DE3817568C2

DE3817568C2 - Optischer Modulator mit einem supraleitenden Oxid

Info

Publication number: DE3817568C2
Application number: DE3817568A
Authority: DE
Inventors: Takahiro Nakayama; Kunihiro Tamahashi; Moriaki Fuyama; Hiroyuki Minemura; Yoshio Sato; Nobuyoshi Tsuboi; Hiroaki Koyanagi
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1987-05-25
Filing date: 1988-05-24
Publication date: 1995-06-22
Anticipated expiration: 2008-05-25
Also published as: DE3817568A1; US5110792A

Description

Die Erfindung betrifft einen optischen Modulator unter Verwendung von supraleitendem Material, und insbesondere einen Modulator, der bei optischen Aufzeichnungsgeräten, optischen Shuttern und optischen Schaltern, die ein Umschalten von Lichtwegen oder eine Modulation der Lichtintensität ausführen, anwendbar ist.

Die Erfindung ist auch zur Feststellung eines äußeren physikalischen Zustandes wie des elektrischen Stroms, der Stärke eines Magnetfeldes, der Temperatur, des Drucks usw. anwendbar und insbesondere zur Feststellung eines äußeren physikalischen Zustandes bei Sensoren und Lesegeräten nützlich, die im Binärmodus (0 oder 1) arbeiten.

Optische Schalter und optische Modulatoren sind zum Beispiel in der Druckschrift "Optronics", 1987, Nr. 4, Seiten 70-75 beschrieben. Als optischer Shutter ist die Flüssigkristall- Shutter bekannt und auf den Seiten 97 bis 103 der genannten Druckschrift beschrieben. Für optische Sensoren wurde eine Anzahl von Materialien vorgeschlagen, wie es beispielsweise in "Optronics", 1983, Nr. 7, Seiten 39-43 beschrieben ist. Diese Publikationen geben jedoch keinen Hinweis auf die Verwendung von supraleitendem Material für ein Verfahren oder eine Vorrichtung zur optischen Modulation.

Kürzlich wurden optische Kommunikationssysteme unter Ver wendung von Lichtleitfasern verwirklicht, unterstützt durch die fortgeschrittene Entwicklung optischer Systeme, die im wesentlichen aus einer Lichtquelle, einem Übertragungsweg und einem optischen Empfänger bestehen. Zusätzlich zu diesen grundsätzlichen Systemkomponenten besteht eine erhebliche Nachfrage nach der Entwicklung von optischen Schaltern und Modulatoren zur Verwirklichung hochwertiger optischer Systeme.

Der optische Schalter wird zum Umschalten im Falle eines Fehlers im optischen Übertragungsweg oder dem optischen Empfänger verwendet und auch für ein allgemeines Umschalten. Es gibt mehrere Kategorien optischer Schalter, etwa (1) mechanische Systeme, (2) optoelektrische Systeme, (3) opto akustische Systeme, (4) optomagnetische Systeme, (5) opto thermische Systeme und (6) Systeme mit molekularer Orien tierung.

Ein denkbarer optischer Schalter enthält mehrere Anschlüsse, die in einer PLZT-Wellenleiterschicht ausgebildet sind, und schaltet den Lichtweg durch Ausnutzen einer Änderung im spe zifischen Brechungsvermögen des PLZT in Reaktion auf eine angelegte Spannung um, wie es zum Beispiel im "Technical Study Report of The Institute of Electronics and Communi cation Engineers of Japan", OQE 84-16, Seiten 57 ff, 1984, beschrieben ist.

Es wurden bisher eine Reihe von Vorrichtungen zur optischen Modulation einer Wanderwelle unter Verwendung eines LiBNbO₃- Wellenleiters untersucht, wie es beispielsweise in der Ver öffentlichung "The Institute of Electronics and Communica tion Engineers of Japan", Bd. 69 (1986), Seiten 141 ff. be schrieben ist.

Die bekannten optischen Vorrichtungen nutzen eine Änderung im Brechungsvermögen des Materials aus, die auf dem opto elektrischen Effekt beruht. Die Brechung ändert sich dabei nur um so kleine Werte wie 1% oder weniger und ist daher nur anwendbar für ein Umschalten des Lichtweges für Licht, das sich in einem Wellenleiter fortpflanzt.

In Physical Review B, Vol. 35, No. 10, pp 5334-5336, von der der Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ausgeht, sind Experi mente zur Licht-Transmission einer Probe in Abhängigkeit da von, ob sich die Probe in ihrem supraleitenden oder normal leitenden Zustand befindet, beschrieben. Zu diesem Zweck sind Messungen bei verschiedenen Temperaturen und verschiedenen Magnetfeldern durchgeführt worden. Dabei bestand die Probe aus einem Pulver, das in Vakuumfett eingebettet und zwischen zwei Fenstern angeordnet wurde.

Diese Anordnung hat den Nachteil, daß sie zu schlecht repro duzierbaren Ergebnissen führt und teuer und umständlich in der Herstellung ist. Sie ist daher lediglich zur Demonstra tion des physikalischen Effekts, jedoch nicht als praktisch anwendbarer Modulator, geeignet.

Der Einfluß verschiedener physikalischer Variablen auf den Zustand eines Supraleiters ist ferner in Werner Buckel: Su praleitung, Weinheim 1984, beschrieben. Darüberhinaus befas sen sich die Druckschriften Japanese Journal of Applied Phy sics, Vol. 26, No. 4, April, 1987, pp. L479-L480 und Physical Review B, Vol. 35, No. 10, April, 1987, pp. 5330-5333 mit op tischen Eigenschaften supraleitender Oxide.

Im Hinblick auf den genannten Stand der Technik ist es die Aufgabe der Erfindung, einen optischen Modulatar zu schaffen, der mit konstanten Eigenschaften in hoher Stückzahl preiswert gefertigt werden kann. Dabei soll die Ansprechempfindlichkeit und -geschwindigkeit möglichst hoch sein.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt mit dem in Anspruch 1 ange gebenen Dünnfilm-Modulator. Wenn die Größe des Stromes oder Magnetfeldes oder der Temperatur oder des Druckes, die auf das supraleitende Material einwirkt, sich ändert und einen supra leitend-nichtsupraleitend-Übergang hervorruft, ändern sich die optischen Eigenschaften des Materials wie die Lichtdurchläs sigkeit, das Reflexionsver mögen oder das spezifische Brechungsvermögen. Die Änderung der optischen Eigenschaften ergibt verschiedene Licht-Aus gangssignale für ein konstantes Licht-Eingangssignal. Als supraleitendes Material werden vorzugsweise Oxid-Supraleiter verwendet, die eine höhere kritische Temperatur (Sprung temperatur) haben.

Das dem optischen Modulator mit supraleitendem Material zugrundeliegende Prinzip und Ausführungsbeispiele dafür werden im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Diagramm mit den Grenzen der supraleitenden Phase eines Materials auf den Koordinaten der Temperatur, des Magnetfeldes und des Stromes;

Fig. 2 ein Diagramm mit den Grenzen der supraleitenden Phase eines Materials auf den Koordinaten des Druckes und der Temperatur;

Fig. 3 die B-H-Kennlinie eines Typ-1-Supraleiters;

Fig. 4 die B-H-Kennlinie eines Typ-2-Supraleiters;

Fig. 5 die Lichtdurchlässigkeit in Abhängigkeit von der Wellenlänge mit der Phase (supraleitend oder nicht supraleitend) eines Materiales als Parameter;

Fig. 6 das Reflexionsvermögen in Abhängigkeit von der Wellenlänge mit der Phase (supraleitend oder nicht supraleitend) eines Materiales als Parameter;

Fig. 7 das Brechungsvermögen in Abhängigkeit von der Wellenlänge mit der Phase (supraleitend oder nicht supraleitend) eines Materiales als Parameter;

Fig. 8 das Reflexionsvermögen eines Typ-2-Supraleiters in Abhängigkeit vom Magnetfeld;

Fig. 9 und 10 Modelle für die Arbeitsweise eines optischen Schalters;

Fig. 11 und 12 die Lichtdurchlässigkeit in Abhängigkeit von der Dicke eines supraleitenden Filmes;

Fig. 13 das Lichtschaltvermögen in Abhängigkeit von der Dicke eines supraleitenden Filmes;

Fig. 14 und 15 Ausführungsformen eines optischen Schalters, der durch einen Strom betätigt wird;

Fig. 16 einen optischen Drucker, der eine Anwendung der in den Fig. 14 und 15 gezeigten Ausführungsformen ist;

Fig. 17 eine Ausführungsform eines Lichtwegschalters, der eine Anwendung des durch den Strom betriebenen optischen Schalters darstellt;

Fig. 18 eine zweite Ausführungsform eines optischen Schal ters, der durch einen Strom betätigt wird;

Fig. 19 eine Ausführungsform des optischen Schalters, der durch ein Magnetfeld betätigt wird;

Fig. 20 eine Ausführungsform für ein Verfahren zur Feststel lung eines Magnetfeldes aus dem Übergang zwischen Supraleitung und Nichtsupraleitung durch den Strom;

Fig. 21 eine Ausführungsform des optischen Schalters, der durch die Temperatur betätigt wird;

Fig. 22 und 23 Ausführungsformen des optischen Schalters, die durch Druck betätigt werden;

Fig. 24, 25 und 26 Ausführungsformen des optischen Schal ters, die durch Licht betätigt werden;

Fig. 27 eine Ausführungsform des optischen Schalters unter Verwendung eines Typ-2-Supraleiters, der auf ein magnetisches Feld anspricht;

Fig. 28 ein Blockschaltbild eines Lichtabschwächers;

Fig. 29 ein Blockschaltbild eines optischen Verstärkers; und

Fig. 30 ein Blockschaltbild eines optischen Verstärkers, der direkt durch Licht betätigt wird.

In der Fig. 1 sind die Grenzen der supraleitenden bzw. nichtsupraleitenden Phase eines supraleitenden Materials in bezug auf die Temperatur, ein äußeres magnetisches Feld und einen angelegten Strom dargestellt. Der durch die Koordina tenebenen und die schraffierte gekrümmte Fläche eingeschlos sene Raum ist die supraleitende Phase 1, während der Raum außerhalb die nichtsupraleitende Phase 2 ist. Die supralei tende Phase geht beim Ansteigen der Temperatur, des äußeren magnetischen Feldes und/oder des angelegten Stromes in die nichtsupraleitende Phase über. Es ist auch möglich, den Übergang von der supraleitenden Phase in die nichtsupralei tende Phase durch die Anwendung von Druck auf das supralei tende Material, so daß dessen Gitter deformiert wird, her beizuführen, wie es in der Fig. 2 gezeigt ist, in der die Beziehung zwischen der Übergangstemperatur und dem auf das Material ausgeübten Druck dargestellt ist. Der auf dem Druckunterschied beruhende Übergang beeinflußt auch den Strom und das Magnetfeld, und die vertikale Achse der Fig. 2 kann qualitativ durch jede andere Achse der Fig. 1 ersetzt wer den. Die Lichtdurchlässigkeit, das Reflexionsvermögen und das Brechungsvermögen eines supraleitenden Materials ändern sich beim Phasenübergang zwischen Supraleitung und Nicht supraleitung, wie es in den Fig. 5, 6 und 7 gezeigt ist. Dies ermöglicht es, daß das supraleitende Material verschie dene Licht-Ausgangsignale bei konstantem Lichteinfall in Abhängigkeit von seinem Leitungszustand abgibt.

Ein Supraleiter ist ein Material, das eine perfekte elektri sche Leitfähigkeit und einen perfekten Diamagnetismus zeigt, wenn es unter die kritische Temperatur Tc abgekühlt wird. Supraleiter werden aufgrund ihrer magnetischen Eigenschaften in Typ-1-Supraleiter und Typ-2-Supraleiter eingeteilt. Wenn ein magnetisches Feld H an einen Typ-1-Supraleiter angelegt wird, bricht dessen Zustand perfekten Diamagnetismus (Meißner-Zustand) beim kritischen Pegel Hc ab und der Über gang zur Nichtsupraleitung beginnt, wie es die Fig. 3 zeigt. Viele Einelementmetalle wie Pb, In und Sn gehören zu diesem Typ. Bei einem Typ-2-Supraleiter beginnt bei einer unteren kritischen Magnetfeldstärke H_{C 1} ein Eindringen von Magnet flußwirbeln, die zu h/2e=2,1×10^-15 (Wb) quantisiert sind, in den Supraleiter, wie in der Fig. 4 gezeigt, wodurch der Supraleiter einen Mischzustand annimmt. Beim weiteren Ansteigen des magnetischen Feldes erfolgt ein Übergang in den nichtsupraleitenden Zustand bei der oberen kritischen Magnetfeldstärke H_{C 2}. Viele Legierungen und Verbindungs materialien wie NbTi und Nb₃Sn gehören zu diesem Typ.

Die Fig. 8 zeigt in einem Modell das Reflexionsvermögen eines Typ-2-Supraleiters in Abhängigkeit vom angelegten magnetischen Feld. Das Reflexionsvermögen ändert sich kontinuierlich zwischen den Magnetfeldstärken H_{C 1} und H_{C 2}.

Wenn Licht auf ein Material im supraleitenden Zustand ge richtet wird, wird es davon aufgrund des Meißner-Effektes reflektiert. Wenn das Material durch Anwendung von Wärme, Strom, einem Magnetfeld, Druck oder dergleichen in den nichtsupraleitenden Zustand übergeht, verschwindet der Meißner-Effekt, und die Menge an reflektiertem Licht nimmt ab. Durch geeignete Wahl der Dicke eines supraleitenden Filmes ist es möglich, die Änderung des Reflexionsvermögens oder der Durchlässigkeit des Filmes im supraleitenden Zu stand und im nichtsupraleitenden Zustand beliebig einzu stellen.

Die Änderung der optischen Eigenschaften beim Übergang zwischen dem supraleitenden und dem nichtsupraleitenden Zustand ist in "Introduction to Solid Physics, Part 2", 5. Ausgabe, Seite 348 von Charles Kittel dargestellt, der beschreibt, daß die Lichtdurchlässigkeit eines sehr dünnen metallischen Filmes im supraleitenden Zustand ansteigt. In "Physical Review Letters", Bd. 59, Nr. 19, 1987, Seiten 2220-2221 ist beschrieben, daß die Lichtdurchlässigkeit von Keramikstoffen im supraleitenden Zustand ansteigt. Die gleiche Beschreibung ist im "Japanese Journal of Applied Physics", Bd. 26, Nr. 4, April 1987, Seiten L479-L480 enthalten.

Im Falle der Verwendung eines Typ-2-Supraleiters entspricht die Eigenschaft, daß der Meißner-Effekt sich im Mischzustand ändert, der kontinuierlichen Änderung der verwendeten opti schen Eigenschaften. Ein Typ-2-Supraleiter im Mischzustand weist Eigenschaften sowohl des supraleitenden Zustandes (Meißner-Eigenschaften) als auch des nichtsupraleitenden Zustandes auf, die jeweils durch Anlegen eines magnetischen Feldes kontinuierlich geändert werden können. Das heißt, daß die Menge an reflektiertem Licht im Mischzustand kontinuier lich geändert werden kann. Durch geeignete Wahl der Dicke eines supraleitenden Filmes ist es auch möglich, den Bereich der Änderung des reflektierten oder durchgelassenen Lichtes, d. h. den Dynamikbereich der Modulation beliebig einzustel len.

Die Anwendung des Modulators der vorliegenden Erfindung als optischer Schalter wird mit Bezug auf die Fig. 9 bis 13 erläutert. Fig. 9 zeigt den Einfall von Licht auf einen optischen Schalter im supraleitenden Zustand. Der einfallen de Lichtstrahl 5 wird aufgrund des Meißner-Effektes eines Supraleiters 3 reflektiert, wie es bei 6 gezeigt ist. Dies ist der Aus-Zustand des Schalters. Die Fig. 10 zeigt die Arbeitsweise des optischen Schalters im nichtsupraleitenden Zustand. Da kein Meißner-Effekt vorhanden ist, passiert der einfallende Lichtstrahl 5 den optischen Schalter. Dies ist der Ein-Zustand des Schalters. Die Änderung des Reflexions vermögens oder der Lichtdurchlässigkeit zwischen dem Ein-Zu stand und dem Aus-Zustand kann in Abhängigkeit von der Dicke des supraleitenden Filmes geändert werden. Die Steuerung der Menge an durchgelassenem Licht wird an folgendem Beispiel erläutert. Die Eindringtiefe λ_B des magnetischen Feldes in den Supraleiter ist gleich

λ_B = (m/e² μ₀n_s)^1/2 (1)

wobei m die Elektronenmasse, e die Elektronenladung, μ₀ die Permeabilität im Vakuum und n_s/2 die Dichte der supraleiten den Elektronenpaare ist. Da Licht eine elektromagnetische Welle ist, ist die Eindringtiefe λ_S des Lichts im supralei tenden Zustand praktisch gleich der Eindringtiefe λ_B des magnetischen Feldes, das heißt λ_S≃λ_B. Im folgenden wird die Menge an durchgelassenem Licht T_off im Aus-Zustand be handelt, wobei der supraleitende Film eine Dicke d hat. Wenn d»λ_S ist, ist T_off gleich 0. Wenn d fortschreitend kleiner gemacht wird, beginnt durchgelassenes Licht bei d≃λ_S aufzutreten, und es wird T_off<0. Wenn d noch kleiner gemacht wird, wird T_off≃1 für d«λ_S. Die Fig. 11 zeigt die Beziehung zwischen T_off und d. Im Ein-Zustand ist der Supraleiter im nichtsupraleitenden Zustand und der Meißner- Effekt fehlt, die Eindringtiefe λ_n des Lichtes ergibt sich dabei zu λ_n<λ_s. Die Fig. 12 zeigt die Beziehung zwischen der Filmdicke d und der Menge an durchgelassenem Licht T_on im Ein-Zustand. Das Lichtschaltvermögen T_on/T_off ist in der Fig. 13 gezeigt, es hat einen Maximalwert bei d=d₀. Ein großes Lichtschaltvermögen ist im allgemeinen für optische Schalter wünschenswert, so daß die Dicke des supraleitenden Filmes vorzugsweise zu d₀ gewählt wird. Für bestimmte Anwen dungen kann ein spezielles Lichtschaltvermögen durch Wahl der Dicke des supraleitenden Filmes eingestellt werden. Eine Filmdicke von 0<d<d₀ gibt im Vergleich zu dem Fall von d₀<d ein größeres T_on, wodurch die Leistung der Licht quelle herabgesetzt werden kann.

Im Gegensatz zu der vorstehenden Verwendung des durchgelas senen Lichtes kann auch das reflektierte Licht verwendet werden. Durch Änderung des Einfallswinkels derart, daß der einfallende Lichtstrahl und der reflektierte Lichtstrahl getrennte optische Achsen haben, kann auch ein optischer Schalter geschaffen werden, bei dem sowohl das durchgelas sene als auch das reflektierte Licht ohne gegenseitige Beeinflussung verwendet wird.

In der Praxis machen optische Schalter in vielen Fällen von einer Wellenleiterschicht und einer Schutzschicht neben dem in den Fig. 9 und 10 gezeigten Filmaufbau Gebrauch. Die wesentlichen Punkte der vorliegenden Erfindung sind die Ausnützung des Überganges zwischen dem supraleitenden und dem nichtsupraleitenden Zustand (Vorhandensein oder Abwe senheit des Meißner-Effektes) eines Supraleiters für einen optischen Schalter oder dergleichen, und die Steuerung des Lichtschaltvermögens durch Änderung der Dicke des supra leitenden Filmes, die so gewählt wird, daß sie um die Ein dringtiefe λ_B (≃λ_s<λ_n) des Magnetfeldes liegt, die durch die Gleichung (1) ausgedrückt ist. Da damit ein kompaktes Element ohne Verwendung eines Wellenleiters realisierbar ist, ist es möglich, das Umschalten von Licht bei verschie denen Wellenlängen auszuführen. Da ein auf Supraleitung basierendes Element schnell arbeitet, wie es die Josephson- Elemente zeigen, hat der erfindungsgemäße optische Schalter eine hohe Arbeitsgeschwindigkeit.

Das Prinzip eines Elementes für eine optische Modulation mit einem Typ-2-Supraleiter wird in der gleichen Weise wie oben erläutert. Ein Typ-2-Supraleiter ist im Meißner-Zustand, wenn die Stärke des angelegten magnetischen Feldes H kleiner als H_C1 ist (H<H_C1), wie es in der Fig. 4 gezeigt ist. Der einfallende Lichtstrahl 5, der eine elektromagnetische Welle darstellt, kann daher nicht in den Supraleiter 3 eindringen, mit dem Ergebnis eines maximalen reflektierten Lichtstrahles 6. Dies ist der Aus-Zustand. Bei einem Ansteigen der Stärke des angelegten magnetischen Feldes H auf H_{C 1}<H<H_{C 2} geht der Supraleiter in den Mischzustand über und der einfallende Lichtstrahl 5 beginnt einzudringen. Durchgelassenes Licht 7 tritt in Erscheinung, und der reflektierte Lichtstrahl 6 wird zunehmend schwächer. Bei einem weiteren Ansteigen des angelegten magnetischen Feldes auf H_{C 2}<H geht der Supra leiter in den nichtsupraleitenden Zustand über, der Meißner- Effekt verschwindet, die Intensität des reflektierten Licht strahles 6 wird minimal und die des durchgelassenen Licht strahles 7 maximal. Dies ist der Ein-Zustand. Durch eine kontinuierliche Änderung in der Menge an durchgelassenem oder reflektiertem Licht zwischen dem Ein-Zustand und dem Aus-Zustand erfolgt eine Amplitudenmodulation des einfallen den Lichtes.

Die Feststellung eines Stromes, eines Magnetfeldes, einer Temperatur, eines Drucks usw. durch Verwendung supraleitenden Materials ist eine Anwendung des beschriebenen erfindungsgemäßen optischen Modulators mit Supraleitern. Die in Betracht kom mende Größe wird durch die Beobachtung des durchgelassenen oder reflektierenden Lichtes einfach bestimmt, d. h. da durch, ob das supraleitende Material im supraleitenden oder nichtsupraleitenden Zustand ist, und es ist möglich, die Temperatur oder das äußere Magnetfeld des Ortes, an dem sich der Supraleiter befindet, oder den am Supraleiter anliegen den Strom oder Druck mit einem jeweiligen Bezugswert zu ver gleichen. Zwischen der Temperatur, dem äußeren magnetischen Feld, dem angelegten Strom und Druck kann durch Ändern der drei abhängigen Variablen, die nicht die primäre Variable enthalten, die festgestellt werden soll, der Einstellwert der primären Variable, an dem der Phasenübergang erfolgt, geändert werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden mit Bezug auf die Fig. 14 bis 30 beschrieben.

Die Fig. 14 zeigt das Betreiben eines opti schen Schalters mittels des Supraleiter-Stromes anhand einer Ausführungsform der Erfindung. Das Bezugszeichen 3 be zeichnet einen Supraleiter, 4 ein Substrat, 8 Verbindungen zwischen dem Supraleiter und Zuleitungen, 9 eine Stromquelle und 10 einen Schalter. Wenn der Schalter 10 geschlossen wird, fließt im Supraleiter 3 ein Strom I (I<Ic) und veranlaßt diesen, in den nichtsupraleitenden Zustand über zugehen. Wird der Schalter 10 geöffnet, wird der Strom I<Ic, und der Supraleiter 3 kehrt in den supraleitenden Zustand zurück. Dies ist die Betriebsweise des optischen Schalters.

Es wurde ein YBaCuO-Dünnfilm verwendet, um die optischen Schalteigenschaften zu bewerten. Bei einem Strom von 10⁴ A/cm² bei 77 K trat ein Übergang zum nichtsupraleitenden Zustand auf, und die Lichtdurchlässigkeit stieg von 5% auf 12% an. Durch Optimierung der Kristallbildung, der Orien tierung und der Dicke des supraleitenden Filmes ist es möglich, das Lichtschaltvermögen noch zu erhöhen.

Die Fig. 15 zeigt analog zur Fig. 14 eine Anordnung zur Durchführung eines einfallenden Lichtstrahles 5 durch einen supraleitenden dünnen Film 3, um einen durchgelassenen Lichtstrahl 7 (Ausgangslicht) zu erhalten. Mit dem Bezugs zeichen 11 ist eine Halterung für den supraleitenden Dünn film bezeichnet. In dieser Ausführungsform wird der Übergang zwischen Supraleitung und Nichtsupraleitung durch Ein- und Ausschalten eines Stromes I erreicht, der dem supraleitenden Film 3 zugeführt wird. Das Spektrum des durchgelassenen Lichtstrahles 7 ändert sich entsprechend dem supraleitenden oder nichtsupraleitenden Zustand.

Die Fig. 16 zeigt ein optisches Schalterarray, bei dem der optische Schalter der Fig. 14 oder 15 verwendet wird. Die Anordnung schließt den Aufbau eines Supraleiters in der in der Fig. 14 und 15 gezeigten Art ein, wobei zur Bildung eines Arrays die Supraleiter nahe beieinander angeordnet sind. Das so gebildete Supraleiter-Array 12 veranlaßt die einfallenden Lichtstrahlen 5 von einer Lichtquelle 13, in zwei Richtungen zu laufen, wodurch die Ladungsverteilung auf der Oberfläche einer lichtempfindlichen Trommel 14 gesteuert und damit in einer beabsichtigten Weise darauf ein Toner verteilt wird. Anstelle des herkömmlichen Flüssigkristall arrays verbessert dieses optische Gate-Array die Schaltge schwindigkeit und vereinfacht den Aufbau.

Die Fig. 17 zeigt einen Lichtwegschalter als Anwendungsbei spiel des optischen Schalters. In der Fig. 17 ist 3 wieder der Supraleiter, 4 das Substrat, 15 eine Wellenleiter schicht, 16 bis 19 sind Anschlüsse und 9 ist die Strom quelle. Das durch den Anschluß 16 in den optischen Schalter einfallende Licht wird zu dem Anschluß 17 reflektiert, wenn der Supraleiter 3 im supraleitenden Zustand ist, oder zum Anschluß 18 durchgelassen, wenn der Supraleiter 3 im nicht supraleitenden Zustand ist. Damit ist ein Lichtwegschalter des Wellenleitertyps verwirklicht.

Zur Bewertung der optischen Schalteigenschaften wurde ein YBaCuO-Dünnfilm untersucht. Auf einem Si-Substrat wurde in einer Dicke von 2 µm eine SiO₂-Schicht als Zwischenschicht ausgebildet. Über der Zwischenschicht wurde ein stegförmiger Wellenleiterweg und eine YBaLaO-Schicht durch Coning Glas Nr. 7059 ausgebildet. Der Lichtstrahl eines HeNe-Lasers wurde bei 77 K auf den Anschluß 16 geleitet und es wurde das den Anschluß 18 verlassende Licht gemessen. Ohne Strom betrug die Ausgangsleistung bei 77 K am Anschluß 18 0,05 mW. Die Licht-Ausgangsleistung stieg auf 0,15 mW, wenn ein Strom von 10⁴ A/cm² angelegt wurde. Durch Optimieren der Kristallbildung, der Orientierung und der Dicke des supra leitenden Filmes und der Schnittwinkel der Wellenleiterwege können die Schalteigenschaften noch verbessert werden.

Die Fig. 18 zeigt einen Aufbau zur Änderung des Brechungs vermögens eines supraleitenden Materiales durch den supra leitend-nichtsupraleitenden Übergang zum Ein-Aus-Schalten des Lichtes. Mit 3 ist wieder ein supraleitendes Material und mit 4 ein Substrat bezeichnet. Die Stromquelle 9 wird dazu verwendet, den Strom anzulegen oder nicht, um den Übergang supraleitend-nichtsupraleitend im Material 3 zu induzieren. Im Ergebnis ändert sich das Brechungsvermögen des supraleitenden Materiales 3, und das von einem einfal lenden Lichtstrahl abgeleitete Ausgangslicht ändert seinen Weg, wie es bei 7A für die Supraleitung und 7B für die Nicht-Supraleitung gezeigt ist. Ein Schlitz 20 läßt das Ausgangslicht von einem der Wege durch, wodurch der Licht strahl ein- und ausgeschaltet wird.

Für das supraleitende Material 3 wurde YBaCuO verwendet, und als auf das Material bei 77 K einfallender Lichtstrahl 5 wurde ein Laserstrahl mit einer Wellenlänge von 830 nm be nutzt. Das Material 3 hat einen Kantenwinkel von 43° und im Lichtdurchlaßbereich eine Dicke von 50 nm. Das Substrat 4 ist ein Quarzplättchen mit einer Dicke von 1,1 mm. Durch Ein- und Ausschalten einer mittleren Stromdichte von 1×10⁴ A/cm² erfolgt der Übergang vom supraleitenden in den nicht supraleitenden Zustand im Material 3. Im Ergebnis gibt die Vorrichtung das Ausgangslicht durch den Schlitz 20 mit einer Weite von 110 nm ab, wenn der Strom eingeschaltet ist, und blockiert den Lichtstrahl, wenn der Strom ausgeschaltet ist.

Die Fig. 19 zeigt eine Ausführungsform des optischen Schal ters, bei der dieser durch ein Magnetfeld betätigt wird. In der Fig. 19 ist 3 wieder der Supraleiter, 4 das Substrat, 21 ein Magnetfeldgenerator, 9A eine Energiequelle zur Magnet feldgeneration, 10 der Schalter, 5 ein einfallender und 7 ein durchgelassener Lichtstrahl. Wenn der Schalter 10 ge schlossen wird, wird ein Magnetfeld H (H<Hc) erzeugt, und der Supraleiter 3 geht in den nichtsupraleitenden Zustand über und läßt den einfallenden Lichtstrahl 5 durch. Wird der Schalter 10 geöffnet, wird die Feldstärke H kleiner als Hc, der Supraleiter kehrt in den supraleitenden Zustand zurück und reflektiert den einfallenden Lichtstrahl 5.

Bei einem YBaCuO-Dünnfilm (Dicke 180 nm) mit einer Stromlei tung von 10 A/cm² bei 77 K erfolgte ein Übergang von der Supraleitung in den nichtsupraleitenden Zustand bei einem äußeren magnetischen Feld von 10 mT. Die Lichtdurchlässig keit stieg dabei von 4% auf 12%. Durch Optimierung der Kristallbildung, Orientierung und Dicke des supraleitenden Filmes kann das Lichtschaltvermögen noch verbessert werden.

Die Fig. 20 zeigt eine Ausführungsform zur Feststellung der magnetischen Feldstärke über die Messung des Ausgangslichtes mit einer Änderung der optischen Eigenschaften auf der Basis des Überganges supraleitend-nichtsupraleitend eines supra leitenden Materiales. An einer transparenten Halterung 11 ist ein Supraleiter-Dünnfilm 3 durch Sputtern ausgebildet. Der einfallende Lichtstrahl 5 wird vom supraleitenden Film 3 reflektiert und der reflektierte Lichtstrahl 6 festgestellt. In Abhängigkeit vom Vorhandensein oder Nicht-Vorhandensein des reflektierten Lichtstrahles 6 wird festgestellt, ob der supraleitende Film 3 im nichtsupraleitenden oder im supra leitenden Zustand ist. Wenn der supraleitende Film 3 über einen magnetischen Körper 22 bewegt wird, erfolgt in Reak tion auf den Zustand der Magnetisierung des magnetischen Körpers 22 sofort ein Übergang von der Supraleitung in die nichtsupraleitende Phase, wobei diese Änderung mittels des reflektierten Lichtstrahles 6 festgestellt wird. Mit diesem Aufbau ist es möglich, die Magnetisierung des magnetischen Körpers 22 auf binäre Weise (0 oder 1) abzulesen.

Auf einem Quarzsubstrat wurde dazu YBaCuO in einer Dicke von 50 nm und Abmessungen von 100 nm auf 100 nm abgeschieden, und ein Laserstrahl mit einer Wellenlänge von 830 nm wurde darauf gerichtet. Bei 80 K wird bei einem äußeren Magnet feld von 10 mT oder mehr das Element in den nichtsupralei tenden Zustand gebracht und das Ausgangssignal des reflek tierten Lichtstrahles fällt um 13%. Durch Messen der Änderung des Ausgangslichtes wird somit das auf das supra leitende Material einwirkende äußere Magnetfeld in binärer Weise festgestellt.

Die Fig. 21 zeigt eine Ausführungsform des optischen Schal ters, der auf der Basis einer Temperatursteuerung betätigt wird. In der Fig. 21 ist 3 wieder der Supraleiter, 4 das Substrat, 23 sind Heizelemente, 9B eine Energiequelle für das Heizen, 10 der Schalter, 5 der einfallende und 7 der durchgelassene Lichtstrahl. Wenn der Schalter 10 geschlossen wird, erzeugen die Heizelemente 23 Wärme, und die Temperatur T des Supraleiters 3 steigt. Wenn T über Tc angestiegen ist, ist der Supraleiter 3 im nichtsupraleitenden Zustand und läßt den einfallenden Lichtstrahl 5 durch. Wird der Schalter 10 geöffnet, fällt die Temperatur T des Supraleiters 3, und bei Unterschreiten von Tc kehrt der Supraleiter 3 in den supraleitenden Zustand zurück und reflektiert den einfal lenden Lichtstrahl 5.

Zur Messung der optischen Schalteigenschaften wurde ein dünner YBaCuO-Film verwendet. Wenn der Film vom supralei tenden Zustand bei 77 K auf 300 K aufgeheitzt wurde, nahm die Lichtdurchlässigkeit von 4% auf 14% zu. Durch Opti mieren der Kristallbildung, der Orientierung und der Dicke des supraleitenden Filmes kann das Lichtschaltvermögen noch gesteigert werden.

Die Fig. 22 zeigt eine Anordnung zur Induzierung eines Über ganges des Supraleiters in Reaktion auf eine Druckdifferenz, um verschiedene Licht-Ausgangssignale aufgrund der Reflexion zu erzeugen. In der Fig. 22 ist 3 das supraleitende Mate rial, 4 das Substrat, und 24 ist ein Medium, dessen Ober fläche konvex und konkav ist. Das Medium 24 wird auf und ab bewegt, so daß der auf den Supraleiter 3 ausgeübte Druck sich ändert, wodurch Übergänge supraleitend-nichtsupralei tend angeregt werden. Die sich ergebende Änderung des Re flexionsvermögens des Materiales 3 ändert einen reflektier ten Lichtstrahl 6, der von einem einfallenden Lichtstrahl 5 abgeleitet wird, wodurch das Schalten von Licht ausgeführt wird. Die Fig. 23 zeigt ein analoges Beispiel für das Schalten von Licht unter Ausnutzung der Änderung der Lichtdurchlässigkeit.

Für die Ausführungsform der Fig. 22 wurde ein YBaCuO-Supra leiter 3 verwendet und es wurde darauf ein Laserstrahl mit einer Wellenlänge von 830 nm bei 81 K gerichtet, was um 1,2 K niedriger ist als die kritische Temperatur. Der Supraleiter 3 hatte eine Dicke von 18 µm, und das Substrat 4 bestand aus Quarz. Das Medium 24 in der Form einer metal lischen Platte wurde bewegt, um intermittierend einen Druck von 710 kg/cm² auszuüben, so daß im Supraleiter 3 ein Über gang supraleitend-nichtsupraleitend hervorgerufen wurde. Die Änderung des Licht-Ausgangssignales betrug 13%.

Die Fig. 24 zeigt eine Ausführungsform des optischen Schal ters, die auf durch Licht erzeugte Wärme anspricht. In der Fig. 24 ist 3 der Supraleiter, 4 das Substrat, 25 eine lichtabsorbierende Schicht, 5 der einfallende und 7 der durchgelassene Lichtstrahl sowie 26 ein Steuer-Lichtstrahl zur Betätigung des Schalters. Die lichtabsorbierende Schicht 25 absorbiert den einfallenden Lichtstrahl 5 nicht, jedoch den Steuer-Lichtstrahl 26. Insbesondere wird die Intensität des Steuer-Lichtstrahles 26 im Vergleich zum einfallenden Lichtstrahl 5 groß genug gemacht oder es werden verschiedene Wellenlängen für den einfallenden Lichtstrahl und den steuernden Lichtstrahl benutzt. Bei dieser Anordnung ändert sich der Wert der Lichtabsorption, wenn die Intensität des Steuer-Lichtstrahles 26 geändert wird, wodurch sich die Temperatur der lichtabsorbierenden Schicht 25 ändert und wodurch folglich die Temperatur des Supraleiters 3 gesteuert werden kann. Durch Einstellen der Temperatur über und unter die kritische Temperatur Tc wird die Betätigung des opti schen Schalters ausgeführt.

Um die optischen Schalteigenschaften zu bewerten, wurde ein YBaCuO-Dünnfilm verwendet. Der einfallende Lichtstrahl 5 kam von einem 1-mW-HeNe-Laser (633 nm), und als Steuer-Licht strahl 26 wurde das Licht (488 nm) eines 2,5-W-Ar⁺-Lasers verwendet. Bei 77 K wurde der Steuer-Lichtstrahl 26 ein- und ausgeschaltet und die Lichtdurchlässigkeit für den ein fallenden Lichtstrahl 5 gemessen. Entsprechend der Einstrah lung des Steuer-Lichtstrahles 26 stieg die Lichtdurchlässig keit von 6% auf 11%. Durch Optimieren der Kristallbildung, der Orientierung und der Dicke des supraleitenden Filmes und der Wellenlänge und Intensitäten des einfallenden Licht strahles und des steuernden Lichtstrahles kann das Licht schaltvermögen noch weiter verbessert werden.

Die Fig. 25 und 26 zeigen Ausführungsformen des optischen Schalters unter Ausnutzung der Tatsache, daß Licht eine elektromagnetische Welle ist. In den Darstellungen ist 3 der Supraleiter, 4 das Substrat, 27 eine Wellenleiterschicht, 5 der einfallende und 7 der durchgelassene Lichtstrahl sowie 26 der Steuer-Lichtstrahl. Da Licht eine elektromagnetische Welle darstellt, kann der optische Schalter durch Anwendung eines Magnetfeldes betätigt werden, bei dem H<Hc ist. Die Fig. 25 zeigt den Fall, bei dem der Steuer-Lichtstrahl schräg und getrennt vom einfallenden Lichtstrahl 5 einfällt. Der optische Schalter wird durch Modulation der Intensität des Steuer-Lichtstrahles 26 betätigt. Die Fig. 26 zeigt eine Ausführungsform, bei der der Steuer-Lichtstrahl nicht direkt auf den Supraleiter einfällt. Der Steuer-Lichtstrahl 26 läuft durch die Wellenleiterschicht 27, die angrenzend an den Supraleiter 3 vorgesehen ist. Das elektromagnetische Feld des Steuer-Lichtstrahles 26 dringt bis zu einer Tiefe γ in den Supraleiter 3 ein, wobei γ gegeben ist durch:

Dabei ist k₀ die Wellenzahl des Steuer-Lichtstrahles 26 im Vakuum, N das äquivalente Brechungsvermögen der Wellen leiterschaltung 27 und n das Brechungsvermögen des Surpralei ters 3. Durch Wahl von γ größer als die Dicke des supra leitenden Filmes 3 spricht der optische Schalter auf das elektromagnetische Feld des Steuer-Lichtstrahles 26 an. Diese Anordnung ermöglicht ein gleichmäßiges Schalten großer Flächen.

Zur Messung der optischen Schalteigenschaften wurde ein dünner YBaCuO-Film verwendet. Die Wellenleiterschicht 27 wurde aus Coning Glas Nr. 7059 (3 µm) hergestellt, und zwi schen dem Glas und dem supraleitenden Dünnfilm wurde eine 0,4-µm-Zwischenschicht aus SiO₂ ausgebildet. Für den ein fallenden Lichtstrahl 5 wurde ein HeNe-Laser (633 nm, 1 mW) verwendet, und für den Steuer-Lichtstrahl 26 ein Ar⁺-Laser (488 nm, 2,5 W), dessen Strahl mit einem Prismenkoppler in die Wellenleiterschicht geleitet wurde. Bei 77 K und wenn der Steuer-Lichtstrahl 26 eingeschaltet war, stieg die Durchlässigkeit für den einfallenden Lichtstrahl 5 von 4% auf 9%. Das Lichtschaltvermögen kann wieder durch Opti mierung der Kristallbildung, Orientierung und Dicke des Supraleiters und der Dicke der Wellenleiterschicht noch verbessert werden.

Wenn die in den Fig. 24, 25 und 26 gezeigten Ausführungsbei spiele als optische Schalter verwendet werden, werden dafür eine Lichtquelle, Steuerungen usw. benötigt. In der Ausfüh rungsform der Fig. 26 ist es möglich, die Wellenleitermode durch Ändern der Zwischenschicht zwischen dem Wellenleiter 27 und dem Supraleiter 3 zu ändern. Der wesentliche Punkt des erfindungsgemäßen Schalters liegt im Herbeiführen eines supraleitenden Überganges durch Verwendung des Lichtes als Wärmequelle der durch Verwendung des elektromagnetischen Feldes des Lichtes zur Betätigung des optischen Schalters.

In praktisch verwendbaren optischen Schaltern können das Magnetfeld, die Temperatur, der Strom, der Druck oder der gleichen auch kontinuierlich gesteuert werden, so daß der Übergang supraleitend-nichtsupraleitend ebenfalls konti nuierlich erfolgt, und die sich ergebende kontinuierliche Änderung der optischen Eigenschaften kann ausgenutzt werden. Die Fig. 27 zeigt ein Verfahren zur Betätigung eines opti schen Modulators durch kontinuierliche Änderung des Magnet feldes über einen variablen Widerstand. In der Fig. 27 ist 3 der Supraleiter, 4 das Substrat, 21 der Magnetfeldgenerator, 9A eine Energiequelle, 10 der Schalter, 28 ein veränderbarer Widerstand, 5 der einfallende und 7 der durchgelassene Lichtstrahl. Wird der Schalter 10 geschlossen, so fließt ein Strom zu dem Magnetfeldgenerator 21 und es wirkt ein magne tisches Feld H auf den Supraleiter 3 ein. Durch Einstellen des an den Magnetfeldgenerator 21 gelieferten Stromes mittels des veränderbaren Widerstandes 28 wird der Wert der anliegenden Magnetfeldstärke H geändert. Entsprechend der vorstehenden Erläuterungen führt diese Anordnung eine Amplitudenmodulation des einfallenden Lichtstrahles 5 aus.

Zur Messung der Modulationseigenschaften wurde ein YBaCuO- Dünnfilm verwendet. Bei 77 K nahm die Lichtdurchlässigkeit fortschreitend von 6% auf 9% in Reaktion auf ein angelegtes magnetisches Feld zu, das im Bereich von 8 mT bis 11 mT lag.

Obwohl die in der Fig. 27 gezeigte Ausführungsform nur die Anwendung eines magnetischen Feldes zur Betätigung des opti schen Modulators zeigt, ist es auch möglich, das Magnetfeld mit der Temperatur oder dem Strom zu kombinieren. Wenn bei spielsweise die kritische Temperatur Tc unvergleichlich höher ist als die Betriebstemperatur T des optischen Modula tors, ist es möglich, den Supraleiter mit einem kleinen ma gnetischen Feld dadurch zu betreiben, daß er auf eine Tempe ratur im Bereich von Tc aufgeheizt wird. Der gleiche Effekt läßt sich durch eine Änderung des an den Supraleiter ange legten Stromes erreichen. Im Falle der Aufrechterhaltung eines konstanten äußeren Magnetfeldes wird durch Veränderung der Temperatur oder des Stromes der kritische Zustand gleichwertig zu einer Änderung im anliegenden Magnetfeld geändert, und der optische Modulator kann auf diese Weise betrieben werden.

Die Fig. 28 zeigt ein Blockschaltbild eines optischen Ab schwächers auf der Basis des optischen Modulators. Dabei bewirkt eine Steuerung 29 eine Änderung des Magnetfeldes, das auf den optischen Modulator 30 einwirkt. Für einen einfallenden Lichtstrahl 31 mit einer Intensität I₀ kann die Intensität I eines durchgelassenen Lichtstrahles 32 im Be reich von 0I_minI_maxI₀ kontinuierlich verändert werden, wobei I_min und I_max die Werte für das durchgelassene Licht darstellen, wenn der Supraleiter im optischen Modula tor 30 im Meißner-Zustand bzw. nichtsupraleitenden Zustand ist.

Die Fig. 29 zeigt eine Ausführungsform eines optischen Ver stärkers auf der Basis des optischen Modulators. Die Infor mation über die Intensität eines Lichtsignales 34, das von einem Detektor 33 erfaßt wird, wird in die Steuerung 29 eingegeben und der optische Modulator 30 entsprechend be trieben. Der einfallende Lichtstrahl 31 hat eine ausreichend höhere Intensität als das Lichtsignal 34, so daß das durch gelassene Licht 32 eine verstärkte Ausführung des Licht signales 34 ist. Der Verstärkungsfaktor kann in der Steue rung 29 und über die Intensität des einfallenden Licht strahls 31 eingestellt werden. Die gleiche Anordnung wirkt über die Intensitätsmodulation für den einfallenden Licht strahl 31 als Multiplikator. Die Anordnung kann auch als Wellenlängenkonverter dienen, wobei der einfallende Licht strahl 31 und das Lichtsignal 34 verschiedene Wellenlängen haben.

Die Fig. 30 zeigt ein Beispiel des optischen Verstärkers, der direkt mit Licht betrieben wird. Der optische Modulator 30 stellt eine der in den Fig. 28 und 29 gezeigten Aus führungsformen dar. Die Wirkungsweise der Ausführung der Fig. 30 ist identisch zu der des anhand der Fig. 29 er läuterten optischen Verstärkers. Die Anordnung ist unem pfindlich gegen Störungen und arbeitet sehr schnell, da sie keine elektrischen Schaltkreise beinhaltet.

Der erfindungsgemäße optische Modulator nützt die Zustands änderung eines Typ-2-Supraleiters aus, und wenn beispiels weise die Änderung des optischen Brechungsvermögens verwen det wird, kann auch ein optischer Modulator des Wellenlei terwegtyps aufgebaut werden.

Zur Ausführung der vorliegenden Erfindung geeignete supra leitende Materialien haben vorzugsweise folgende Eigenschaft ten: Supraleitung bei Raumtemperatur, und große Änderungen im Grad der Wechselwirkung mit Licht in Reaktion auf den Übergang. Von den herkömmlichen Materialien haben Legie rungen wie NbTi und Nb₃Sn ein niedriges Tc (<30 K) und zeigen elektrische Leitfähigkeit im nichtsupraleitenden Zustand, weshalb die Änderungen im Ausmaß der Wechselwirkung mit Licht nicht so groß sind. Im Gegensatz dazu haben Oxid- Supraleiter in der Art von La-Ba-Cu-O und Y-Ba-Cu-O ein hohes Tc (<77 K) und sind im nichtsupraleitenden Zustand Isolatoren. Änderungen bei der Wechselwirkung mit Licht am Übergang sind daher groß.

Die Ansprechgeschwindigkeit des erfindungsgemäßen optischen Modulators ist bei einfachem Aufbau sehr groß. Der erfin dungsgemäße optische Modulator ist, wenn er als optischer Shutter verwendet wird, zur Vereinfachung des Aufbaues von Schreibapparaten wie optischen Druckern sehr nützlich. Da die Zustandsänderung zwischen Supraleitung und Nichtsupra leitung ausgenutzt wird, ist die Änderung des Brechungs vermögens groß, und es ist möglich, optische Modulatoren als optische Hochgeschwindigkeits-Schalter mit einfachem Aufbau zu verwirklichen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann auch als Sensor zur Feststellung eines kleinen Magnetfeldes, eines Stromes, der Temperatur oder des Drucks in einem Magnetleser oder dergleichen dienen, wobei der Aufbau eben falls einfach ist.

Claims

1. Optischer Modulator mit einem supraleitenden Oxid, das von einer externen Quelle (13) einfallendes Licht (5) in Abhängigkeit eines an das supraleitende Oxid gelieferten externen Signals moduliert, wobei das externe Signal in der Lage ist, einen Übergang zwischen dem supraleitenden und dem nicht-supraleitenden Zustand des Oxids hervorzurufen,
wobei das supraleitende Oxid ein auf einem Substrat (4, 11) ausgebildeter Dünnfilm (3) ist, und
wobei das externe Signal mindestens eine der Größen Tem peratur, Magnetfeld, elektrischer Strom oder Druck ist.

2. Modulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das externe Signal ein Magnetfeld ist, und daß die Dicke des Dünnfilms (3) gleich der Eindringtiefe des Magnetfelds in den Dünnfilm (3) ist.

3. Modulator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetfeld durch einen externen Steuer-Lichtstrahl (26) erzeugt ist.

4. Modulator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das supraleitende Oxid seinen supralei tenden Zustand bei 77 K oder weniger zeigt.

5. Modulator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das supraleitende Oxid La-Ba-Cu-O oder Y- Ba-Cu-O ist und der Dünnfilm eine Dicke von 50 bis 180 nm aufweist.