Die Erfindung betrifft eine optische Sensoranordnung nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs sowie ein Detektionsverfahren, das mit einer derartigen Sensoranordnung durchgeführt werden kann und mit dem das Vorhandensein oder eine Konzentration eines Stoffes oder eine mechanische Belastung detektierbar ist.

Eine gattungsgemäße Sensoranordnung umfasst einen Messwellenleiter, der eine in Abhängigkeit von einer Messgröße veränderliche Doppelbrechung zeigt, sowie eine optische Auswerteeinheit mit zwei durch Wellenleiter realisierten optischen Armen, die einen Mach- Zehnder-Interferometer bilden, und einem optischen Koppler zum Zusammenführen von in den zwei Armen geführtem Licht, wobei mindestens ein Ausgang des Kopplers optisch mit mindestens einem lichtempfindlichen Element verbunden ist. Dabei sei als Mach- Zehnder-Interferometer in der vorliegenden Schrift ganz allgemein eine optische Anordnung bezeichnet, die zwei verschiedene, von einem Strahlteiler ausgehende und zur zumindest teilweisen Überlagerung wieder zusammengeführte optische Pfade aufweist.

Ein aus dem Stand der Technik bekannter Sensor dieser Art wird in der Druckschrift DE 41 38 222 Cl beschrieben. Dort wird vorgeschlagen, einen Phasenversatz zu messen, der unter Einfluss einer zu messenden Größe innerhalb des als integrierte Optik realisierten Mach-Zehnder-Interferometers zustande kommt. Ein sensitiver Bereich dieses Sensors kann daher nicht räumlich von der auch elektrische Komponenten enthaltenden integrierten Optik getrennt angeordnet werden, weshalb sich ein Einsatz des Sensors in einer Umgebung verbietet, die auf Elektrizität empfindlich reagiert. Da der sensitive Bereich innerhalb eines Pfades des Mach-Zehnder-Interferometers angeordnet ist, sind seiner räumlichen Ausdehnung wiederum enge Gren- zen gesetzt, die damit auch eine Sensitivität des Sensors nachteilig begrenzen.

Der Erfindung liegt also die Aufgabe zugrunde, eine vergleichbare Sensoranordnung zu schaffen, die diese Nachteile vermeidet und für verschiedene Aufgaben anpassbare und insbesondere hohe Messempfindlichkeiten zu realisieren erlaubt, wobei ein Einsatz auch in bezüglich elektrischer Felder oder elektrischer Leiter kritischen Umgebungen möglich sein soll. Der Erfin- düng liegt ferner die Aufgabe zugrunde, ein entsprechend vorteilhaftes Verfahren zum Detektieren eines Stoffes oder einer mechanischen Belastung vorzuschlagen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Sensoranordnung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Hauptanspruchs sowie durch ein De- tektionsverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 14. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterentwicklungen der Erfindung ergeben sich mit den Merkmalen der abhängigen Ansprüche .

Dadurch, dass die Auswerteeinheit einen polarisierenden Strahlteiler umfasst, von dem die genannten opti- sehen Arme ausgehen, wobei der Messwellenleiter einem optischen Eingang des polarisierenden Strahlteilers vorgeschaltet ist und wobei in einem Verlauf eines der optischen Arme ein Polarisationskonverter angeordnet ist, kann ein Phasenversatz zwischen zwei Po- larisationsanteilen eines Lichtbündels, der innerhalb des Messwellenleiters zustande kommt, davon räumlich getrennt durch den Mach-Zehnder-Interferometer er- fasst werden. Als Strahlteiler sei dabei ein Modensplitter bezeichnet, mit dem typischerweise zwei Grundeigenmoden zweier zueinander orthogonaler Polarisationen getrennt werden, wobei ein Eingang und zwei Ausgänge des Modensplitters durch Wellenleiter gebildet werden, der Strahlteiler also nicht als Freistrahlanordnung ausgeführt sein soll. Die vorge- schlagenen Maßnahmen erlauben damit in vorteilhafter Weise eine räumlich von der Auswerteeinheit und damit auch von allen elektrischen Komponenten getrennte Anordnung des Messwellenleiters, der z.B. durch einen polarisationserhaltenden Wellenleiter mit der Auswer- teeinheit verbunden sein kann. Auch kann der Messwellenleiter weitgehend beliebig gestaltet und insbesondere mit beliebiger Länge ausgeführt werden, wodurch sich für verschiedene Anwendungen jeweils geeignete und insbesondere auch sehr hohe Empfindlichkeiten der Sensoranordnung realisieren lassen. Der polarisierende Strahlteiler, der zur Einspeisung von Lichtanteilen verschiedener Polarisation in die beiden Arme ausgelegt ist, wird typischerweise als sogenannter TE/TM-Splitter ausgeführt sein, also der- art, dass er ein eingespeistes Lichtbündel in zwei zueinander orthogonal linear polarisierte Komponenten zerlegt, von denen eine TE-polarisiert und eine TM- polarisiert ist. Dementsprechend kann der Polarisationskonverter als TE/TM-Modenkonverter ausgeführt sein.

Ein entsprechend vorteilhaftes Detektionsverfahren, das je nach Ausführung des Messwellenleiters sowohl zum Detektieren eines Vorhandenseins oder einer Kon- zentration eines Stoffes als auch zum Detektieren einer mechanischen Belastung verwendet werden kann und das sich mit einer Sensoranordnung hier beschriebener Art durchführen lässt, sieht vor, dass Licht mit zwei orthogonalen Polarisationsanteilen in einen Messwel- lenleiter eingespeist wird, der für diese Polarisationen eine in Abhängigkeit von einer Anlagerung des Stoffes und/oder der mechanischen Belastung veränderliche Doppelbrechung, also unterschiedliche Brechungsindizes für diese Anteile, zeigt - z.B. durch ein Einspeisen des Lichts mit einer um 45° gegenüber Hauptachsen des Messwellenleiters geneigten linearen Polarisation. Nach einem Verlassen des Messwellenleiters werden die zwei Anteile getrennt und durch zwei verschiedene optische Arme geleitet, wo die Polarisa- tion zumindest eines dieser Anteile geändert wird, und zwar so, dass an einem Ausgang dieses Arms und des anderen Arms Licht mit Komponenten gleicher Polarisation austritt. An einem Ausgang der beiden Arme werden die beiden Anteile schließlich wieder überla- gert, wobei durch Intensitätsmessung einer Überlagerung der beiden Anteile eine Phasenverschiebung zwi- sehen den beiden Anteilen detektiert wird. Ein Überlagern der beiden Anteile wird dabei durch das Ändern der Polarisation in zumindest einem der Arme möglich, wozu der Polarisationskonverter der vorgeschlagenen Sensoranordnung vorgesehen ist.

Um eine solches Detektionsverfahren zu ermöglichen, weist die vorgeschlagene Sensoranordnung vorzugsweise ferner eine linear polarisierte, monochromatische La- ser-Lichtguelle zum Einspeisen von polarisiertem

Licht in den Messwellenleiter auf, die so ausgeführt und angeordnet ist, dass das in den Messwellenleiter eingespeiste Licht Anteile zweier derart verschiedener Polarisationen enthält, dass durch den Strahltei- ler in jeden der beiden Arme der Auswerteeinheit jeweils einer dieser Anteile geleitet wird. Ferner werden der Messwellenleiter und der Strahlteiler vorzugsweise so relativ zueinander orientiert, dass zwei durch den Strahlteiler in die verschiedenen Arme ge- leitete Lichtanteile so polarisiert sind, dass diese Lichtanteile im Messwellenleiter mit jeweils einem definierten - wenn auch jeweils von der Messgröße abhängigen - Brechungsindex propagieren, also typischerweise jeweils parallel zu einer optischen Haupt- achse des Messwellenleiters linear polarisiert sind. Beide Anteile sollten möglichst mit gleicher Intensität eingespeist werden, was z.B. durch Einspeisen des Lichts mit einer um 45° gegenüber den Hauptachsen des Messwellenleiters geneigten linearen Polarisation er- reicht werden kann.

Ein vorteilhaft kompakter und robuster Aufbau der Sensoranordnung ergibt sich, wenn zumindest die Auswerteeinheit als integrierte Optik ausgeführt ist, bei der Strahlteiler, die optischen Arme mit dem Polarisationskonverter und der Koppler, eventuell auch das mindestens eine lichtempfindliche Element, auf einem gemeinsamen planaren Substrat angeordnet sind, von dem sie typischerweise durch einen optischen Puffer getrennt sind. Dieses Substrat kann z.B. aus ei- nem Teil eines Wafers und beispielsweise aus Silizium oder Lithiumniobat gebildet werden, wobei die Auswerteeinheit auch auf Waferebene, also vor einem Trennen des Wafers in zahlreiche Chips, hergestellt werden kann. Möglich ist insbesondere eine Herstellung in SOI-Technik. Kerne der Wellenleiter können z.B. durch Rippen oberhalb des Substrats oder des Puffers realisiert sein. Als TE-polarisiert sei in diesem Fall eine Lichtwelle mit einem parallel zum Substrat orientierten elektrischem Feld, als TM-polarisiert eine Lichtwelle mit parallel zum Substrat orientiertem magnetischen Feld bezeichnet.

Wenn die Sensoranordnung zum Detektieren eines Stoffes geeignet sein soll, kann der Messwellenleiter ei- ne selektive Schicht zum Anlagern dieses Stoffes tragen. So kann die Sensoranordnung insbesondere als Biosensor ausgeführt werden. Geeignete Materialien für die selektive Schicht sind an sich hinlänglich bekannt, verwiesen sei z.B. auf den Artikel „Optical Biosensors" von S. M. Borisov und O. T. Wolfbeis, Chem.

Rev. 2008, 108, 423-461. Das Anlagern des Stoffes soll dabei einen polarisationsabhängigen Einfluss auf in dem Messwellenleiter transportiertes Licht haben, weshalb die selektive Schicht nicht auf allen Seiten und vorzugsweise nur auf einer Oberseite des Messwellenleiters aufzubringen ist.

Alternativ oder zusätzlich kann die Sensoranordnung auch zur Erfassung einer mechanischen Belastung aus- gelegt sein. Damit diese einen Einfluss auf eine Doppelbrechung des Messwellenleiters hat, kann der Mess- Wellenleiter dazu zumindest streckenweise frei schwebend ausgeführt werden, z.B. als Cantilever, wozu eine Unterlage des Messwellenleiters stellenweise weggeätzt werden kann.

Indem ein Kern des Messwellenleiters aus einem optisch einachsigen Material, wie z.B. Lithiumniobat, gebildet wird, lässt sich erreichen, dass dieser auch in einem Ausgangszustand, in dem er nicht mit dem zu detektierenden Stoff belegt oder nicht belastet ist, doppelbrechend ist. Alternativ oder zusätzlich kann der Messwellenleiter zu diesem Zweck auch einen anisotropen Querschnitt haben, z.B. bei einer Ausführung als Rippenwellenleiter auf einem planaren Substrat, und eventuell zusätzlich einer mechanischen Vorspannung ausgesetzt werden. Eine besonders hohe Messempfindlichkeit ergibt sich dabei dann, wenn der Mess- wellenleiter auch in dem nicht belasteten bzw. nicht belegten Zustand doppelbrechend ist und eine Länge hat, die mehreren Schwebungslängen zwischen Lichtanteilen verschiedener Polarisation entspricht. Dabei sei als Schwebungslänge die Länge einer Strecke bezeichnet, längs derer sich zwischen den Lichtanteilen der beiden Polarisationen ein relativer Phasenversatz von genau 2π ergibt.

Von besonderem Vorteil ist es, wenn der Messwellenleiter einmodig ausgeführt wird, also so, dass er für jede der beiden Polarisationen nur jeweils einer Mode zu propagieren erlaubt. Dadurch lassen sich Dispersionen zwischen verschiedenen Moden gleicher Polarisationen vermeiden, was wiederum eine hohe Messgenauigkeit möglich macht. Aus dem gleichen Grund ist es von Vorteil, wenn die die Arme der Auswerteeinheit bil- denden Wellenleiter und vorzugsweise alle Wellenleiter der Sensoranordnung zumindest streckenweise ein- modig ausgeführt sind. In jedem Fall sollten alle Wellenleiter der Sensoranordnung mit Ausnahme des Polarisationskonverters möglichst polarisationserhal- tend sein.

Mindestens einer der optischen Arme der Auswerteeinheit kann auch einen Phasenschieber umfassen. Dieser kann realisiert werden z.B. durch Ausnutzung einer Abhängigkeit zwischen Brechungsindex eines Wellenlei - terkerns und einem dort herrschenden elektrischen

Feld, das wiederum einstellbar sein kann durch eine an Elektroden in einer Umgebung des Wellenleiterkerns anlegbare SteuerSpannung .

Der polarisierende Strahlteiler lässt sich konstruktiv einfach in Form eines Richtkopplers mit zwei längs einer Koppelstrecke parallel zueinander verlaufenden Wellenleiterabschnitten realisieren, wobei diese Wellenleiterabschnitte unterschiedliche Quer- schnitte aufweisen können, um Licht verschiedener Polarisation zu favorisieren. Alternativ oder zusätzlich kann auch einer dieser Wellenleiterabschnitte an einer Seite - z.B. oben - eine metallische Beschich- tung tragen, durch die TM-polarisierte Lichtanteile unterdrückt werden. Alternativ kann der Strahlteiler auch als Y-Teiler mit Ausgängen unterschiedlicher Querschnitte oder als Multimoden-Interferenz-Koppler (MMI) ausgeführt werden.

Der optische Koppler wiederum kann durch ein optisches Viertor gegeben sein und typischerweise ebenfalls als Richtkoppler ausgeführt sein. Eine zuverlässige Detektion eines relativen Phasenversatzes zwischen Lichtanteilen, die ursprünglich unterschied- liehe Polarisationen hatten, wird dann möglich, indem jeder von zwei Ausgängen des Kopplers mit jeweils ei- nem lichtempfindlichen Element verbunden wird. Elektrische Ausgänge dieser lichtempfindlichen Elemente können dazu mit Eingängen eines Differenzverstärkers verbunden sein.

Der Polarisationskonverter kann passiv, also ohne Elektroden, ausgeführt werden und dazu z.B. durch einen Wellenleiter mit sich längs eines Verlaufs des Wellenleiters ändernder Querschnittsform gegeben sein. Auch das trägt zu einem einfachen Aufbau und einer geringen Störanfälligkeit bei.

Schließlich kann die Sensoranordnung auch mehrere Messwellenleiter umfassen, die optisch mit dem Ein- gang des Strahlteilers verbunden oder wahlweise, z.B. mittels optischer Schalter, mit dem Strahlteiler verbindbar sind. Dann genügt eine einzige Auswerteeinheit zum Auslesen vieler Sensoren, die jeweils durch einen entsprechend gestalteten Wellenleiter gegeben und daher selbst sehr einfach aufgebaut sein können. Dabei können die verschiedenen Messwellenleitern an unterschiedlichen Orten angeordnet und/oder für unterschiedliche Substanzen oder Messgrößen empfindlich sein.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren 1 bis 4 beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer opti- sehen Sensoranordnung,

Fig. 2 einen perspektivisch dargestellten Ausschnitt eines Messwellenleiters der Sensoranordnung aus Fig. 1 mit einem Querschnitt dieses Messwellenleiters, Fig. 3 in einer der Fig. 2 entsprechenden Darstellung ein Messwellenleiter für eine Abwandlung dieser Sensoranordnung,

Fig. 4 eine Aufsicht auf einen polarisierenden

Strahlteiler aus der in Fig. 1 gezeigten Sensoranordnung und

Fig. 5 einen perspektivisch dargestellten Aus- schnitt eines Wellenleiters, der einen Polarisationskonverter aus dieser Sensoranordnung bildet, wobei insbesondere ein Querschnitt dieses Wellenleiters zu erkennen ist.

In Fig. 1 ist eine schematisierte Aufsicht auf eine optische Sensoranordnung gezeigt, die als Biosensor einsetzbar und zum Detektieren einer Konzentration eines bestimmten Stoffes geeignet ist. In einer Ab- Wandlung eignet sich diese Sensoranordnung auch für ein Erfassen einer mechanischen Belastung. Die abgebildete Sensoranordnung umfasst einen Messwellenleiter 1 und eine vom Messwellenleiter 1 räumlich getrennt angeordnete und durch einen polarisationser- haltenden Wellenleiter mit diesem verbundene optische Auswerteeinheit 2.

Der Messwellenleiter 1, von dem in Fig. 2 ein Ausschnitt abgebildet ist, ist einmodig und doppelbre- chend ausgeführt und weist eine in Abhängigkeit von einer Messgröße veränderliche Doppelbrechung auf. Als Messgröße dient dabei die Konzentration des zu detek- tierenden Stoffes. Dazu trägt ein Kern des in einen Chip eingebetteten Messwellenleiters 1 eine als Dünn- schicht ausgeführte selektive Schicht 3, die ausgelegt ist zum selektiven Anlagern des zu detektieren- den Stoffes. Dabei ist die selektive Schicht 3 nur auf einer Oberseite des Messwellenleiters 1 aufgetragen, so dass ein Anlagern des Stoffes auf einen Brechungsindex für einen TM-polarisierten Anteil eines im Messwellenleiter 1 propagierenden Lichtbündels einen anderen Einfluss hat als auf einen davon abweichenden Brechungsindex für einen TE-polarisierten Anteil dieses Lichtbündels.

Der in Fig. 2 gezeigte Messwellenleiter 1 des vorliegenden Ausführungsbeispiels weist einen in den genannten Chip eingebetteten Kern auf, wobei der Chip aus optisch einachsigem Lithiumniobat gebildet ist und der Kern durch in dieses Lithiumniobat eindiffun- diertes Titan, also durch eine Titan-Dotierung, realisiert ist. Dadurch und wegen seines anisotropen Querschnitts ist der Messwellenleiter 1 bereits in einem nicht belegten Zustand doppelbrechend, wobei eine optische Hauptachse senkrecht auf einer durch den Chip aufgespannten Chipebene und senkrecht auf einer Längsachse des Messwellenleiters 1 steht, während eine zweite optische Hauptachse senkrecht zur Längsachse des Messwellenleiters 1 und parallel zur Chipebene liegt. Zwischen Lichtanteilen mit TE- und TM- Polarisation ergibt sich so eine Schwebungslänge oder Beatlänge von einigen 10 μm bis einigen 100 μm, wobei eine durch die Ausdehnung der selektiven Schicht 3 definierte Länge des Messwellenleiters 1 mehreren Schwebungslängen entspricht.

Bei einer in Fig. 3 gezeigten anderen Ausführung ist der Messwellenleiter 1 als Rippenwellenleiter ausgeführt - z.B. aus Silizium - und durch eine z.B. aus Siliziumdioxid gebildete Pufferschicht von einem in Fig. 3 nicht gezeigten Trägermaterial - z.B. ebenfalls Silizium - getrennt. In der Abwandlung, in der die Sensoranordnung zum Messen mechanischer Belastungen geeignet sein soll, oder wenn eine Anlagerung des zu detektierenden Stof- fes eine mechanische Deformation hervorrufen soll, kann der Messwellenleiter 1 auch zumindest streckenweise frei schwebend ausgeführt und dazu stellenweise unterätzt sein. Auf die selektive Schicht 3 kann verzichtet werden, wenn nur mechanische Belastungen de- tektierbar sein sollen.

Auch bei einer Verwendung eines optisch isotropen Materials für den Kern des Messwellenleiters 1 kann dieser die gewünschten Eigenschaften haben, wenn sein Querschnitt hinreichend anisotrop ist. So könnte der Messwellenleiter 1 auch z.B. aus Silizium oder Si(O)N _x gebildet und z.B. ausgesprochen flach ausgeführt sein. Durch eine mechanische Vorspannung des Kerns des Messwellenleiters 1 kann seine doppelbre- chende Eigenschaft noch verstärkt werden.

Die Sensoranordnung aus Fig. 1 umfasst eine dort selbst nicht abgebildete Lichtquelle zum Einspeisen von monochromatischem polarisierten Licht in den Messwellenleiter 1, die dazu einen Polarisator aufweisen kann so ausgeführt und angeordnet ist, dass das in den Messwellenleiter 1 eingespeiste Licht eine um 45° gegenüber den beiden Hauptachsen geneigte und in Fig. 1 durch einen Doppelpfeil veranschaulichte lineare Polarisation hat. Das in den Messwellenleiter 1 eingespeiste Licht enthält also einen TE-Anteil und einen TM-Anteil gleicher Intensität.

Die Auswerteeinheit 2 ist als integrierte Optik auf einem einzigen aus einem Silizium- oder Lithiumnio- bat-Wafer gewonnenen Substrat 4 realisiert. Mit einem ersten optischen Arm 5 und einen zweiten optischen Arm 6 weist die Auswerteeinheit 2 zwei optische Pfade auf, die jeweils durch einmodige Wellenleiter gebildet sind und zusammen einen Mach-Zehnder-Interfero- meter bilden. Die genannten Wellenleiter weisen in das Substrat 4 eingebettete auf oder im Fall der Ausführung auf Si -Basis rippenförmige Wellenleiterkerne, die von dem Substrat 4 durch eine Pufferschicht getrennt oder in dieses eingebettet sind. Die Auswerte- einheit 2 kann z.B. in SOI-Technik ausgeführt sein.

Die beiden Arme 5 und 6 gehen von einem polarisierenden Strahlteiler 7 aus, in den das den Messwellenleiter 1 verlassende Licht eingespeist wird. Bei dem Strahlteiler 7 handelt es sich um einen TE/TM-

Splitter, so dass der TM-polarisierte Anteil des Lichts in den ersten Arm 5 und der TE-polarisierte Anteil in den zweiten Arm 6 geleitet wird. Bei dem vorliegenden Beispiel seien dabei der den Messwellen- leiter 1 tragende Chip und das Substrat 4 der Auswerteeinheit 2 koplanar angeordnet.

In Fig. 4 ist eine detaillierte Aufsicht auf den Strahlteiler 7 gezeigt, die erkennen lässt, das die- ser durch einen Richtkoppler realisiert ist mit zwei längs einer Koppelstrecke 8 parallel zueinander verlaufenden Wellenleiterabschnitten, von denen einer an einer Oberseite eine schraffiert dargestellte Be- schichtung 9 aus Gold trägt, aufgrund derer nur der TE-polarisierte Anteil in diesen Wellenleiterabschnitt übergekoppelt wird. Alternativ oder zusätzlich zu der Beschichtung 9 eines der Wellenleiterabschnitte können die beiden Wellenleiterabschnitte auch mit derart unterschiedlichen Querschnitten aus- geführt sein, dass der Effekt eines TE/TM- Modensplitting erzielt wird. Innerhalb des zweiten optischen Arms 6 ist ein als passiver TE/TM-Modenkonverter ausgeführter Polarisationskonverter 10 angeordnet ist. Der Polarisations- konverter 10, von dem ein Ausschnitt in Fig. 5 dargestellt ist, ist durch einen Wellenleiter gegeben, der längs eines Verlaufs wechselnde Querschnittsformen der in Fig. 5 erkennbaren Art aufweist. Dadurch wird zumindest ein Teil des im zweiten Arm 6 transportier- ten Lichts so konvertiert, dass es eine TM-Polarisation erhält und dadurch mit dem durch den ersten Arm 5 geleiteten Licht interferieren kann. Selbstverständlich könnten die Polarisationen der genannten Anteile des Lichts auch vertauscht sein. Es kann also auch ein TE-Anteil durch den ersten Arm 5 geleitet und ein TM-Anteil in den zweiten Arm 6 gelenkt werden, der dann durch den Polarisationskonverter 10 zumindest teilweise in eine TE-Mode zu konvertieren wäre .

Zum Zusammenführen von in den zwei Armen 5 und 6 geführtem Licht weist die Auswerteeinheit 2 einen optischen Koppler 11 auf, der durch einen Richtkoppler gegeben und als optisches Viertor ausgeführt ist, wo- bei jeder von zwei Ausgängen dieses Kopplers 11 mit jeweils einem lichtempfindlichen Element 12 verbunden ist. Elektrische Ausgänge dieser lichtempfindlichen Elemente 12 wiederum sind mit zwei Eingängen eines Differenzverstärkers 13 verbunden. Damit kann eine relative Phasenlage zwischen den beiden Anteilen des durch den Messwellenleiter 1 und die beiden Arme 5 bzw. 6 hindurchgeleiteten Lichts, die von der Mess- größe abhängt, durch Auswerten einer Intensitätsverteilung an den Ausgängen des einen 3dB-Koppler bil- denden Kopplers 11 ermittelt werden. Um diese Ermittlung der relativen Phasenlage zu erleichtern, umfasst der zweite optische Arm 6 schließlich auch einen zwischen dem Strahlteiler 7 und dem Koppler 11 angeordneten Phasenschieber 14 , mit dem die relative Phasenlage in Abhängigkeit von einer zwischen zwei Elektroden anlegbaren SteuerSpannung verändert werden, also z.B. eine im Messwellenleiter 1 aufgetretene Verschiebung der relativen Phasenlage kompensiert werden kann. Eine Phasenverschiebung ge- schieht dabei im Phsenschieber 14 unter Ausnutzung einer Abhängigkeit zwischen dem Brechungsindex eines Wellenleiterkerns des Phasenschiebers 14 und einem dort herrschenden elektrischem Feld.

In einer Weiterbildung kann die in Fig. 1 schematisch veranschaulichte Sensoranordnung auch mehrere Messwellenleiter 1 aufweisen, die optisch mit dem Eingang des Strahlteilers 7 verbunden oder, z.B. mittels optischer Schalter, wahlweise mit diesem verbindbar und dadurch nacheinander auslesbar sind. Ein Sensorteil, das einen oder mehrere solcher Messwellenleiter 1 enthält, kann kostengünstig auch als Array hergestellt werden, z.B. mit an sich bekannter CMOS- Technologie oder in Lithiumniobat -Technologie .

Eine Empfindlichkeit des vorgeschlagenen Systems ist durch eine entsprechende Vorwahl einer Sensorlänge, also einer Länge des Messwellenleiters 1, und eine sich damit ergebende Anzahl von TE/TM-Beatlängen für verschiedene Messaufgaben adaptierbar. Das gleiche gilt für den Einsatz entsprechend auszuwählender, aus dem Stand der Technik bekannter selektiver Dünnschichten auf dem Messwellenleiter 1.

Zum Detektieren des Stoffes - bzw. in der genannten Abwandlung zum Detektieren der Belastung - mit der beschriebenen Sensoranordnung wird also das Licht mit den zwei Anteilen verschiedener Polarisationen in den Messwellenleiter 1 eingespeist, der für diese Polarisationen eine in Abhängigkeit von der Messgröße ver- änderliche Doppelbrechung zeigt. Nach einem Verlassen des Messwellenleiters 1 werden die beiden Anteile getrennt und durch die zwei verschiedenen optischen Arme 5 und 6 geleitet. Die Polarisation des durch den zweiten Arm 6 geleiteten Anteils wird mit dem Polari- sationskonverter 14 so geändert, dass an einem Ausgang dieses Arms 6 und des anderen Arms 5 Licht mit Komponenten gleicher Polarisation austritt. Am Ausgang der beiden Arme 5 und 6 werden die beiden Anteil mittels des Kopplers 11 überlagert, worauf durch In- tensitätsmessung einer Überlagerung der beiden Anteile eine im Messwellenleiter 1 zustande gekommene Phasenverschiebung - also eine Verschiebung einer relativen Phasenlage zwischen den beiden Anteilen - de- tektiert wird, die auf die Messgröße schließen lässt.