DE3401640C2

DE3401640C2 - Einrichtung zur Messung der Drehgeschwindigkeit

Info

Publication number: DE3401640C2
Application number: DE19843401640
Authority: DE
Inventors: Michael Christopher Bone
Original assignee: SFIM Industries Deutschland GmbH
Current assignee: Safran Electronics and Defense Germany GmbH
Priority date: 1983-01-21
Filing date: 1984-01-19
Publication date: 2002-04-18
Anticipated expiration: 2004-01-20
Also published as: GB2134248A; DE3401640A1; GB2134248B; AU2329184A

Description

Die Erfindung geht aus von einer Einrichtung zur Messung der Drehgeschwindigkeit, bei der ein Lichtstrahl in zwei Teilstrahlen aufgeteilt wird und bei der die beiden Teil strahlen einen schleifenförmigen Lichtweg in entgegenge setzten Richtungen durchlaufen. Die Drehgeschwindigkeit wird durch Auswertung des Sagnac-Effekts ermittelt.

Solche Einrichtungen, bei denen der Lichtweg durch eine spulenförmig angeordnete Lichtleitfaser gebildet wird, bei der Strahlungsteiler und Strahlungsvereinigungsein richtungen vorgesehen sind, bei der der aufzuteilende Lichtstrahl in einem Laser erzeugt wird, bei der die beiden Teilstrahlen nach dem gegensinnigen Durchlaufen der Lichtleitfaser einander überlagert werden und bei denen die Drehgeschwindigkeit aus dem Ausgangssignal eines optisch-elektrischen Wandlers ermittelt wird, sind an sich bekannt. Sie sind beispielsweise in dem Aufsatz von Shih-Chun Lin und Thomas G. Giallorenzi in "Sensiti vity analysis of the Sagnac-effect optical-fibre ring interferometer" in Applied Optics, Band 18, Nr. 6, 15. März 1979, beschrieben. Wenn die Teilstrahlen einan der überlagert werden, entstehen ringförmige Muster. Bei einem stationären System werden feste Muster gebildet, wobei deren Form von der Abbildungsoptik abhängen. Wenn sich ein solches System um die Spulenachse dreht, dann bewegen sich die Ringe, und es ist durch eine geeignete Auswertung möglich, die Drehgeschwindigkeit zu bestimmen.

Abhängig von der Realisierung einer solchen Meßeinrichtung (z. B. Betriebswellenlänge λ, Länge L der Lichtleitfaser, usw.) und dem Bereich der zu bestimmenden Drehgeschwindigkeiten werden zur Auswertung ein Ring oder mehrere Ringe herangezogen. Bei der Auswertung sind vor allem die nachfolgend aufgeführten Schwierigkeiten vorhanden:
1. Das Sensorausgangssignal ist statisch (eine Gleichspannung für eine konstante Drehgeschwindigkeit), 2. Die Nichtlinearität des Ausgangsstromes hinsichtlich der Phasenabweichung, und 3. Ein durch Störungen verursachter Gleichstromanteil.

Die Einrichtung kann, wie von Lin und Giallorenzi gezeigt, verbessert werden, indem man ein zweites komplementäres Ring muster vorsieht und man diese einem Differenzverstärker zu führt. Die 180° Phasenverschiebung für den zweiten Ring kann auf an sich bekannte Weise, nämlich durch eine zusätzliche Reflexion in dem Lichtweg, erzeugt werden. Dadurch werden vor allem der durch Rauschen verursachte Gleichstromanteil besei tigt. Bei dieser Anordnung ist es weiterhin von Vorteil, daß die beiden Ausgangssignale ein Maß sind für die gesamte auf dem Sensor auftreffende Energie und daß es mittels einer Rück koppelschleife möglich ist, die Quellenleistung konstant zu halten.

Es ist jedoch schwierig, bei einer solchen Einrichtung die notwendige Stabilität hinsichtlich der Gleichstrom- bzw. Gleichspannungsauswertung zu erreichen. Außerdem macht sich niederfrequentes Rauschen bei einigen Detektoren störend bemerkbar. Eine Wechselspannung- oder Wechselstromauswertung beseitigt diese Probleme. Ling und Giallorenzi machen einige Vorschläge zur wirksamen Modulation und sychnronen Gleich richtung bei einem Überlagerungssystem. Bei einer solchen Modulation müssen die entgegengesetzt umlaufenden optischen Signale getrennt werden, und es muß eine unterschiedliche Phasenbeeinflußung erfolgen.

Aus der eine ältere Anmeldung darstellenden DE 32 39 068 A1 ist eine Einrichtung zur Messung der Drehgeschwindigkeit bekannt, bei der ein Lichtstrahl in zwei Teilstrahlen aufgeteilt wird, bei der die beiden Teilstrahlen einen schleifenförmigen Lichtweg in entgegengesetzten Richtungen durchlaufen und bei der ein Fotodetektor die nach Durchlaufen des schleifenförmi gen Lichtwegs einander überlagerten Teilstrahlen empfängt, wobei im Lichtweg ein erster und ein zweiter Phasenmodulator vorhanden sind, wobei die Phasenmodulation mit Signalen der Periodendauern 2τ bzw. 4τ, mit τ gleich Laufzeit des Lichts in dem schleifenfömrigen Lichtweg, erfolgt und wobei die Modulationssignale zueinander synchron sind und eine rückge koppelte Regeleinrichtung vorhanden ist, die das Ausgangs signal des Photodetektors empfängt.

Allerdings wird bei dieser Einrichtung die Lichtquelle synchron mit dem Modulationssignal geschaltet. Ferner ist aus der DE 29 06 870 eine Einrichtung zur Messung der Drehgeschwindigkeit bekannt, bei der ein Lichtstrahl in zwei Teilstrahlen aufgeteilt wird, bei der die beiden Teil strahlen einen schleifenförmigen Lichtweg in entgegenge setzten Richtungen durchlaufen und bei der ein Photodetektor die nach Durchlaufen des schleifenförmigen Lichtwegs einander überlagerten Teilstrahlen empfängt.

Der eine Modulator ist bei dieser Lösung ein elektrooptischer Modulator, während der andere eine mit Gleichstrom beaufschlagte Faraday-Spule ist, die der Regelung der Phasendifferenz auf Null dient.

Ein ähnliches System ist aus der US 4,265,541 bekannt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Einrich tung zur Messung der Drehgeschwindigkeit hinsichtlich der Auswertung zu verbessern.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die neue Einrichtung zur Messung der Drehgeschwindigkeit wird anhand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 ein Blockschaltbild der neuen Einrichtung zur Messung der Drehgeschwindigkeit,

Fig. 2 den Phasenverlauf des Ausgangssignals der neuen Ein richtung,

Fig. 3 Signale für die Phasemodulation für die Einrichtung nach Fig. 1,
eine schematische Darstellung der in der Technik der inte grierten Optik realisieren Phasenmodulatoren, und Fig. 5 bis 7 Phasenmodulationssignale.

Die Einrichtung zur Messung der Drehgeschwindigkeit gemäß Fig. 1 enthält eine Lichtleitfaser 10, die in Form einer einzelnen oder Mehrfachschleife angeordnet ist. Über Abbildungslinsen 11 und 12 wird Licht von einem Strah lungsteiler 13 in die Lichtleitfaser ein- oder ausge koppelt. Ein Laser 14 erzeugt einen Lichtstrahl, der durch den Strahlungsteiler 13 in zwei Teilstrahlen auf geteilt wird, und es wird jeweils ein Teilstrahl einem Ende der Lichtleitfaser 10 zugeführt. Die beiden Teilstrahlen, die mittels des Strahlungsteilers nach dem Durchlaufen der Lichtleit faser einander überlagert werden, gelangen zu einem Fotodetektor 15. (Die anderen Bauteile, die in der Fig. 1 dargestellt sind, werden zunächst nicht berück sichtigt).

Die beiden Teilstrahlen breiten sich in der Lichtleitfaser gleichzeitig, jedoch in entgegengesetzten Richtungen aus. Nach dem Durchlau fen der Lichtleitfaser und nach dem Auskoppeln wird jeder Teilstrahl durch den Strahlungsteiler 13 erneut aufgeteilt, und es gelangt jeweils eine Hälfte eines Teilstrahls zu dem Fotodetektor 15. Die beiden zu dem Fotodetektor 15 gelangenden Teilstrahlen interferieren miteinander in der Ebene des Fotodetektors. Dadurch ent steht ein Interferenzmuster, das die Form von konzen trischen Interferenzringen hat. In einem genau justie rten optischen System ist nur der mittlere Ring vor handen, und diese mittlere Fläche wird auf den Foto detektor abgebildet. Wenn sich jetzt die Meßeinrichtung um die Spulenachse (die Achse senkrecht auf der Ebene, die die Schleifen bilden) dreht, dann entsteht zwischen den beiden Teilstrahlen eine Phasendifferenz, und dies hat zur Folge, daß sich die Lichtintensität auf dem Foto detektor ändert. Das Ausgangssignal des Fotodetektors als Funktion der sich ändernden Phasendifferenz Δθ, die durch die Drehung bedingt ist, hat den in der Fig. 2 dargestellten Verlauf. Die mittlere Spitze für den Aus gangsstrom I ist bei der Drehgeschwindigkeit 0 vor handen; bei sich ändernden Drehgeschwindigkeiten fällt die Kurve zur ersten Nullstelle ab und nimmt dann wieder zu einer zweiten Spitze zu usw.

Es ist prinzipbedingt, daß am Ausgang des Fotodetektors ein Gleichstromsignal vorhanden ist, wenn sich die Ein richtung mit einer konstanten Drehgeschwindigkeit dreht. Ein Wechselstromausgangssignal erhält man, wenn man die optischen Signale phasenmoduliert. Zur Phasenmodulation ist ein Phasenmodulator 16 vorgesehen, der als elektro- optisches Bauelement oder als ein anderes Bauelement re alisiert ist und der, wie in Fig. 1 dargestellt, an einem Ende der schleifenförmigen Lichtleitfaser angeordnet ist. Dieser Phasenschieber wird von einem Phasenmodulator 17 angesteuert, der ein Signal an den Phasenschieber mit einer Frequenz 1/4τ abgibt, wobei τ die Laufzeit des optischen Signals durch die schleifenförmige Lichtleit faser 10 ist. Als Folge der asymmetrischen Anordnung des Phasenschiebers 16 erfahren die beiden Teilstrahlen, die die Lichtleitfaser im Uhrzeigersinn und entgegen des Uhr zeigersinns durchlaufen, unterschiedliche Phasenverschie bungen. Dies führt zu einer Phasenmodulation des Sagnac- Signals mit der Frequenz 1/4τ, was eine Amplitudenmodulation des Ausgangssignals des Fotodetektors zur Folge hat.

Das Hinzufügen eines zweiten Phasenmodulators macht es möglich, daß man eine nicht zyklische Phasenverschiebung erhält. Dies ist die Basis dafür, daß das Sagnac-Signal zu null geregelt werden kann und daß die Nullregelung in einer geschlossenen Regelschleife erfolgt. Bei der in der Fig. 1 gezeigten Einrichtung erfolgt eine solche Null regelung. Zur Nullregelung sind ein Phasenschieber 18 und der Fotodetektor 15, der synchron abgetastet wird, vorge sehen. Der Phasenschieber 18 kann ebenfalls ein elektro- optischer Phasenschieber sein, und dieser ist ebenfalls zwischen der Linse 11 und dem Ende der Lichtleitfaser an geordnet. Er wird angesteuert durch die Einrichtung 19, die ein Ansteuersignal mit der Frequenz 1/2τ erzeugt. Die Einrichtung 19 dient zur Nullregelung. Bedingt durch die asymmetrische Anordnung des Phasenschiebers 18 und die anhand der Fig. 3 zu erläuternden Frequenzen der An steuersignale erfahren der Teilstrahl im Uhrzeigersinn und der Teilstrahl entgegen des Uhrzeigersinns gleiche und entgegengesetzte elektrisch erzeugte Phasenverschie bungen. Dies führt zu einer Phasenmodulation des Sagnac- Signals der Frequenz 1/2τ, mit der die Phasennullrege lung erfolgt, und dies hat zur Folge, daß das Fotodetektor ausgangssignal der Meßeinrichtung amplitudenmoduliert ist. Wenn keine durch den Sagnac-Effekt bedingte Phasenverschie bung vorhanden ist, und wenn das Modulationssignal, das dem Phasenschieber 18 zugeführt wird, Null ist dann ent hält das Ausgangssignal des Fotodetektors bei der Frequenz 1/4τ keine Modulationskomponente. Dies entspricht dem Zustand, daß um den Punkt herum, der in der Fig. 2 die Phasendifferenz Null angibt, eine Phasenmodulation vor handen ist. Umgekehrt hat das Ausgangssignal des Foto detektors bei der Frequenz 1/4τ seinen Maximalwert, wenn die Sagnac-Phasendifferenz auf π/2 angewachsen ist. Aufgabe der geschlossenen Regelschleife ist es, über die Amplitude und das Vorzeichen des Steuersignals für den Phasenschieber 18 die Phasendifferenz auf Null zu regeln. Durch die Amplitude und das Vorzeichen des Steuersignals für den Phasenschieber 18 ist im eingeregelten Zustand die Drehgeschwindigkeit bestimmt.

Es ist von Vorteil, die beiden etektro-optischen Phasen schieber 16 und 18 zur Phasenmodulation und zur Phasennull regelung als ein integriert optisches Bauelement, wie in Fig. 4 dargestellt, zu realisieren. Durch die Einrichtung 19, die den Phasenschieber 18 zur Phasennullregelung steu ert, wird auch die Abtastung des Fotodetektors 15 gesteu ert. In der Fig. 3 sind sowohl die Steuersignale für die beiden Phasenschieber und das Abtastsignal für den Foto detektor dargestellt und zwar zusammen mit den jeweils durch die Phasenverschiebung sich ergebenden Signalen. Es sind voneinander getrennte Phasenmodulatoren vorzuziehen, weil dann Filterprobleme vermieden werden, die dann ent stehen würden, wenn beide Modulationssignale demselben Modulator zugeführt würden. Dies macht es dann auch mög lich, den Modulator für die Nullregelung länger auszulegen, was von Vorteil ist hinsichtlich des Zustandes, bei dem mehrere Ringe vorhanden sind am oberen Bereich des Dynamik bereichs.

Es ist von Vorteil, daß die oben beschriebenen Phasenmodu latoren leicht in der Technik der integrierten Optik rea lisiert werden können. Dies gilt jedoch mit Ausnahme für die Lichtleitfaser, auch für die anderen optischen Elemente wie z. B. den Laser und den Fotodetektor. Diese können auf einem einzigen integriert optischen Bauelement mit vier Anschlüssen realisiert werden. Bezüglich des gesamten Systems ist zu bemerken, daß die in einander entgegenge setzten Richtungen sich ausbreitenden Wellen dieselbe Frequenz aufweisen und daß die minimalen Phasen- (Weg-) Differenzen, die die Phasenmodulation und das Nullregel signal erzeugen, bei einem monolithisch integrierten Bau element mit höchster Genauigkeit geregelt werden können. Wie in der Fig. 4 dargestellt, besteht das integriert optische Bauelement aus einem Substrat 20 aus Lithiumniobat und durch Eindiffundieren von beispielsweise Titan wird ein Wellenleiter 21 in dem Substrat erzeugt. Seitlich zu und parallel zu dem Wellenleiter-Kanal 21 sind zwei Paar Metallelektroden 22, 22a für die Phasennullregelung und 23, 23a für den Phasenmodulator auf der Oberfläche des Substrats aufgebracht. Wenn an ein Elektrodenpaar eine Spannung angelegt wird, wird quer zu dem Kanal ein elek trisches Feld erzeugt, und dieses bewirkt eine Änderung des Brechungsindex des optischen Wellenleiters, was wiederum eine Phasenverschiebung des Lichts, das sich im Wellen leiter ausbreitet, zur Folge hat.

Bevor auf die Wellenformen für die Modulation näher einge gangen wird, erfolgen zunächst einige Überlegungen hin sichtlich den Bedingungen, die zur Realisierung einer ge schlossenen Regelschleife notwendig sind. Wenn die Phasen differenz zwischen dem Teilstrahl, der sich im Uhrzeiger sinn (CW) und dem Teilstrahl, der sich im Gegenuhrzeiger sinn (CCW) ausbreitet mit einer Frequenz f moduliert ist, dann variiert die Amplitude des optischen Ausgangssignals mit 2f, vorausgesetzt, die Phasenmodulation ist zum Null punkt symmetrisch (siehe Fig. 5a). Eine asymmetrische Phasenmodulation erzeugt ein Ausgangssignal, das Kompo nenten sowohl bei der Frequenz f als auch bei der Frequenz 2f enthält (siehe Fig. 6a). In den Fig. 5b und 6b sind hierzu alternative Wellenformen dargestellt. Da die Änderung von Fig. 5 zu Fig. 6 (d. h. eine kon stante Phasenverschiebung) durch den Sagnac-Effekt ver ursacht wird, ist jedes Signal, das diese Phasenver schiebung ausregelt (d. h. selbst beim Vorhandensein einer Rotation erhält man die in der Fig. 5 darge stellten Eigenschaften) ein Maß für den Sagnac-Effekt. Die Null-Bedingung ist dann erreicht, wenn im Ausgangs signal kein Anteil mit der Frequenz f mehr vorhanden ist. Der wesentliche Unterschied der Phasenmodulationswellen formen nach den Fig. 5 und 6 ist, daß gleiche Phasen änderungen um den Nullpunkt herum den ausgeregelten Zu stand erzeugen (Fig. 5), während dies für ungleiche Ab weichungen nicht der Fall ist (Fig. 6). Berücksichtigt man dieses, dann erkennt man, daß die Modulationssignale sinusförmige Signale sein können.

Unglücklicherweise kann jedoch die Addition von symme trischen Sinuswellen keine asymmetrische Resultierende erzeugen, und deshalb muß das Ausgangssignal abgetastet werden, wenn auch auf Kosten einer Reduzierung der Ener gie, die zum Fotodetektor gelangt. Das abgetastete Aus gangssignal ist für den Zustand, für den noch eine Null regelung erforderlich ist und für den Zustand, in dem die Nullregelung bereits erfolgt ist, in der Fig. 7a bzw. 7b dargestellt. Bei der in der Fig. 7a darge stellten Wellenform ist eine Komponente mit der Grund frequenz (Modulation) enthalten, während dies bei der Wellenform gemäß Fig. 7b nicht der Fall ist.

Nimmt man, wie in der Fig. 1 dargestellt, an, daß sich die Modulatoren an dem Ende der Lichtleitfaser, an dem der CW-Lichtstrahl angekoppelt wird, befindet, dann sind die Phasen der Wellen nach dem Durchlaufen der Lichtleitfaser zu beschreiben durch:

Phase von CW_out = ϕsin(ω_mt) + nsin(ω_nt + θ) + s

Phase von CCW_out = ϕsinω_m(t + τ) + nsin(ω_n(t + τ) + θ) - s

mit
ϕ = Modulationsamplitude
n = Amplitude der Modulation zur Nullregelung
ω_m = Modulatorfrequenz
ω_n = Frequenz der Modulation zur Nullregelung
τ = Laufzeit in der Lichtleitfaser
θ = Phasendifferenz zwischen den Signalen zur Null regelung und Modulation
s = Sagnac-Phase

Die Amplitude des Ausgangssignals ist bestimmt durch die Phasendifferenz zwischen diesen beiden Wellen, d. h.

p. d. = CCW_out - CW_out

p. d. = ϕ(sinω_m(t + τ) - sinω_mt) + n(sin(ω_n(t + τ) + θ) - sin(ω_nt + θ)) - 2s

d. h.

p. d. = 2ϕcos(ω_mt + ω_m/2τ).sin(ω_m/2τ) + 2ncos(ω_nt + θ + ω_n/2τ).sin(ω_n/2τ) - 2s (1)

Die abgetastete Welle muß, übertragen auf die Phasen differenz nach Gleichung (1), folgenden Bedingungen genügen:

±ϕ + n - s (2)

wenn die 1. Harmonische zu null geregelt werden soll. Dies erreicht man, wenn die Abtastfrequenz gleich

ist. Dies gilt für den ±ϕ-Ausdruck.

Für den +n-Ausdruck ist gefordert:

ω_n = j.ω_s, j = 1, 2 (4)

Die Wahl der absoluten Frequenz ist in gewissen Grenzen will kürlich, vorausgesetzt es ist

In diesem Fall werden die ϕ- und n-Ausdrücke null. Wenn das "Null-Signal" maximiert werden soll, dann ergibt sich aus Gleichung (1):

Wenn ω_m minimiert werden soll, dann sind k = p = 0 und j groß zu wählen. Ein großes j vergrößert jedoch ω_n (aus Gleichung (4). Deshalb wird j = 1 gewählt. Damit ergibt sich:

Einsetzen in Gleichung (1) ergibt:

Da es erforderlich ist, daß die ϕ- und n-Wellen zur gleichen Zeit ihren Maximalwert erreichen, um einen maxi malen Wirkungsgrad zu erzielen, wird θ = 0 gewählt.

Die abgetastete Phasendifferenz ist

p. d. = √2ϕcosNπ + 2n - 2s
oder p. d. = ±√2ϕ + 2n - 2s (7)

mit N = 0, 1, 2 ist die Nummer der Abtastung. Gleichung (7) hat die verlangte Form. Mit 2n ≠ 2s ist die Wellenform um die Phasendifferenz null herum asymmetrisch und erzeugt ein Ausgangssignal mit der Grundfrequenz ω_m. Mit 2n = 2s ist die Wellenform symmetrisch. Bei der Grundfrequenz ist kein Signal vorhanden, und es ist eine Regelung zu null erfolgt. Die Amplituden ist ein direktes Maß für die Sagnac-Phase s. Die optimale Modulations frequenz ergibt sich aus der Laufzeit durch die Lichtleitfaser und ist f_m = 1/4τ. Auf Kosten einer größeren Amplitude des Ansteuersignals kann sie verringert werden. Sowohl die Modulation zur Nullregelung als auch die Ab tastfrequenz können beide gleich 2f_m gewählt werden.

Claims

1. Einrichtung zur Messung der Drehgeschwindigkeit, bei der ein Lichtstrahl in zwei Teilstrahlen aufgeteilt wird, bei der die beiden Teilstrahlen einen schleifenförmigen Lichtweg in entgegengesetzten Richtungen durchlaufen und bei der ein Fotodetektor (15) die nach Durchlaufen des schleifenförmigen Lichtwegs einander überlagerten Teilstrahlen empfängt, wobei im Lichtweg ein erster (18) und ein zweiter (16) Phasenmodulator vorhanden sind, wobei die Phasenmodulation im ersten mit einem Signal der Frequenz 2ω_m und im zweiten mit einem Signal der Frequenz ω_m erfolgt, wobei
oder kleiner sein kann, mit τ gleich Laufzeit des Lichts in dem schleifenförmigen Lichtweg, wobei die beiden Modulationssignale zueinander synchron sind, wobei eine rückgekoppelte Regeleinrichtung (20) vorhanden ist, die das Ausgangssignal des Fotodetektors (15) empfängt und über die Amplitude und das Vorzeichen des Modulations signals mit der Frequenz 2ω_m die Phasendifferenz auf Null regelt, und wobei das durch Überlagerung erzeugte Signal durch Abtasten des Fotodetektors (15) mit der Frequenz ω_s = 2ω_m abgetastet wird.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der schleifenförmige Lichtweg eine Lichtleitfaser (10) ist und daß die Phasenmodulatoren (16, 18) elektro-optische Phasenschieber sind, die an dasselbe Ende der Lichtleitfaser gekoppelt sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elektro-optischen Phasenschieber (16, 18) in der Technik der integrierten Optik realisiert sind, daß sie aus einem Substrat aus Lithiumniobat bestehen, in dem durch Eindiffundieren ein Lichtwellenleiter erzeugt ist, daß seitlich des Lichtwellenleiters Elektroden vorgesehen sind, und daß durch Anlegen einer Spannung an die Elektroden der Brechungsindex des Lichtwellenleiters verändert wird.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung des Lichtwellenleiters (10) Titan eindiffundiert wird.

5. Einrichtung nach Anspruch 3 oder 4, oder dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Phasenschieber (16, 18) als eine einzige integrierte optische Einrichtung realisiert sind und daß ein einziger Lichtwellenleiter mit zwei Elektrodenpaaren vorgesehen ist.