DE3531373A1

DE3531373A1 - Verfahren und geraet zur steuerung der transmission von strahlungsenergie

Info

Publication number: DE3531373A1
Application number: DE19853531373
Authority: DE
Inventors: Theresa Ann Pittsburgh Pa. Gould; Tom Monroeville Pa. Henningsen
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: CBS Corp
Priority date: 1984-09-04
Filing date: 1985-09-03
Publication date: 1986-03-13
Also published as: CA1245329A; GB8521294D0; KR940001898B1; US4693545A; GB2164168A; JPS61129621A; FR2569869B1; GB2164168B; FR2569869A1; KR860002887A

Description

- AVOWING. ERNST STRATMANN 3 5 313

PATENTANWALT D-4OOO DÜSSELDORF I · SCHADOWPLATZ 9

VNR: 109 126

Düsseldorf, 2. Sept. 1985

51,556
8539

Westinghouse Electric Corporation Pittsburgh, Pa. 15222, V. St. A.

Verfahren und Gerät zur Steuerung der Transmission von Strahlungsenergie

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Gerät zur Steuerung der Transmission oder des Durchtritts von Strahlungsenergie. Insbesondere richtet sich die Erfindung auf die Steuerung des Durchtritts eines Stromes von Licht oder anderer Strahlungsenergie, während diese durch ein geeignetes Medium hindurchläuft, mit Hilfe eines zweiten Stromes von Strahlungsenergie, oder dessen Ausleuchtungsfeld (evanescent field), so daß ein transistorartiger Gewinn erreicht wird. Vorzustellende Anwendungen eines erfindungsgemäßen Gerätes umfassen faseroptische Einrichtungen, optische integrierte Schaltkreise, makroskopische optische Einrichtungen für Zwecke der Kommunikation, des Abfühlens und der Steuerung, optische Rechenverfahren, Bildverarbeitung, usw..

Ein wesentlicher Teil der modernen Technologie beschäftigt sich mit Geräten und Systemen, bei denen

Postscheck: berlin WEiT (BLZ IOOIOO1O) 132736-1OQ nFinrsr-HF BAMK (Rr 7 3ΠΟ7ΟΟ !O) 6I6O9S3

Strahlungsenergie in irgendeiner Weise während des Hindurchtretens durch ein Medium verändert wird. Beispielsweise können Kommunikationssysteme von einer Trägerwellenlänge einer Strahlungsenergie Gebrauch machen, die in irgendeiner Weise in analoger oder digitaler Art so verändert wird, daß sie Informationen repräsentiert. Ein ständig ansteigender Teil der Technologie hängt von Kommunikationssystemen von steigender Kompliziertheit ab, welche Systeme im allgemeinen wiederum von einer Veränderung irgendeiner Eigenschaft von Energie abhängen, mit komplexen Rechnungen, die das kumulative Ergebnis einer Vielzahl derartiger Variationen sind, möglicherweise in diskreten Steuerelementen. Derartige Systeme haben sich in der Vergangenheit auf Energie von verhältnismäßig niedriger Frequenz, möglicherweise auf Gleichstrom, abgestützt, während spätere Entwicklungen zunehmend Energie von immer höherer Frequenz verwendeten. Dieser Trend wurde verstärkt durch die Erfindung und die Entwicklung des Laseroszillators, dessen Veränderungen nunmehr kontinuierliche oder gepulste Strahlung bei Wellenlängen erzeugen kann, die vom fernen Infrarot über das sichtbare Spektrum bis in den Ultraviolett-Bereich hineinreicht.

Es ist bekannt, die induzierte Absorption innerhalb eines Mediums für eine oder für mehrere spezifizierte Wellenlängen einer Energie zu verwenden. Induzierte Absorption ermöglicht Betriebsweisen wie beispielsweise die Betriebsweise des Schaltens und des Modulierens, beispielsweise für das Dazwischenschalten von Veränderungen, die eine Information repräsentieren. Die US-Patentschrift 4209690 offenbart ein Gerät, das als ein extrem schnelles Tor, als ein Schalter, als ein Modulator oder als ein Impulsformer arbeiten kann.

Jedoch bleibt bei der Konstruktion von faseroptischen oder von integrierten optischen Schaltkreisen das Bedürfnis nach einem optischen Verstärkungssystem, das in einer Weise arbeitet, die analog ist zu dem Transistor in einem elektronischen Schaltkreis. Zwar ist eine optische Verstärkung, basierend auf Photonenmultiplikation mit Hilfe von stimulierter Emission oder von parametrischer Verstärkung bekannt, jedoch ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen optischen Verstärker zu schaffen, der den angeregten Absorptionszustand benutzt, um einen variabelen optischen Widerstand oder variable Absorption zu erzeugen. Das Ergebnis ist eine Einrichtung, die durch einen transistorartigen Gewinn bei den Schalteigenschaften gekennzeichnet ist.

Die vorliegende Erfindung schafft auf diese Weise einen optischen Transistor, bei dem die Photonen eines steuernden Flusses einer Strahlungsenergie die Intensität eines Signalstromes von Strahlungsenergie in einer solchen Weise modulieren, daß eine Änderung von einem Photon in dem Steuerfluß eine Änderung von mehr als einem Photon in dem Signalfluß erzeugt.

Damit läßt sich ein optischer Transistor schaffen, der einen ersten und einen zweiten Steuerfluß einer Strahlungsenergie verwendet, derart, daß ein Anstieg von einem Photon in dem ersten Steuerfluß eine Verminderung von mehr als einem Photon in dem Signalfluß erzeugt, während ein Anstieg von einem Photon in dem zweiten Steuerfluß einen Anstieg von mehr als einem Photon in dem Signalfluß verursacht.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Steuerung der Transmission von Strahlungsenergie durch ein lichtdurchlässiges Medium, wobei das Verfahren folgendes umfaßt: Einführen eines ersten Flusses von Photonen, oder des Ausleuchtungsfeldes

- 24 davon, in das Medium, wobei die Photonen die Energie E besitzen, und das Medium einen Energiepegelkennwert besitzt, derart, daß die Energie, E, des ersten Photonenflusses zu einem Energiesprung zwischen einem Energiepegel, der als Energiepegel 2 bezeichnet ist, und einem anderen Energiepegel paßt, der als Energiepegel 3 des Mediums bezeichnet ist, und daß der erste Fluß im wesentlichen ungedämpft ist, während der erste Fluß von Photonen, oder dessen Ausleuchtfeld, durch das Medium hindurchläuft, und selektives Einführen eines zweiten Photonenflusses, oder dessen Ausleuchtungsfeldes, in das Medium, um den ersten Photonenfluß zu dämpfen, wobei der zweite Photonenfluß die Population des Energiepegels 2 des Mediums, in dem ein Teil des ersten Flusses absorbiert wird, veranlaßt, eine Population im Pegel 3 zu induzieren, wobei ein Teil dieser Population im Pegel 3 zum Pegel 2 zurückkehrt und für weitere Dämpfung des ersten Flusses zur Verfügung steht, wobei die Steuerung der Transmission des ersten Flusses von Photonen durch den zweiten Fluß von Photonen wirksamer ist, als wenn die Rückkehr vom angeregten Zustand des Pegels 3 zum Pegel 2 nicht auftreten würde.

Die Erfindung umfaßt auch ein Gerät zur Steuerung der Transmission von Strahlungsenergie, welches Gerät ein lichtdurchlässiges Medium in Verbindung mit Einrichtungen zum Einführen eines ersten Flusses von Photonen, oder dessen Ausleuchtungsfeld, in das Medium umfaßt, wobei die Photonen die Energie E besitzen, und das Medium einen Energiepegelkennwert aufweist, derart, daß die Energie, E, des ersten Photonenflusses passend ist zu einem Energiesprung zwischen einem Energiepegel, der als Energiepegel 2 bezeichnet ist, und einem anderen Energiepegel, der als Energiepegel 3 des Mediums bezeichnet ist, und daß der erste Fluß im wesentlichen ungedämpft ist, während der erste Photonenfluß oder dessen Ausleuchtfeld durch das Medium hindurchläuft, und

mit Einrichtungen in Verbindung mit dem Medium, um selektiv einen zweiten Photonenfluß oder dessen Ausleuchtfeld in das Medium einzuführen, um den ersten Photonenfluß zu dämpfen, wobei der zweite Photonenfluß die Population des Energiepegels 2 des Mediums, in dem ein Teil des ersten Flusses absorbiert wird, eine Population im Pegel 3 induziert, einen Teil dieser Population im Pegel 3 veranlaßt, zum Pegel 2 zurückzukehren und für weitere Dämpfung in dem ersten Fluß zur Verfügung zu sein, wobei die Steuerung der Transmission des ersten Flusses von Photonen durch den zweiten Fluß von Photonen eine größere Wirksamkeit aufweist, als wenn die Rückkehr der angeregten Zustände vom Pegel 3 zum Pegel 2 nicht auftreten würde, und weiterhin die Einführung von n-j_ Photonen des zweiten Flusses oder dessen Ausleuchtfeld die Absorption von n₂ Photonen des ersten Flusses verursacht, wobei n₂ größer als H₁ ist, wenn p¹, k£ 0,90, T₃₁-V^₃ ^-1ZlO₁SO, und V₂-¹ZM(T₂ 3S_f )£

0,01, wobei 2T_n die Impulsrate des zweiten Flusses, T₂ die spontane Zerfallsrate vom Pegel 2, k der Anteil des zweiten Flusses ist, der in der Population des Pegels 2 des Mediums absorbiert wird, V^l" ^^e Zerfallsrate für die direkten Übergänge vom Pegel 3 zum Pegel 1, Έ3 die gesamte spontane Zerfallsrate vom Pegel 3, &&22 ^^{er e}ff^ektive Querschnitt für die Absorption des ersten Flusses bei der Induzierung der Übergänge vom Pegel 2 zum Pegel 3, wobei^T=l, wenn der erste Fluß direkt in das Medium eingeführt wird, und ·&£. 1, wenn das Ausleuchtfeld des ersten Flusses in das Medium eingeführt wird, und Sf die schließliche Zahl Photonen pro Quadratzentimeter pro Sekunde in dem ersten Fluß ist, nachdem der erste Fluß, oder dessen Ausleuchtfeld, durch das Medium hindurchgelaufen ist, und wobei die Einführung des zweiten Flusses oder dessen Ausleuchtfeld, die Absorption von n₂ Photonen des ersten Flusses veranlaßt, wobei n₂ größer als n-^ ist, wenn "tTp^

ο O O I O / J - 26 -

r₂-!, k£0,90, T₃₁-Vt₃-³^O₁SO und Tp-¹

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, die in den Zeichnungen dargestellt sind.

Es zeigt:

Fig. la und 1 b

verallgemeinerte Energiepegeldiagramme zur Illustration des Mechanismus, durch den der optische Transistor arbeitet;

Fig. 2a und 2 b

verallgemeinerte Energiepegeldiagramme zur Erläuterung des Mechanismus, durch den ein erster und ein zweiter Steuerfluß einer Strahlungsenergie in einem optischen Transistor benutzt werden;

Fig. 3 ein vereinfachtes Energiepegeldiagramm zur Erläuterung eines komplementären Energiepegelschemas für ein paar von einander zugeordneten optischen Transistoren;

Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Gerätes, das zur Demonstration eines optischen Transistors benutzt wird;

Fig. 5 eine Querschnittsansicht eines optischen Transistors, der in einem optischen Faserstrang eingeschlossen ist;

Fig. 6 eine Ausführungsform eines optischen Transistors, der einen optischen Faserstrang verwendet, wobei das aktive Transistormaterial in einem Abschnitt des Faserkerns enthalten ist;

Fig. 7 eine alternative Ausführungsform des optischen Transistors, bei dem das aktive Transistormaterial in einem Abschnitt der Umhüllung der optischen Faser enthalten ist;

Fig. 8 eine alternative Ausführungsform des optischen Transistors, bei dem der Steuerfluß durch eine separate Faser in einen aktiven Umhüllungsabschnitt geleitet wird;

Fig. 9 eine alternative Ausführungsform des optischen Transistors, bei dem die Steuerflußquelle von dem in der optischen Faser enthaltenen aktiven Transistormaterial unabhängig ist;

Fig. 10 eine alternative Ausführungsform des aktiven optischen Transistors, bei dem das optische Transistormaterial in einem dünnen Wellenlei terfilm eingeschlossen ist;

Fig. 11 eine alternative Ausführungsform eines optischen Dünnfilmtransistors, bei dem zahlreiche Signalflüsse durch zahlreiche Steuerflüsse gesteuert werden, die selektiv entlang dem Weg der Signalflüsse aktiviert werden können;

Fig. 12 eine alternative Ausführungsform eines optischen Dünnfilmtransistors gemäß der vorliegenden Erfindung, bei dem die Signal- und Steuerflüsse in zwei unterschiedlichen Filmen fortgepflanzt werden; und

Fig. 13 eine alternative Ausführungsform, bei der zwei aktive Transistordünnfilme verwendet werden.

Grundlegende optische Transistormechanismen

Die Erfindung, im folgenden als optischer Transistor bezeichnet, enthält ein geeignetes Material, das kristallin, glasartig, flüssig, dampfförmig, organisch oder anorganisch sein kann, derartig, daß die Übertragung eines Photonenflusses (im folgenden als der Signalfluß bezeichnet) durch die Einrichtung von einem zweiten Photonenfluß (im folgenden der Steuerfluß oder dessen Ausleuchtungsfeld genannt) gesteuert wird. Weiterhin erzeugt die Wechselwirkung dieser Photonenflüsse oder deren Äusleuchtfeider mit dem Material einen "Verstärkungs"-Effekt, so daß eine kleine Anzahl von Steuerflußphotonen, n^, die Übertragung von einer größeren Zahl von Signalphotonen, n2, steuert. Diese Steuerung von vielen Signalphotonen durch wenige Steuerphotonen ist analog zu der Modulation eines großen Kollektorstromes mit Hilfe eines kleinen Basisstromes in elektrischen Transistoren, so daß der Ausdruck "optischer Transistor" gerechtfertigt erscheint.

Der Mechanismus, durch den der optische Transistor arbeitet, erfordert ein Material, in dem induzierte Absorption innerhalb von Energiepegeln auftritt, die geeignete Lebensdauern, Verzweigungsverhältnisse und Absorptionsquerschnitte aufweisen. Das verallgemeinerte Energiepegeldiagramm, Fig. 1, erläutert den Prozeß zwischen den Energiepegeln, die mit den Nummern 1 bis 4 bezeichnet sind. Zur Vereinfachung werden nur direkte Wechselwirkungen der Photonenflüsse mit dem Material gezeigt, jedoch ist eine Wechselwirkung über die Ausleuchtfelder (evanescent fields) auch möglich. Pegel 1 ist der Grundzustand und die Pegel 2, 3 und 4 sind bei Raumtemperatur nicht wesentlich bevölkert. Der Signalfluß, S₀, ist an die Energiedifferenz zwischen den Pegeln 2 und 3 angepaßt, so daß der Signalfluß normalerweise durch das Material im wesentlichen ungedämpft hindurchtritt. Der Steuerfluß, C₀, bevölkert Pegel 4,

der sich schnell zu einem metastabilen Zustand, Pegel 2, erleichert. Es tritt einige Zerstrahlung vom Pegel 2 zum Pegel 1 auf, jedoch kann der Signalfluß nunmehr absorbiert werden und angeregte Zustände vom Pegel 2 zum Pegel 3 übertragen. Einige angeregte Zustände im Pegel 3 klingen zum Pegel 2 ab und - wenn die Übergangsraten in den Pegel 2 und aus diesem heraus richtig sind - stehen zur Verfügung, um mehr Signalphotonen zu absorbieren, ohne den Verbrauch von zusätzlichen Steuerphotonen. Wenn die induzierte Übergangsrate vom Pegel 2 zu Pegel 3 viel größer ist als die Abfallsrate aus dem Pegel 2, verursacht die Einführung von n^ Steuerphotonen die Absorption von n₂ Signalphotonen, wobei n2"7n_lf und ein Verstärkungseffekt wird erreicht.

Jede der diskreten Pegel, die in Fig. 1 dargestellt sind, kann eine Vielzahl von Pegeln oder ein Kontinuumband sein. Die Abwärtsübergänge können eine strahlende oder eine nicht strahlende Natur aufweisen. Pegel 3 mag bei einer höheren Energie liegen als der Pegel 4, oder die beiden Pegel können von der gleichen Höhe sein, oder der Pegel 4 kann mit dem Steuerfluß entfernt werden, wobei der Pegel 2 direkt vom Pegel 1 bevölkert wird. Auch können mehr Energiepegel in dem System existieren, die nicht direkt in dem Transistormechanismus einwirken, oder durch angeregte Zustände schnell kaskadenartig in abwärts gerichteten Übergängen abklingen. Der Gewinn oder die Verstärkung eines optischen Transistors wird definiert als

dS_f

die Änderung in dem endgültigen Signalfluß, dS_f, für eine gegebene Änderung in dem Steuerfluß, dC_o· Der absolute Wert wird benutzt, da eine Erhöhung von C₀ eine Verringerung von S_f erzeugt. Eine einfache, den einge-

schwungenen Zustand betreffende Ratengleichungsanalyse des oben beschriebenen Energiepegelschemas ergibt

G =

31

wobei S_f der endgültige Signalfluß (Photonen/cm²-sek.) ist, k der Bruchteil des Steuerflusses ist, der in dem Transistorprozeß absorbiert wird, a^i ist ein Materialparameter, gegeben durch spontane Abklingraten in dem System, ^2~^ ^^{st die} spontane Abklingrate des Pegels 2, O23 ist der Querschnitt für die Absorption vom Pegel 2* 3, und 3=1 für direkte Wechselwirkung des Flusses mit dem Material, und£f<l für Wechselwirkung des Ausleuchtfeldes, wodurch (^tfj^) ein effektiver Querschnitt für die Absorption im Falle einer Ausleuchtfeld-Wechselwirkung wird. Die Veränderung im Signalfluß, während dieser den optischen Transistor durchläuft, S₀-Sf₁ wird gegeben durch

^a31 (S_o-S_f) - 1/Γ₂*023 ^ln <S_f/^so> = k C₀. Betrieb der gesteuerten Bevölkerung

Die Anwortzeit der in dem vorrangegangenen Abschnitt beschriebenen Einrichtung wird durch IT₂ begrenzt, der Lebensdauer des metastabilen Pegels, von dem angenommen wird, daß er die längste relevante Lebensdauer in dem System besitzt. Diese Begrenzung kann überwunden werden, wenn ein fünfter Pegel zur Verfügung steht, wie in Fig. 2 dargestellt, in der die Energiepegel von 1 bis 5 durchnumeriert sind. Hier ist ein zweiter Steuerfluß, C₀, an den Energiepegelzwischenraum zwischen den Pegeln 2 und 5 angepaßt, und leert Pegel 2 durch stimulierte Emission schnell aus.

"Komplementäre" optische Transistoren

Das Konzept des optischen Transistors, das hier beschrieben wird, unterscheidet sich geringfügig von einem analogen elektrischen Transistor, weil der verstärkte Ausgang (endgültiger Signalfluß) sich auf einer anderen Wellenlänge befindet, als der steuernde Eingang (Steuerfluß). Bei dem optischen Transistor muß man mit Photonen von zwei unterschiedlichen Wellenlängen arbeiten, während alle Elektronen im Kollektorstrom und im Basisstrom bei einem elektrischen Transistor von der gleichen Art sind. Dieses Problem kann überwunden werden durch die Verwendung von Paaren von optischen Transistoren, die aus Materialien mit "komplementären" Energiepegelschemata hergestellt sind, wie in Fig. 3 illustriert wird. (In diesen Figuren ist der Pegel 4 zur Vereinfachung weggelassen und die Bevölkerung oder Population des Pegels 2 tritt direkt von dem Grundzustand ein). Hier ist der Ausgangssignalfluß im ersten, Sf, an der Wellenlänge >ζ ^. Dieser Ausgang Sf (/3) wird der Steuerfluß für den zweiten Transistor bei der Wellenlänge A ^, da X g =% ^. Das komplementäre Energiepegelschema erfordert ein Signal im Transistor 2 von der gleichen Wellenlänge wie der Steuerfluß im Transistor 1, so daß λ § = A ^ ebenfalls gilt. Somit sind Eingang und Ausgang der zwei Transistoreinrichtungen von der gleichen Wellenlänge,λ £. Die Bedeutung von diesem Konzept liegt darin, daß ein Satz von optischen Transistoren, die in dieser Weise gepaart sind, als ein einheitlicher Konstruktionsblock in komplizierteren analogen und digitalen optischen Schaltkreisen benutzt werden kann, wobei der Photonenausgang von einer Einheit 'direkt als Eingang für einen oder mehrere andere Einheiten verwendet werden kann. Dieser optischen Einheit ist dann ein direktes Analogon zu dem Transistor, der in elektrischen Schaltkreisen verwendet wird.

Q ς Q ι ο 7

- 32 Materialanforderungen

Die Verstärkung oder der Gewinn des optischen Transistors wird gegeben durch

G =

I₃₁ + U₂

Aus diesem Ausdruck erkennen wir, daß der maximale theoretische Gewinn erhalten wird, wenn k-*-l (Steuerfluß voll absorbiert) und

'£2"**' ι unendliche Lebensdauer im Pegel 2. Somit beträgt der maximale theoretische Gewinn

= Va₃₁ = T₃" V

das Verhältnis der spontanen Gesamtabklingrate vom Pegel 3, "Zi₃"¹, zu der direkten Abklingrate vom Pegel 3<*1, T₃2~l. (Diese Entwicklung betrifft strikt gesprochen dem Energiepegelsystem, das oben beschrieben wurde, jedoch sind die Ergebnisse allgemein anwendbar, wobei offensichtliche Modifikationen zur Berücksichtigung anderer Energiepegel und Übergangsschemata umfaßt sind.) Um den maximalen theoretischen Gewinn, Τ»₃χ ·*0, zu optimieren, oder umgekehrt, muß die Rückkehr der angeregten Zustände zum Pegel 2 statt zum Pegel 1 optimiert werden. Dies ist das primäre Materialerfordernis, um den Gewinn in einem optischen Transistor zu maximieren.

Der zweite Term im Nenner, ^?""¹ '/*&23 ^sf» ^wiH ^den eingegebenen Gewinn auf Werte unterhalb des maximalen theoretischen Gewinnes begrenzen. (Im Prinzip kann man k 1 arrangieren, so daß dort keine grundsätzlichen Materialbegrenzungen durch den Zähler des Ausdruckes für den Gewinn eingeführt wird). Dieser Ausdruck repräsentiert das Verhältnis von spontanen Abwärtsübergängen aus dem Pegel 2, t^2~¹' ^zu i^nduzi^e^^ten Aufwärts-

OF¥!G!NAl

Übergängen 2*3, (^₂₃Sf). während die Aufwärtsübergangsrate groß wird verglichen mit der Abklingrate, wird

theoretische Gewinn, angenähert.

Daher benötigen wir a₃₁j£0,09 und ^JP₂" 3 Sf » Z^?"^{1 fur} einen optischen Transistor mit einem eingegebenen Gewinn von G 210.

Das Vorrangehende beschreibt die Anforderungen für den eingeschwungenen Zustand, d. h., das die Modulationszeiten viel länger sind als irgendwelche Lebensdauern in dem System. Für ein schnell gepulstes System ist die Impulsrate 'Y_n der begrenzende Faktor, statt die Abfallrate vom Pegel 2, daher wird die relevante Gleichung tJfcT^Sf^^p. Auch muß das Abklingen vom Pegel 3*2 in einer Zeitskala auftreten, die kürzer ist als der Impuls, ^32"¹

UC>2⁺ Äusführungsf orm

In diesem Abschnitt beschreiben wir eine besondere Ausführungsform des optischen Transistors - eine UOj⁺ gedopte Barium-Kronenglasfaser - und beschreiben die Einrichtungsanwort für gegebene Systemparameter. Eine Demonstration des optischen Transistors kann mit dem System 11 erreicht werden, das in Fig. 4 dargestellt ist.

Der optische Fasertransistor 13 selbst ist eine 5 cm lange Faser mit einem Kerndurchmesser von 10 μπι aus UO^⁺ gedopten Barium-Kronenglas 15. Die Glaszusammensetzung wird in Tabelle 1 wiedergegeben. Dieser Glaskern ist beschichtet, Beschichtung 17, mit Epo-tek 394 bis zu einem Gesamtdurchmesser von 30 μπι. Eine äußere Umhüllung 19 aus Epo-tek 39 4 und schließlich verteiltem Kohlenstoff pulver (Lampenruß) erhöht den Gesamtdurchmesser auf 125 um (Fig. 5). Die äußere absorbierende Beschichtung

wirkt als ein Modenbeseitiger durch Entfernung irgendeines Fortpflanzungsmodus in der Umhüllung anstatt in dem Kern. Die Faser ist in einem optischen Faserverbinder der Serie Amphenol 905 montiert, angepaßt an den Durchmesser der Faser.

Tabelle	1	Gewichts-%
Bestandteil	57.6 %
SiO₂	25.0 %
BaO	15.0 %
K₂O	1.0 %
Sb₂O₃	1.4 %
UO₂

Ein Signalfluß bei 530 nm wird durch einen doppelten Nd:YAG Laser 21 zugeführt, sowie ein Steuerfluß bei 460 nm wird durch einen Farblaser 23 geliefert. Diese Flüsse werden unabhängig voneinander durch Linsen 25 auf Mikrometerbefestigungen fokussiert, bevor sie den Lichtbündelteiler 2 7 treffen. Ein Wellenlängenverdopplungskristall 29 und ein wellenlängenselektives Element 31 sind zwischen dem Laser 21 und den Linsen 25 angeordnet. Dies erleichtert eine sehr genaue Fokussierung des Teils eines jeden Strahls, der die Faser trifft, wodurch sichergestellt wird, daß diese auftreffenden Bündel kolinear sind und vollständig überlappen, während sie in den Faserkern 13 eintreten. Die Ausgangsflüsse werden durch einen herkömmlichen Si-Dioden-Detektor 33 erfaßt. Ein schmales Bandfilter (530 nm) kann zwischen dem optischen Fasertransistor 13 und dem Detektor 33 angeordnet werden. Wenn beide Flüsse während des Betriebs vorhanden sind, kann durch die Benutzung eines schmalen Bandfilters der übertragene Signalfluß Sf, separat von irgendeinem gesendeten

- 35 Steuerfluß, Cf, erkannt werden.

Der Gewinn für eingeschwungenem Zustand des optischen Uo|⁺ Transistors kann mit dem oben beschriebenen System demonstriert werden. Da der Gewinn oder die Verstärkung definiert ist durch

G = dSf/dC_o

liegt der direkteste Weg zu dessen Messung im Prinzip darin, zunächst das endgültige Signal bei nicht vorhandenem Steuerfluß, Sf, zu messen, und dann, wenn der Steuerfluß vorhanden ist, s', so daß

= |dSf/dc_o] - ^sf - ^si

- ^C

Sf und Sf sind leicht zu messen, jedoch ist der Wert von C₀, der Steuerfluß, der in den Faserkern eingebracht wird, und der in dem Transistorprozeß teilnimmt, schwer zu erhalten. Ein kleiner Prozentanteil von irgendeinem eintreffenden Strahl auf der Faser wird an der Faseroberfläche reflektiert, und ein kleiner Anteil kann auch in die Umhüllung eingebracht werden, anstelle in den Kern. (Die absorbierende äußere Umhüllung verhindert, daß diese Betriebsarten sich zum Detektor weiter fortpflanzen.) Ein anderer kleiner Teil des Flusses, der erfolgreich in den Faserkern eingeführt wird, kann auch gestreut oder durch Defekte in der Faser absorbiert werden. Diese Verlustmechanismen können nicht direkt gemessen werden, so daß ein genauer Wert von C₀ schwer zu erhalten ist. Jedoch ist der endgültige Steuerfluß, Cf, leicht zu messen und kann zu dem eingegebenen Gewinn durch die Gleichung

- S

i—)

(W

gemessen werden, wobei k der Bruchteil des Steuerbündels ist, der absorbiert wird. Für den geeigneten UO^⁺ Absorptionsquerschnitt und die spezifizierte Dopingkonzentration und die Faserlänge wird 99 % des Steuerflusses absorbiert. Somit ist für den spezifizierten optischen UO^⁺ Transistor, der hier in diesem Abschnitt beschrieben wird,

-2

G = 1.01 χ 10

Sf und Cf sind nicht unabhängig, sind aber durch die Gleichungen zueinander bezogen, die die Transistorwirkung in dem Abschnitt beschreiben, der mit dem Titel "Grundlegende optische Transistormechanismen" versehen ist. Beispielsweise ist ein effektiver Steuerfluß, C₀ = 6,81 uW, erforderlich, um eine 2 %ige Modulation eines 0,751 mW Signals zu erzeugen. Unter diesen Umständen würde man messen S_f = 0,751 mW, Sf = 0,736 mW, Sf = 0,068 uW, was einen Gewinn von 2,2 ergibt. Daher wird für realistische Laserleistungen und Photonendichten in der Faser ein eingegebener Gewinn 2 mit einem optischen UC>2 Transistor erhalten.

Das oben beschriebene Schema ist eine Demonstration des optischen Transistoreffektes in υο|⁺, das einen ziemlich niedrigen eingegebenen Gewinn besitzt, und das bei kurzen Wellenlängen arbeitet. Andere Materialien mit geeigneten Eigenschaften werden einen Gewinn ergeben in Anwesenheit von äußeren Verlusten in der Faseroptik oder in integrierten optischen Systemen und werden bei Wellenlängen arbeiten, die von bequemen Laserdiodenquellen geliefert werden.

Andere Ausführungsformen

Zahlreiche faseroptische Ausführungsformen des optischen

Transistors werden in den Fig. 6 bis 9 gegeben. In Fig.

6 ist das aktive Transistormaterial 41 in einem Faserkern aus passiver Umhüllung 47 enthalten und die Signalflüsse 43 und die Steuerflüsse 45 werden entlang der gleichen Faser in den aktiven Bereich eingeführt. Die passive Übertragungsfaser wird bei 49 geführt. Fig.

7 zeigt das aktive Material 41, bestehend aus einem Abschnitt von Faserumhüllung 47. Die Energie 43 und 45 der zwei Flüsse wird in dem Kern weitergeführt, aber ihre Ausleuchtfelder erstrecken sich in die Umhüllung und eine Aktivierung der Umhüllung durch den Steuerfluß wird die Übertragung des Signalflusses steuern. Fig. 8 zeigt den Steuerfluß, geführt in die aktive Umhüllung einer separaten Faser hinein. Der Steuerfluß braucht nicht ein geführter Fluß zu sein, wie in Fig. 9 erläutert. Hier wird der Steuerfluß durch eine Lampe 51 mit Lichtreflektoren 53 geliefert, die einen Bereich des Faserkerns 41 aktivieren; alternativ könnte die gleiche Anordnung eine Faserumhüllung aktivieren. Figuren 6 bis 9 erläutern faseroptische Ausführungsformen, bei denen das aktive Transistormaterial aus Feststoffmaterial besteht. Jedoch kann auch eine kapillare Röhre aus Flüssigkeit oder Gas anstelle der aktiven Faserbereiche der Fig. 6 und 9 verwendet werden. Die Flüsse werden in einer Kapillare nicht total intern reflektiert, wie es in einer beschichteten Faser der Fall ist, aber kapillare Röhren führen das Licht effektiv für streifenden Einfall.

Optische Transistormaterialien können auch in Dünnfilmwellenleitern eingeschlossen sein. Fig. 10 erläutert einen Fall, bei dem das aktive Material den dünnen Film 55 auf einer passiven Basis 56 umfaßt. Das Beispiel zeigt die Signalflußkante 5 7 gekoppelt und die Steuerfluß 59 - Prisma 61 gekoppelt zu dem Film, jedoch können

die Flüsse in der Zeichnung ausgetauscht werden, oder sie können beide in der gleichen Weise entweder separat oder zusammen derart gekoppelt werden, daß die Flüsse auch an dem Eintrittspunkt in dem Film koinzident sind. Auch könnte das aktive Transistormaterial auf einen Streifen von dünnem Film begrenzt sein, durch den die Flüsse fortschreiten, oder es mag in dem Basismaterial sein und durch die Ausleuchtfelder der geführten Flüsse in Wechselwirkung treten.

Die planare Fläche, die durch Dünnfilmausführungsformen geliefert wird, mag auch benutzt werden, indem zahlreichen Signal- und Steuerflüssen ermöglicht wird, auf senkrechten Wegen miteinander in Wechselwirkung zu treten, wie in Fig. 11 dargestellt (aus Verfachungsgründen sind nur Kantenkopplungen dargestellt). Nun werden die Signalflüsse nicht nur durch die Größe und durch die Änderungen eines einzigen Steuerflusses gesteuert, sondern auch durch eine Anzahl von Steuerflüssen, die selektiv entlang dem Weg des Signalflusses aktiviert werden können. Fig. 11 erläutert das aktive Transistormaterial, das den Dünnfilmwellenleiter 63 umfaßt; wiederum kann der Wellenleiter selbst passiv sein und das aktive Material in der Basis sich befinden.

Auch könnten die Signal- und Steuerflüsse in zwei unterschiedlichen Filmen fortgepflanzt werden, eines das aktive Transistormaterial und eines passiv. Fig. 12 erläutert diesen Fall für zueinander senkrechte Gruppen von Signal- und Steuerflüssen, doch betrifft dies genauso gut die kolinearen Fälle, wie sie in Fig. 10 zu erkennen sind. In Fig. 12 pflanzen sich die Signalflüsse 43 in dem aktiven Film 63 und die Steuerflüsse 45 in dem passiven Film 65 fort, jedoch könnte dies auch umgekehrt werden. Die relative Stellung der zwei Filme könnte auch

umgekehrt werden, wodurch erreicht wird, daß der obere Film den niedrigeren Brechindex aufweist.

Die Fortpflanzung der Flüsse in mehr als einem Film liefert ein Verfahren zur Stapelung von optischen Transistoren in der vertikalen Dimension. Fig. 13 erläutert eine Filmausführungsform, bei der zwei aktive Transistorfilme verwendet werden. In dem unteren Film pflanzen sich Steuer- und Signalflüsse C^ und S^ fort. Die Transmission von S2 in den oberen Film 69 wird gesteuert durch das Ausleuchtfeld von Sj_. Daher wird S^ der Steuerfluß für S2· Diese Anordnung ergibt die Möglichkeit eines Einrichtungseinganges, C^, und Ausganges, S2, von gleicher Wellenlänge, was für einige Anwendungen wünschenswert sein kann.

ES/ag/wt 4

- Leerseite -

Claims

drying. Ernst Stratmann 35 31 d73

PATENTANWALT D-4OOO DÜSSELDORF I · SCH ADOWPLA T Z 9

Düsseldorf, 2. Sept. 1985

51,556
8539

Westinghouse Electric Corporation
Pittsburgh, Pa.,15222, V. St. A.

Patentansprüche:

•1. Verfahren zur Steuerung der Transmission von Strahlungsenergie durch ein lichtdurchlässiges Me'dium, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren folgendes umfaßt: Einführen eines ersten Flusses von Photonen, £ oder dessen Ausleuchtfeld, in das Medium, wobei die Photonen die Energie E besitzen, und wobei das Medium eine Energiepegelcharakteristik besitzt, derart, daß die Energie E des ersten Flusses von Photonen zu einem Energiesprung paßt, der zwischen einem Energiepegel, der als Energiepegel 2 bezeichnet ist, und einem anderen Energiepegel liegt, der als Energiepegel 3 des Mediums bezeichnet ist, und wobei der erste Fluß im wesentlichen ungedämpft ist, wenn der erste Fluß von Photonen, oder dessen Ausleuchtfeld, durch das Medium hindurchläuft, und selektives Einführen eines zweiten Flusses von Photonen, oder dessen Ausleuchtfeld, in das Medium, um den ersten Fluß von Photonen zu dämpfen, wobei der zweite Fluß von Photonen die Population des Energiepegels 2 des Mediums, in dem ein Teil des ersten Flusses absorbiert wird, veranlaßt, eine Population im Pegel 3 zu induzieren, wobei ein Teil der Population im

POSTSCHECK: BERLIN WFST (B L 7 10010010) 1107SA-I(IO · ^r-, ι·™ -·■- - /Di T ->nr\ -rr* r. < ^v '- i e. r. ~ ^ -

* Λ Γ ¹^ Ί Λ T Λ

> 3 ό ό ' ο/3

Pegel 3 zum Pegel 2 zurückkehrt und für weitere
Dämpfung des ersten Flusses zur Verfügung steht, wobei die Steuerung der Transmission des ersten Flusses von
Photonen durch den zweiten Fluß von Photonen einen
größeren Wirkungsgrad besitzt, als wenn die Rückkehr
von angeregten Zuständen vom Pegel 3 zum Pegel 2 nicht auftreten würde.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Einführen von n-^ Photonen des zweiten Flusses oder dessen Ausleuchtfeld die Absorption von n₂ Photonen des ersten Flusses veranlaßt, wobei n₂ größer ist als n_lf
wennTp~"^L7?r2~¹, k£ 0 ,90, T3i~Vt 3~^~J£ 0, 80 , und

T^-¹/^ JO 23^sf) ^ 0,01, wobei T ~^ die Impulsrate des

zweiten Flusses,T2^-1 die spontane Abklingrate vom
Pegel 2, k der Bruchteil des zweiten Flusses, der bei

"" der Populierung des Pegels 2 des Mediums absorbiert

wird,T 31""^ die Abklingrate für die direkten Übergänge

* vom Pegel 3 zum Pegel 1,T₃""¹- die spontane Abklingrate

vom Pegel 3 über alles,-#<J₂₃ der effektive Querschnitt für die Absorption des ersten Flusses bei der Induzierung von Übergängen vom Pegel 2 zum Pegel 3 ist, wobei - <T= I₁ wenn der erste Fluß direkt in das Medium einge

führt wird, undiJ<l, wenn das Ausleuchtfeld des ersten Flusses in das Medium eingeführt wird, und wobei Sf die endgültige Anzahl von Photonen pro cm² pro sek in dem
ersten Fluß darstellt, nachdem der erste Fluß, oder
dessen Ausleuchtfeld, durch das Medium hindurchgelaufen ist, und wobei die Einführung des zweiten Flusses, oder dessen Ausleuchtfeld, die Absorption von n₂ Photonen
des ersten Flusses verursacht, wobei n₂ größer ist als Ji₁, wenn Γ p"¹^"¹, k_>0,90, "C₃₁-Vr/3"¹J? °* ⁸⁰ » ^und

"^p"¹/('^C 23Sf^⁰'^{01 ist}· .

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich-

ORiQfNAL !MSPSGTED

net, daß ein dritter Fluß von Photonen, oder dessen Ausleuchtfeld, selektiv in das Medium eingeführt wird, um die Dämpfung des ersten Flusses von Photonen zu reduzieren, wobei der dritte Fluß von Photonen die Population von Pegel 2 reduziert, wodurch der wirksame Übergang von angeregten Zuständen zwischen Pegel 2 und Pegel 3 unterbrochen wird, was die Dämpfung des ersten Flusses von Photonen verursacht, wobei die Reduzierung der Dämpfung des ersten Flusses von Photonen durch den dritten Fluß von Photonen wirksamer ist, als wenn die Rückkehr von angeregten Zuständen vom Pegel 2 zum Pegel 3 nicht auftreten würde, und weiterhin die Einführung von n₃ Photonen des dritten Flusses oder dessen Ausleuchtfeld eine Änderung in der Übertragung von η4 Photonen des ersten Flusses verursacht, wobei η 4 größer ist als n₃, wenn^"¹ »X₂~¹, k > 0 , 90, T 3i~Vt 3~^λ > 0,80, WTIdT₂ ^-1Z(VC 23^s f ^⁰'⁰¹' und wennTp"¹^^"¹, k> 0,90,7^₃₁"¹/ T3"¹^ 0,80/ ^und f p~V( #"~23^sf ^ 0, 01.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Fluß von Photonen oder dessen Ausleuchtfeld selektiv in das Medium eingeführt wird, in Zeitbezug zur Entfernung des zweiten Flusses von Photonen, oder dessen Ausleuchtfeld, so daß die Transmission vom ersten Fluß von Photonen wieder hergestellt wird zu dem ursprünglichen Pegel der Transmission, vor der Einführung des zweiten Flusses von Photonen, oder dessen Ausleuchtfeld, auf einer Zeitskala, die kurzer ist als und unabhängig ist von der Lebenszeit des Pegels 2, und die kontrolliert wird durch die Zeitsteuerung des Einführens des dritten Flusses von Photonen mit Bezug auf die Entfernung des zweiten Flusses von Photonen, oder dessen entsprechende Ausleuchtfelder.

5. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch

gekennzeichnet, daß ein zweites lichtdurchlässiges Medium wirksam mit dem ersten Medium verbunden ist, wobei das zweite Medium eine Energiepegelstruktur besitzt, derart, daß es einen Energiespalt zwischen den Pegeln gibt, die mit I¹ und 2¹ bezeichnet sind, welcher Energiespalt dem Energiespalt zwischen den Pegeln 2 und 3 des ersten Mediums gleicht, welcher Energiespalt zur Energie E des ersten Flusses von Photonen angepaßt ist, und ein Fluß von Photonen, bezeichnet als Fluß 1', oder dessen Ausleuchtfeld, selektiv in das zweite Medium eingeführt wird, wobei der Fluß von Photonen I¹ eine Energie E¹ besitzt, die passend ist zu dem Energiespalt zwischen den Pegeln, die als Pegel 2' und 3¹ des zweiten Mediums bezeichnet sind, derart, daß der Fluß von Photonen 1' im wesentlichen ungedämpft ist, wenn der Fluß I¹ oder dessen Ausleuchtfeld durch das zweite Medium hindurchläuft, und daß der übertragene Ausgang des ersten Flusses, oder dessen Ausleuchtfeld, selektiv in das zweite Medium eingeführt wird, wobei der erste Fluß oder dessen Ausleuchtfeld durch das erste Medium hindurchgelaufen ist, und der erste Fluß nachfolgend die Dämpfung des Flusses 1■ durch Einführen einer Population im Energiepegel 2' des zweiten Mediums verursacht, wobei ein Teil des Flusses 1' absorbiert wird, wodurch eine Population im Pegel 3' erzeugt wird, wobei ein Teil dieser Population im Pegel 3' zum Pegel 2¹ zurückkehrt, und für weitere Dämpfung des Flusses 1' zur Verfügung steht, wobei die Transmission des Flusses von Photonen 1' gesteuert wird durch den übertragenen Ausgang des ersten Flusses von Photonen in einer Art und Weise, die im Anspruch 1 für das erste Medium und den ersten und zweiten Fluß genannt wird, und wobei der übertragene erste Fluß von Photonen, der die Transmission des Flusses 1' steuert, während der Fluß I¹ oder dessen Ausleuchtfeld durch das zweite Medium hindurchläuft, wiederum gesteuert wird durch das

Q ς Ί 1 T 7 η - 5 -

Einführen des zweiten Flusses von Photonen, oder dessen Ausleuchtfeld, in das erste Medium, wobei die Transmission des Flusses 1' indirekt gesteuert wird durch den zweiten Fluß, welcher direkt die Transmission des ersten Flusses steuert, wobei der erste Fluß wiederum direkt die Transmission des Flusses I¹ steuert.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Medium in einer planaren Konfiguration von einem oder mehreren Dünnfilmwellenleitern und einem Substratmaterial, das in der vertikalen Dimension gestapelt ist, eingeschlossen ist, wobei das Medium einen der Dünnfilmwellenleiter oder das Substratmaterial umfaßt, und daß in einen der Dünnfilmwellenleiter der erste Fluß von Photonen selektiv entlang der einen Seite der planaren Konfiguration eingeführt und parallel zu den angrenzenden Seiten fortgepflanzt wird, und daß in einen der Dünnfilmwellenleiter der zweite Fluß von Photonen entlang einer angrenzenden Seite der planaren Konfiguration eingeführt wird, derart, daß die Wege der Flüsse senkrecht zueinander sind und entweder einander direkt überkreuzen, wenn die Flüsse sich in dem gleichen Dünnfilm fortpflanzen, oder einander passieren auf senkrechten Wegen der Flüsse, die in getrennten Filmen sich fortpflanzen, und wobei n-^ Flüsse von Photonen mit Photonenenergie äquivalent zu der der Photonen des ersten Flusses entlang einer Seite eines gegebenen dünnen Filmwellenleiters der planaren Konfiguration eingeführt werden, wobei die n^ Flüsse auf separaten, aber paralleln Wegen sich fortpflanzen, und Ό.2 Flüsse von Photonen mit Photonenenergie, die äquivalent ist zu der der Photonen der des zweiten Flusses, entlang einer angrenzenden Seite der planaren Konfiguration eingeführt werden, wobei n£ Flüsse in den gleichen Dünnfilmwellenleiter wie die n± Flüsse

eingeführt werden, oder ein getrennter Dünnfilmwellenleiter, und die n₂ Flüsse auf separaten, aber parallelen Wegen eingeführt werden, wobei η-^ und n₂ von 1 bis zu irgendeiner mit den Dimensionen der planaren Konfiguration kompatiblen Anzahl reichen kann, so daß die Transmission von n^ Flüssen der Art des ersten Flusses gesteuert werden durch n2 Flüsse der Art des zweiten Flusses, und daß die Steuerung der Transmission der n-j_ Flüsse von der Art des ersten Flusses effizienter ist als wenn die Rückkehr der angeregten Zustände vom Pegel 3 zum Pegel 2 in dem Medium nicht auftreten würde, und wobei die Einführung von einer Gesamtheit von n^ Photonen von n2 Flüssen der Art des zweiten Flusses eine Änderung in der Transmission von n.2 Photonen von einem gegebenen Fluß der Art des ersten Flusses verursacht wird, wobei x\2 größer ist als n^, Tp-¹Jj₇T₂"¹, k\äs 0,90,T₃I^-VrS^-1^O₇SO, und 3 S_f )<0,01, und wenn Tp"¹«^""¹, k'2.0,90,

¹^O, 80, und Tp^-V(^C₂₃Sf )£0, 01, wobei k¹ der Bruchteil des Gesamtflusses ist, der von allen n2 Flüssen der Art des zweiten Flusses eingeführt wird, welcher in einem Volumen des Mediums absorbiert wird, über direkte Zwischenwirkung oder über Ausleuchtfelder, welches Volumen das Volumen ist, das von dem gegebenen Fluß der Art des ersten Flusses oder dessen Ausleuchtfeld traversiert wird, und wobei S_f die endgültige Zahl von Photonen pro cm² pro sek in dem gegebenen Fluß nach Traversieren der planaren Konfiguration ist.

Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein zusätzlicher Fluß von Photonen, der als ein dritter Flußtyp bezeichnet ist, selektiv in Verbindung mit jedem der n₂ Flüsse der Art des zweiten Flusses von Photonen eingeführt wird, wobei der zusätzliche Fluß auf einem koinzidenten Weg mit dem Weg sich fortpflanzt, der von dem korrespondierenden Fluß von der

OftQINAL

Art des zweiten Flusses traversiert wird, wenn die Flüsse in dem gleichen Dünnfilmwellenleiter sich fortpflanzen, und daß der zusätzliche Fluß auf einem kolinearen, aber getrennten Weg sich fortpflanzt, wenn die Flüsse in getrennten Dünnfilmwellenleitern sich fortpflanzen, wofür n₂ Flüsse der dritten Art in Verbindung mit n₂ Flüssen der Art des zweiten Flusses eingeführt werden, wobei die Flüsse der dritten Art die Dämpfung der Flüsse der Art des ersten Flusses reduzieren, indem die Population des Pegels 2 des Mediums reduziert wird, wodurch der wirkungsvolle Transfer von angeregten Zuständen zwischen dem Pegel 2 und 3 des Mediums unterbrochen wird, was die Dämpfung des Flusses der Art des ersten Flusses bewirkt, wobei die Reduzierung der Dämpfung des Flusses der Art des ersten Flusses durch Flüsse der dritten Art wirksamer ist als wenn die Rückkehr der angeregten Zustände vom Pegel 2 zum Pegel 3 in dem Medium nicht stattfinden würden, und wobei die Einführung einer Gesamtheit von n3 Photonen von n₂ Flüssen der dritten Art eine Änderung der Transmission von n^ Photonen eines gegebenen Flusses der Art des ersten Flusses bewirkt, wobei n₄ größer als n₃ ist, wennT_p-¹»T₂~¹, k ¹^O, 90 , T₃₁-¹Zr₃ ^-1^O, 80 , und Sf)SO₇Ol, und wennTp"¹«^-¹, k>0,90,

"¹^O,80, undT_p-V(1iii₂₃S_f)£0, 01, wobei k' der Bruchteil des Gesamtflusses ist, der durch alle n₂ Flüsse der Art des zweiten Flusses eingeführt wird, der in einem Volumen des Mediums absorbiert wird, über direkte Wechselwirkung oder über Ausleuchtfelder, welches Volumen das Volumen ist, das von dem gegebenen Fluß der Art des ersten Flusses oder dessen Ausleuchtfeld traversiert wird, und wobei Sf die endgültige Zahl von Photonen pro cm² pro sek in dem gegebenen Fluß nach dem Traversieren der planaren Konfiguration ist.

8. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein dritter Fluß von Photonen, oder dessen Ausleuchtfeld, selektiv in das erste Medium eingeführt wird, um die Dämpfung des ersten Flusses von Photonen zu reduzieren, wobei der dritte Fluß von Photonen die Population des Pegels 2 reduziert, wodurch der wirksame Übergang von angeregten Zuständen zwischen den Pegeln und 3 unterbrochen wird, zu welchem Zweck die Dämpfung des ersten Flusses reduziert wird und ein großer Teil des ersten Flusses, oder dessen Ausleuchtfeld, in das zweite Medium eingeführt wird, wobei die Population des Pegels 2' des zweiten Mediums erhöht und infolgedessen die Dämpfung des Flusses 1' erhöht wird, und wobei die Reduzierung der Dämpfung des ersten Flusses der Photonen durch den dritten Fluß von Photonen wirksamer ist, als wenn die Rückkehr der angeregten Zustände vom Pegel 2 zum Pegel 3 des ersten Mediums nicht auftreten würde, und wobei der Anstieg der Dämpfung des Flusses I¹ wirksamer ist, als wenn die Rückkehr der angeregten Zustände vom Pegel 3' zum Pegel 2■ des zweiten Mediums nicht auftreten würde, und wobei die Einführung von n3 Photonen des dritten Flusses oder dessen Ausleuchtfeld in das erste Medium eine Veränderung in der Transmission von n^ Photonen des Flusses 1' verursacht, wobei n₄ größer ist als n₃, wennTp-^T^"^·, k2;0,90, ^L ₃₁~¹/"t'3~¹> 0,80, und T₂"¹/(#02 3^sf ^- °»⁰¹» ^und wenn V¹^¹ , 90, T₃₁-Vr₃"¹^ 0,80, ^.0,01, wie angewendet an sowohl das erste wie auch das zweite Medium.

9. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein dritter Fluß von Photonen, oder das Ausleuchtfeld davon, selektiv in das zweite Medium eingeführt wird, zeitbezogen zu der Entfernung des übertragenen ersten Flusses, oder dessen Ausleuchtfeld, von dem zweiten

Medium, wobei der dritte Fluß von Photonen die Population des Pegels 2' des zweiten Mediums verringert, so daß die Transmission von dem Fluß I¹ zu der ursprünglichen Höhe der Transmission zurückgebracht wird, bevor der ausgesendete erste Fluß oder dessen Ausleuchtfeld eingeführt wird, auf einer Zeitskala, die kürzer ist als und unabhängig ist von der Lebensdauer des Pegels 2', und daß durch die Zeitsteuerung des Einführens des dritten Flusses von Photonen mit Bezug auf die Entfernung des ausgesendeten ersten Flusses oder dessen Ausleuchtfeld gesteuert wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Fluß von Photonen den Pegel 2 durch direkte Anregung von einem Originalpegel zu dem Pegel 2 populiert.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Fluß von Photonen den Pegel 2 dadurch populiert, daß zuerst die Population eines Energiepegels eingeführt wird, der höher ist als der Pegel 2, wobei ein Teil dieser Population nachfolgend zum Pegel 2 abnimmt.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Fluß den Pegel 2 durch Energieübertragung von einem Dope-Mittel populiert, wobei das Dope-Mittel unterschiedlich ist gegenüber der Gesamtheit, gekennzeichnet durch die Energiepegelstruktur, die die Pegel 2 und 3 enthält.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite lichtübertragende Medium auch gekennzeichnet ist durch einen Energiespalt zwischen den Pegeln 2¹ und 3', die der Energie von den

Photonen in dem zweiten Fluß entsprechen, und da der Energiespalt zwischen den Pegeln 2' und 3· auch der Energie E¹ des Flusses I¹ entspricht, haben der zweite Fluß und der Fluß 1' die gleiche Wellenlänge, wofür der gesamte übertragene Ausgang der zwei Medien, die operativ miteinander verknüpft sind, an der gleichen Wellenlänge wie der ursprüngliche steuernde Eingang der zwei Medien auftritt, verwendet in Verbindung mit dem zweiten Fluß.

14. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Fluß von Photonen den Pegel 2 durch Einführen von Übergängen zu einem höheren Energiepegel depopuliert (entvölkert).

15. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Fluß von Photonen den Pegel 2 durch Einführen von Übergängen zu einem niedrigeren Energiepegel depopuliert.

16. Gerät zur Steuerung der Transmission von Strahlungsenergie, dadurch gekennzeichnet, daß das Gerät folgendes umfaßt: ein lichtdurchlässiges Medium in Verbindung mit Einrichtungen zum Einführen eines ersten Flusses von Photonen, oder dessen Ausleuchtfeld, in das Medium, wobei die Photonen eine Energie E besitzen und das Medium Energiepegeleigenschaften aufweist, derart, daß die Energie E des ersten Flusses von Photonen zu einem Energiespalt zwischen einem Energiepegel, der als Energiepegel 2 bezeichnet ist, und einen Energiepegel des Mediums, der als Energiepegel 3 bezeichnet ist, paßt, und wobei der erste Fluß im wesentlichen ungedämpft ist, während der erste Fluß von Photonen, oder dessen Ausleuchtfeld, durch das Medium hindurchläuft, und Einrichtungen in Verbindung mit dem Medium zur selektiven Einführung eines zweiten Flusses von

Photonen, oder dessen Ausleuchtfeld, in das Medium, um den ersten Fluß von Photonen zu dämpfen, wobei der zweite Fluß von Photonen Depopulation des Energiepegels

2 des Mediums verursacht, wobei ein Teil.des ersten Flusses absorbiert wird, wobei eine Population im Pegel

3 induziert wird, ein Teil von welcher Population im Pegel 3 zum Pegel 2 zurückkehrt und für weitere Dämpfung des ersten Flusses zur Verfügung steht, wobei die Steuerung der Transmission des ersten Flusses von Photonen durch den zweiten Fluß von Photonen wirksamer ist, als wenn die Rückkehr von angeregten Zuständen vom Pegel 3 zum Pegel 2 nicht auftreten würde, und weiterhin die Einführung von η ^ Photonen des zweiten Flusses oder dessen Ausleuchtfeld die Absorption von n₂ Photonen des ersten Flusses verursacht, wobei n₂ größer ist als H₁/ wenn Γ p"¹» T₂"¹, kJ>o,9O, T₃₁-Vr₃-¹^O, 80 , und T₂"V(^vT23Sf) ^0,01, wobei Tp"¹ die Impulsrate des zweiten Flusses, T₂"¹ die spontane Verfallrate vom Pegel 2, k der Bruchteil d_es zweiten Flusses, der in dem populierenden Pegel 2 des Mediums absorbiert wird, T₃ j"¹ die Abklingrate für direkte Übergänge vom Pegel 3 zum Pegel 1, "ζ"¹ die gesamte spontane Abfallrate vom Pegel 3,#C₂3 der effektive Querschnitt für die Absorption von dem ersten Fluß bei der Induzierung von Übergängen vom Pegel 2 zum Pegel 3 ist, und wobei ^f = 1 ist, wenn der erste Fluß direkt in das Medium eingeführt wird, und & ¹^l, wenn das Ausleuchtfeld des ersten Flusses in das Medium eingeführt wird, und Sf die entgültige Zahl von Photonen pro Quadratzentimeter pro Sekunde in dem ersten Fluß darstellt, nachdem der erste Fluß, oder dessen Ausleuchtfeld, durch das Medium hindurchgelaufen ist, und wobei die Einführung von dem zweiten Fluß, oder von dessen Ausleuchtfeld, die Absorption von n₂ Photonen des ersten Flusses verursacht, wobei n₂ größer ist als U₁, wennTp"¹«^"¹, k£0,90, T₃₁ ^-1ZTa^-1H:⁰/⁸⁰

- 12 und !"ρ"¹/O^C 23Sf )< 0,01 ist.

17. Gerät nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen eingeschlossen sind, die in Verbindung stehen mit dem Medium zum selektiven Einführen eines dritten Flusses von Photonen, oder dessen Ausleuchtfeld, in das Medium, um die Dämpfung des ersten Flusses von Photonen zu reduzieren, wobei der dritte Fluß von Photonen den Pegel 2 depopuliert, wodurch der wirksame Übergang von angeregten Zuständen zwischen den Pegeln und 3 unterbrochen wird, was die Dämpfung des ersten Flusses von Photonen bewirkt, wobei die Reduzierung der Dämpfung des ersten Flusses von Photonen durch den dritten Fluß von Photonen wirksamer ist, als wenn die Rückkehr von angeregten

Zuständen vom Pegel 2 zum Pegel 3 nicht auftreten würde, und wobei die Einführung von n₃ Photonen des dritten Flusses oder dessen Ausleuchtfeld eine Änderung in der Transmission von n₄ Photonen des ersten Flusses verursacht, wobei η 4 größer ist als n₃, wenn "~ " ¹^ 0,80, und

T-l/(#cr 23Sf)<0,01, und wenn Τρ~¹«:Γ2~¹' ^k >0,90, T₃₁-Vr₃"¹^ 0,80, und Tp"¹/(^CT₂3Sf)^ 0,01.

18. Gerät nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweites lichtdurchlässiges Medium eingeführt wird, wobei das zweite Medium in Verbindung steht mit einer Einrichtung zum Einführen eines Flusses von Photonen, der als Fluß 1' bezeichnet ist, oder dessen Ausleuchtfeld, und in Verbindung mit einer Einrichtung zum Einführen des zu übertragenen Ausganges von dem zweiten Fluß, oder dessen Ausleuchtfeld, nachdem der zweite Fluß, oder dessen Ausleuchtfeld, durch das erste Medium hindurchgelaufen ist, wobei das zweite Medium und der Fluß 1' Kennwerte besitzen, derart, daß der

gesamte übertragene Ausgang der zwei Medien, die gemeinsam verwendet werden, mit der gleichen Wellenlänge auftritt wie der ursprüngliche steuernde Eingang des zweiten Flusses von Photonen, in dem das zweite Medium eine Energiepegelstruktur derart besitzt, daß dort ein Energiespalt zwischen den Pegeln existiert, die mit 1' und 2' bezeichnet sind, welcher Spalt dem Energiespalt zwischen den Pegeln 2 und 3 des ersten Mediums entspricht, der angepaßt ist an die Energie E des ersten Flusses von Photonen und der Fluß von Photonen I¹, die Energie E¹, besitzt, die angepaßt ist an die Energielücke zwischen Pegeln, die mit Pegel 2' und Pegel 3' des zweiten Mediums bezeichnet sind, so daß der Fluß der Photonen I¹ im wesentlichen ungedämpft ist, während der Fluß 1' oder dessen Ausleuchtfeld durch das zweite Medium hindurchtritt, derart, daß dann, wenn der übertragene Ausgang des ersten Flusses oder dessen Ausleuchtfeld selektiv in das zweite Medium eingeführt wird, der erste Fluß, oder dessen Ausleuchtfeld, nachdem er durch das erste Medium hindurchgelaufen ist, nachfolgend bewirkt, daß der Fluß 1' gedämpft wird durch Einführen einer Population im Energiepegel 2^r 'des zweiten Mediums, wobei ein Teil des Flusses 1' absorbiert wird, wodurch eine Population im Pegel 3· induziert wird, ein Teil von welcher Population im Pegel 3¹ zum Pegel 2¹ zurückkehrt, und für weitere Dämpfung des Flusses 1' zur Verfügung steht, wobei die Transmission des Flusses von Photonen, 1', gesteuert wird durch den übertragenen Ausgang des ersten Flusses von Photonen in einer Weise, die in Anspruch 1 für das erste Medium und den ersten und den zweiten Fluß geschildert ist, und wobei der übertragene erste Fluß von Photonen, der die Transmission von dem Fluß I¹ steuert, während der Fluß I¹, oder dessen Ausleuchtfeld, durch das zweite Medium hindurchläuft, wiederum gesteuert wird durch die Einführung des zweiten Flusses von Photonen, oder von dessen Aus-

leuchtfeld, in das erste Medium, wobei die Übertragung des Flusses I¹ indirekt gesteuert wird durch den zweiten Fluß, der direkt die Transmission des ersten Flusses steuert, wobei der erste Fluß wiederum direkt die Transmission von dem Fluß I¹ steuert.

19. Gerät nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Medium in eine planare Konfiguration von einen oder mehreren Dünnfilmwellenleitern eingeschlossen ist und ein Substratmaterial in der vertikalen Dimension gestapelt ist, wobei das Medium einen der Dünnfilmwellenleiter umfaßt, oder das Substratmaterial, und durch Einrichtungen in Verbindung mit der planaren Konfiguration zum Einführen des ersten Flusses von Photonen in einen der Dünnfilmwellenleiter entlang einer Seite der planaren Konfiguration und zum Fortpflanzen parallel zu der angrenzenden Seite, und durch Einrichtungen in Verbindung mit der planaren Konfiguration zum Einführen des zweiten Flusses von Photonen in einen der Dünnfilmwellenleiter, wobei der zweite Fluß entlang der angrenzenden Seite der planaren Konfiguration in einer solchen Weise eingeführt wird, daß die Wege der Flüsse senkrecht zueinander sind und entweder einander direkt kreuzen, wenn die Flüsse in dem gleichen Dünnfilm sich fortpflanzen,

oder aneinander auf zueinander senkrechten Wegen vorbeilaufen, wenn die Flüsse sich in getrennten Filmen fortpflanzen, und weiterhin durch Einrichtungen zum Einführen von n^ Flüssen von Photonen mit Photonenenergie, die äquivalent ist zu der der Photonen des ersten Flusses entlang einer Seite eines gegebenen Dünnfilmwellenleiters der planaren Konfiguration, wobei die nj_ Flüsse auf seperaten aber parallelen Wegen sich fortpflanzen, und durch Einrichtungen zum Einführen von n2 Flüssen von Photonen mit Photonenenergie äquivalent zu der der Photonen des zweiten Flusses entlang einer

angrenzenden Seite der planaren Konfiguration, wobei die n₂ Flüsse in den gleichen Dünnfilmwellenleiter eingeführt werden, wie die η ^ Flüsse, oder in einen getrennten Dünnfilmwellenleiter, und die ri2 Flüsse auf seperate, aber parallelen Wegen eingeführt werden, wobei n-j^ und n₂ von 1 bis zu irgendeiner Zahl reichen können, die kompatibel ist mit der Dimension der planaren Konfiguration, so daß die Übertragung von n-j_ Flüssen des ersten Flusses gesteuert wird durch n₂ Flüsse der Art des zweiten Flusses und die Steuerung der Transmission der n-^ Flüsse von der Art des ersten Flusses wirksamer ist, als wenn die Rückkehr der angeregten Zustände vom Pegel 3 zum Pegel 2 nicht in dem Medium auftreten würde, und weiterhin die Einführung einer Gesamtheit von n-^ Photonen von x\2 Flüssen der Art der zweiten Flüsse, eine Veränderung in der Transmission von n₂ Photonen eines gegebenen Flusses der Art des ersten Flusses verursacht, wobei Π2 größer als nj ist,
wenn Tp-¹^r₂"¹, k'^ 0,90, T₃₁-Vt₃ ^-1ZO^O, und

Τ₂-1/(3ίΓ ₂₃s_f)^Q,01, und wenn Tp"³**^"¹,' k'2 °'⁹⁰' "¹SrVT₃-¹^ 0,80, und Tp-V(^F 23^sf )^0,01,

wobei k¹ der Bruchteil des Gesamtflusses ist, der durch alle n₂ Flüsse der Art des zweiten Flusses eingeführt wird, der in einem Volumen des Mediums absorbiert wird, über direkte Wechselwirkung oder über das Ausleuchtfeld, welches Volumen das volumen ist, das von dem gegebenen Fluß der Art des ersten Flusses traversiert wird, oder von dessen Ausleuchtfeld, und wobei Sf die entgültige Anzahl der Photonen pro Quadratzentimeter pro Sekunde in dem gegebenen Fluß nach Traversieren der planaren Kon figuration ist.

20. Gerät nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß

Einrichtungen zum Einführen eines dritten Flusses von Photonen vorgesehen sind, oder von dessen Ausleuchtfeld, in das zweite Medium, wobei die Einführung zeitbezogen ist zu der Entfernung des übertragenen ersten Flusses, oder dessen Ausleuchtfeld, von dem zweiten Medium, wobei der dritte Fluß von Photonen die Population des Pegels 2¹ des zweiten Mediums reduziert, so daß die Transmission des Flusses, I¹, zu dem Originalpegel der Transmission wiederhergestellt wird, bevor der übertragene erste Fluß oder dessen Ausleuchtfeld eingeführt ist, auf einer Zeitskala, die kürzer ist als die und unabhängig ist von der Lebensdauer des Pegels 2■, und die gesteuert ist durch die Zeitsteuerung des Einführens des dritten Flusses von Photonen mit Bezug auf die Entfernung des übertragenen ersten Flusses, oder dessen entsprechendes Ausleuchtfeldes.

21. Gerät nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das lichtdurchlässige Material zumindest seltene Erdelemente umfaßt.

22. Gerät nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das seltene Erdelement als ein divalentes Dope-Mittel in dem Medium auftritt.

23. Gerät nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Dotierungsmittel Dy²⁺, Tm²⁺, Er²⁺ oder Ho²⁺ ist.

24. Gerät nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das lichtdurchlässige Medium der Abschnitt eines optischen Faserkerns ist.

25. Gerät nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das lichtdurchlässige Medium ein Abschnitt einer Beschichtung einer optischen Faser ist.

26. Gerät nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das lichtdurchlässige Medium eine Flüssigkeit oder ein Gas in einem Kapillarrohr ist.

27. Gerät nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das lichtdurchlässige Medium ein Dünnfilmwellenleiter ist.

28. Gerät nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das lichtdurchlässige Medium das Substrat ist, auf dem der
Dünnfilmwellenleiter angeordnet ist.

29. Gerät nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Fluß, oder dessen Ausleuchtfeld, und der zweite
Fluß, oder dessen Ausleuchtfeld, in das Medium über die Fortpflanzung des Flusses entlang einer optischen Faser eingeführt wird.

30. Gerät nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Fluß, oder dessen Ausleuchtfeld, oder der zweite
Fluß, oder dessen Ausleuchtfeld, in das Medium durch
Fortpflanzung des Flusses entlang zwei unterschiedlichen optischen Fasern eingeführt wird.

31. Gerät nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Fluß in das Medium über eine inkohärente
Lichtquelle erfolgt, die in dem ringförmigen Raum einer optischen Faser und einem koaxialen Lichtreflektor
angeordnet ist.

32. Gerät nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Fluß und der zweite Fluß oder deren Ausleuchtfelder in das Medium mittels Übertragung in dem
gleichen Dünnfilmwellenleiter eingeführt wird.

33. Gerät nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß
erster und zweiter Fluß, oder deren Ausleuchtfeld von

Q c ο ι 9 7 ^

einem oder von beiden Flüssen, in das Medium mittels Fortpflanzung in unterschiedlichen Dünnfilmwellenleitern eingeführt wird.

34. Gerät nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das lichtdurchlässige Medium ein Dünnfilmwellenleiter ist, und Einrichtungen zum Einführen des ersten Flusses oder des zweiten Flusses, oder deren Ausleuchtfelder, Kantenkopplung umfassen.

35. Gerät nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das lichtdurchlässige Medium ein Dünnfilmwellenleiter ist, und Einrichtungen zum Einführen des ersten Flusses oder des zweiten Flusses oder dessen Ausleuchtfelder eine prismatische Kopplung umfassen.

36. Gerät nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Energiesprung zwischen den Energiepegeln 2' und 3' des zweiten Mediums zu der Energie der Photonen in dem zweiten Fluß von Photonen paßt, und in welchem konsequenterweise die Wellenlänge des Flusses I¹, dessen Energie E¹ so festgelegt ist, daß sie zum Energiesprung zwischen den Pegeln 2' und 3' paßt, zur Wellenlänge des zweiten Flusses korrespondiert, zu welchem Zweck der insgesamt zu übertragene Ausgang der zwei Medien, die in Verbindung miteinander benutzt werden, wie in Anspruch 6 festgestellt, d. h., der übertragene Teil von Fluß 1', auf der gleichen Wellenlänge auftritt wie der ursprüngliche steuernde Eingang der zwei Medien, die in Verbindung miteinander benutzt werden.

37. Gerät nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Medien angrenzende Abschnitte eines optischen Faserkerns sind.

38. Gerät nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die

zwei Medien angrenzende Abschnitte der Umhüllung einer optischen Faser sind.

39. Gerät nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Medien in angrenzenden Abschnitten einer optischen Faser einbezogen sind, ein Medium in einen Abschnitt des Faserkerns und ein Medium in den Abschnitt der Faserumhüllung.

40. Gerät nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Medien zwei Dünnfilme umfassen, die aufeinanderliegen, derart, daß der erste und der zweite Fluß in einem Film sich fortpflanzen, und daß der Fluß 1' in dem anderen Film sich fortpflanzt, und daß die Transmission des Flusses 1' von dem Ausleuchtfeld des ersten Flusses gesteuert wird.

41. Gerät nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen zum Einführen einer oder mehrerer Flüsse Kantenkopplung umfassen.

42. Gerät nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum Einführen von einen oder mehreren der Flüsse Prismenkopplung umfassen.

43. Gerät nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Medium das Substrat umfaßt, auf dem der Dünnfilmwellenleiter angeordnet ist, in welchen die Flüsse sich fortpflanzen und mit dem Medium über deren Ausleuchtfelder in Wechselwirkung treten.

44. Gerät nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Medium den Dünnfilmwellenleiter umfaßt, in der die Flüsse sich fortpflanzen.

45. Gerät nach Anspruch· 19, dadurch gekennzeichnet, daß das

Medium den Dünnfilmwellenleiter umfaßt, in dem einer der Flußtypen sich fortpflanzt, dessen anderer Typ von den Flußtypen über sein Ausleuchtfeld in Wechselwirkung tritt, während er sich in dem angrenzenden Dünnfilmwellenleiter fortpflanzt.

46. Gerät nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Medium einen Dünnfilmwellenleiter umfaßt, der zwischen zwei andere Dünnfilmwellenleiter sandwichartig eingefügt ist, wobei in einem von diesen einer der Typen der Flüsse sich fortpflanzt, und dann in einen anderen der Dünnfilmwellenleiter der andere der Flußtypen sich fortpflanzt, wobei alle Flüsse mit dem Medium über ihre Ausleuchtfelder in Wechselwirkung treten.

ES/ag/wt 4