ledig­ lich die in sie eingekoppelte Welle der zweiten Har­ monischen.

Dieses herkömmliche System zur Erzeugung einer grund­ wellenfreien zweiten Harmonischen einer elektromagne­ tischen Grundwelle ist technologisch sehr aufwendig, da an den Koppelstellen zwischen dem frequenzverviel­ fachenden Bauelement und der Glasfaser sowie zwischen der Glasfaser und dem diffraktiven Bauelement es nö­ tig ist, die Kopplungsflächen zu polieren und die Fasern an den einzelnen Kopplungsstellen exakt zu justieren. Die Justage sowie das Polieren der Kopp­ lungsflächen ist sehr arbeitsaufwendig und daher ko­ stenintensiv. Zudem geht Strahlungsintensität durch Kopplungsverluste verloren. Weiterhin besitzt dieses herkömmliche Verfahren einen hohen Platzbedarf für die einzelnen optischen Bauelemente.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine höhere Harmonische einer elektromagnetischen Grund­ welle in einem einzigen optischen Bauelement zu er­ zeugen und von der Grundwelle abzutrennen. Dieses Bauelement soll kostengünstig sowie zeitsparend her­ zustellen sein. Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein optisches Bauelement zur Ver­ fügung zu stellen, das sich durch geringen Platzbe­ darf auszeichnet, wodurch die Integrationsdichte er­ höht werden kann. Das erfindungsgemäße optische Bau­ element soll weiterhin keine Kopplungsverluste auf­ weisen.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch ein optisches Bauelement nach dem Oberbegriff in Verbindung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Das erfindungsgemäße diffraktive, nichtlinear opti­ sche Bauelement besitzt mehrere begrenzte optisch nichtlineare Bereiche, die den Beugungsbedingungen für eine höhere Harmonische der eingestrahlten Grund­ welle entsprechend angeordnet sind. Diese Anordnung der nichtlinear optischen Bereiche führt dazu, daß die in ihnen erzeugte höhere Harmonische einer einge­ strahlten elektromagnetischen Grundwelle an der durch ihre Anordnung erzeugten Beugungs- bzw. Gitterstruk­ tur aus normal optischen und nichtlinear optischen Bereichen gebrochen und damit abgelenkt wird. Durch das erfindungsgemäße diffraktive, nichtlinear opti­ sche Bauelement wird folglich eine höhere Harmonische einer elektromagnetischen Grundwelle nicht nur er­ zeugt, sondern auch von der Grundwelle getrennt.

Die Beugungsstruktur kann dabei hergestellt werden, indem in einer normal optischen (linear optischen) Schicht nichtlinear optische Bereiche erzeugt werden oder auch indem in einer nichtlinear optischen Schicht normal optische Bereiche erzeugt werden.

Da das erfindungsgemäße Bauelement nur aus einem ein­ zigen Element besteht, treten keine Kopplungsverluste auf. Derartige Bauelemente sind einfach und kosten­ günstig herzustellen und benötigen keine zusätzliche Justage. Sie sind daher auch in der Anwendung zeit­ sparend. Weiterhin lassen sich mit den erfindungsge­ mäßen Bauelementen sehr kleine optische Bauelemente verwirklichen, so daß eine Erhöhung der Integrations­ dichte für optische Bauelemente möglich ist. Da wei­ terhin die optisch nichtlinearen Bereiche in flächi­ gen Gruppen angeordnet sind, ist es nicht nötig, die eingestrahlte Grundwelle zu bündeln. Dadurch treten nur geringe Energiedichten innerhalb des diffraktiven nichtlinear optischen Bauelements auf und die Zer­ störschwelle des optischen Bauelements wird nicht überschritten.

Das erfindungsgemäße Bauelement eignet sich insbeson­ dere zur Erzeugung und Abtrennung der zweiten Harmo­ nischen aus bzw. von einer elektromagnetischen Grund­ welle. Derartige Bauelemente können jedoch auch zur Erzeugung und Abtrennung prinzipiell beliebiger höhe­ rer Harmonischer verwendet werden, wobei aufgrund der der Erzeugung der höheren Harmonischen zugrundelie­ genden physikalischen Gesetze die Ausbeute der höhe­ ren Harmonischen geringer ist.

Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen diffraktiven, nichtlinear optischen Bauelemente sind in den Unteransprüchen gegeben.

Besonders vorteilhaft können die erfindungsgemäßen Bauelemente ausgebildet werden, wenn die nichtlinear optischen Bereiche Abmessungen im Mikrometerbereich, beispielsweise ca. 2 µm, besitzen. Dadurch können optische Komponenten mit einer geringen Baugröße bei­ spielsweise für die Kommunikationstechnik zur Verfü­ gung gestellt werden.

Die nichtlinear optischen Bereiche können dabei par­ allel zueinander angeordnet sein, so daß aufgrund der Gitterstruktur der normal optischen und nichtlinear optischen Bereiche die höhere Harmonische gebeugt wird. Für besondere Strahlungsformen der gebeugten höheren Harmonischen können die nichtlinear optischen Bereiche beispielsweise auch auf Kreisen, Ellipsen oder dergleichen angeordnet sein.

In einem diffraktiven, nichtlinear optischen Bauele­ ment können mehrere nichtlinear optische Bereiche in einer Gruppe so angeordnet werden, daß die einzelnen von ihnen erzeugten Strahlen der höheren Harmonischen der Grundwelle fokussiert werden. Durch die mehrfache Verwendung von derartigen Gruppen nichtlinear opti­ scher Bereiche kann die Umwandlungseffizienz der Bau­ elemente gesteigert werden. Weiterhin ist durch die Fokussierung der Strahlenbündel der höheren Harmoni­ schen beispielsweise die Konstruktion eines Strahl­ teilers möglich.

Durch eine entsprechende Anordnung der Gruppen mit optisch nichtlinearen Bereichen kann auch erreicht werden, daß ein Bündel paralleler Teilstrahlen der höheren Harmonischen erzeugt wird. Derartige Strah­ lenbündel sind von Vorteil, wenn mehrere gleiche ko­ härente Teilstrahlen benötigt werden.

Durch die Ausbildung eines Bereichs des Bauelements als Lichtleiter für elektromagnetische Wellen können Strahlungsverluste in dem Bauelement vermieden wer­ den.

Weiterhin können die Gruppen mit nichtlinearen opti­ schen Bereichen relativ zum einfallenden Strahl der elektromagnetischen Grundwelle so angeordnet werden, daß die höhere Harmonische unter einem bestimmten Winkel aus dem erfindungsgemäßen Bauelement abge­ stahlt wird. Dies wird erreicht, wenn die Abfolge aus nichtlinearen optischen und normal optischen Berei­ chen innerhalb der einzelnen Gruppen die Beugungsbe­ dingungen für die höhere Harmonische erfüllt. Durch die Einhaltung einer bestimmten geometrischen Anord­ nung können auch vorherbestimmte harmonische Oberwel­ len der elektromagnetischen Grundwelle, beispielswei­ se die zweite oder auch die dritte Harmonische, aus­ gewählt werden.

Vorteilhafterweise können die nichtlinearen Bereiche sowie das gesamte optische Bauelement aus Polymeren oder auch aus anorganischen Kristallen bestehen. Als Kristalle eignen sich insbesondere nichtlinear opti­ sche Kristalle, in denen anschließend normal optische (optisch lineare) Bereiche erzeugt werden. Geeignete Kristalle können beispielsweise aus Lithiumiodat oder Lithiumniobat bestehen. Kristallschichten in der ge­ wünschten Dicke können beispielsweise durch Sputtern erzeugt werden.

Insbesondere zur Erzeugung der zweiten Harmonischen der elektromagnetischen Grundwelle eignen sich Poly­ mermoleküle, die zumindest teilweise ein elektrisches Moment besitzen.

Weiterhin können diese Polymermoleküle einem elektri­ schen Feld ausgesetzt werden, wodurch die Polymermo­ leküle ihre Orientierung nach dem elektrischen Feld ausrichten und die Isotropie ihrer Orientierung auf­ gehoben wird. Auf diese Art und Weise läßt sich leicht ein anisotroper, nichtlinear optischer Bereich erzeugen.

Um das elektrische Feld zu erzeugen, kann das erfin­ dungsgemäße Bauelement eine elektrisch leitende Elek­ trode, beispielsweise aus Indium-Zinnoxid, Gold oder Aluminium, sowie eine auf der der elektrisch leitfä­ higen Elektrode abgewandten Seite der Polymerschicht befindliche Deckschicht, beispielsweise aus apolarem Material, besitzen. Wird in dem Polymer in vorgewähl­ ten Bereichen ein elektrisches Feld erzeugt, so wer­ den in diesen Bereichen die Polymermoleküle orientiert.

Als Polymere eigenen sich insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, die in den Unteransprüchen beschrie­ benen Polymere oder Co-Polymere mit polaren, nicht­ linear optischen Gruppen oder Polymergemische daraus sowie Kristallschichten oder Mehrschichtsysteme aus Polymeren, die zumindest teilweise aus den genannten geeigneten Substanzen bestehen. Sämtliche vorgenann­ ten Polymere eignen sich insbesondere zur Erzeugung von Bereichen mit optischer Nichtlinearität zweiter Ordnung und daher zur Erzeugung der zweiten Harmoni­ schen einer elektromagnetischen Grundwelle.

Das erfindungsgemäße Bauelement kann u. a. als nicht­ linear optischer Strahlteiler, als integrierte nicht­ linear optische Lichtquelle, die höhere Harmonische einer elektromagnetischen Grundwelle ausstrahlt, als auch als Quelle kohärenter, kurzwelliger elektroma­ gnetischer Strahlung dienen, die sich zum sequentiellen und/oder bei parallel angeordneten mehrfachen Gruppen nichtlinear optischer Bereiche zum parallelen Aufzeichnen bzw. Auslesen von Informatio­ nen in bzw. aus optisch lesbaren bzw. beschreibbaren Datenträgern eignet.

Die Erfindung beschreibt weiterhin ein Verfahren zur Erzeugung einer weitgehend grundwellenfreien fre­ quenzvervielfachten Stahlung aus einer elektromagne­ tischen Grundstrahlung, wobei die elektromagnetische Grundwelle in ein erindungsgemäßes optisches Bauele­ ment eingekoppelt wird und durch die Bereiche opti­ scher Nichtlinearität geleitet wird. Dabei wird in den Bereichen optischer Nichtlinearität eine fre­ quenzvervielfachte höhere Harmonische der Grundwelle erzeugt und durch die erfindungsgemäße Anordnung der Bereiche optischer Nichtlinearität gebeugt und von dem Strahl der elektromagnetischen Grundwelle abge­ trennt.

Dieses Verfahren besitzt sämtliche Vorteile, die vor­ angehend bei der Beschreibung der erfindungsgemäßen diffraktiven, nichtlinear optischen Bauelemente ange­ führt wurden.

Im folgenden werden einige beispielhafte Ausführungs­ formen der erfindungsgemäßen Erzeugung höherer Harmo­ nischer einer elektromagnetischen Grundwelle mit Hil­ fe der erfindungsgemäßen optischen Bauelemente sowie deren Verwendung beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt eines erfindungsgemäßen Bauelements;

Fig. 2 die Erzeugung der zweiten Harmonischen ei­ ner einfallenden elektromagnetischen Grund­ welle durch ein erfindungsgemäßes Bauele­ ment;

Fig. 3 die Erzeugung einer zweiten Harmonischen einer einfallenden elektromagnetischen Grundwelle durch ein erfindungsgemäßes Bau­ element;

Fig. 4 die Abhängigkeit des Beugungswinkels der zweiten Harmonischen einer eingestrahlten elektromagnetischen Grundwelle von dem Ab­ stand der nichtlinear optischen Bereiche eines erfindungsgemäßen Bauelements;

Fig. 5 ein diffraktives, nichtlinear optisches Bauelement zur Erzeugung mehrerer paralle­ ler Teilstrahlen einer zweiten Harmonischen einer eingestrahlten elektromagnetischen Grundwelle;

Fig. 6 ein erfindungsgemäßes Bauelement zur Er­ zeugung einer fokussierten zweiten Harmoni­ schen einer eingestrahlten elektromagneti­ schen Grundwelle;

Fig. 7 einen erfindungsgemäßen Strahlteiler;

Fig. 8 ein erfindungsgemäßes Bauelement zur Erzeu­ gung mehrerer Teilstrahlen der zweiten Har­ monischen einer eingestrahlten elektroma­ gnetischen Grundwelle.

Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Bauelement. Dieses besteht aus einer Polymerschicht 1 aus polaren Poly­ meren, einer Indium-Zinnoxid-Elektrode 2 und einem transparenten Substrat 3 als Trägermaterial. Das Po­ lymer 1 besteht aus einer abwechselnden Folge von Bereichen, die mit einem Elektronenstrahl 4 zumindest teilweise mit Elektronen aufgeladen (Bereich 5) bzw. nicht aufgeladen (Bereich 6) wurden. An der Indium- Zinnoxid-Elektrode 2 liegt Erdpotential an, so daß sich die polaren Polymermoleküle in dem von den Elek­ troden erzeugten elektrischen Feld in den Bereichen 5 orientieren, während sie in den ungepolten Bereichen 6 eine isotrope Richtungsverteilung beibehalten. Durch diese anisotrope Orientierung der Polymermole­ küle in den Bereichen 5 besitzen diese Bereiche eine optische Nichtlinearität zweiter Ordnung.

Fig. 2 zeigt die Erzeugung der zweiten Harmonischen aus einer einfallenden elektromagnetischen Grundwelle I₀(ω). Die unter einem Winkel θ₀ zur Flächennormalen der Polymerschicht 1 und mit einem Strahldurchmesser D auf die Polymerschicht 1 fallende Grundwelle 8a erzeugt in den gepolten Bereichen 5 Strahlung mit der doppelten Frequenz I(2ω) (zweite Harmonische). Dabei wirken die mit einem Abstand d angeordneten gepolten Bereiche 5 wie ein Beugungsgitter für die zweite Har­ monische, die dadurch gebeugt und deren 1. und höhere Beugungsordnungen von der Strahlrichtung der Grund­ welle abgelenkt werden. Durch diese erfindungsgemäße Anordnung gepolter Bereiche 5 und ungepolter Bereiche 6 wird folglich die Intensität der einfallenden Grundwelle I₀(ω) um die Energie verringert, die als gebeugte zweite Harmonische I(2ω) abgestrahlt wird, und als auslaufende Welle 8b wieder abgestrahlt.

Dieses Prinzip wird auch in Fig. 3 für eine Abfolge von gepolten Bereichen 5 und ungepolten Bereichen 6 in einer Polymerschicht 1 dargestellt. Die Grundwelle fällt unter einem Winkel θ₀ auf die Polymerschicht. Der durchgehende, in seiner Frequenz unveränderte Strahl 8b ist wiederum um die Energie der ausfallen­ den, gebrochenen frequenzverdoppelten Welle 9 verrin­ gert. θ_m ist der Ausfallswinkel der frequenzverdop­ pelten elektromagnetischen Strahlung m-ter Ordnung.

Fig. 4 stellt experimentelle Ergebnisse für die Be­ ziehung zwischen dem Beugungswinkel und der Intensi­ tät der erzeugten zweiten Harmonischen in Abhängig­ keit von dem Abstand der polaren Bereiche 5 dar. Fig. 4c zeigt, daß bei einer unstrukturiert gepolten Flä­ che die zweite Harmonische zwar erzeugt wird, sie wird jedoch vollständig in Richtung der Grundwelle, d. h. unter einem Winkel von 0° zur Strahlrichtung (θ_m = θ₀, Erläuterung siehe unten) der Grundwelle, abgestrahlt. Fig 4a, 4b zeigen die Erzeugung der zweiten Harmonischen durch ein erfindungsgemäßes Bau­ element mit im wesentlichen parallel angeordneten, nichtlinear optischen Bereichen. Dabei ist der Git­ terabstand d zwischen den polaren Bereichen 5 in Fig. 4a kleiner als in Fig. 4b. Gemäß der Beu­ gungsbedingung

sin θ_m - sin θ₀ = λm/d

nimmt folglich von Fig. 4a zu Fig. 4b mit größerem Gitterabstand d der Beugungswinkel ab, wobei θ₀ der Einfallswinkel der Grundwelle, θ_m der Ausfallswinkel der zweiten Harmonischen, m die Beugungsordnung der zweiten Harmonischen, d der Abstand der nichtlinear optischen Bereiche und λ die Wellenlänge der zweiten Harmonischen ist.

Die unter einem Beugungswinkel von ca. 2,5° (Fig. 4a) bzw. 1,7° (Fig. 4b) abgestrahlte elektromagnetische Welle entspricht dabei der ersten Beugungsordnung der zweiten Harmonischen, die in den nichtlinearen opti­ schen Bereichen erzeugt wurde.

Fig. 5 zeigt die Verwendung der erfindungsgemäßen Bauelemente als nichtlinear optischen Strahlteiler. Der Strahlteiler besteht wiederum aus einer Polymer­ schicht 1, einer Elektrode 2 sowie einem Substrat 3 als Trägerelement. Der einfallende Strahl 8a durch­ läuft nun mehrere Gruppen 11 mit parallel angeordne­ ten nichtlinear optische Bereichen. Erfindungsgemäß wird in diesen nichtlinear optischen Bereichen die zweite Harmonische 9 der einfallenden Grundwelle 8a erzeugt und gebeugt. Durch die parallele Anordnung der einzelnen Gruppen 11 werden parallel orientierte Strahlen der zweiten Harmonischen 9 von dem Bauele­ ment ausgesandt. Durch diese Anordnung der Gruppen nichtlinear optischer Bereiche wird erreicht, daß das Bauelement als Strahlteiler wirkt, so daß im Gegen­ satz zur konventionellen Frequenzvervielfachung kein zusätzlicher Strahlteiler zur Abtrennung der Grund­ welle erforderlich ist. Ein derartiges Bauelement stellt daher einen nichtlinear optischen Strahlteiler dar.

Dadurch, daß der einfallende Strahl 8a der Grundwelle mehrere Gruppen 11 mit nichtlinear optischen Berei­ chen durchläuft, wird eine hohe Ausbeute der Umwand­ lung der Grundwelle in die zweite Harmonische er­ reicht.

Im Gegensatz zu herkömmlichen Bauelementen zur Erzeu­ gung der zweiten Harmonischen muß die einfallende Grundwelle nicht zur Erzeugung einer möglichst hohen Intensität der Grundwelle fokussiert werden. Daher ist die Energiedichte innerhalb des erfindungsgemäßen Bauelements niedrig und es ist folglich keine Über­ schreitung der Zerstörschwelle des optischen Bauele­ ments zu erwarten. Im Gegensatz zu herkömmlichen Bau­ elementen zur Erzeugung der zweiten Harmonischen kön­ nen daher auch energiereiche, jedoch aufgrund ihres großen Querschnitts intensitätsschwache Grundwellen ohne Gefahr der Zerstörung der integrierten optischen Bauelemente zur Erzeugung der zweiten Harmonischen verwendet werden.

In Fig. 6 ist die Beugung und Fokussierung der in der Gruppe 11 der nichtlinear optischen Bereiche erzeug­ ten zweiten Harmonischen 9 einer Grundwelle 8a darge­ stellt. Das erfindungsgemäße Bauelement besteht wie­ derum aus einer Polymerschicht 1, einer Elektrode 2 sowie einem Substrat 3. Die nichtlinear optischen Bereiche sind in der Gruppe 11 so angeordnet, daß die Beugung der zweiten Harmonischen aufgrund der dif­ fraktiven Wirkung der nichtlinear optischen Bereiche so orientiert ist, daß sämtliche erzeugten zweiten Harmonischen in einem Punkt fokussiert sind. Durch dieses Bauelement ist die Erzeugung eines Strahles mit doppelter Frequenz der einfallenden elektromagne­ tischen Grundwelle möglich, der einen kleinen Fokus besitzt. Ein derartiger Strahl eignet sich insbeson­ dere zum Schreiben bzw. Abtasten von Informationen auf optischen bzw. optisch beschreibbaren oder les­ baren Datenträgern. Mit Hilfe eines derartigen fre­ quenzverdoppelten Strahls lassen sich höhere Auf­ zeichnungsdichten auf den optischen Datenträgern als mit herkömmlichen langwelligen elektromagnetischen Strahlen erzielen.

Fig. 7 zeigt die mehrfache Anordnung der in Fig. 6 beschriebenen erfindungsgemäßen Bauelemente zur gleichzeitigen Erzeugung mehrere fokussierter Strah­ len der zweiten Harmonischen einer einfallenden elek­ tromagnetischen Grundwelle 8a. Die erfindungsgemäßen Bauelemente ermöglichen es folglich, auf einfache und kostengünstige Art mehrere frequenzverdoppelte, kohä­ rente Lichtstrahlen aus einer einzigen Grundwelle 8a herzustellen. Eine derartigen Anordnung eignet sich für Mehrfachschreib- bzw. -leseeinrichtungen für op­ tische Datenträger, mit denen sich beispielsweise die Aufzeichnungs- bzw. die Lesegeschwindigkeit, bei­ spielsweise von CD-ROMs, vervielfachen läßt.

In Fig. 8 ist ebenfalls ein Array zur Erzeugung meh­ rerer kohärenter Lichtquellen mit Hilfe einer einzi­ gen einfallenden elektromagnetischen Grundwelle 8a dargestellt. Dabei sind die Gruppen 11 der nichtline­ ar optischen Bereiche über den gesamten Strahlquer­ schnitt der einfallenden Grundwelle 8a verteilt. Durch ihre unterschiedliche Anordnung innerhalb des Bauelements erzeugen sie mehrere Teilstrahlen 9 der zweiten Harmonischen der einfallenden Grundwelle 8a.

Claims (30)

1. Optisches Bauelement mit einer für eingestrahlte elektromagnetische Wellen (4) zumindest einer Wellenlänge optisch durchlässigen Schicht (1), dadurch gekennzeichnet, daß die optisch durchlässige Schicht (1) zumin­ dest eine Gruppe aus mehreren begrenzten, nicht­ linear optischen Bereichen (5) besitzt und daß die nichtlinear optischen Bereiche der einzelnen Gruppen so angeordnet sind, daß sie die Beugungsbedingungen für eine höhere Harmonische der eingestrahlten Wellenlänge (4) erfüllen.

2. Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die nichtlinear optischen Bereiche eine räumliche Ausdehnung im Nanometer- bis Millime­ terbereich besitzen.

3. Bauelement nach mindestens einem der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die nichtlinear optischen Bereiche der einzelnen Gruppen periodisch und im wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind.

4. Bauelement nach mindestens einem der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Bauelement mehrere Gruppen besitzt, deren nichtlinear optische Bereiche zumindest teilweise bestimmte, unterschiedliche Orientie­ rungen besitzen.

5. Bauelement nach mindestens einem der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Bauelement mehrere Gruppen besitzt, deren nichtlinear optische Bereiche zumindest teilweise parallel zu einander angeordnet sind.

6. Bauelement nach mindestens einem der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gruppen nichtlinear optischer Bereiche in geometrisch linearer Abfolge in dem Bauelement angeordnet sind.

7. Bauelement nach mindestens einem der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die nichtlinear optischen Bereiche in einem elektromagnetische Wellen leitenden Bereich der optisch durchlässigen Schicht (1) angeordnet sind.

8. Bauelement nach mindestens einem der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf das Bauelement mindestens eine Elektrode aufgebracht ist.

9. Bauelement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich­ net, daß die Elektroden aus zumindest einer Gruppe periodisch und im wesentlich parallel angeordneter elektrisch leitender Bereiche be­ stehen.

10. Bauelement nach mindestens einem der Ansprüche 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauele­ ment auf der der elektrisch leitfähigen Elektro­ de abgewandten Seite eine Deckschicht besitzt.

11. Bauelement nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Deckschicht aus einem apolaren Material besteht.

12. Bauelement nach mindestens einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektro­ de und/oder die Deckschicht zumindest teilweise für elektromagnetische Wellen durchlässig ist.

13. Bauelement nach mindestens einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektro­ de eine Indium-Zinnoxid-Elektrode, eine Gold­ elektrode oder eine Aluminiumelektrode ist.

14. Bauelement nach mindestens einem der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die optisch durchlässige Schicht (1) zumindest teilweise aus anorganischen Kristallen besteht.

15. Bauelement nach Anspruch 14, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Kristall aus nichtlinear opti­ schen Kristallen besteht.

16. Bauelement nach mindestens einem der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die optisch durchlässige Schicht (1) zumindest teilweise aus einem Polymer besteht.

17. Bauelement nach Anspruch 16, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Polymermoleküle zumindest teilweise nichtlinear optische Gruppen mit einem elektrischen Dipolmoment besitzen.

18. Bauelement nach mindestens einem der Ansprüche 16 und 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Poly­ mermoleküle in den nichtlinear optischen Berei­ chen zumindest teilweise durch eine elektrische Aufladung orientiert sind.

19. Bauelement nach mindestens einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die op­ tisch durchlässige Schicht aus Polymeren mit polaren und optisch nichtlinearen Gruppen und/oder diese enthaltenden Copolymeren, Polymerge­ mischen und/oder aus nichtlinear optischen Kri­ stallen und/oder aus einem Mehrschichtsystem, das zumindest teilweise die genannten geeigneten Substanzen enthält, besteht.

20. Bauelement nach Anspruch 19, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als Polymere Polymere mit polaren, nichtlinear optischen Gruppen wie Fluor, Nitro­ stilbene, Azobenzene, Thiophene, Cyanobiphenyle­ ne, Cyanophenylbenzoate, Aniline, Nitroaniline, Aminonitrostilbene, Dicyanovinylfarbstoffe und als Polymere mit Matrixfunktion Polyacrylate, Polyamide, Polysiloxane, Polyethylen, Polyviny­ lether, Polystyrene, Polyvinylalkohole oder Po­ lycarbonate verwendet werden.

21. Bauelement nach Anspruch 20, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als Fluorpolymer Polyvinyliden­ fluorid oder Copolymere aus Vinylidenfluorid und Trifluorethylen oder Tetrafluorethylen verwendet werden.

22. Bauelement nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die molaren Anteile des Vi­ nylidenfluorids zwischen 40% und 100% liegen.

23. Bauelemente nach Anspruch 20, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Polymergemische Fluorpolymere und mit diesen mischbare Polymere, wie Polyacry­ late, Polycarbonate oder Polystyrene enthalten.

24. Bauelemente nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil der Fluorpolymere zwischen 20% und 99% liegt.

25. Bauelement nach mindestens einem der Ansprüche 14 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die op­ tisch durchlässige Schicht eine Dicke zwischen 200 nm und 30 µm besitzt.

26. Bauelement nach mindestens einem der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauelement mit einer Substratschicht verbun­ den ist.

27. Bauelement nach Anspruch 24, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Substratschicht optisch transparent ist.

28. Verwendung von optischen Bauelementen nach min­ destens einem der vorhergehenden Ansprüche zur Herstellung von nichtlinear optischen Strahltei­ lern.

29. Verwendung von optischen Bauelementen nach min­ destens einem der vorhergehenden Ansprüche zur Herstellung von integrierten, nichtlinear opti­ schen Lichtquellen.

30. Verwendung von optischen Bauelementen nach min­ destens einem der vorhergehenden Ansprüche zum sequentiellen und/oder parallelen Auslesen bzw. Aufzeichnen von Informationen aus bzw. in optisch lesbare Datenträger.