DE3880001T2

DE3880001T2 - Integrierter optischer wellenleiter, herstellungsverfahren und seine verwendung in einem elekto-optischen modulator.

Info

Publication number: DE3880001T2
Application number: DE8888401056T
Authority: DE
Inventors: Herve Lefevre; Michel Papuchon; Sylvie Vatoux
Original assignee: Thomson CSF SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 1987-05-04
Filing date: 1988-04-29
Publication date: 1993-07-15
Anticipated expiration: 2008-04-30
Also published as: US4880288A; EP0290329B1; JPS63298309A; EP0290329A1; FR2615006A1; FR2615006B1; DE3880001D1; JP2655678B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf integrierte Lichtleiter mit seitlicher Einschließung, ihr Herstellungsverfahren und ihre Verwendung in der integrierten Optik.
Die Lichtleiter werden immer mehr außer für die Informationsübertragung auch für die Informationsverarbeitung verwendet, da sie eine hohe Verarbeitungsgeschwindigkeit bieten. Dieser Aspekt der Informationsverarbeitung hat zu einer Technologie der integrierten Optik geführt, die sich auf die Lichtfortpflanzung in dielektrischen Lichtleitern in Planarform auf transparenten Substraten bei einer gegebenen Wellenlänge bezieht.
Üblicherweise werden die Lichtleiter mit seitlicher Einschließung an der Oberfläche eines Einkristalls aus Lithiumniobat durch Dotierung des Kristalls, im allgemeinen mit durch thermische Diffusion eingebrachtem Titan hergestellt. Die dotierte Zone hat einen höheren Brechungsindex und wirkt damit lichtführend in einem gewissen Wellenlängenbereich.
Wenn man eine Lichtführung mit zweidimensionalem Einschluß wünscht, dann diffundiert man ein Titanband, dessen Form dem gewünschten Lichtweg gleicht. Man erhält so eine dotierte Zone mit größerem Brechungsindex als das Substrat analog einem Kern einer Lichtleitfaser, die an der Kristalloberfläche gemäß der gewünschten Geometrie verläuft.
Ergänzende Verfahren können verwendet werden, entweder um den Brechungsindex zu beiden Seiten des Lichtleiters abzusenken und die Bildung eines gleichmäßig über die Oberfläche sich erstreckenden Lichtleiters zu verhindern, oder um den Index gemäß einem besonderen Profil innerhalb der lichtleitenden Zone weiter zu erhöhen, siehe z.B. die japanische Druckschrift JP-A-57 88 411.
Wenn man aber Titan thermisch in den Lithiumniobatkristall diffundieren läßt, dann können mehrere Effekte zur Entwicklung elektrischer Ladungen an seiner Oberfläche beitragen:
- Der pyroelektrische Effekt, der einen elektrischen Ladungsfluß in Richtung der optischen Achse erzeugt, wenn eine Temperaturveränderung auf den Kristall einwirkt;
- der piezoelektrische Effekt mit Auftreten einer Spannung, wenn der Kristall beispielsweise aufgrund der thermischen Ausdehnung einer mechanischen Verformung unterworfen wird.
Diese Ladungen können durch die zu diffundierenden Titanbänder abgeführt werden. Im allgemeinen besitzen diese Bänder aber Unterbrechungen von einigen Mikrometern bis einigen zehn Mikrometern entweder aufgrund der ungenauen Lithographie oder aufgrund des Motivs selbst. Anstatt die Neutralisierung der Ladungen und damit die Vereinheitlichung des Potentials zu erlauben, können diese Bänder in diesem Fall erhebliche Potentialdifferenzen zu beiden Seiten ihrer Unterbrechungen erzeugen. Das örtlich sehr hohe elektrisch Feld kann so eine örtliche Zerstörung des Kristalls herbeiführen, wenn die dielektrische Festigkeit nicht ausreicht. Man stellt dann einen Bruch des Kristalls fest, der den Lichtleiter unterbricht und zusätzliche Lichttransportverluste herbeiführt.
Außerdem wird zugleich mit der Diffusion des Titanbands ein ebener Störlichtleiter durch Exodiffusion von Lithiumoxid während des thermischen Diffusionszyklus erzeugt.
Schließlich liegt ein Hauptinteresse an solchen in Lithiumniobat erzeugten Lichtleitern darin, daß sie den Pokkels-Effekt verwirklichen, d.h. daß es möglich ist, die Ausbreitungskonstante der geführten Lichtwelle, d.h. die Phase der Lichtwelle durch Anwendung eines zeitlich variablen elektrischen Felds an den Lichtleiter zu modulieren. Besondere Anordnungen von geführten Lichtkreisen sind in der Lage, das Licht in der Amplitude zu modulieren, Lichtsignale zu schalten, Signalverarbeitungsfunktionen zu verwirklichen usw. Das elektrische Feld wird über Planarelektroden angelegt, die so angeordnet sind, daß die gewünschte Variation des Brechungsindex im Lichtleiter erzeugt wird. Hierzu sind die Lage der Elektroden und die kristallographische Richtung des Substrats den gewünschten Funktionen angepaßt.
Es wurde jedoch im Experiment festgestellt, daß das elektrische Feld, das zwischen den Elektroden innerhalb des Lichtleiters erzeugt wird, unhomogen war, da das vom Licht durchquerte Material anisotrop und unhomogen war, und zwar aufgrund des verwendeten thermischen Diffusionsprozesses. Mit Planarelektroden, die an den Rändern des Lichtleiters angeordnet sind, durchziehen in gewissen Konfigurationen die erhaltenen Feldlinien die dotierte Zone und die nicht dotierte Zone, woraus eine Relaxationserscheinung resultiert, wenn das Material der Zonen unterschiedliche Dielektrizitäts- und Widerstandskonstanten besitzen. Außerdem variiert die Verteilung der elektrischen Potentiale zwischen den beiden Zonen je nach der verwendeten Frequenz. Daher variiert das tatsächlich an den Lichtleiter angelegte elektrische Feld mit der Frequenz, was zu einer Variation der effektiven elektro-optischen Modulationswirksamkeit führt, die bei etwa 1 kHz auftritt und einen Faktor von 1,5 erreichen kann. Dieses Phänomen ist besonders störend bei einer niederfrequenten Anwendung, beispielsweise für die Kodierung von Unterwasserhorchsignalen oder für Breitband-Anwendungen in der Signalverarbeitung, beispielsweise in der Lichtleitfasergyrometrie.
Im übrigen wurde in der japanischen Druckschrift JP- A-61-198106 ein Verfahren Vorgeschlagen, demgemäß das Lithiumniobatsubstrat während des Ätzens eines Titanbandes ausgehend von einem Titanfilm geschützt wird, indem das Ätzen beendet wird, ehe das Substrat erreicht wird.
In einer anderen japanischen Druckschrift JP-A- 59-157602 bildet man einen Lichtleiter ausgehend von einer gleichmäßigen Titanschicht, wobei das Substrat vorab zur Bildung des Lichtleiters in der gewählten Zone brüchig gemacht wurde.
Ziel der Erfindung ist ein integrierten Lichtleiter mit seitlicher Einschließung, dessen Eigenschaften sowohl hinsichtlich der optischen Übertragung als hinsichtlich des elektrooptischen und elektrischen Verhaltens deutlich verbessert sind. Insbesondere kann der erfindungsgemäße integrierte Lichtleiter die oben beschriebenen Nachteile vermeiden, indem das elektrische Potential an der Kristalloberfläche während des Temperaturanstiegs vergleichmäßigt wird, indem die Exodiffusion von Lithiumoxid verringert wird, die einen Störlichtleiter erzeugt, und indem die dielektrischen Eigenschaften des Materials in der Nähe des Lichtleiters so homogenisiert werden, daß sich ein von der Frequenz des angelegten elektrischen Signals unabhängiges elektrooptisches Modulationsverhalten ergibt.
Erfindungsgemäß ist ein integrierter Lichtleiter mit seitlicher Einschließung, der ein Substrat aus Lithiumniobat mit mindestens einer mit einem geeigneten Dotiermittel dotierten zentralen Zone, deren Brechungsindex größer als der des Substrats ist und die sich auf der Oberfläche des Kristalls gemäß der gewünschten Konfiguration erstreckt, wobei die zentrale Zone von zwei Seitenzonen flankiert wird, die mit demselben Dotiermittel dotiert sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration der Dotierung in den seitlichen Zonen etwa 10% der Konzentration in der zentralen Zone beträgt und so gewählt ist, daß die Fortpflanzung der geführten Welle in der zentralen Zone stets möglich bleibt.
Die Erfindung hat auch ein erstes Herstellungsverfahren für einen solchen integrierten Lichtleiter nach Anspruch 5 und ein zweites Herstellungsverfahren nach Anspruch 6 zum Gegenstand sowie die Verwendung insbesondere zur Herstellung eines elektrooptischen Modulators, beispielsweise eines Phasenmodulators oder Schalters.
Die Erfindung und weitere Merkmale werden nun anhand der nachfolgenden Beschreibung mit Hilfe der beiliegenden Figuren näher erläutert.
Figuren 1a, 1b und 1c sind Schnittdarstellungen von bekannten integrierten elektrooptischen Modulatoren.
Figur 2 zeigt im Querschnitt einen erfindungsgemäßen integrierten Lichtleiter.
Figur 3 zeigt im Querschnitt einen erfindungsgemäßen elektrooptischen Modulator in einer Ausführungsform der Erfindung.
Figur 4 zeigt Kurven der Modulationsspannungsveränderungen abhängig von der Frequenz dieser Modulationsspannung.
Figur 5 zeigt im Querschnitt einen Schalter vom COBRA-Typ, der integrierte Lichtleiter gemäß der Erfindung verwendet.
Figur 6 ist ein elektrisches Ersatzschaltbild.
In allen Figuren sind dieselben Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen.
Die Figuren 1a, 1b und 1c zeigen Modulatorstrukturen mit elektrooptischem Effekt gemäß dem Stand der Technik. In Figur 1a ist die durch Dotierung mit Titan erhaltene Lichtleitzone 1 von zwei seitlichen undotierten Zonen 2 und 3 flankiert.
In Figur 1a bedeckt eine Elektrode 4 eine seitliche Zone und die Lichtleitzone, während eine andere Elektrode 5 ausschließlich über der anderen seitlichen Zone angeordnet ist. Wenn in diesem Fall ein elektrisches Feld zwischen die beiden Elektroden 4 und 5 angelegt wird, dann durchqueren die Feldlinien unhomogene Zonen.
In Figur 1b sind Elektroden 6 und 7 zu beiden Seiten des Lichtleiters angeordnet und überdecken teilweise die dotierte Zone. In diesem Fall durchqueren die elektrischen Feldlinien eine homogene Materialzone.
In Figur 1c bedecken die Elektroden 8 und 9 nur die nicht dotierten seitlichen Zonen des Lichtleiters. Wie im Fall der Figur 1a, so durchqueren auch hier die Feldlinien unhomogene Materialzonen.
Während des thermischen Diffusionsprozesses ergibt sich wie oben angegeben ein Störphänomen durch Exodiffusion von Lithiumoxid, das zu einer Erzeugung eines gleichmäßigen Lichtleiters an der Oberfläche in der in den Figuren 1a, 1b und 1c kariert markierten Zone führt, der senkrecht zur Oberfläche eingeschlossen ist.
Außerdem ergeben sich, wie oben bereits erwähnt, durch die thermische Diffusion des Titans im Lithiumniobatkristall elektrische Ladungen an der Oberfläche, die durch die Titanbänder abgeleitet werden können. Wenn diese Bänder aber Unterbrechungen besitzen, dann ergeben sich erhebliche Potentialdifferenzen zu beiden Seiten der Unterbrechungen, und der Kristall bricht und unterbricht den Lichtleiter, so daß zusätzliche Lichtausbreitungsverluste entstehen.
Schließlich variiert die Verteilung der elektrischen Potentiale zwischen der dotierten und der undotierten Zone mit der verwendeten Frequenz, da die Feldlinien insbesondere in den Beispielen gemäß Figur 1a und 1c diese beiden Zonen durchlaufen. Daher variiert das an den Lichtleiter angelegte elektrisch Feld mit der Frequenz.
Erfindungsgemäß besitzt ein Lichtleiter gemäß Figur 2 ein Substrat 10 aus Lithiumniobat mit einer Dicke und einer Breite von einigen Millimetern und einer Länge, die zwischen einem Millimeter und einigen zehn Millimetern variieren kann. Dieses Substrat 10 ist mit seiner Unterseite 11 auf einem nicht dargestellten Träger montiert und besitzt eine Oberseite 12. Auf dieser Oberseite 12 besitzt das Substrat 10 längliche Zentralzonen wie z.B. 13, und diesen Zentralzonen benachbarte längliche Seitenzonen, wie z.B. 14 und 15, die alle mit Titan dotiert sind, aber zwischen der Zentralzone und den seitlichen Zonen unterschiedliche Dotierungskonzentrationen besitzen. Außerdem sind ihre Dicken unterschiedlich.
Die Merkmale der Dotierungskonzentration und der Abmessungen sind beispielsweise wie folgt:
- Konzentrationsverhältnis R (Konzentration von Titan in der Zone 14 oder 15 zur Konzentration von Titan in der Zone 13): ungefähr 10%,
- Tiefe der Zonen 13, 14 und 15: ungefähr einige Mikrometer,
- Dicke der Titanschicht in der Zone 13 vor der Diffusion: 500 Å bis 900 Å,
- Breite des Titanbands in der Zone 13: zwischen 3 und 7 Mikrometer,
- Diffusionstemperatur 1000ºC,
- Diffusionszeit 6 Stunden.
Diese Merkmale zeigen, daß die Titankonzentration der seitlichen Zonen 14 und 15 deutlich unter der der zentralen Zone liegt, um eine optische Führung in der zentralen Zone stets zu gewährleisten.
Aufgrund des Dotierungseffekts im Titan besitzt die zentrale Zone 13 einen Brechungsindex, der geringfügig, d.h. einige 1000stel bis zu einigen Prozent niedriger als der des Substrats 10 ist; beispielsweise ist der Brechungsindex der zentralen Zone 2,205 und der des Substrats 2,200 für eine Wellenlänge von 0,85 Mikrometer. Auf diese Weise ergibt sich ein Lichtleiter.
Figur 3 zeigt im Querschnitt einen ähnlichen Lichtleiter wie in Figur 2, der mit Elektroden versehen wurde, um eine elektro-optische Modulationsfunktion, beispielsweise für eine Phasenmodulation, zu realisieren.
Die Oberseite 12 enthält zwei Metallelektroden 16 und 17, beispielsweise aus Gold, die unmittelbar mit der Oberseite 12 in Kontakt stehen, wie dargestellt, oder die durch eine dünne dielektrische Pufferschicht (nicht dargestellt) von ihr getrennt sind. Diese Elektroden 16 und 17 verlaufen parallel zu den Rändern der zentralen Zone 13 und können sie teilweise überdecken, aber der größere Teil der unter diesen Elektroden liegenden Zone besteht aus einem Bereich der seitlichen Zonen 14 und 15. Die Abmessungen dieser Elektroden sind beispielsweise folgende:
- Abstand zwischen den Elektroden: 6 Mikrometer
- Breite der Elektroden: 50 mm,
- Dicke der Elektroden: 0,2 Mikrometer.
Die Elektroden 16 und 17 sind an eine äußere Spannungsquelle über in Figur 3 nicht gezeigte Drähte, z.B. aus Gold, angeschlossen.
Mit einer solchen Struktur eines elektro-optischen Modulators erhält man eine Kennlinie zwischen Steuerspannung und Frequenz, die bis zu 10 MHz konstant und praktisch eben ist, wie die Kurve b in Figur 4 zeigt. Die Kurve a in dieser Figur ergibt sich mit einem Modulator, der einen Lichtleiter verwendet, der nur in der zentralen Zone dotiert ist, wie dies beispielsweise in Figur 1c gezeigt ist. Diese Kurve zeigt eine deutliche Veränderung der elektro-optischen Modulationswirksamkeit in der Gegend von 1 kHz, wobei die Steuerspannung von 6,5 auf 9 V etwa steigt, d.h. in einem Verhältnis von etwa 1,5.
Figur 5 zeigt im Schnitt einen Schalter vom COBRA-Typ mit zwei Lichtleitern 13 und 23 der Art, wie sie in Figur 2 dargestellt sind. Zwei Elektroden 19 und 20 bedecken fast vollständig die Lichtleitzonen, und die in einem der Lichtleiter vorhandene Strahlung kann aufgrund einer Steuerung über die zwischen die Elektroden angelegte Spannung auf den anderen Lichtleiter übertragen werden.
Um eine Lichtleiter der anhand von Figur 2 beschriebenen Art herzustellen, stehen zwei Herstellungsverfahrensvarianten zur Verfügung. In beiden Varianten sind die Anfangsphasen dieselben wie beim Stand der Technik bis zur Dotierung des Substrats mit Titan. Erfindungsgemäß erzeugt man durch Diffusion nicht nur ein Titanband, durch das der Lichtleiter in der so dotierten Zone gebildet wird, sondern auch einen Titanfilm auf der ganzen Oberfläche des Substrats. Die Diffusionsbedingungen und die Dicke des gleichmäßigen Titanfilms werden so gewählt, daß die gleichmäßige Dotierung an der Oberfläche immer noch die Fortpflanzung einer in der zentralen Zone des Bandes geführten Lichtwelle erlaubt.
Im einzelnen erzeugt man auf einem Lithiumniobatsubstrat, z.B. 20 mm lang, durch Fotolithographie eine bandartige Schicht aus Titan, deren Dicke etwa 300 Å und deren Breite etwa 3 Mikrometer beträgt. Zur Diffusion des Titanbandes wird das Substrat dann in einen Ofen gebracht, wo es einem ersten Heizzyklus unterworfen wird, mit folgenden Merkmalen:
- Temperaturanstieg 2 Stunden,
- Endtemperatur 980ºC,
- Dauer der Endtemperatur 4 Stunden,
Sauerstofffluß von 1,5 l/min während der ganzen Zyklusdauer.
Durch diesen Zyklus wird die thermische Diffusion des Titans des Bands in die darunterliegende Substratzone erreicht und man erhält einen Monomodelichtleiter bei einer Wellenlänge von 0,8 Mikrometer.
Danach bringt man einen Titanfilm mit einer Dicke von etwa 50 Å auf die ganze Oberfläche des Substrats z.B. durch Hochfrequenzzerstäubung auf. Für die Diffusion des Titanfilms wird das Substrat erneut in einen Ofen gebracht, wo es einem zweiten Heizzyklus mit den folgenden Merkmalen unterworfen wird:
- Temperaturanstieg 2 Stunden,
- Endtemperatur 980ºC,
- Dauer der Endtemperatur 2 Stunden,
- Temperaturabstieg 6 Stunden,
- Sauerstofffluß von 1,5 l/min während der ganzen Zyklusdauer.
Der Lichtleiter ist damit fertiggestellt.
Elektroden können dann durch Kathodenstrahlzerstäubung von Gold auf der Oberseite des Substrats erzeugt werden, und zwar in einer Konfiguration wie sie für die gewünschte elektro-optische Modulation erforderlich ist. Diese letzte Phase führt beispielsweise zu Phasenmodulatorstrukturen oder optischen Schalterstrukturen gemäß den Figuren 3 und 5.
Gemäß der zweiten Variante wird der Titanfilm, der die ganze Oberfläche des Substrats bedecken soll, sofort nach dem Aufbringen des Titanbands aufgebracht, dessen thermische Diffusion den Lichtleiter ergibt. Das Band und der Titanfilm diffundieren dann gleichzeitig thermisch in das Substrat. Die beiden Heizzyklen werden also durch einen einzigen Zyklus ersetzt, dessen Merkmale dieselben wie die des ersten Heizzyklus in der ersten Variante sind. Man erhält so eine gleichzeitige thermische Diffusion des Bandes und des Films aus Titan.
Die Elektroden können dann, wie oben angegeben, gemäß den gewünschten Konfigurationen aufgebracht werden.
Natürlich können die beiden Varianten des oben beschriebenen Herstellungsverfahrens verändert werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen, wobei entscheidend die Diffusion eines Titanfilms geringer Dicke bezüglich des den Lichtleiter ergebenden Titanbands auf zumindest einem großen Teil der Oberfläche des Substrats und notwendigerweise in der Nähe der lichtführenden Zonen ist, derart, daß sich eine deutlich geringere Titandotierung als in der Lichtleiterzone zu beiden Seiten dieser Lichtleiterzone ergibt.
Die zweite Variante besitzt gegenüber der ersten Vorteile. Erstens vergleichmäßigt der Titanfilm auf der Oberseite des Substrats während des Heizzyklus das elektrische Potential an der Oberfläche beim Temperaturanstieg. Die elektrischen Ladungen aufgrund des pyroelektrischen und des piezoelektrischen Effekts werden nämlich durch den Titanfilm abgeleitet, was ihre Akkumulierung an gewissen Diskontinuitätsstellen verhindert, insbesondere wenn das Titanband Unterbrechungen von einigen Mikrometern aufgrund von Mängeln der Lithographie oder des Motivs selbst aufweist.
Ein zweiter Vorteil der zweiten Variante liegt natürlich in der Zeit- und Energiegewinn, woraus sich ein niedrigerer Herstellungspreis aufgrund des nur einen Heizzyklus ergibt.
Ein gemeinsamer Vorteil beider Varianten, der vermutlich auf der Diffusion des Titans des Films in die ganze Oberseite des Substrats beruht, liegt in der Verringerung der Erscheinung der Exodiffusion von Lithiumoxid während des Heizzyklus, die zur Erzeugung eines flachen Störlichtleiters an den Rändern des zentralen Lichtleiters führen würde.
Die Vorteile der erhaltenen Struktur bestehen hauptsächlich in einer Vergleichmäßigung der dielektrischen Eigenschaften des Materials in der Nähe des Lichtleiters, insbesondere der Dielektrizitätskonstante und des spezifischen Widerstands, da die Linien des an den Lichtleiter über die Elektroden angelegten elektrischen Felds nur dotierte Zonen durchqueren.
Das Ersatz-Schaltbild in Figur 6 zeigt, daß der elektro-optische Modulator zwei R-C-Kreisen in Reihe äquivalent ist, an die man die Spannung zwischen den Elektroden anlegt. Beispielsweise wird der Lichtleiter durch den Widerstand R1 parallel zum Kondensator C1 versinnbildlicht, an deren Klemmen die Modulationsspannung erscheint, während das Substrat durch den Widerstand R2 parallel mit dem Kondensator D2 versinnbildlicht wird, an deren Klemmen die nicht verwendete Spannung angelegt wird. In den elektro-optischen Modulatoren gemäß dem Stand der Technik, in denen die Linien des elektrischen Felds eine dotierte und eine nicht dotierte Zone durchqueren, sind die Werte von R1 und von C1 ganz andere als die von R2 und C2 aufgrund dieser Dissymmetrie zwischen den Zonen. Indem diese beiden Zonen mit Hilfe einer Titandotierung homogenisiert werden, verringert man diese Dissymmetrie der Werte und erhält ein regelmäßiges elektrisches Verhalten in einem breiten Frequenzband.

Claims

1. Integrierter Lichtleiter mit seitlicher Einschließung, der ein Substrat (10) aus Lithiumniobat mit mindestens einer mit einem geeigneten Dotiermittel dotierten zentralen Zone (13), deren Brechungsindex größer als der des Substrats ist und die sich auf der Oberfläche des Substrats gemäß der gewünschten Konfiguration erstreckt, wobei die zentrale Zone von zwei Seitenzonen (14, 15) flankiert wird, die mit demselben Dotiermittel dotiert sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration der Dotierung in den seitlichen Zonen etwa 10% der Konzentration in der zentralen Zone beträgt und so gewählt ist, daß die Fortpflanzung der geführten Welle in der zentralen Zone stets möglich bleibt.

2. Lichtleiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dotiermittel Titan ist.

3. Lichtleiter nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ganze Oberfläche des Substrats dotiert ist.

4. Lichtleiter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe der zentralen Zone mindestens gleich der der Seitenzonen ist.

5. Verfahren zur Herstellung eines integrierten Lichtleiters mit seitlicher Einschließung, der ein Substrat (10) aus Lithiumniobat mit mindestens einer mit Hilfe eines geeigneten Dotiermittels dotierte zentrale Zone (13) besitzt, deren Brechungsindex größer als der des Substrats ist, dadurch gekennzeichnet, daß es folgende Phasen aufweist:

- auf dem Substrat werden nacheinander ein Band eines Dotierstoffs, das sich auf der Oberfläche des Substrats gemäß der gewünschten Konfiguration erstreckt, und ein Film aus Dotierstoff mit einer geringeren Dicke als die des Bandes aufgebracht, wobei dieser Film sich über dem Band und zu beiden Seiten des Bandes erstreckt,

- das Band und der Film werden gleichzeitig durch thermische Diffusion während eines Heiz- und Kühlzyklus in das Substrat hineindiffundiert, um die zentrale dotierte Zone und seitliche Zonen (14 und 15) zu beiden Seiten der zentralen Zone zu erhalten, die mit demselben Dotiermittel, aber geringeren Konzentrationen dotiert sind, derart, daß die Fortpflanzung der geführten Welle in der zentralen Zone immer noch möglich bleibt.

6. Verfahren zur Herstellung eines integrierten Lichtleiters mit seitlicher Einschließung, der ein Substrat (10) aus Lithiumniobat mit mindestens einer zentralen Zone (13) besitzt, die mit Hilfe eines geeigneten Dotiermittels dotiert wird und deren Brechungsindex größer als der des Substrats ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren nacheinander die folgenden Phasen aufweist:

- ein Band eines Dotiermittels wird auf die Oberfläche des Substrats aufgebracht, das sich über die gewünschte Konfiguration erstreckt,

- man läßt das Band durch thermische Diffusion während eines ersten Heiz- und Kühlzyklus eindiffundieren,

- ein Film aus Dotiermittel mit einer geringeren Dicke als die des Bandes wird auf das Substrat aufgebracht,

- man läßt den Film durch thermische Diffusion während eines zweiten Heiz- und Kühlzyklus eindiffundieren, um die zentrale dotierte Zone und seitliche Zonen (14 und 15) zu beiden Seiten der zentralen Zone zu erhalten, die mit demselben Dotiermittel, aber geringeren Konzentrationen dotiert sind.

7. Elektro-optischer Modulator mit mindestens einem Lichtleiter, der nach einem der Ansprüche 5 und 6 hergestellt ist, dadurch gekennzeichnet, daß er außerdem Planarelektroden (16, und 17) aufweist, die auf die Oberfläche des so dotierten Substrats aufgebracht sind und sich entlang der zentralen Zone (13) erstrecken.

8. Modulator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden sich über die seitlichen Zonen zu beiden Seiten der zentralen Zone erstrecken, um einen Phasenmodulator zu ergeben.

9. Schalter mit mindestens zwei Lichtleitern, die gemäß einem beliebigen der Ansprüche 5 und 6 hergestellt sind und mit zwei Planarelektroden (19 und 20), die auf die Oberfläche des so dotierten Substrats aufgebracht sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtleiter nebeneinander verlaufen und eine gemeinsame Seitenzone (15) sowie zwei äußere Seitenzonen (14 und 18) besitzen und daß die Elektroden je eine zentrale Zone und die anschließende äußere Seitenzone überdecken.