DE3428839A1 - Optisches bauelement - Google Patents

Description

J.Moroz-M.C.Bone 7-5

- Optisches Bauelement

• Die Erfindung betrifft ein optisches--Bauelement wie im Oberbegriff, des Anspruchs 1 angegeben. Dieses ist insbesondere zur Phasenregelung optisch erzeugter elektrischer Signale

und zur Übertragung solcher elektrischer Signale mit hilfe * TfV eines optischen Trägers geeignet.

in der englischen Patentanmeldung Nr.81 11 096 ist ein optisches Bauelement, das in der Technik der integrierten Optik realisiert ist, beschrieben, das einen einzigen optischen Monomod-We I len le>i te r enthält, welcher sich in zwei Wellenleiterzweige mit derselben optischen Länge vei— zweigt und bei dem sich die beiden Wellenleiterzweige danach wieder zu einem einzelnen Wellenleiter vereinigen. -'^;-- Die optischen Eigenschaften der beiden Wellenleiterzweige sind variabel und zwar mittels elektrischer Spannungen, die an Elektroden, die zu den Wellenleitern benachbart sind, angelegt werden. Den Elektroden wird ein Signal zugeführt, das sich zusammensetzt aus einem rechteckförmigen Signal und einem symmetrischen und sägezahnförmigen Signal, welches dieselbe Periode hat wie das rechteckförmige Signal. Die beiden Komponenten, die das zusammengesetzte Signal bilden, sind gleichphasig haben jedoch unterschiedliche Amplituden,

-6-

ZT/P1-Sm/St

26.07.84 r*\ ^;

EPO GOPY f ) '

-"J „Moroz-M.C .Brose 7-5

sodaß das optische Ausgangssi gnal intensitätmoduliert ist mit der Frequenz, die ein Vielfaches der Eingangswellenform ist ( Hochmischen der Frequenz ). Eine Phasenverschiebung" des Ausgangssigna Is ist dadurch möglich/ daß die Phase d.es rechtec'k'förmigen Signalanteils geeignet eingestellt wird. Das optische Ausgangssignal dieser Einrichtung enthält mindestens drei optische Frequenzen. In der englischen Patentanmeldung Nr. 82 30 253 ist ein^ optisches Bauelement, das in der Technik der integrierten - Optik realisiert ist, beschrieben, das einen einzigen -....'_ optischen Monomod-WeIlenI eiter enthält, der sich in drei Wellenleiterzweige verzweigt, wobei diese zumindest ange-• - - nähert dieselbe optische Länge haben. Die drei optischen Wellenleiterzweige werden anschließend wieder -zu einem

₁,- optischen Monomod-We I I en I ei te r zusammengefaßt. Die optischen Eigenschaften der Wellenleiterzweige werden abhängig von elektrischen Spannungen, die an Elektroden, die zu den Wellenleiterzweigen benachbart angeordnet sind, zugeführt werden, verändert. Die elektrischen Spannungen, die den Elektrodenanordnungen zweier Wellenleiterzweige zugeführt werden, enthalten sinusförmige Signale mit der Frequenz Fq, wobei die beiden Signale zueinander in Phasenquadratur sind. Das elektrische Ansteuersignal für die Elektrodenanordnung für den dritten Wellenleiterzweig enthält ein sinusförmiges Signal mit der Frequenz 2F_O. Abhängig von den elektrischen Phasen wi rd ein optisches Signal mit der Frequenz F_c in der Frequenz nach oben (F₀ ⁺ F _o) oder nach unten (F _c - F ) verschoben. Das optische Ausgangssignal -weist, im wesentlichen nur eine einzige Frequenz auf. Die Grundanordnung mit den drei Wellenleiterzweigen enthält einen optischen Einseitenbandmodulator. Durch das Hinzufügen eines vierten (Referenz-) Wellenleiterzweiges erhält man eine

-7-

EPO copv

Λ'. Moroz-M.C. Bone 7-5
Einrichtung zur Verwendung in einem optischen Phasenschieber. Hit einer solchen Anordnung ist es möglich, ein elektrisches Signal mit der Frequenz F_Q mittels eines "optischen TrägersignaIs, das die Frequenz F_c hat, zu übertragen und die. Phase des''Signals mit der Frequenz Fo, das "^- man nach einer optisch/elektrischen Umwandlung erhält,ist regelbar. Der vierte Wellenleiterzweig dient als Referenzzweig, dessen Ausgangssignal ein optisches Referenzsignal mit der Frequenz F_c ist. Wird der Elektrodenanordnung des vierten Wellenleiterzweiges'ein elektrisches Signal mit einer vorbestimmten Spännung zugeführt, dann wird hierdurch eine Phasenverschiebung um 7 verursacht, die auf dem optischen ^,.--■Referenzsignal mit der Frequenz F erscheint. Mit diesem Bauelement erhält man zwei optische Signale und zwar mit der Frequenz (F_c + F₀) oder ( F_c - F₀) und mit der Frequenz (F_c +Y"). Nach einer Umwandlung des optischen Signals in ein ?' elektrisches Signal am Ausgang des Bauelements (z.B.mittels einer Photodiode) ist die Auswirkung der Phasenverschiebung des Referenzsignals diejenige, daß die Phase des umgewandelten Signals mit der Frequenz F₀ sich um einen Betrag / ändert.

Mit diesem Bauelement mit vier Wellenleiterzweigen ist es also möglich, ein elektrisches Signal mit der Frequenz F₀ und einer regelbaren Phasenverschiebung 4 mittels eines optischen Trägersignals zu übertragen, wobei die Phasej dadurch geregelt wird, daß die Spannung des Signals, das der dem vierten Wellenleiterzweig zugeordneten Elektrodenanordnung zugeführt wird, verändert wird. Es ist weiterhin möglich, das Bauelement so zu ändern, daß die Phasenverschiebung / auf dem frequenzver- ; schobenen Signal (F_c- F₀) erscheint anstatt auf dem Referenz-

3Q signal (F_c). Dies ermöglicht die Übertragung eines Signals mit der Frequenz F₀ mit einer regelbaren Phasenverschiebung j auf einem optischen Trägersignal.

-8-

EPO COPY

-'"J .Moroz-M.C .Bone 7-5

ETei dem neuen optischen Bauelement ist der notwendige technische Aufwand g e r i rufe r als bei der in der englischen Patentanmeldung Nr. 82 30 253 vorgeschlagenen Lösung. Das optisehe-Bauelement kann, insbesondere mit den in den Unteransprüchen angesehenen Weiterbildungen, zur Erzeugung und'übertragung von hochfrequenten elektrischen Signalen ve r wendet ' we rd εΓΡΓ~ Es können elektrische Signale erzeugt \ werden, deren Frequenz großer als die Frequenz der elektrischen Ansteuersignale ist.

IQ Die,Erfindung wird anhand von Zeichnungen beispielsweise

näher erläutert. Es. zeigt:
.. - Fig.1 die Anordnung der optischen Wellenleiter bei dem neuen optischen Bauelement,

Fig.2: eine schematische Darstellung eines optischen Übertragungssystems mit der Wellenleiteranordnung nach Figur 1, und

Fig.3 ein Blockschaltbild der Steuer-und Regelelektronik für das neue optische Bauelement.

Für die Realisierung des neuen optischen Bauelements, für das anhand der Figur 1 ein Ausführungsbeispiel erläutert wird, gibt es zahlreiche Möglichkeiten. Wichtig für alle Ausführungsbeispiele ist es, daß drei Wellenleiterzweigen oder drei Wellenleitern das Licht von einem einzelnen Wellenleiter zugeführt wird und daß das Licht, das sich in den drei Wellenleitern oder drei Wellenleiterzweigen ausbreitet, wieder einem einzelnen Wellenleitet zugeführt wird, Bei der Anordnung nach Figur 1 wird das von einem ( nicht' dargestellten) Laser abgegebene Licht einem Eingang 1 zugeführt. Mit dem Eingang 1 ist ein Wellenleiter 2 verbunden und das Licht wird in diesen Wellenleiter 2 eingekoppelt. Es ist ein optischer Koppler 4 vorgesehen, der einen Teil

-9-

EPO COPY

„Moroz-M.C.Bone 7-5

des Lichts in den Je LI en L ei ter 2 in einen Wellenleiter 3 einkoppelt. Der Wellenleiter 3 verzweigt sich an der Stelle 5 in-zwei We Ilealeiterzweige 6 und 7, die an der Stelle 8 wieder zu einem We Ilen Leister 9 vereinigt werden. Dieser Wellenleiter 9 vereinigt sich mit dem Wellenleiter 2a, der die Fortsetzung des Wellenleiters 2 ist, und bildet dann nach der Vereinigungsstelle 10 einen Wellenleiter 11, welcher mit dem Ausgang 15 verbunden ist. Die optischen Wellenleiter sind vorzugsweise Monomod-We11 en Lei ter, sodaß sie nur einen Modus ausbreiten lassen und somit das optimale Ergebnis

.gewährleisten. Jedem der Wellenleiter 6,7 und 2a ist eine Elektrodenanordnung 12,13,14 zugeordnet. Jede Elektroden- .S^ anordnung besteht aus zwei Elektroden, die jeweils dem betroffenen Lichtquellenleiter benachbart sind. Jeweils eine Elektrode 12a,13a,14a eines jeden Elektrodenpaares ist geerdet. An die einzelnen Wellenleiter werden dadurch elektrische Felder angelegt, indem entsprechende elektrische Signale E., E_ß und E an die Elektroden 12b,13b und 14b angelegt werden. In dem elektrischen Substrat unterscheiden sich die Wellenleiter dadurch von ihrer Umgebung^, daß sie einen höheren Brechungsindex als die Umgebung haben. Als Substrat ist das elektro-optische wirksame Substrat Lithium-Niobat (LiNbO3) geeignet. Die Wellenleiterbereiche werden gebildet durch das EindifIundieren geeigneter Materialien

_c wie z.B. Titan oder Nickeloxyd oder durch Ionenimplantation geeigneter Materialien wio z.B. Helium. Dadurch werden geeignete Monomod-WeIL en leiter gebildet. Die Anordnungen aus leitenden Elektroden 12,13 und 14 bestehen aus metallischen Schichten, die auf der Oberfläche des Substrats angeordnet sind. Die Anordnung der Elektroden ist im wesentlichen parallel zu den betroffenen Wellenleitern. Für eine optimale Betriebsweise sollten die drei Wellenleiterzweige im wesentlichen dieselbe optische Länge aufweisen. Das Licht

-10-

EFO COPY 4v

_y ■ " -10- ■ -

^l-.Moroz-M.C.Bone 7-5

w"ird in den Wellenleiter 2 am Eingang 1 eingekappeLt und wird von einem Laser oder einer weiteren Lichtleitfaser — abgegeben. Die Einkopplung erfolgt über geeignete Koppelmittel. Das Licht verläßt den Lichtwellenleiter 11 am Ausgang 15 und,die Auskopplung erfolgt ebenfalls über geeignete Koppelmittel. In dem Koppler 4, der Elektroden 16 aufweist, sind die Wellenleiter 2 und 3 eng benachbart. Die Feinabstimmung der Auftei lung der optischen Energie von dem Wellenleiter 2 in die Wellenleiter 3 und 2a, wobei -der Wellenleiter 2a die Fortsetzung des Wellenleiters 2 ist, erfolgt mittels eines elektrischen Signals E^, das zwischen den beiden Elektroden 16 ein elektrisches Feld erzeugt. - ~~

Durch die elektrischen Felder, die durch die Signale ^A, ^B und Eq erzeugt werden", werden die Eigenschaften des Wellenleiters im Bereich der Elektroden verändert und somit ändert sich die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Lichts. Dies wiederum verändert die Durchgangszeit des Lichts durch die, betroffenen Wellenleiterbereiche. Ergebnis dieser Veränderung der Ausbreitungszeit ist es, daß mit guter Näherung bis hinauf zu sehr hohen Frequenzen der den Elektroden zugeführten Signale, eine Phasenverschiebung des Lichts. Somit wirken die drei Wellenleiterzweige 6,7 und 2a mit ihren Elektrodenanordnungcn 12,13 und 14 als drei unabhängige optische Phasenschieber.

Damit diese Grundanordnung mit drei Wellenleiterzweigen zur Phasenregelung verwendet werden kann (anstelle der Notwendigkeit eines vierten Zweiges wie in der englischen Patentanmeldung 82 30 253 beschrieben) werden elektrische Signale mit der Modulationsfrequenz den beiden Zweigen 6 und 7 zugeführt und ein Gleichspannungsregelsignal wird

-11-

^ J.Moroz-M.CBone 7-5 --" ' -----

dem dritten Z-w-e+g—ί-Re-f erenzzwei g) zugeführt. —

Nachfolgend,wird die theoretische Funktionsweise der Anordnung nach Fi g u r^ i-^rTiiu t e r t .Li cht mit der Frequenz F_c wird dem optischen Bauelement zugeführt. Der Ausgangs-

0.5 I i chtst rah l'eirt-hä-H:—ebenfalls einen Frequenzanteil F_c mit -Seitenbandfrequenzen ( F_c± F_m)y ^_c- 2F_m), ^c ± 3F_m) usw./ wobei F_m die elektrische Utelationsfrequenz ist. Führt man die elektrischen-Utelationssignale mit geeigneten relativen Phasen und Amplituden zu, dann können die ungerad-■ - zahligen Sei-t enbänder im wesentlichen zu "Ei nsei tenbandsignalen" gemacht- werden, d.h. das Ausgangssignal wird so, daß es Signale mit den Frequenzen (F_c(+)-F_m), (F_c +(-)3F_m,F_c (+)-5F_m) usw. wird, wobei die Vorzeichen, die in Klammern gesetzt sind, die alternative Kombination darstellen.

_1C. Bedingt durch diese Einseitenbandnatur wird es möglich, die Phase der Frequenz F_ zu regeln in dem Referenzzweig R um die Phase des elektrischen Signales nach optischelektrischer Umwandlung zu regeln.

Unter der Annahme, daß die Lichtamplitude am Eingang 1 die _?n Form cos 2 TI F_c χ T hat, sind die Amplituden S , Sq und S der optischen Signale in den Wellenleiterzweigen P,Q und R wie folgt:

S_p = P cos [21Ifct + 01 + A sin(2J[f_mt + S_q = Q cos [|nf_ct + CS₂ + B cos(2llf_mt + --. S_r = R cos Jfnf_ct + (Q

mit ,P,Q,R sind die Spitzenamplituden der optischen Signale in den betroffenen Wellenleiterzweigen; F ist die optische Frequenz des Lichteingangssignals;

F_m ist die Frequenz des elektrischen Signals, das den Elektroden zugeführt wird;

EPO COPY

-J'.Moroz-M.C .Bone 7-5

t ist die Zeit; ■-.--■ .. '^;

A,B,C sind die Amplituden der Phasenverschiebung, die durch die verschiedenen elektrischen Signale bewirkt werden, und 01, <f>2' ^4/ 05 sind PhaserfätTsdrücke.
5 Ideal-erweise sind die Steuersignale.für die Elektroden E^ und Eg zwei S i g η a-t-e—m Λ t—der Frequenz F_m , die sich zueinander in Phasenquadraturvbefinden und die Amplituden für die Phasenverschiebungen A und B sollten gleich sein. -

Das Bauelement ist relat i ν "unempf indli ch in bezug a~uf Ab- -4 η weichungen von den oberen Parametern von ihrem Sollwert,

man erhält jedoch bessere Ergebnisse, wenn die Werte ungefähr die nachfolgenden Beziehungen einhalten; nämlich: - P = Q A= B

0^=02 + Π/2 04=05.

Eine verbesserte Linearität zwischen den angelegten Steuerphasen C und der Phase 0 r des in ein elektrisches Signal umgewandelten Signals erreicht man, wenn man R größer als P und Q macht. Dies reduziert auch die Amplitudenschwankungen des umgewandelten elektrischen Signals mit der Regelphase C. Di^e nachfolgenden Werte können verwendet werden: P : Q : R = 1 : 1 : 8
A;B . = 1.9;1.9
0-1 = 04 = 05 =0, 02 = - Π/2
F_m F :wie gewählt, C:wie gewählt.

Die obigen Werte sind für eine Grundfunktion gewählt. Wenn es gewünscht wird die Anordnung bei der dritten Harmonischen zu betreiben, d.h. wenn die Frequenz des in ein elektrisches Signal umgewandelten Signals gleich dreimal der Frequenz des angelegten elektrischen Signals F ist, dann sollte A=B=3,9 gewählt werden, der exakte Wert für R ist nicht kritisch. C wird bestimmt durch das G Leichspannungsrege lsigna I , das der Elektrode E_c zugeführt wird. Die verbleibende Nicht-Linearitat

-13-

EPO COPY

\^ ί. ΜοΓοζ-M.C.Bone 7-5

der Variation zwischen C und 0r kann dadurch beseitigt werden, daß ein ROM vorgesehen ist, der ein digitales Eingangssignal, das den gewünschten Wert für 0r angibt, in einen korrigierten Wert<rf'ür C umwandelt, sodaß man

Q5 genau das gewünschte 0p erhält. Weiterhin kann ein zweiter-ROM die Rege I s ϊ g η a Ue-4-Ü4^-de n- opt i sehen Koppler so ändern^ \ daß genau der Wert für die gewünschte Leistungsteilung zwischen den Zweigen T und R erreicht wird, sodaß die - -Amplitude des durch Umwandlung erzeugten elektrischen Signale konstant gehalten wird unabhängig von dem Wert für C.

-■^ In der Figur 2 ist eine Realisierungsmöglichkeit für ein optisches übertragungssystem und in der Figur 3 ist ein Blockdiagramm für die Steuer- und Regelelektronik dargestellt. Das Bauelement der Figur 1 kann die Form eines chips 20 haben und ist Bestandteil des Systems in Figur 2. _K Das am Ausgang 15 abgegebene Lichtsignal wird entweder über den freien Raum oder über eine optische Übertragungsstrecke 21, die beispielsweise durch eine Lichtleitfaser realisiert sein kann, zu einem optisch/elektrischen Wandler 22 geleitet. Dieser kann beispielsweise durch eine Photodiode realisiert werden. In ihr wird das optische Signal in ein elektrisches Signal umgewandelt und das elektrische Ausgangssignal wird einem Bandpaßfilter 23 zugeleitet.Diese

pe Filterung nach der Umwandlung in ein elektrisches Signal dient dazu, außer der gewünschten elektrischen Frequenz alle übrigen Frequenzen wegzufiltern. Bei Betrieb in der Grundfrequenz Fm wird nur diese Frequenz durchgelassen oder bei einem anderen Betrieb wird beispielsweise die dritte

,η Harmonische 3F_m durchgelassen. Ein verbessertes Ergebnis bezogen auf Ausdrücke der maximalen Frequenz F_m und dem Signa I/Rausch-VerhäItnis erreicht man, wenn man für die optische Übertragungsstrecke eine Lichtleitfaser 21 ver-

-14-

EfO COPY

-14-.Mo/oz-M.C.Bone 7-5 —

wendet, die eine geringe Dispersion hat und die eine

Monomod-LichtLeitfaser ist. Das AusgangssignaL des FiLters 23 hat die Phase <3_R.

Die elektrischen Signate E. und E₀ , die den Elektroden

12 und 13 zugeführt werden, bestehen aus einem Gleichspannungsvorspannungssi gnal_/dem ein sinusförmiges Signal mit der Frequenz F_n, überlagert i st. Alternat i ν hierzu ist es auch möglich,die Vorspannung separaten Elektroden neben · den Wellenleiterzweig<?n P und Q (6 und 7,), "die vor den Elektrodenanordnungen 12 und 13 angeordnet sind, zuzuführen. Dur^rch die G Ie i chspannungsvorspannung werden Phasen-

_y'~ ·- werte Φ<\ und 02 gesetzt. Die Amp Ii t ude.ru der betroffenen sinusförmigen Signale mit der Frequenz F , E^ und Eg, setzen die Werte A und B. Diese beiden Signale sind um 90° gegen-

„ -j 5 einander phasenverschoben und "setzen die Terme 04 und <2J auf dieselben Werte. Ein GI eichspannungsrege I signa I enthält das elektrische Signal Ες und setzt den Wert für die Phasenverschiebung C. ^

Wie in der Figur 3 dargestellt können die Signale E^ und E_n -mittels eines Oszillators 24,der ein Ausgangssignal mit der Frequenz F_m abgibt, erzeugt werden. Das AusgangssignaL-des Oszillators 24 wird einem 90° Leistungsteiler 25 zugeführt dessen Ausgangssignale geeigneten AnpasschaItungen 26 und 27 zugeführt werden bevor diese den Elektroden 12b' und 13b zugeführt werden. Das Ausgangssignal einer Gleichspannungsquelle wird der Elektrode E₅ zugeführt, nachdem sie zuvor zu einer AnpasschaLtung 28 geleitet wurde. Phasendaten, die den gewünschten Wert für Or angeben, werden einem ersten Datenumsetzer 29 zugeführt, der den oben erwähnten ersten

^_ ROM und einen Digita L ana Logwand L er enthält, und welcher ein geeignetes Phasen rege I signaL, das der Elektrode 14b

-15-

•s —

\Moroz-M.C.Bone 7-5

zuführbar ist, abgibt. Die Phasendaten werden weiterhin einem zweiten Datenumsetzer 30 zugeführt, der den oben erwähnten zweiten ROM und einen Digitalanalogwandler enthält, und der ein geeignetes AmpLitudenkorrektursignaL

Q5 abgibt, das den Elektroden 16 des Kopplers 4 zuführbar ist. Die relativen Amplituden P und Q sind bestimmt durch die Wellenleiterverzweigung, die die Form eines Y hat und die in der Figur 1 mit 5 bezeichnet ist. Die relative Amplitude R.ist durch den optischen Koppler 4 bestimmt. Es ist die Filterung nach der optiseh/eLektrisehen Umwandlung, die

optische Amplitude im Referenzzweig, und in einem geringeren . „Grade die elektronische Korrektur der Linearität und

Amplitudenschwankungen, die es ermöglichen, daß diese "Einrichtung arbeitet, obwohl das optische Ausgangssignal das durch die Kombination von P und Q erzeugt wird( 6 und 7) » nicht nur eine einzige reine Frequenz aufweist.Das sich so

- . ergebende System ermöglicht die übertragung von sehr hoch- \ frequent en elektrisehen Signalen mit genau regelbarer Phase über optische übertragungsstrecken;Signale bis zu vieLen Gigahertz können so übertragen werden. Dies erLaubt die Nutzung der zahlreichen Vorteile von optischen We L lenlei tern verglichen mit der Notwendigkeit von voLuminösen und teuren Koaxialkabeln. Das Bauelement kann auch dazu verwendet werden elektrische Signale mit regelbarer Phase zu erzeugen, die 3,5,7 mal höher sind als die Frequenz des elektrischen Eingangssignals (F_m).

Zusammenfassend ist zu sagen, daß das neue optische Bauelement, das in der Technik der integrierten Optik realisiert ist,zur Erzeugung und übertragung von sehr hochfrequenten Signalen mittels eines optischen Trägers geeignet ist. Die Phase der in elektrische Signale umgewandelten optischen Signale ist gewährleistet mittels einer geeigneten Phasen-

-16-

EPO COPY

verschiebung für—e-i-n-opt i sches Referenzsignal. Bei dem Bauelement sind nur drei optische Wellenleiter notwendig im Gegensatz zu vier Verzweigungen bei den bekannten Lösungen. Es werden ledj.g^'TcTT si nusf örmi ge Modulationssignale verwendet, die eine hohe Betriebsfrequenz ermönli-

chen. Man erhält—elektrische Ausgangssignale mit einer \ geregelten Phase, deren Frequenz höher ist als die Frequenz der elektrischen Eingangssignale. Eine hohe" Phasenlinearitat und ein konstanter Signal ρeg el werden erreicht mittels der Verwendung eines Referenz Signa I es mit einem hohen Pegel nach einer Filterung nach der optisch/elektrischen Umwandlung, einer geregelten optischen Kopplung und einer Regelung des elektronischen Eingangssignals.

-17-

EPO COPY-

Claims (9)

INTERNATIONAL STANDARD ELECTRIC CORPORATION NEW YORK J.Moroz - M.C.Bone 7-5 Patentansprüche

1. Optisches Bauelement, realisiert in der Technik der integrierten Optik, mit elektrischen Steuerelementen, und mit einem elektro-optisch wirksamen Substrat, in dem optische Wellenleiter vorhanden sind, dadurch gekennzeichnet, daß eingangssei tig (1) ein optischer Wellenleiter (2) ' vorgesehen ist, der optisch mit drei Wellenleiterzweigen (2a,6,7), welche zumindest angenähert dieselbe Länge aufweisen, verbunden ist, daß sich die drei Wellenleitei—

zweige ausgangssei tig (15) zu einem Wellenleiter (11)

vereinigen, daß benachbart zu jedem WeI lenLeiterzweig jeweils eine Elektrodenanordnung (12,13,14) vorgesehen ist und daß diese, abhängig von einer an sie angelegten Spannung (E_A^E_ß E_c) die optischen Eigenschaften des ^ betroffenen Wellen Leiterzweigs ändern, daß die angelegten Spannungen so gewählt sind, daß dem ersten (6) und dem zweiten (7) We L lenLeiterzweig jeweils ein sinusförmiges elektrisches Signal mit der Frequenz f_m zugeführt wird, wobei sich die beiden Signale zueinander in Phasen-

2Q quadratur befinden, daß der Elektrodenanordnung (14) des dritten Wellenleiterzweigs (2a) als Regelsignal ein

ZT/Pi-Sm/St ~²~

26.07.84

J. Moroz-M.C.Bone 7-5

elektrisches Gleichspannungssignal zugeführt wird, daß mittels der genannten Signale ein elektrisches Signal mit der Frequenz f _m odejv^urvg^eradzahligen Vielfachen hiervon erzeugt wird, daß dessen Phase regelbar ist, daß diese-s mit dem optischen Eingangssignal als Träger übertragen wird

und daß die Phase des übertragenen elektrischen Signals - mittels des Gleichspannungsaussteuersignals und somit über die Phase des optischen Signals im dritten Wellenleiterzweig geregelt wird. ~: '"~— -

2. Optisches Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekenn-. -S^ ' zeichnet,, daß ein optisch/elektrischer Wandler (22) vorgesehen ist/ der mit dem ausgangsseitigen Wellenleiter .

verbunden ist und daß diesem ein Filter (23) nachgeschaltet

ist, mit dem die gewünschte Frequenz, die gleich f_m oder -. 15 einem ungeradzahIigen Vielfachen hiervon ist, ausgefiltert wird.

3. Nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spitzenamplitude des optischen Signals im dritten Wellenleiterzweig größer als die Spitzenamplituden der optischen Signale in dem zweiten und dri11en We IlenI eiterzweig gewählt ist und zwar zur Verbesserung der Linearität der Beziehung zwischen der Phase des optischen Signals in dem dritten Wellenleiterzweig und der Phase des Ausgangssignals des -^optiseh/eIektrisehen Wandlers.

5__

4. Nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Steuereinrichtung (29) vorgesehen ist, der ein Wert, der die gewünschte Phase der, Ausgangssignals des optisch/ elektrischen Wandlers angibt, zugeführt wird und die abhängig von diesem Wert das Gleichspannungsaussteuersignal

-3-

EPO COPY

-3-„J-.'Moroz-M.C.Bone .7-5

so regelt, daß i n—d-em—dr4* t e η We I Len Lei te rzwei g die Phase des optischen Signals geeignet geregelt wird.

5. Nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Wellenleiter Monomode-Wellenleiter sind.

6. Nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eingangsseitig ein optischer Koppler (16) vorgesehen ist, daß mit diesem Koppler ein weiterer optischer Wellenleiter (3) verbunden ist und.daß sich dieser weitere^

optische Wellenleiter in den zweiten (6) und dritten (7) •jQ Wellenleiterzweig verzweigt.

-

7. Nach Anspruch 6 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch den Koppler die Aufteilung der optischen Energie auf den dritten Wellenleiterzweig (2a) und den weiteren Wellenleiter^ (3) gesteuert wird und zwar mittels einer an den Koppler _Äj

₁₍_ angelegten elektrischen Spannung und daß eine Steuereinrichtung (30) vorgesehen ist, die die elektrische Spannung so regelt, daß die Amplitude des Ausgangssignals mit der gewünschten Frequenz des optisch/eIektrise hen Wandlers für alle Phasenwerte des optischen Signals im dritten Wellen-

__ Leiterzweig konstant bleibt.

8. Nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß jede Elektrodenanordnung aus zwei Teilen besteht, die jeweils auf der Oberfläche des Substrats und beidseitig des jeweiligen Wellenleiters angeordnet sind und daß jeweils der.

_,. eine Teil geerdet ist und dem anderen Teil das jeweilige elektrische Signal zugeführt wird.

9. Nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß den den Elektrodenanordnungen für den ersten und zweiten

-4-

EPO COPY iSJ

-4-J.ΜοΓΟΖ-M.C.Bone 7-5

Me L lenLei terzweig zuqeführten elektrischen WechseL-spannungssignaLen ein 6 Leichspannungsantei L überLagert i'-st.

EPO COP