DE2812955C2

DE2812955C2 -

Info

Publication number: DE2812955C2
Application number: DE2812955A
Authority: DE
Inventors: Michel Orsay Fr Papuchon; Brigitte Villebon-Sur-Bure Fr Puech; Michel Massy Fr Werner
Original assignee: Thomson CSF SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 1977-03-23
Filing date: 1978-03-23
Publication date: 1991-03-21
Also published as: GB1594387A; US4236785A; FR2385114B1; JPS53119066A; DE2812955A1; FR2385114A1

Description

Die Erfindung betrifft eine nichtlineare optische Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein Verfahren zu ihrer Herstellung.

Eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ist aus der US-PS 38 42 289 bekannt.

Mit Hilfe der nichtlinearen Vorrichtung soll aus einer oder mehreren einfallenden Wellen eine Welle mit anderer Frequenz erzeugt werden. Zur Erzielung der besten Energieübertragung von den einfallenden Wellen auf die erzeugte Welle ist es erforderlich, daß die nichtlineare Polarisation und die sich frei ausbreitende Welle bei der Wechselwirkungsfrequenz in jedem Punkt der Vorrichtung in Phase sind. Es ist bekannt, die Phasenübereinstimmung in Kristallen, die nichtlineare Eigenschaften aufweisen, bei geführter oder nichtgeführter Lichtwellenübertragung zu realisieren. Es ist zu diesem Zweck erforderlich, daß die Ausbreitungskonstante der freien Welle gleich der Summe der Ausbreitungskonstanten der in Wechselwirkung tretenden Wellen ist. Dieses Resultat wird beispielsweise erzielt, indem auf die Polarisationsorientierungen der Wellen, auf die Abmessungen des Wellenleiters bei geführter Lichtwellenübertragung oder auf die Orientierung der Kristalle gegenüber der Ausbreitungsrichtung, wobei so die Anisotropie dieser Kristalle ausgenutzt wird, eingewirkt wird.

In zahlreichen Fällen ist es unmöglich, die Phasenübereinstimmungsbedingungen zu erfüllen. Darüber hinaus hängt sie in dem Fall, in welchem die Übereinstimmung möglich ist, in kritischer Weise von experimentellen Bedingungen ab. Aus diesem Grund begnügt man sich häufig damit, eine Quasiphasenübereinstimmung zu realisieren, die darin besteht, die Summenphasendifferenz periodisch zu verringern, indem ein Raster mit einer passend gewählten Teilung erzeugt wird, der aus Zonen gebildet ist, für die der nichtlineare Koeffizient in der Ausbreitungsrichtung abwechselnd zwei Werte entgegengesetzten Vorzeichens annimmt. Die Ergebnisse hinsichtlich des Umwandlungswirkungsgrades, d. h. hinsichtlich der Intensität der erzeugten Welle in bezug auf die anregende Welle, sind zwar weniger gut als im Fall der Phasenübereinstimmung, können jedoch günstig sein, unter der Bedingung, daß der nichtlineare Koeffizient groß ist und daß die Anzahl der Zonen groß ist. Bei einer Volumenvorrichtung wird der Raster aus einem Stapel von unterschiedlich geschnittenen Kristallen hergestellt, wobei aber die Genauigkeitszwänge hinsichtlich der Abmessungen der Elemente und ihrer Ausrichtung die Wahl der Materialien sowie die Anzahl der Elemente des Rasters begrenzen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer nichtlinearen optischen Vorrichtung der eingangs angegebenen Art einen hohen Umsetzungswirkungsgrad durch einfache Einstellung der Quasiphasenübereinstimmung zu erzielen.

Weiter soll ein Verfahren zu ihrer Herstellung angegeben werden.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Maßnahmen und durch die Maßnahmen nach dem Anspruch 7 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2-6 angegeben. Eine Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-6 ist im Anspruch 9 angegeben.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung läßt sich unter Anwendung von Maskierungsverfahren herstellen, wodurch Ausrichtungsprobleme vermieden werden und eine hohe Genauigkeit erzielt wird. Ferner besteht die Möglichkeit einer elektrischen Justierung für die Einstellung der Quasiphasenübereinstimmung, um eine Anpassung an die verwendete Strahlung vorzunehmen. Die Vorrichtung ist insbesondere zur parametrischen Verstärkung oder parametrischen Schwingungserzeugung geeeignet.

Es ist bereits aus der US-PS 39 35 472 bekannt, bei der Erzeugung der zweiten harmonischen Oberschwingung in einer nichtlinearen optischen Vorrichtung die Phasenübereinstimmung durch ein elektrisches Feld zu optimieren, welches entlang der Ausbreitungsrichtung der Lichtstrahlen periodisch moduliert wird. Ferner ist es aus der US-PS 34 07 309 bekannt, eine nichtlineare optische Vorrichtung zur Erzeugung der zweiten harmonischen Oberschwingung aus einem ferroelektrischen Element herzustellen, in welchem die in Ausbreitungsrichtung der Lichtstrahlen aufeinanderfolgenden Zonen abwechselnd entgegengesetzt polarisiert sind.

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen (Fig. 4d und 5) näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 einen Lichtwellenleiter,

Fig. 2 die Änderung der erzeugten harmonischen Leistung in Abhängigkeit von der Wechselwirkungslänge,

Fig. 3 eine optische Übertragungsvorrichtung

Fig. 4 die verschiedenen Phasen des Verfahrens der Herstellung eines Ausführungsbeispiels der Vorrichtung nach der Erfindung, und

Fig. 5 eine Einrichtung zur elektrischen Justierung.

Die Beschreibung bezieht sich speziell auf eine Vorrichtung zur Erzeugung von Harmonischen aus einer einfallenden Lichtwelle, was andere mögliche Verwendungszwecke nicht ausschließt, bei denen die nichtlinearen Erscheinungen ausgenutzt werden. Zuerst wird angenommen, daß der Lichtwellenleiter gegenüber der einfallenden Strahlung und der erzeugten harmonischen Welle einen Monomode-Lichtwellenleiter darstellt.

Fig. 1 zeigt einen Lichtwellenleiter 1, in welchem sich eine Lichtwelle 2 der Wellenlänge λ ausbreitet. Für das elektrische Feld in dem Wellenleiter kann geschrieben werden:

_w = A (x, y) [EXP i (wt-β_w)] ê. A (x, y)

stellt die Verteilung der Amplitude des Feldes in den x- und y-Richtungen dar, die zu der Ausbreitungsrichtung senkrecht sind; β_w ist die Konstante der geführten Lichtwellenausbreitung; w ist die Kreisfrequenz der Welle:

wobei c die Lichtgeschwindigkeit ist; ê ist der Polarisationseinheitsvektor der Welle. Für das elektrische Feld, das einer freien Welle entspricht, die sich mit der Kreisfrequenz 2w ausbreitet, kann geschrieben werden:

_2w = B (x, y) [EXP i (2 wt-β_2w)] . B (x, y)

stellt die Verteilung der Amplitude des Feldes dar, β_2w ist die Konstante der geführten Ausbreitung der freien harmonischen Welle; ist der Polarisationseinheitsvektor. Das elektrische Feld _w induziert eine Polarisation, deren Entwicklung bis zum Term zweiter Ordnung in folgender Form ausgedrückt werden kann:

= X⁽¹⁾ _w + X⁽²⁾E_w _w

X⁽¹⁾ ist der Tensor der linearen Suszeptibilität und X⁽²⁾ ist der Tensor der nichtlinearen Suszeptibilität. Der Term zweiter Ordnung

_NL = X⁽²⁾ E_w _w

drückt das nichtlineare Verhalten des Mediums für das angelegte Feld aus. Zur Vereinfachung wird angenommen, daß der Tensor zweiter Ordnung X⁽²⁾ auf einen einzigen Koeffizienten X_NL für eine bestimmte Richtung von _w verringert werden kann, woraus folgt:

P_NL = X_NL A²(x, y) [EXP i (2wt - 2β_w)].

Da der vorgesehene Verwendungszweck hier die Erzeugung von Harmonischen ist, ist die Intensität I der erzeugten harmonischen Welle von Interesse, die aus der Wechselwirkung zwischen der Polarisation P_NL und der freien Welle E_2w resultiert. Diese Wechselwirkung hängt vor allem von der Phasenverschiebung (2β_w - β_2w) zwischen den beiden Wellen ab. Die Berechnungen, die in der Zeitschrift THOMSON-CSF, Band 6, Nr. 4, Dezember 1974, dargelegt sind, führen zu dem Ausdruck:

wobei K eine Konstante ist, die von w, von den effektiven Brechungsindizes des Wellenleiters für die Grundwelle n(w) und die harmonische Welle n(2w) und von dem Koeffizienten X_NL abhängig ist; I₀ ist die Intensität der anregenden Welle. n(w) und n(2w) sind mit β_w und β_2w durch folgende Beziehungen verknüpft:

In Fig. 2 sind die Änderungen der Intensität I in Abhängigkeit von der Wechselwirkungslänge dargestellt. Wenn die Phasenübereinstimmung, 2β_w = β_2w, hergestellt ist, d. h. wenn gilt n(w) = n(2w), ergibt sich die Kurve C₁. Die durch die verschiedenen Punkte des Wellenleiters erzeugten harmonischen Wellen sind immer in Phase und ihre Energien addieren sich. Wenn gilt n(w) ≠ n(2w), ergibt sich die Kurve C₂. Die Intensität der harmonischen Welle geht periodisch durch ein Maximum, und zwar für = L_c, = 3L_c, . . ., wobei L_c die Kohärenzlänge ist:

Zwischen zwei Maxima wird die Intensität null und zwar wegen einer umgekehrten Übertragung der Energie. Da das zu erreichende Ziel die Erzeugung von Harmonischen mit dem Wirkungsgradmaximum ist, wenn die Phasenübereinstimmung unmöglich oder schwierig zu erreichen ist, ist es möglich, eine Quasiphasenübereinstimmung zu erzielen, die zu vermeiden gestattet, daß für < L_c die Energie auf die Grundwelle übertragen wird. Wenn gilt = L_c (oder = 3L_c . . .), ist die Polarisation P_NL in Gegenphase in bezug auf die Welle E_2w. Durch Umkehren des Vorzeichens des Koeffizienten X_NL kann eine Phasenverschiebung um π hervorgerufen werden und es können auf diese Weise die Bedingungen für eine Übertragung der Energie auf die harmonische Welle wieder hergestellt werden. Wenn diese Vorzeichenumkehrung periodisch mit einem Raster vorgenommen wird, dessen Teilung gleich L_c ist, ergibt sich die Kurve C₃. Da der Wert der Intensität I mit der Wechselwirkungslänge wächst, können die gewünschten Werte mit einem ausreichend langen Wellenleiter erzielt werden. Die Vorzeichenumkehrung von X_NL wird insbesondere mit ferroelektrischen Kristallen realisiert, indem die Richtung der Polarisation der ferroelektrischen Domänen umgekehrt wird.

Fig. 3 zeigt eine Struktur einer optischen Vorrichtung. Der Wellenleiter 1, der sich an der Oberfläche eines Substrats 3 befindet, besteht aus einer Aufeinanderfolge von Zonen, deren Länge gleich L_c oder gleich einem ungeradzahligen Vielfachen von L_c ist und die in der Ausbreitungsrichtung des Lichtes in einer Linie angeordnet sind. In diesen Zonen hat der nichtlineare Koeffizient X_NL abwechselnd zwei entgegengesetzte Werte X₁ und X₂. Die einfallende Strahlung 2 wird in den Wellenleiter über eine Kopplungsvorrichtung 6 eingekoppelt. Am Ausgang ergibt sich eine Welle 20, die zwei Komponenten der Wellenlänge λ und hat, wobei letztere die harmonische Komponente ist.

Die Fig. 4 zeigt ein Verfahren zur Herstellung der Vorrichtung von Fig. 3. Das beschriebene Ausführungsbeispiel führt zu der Umkehrung des Vorzeichens: X₁ = X, X₂ = -X, kann aber leicht auf den allgemeinen Fall von zwei verschiedenen Werten entgegengesetzten Vorzeichens ausgedehnt werden. Fig. 4 zeigt die verschiedenen Schritte des Verfahrens. Der erste Schritt in Fig. 4a und in Fig. 4b betrifft die Herstellung des Wellenleiters. In dem Schritt in Fig. 4a steht ein Substrat 3 zur Verfügung, das aus einem ferromagnetischen Material gebildet ist, von welchem angenommen wird, daß es sich um Lithiumtantalat handelt, das besonders vorteilhaft ist, denn sein nichtlinearer Koeffizient X₃₃ auf der Achse ist sehr hoch und liegt in der Größenordnung von 20 × 10^-12 m/V. Der Wellenleiter wird durch örtlich begrenzte metallische Diffusion, beispielsweise von Niobium (Nb), erhalten. Durch Maskierung wird ein Niobiumstreifen 4 erzeugt, der dem Platz des gewünschten Wellenleiters entspricht. Das Ersetzen von Tantalatomen durch Niobiumatome erzeugt in dem nichtmaskierten Teil eine Zone, deren Brechungsindex größer ist als der Brechungsindex des Substrats. Die Diffusion erfolgt bei einer Temperatur in der Größenordnung von 1000°C, die größer als die Curie-Temperatur ist, welche in der Größenordnung von 700°C liegt. Nach der Diffusion erhält man den in Fig. 4b dargestellten Wellenleiter 1.

Der in Fig. 4c dargestellte zweite Schritt besteht darin, den Kristall und insbesondere die Führungszone derart zu polarisieren, daß alle ferroelektrischen Domänen in derselben Richtung polarisiert sind. Diese Richtung entspricht der c-Achse des Kristalls. An die auf das Substrat 3 aufgebrachten Elektroden 7 und 8 wird eine elektrische Spannung V₀ angelegt, die ein transversales elektrisches Feld erzeugt. Diese Phase wird bei einer Temperatur ausgeführt, die etwas niedriger ist als die Curie-Temperatur. Die Spannung V₀ muß ausreichend groß sein, damit alle ferroelektrischen Domänen in derselben Richtung polarisiert werden, die durch den Pfeil x symbolisch dargestellt ist. Die nichtlinearen Koeffizienten in dem Wellenleiter und insbesondere der Koeffizient X₃₃ sind in bezug auf eine einfallende Welle, die parallel zu der c-Achse des Kristalls polarisiert ist, konstant.

Der dritte Schritt ist in Fig. 4d dargestellt. Es handelt sich um die Herstellung des eigentlichen Rasters. Nachdem die Elektroden 7 und 8 entfernt worden sind, wird auf das Substrat 3 eine Gruppe von zinnenförmigen Elektroden 9 und 10 aufgebracht, deren Teilung gleich der Kohärenzlänge des Wellenleiters ist. Der Wert der Kohärenzlänge kann durch Berechnung oder durch Erfahrung erhalten werden. Sie beträgt für das gewählte Beispiel ungefähr 5 µm. Der Abstand zwischen den Elektroden hat abwechselnd den Wert d, der gleich der Breite des Wellenleiters gewählt werden kann, und den Wert D, der deutlich größer ist. An die Elektroden 9 und 10 wird eine Spannung V₁ angelegt, deren Polarität zu der der Spannung V₀ entgegengesetzt ist, so daß das elektrische Feld V₁/d ausreicht, um die Polarisationsrichtung der Domänen umzukehren, während das Feld V₁/D zu schwach ist, um die Umkehrung hervorzurufen. Wenn die Spannung V₁ unterdrückt wird, ergeben sich Zonen der Länge L_c: I, II, III, . . ., in denen die Domänen abwechselnd in der x-Richtung (II, IV, VI) und in der zur x-Richtung entgegengesetzten x′-Richtung (I, III, V) orientiert sind, so daß der Koeffizient X_NL abwechselnd positiv und negativ ist, wobei derselbe Wert X₃₃ aufrechterhalten wird. Für die Herstellung der Elektroden werden Maskenherstellungsverfahren benutzt, die denen analog sind, welche für die Herstellung von Halbleitern benutzt werden. Die Genauigkeit liegt in der Größenordnung von 0,1 µm auf einer Länge, die 5 cm erreichen kann. Die Anzahl der Zonen kann deshalb sehr groß sein. Es ist schwierig, den Wert der Kohärenzlänge genau zu kennen. Aus diesem Grund kann es vorzuziehen sein, mehrere Gruppen von Elektroden mit unterschiedlicher Teilung herzustellen und durch Messen der erzeugten harmonischen Leistung diejenige zu bestimmen, die die Quasiphasenübereinstimmung am besten realisiert. Die Umkehrung der Polarisation erfolgt hier noch bei einer Temperatur, die etwa kleiner als die Curie-Temperatur ist. Die Temperatur kann unter der Bedingung verringert werden, daß die Spannung V₁ erhöht wird. Der genaue Wert der Spannung V₁ wird experimentell bestimmt. Durch optische Verfahren, bei denen mit polarisiertem Licht gearbeitet wird, kann nämlich die Umkehrung der Polarisationen der Domänen beobachtet werden.

Trotz der großen Genauigkeit, die durch die elektronischen Maskierer erzielt wird, besteht, da die Anzahl der Zonen sehr groß sein kann (wenn gilt L_c = 5 µm, können 10 000 Zonen erreicht werden), die Gefahr, daß der Endfehler störend groß ist. Im übrigen kann der Wert der Kohärenzlänge von experimentellen Bedingungen abhängig sein, insbesondere von der Temperatur, und er kann außerdem von der Wellenlänge abhängig sein, auf dem Umweg über die effektiven Brechungsindizes n(w) und n(2w). Es ist daher vorteilhaft, für jede Verwendung der Vorrichtung eine Feineinstellung der Kohärenzlänge vornehmen zu können, ohne die Elektroden zu modifizieren.

Fig. 5 zeigt als Beispiel Einstelleinrichtungen. Es wird die Tatsache ausgenutzt, daß die ferroelektrischen Materialien elektrooptische Materialien sind. Durch Anlegen eines passenden elektrischen Feldes an jede Zone ist es möglich, die Indizes n(w) und n(2w) unterschiedlich zu modifizieren und somit auf die Kohärenzlänge einzuwirken. Da die Polarisationen von zwei benachbarten Zonen entgegengesetzt sind, um eine gleichmäßige Modifizierung der Indizes in dem gesamten Wellenleiter zu erzielen, müssen gleiche, in zwei benachbarten Zonen aber entgegengesetzte elektrische Felder angelegt werden. Für die Zonen II, IV und VI wird eine neue Gruppe von Elektroden 11 und 12 benutzt, deren Form zu der der Elektroden 9 und 10 komplementär ist. Die Elektroden 11 und 12 sind von den Elektroden 9 und 10 durch eine Schicht 13 aus dielektrischem Material, beispielsweise Siliciumdioxid, isoliert. Die Elektroden 9 und 12 sind elektrisch verbunden, ebenso wie die Elektroden 10 und 11. Die Elektroden 11 und 12 sind mit einer einstellbaren Gleichspannungsquelle V₂ verbunden. Es wird so in den Zonen I, III und V ein elektrisches Feld V₂/d und in den Zonen II, IV und VI ein elektrisches Feld -V₂/d erzielt, wobei die Felder V₂/D und -V₂/D vernachlässigt werden. Unter Messen der Intensität der harmonischen Welle wird auf die Spannung V₂ derart eingewirkt, daß die maximale Intensität erzielt wird. Dank dieser Möglichkeit der elektrischen Feineinstellung ist es möglich, mit einem Wellenleiter der Länge 5 cm und einer Eingangsleistung von 100 mW eine harmonische Leistung zu erzielen, die größer als 10 mW ist. Der Wellenlängebereich für das einfallende Licht kann von 0,6 µm bis zu mehreren Mikrometern gehen.

Bis hierher ist angenommen worden, daß der Wellenleiter gegenüber der einfallenden Welle und der erzeugten Welle ein Monomode-Wellenleiter ist. Es ist zwar möglich, einen Multimode-Wellenleiter zu benutzen, die Wechselwirkung ist dann jedoch viel weniger stark. Die Kohärenzlänge hängt nämlich von der Mode (Wellentyp) ab und die Quasiphasenübereinstimmung kann nur für eine Mode für die einfallende Welle und eine Mode für die erzeugte Welle erzielt werden. Es ist daher vorteilhafter, wenn die Abmessungen des Wellenleiters die Ausbreitung einer einzigen Mode in den vorgesehenen Wellenlängebereichen gestatten.

Für die Vorrichtung, die durch das beschriebene Verfahren hergestellt worden ist, gibt es verschiedene Verwendungszwecke. Außer der Erzeugung von Harmonischen kann ein parametrischer Verstärker geschaffen werden. Der Wellenleiter wird mit zwei Wellen angeregt, einer Pumpwelle mit der Kreisfrequenz w_p und einer Signalwelle mit der Kreisfrequenz w_s. Wenn die Teilung des Rasters gleich

ist, hat die erzeugte Welle die Kreisfrequenz w_s und die Signalwelle wird auf diese Weise verstärkt, unter Ausschluß jeder Welle, deren Kreisfrequenz von w_s verschieden ist. Auf dieselbe Weise kann ein parametrischer Oszillator geschaffen werden, indem der Wellenleiter mit einem Raster, dessen Teilung einer Kreisfrequenz w_s entspricht, zwischen zwei Spiegeln angeordnet wird, die für eine Strahlung der Kreisfrequenz w_s sehr reflektierend sind. Unter allen Wellen, die in dem so gebildeten Hohlraumresonator spontan ausgesandt werden, werden allein die Wellen der Kreisfrequenz w_s verstärkt und man erhält einen Oszillator, dessen Wellenlänge durch die Spannung V₂ elektrisch einstellbar ist.

Claims

1. Nichtlineare optische Vorrichtung mit einem Dünnschicht-Wellenleiter, in dem eine nichtlineare Wechselwirkung zwischen Lichtstrahlen, die sich in ihm ausbreiten, möglich ist, wobei die Vorrichtung in der Ausbreitungsrichtung der Lichtstrahlen eine periodische Struktur aus Zonen umfaßt, deren Länge gleich einem ungeradzahligen Vielfachen der Kohärenzlänge der betrachteten Wechselwirkung in dem Wellenleitermaterial ist, und in dem der nichtlineare Polarisierbarkeits-Koeffizient des Wellenleitermaterials abwechselnd zwei Werte aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Wellenleiter (1) homogen und in einem ferroelektrischen Kristall gebildet ist, daß an der Oberfläche des Wellenleiters (1) zwei einander gegenüberliegende, auf entgegengesetztes Potential gelegte Elektroden (9, 10) angeordnet sind, deren Form die Zonen festlegt, und daß die zwei Werte des nichtlinearen Polarisierbarkeits-Koeffizienten entgegengesetztes Vorzeichen haben.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (9, 10) in bezug auf die Achse der Vorrichtung in der Ausbreitungsrichtung symmetrisch sind und die Form von Zinnen haben, wobei die Abstände zwischen den gegenüberliegenden Elektroden bei den Vertiefungen und den Erhöhungen so gewählt sind, daß das Anlegen der elektrischen Gleichspannung in den Zonen zwischen den Erhöhungen ein elektrisches Feld erzeugt, das ausreicht, um die Polarisationsrichtung des Kristalls umzukehren, und keine Umkehrung der Polarisationsrichtung in den anderen Zonen bewirkt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenleiter gegenüber den sich in ihm ausbreitenden Strahlungen ein Monomode-Wellenleiter ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat Lithiumtantalat ist und daß der Wellenleiter durch Diffusion von Niobium an der Oberfläche des Substrats gebildet ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zum Einstellen der Kohärenzlänge der betreffenden Wechselwirkung in dem Wellenleiterkristall zwei weitere Elektroden (11, 12) vorgesehen sind, die an eine einstellbare Spannungsquelle (V₂) angelegt sind, deren Spannung Änderungen des Brechungsindex in dem Kristall hervorruft.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Form der weiteren Elektroden (11, 12) zu der des ersten Paares von Elektroden (9, 10) komplementär ist.

7. Verfahren zur Herstellung einer nichtlinearen optischen Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
Erzeugung einer dünnen Schicht (4) eines Materials an der Oberfläche eines Substrats (3) aus einem ferroelektrischen Kristall,
Eindiffundieren des Materials der dünnen Schicht (4) in das Substrat unter Bildung eines Dünnschicht-Wellenleiters (1), in dem sich Lichtstrahlen ausbreiten können,
Aufbringen von Hilfselektroden (7, 8) beiderseits des Dünnschicht-Wellenleiters (1) und Anlegen einer Gleichspannung V₀ zwischen diesen Hilfselektroden (7, 8) zur Vororientierung der c-Achse des Materials in der Ebene des Dünnschicht-Wellenleiters (1) und in einer zu der Ausbreitungsrichtung der Lichtwellen transversalen Richtung, mit Hilfe des V₀ entsprechenden elektrischen Gleichfeldes E₀, das anschließend unterdrückt wird,
Entfernen der Gleichspannung V₀ und der Hilfselektroden (7, 8),
Aufbringen von Elektroden (9, 10), die in bezug auf die Achse der Vorrichtung in der Ausbreitungsrichtung symmetrisch sind und die Form von beiderseits des Dünnschicht-Wellenleiters (1) und
selektives Umkehren des nichtlinearen Polarisierbarkeits-Koeffizienten mittels eines elektrischen Gleichfeldes E₁, daß in der Ausbreitungsrichtung periodisch veränderlich ist und von einer geeigneten Spannungsquelle V₁ herrührt, die mit den Elektroden (9, 10) verbunden ist, wobei dieses Feld E₁ anschließend unterdrückt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch folgende weitere Schritte:
Aufbringen einer Isolierschicht (13) auf den Elektroden (9, 10),
Aufbringen von weiteren Elektroden (11, 12) und
Modifizieren der Brechungsindizes in aufeinanderfolgenden Zonen in entgegengesetztem Sinn für zwei aufeinanderfolgende Zonen, wobei diese Modifizierung erfolgt, indem eine einstellbare Spannungsquelle (V₂) mit beiden Elektrodenpaaren (9, 10; 11, 12) verbunden wird und wobei die Einstellung auf maximale Wechselwirkung erfolgt.

9. Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, zur Erzeugung von Harmonischen der Wellenlänge λ/2 durch nichtlineare Wechelwirkung einer Strahlung der Wellenlänge λ.