DE2002179C - Optischer parametrischer Verstarker - Google Patents

Description

1 2

- Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen nichtlineare SuszeptlbilittU aufweist, wobei die optischen parametrischen Verstärker mit Wcchselwir- Breite des Wellenleiters und zugleich einer jeden kung zwischen einer optischen Signalfrequenz «\ und Schicht mindestens eine Viertelwellenllingo der einer Energie zuführenden Anregiingsfrequcnz «),„ Sigiialfrequenz betrügt und die Schichtdicke und der wobei die Phascngcschwindigkcit sowohl dieser bei- 5 jeweilige Brechungsindex so gewühlt ist, daß die Uedcu Frequenzen als auch ihrer Summenfrequenz oiler dingungsgleichung m, --«i, .!:<**„ erfüllt ist.
ihrer Dilferenzfrequenz «»,--w_n±u>_H in einem nicht- Auf Grund einer derartigen Ausgestaltung sind linearen dielektrischen Wellenleiter lüngs eines ge- derartige Verstärker als Ureilbandvorrichtungcn gemeinsamen einfach durchlaufenden Weges gleich sein eignet. Dabei sind die verwendbaren Frequenzen muß. κι nicht auf diejenigen begrenzt, die durch die kristallo-

Derartige optische parametrische Vorrichtungen graphischen Eigenschaften der verwendeten Mate-

sind bereits bekannt (s. beispielsweise USA.-Patent- Hallen vorgegeben sind.

schrift .1297 875 und Physical Review, UcI. 128, ' Bei der Verwendung eines derartigen Versliirkers

Nr. 2, S. 606 bis 622, insbesondere S. 616, rnchte wird ein Signal dnn einen Ende des Wellenleiters mit

Spalte). 15 einer Frequenz«), in einer ersten Schwingungsform

Bisher war die Frequenzwahl bei optischen pam- zugeführt. Eine Anregungsschwingung wird mit einer metrischen Verstärkern sehr begrenzt. Beispielsweise Frequenz ω,, in einer zweiten Schwingiingsform zuerzielten frühere Experimentatoren eine paiainetiische geführt, so daß in dem Wellenleiter ein Seitenband Wechselwirkung bei einem einzigen doppelbrechen- der Frequenz u>, u>„ I·«>, entsteht. Die Schwingiingsden Krislall, bei dem die Doppelbrechung die Dis- *° formen der Sigiial-Anregungs- undSeitenbaiidschvvinpersion überstieg, indem sie eine Signalschwingung guiigen müssen so gewählt sein, daß sie mit der und eine Anregungsschwingung als gewöhnliche und gleichen Phasengeschwindigkeit in dem Wellenleiter außergewöhnliche Wellen einspeisten. Eine para- fortgepflanzt Werden.

metrische Wechselwirkung trat auf, sie war jedoch Da der Verlauf der Dispersionskurven des Wellenprinzipiell auf die Erzeugung der zweiten liarmo- *5 leiters dutch das Biechungsindexprofil des Verstärnischen und quasi degenerierte parametrische Schwin- kers bestimmt wird, liefert die Auswahl des Profils giing bei Frequenzen beschränkt, die vollständig von eine Steuerniöglichkcit der Frequenzen und Schwinden Eigenschaften des verwendeten Kristalls ab- giingsformen, bei denen eine parametrische Wechhingen. selwirkung möglich ist. Haben zumindest zwei der

Man hat auch schon bereits eine paramelrische 3» Sdikhten des Wellenleiters verschiedene Breelnings-Wechselwirkung in einem nichtlinearen dielektrischen indi/es, dann weisen die einsprechenden Dispersionsoptischen Wellenleiter vorgeschlagen, welcher einen kurven Wendepunkte auf. Die Neigungen der Disperaus Glas bestehenden Kern aufweist mit einem ersten sionskurven sind ferner im Bereich dieser Wende-Brechungsindex, der von einem Überzug mit einem j.-.'ikle für verschiedene Schwingungsformen auch anderen Brechungsindex versehen ist. Diese vor- 35 verschieden. Diese Anomalie ermöglicht eine Breitgeschlagene Vorrichtung arbeilet unter Ausnutzung bandparameterwechselwirkung.
der anomalen Dispersion, um die erfoidetliehe Bei einem weiteren Ausbildungsbeispiel kann Phasengeschwindigkeitsbedingung zu erzielen, welche mindestens eine der Schichten des dielektrischen für parametrische Wechselwirkung notwendig ist. Wellenleiters ein doppelbrechendes Material cnthal-Aus diesem Grund entspricht mindestens eine iler ι« ten. Hierbei ist das Brcchungsindcxprofil des WeI-paramcttischen Frequenzen einer Resonanz in dem lenleitcrs verschieden abhängig, ob von ihm ein TE-ZU verwendenden Material. oder ein TM-Signal fortgepflanzt wird. Werden somit

Eine mehr zufriedenstellende Annäherung an eine Signalschwingung und Anregungsschwingung in Versteuerung der Frequenz, bei der eine parametrische schiedenen Schwingungsarten zugeführt, dann erWechselwirkung eintritt, wurde bereits in einer be- 45 geben sie auch verschiedene eflektive Dispersionskannten Vorrichtung erhalten, in der die parame- Charakteristiken und ermöglichen hierdurch einen Irische Wechselwirkung unter Verwendung der Sperr- weiteren Freiheitsgrad für die Wahl der Frequenzen, schicht in Verbindung mit einer p-n-Trennschicht in bei denen eine parametrische Wechselwirkung auf-Form eines dielektrischen Wellenleiters eintritt. Bei treten kann.

entsprechender Steuerung der Vorspannung an der 5<> Durch entsprechendes Verjüngen eines Endes des

Trennschicht kann die Dicke der Sperrschicht selbst Wellenleiters kann eine Schwingungsartenumkehr

eingestellt werden, um auf diese Weise eine gewisse eines einfallenden Signals erzielt werden.

Steuerung der Frequenzen zu ermöglichen, die mit Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der

der gleichen Phasengeschwindigkeit in dem Wellen- nachfolgenden Beschreibung an Hand der Zeichnung,

leiter fortgepflanzt werden. 55 Es zeigt

Demzufolge ist es Ziel der vorliegenden Erfindung, Fig. I eine perspektivische Darstellung eines bc-

einen optischen parametrischen Verstärker zu sehaf- vor^ugten Ausbildungsbeispiels des erfindungs-

fen, bei welchem eine sehr breite Steuerung der Fre- gemäßen optischen parametrischen Verstärkers für

quenzen möglich ist, unter welchem eine parame- Waiulerwellen unter Verwendung eines dielektrischen

trische Wechselwirkung der Wanderwelle stattfindet. 6" Dreichschichtenwellenleiters,

fit findlingsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß Fig. 2 ein Schnittbild des parametrischen Verein quadcrförmigcr Wellenleiter aus einer Mehrzahl stärkers nach Fig. 1 längs der Linie 2-2,
von Schichten aufgebaut ist, deren Trennllächen im- F i g. 3, 4, 5 und 6 graphische Darstellungen der tereinaniler parallel und parallel zur Fortpllanzimgs- Dispersionscharakleristiken von vier beispielhaften richtung des hindurchtietenden Lichts verlaufen, von 65 dielektrischen Wellenleitern, wobei das Brechungs,-(lcnen sich jeweils zwei benachbarte .Schichten durch indcxprofil eingezeichnet ist,

von einander abweichende Brechungsindi/es unter- Fi g. 7 eine graphische Darstellung eines Teils der

scheiden und von denen zumindest eine Schicht eine in Fig. 5 gezeigten Dispersionscharakteristiken, wo-

2008-179

bei drei der Kurven mit korrigierten Skalen, über- wenden, um das Licht der Ausgungsfrequenz von einander angeordnet sind, um einen iimniitelbiiren anderem Licht — z. B. mit Anrogungsfroquenz «ι,, Vergleich ihrer Steigung zu ermöglichen, zu trennen, welches ebenfalls von dem ViTstlirKcr iu

Fig. H eine graphische Darstellung der Disper- ausgesandt wird. .

sionschaiakieristiken einer planparallelen dioloktri- 8 Man hat nun festgestellt, dall die Bedingungen uer sehen Platte aus doppelbrechendem Material, wol- parametrischen Frequenz und der Pliasongcscnwmclies als eine oder mehrere Schichten in dem opti- ' digkeit durch entsprechende Auswahl dos Brechung!»- schen, parametrischen Verstärker von Fig. I ein- indexproills und dor Abmessungen des dielektrischen gefügt sein kann, Verstiirkers 10 erreicht werden können. Das Bro-

Fig. 9u und 9b elToktive Brechungsindexprollle io chungsindexprolll bezieht sich auf die relative Dicke eines dielektrischen Wellenleiters mit zwei düppel- und den Brechungsindex der drei Schichten 'f.,¹· brechenden Schichten, und 13, welche der Verstärker 10 enthält. Lediglich

Fig. 10 und II perspektivische Darstellungen aus Gründen einer anschaulicheren Darstellung sind zweier weiterer Ausbildungsformen des erfindiings- die Brechiiugsindexprofile in den vier wiedergcgebegemäßen optischen parametrischen Verstärkers unter 15 neu Beispielen der Fig. 3 bis 6 und 8 bis 9 auf die Verwendung eines dielektrischen Wellenleiters mit mit D bezeichnete Dicke der mittleren Zwischeneinem verjüngten Ende, welches für eine Umwand- schicht 12 bezogen. Eine Steuerung des Brechungslung der Schwingungsart geeignet i.st. indexproflls beeinflußt ihrerseits die Dispersions-

In den Fig. 1 und 2 ist ein typisches Ausbildungs- Charakteristiken des dielektrischen Verstiirkers 10, so beispiel des erfindungsgemäßcn optischen parainetri- ao daß den Phasenanpassungsbedingungen Rechnung sehen Verstiirkers IO dargestellt. Dieser Verstärker getnigen ist.

10 weist einen dielektrischen Wellenleiter auf, wel- Die graphischen Darstellungen der Fig. 3 bis 6

eher drei Schichten 11, 12 und 13 umfaßt, von denen zeigen die Dispersionscharakteristiken von vier zumindest eine aus einem eine nichtlineare Suszepti- typischen Verstärkern 10, deren Brechungsindexbilität aufweisenden Material besteht. Der diclektri- 25 profile ebenfalls in den entsprechenden Figuren darsche Wellenleiter 10 ist auf einer Unterlage 14 auf- gestellt sind. Zur Vereinfachung der Berechnung der -- - - - Dispersionskurven der graphischen Darstellung eines

Verstärkers IO wurde eine unendliche Breite angenommen und die Dispersion des Materials vernachläs-30 sigt. Diese Fälle sollen jedoch lediglich als Beispiele gewählt sein. Die Erfindung ist jedoch nicht auf parametrische Verstärker beschränkt, welche die dargestellten Breclnmgsindexprofile aufweisen.

In Fig. 3 sind Dispersionskurven dargestellt, 35 welche die Charakteristik eines parametrischen Ver-(·) stärkers 10 wiedergeben, bei der die Zwischenschicht

12 eine Dicke hat und einen effektiven Brechungsindex von 4,0 aufweist. Die Schichten 11 und 13

_a_.___a_____{t v r} haben jeweils die Dicke DIl und einen wirksamen

frequenz)'und w, "die Seitenband- oder Leeriauffre- ₍o Brechungsindex von 3,5. Ein solches Brechungsquenz des Verstärkers bedeuten. Die einzelnen indexprofil ist charakteristisch für einen Wellenleiter, Signale pllan/en sich dabei mit der gleichen Phasen- dessen äußere Schichten 11 und 13 aus GaAs begescliwindigkeit V₉ fort. Der Ausdruck Frequenz stehen und dessen mittlere Schicht 12 aus Ge besieht, wird dabei generell für den Begrilf Kreisfrequenz ω wobei die mittlere Schicht 12 doppelt so dick wie gebraucht, wobei ίο = 2π/ und / die interessierende 45 jede der äußeren Schichtenil und 13 ist. Die DisFrequenz bedeutet. Gleichung (1) stellt somit zusam- persionskurven für die TIy und 7A/„-Schwingungsmen mit der Forderung, daß Licht der Frequen- arten und -formen (wobei /i-l, 2, 3... die Ordnung der Schwingungsform angeben) sind in F1 g. 3 dargestellt.

Die Ordinate in F i g. 3 ist in dimensionslosen Einheiten clv,, eingeteilt, wobei c die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum und v„ die Phasengeschwindigkeit des in dem Verstärker 10 verlaufenden Lichts bedeutet, clv,, bedeutet somit den wirksamen Wellen-

gebracht, die Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Vielmehr kann eine der Schichten selbst die Unterlage bilden. Die Unterlage kann jedoch auch vollständig weggelassen sein.

Bei entsprechender Wahl der Abmessungen und des Brechungsindexprolils kann der parametrische Verstärker 10 die Eigenschaft aufweisen, daß Frequenzen durch die Gleichung

<!), t (l>„ — Wj

miteinander in Beziehung stehen, wobei <o_s die Signalfrequenz, <»„ die Anregungsfrequenz (Punip-

zen «>„ f»,, und w, sich mit der gleichen Phasengeschwindigkeit fortpfianzt, die Bedingung für die parametrische Wechselwirkung von Wanderwellen 50 dar.

Beispielsweise kann ein Signal 15 in Fig. I in den parametrischen Verstärker 10 mittels einer Linse 16 zugeführt werden. Anregungsenergie 17, welche mit

Hilfe einer entsprechenden Quelle 18 — z. B. einem 55 Ieiterbrechtingsindex. Die Abszisse der graphischen

Laser — erzeugt werden kann, kann in den parame- Darstellung der Fig. 3 ist in dimensionslose Einhei·

frischen Verstärker 10 über die Linse 20 und den ten 2,ιϋΙλ_Ά unterteilt, wobei X₀ die Wellenlänge, im

Zweifarbenspiegel 21 zugeführt werden. Ein Zwei- freien Raum bedeutet. Somit stellen die auf der Ab-

farbenspiegel ist ein Spiegel, der Licht bei gewissen szisse eingetragenen Einheiten die Frequenz des von

Wellenlängen — in diesem Fall ω_ρ — reflektiert und 60 dem Wellenleiter verlaufenden Lichtes dar.

Licht bei anderen Wellenlängen — in diesem Die Orte konstanter Phasengeschwindigkeit sind

durch eine horizontale Gerade — z. B. die Gerade 30 — parallel zu den Abszissen der Fig. 3 wieder-

M₁₁₁₁, L,_lllB1,,, _v,_uw „..._w. „..„„,„., ...^ _b gegeben. Um nun die parametrische Wechselwirkung

Verbraucher mittels der Linse 23 fokussiert werden. 65 der Wanderwelle zu erhallen, muß ein Signal um

Als Ausgangsfrequenz kann die Frequenz <o, oder eine Anregungsfrequenz derart in den Verstärker ii

(O₁ gewählt werden. Man kann jedoch auch einen in entsprechenden Schwingungsformen eingespeis

weiteren nicht dargestellten Zweifarbenspiegel ver- werden, daß sie mit der gleichen Phasengeschwindig

Fall ci_s. — durchläßt. Das von dem optischen parametrischen Verstärker 10 ausgesandtc Licht 22 kann auf einen Detektor oder einen anderen nicht dargestellten

keif fortgepflanzt werden, damit die Seilcnbandfrcqucnz {<'>i—«>sio>„) eine Frequenz darstellt, welche mit der gleichen I'hascngcschwindigkeil in dem Wellenleiter verläuft. Diese Charakteristiken sind beispielsweise durch die Geraden 31, 32 und 33 in Fig. 3 eingezeichnet, welche die Frequenzen w_v, W₁, und fü(=fi>„H-(D₈ darstellen. Die Frequenzen sind so ausgewählt, daß sie sich mit entsprechenden Dispersionskurven an den Punkten 34,35 und 36 schneiden, welche sämtlich auf der Geraden 30 liegen, die einer konstanten Phasengeschwindigkeit entspricht. Man beachte, daß die horizontale Entfernung auf der Geraden 30 zwischen der Ordinate und dem Punkt 34 (diese Entfernung entspricht der Frequenz «),) gleich der horizontalen Entfernung auf der Geraden 30 zwischen den Punkten 35 und 36 ist (diese Entfernung entspricht der Frequcnzdifferenz w,· - d>_n — w_s).

Bei dem zuvor beschriebenen Beispiel befindet sich das Signal in der 7Vi₁-Schwingungsform, die Pumpschwingung in der 77?_S-Schwingungsfonn und das Seitenband in der 7'M₈-Schwingungsform. Im allgemeinen konnte festgestellt werden, daß für effektive parametrische Wechselwirkung unter Verwendung des Verstärkers 10 das Signal und die Anregungsschwingung von verschiedener Ordnung sein sollte (;; sollte somit einen verschiedenen Wert haben für das Signal und für die Anregungsschwingung, während die Anregungsschwingung und das Seitenband von unterschiedlicher Schwingungsari — d. h. die eine Schwingung TE und die andere TM, doch von gleicher Ordnung der Schwingungsform sein sollten). Der Wcrl von /i sollte somit für die Anrcgun.esschwingung und für das Seitenband derselbe sein. Diese Bedingungen wurden in dem obigen Beispiel, erfüllt.

Man kann aus Fig. 3 entnehmen, daß einige andere Frequenzkombinationen und Kombinationen von Schwingungsarten auffindbar sind, bei denen paramclrische Wechselwirkung der Wanderwelle eintreten kann. In dem obigen Beispiel können die PunJUe 35 und 36 ausgetauscht werden, wobei die Anregungsschwingung in der ΤΜ,-Schwingungsarl bei «t„ zugeführt wird, was dann zu einer Leerlaufschwingung von W₁ = (U,- ω., in der rE_s-Schwingungsart führt. Zum anderen liefert auch die Gerade 37 Orte konstanter Phasengeschwindigkeit. Auf dieser Geraden liegt der Schnittpunkt 38 mit der TE_x- Schwingungsartdispcrsionskurvc und ferner die Schnittpunkte 39 und 40 der TE_a- und rM₂-6chwingungsartdispersionskurven. Die Entfernung zwischen den Punkten 39 und 40 ist gleich der Entfernung zwischen der Ordinate und dem Punkt 38, so daß ebenfalls die parametrischen Bedingungen der Wanderwelle erfüllt sind. In diesem Beispiel kann das Signal (bei einer normalisierten Frequenz »u_s=0,3) in der TE₁-Schwingungsart eingespeist werden, während die Anrcgungsscnwingung (bei einer norma'i-' sicrtcn Frequenz n)_p=0,7)in der r£₂-Schwingungsart erfolgt. Das sich ergebende Seitenband ibei einer normalisierten Frequenz ω,— ο>_κ-\ω_η—\,0) befindet sich dann in der TMj-Schwingungsart.

Aus F i g. 3 kann man ferner entnehmen, daß die dargestellten Dispersionskurven asymptotisch zu einem effektiven Wcllenlcilerbrcchungsindcxwert c/v„ von ungefähr 4 verlaufen. Dieser Wert entspricht dem höchsten Brcchungsindcxwcrt, der von irgendwelchen Schichten des Verstärkers 10 erhalten werden kann. In dem dargestellten Beispiel entspricht der Wert dem Brechungsindex der. mittleren Schicht 12. Es soll ferner darauf hingewiesen werden, daß in Fi g. 3 eine Anzahl von Schwingungsformen höherer Ordnung (insbesondere die, deren Werte von /i>4 ist) einen Wendepunkt bei einem r/v,,-Wert von ungefähr 3,5 aufweisen, der ganz allgemein dem Brccluingsindcxwcrt der äußeren Schichten 11 und 13 des Wellenleiters entspricht.

Die Talsache, daß eine Dispersionskurve sich

ίο asymptotisch einem effektiven Breclnmgsindcxwert des Wellenleiters nähert, welcher gleich dem höchsten Brechungsindcxwerl einer der Schichten des Wellenleiters ist, und daß zugleich die Dispersionskurven — insbesondere diejenigen höherer Ordnung der Schwingungsformen — bei einem (Vv_n-WCrI, welcher dem der anderen Schichten des Wellenleiters entspricht, einen Wendepunkt aufweisen, ist noch besser aus der Kurve in Fig. 4 zu entnehmen.

F i g. 4 zeigt eine graphische Darstellung der Dispcrsionscharakteristiken eines ebenen dielektrischen Wellenleiters mit einem Brechungsindexprofil, welches in der Zeichnung wiedergegeben ist. Bei diesem Beispiel hat die mittlere Schicht 12 eine Dicke D und einen Brechungsindex von 3,0, während die angrenzenden äußeren Schichten 11 und 13 jeweils eine Dicke, die der doppelten Stärke der mittleren Schicht 12 mit einem Brechungsindex von 1,73 aufweisen. Ein solcher Wellenleiter kann unter Verwendung von Glas als Material für die Schichten 11 und 13 und von GaP als Material für die mittlere Schicht 12 hergestellt werden.

Der Einfachheit halber enthält F i g. 4 nur die Dispersionskurven für die ΓΕ,,-Schwingungsart. Die TM_n-Schwingungsarten haben Asymptoten und Wende-Punkteigenschaften ähnlich denen, die für die TE_n-Schwingungsartcn dargestellt sind. Aus Fig. 4 wird deutlich, daß die ebenen dielektrischen Dispcrsionskurven des Wellenleiters sich asymptotisch dem Wert r/v,, nähern, der dem des höchsten Brechungsindexwertes (hier 3,0) einer der Schichten in dem Wellenleiter entspricht. Aus der Zeichnung geht auch hervor, daß die Dispersionskurven einen starken Wendeverlauf bei einem c/v^-Wcrt (hier 1,73) aufweisen, der dem des geringeren Brechungsindexwertes der übrigen Schichten des Wellenleiters entspricht.

In den optischen paramelrischen Verstärkern, wie sie in den F i g. 3 und 4 gezeigt sind, haben die Schichten 11 und 13 Brechungsindizes, welche einander gleichen und geringer sind als der der mitt leren Schicht 12. In Fig. 5 ist nun eine graphische Darstellung von Dispersionskurven für TE_n- und ΤΜ,,-Schwingungsarten für einen ebenen dielektrischen Wellenleiter mit einem Brechungsindexprofil wiedergegeben, dessen Zwischenschicht 12 einen Wert des Brechungsindizes hat, welcher kleiner ist als der der äußeren Schichten 11 und 13. Der Brechungsindex der mittleren Schicht 12 beträgt im vorliegenden Fall 3.5 und die Dicke der Schicht D. während die Schichten 11 und 13 jeweils die Dicken D/2 mit einem Brechungsindex von 4,0 aufweisen. Wiederum ist es offensichtlich, daß sich die Dispersionskurven asymptotisch einem effektiven Brechungsindexwert c/v„ von 4,0 annähern, der dem höchsten Brechungsindexwert von in dem Wellenleiter vorliegenden

Schichten entspricht. Die Dispersionskurven weisen auch einige Wendepunkte bei einem r/v_n-Wcrt von ungefähr 3,5 auf, der dem geringeren Brechungsindexwert der mittleren Schicht entspricht.

002-179

Die in den F i g. 3, 4 und 5 gezeigten Beispiele haben die gemeinsame Eigenschaft, daß die Dcck- und Bodenschichten 11 bzw. 13 des Wellenleiters jeweils den gleichen Brecliungsindcxwcrt haben, während die mittlere Schicht 12 einen sich davon unterscheidenden Wert hat. In der in Fig. 6,gezeigten graphischen Darstellung sind Dispcrsionskuiven für einen ebenen dielektrischen Wellenleiter aufgezeichnet, dessen Brechunjisindexprofil durch drei Schichten bestimmt ist, von denen jede einen anderen Brechungsindex aufweist. Wie man sieht, ist bei einer Stärke D der mittleren Schicht 12 ihi Brechungsindex 1,73. Die Schicht 11 hat hingegen die Dicke 2 D und einen Brechungsindex von 1,22, während die Schicht 13 eine Dicke von DIl mit einem Brechungsindex von 3,0 aufweist.

In Fig.fi sind nur die Dispersionskurven für die 77s„-Schwingungsarien dargestellt. Die Dispersionskurven für die ΤΛί,,-ScIiwingiingsartcn ergeben einen entsprechenden Verlauf der Kurven im Bereich der Wendepunkte. Wie aus Fig. 6 zu entnehmen ist, nähern sich die Dispersionskurven asymptotisch einem effektiven Brcchiinpsindexwcrl r/v,, von ungefähr 3 an, der dem höchsten Brechungsindex einer der Schichten des Wellenleiters entspricht. Darüber hinaus zeigen die Dispersionskuivcn — insbesondere die von höherer Ordnung — zwei Stellen, an denen die Kurven Wendepunkte aufweisen. Der eiste liegt bei einem <7v„-Werl von ungefähr 1,7, der zweite bei einem r/r,,-\Vert von ungefähr 1,22. Das heißt, die Wendepunkte der Dispersionskurve liegen bei f/v,,-Werlen, die den beiden kleineren Brcchungsindizcs der Schichten des Wellenleiters entsprechen.

Die Auswirkung der Schichtdicke auf die Form der Dispersionskurven ist beispielsweise in Fig. 4 wiedergegeben. Hier sieht man, daß bei Werten von r/v,, größer als 1,73 die Dispersionskuivcn für die verschiedenen Ordnungen der Schwingungsformen (d. h. für verschiedene Werte von n) weite Abstände voneinander haben. Umgekehrt für Werte von c/v_p kleiner als 1,73 sind die Dispersionskurven für verschiedene Ordnungen dichter aneinandergerückt. Dies ergibt sich aus der Tatsache, daß bei r/v,,- Werten über 1,73 das Licht praktisch vollständig in der mittleren Schicht 12 verläuft, deren Bicchungsindex 3,0 beträgt und deren Dicke D ist. Bei V/v,,-Werten kleiner als 1,73 verläuft das Licht praktisch in allen drei Schichten 11, 12 und 13, wobei die Dicke dieser drei Schichten zusammen 51) beträgt Man kann daher allgemein sagen, daß die Dispersionskurven der verschiedenen Ordnungen der Schwingungsformen um so dichter aneinandergerückt sind, je dicker der das Licht leitende Wellenleiter ist.

Ein weiteres Beispiel der Wirkungsweise der Dicke auf den Abstand zwischen den Dispersionskurven ist in Fig. 6 gezeigt. Hier sieht man, daß das Licht bei r/v_p-Werten größer als 1,73 praktisch in der Schicht 13 verläuft, deren Dicke D/2 beträgt. Der Abstand der Dispersionskurven in diesem Bereich (clv,, > 1,73) ist recht groß. Für Werte von clv_p zwischen 1,22 und 1,73 ist das Licht praktisch in den Schichten 12 und 13 begrenzt, deren Gesamtdickc 1,5 D beträgt. Die Dispersionskurven in diesem Bereich (1,22 < r/v,, < 1,73) sind dichter aneinandergerückt als in dem Bereich r/v„>l,73. Schließlich ist bei r/v_p-Wertcn kleiner als 1,22 das Licht praktisch auf den gesamten Wellenleiter beschränkt, dessen Gesamtdickc 3,5 /) beträgt. Die Dispersionskurven für verschiedene Schwingimgsartcnanordnungen in dem Bereich c/v,, < 1,22 sind somit enger aneinandergerückt als in den Bereichen, in denen clv,, größer als 1,22 ist. Aus dem Vorstehenden kann man folgern, daß die allgemeine Form und der Abstand zwischen den verschiedenen TE_n- und 7'M„-Dispersionskurven für ebene dielektrische Wellenleiter gesteuert werden kann, und zwar durch entsprechende Auswahl der Brechungsindcxprofilc. Daß dies so ist, bedeutet eine

ίο entsprechende Steuerung der Auswahl der Frequenzen und Schwingungsarten, bei denen optische paramctiiselie Wechselbeziehungen der Wanderwelle in einem dielektrischen Wellenleiter eintreten können. lZrinncrt man sich aus dem obigen in Verbindung mit Fig. 3, daß für einen dielektrischen Wellenleiter mit einem speziellen Brechungsindexprofil nur wenige Frequenz- und Schwingungsartenkombinationen existieren, bei denen eine parametrische Wechselwirkung möglich ist. Stencil man jedoch das Brcchungs-

indexpi olil durch entsprechende Material-und Dickciiwahl, dann ist eine sehr bieite Auswahl von Frcquenzkombinationen möglich, die für parametrische Wechselbeziehungen brauchbai sind.

Die Art und Weise, in der die Auswahl des Brcchungsindcxprofils eine Wahl geeigneter Frequenzen ermöglicht, läßt sieh durch Vergleich der Fig. 3 und 4 cikcnncn. In F i g. 4 verbindet die Gerade 41 die Orte konstanter I'hasengesehwindigkeit. Diese Gerade 41 konslantei Phasengcschwindigkeit

schneidet die Dispersionskurvc der 77:,-Sclnvingungsait im Punkt 42, der der Frequenz <-)„ 0,ft entspricht, die Dispersionskurvc für die 77".-Schwingungsarl im Punkt 43, die dei Frequenz (u_s--7,ft entspricht und die ΓΛί,-Kurvc 45 im Punkt 46, der o, „j., \ ,,,^

—8,2 entspricht. Diese Frequenzen, in denen eine pnranictiischc Wechselbeziehung in einem dielektrischen Wellenleiter mit dem in F i g. 4 dargestellten Brechungsindexprofil eintreten kann, können unmittelbar mit den entsprechenden Frequenzen verglichen

werden, die in Verbindung mit der Geraden 30 in Fig. 3 dargestellt sind und im Zusammenhang mit dieser besprochen wurden. In jedem Fall ist das Signal in der 77i'₁-Schwingungsart. die Anreiiunt>ssclnvingung in der 77:.-Schwingungsart zugeführt,

und das Seitenband liegt in der rM_s-Sch\vingungsar( vor. Bei Änderung des Brechungsindexprofils des Wellenleiters kann für eine parametrische Wechselbeziehung ein Satz Frequenzen verwendet werden. der sich von denen in Fig. 3 dargestellten beachtlich unterscheidet.

Zusätzlich zur Möglichkeit, Frequenzen der parametrischcn Wechselwirkung auswählen zu können, wird durch die Steuerung des Brcehungsindexprofils des Verstärkers 10 auch die Möglichkeit einer para-

metrischen Brcitbandwechselwirkung nahegelegt. Dies kann unter Berücksichtigung der Tatsache erreicht werden, daß die Neigungen der Dispersionskurven für einen speziellen dielektrischen Wellenleiter in dem Bereich der Wendepunkte für die unlcr- schiedlichen Schwingungsformen verschieden sind. Dies läßt sich insbesondere aus Fig. 5 ersehen, wo die Gerade 50 konstanter Phnscngcschwindigkeit die TE_a- und TMj,-Kurvcn im Bereich ihrer Wendepunkte schneidet. Man sieht aus Fig. 5, daß die Dis- persionskurvc 7Vi₁ im Bereich des Schnittpunktes 51 mit der Geraden 50 einen relativ steilen Verlauf aufweist, daß jedoch die 77:,- und 7'A/_S-Dispersionskurven im Bereich ihrer Schnittpunkte 52 bzw. 53 mit

9 10

der Geraden 50 einen sanfteren Verlauf der Neigung effektiven Brechungsindex 3,5 beträgt, was durch die

haben. Der Vergleich dieser Neigungen ist verein- ausgezogenen 7'E-Kurven gezeigt ist. Demgegenüber

facht in F i g. 7 wiedergegeben. verläuft Licht, welches in einer 7"Az-Schwingungsarl

Fig. 7 zeigt ein vergrößertes Teilbild derDisper- zugeführt wird, derart, daß die Asymptote des elTeksionskurven für die 7'E₁- und 77·;.,- und ΤΑ/.,-Sehvvin- 5 tiven Brechungsindex des Wellenleiters 3,3 beträgt, gungsarten und -formen eines dielektrischen Wellen- was durch die ausgezogenen 77l/-Kurven wiederleiters mit dein in Fig. 5 dargestellten nreelumgs- gegeben ist. Würde man an Stelle des positiven einindexprolil. In diesem Fall wird angenommen, dall aehsigen doppelbrechenden Krisfalls einen negativen das Signal in der 7Vf₁-ScIiWiIIgIIiIg die Anregimgs- einachsigen doppelbrechenden Kristall verwenden schwingung in der /'Λ/,-Schwingimgsart und das Sei- io (beispielsweise einen, bei dein n,. - 3,3; /i„ — 3,5 ist), tenband (bei t»r~<»„ c\) in der /'/•.'.,-Sehwingiiiigs- dann würden die in Fig. 8 gezeigten Charakteristiart vorliegen. In der graphischen Darstellung eier ken umgekehrt verlaufen. Das heißt. Licht, welches in Fig. 7 ist die Üispeisionskui ve 53' für die 7'/V/,- einer TVi-Schwiiigiingsart /.ugefühit wird, würde ent-Schwingungsart genau wie in Fig. 5 eingezeichnet, sprechend einer effektiven Breclningsindexasymptote jedoch in vergrößertem Maßstab. Die Dispersions- 15 des Weites 3,3 fortgepllanzt (wiedergegeben durch kurve 52' für die ΤΈ,-Schwingungsart ist multipliziert die gestrichelt eingezeichneten 7'K-Kurven in F i g. H), mit dem Frequenzverhältnis ι·>_ρ!<·>₍ aufgezeichnet, während das in einer TA/-Schwingungsart zugeführte während die 7'£,-Dispersionskurve 51' multipliziert Lieht mit einer effektiven Breclningsindexasymptote mit (.)„/(», eingezeichnet ist. Indem man die Kurven von 3,5 fortgepflanzt würde (wiedergegeben durch die auf diese Weise einzeichnet, können ihre Neigungen 20 gestrichelt eingezeichneten T/W-Kiirven). Eine ähnunmittelbar im Bereich der Geraden konstanter Pha- liehe Vertausclning der Charakteristiken würde auch sengeschwindigkeit 50 mileinaiuler verglichen werden. eintreten, wenn die optischen Achsen von ihrem Wh man aus Fig. 7 entnehmen kann, liegt ein Be normal zur oberen seitlichen Obeilläche der planreich vor, in dem die drei Kurven praktisch iiiein parallelen dielektrischen Platte gerichteten Verlauf ander verlaufen. Ist dies beispielsweise der Fall bei 35 in einen dazu parallelen Verlauf (normal zur seiteiner konstanten Anregungsfieqiienz. n,,, dann kann liehen Oberfläche) gedreht wurden, bei dem sie aber eine parametrisehe Wechselwirkung inneihalb eines dennoch senkrecht zur Fortpllanzungsrichtung ge-Signalbereichs der Frequenzen l<n_s eintreten, die aus richtet wären.

der Zeichnung zu ersehen ist. Hierdurch wild die l:in doppelbrechendes Material kann für eine oder

Verwirklichung einer Breitbandarbeitsweise einiög- J< > für mehrere Schichten des optischen parametrischer

licht, indem man eine entsprechende Auswahl des Verstärkers nach Fig. I und 2 verwendet werden.

Wellenleiterbrechungsindexprolils trillt, um die be- Beispielsweise können die Aiißenschichten II und 13

schriebene Bedingung für übereinstimmende Neigung jede aus einem staik doppelbiechenden, nichtlineaien

zu erzielen. Natürlich ist eine solche Breitbaiul- Matrial beispielsweise aus Zinnober (\-HgS)

arbeitsweise nicht auf die Verwendung eines Wellen- .iö bestehen. Zinnober ist doppelbrechend und hat einen

leiters mit dem Brechungsindexprolil, welches in gewöhnlichen Brechungsindex von 2,K und einen

Fig. 5 gezeigt ist, beschränkt. Dieser Wellenleiter außerordentlichen Brechungsindex von 3,1. Wird für

dient lediglich zur Darstellung des anzuwendenden die Schicht 12 ein nicht doppelbrechendes Material

Prinzips. mit einem Brechungsindex von ungefähr 3,0 -- bei-

Man kann jedoch auch noch eine andere Steile- f> spielsweise aus GaP — verwendet, dann hat der sich

rung tier Di-.peisionsch.irakloiisliken eines optr\dien ergebende Verstarker verschiedene Drecluingsindex-

panmietrischen Verstärkers der in Fig. I dargestell- profile, abhängig davon, ob das Licht in einer IM- oder

ten Art wählen, indem man ein doppeibrechendes einer f/','-Schwingungsait in dem Wellenleiter vor

Material für eine oder mehrere der Schichten 11, 12 liegt. Liegen die optischen Aihsen des \-HgS 1101 mal

und 13 wählt. Für Licht, welches in anderer Uich- ι.ΐ z.u den Schichten 11 und 13, dann sieht für das ir

lung als der tier optischen Achse des Materials ver- einer 7/i-Schwinguiigsart zugefiihrte Licht das elTek

läuft, weist ein doppelbrechendes Material veischie- live Indexprofil aus, wie in F¹Ig. ⁽)a gezeigt. Fiii

dene Brechungsindizes auf und zwar abhängig von Licht in einer 7Λ/ Schwingungsart würde jedoch da

der Polarisationsrichtung des Lichts. Diese !{igen- andere Brechungsindexprolil erscheinen, welches ir

schaft der Doppelbrechung ist dimh die heikömni- 5" Fig. <>b gezeigt ist.

liehen Dispersionskurveii für eine Platte aus doppel- Da die Dispersionskurven für die beiden Ure

brechendem Material in Fig. K gezeigt. chungsindexprolile der Fig. ⁽)a und ^l)b versdiiedci

Die in Fig. K dargestellten Dispeisionskurven sind, ist erklärlich, daß auch ein anderer Freiheits

geben den wirksamen Brechungsindex c v„ für Licht, grad für die Auswahl der Frequenzen und Schwin

welches duiih eine ebene dielektrische Platte aus 55 gungsarten vorliegt, um eine Wechselwirkung in eine

doppelbrechendem Material verlauft. In dein tlar- paranietrisdien Vorrichtung /u erzielen. Dies ist des

gestellten Beispiel wird angenommen, daß das Mate- halb der Fall, weil ein Signal, welches in einer Tf.

rial aus einem positiven einachsigen Krislull besieht, Schwingungsart zugeführt wird, mit einer Phasen

dessen optische Achse in der Richtung normal zur geschwindigkeit fortgepflanzt wird, welche durch di

oberen seitlichen Übet HiU he der Platte verläuft. Der 60 Dispersionskurve bestimmt ist, die durch das Brc

Kristall zeigt einen gewöhnlichen Brechungsindex- chungsindexprolil der Fig.^l.)a gegeben ist, wahren

wert n, '»„ *.·* ^un*l ^l"'^ncn außerordentlichen Hie- eine Aniegungsfiequenz, die in einer TM-Schwir

chungsindexwert /1, 3,5. gungsait /ugefühit wird, mit einer Phasengeschwii

Die Dispersioiiskuivcn fur I idit, welches in den digkeit fot!gepflanzt werden wird, welche durch di

IK_n- und /Ά/,,-Sdiwingiingsarlen zugeführt wird, 65 Dispersionskurve bestimmt ist, die durch das Prol

sind in I"ig. K aufgezeichnet. Man benietkt, dall das dor l·'ig. 'Mi gegeben ist. Ua die Dispersionscharal

1 UhI, vvelthe¹. in einer //; Sdiwingungsart /ugefühit leristiken des Wellenleiters für diese beiden Profi

.1 ULh so foilpllaii/l, iluß die Asymptote des versihicden sind, ist es möglich, eine parametrise!

Wechselwirkung bui einem Frequenzsatz zu erzielen, bei dem in dem einen Fall, in welchem das Signa! und die Anregungsfrequenz dem gleichen Brechungsindexprofil zugeführt werden, keine parametrischc Wechselwirkung eintreten würde. Γη dem voranstellenden Heispiel ist Zinnober sowohl doppelbrechend als auch nichtlinear. Im Unterschied hierzu kann ein doppelbrechendes Material, welches nichtlinear ist, für eine oder mehrere Schichten 11, 12 und 13 verwendet werden, solange das für mindestens eine der anderen Schichten verwendete Material selbst nichtlinear ist. Beispielsweise kann man Caleit (CaCI₁), einen linearen, stark doppelbrechenclen Kristall, für eine oder zwei der Schichten des Verstärkers 10 in Verbindung mit einem nichtlinearen Material für die anderen Schichten verwenden.

Hine parametrisch*; Wechselwirkung der Wanderwelle in einem Verstärker, wie sie in den F i g. 1 und 2 beschrieben ist, bedingt, daß die Anregimgsfrequenz und das Signal in entsprechenden Schwingungsarten zugeführt werden. Die in den Fig. K) und 11 wiedergegebenen Wellenleiterformen zeigen eine Möglichkeit, wie eine Steuerung der Schwingiingsiirten des eintretenden Lichts erreicht werden kann.

in Fig. IO ruht der Wellenleiter 60 auf einer Unterlage 61 und besteht aus einer ersten, zweiten und dritten Schicht 62, 63 und 64, die den Schichten 11 bzw. 12 bzw. 13 der in Fig. I gezeigten Ausbildungsform entsprechen. An einem Ende des Verstärkers 60 ist ein verjüngter Bereich 65 vorgesehen, der sich vom Rand 66 ausgehend auf eine maximale Bieite erweitert, tlie jedoch kleiner ist als die Gesanilhreite der Schichten 62, 63 und 6-1. Hine- geeignete Gcstaltgebung des gekrümmten Bereichs 65 führt zu einer Umwandlung der Schwiiigungsarten des dem Verstärker 60 zugeführteii Lichts. Beispielsweise kann eine Umwandlung tier Schwingungsalt vom /Vv₁₁₁-Zustand zu dem TH₁ ,-Zustand mit einem solchen Verstärker erzielt weiden.

Auch der in Fig. Il gezeigte Verstärker ermöglicht eine Umwandlung der Schwingungsarten des in ikn dielektrischen Wellenleiter einlielenden I ichts. liier ruht tier Wellenleiter 71) auf einer Unterlage 7! und besteht aus ilen Schichten 72, 73 und 71, die den Schichten 11 bzw. 12 bzw. 13 des in Fig. I gezeigten Verstärkers entsprechen. Hin Ende der Schicht 72 ragt über tlie entsprechenden Enden tier Schichten 73 und 74 hervor und weist einen verjüngten Bereich 75 mit einem zugespitzten HmIe 76 auf. Hin Verstärker tier in Fig. K) gezeigten Art ermöglicht eine Umwandlung der Schwingungsarlen beispielsweise von der T/v^-Sehwingungsart in die TE₁₀-Schwingungsart.

Hinige der hier beschriebenen Verstärker können aus einem Einkristall durch Aufwachsen auf einer Einkristallunterlage unter Verwendung der bekannten chemischen Aufdampftcchnikcti hergestellt werden. So kann bei der in Fig. 1 gezeigten Ausbildungsform die Unterlage 11 aus Saphir, Chrysoberyll, BeC), MgO oder ähnlichem bestehen. Die Schichten 11, 12 und U können dann aus Gallium, Arsenic!, Galliumphosphid und Galliumarsenid bestehen.

Man kann auch andete Materialien für den Ver stärker 10 verwenden. Beispielsweise kann für den geschichteten Wellenleiter als Unterlage eine Schicht aus einem monokristallinen, elektrisch isolierenden Material — wie BeC) — darauf eine Schicht aus einem Halbleiter — wie Ge — und darauf schließlich eine Schicht eines III-V-Materials — wie GaAs — verwendet werden. Natürlich ist es nicht unbedingt erforderlich, daß die Schichten 11, 12 und 13 aufgewachsen sind oder daß sie Einkristalle sind. Doch hat man optimale Ergebnisse erzielt, wenn zumindest die nichtlineare Schicht aus einem Einkristall besteht.

Zur Vereinfachung der Darstellung wurden tlie in

ίο den Figuren dargestellten parametrischen Verstärker gemäß der vorliegenden Erfindung dreischichtig gezeigt. Die Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Man kann auch Wellenleiter verwenden, die mehr oder .weniger als tlrei Schichten haben, und man kann in jedem Falle eine ähnliche Steuerung der Dispersionscharakteristiken durch entsprechende Auswahl des Brechungsindexprolils erhalten.

Die Dicke und die Breite der parametrischen Verstärker gemäß tier Erfindung sind nicht kritisch. Die Breitenabmessimg zeigt nur eine beschränkte Wirkung auf die Form der Dispersionskurven, solange das Breite- zu Höhe-Verhältnis größer als K) ist. Bei Breite- zu Höhe-Verhältnissen kleiner als K) wird der dominierende Steuerfaktor durch tlie Querschnitts-Hache — ti. h. Breite mal Höhe --- ties Wellenleiters gebildet. Nimmt tliese Fläche ab, dann nimmt auch tier effektive Brechungsindex ties Wellenleiters ab. Eine bedeutende Verringerung der parametrischen Wechselwirkung tritt jedoch nicht ein, bevor diese

³" Fläche kleiner als (^)" ist.

Eine weitere Steuerung der .Schwingungsaiten des parametrischen Verstärkers kann durch Verwendung von Materialien für die Schichten 11, 12 und 13 er-

jj zielt werden, tieren Brechungsindizes infolge äußerer Einwirkungen wechseln. Beispielsweise kann ein Material — wie GaAs ausgewählt weiden, welches eine Änderung ties Brechungsindex mit der Temperatur zeigt. Da die Dispersionscharakteristiken

l<> von dem Brechungsindesprofil abhängen, bewirkt eine Tcmperaluränderimg eine entsprechende Änderung der Dispersion und damit eine Änderung der Fiequenzen, bei der eine p.iranu-liische Wechselwirkung auftritt. Eine entsprechende Frequenzsteuerung

.15 tier erfmilungsgeinäßen optischen parametrischen Verstärker kann auch durch Verwendung von Materialien erzielt werden, die eine Änderung ties Brechungsindex jeweils bei Druckeinwirkung oder bei Einwirken elektrischer oiler magnetischer Felder zeigen.

Claims (15)

Patentansprüche:

1. Optischer parametrischer Verstarker mit Wechselwirkung zwischen einer optischen Signalfrequenz ο, unil einer Energie zuführenden Anregungsfrequen/. D_n, wobei die Phasengeschwindigkeit sowohl dieser beiden Frequenzen als auch ihrer Summenfrequenz oder ihrer DilTeren/frequenz m, «>„ I id, in einem nichtlinearen dielek-

fio Irischen Wellenleiter längs eines gemeinsamen einfach durchlaufenen Weges gleich sein muH. dadurch gekennzeichnet, tlaß ein qua· detförmiger Wellenleiter (10, 60, 70) aus einer Mehrzahl von Schichten (11 bis 13 b/w. 62 bis 64 bzw. 72 bis 74) aufgebaut ist, deren Trennniiehen untereinander parallel und parallel /m Fortpllaruungsrichtung des hindurchtretenden Lichts verlaufen, von denen sich jeweils zwei

benachbarte Schichten durch von cinundci abweichende BrcchungNindizcH unterscheiden und von dunen zumindest eine Schicht eine nichlliiicure Suszeptibilität aufweist, wobei die Brei ic dos Wellenleiters und zugleich einer jeden Schicht (H bis 13) mindestens eine Viertelwellenlünge der Signalfrequcnz betrügt und die Schichtdicke und der jeweilige Brechungsindex so gewühlt ist, daß die Bcdingungsgleichung w₍ = m_s 1 Ui_n erfüllt ist. in

2. Optischer parametrischer Verstilrker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dispersion des Wellenleiters durch eine Kurvenschar bestimmt ist, die den resultierenden Brechungsindex des gesamten wirksamen Wellenleiters als Funktion der Frequenz wiedergibt, wobei Scliwingungsart (TE oder 77W) und Schwingungsform (77s,.„) als Parameter eingeführt sind und die verschiedenen Biechungsindizes der einzelnen Schichten so gewählt sind, daß drei dieser Kurven eine Gerade konstanter Phasengesc'hwindigkcit bei den Frequenzen «>_s bzw. ω,, bzw. (D/ schneiden.

3. Optischer parametrischer Verstärker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnittpunkte der Kurvenschar mit der Geraden konstanter Phascngcschwindigkcit füi die Frequenzen (D, bzw. w_p iür Schwingungen von unterschiedlicher Ordnung (TE_x bis TE_n) und für die Frequenzen <o„ und <i>, für 'Schwingungen von unterschiedlicher Art (TE₁₁ bzw. TM₁₁) jedoch von der gleichen Ordnung ausgewählt sind.

4. Optischer parametrischer Verstärker nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnittpunkte der Geraden gleicher Fortpflan-Zungsgeschwindigkeit (50) mit den Dispersionskurven im Bereich der Wendepunkte der Dispersionskurven liegen.

5. Optischer parametrischer Verstärker nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Neigungen der Dispersionskurven im Bereich der Wendepunkte (51 bis 53) übereinstimmen.

6. Optischer parametrischer Verstärker nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht mit nichtlinearer Suszeptibilität monokristallin ist.

7. Optischer parametrischer Verstärker nach Anspruch], 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der Schichten ein doppelbrcchendes Material onthillt, und daß der Wellenleiter auf diese Weise verschiedene Breehungsindizos für Kiclit verschiedener Schwingungsurt (TE odor TM) darstellt.

8, Optischer parametrischer Vcrsliirkcr nach Anspruch ί, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der Schichten (11, U₁ 13) ein erstes Material mit einem Brechungsindex aufweist, der sich unter iiußerem Kinfluß iindcrt, und daß die Vorrichtung ferner Mittel enthüll, um den Brechungsindex zu beeinflussen.

9. Optischer parametrischer Versliiiker nach Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Brechungsindex der ersten Schicht durch Temperahirändcriingcn beeinflußbar ist, und daß eine Vorrichtung zur Steuerung der Temperatur vorgesehen ist.

K). Optischer parametrischer Vcrstäiker nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Beeinflussung des Brechungsindex der ersten Schicht durch Änderung der Temperatur und/ oder des Drucks und/oder eines elektrischen Feldes und/oder eines magnetischen Feldes erzielt wild.

11. Optischer parametrischer Verstärker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Wellenleiter (11, 12, 13) auf einer Unterlage (14, 61, 71) aufgebracht ist.

12. Optischer parametrischer Verstärker nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterlage (14, 61, 71) aus einem monokristallinen, elektrisch isolierenden Material besteht, und daß eine der Schichten (11,62,72) auf die Unterlage durch Aufwachsen aufgebracht ist.

13. Optischer parametrischer Verstärker nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Schichten (11, 12, 13) monokristallin ist und jeweils auf der unmittelbar unter ihr liegenden Schicht durch Aufwachsen aufgebracht ist.

14. Optischer parametrischer Verstärker nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung zur Steuerung der Schwingungsalt (TE oder TM) der zugeführten Signal- und Anregungsschwingungen vorgesehen ist.

15. Optischer parametrischer Verstärker nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung durch ein verjüngt verlaufendes Ende (66, 76) des Wellenleiters (10, 60, 70) gebildet ist.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen