Electro-optical semiconductor device with a light wave-guiding layer, and its use as an electro-optical modulator

Elektro-optisches Halbleiter-Bauelement mit einer Lichtwellen führenden Schicht und seine Verwendung als elektro-optischer Modulator. Bauelemente der integrierten Optik lassen sich in ihren Eigenschaften durch die Wahl der chemischen Zusammensetzung des Materials, durch Dotierung und Strukturierung maßgeblich beeinflussen. Von außen angelegte elektrische Felder verändern z.B. auch die optischen Eigenschaften des Materials. Ist die Photonenenergie einer geführten Lichtwelle größer als der Bandabstand, überdeckt der Franz-Keldysh-Effekt (Elektroabsorption) andere Erscheinungen. Im Übergangsbereich zum transparenten Bereich sind ein starker quadratischer elektro-optischer (Kerr-) Effekt und in linearer (Pockels-) Effekt bereits festgestellt worden. Die Erfindung befaßt sich mit der Ausnutzung von Pokkels- und Kerr-Effekt für amplitudenunabhängig durchzuführende Änderungen. Um eine spürbaren Einfluß des Kerr-Effektes ausnutzen zu können, muß die Ausbreitungsrichtung der im Material geführten Lichtwelle in Bezug auf die Orientierung des Materials richtig gewählt werden. Wesentlich ist außerdem, daß der Bandabstand des Materials gegenüber der Photonenenergie so groß gehalten wird, daß noch keine spürbare Elektroabsorption auftritt. Diese Differenz liegt vorzugsweise für InGaAsP-Material zwischen 0,25 eV und 0,35 eV. The properties of integrated optics components can be decisively influenced by the choice of the chemical composition of the material, by doping and by structuring. Externally applied electrical fields also vary, e.g., the optical properties of the material. If the photon energy of a guided light wave is higher than the band gap, the Franz-Keldysh effect (electron absorption) masks other phenomena. A strong quadratic electro-optic (Kerr) effect and a linear (Pockels) effect have already been established in the region of transition to the transparent zone. The invention relates to the exploitation of the Pockels and Kerr effects for the purpose of variations to be carried out independently of amplitude. In order to be able to exploit a perceptible influence of the Kerr effect, it is necessary for the direction of propagation of the light wave guided in the material to be selected correctly with regard to the orientation of the material. It is essential, furthermore, that the band gap of the material is kept so large with respect to the photon energy that there is still no perceptible electro-absorption. This difference is preferably between 0.25 eV an