DE60132056T2 - Optischer wellenleitermodulator mit ausgangslichtmonitor - Google Patents

Optischer wellenleitermodulator mit ausgangslichtmonitor Download PDF

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Norikazu Funabashi MIYAZAKI
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Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen optischen Wellenleitermodulator mit einem Ausgangslichtmonitor. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung einen optischen Wellenleitermodulator mit einem Ausgangslichtmonitor, der zum Modulieren einer externen Lichtintensität auf dem Gebiet der optischen Kommunikation verwendet werden kann und in der Lage ist, durch Verwendung des von einem optischen Wellenleiter abgestrahlten oder abgegebenen Überwachungslichtes Ausgangslicht zu überwachen und durch Rückkopplung der Überwachungsergebnisse den Arbeitspunkt bei der Modulation der Lichtintensität zu steuern.
  • Stand der Technik
  • Ein optischer Wellenleitermodulator, bei dem ein optischer Wellenleiter auf einer LiNbO3 (das nachfolgend als LN bezeichnet werden kann) oder GaAs aufweisenden Substratplatte ausgeformt ist, ist vorteilhaft, weil die Arbeitsgeschwindigkeit hoch, die Abhängigkeit von der Wellenlänge niedrig und die Ansteuerspannung niedrig ist, und daher wird er auf dem Gebiet der optischen Kommunikation häufig für praktische externe Modulatoren verwendet. Insbesondere wird ein optischer Wellenleitermodulator oft im DWDM-System (dichten Wellenlängenmultiplexsystem) verwendet, bei dem seine niedrige Wellenlängenabhängigkeit vorteilhaft genutzt wird.
  • Im optischen Wellenleitermodulator tritt jedoch eine Drift der Arbeitspunktspannung, die als eine Temperaturdrift oder eine DC-(Gleichspannungs-)Drift bezeichnet wird, auf. Wegen dieses Phänomens wird es erforderlich, dass das Ausgangslicht vom Modulator überwacht und der überwachte Ausgang an die Arbeitspunktspannung rückgekoppelt wird, um den Arbeitspunkt in einem bestimmten einzigen Punkt auf einer bestimmten Kennlinie zu halten, selbst wenn das Driftphänomen auftritt.
  • Als ein Mittel zur Überwachung des Ausgangslichtes des Modulators ist ein Überwachungssystem, bei dem ein optischer Leiter für Ausgangslicht mit einem außerhalb des Modulatormoduls angeordneten optischen Koppler verbunden ist, das abgegebene Licht in ein Hauptsignallicht und ein Zweiglicht zur Überwachung am optischen Koppler aufgeteilt wird, das verzweigte Überwachungslicht durch ein photoelektrisches Wandlerelement in ein elektrisches Signal gewandelt wird und eine DC-Spannung (Gleichspannung) des Modulators gemäß dem elektrischen Signal gesteuert wird, bekannt. Bei diesem System besteht jedoch das Problem, dass die Kosten des Modulatorsystems steigen, Beschränkungen der Abmessungen und Form des Systems zunehmen und die Zuverlässigkeit des Systems abnimmt, weil der optische Koppler zur Bereitstellung des verzweigten Überwachungslichtes und die photoelektrischen Wandlerelemente außerhalb des Modulatormoduls angeordnet sein müssen.
  • Als anderes Mittel zur Überwachung des Ausgangslichtes vom optischen Wellenleiterelement wird gewöhnlich ein System verwendet, bei dem ein Koppler, insbesondere ein Richtungskoppler, im optischen Wellenleiterelement angeordnet ist und ein Ausgangslicht-Wellenleiterabschnitt für das Überwachungslicht zusätzlich zu einem optischen Signalausgangs-Wellenleiterabschnitt vorgesehen ist. Bei diesem System muss eine optische Schaltung für das verzweigte Überwachungslicht im optischen Wellenleiterelement angeordnet und zusätzlich zum optischen Leiter für das Ausgangslicht für das Signal ein optischer Leiter für das Überwachungsausgangslicht mit dem optischen Wellenleiterelement verbunden sein.
  • Als weiteres Überwachungssystem ist ein System bekannt, bei dem wie in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 11-194,237 offenbart ein geneigtes Loch in einem Mantelabschnitt an einem optischen Wellenleiter ausgeformt oder eine Beugungslinse über einem optischen Wellenleiterelement angeordnet ist und ein Abschnitt des Ausgangssignallichtes im optischen Wellenleiter durch das oben erwähnte Loch oder die oben erwähnte Linse aus der Substratplatte nach außen geleitet wird. Bei diesem System ist der Einbau einer Linse usw. erforderlich, um das Überwachungslicht aus dem optischen Wellenleiterelement zu führen, und da das Überwachungslicht aus dem optischen Wellenleiterelement geführt wird, muss ein Element zum Empfangen des Überwachungslichtes an das optische Wellenleiterelement angebracht werden, nachdem das Element in einem Behälter befestigt wird, und diese Installation ist schwierig und kompliziert.
  • Ferner offenbart die japanische Offenlegungsschrift Nr. 5-34,650 ein System, bei dem ein Ende eines optischen Wellenleiterelements in einer geneigten Form ausgebildet ist, ein Abschnitt des Ausgangslichtes vom Wellenleiter am Ende des Elements in einer geneigten Richtung reflektiert wird und das reflektierte Licht als ein Überwachungslicht empfangen wird. Bei diesem System muss die geneigte Endform des Elements dermaßen bestimmt werden, dass das geneigte Ende nicht das Hauptausgangslicht vom Element beeinträchtigt, und daher besteht ein Problem bei der praktischen Verwendbarkeit dieses Systems.
  • Die japanische Offenlegungsschrift Nr. 5-53086 offenbart eine optische Vorrichtung, in der ein Licht empfangendes Element direkt an einem optischen Wellenleiterelement angeordnet ist, so dass ein Abschnitt des Ausgangssignallichtes vom optischen Wellenleiter direkt durch das Licht empfangende Element empfangen und überwacht werden kann. Bei dieser Vorrichtung muss ein Mittel zum Befestigen des Licht empfangenden Elements am optischen Wellenleiterelement angebracht werden. Da Arbeitsgänge zum Anbringen der Befestigungseinrichtung, zum Verbinden der Befestigungseinrichtung mit dem Licht empfangenden Element und eine Operation zum Einstellen des verbundenen Licht empfangenden Elements ausgeführt werden, nachdem das optische Wellenleiterelement an einem Behälter befestigt ist, sind die oben erwähnten Arbeiten und die oben erwähnte Operation sehr schwierig und die Gefahr einer Beschädigung des optischen Wellenleiterelements durch die oben erwähnten Arbeiten und die oben erwähnte Operation ist groß.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines optischen Wellenleitermodulators mit hoher Effizienz und hoher Zuverlässigkeit zu niedrigen Kosten.
  • Ein optischer Wellenleitermodulator gemäß der vorliegenden Erfindung ist in Anspruch 1 beschrieben. Bevorzugte Ausführungsformen des Wellenleitermodulators sind in den Unteransprüchen beschrieben.
  • Bei einer Ausführungsform (1) des mit einem Ausgangslichtmonitor ausgerüsteten optischen Wellenleitermodulators der vorliegenden Erfindung ist das verstärkende Kapillargefäß aus einem lichtdurchlässigen Material gebildet, um so zu ermöglichen, dass im optischen Wellenleiterverbindungsabschnitt des optischen Wellenleiterelements erzeugtes Licht in einer Strahlungsmode durch das dielektrische Substrat übertragen und vom lichtdurchlässigen verstärkenden Kapillargefäß empfangen wird und das vom verstärkenden Kapillargefäß abgegebene Licht der Strahlungsmode durch die Überwachungslicht-Empfangseinrichtung als Überwachungslicht empfangen wird.
  • Bei der Ausführungsform (1) des mit einem Ausgangslichtmonitor ausgerüsteten optischen Wellenleitermodulators der vorliegenden Erfindung wird das lichtdurchlässige Material für das verstärkende Kapillargefäß vorzugsweise aus transparenten Gläsern ausgewählt.
  • Bei der Ausführungsform (1) des mit einem Ausgangslichtmonitor ausgerüsteten optischen Wellenleitermodulators der vorliegenden Erfindung ist die Endfläche des aus einem lichtdurchlässigen Material ausgebildeten verstärkenden Kapillargefässes vorzugsweise eine Licht reflektierende Oberfläche, um so zu ermöglichen, dass vom optischen Wellenleiterverbindungsabschnitt des optischen Wellenleiterelements abgestrahltes Licht der Strahlungsmode durch das dielektrische Substrat des optischen Wellenleiterelements und das mit der Oberfläche des Ausgangsendes des dielektrischen Substrats verbundene verstärkende Kapillargefäß tritt, an der Licht reflektierenden Endfläche reflektiert und das reflektierte Licht der Strahlungsmode durch die Überwachungslicht-Empfangseinrichtung als Überwachungslicht empfangen wird.
  • Bei einer Ausführungsform (1)-(a) des mit einem Ausgangslichtmonitor ausgerüsteten optischen Wellenleitermodulators der vorliegenden Erfindung hat das verstärkende Kapillargefäß vorzugsweise die Form eines Zylinders.
  • Bei der Ausführungsform (1)-(a) des mit einem Ausgangslichtmonitor ausgerüsteten optischen Wellenleitermodulators der vorliegenden Erfindung ist das verstärkende Kapillargefäß vorzugsweise ein transparenter Glaszylinder; das Loch oder die Kerbe zum Halten des optischen Leiters für das Ausgangslicht ist vorzugsweise entlang der Längsachse des transparenten zylindrischen Kapillargefäßes aus Glas ausgeformt und vorzugsweise schneidet die Längsachse des Lochs oder der Kerbe die Licht reflektierende Endfläche unter einem schiefen Winkel.
  • Bei der Ausführungsform (1)-(a) des mit einem Ausgangslichtmonitor ausgerüsteten optischen Wellenleitermodulators der vorliegenden Erfindung wird das Licht der Strahlungsmode, welches auf der reflektierenden Endfläche des zylindrischen verstärkenden Kapillargefäßes reflektiert wird, vorzugsweise in Richtung auf den Umfang des Kapillargefäßes übertragen und sodann über den Umfang des Kapillargefäßes als Überwachungslicht abgegeben, wobei das abgegebene Überwachungslicht aufgrund eines Linseneffekts des Umfangs des zylindrischen verstärkenden Kapillargefäßes gebündelt und das gebündelte Überwachungslicht von der Überwachungslicht-Empfangseinrichtung empfangen wird.
  • Bei der Ausführungsform (1)-(a) des mit einem Ausgangslichtmonitor ausgerüsteten optischen Wellenleitermodulators der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise eine Licht reflektierende Membran auf der Endfläche des verstärkenden Kapillargefäßes gebildet.
  • Bei der Ausführungsform (1)-(a) des mit einem Ausgangslichtmonitor ausgerüsteten optischen Wellenleitermodulators der vorliegenden Erfindung ist die Endfläche des verstärkenden Kapillargefäßes vorzugsweise als gekrümmte Oberfläche ausgebildet, die nach außen ragt, um so zu ermöglichen, dass das Überwachungslicht, welches das verstärkende Kapillargefäß passiert hat, reflektiert und auf der gekrümmten Endfläche gebündelt und sodann von der Überwachungslicht-Empfangseinrichtung empfangen wird.
  • Bei der Ausführungsform (1)-(a) des mit einem Ausgangslichtmonitor ausgerüsteten optischen Wellenleitermodulators der vorliegenden Erfindung ist die Verbindungsfläche des verstärkenden Kapillargefäßes vorzugsweise über ein Klebemittel mit dem optischen Wellenleiterelement verbunden und eine erste verfärbungshindernde Kerbe auf einem Abschnitt der Bodenfläche des verstärkenden Kapillargefäßes nahe der Verbindungsfläche des verstärkenden Kapillargefäßes ausgeformt, um dadurch einen Überschuss des zwischen den Verbindungsflächen des verstärkenden Kapillargefäßes und des optischen Wellenleiterelementes aufgetragenen Klebemittels aufzunehmen und eine Verfärbung am Umfang des verstärkenden Kapillargefäßes, durch den das Licht der Strahlungsmode abgegeben wird, zu verhindern.
  • Bei der Ausführungsform (1)-(a) des mit einem Ausgangslichtmonitor ausgerüsteten optischen Wellenleitermodulators der vorliegenden Erfindung ist der optische Leiter für das Ausgangslicht vorzugsweise durch ein Klebemittel mit dem Loch oder der Kerbe des verstärkenden Kapillargefäßes verbunden und eine zweite verfärbungshindernde Kerbe auf einem Abschnitt der Bodenfläche des verstärkenden Kapillargefäßes nahe der Licht reflektierenden Endfläche des verstärkenden Kapillargefäßes ausgeformt, um dadurch einen Überschuss des zwischen dem optischen Leiter und dem Loch oder der Kerbe des verstärkenden Kapillargefäßes aufgetragenen Klebemittels aufzunehmen und eine Verfärbung am Umfang des verstärkenden Kapillargefäßes, durch den das Licht der Strahlungsmode abgegeben wird, zu verhindern.
  • Bei der Ausführungsform (1)-(b) des mit einem Ausgangslichtmonitor ausgerüsteten optischen Wellenleitermodulators der vorliegenden Erfindung ist die Endfläche des aus einem lichtdurchlässigen Material gebildeten verstärkenden Kapillargefäßes vorzugsweise mit einem Oberflächenabschnitt, in dem das Überwachungslicht reflektiert wird, und einem nicht überwachenden Oberflächenabschnitt versehen, wodurch beim Passieren des vom optischen Wellenleiterverbindungsabschnitt des optischen Wellenleiterelements durch beide Seitenabschnitte des optischen Ausgangslicht-Ausgangswellenleiterabschnitts abgestrahlten Lichtes der Strahlungsmode durch das dielektrische Substrat des optischen Wellenleiterelements und das mit der Oberfläche des Ausgangsendes des dielektrischen Substrats verbundene verstärkende Kapillar gefäß nur ein Abschnitt des Lichtes der Strahlungsmode, das zu einem Seitenabschnitt des optischen Ausgangslicht-Ausgangswellenleiterabschnitts hin abgestrahlt wird, am Überwachungslicht reflektierende Oberflächenabschnitt des verstärkenden Kapillargefäßes zur Überwachungslicht-Empfangseinrichtung reflektiert wird, durch die Überwachungslicht-Empfangseinrichtung als Überwachungsausgangslicht empfangen wird und ein anderer Abschnitt des Lichtes der Strahlungsmode, der den nicht überwachenden Oberflächenabschnitt erreicht, nicht von der Überwachungslicht-Empfangseinrichtung als Überwachungslicht empfangen wird.
  • Bei der Ausführungsform (1)-(b) des mit einem Ausgangslichtmonitor ausgerüsteten optischen Wellenleitermodulators der vorliegenden Erfindung hat das verstärkende Kapillargefäß vorzugsweise die Form eines Zylinders.
  • Bei dem mit einem Ausgangslichtmonitor ausgerüsteten optischen Wellenleitermodulator nach Anspruch 12 schneidet der reflektierende Endflächenabschnitt des verstärkenden Kapillargefäßes die Richtung der Längsachse des Lochs oder der Kerbe, in das bzw. die der optische Ausgangslicht-Ausgangsleiter aufgenommen ist, unter einem schiefen Winkel, um so zu ermöglichen, dass das Licht der Strahlungsmode, welches am reflektierenden Endflächenabschnitt reflektiert wird, von der Überwachungslicht-Empfangseinrichtung als Überwachungslicht empfangen wird.
  • Bei der Ausführungsform (1)-(b) des mit einem Ausgangslichtmonitor ausgerüsteten optischen Wellenleitermodulators der vorliegenden Erfindung wird der Abschnitt des Lichtes der Strahlungsmode, welcher auf dem reflektierenden Oberflächenabschnitt des zylindrischen verstärkenden Kapillargefäßes reflektiert wird, vorzugsweise als Überwachungslicht über den Umfang des zylindrischen verstärkenden Kapillargefäßes abgegeben und durch den Linseneffekt des Umfangs des zylindrischen verstärkenden Kapillargefäßes gebündelt und das gebündelte Überwachungslicht von der Überwachungslicht-Empfangseinrichtung empfangen.
  • Bei der Ausführungsform (1)-(b) des mit einem Ausgangslichtmonitor ausgerüsteten optischen Wellenleitermodulators der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise eine Licht reflektierende Membran auf dem Licht reflektierenden Endflächenabschnitt des verstärkenden Kapillargefäßes ausgebildet.
  • Bei der Ausführungsform (1)-(b) des mit einem Ausgangslichtmonitor ausgerüsteten optischen Wellenleitermodulators der vorliegenden Erfindung ist ein Abschnitt der Endfläche des verstärkenden Kapillargefäßes vorzugsweise als gekrümmte Oberflä che ausgeformt, die nach außen ragt, um so zu ermöglichen, dass das Überwachungslicht, welches durch das verstärkende Kapillargefäß übertragen wird, auf dem gekrümmten Oberflächenabschnitt der Endfläche reflektiert und gebündelt und von der Überwachungslicht-Empfangseinrichtung empfangen wird.
  • Bei der Ausführungsform (1)-(b) des mit einem Ausgangslichtmonitor ausgerüsteten optischen Wellenleitermodulators der vorliegenden Erfindung ist in der Endfläche des verstärkenden Kapillargefässes vorzugsweise eine Grenzlinie zwischen dem Licht reflektierenden Oberflächenabschnitt und dem nicht überwachenden Oberflächenabschnitt zwischen einem Übertragungsweg eines Abschnitts des Lichtes der Strahlungsmode, welches den Licht reflektierenden Oberflächenabschnitt erreicht, und einem anderen Übertragungsweg eines anderen Abschnitts des Lichtes der Strahlungsmode, welches den nicht überwachenden Oberflächenabschnitt erreicht, angeordnet. Die Grenzlinie ist zwischen einer Mittellinie der Endfläche des verstärkenden Kapillargefässes, welche die Längsachse des Lochs schneidet und sich in dieselbe Richtung erstreckt wie die der Grenzlinie, und einer tangentialen Linie, welche sich parallel zur Mittellinie erstreckt und mit einem Abschnitt einer Umfangslinie des Lochs des verstärkenden Kapillargefässes in Kontakt kommt, angeordnet, wobei der Licht reflektierende Oberflächenabschnitt aus diesem Abschnitt der Umfangslinie ausgebildet ist.
  • Bei der Ausführungsform (1)-(b) des mit einem Ausgangslichtmonitor ausgerüsteten optischen Wellenleitermodulators der vorliegenden Erfindung ist der nicht überwachende Oberflächenabschnitt der Endfläche des verstärkenden Kapillargefäßes vorzugsweise so ausgebildet, dass ein Abschnitt des verstärkenden Kapillargefäßes von der Endfläche des Kapillargefässes aus nach innen abgeschnitten ist, wohingegen ein anderer Abschnitt des verstärkenden Kapillargefäßes mit dem Licht reflektierenden Oberflächenabschnitt der Endfläche nicht abgeschnitten ist.
  • Bei der Ausführungsform (1)-(b) des mit einem Ausgangslichtmonitor ausgerüsteten optischen Wellenleitermodulators der vorliegenden Erfindung ist der nicht überwachende Oberflächenabschnitt der Endfläche des verstärkenden Kapillargefäßes vorzugsweise eine nicht Licht reflektierende Oberfläche, die das Licht der Strahlungsmode nicht zu reflektieren vermag.
  • Bei der Ausführungsform (1)-(b) des mit einem Ausgangslichtmonitor ausgerüsteten optischen Wellenleitermodulators der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise bezüglich des nicht überwachenden Oberflächenabschnitts der Endfläche des verstärken den Kapillargefäßes ein Mittel zum Abschneiden des Lichtes der Strahlungsmode, welches auf dem nicht überwachenden Oberflächenabschnitt reflektiert wird, zwischen dem nicht überwachenden Oberflächenabschnitt und der Überwachungslicht-Empfangseinrichtung angeordnet.
  • Bei der Ausführungsform (1)-(b) des mit einem Ausgangslichtmonitor ausgerüsteten optischen Wellenleitermodulators der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise bezüglich des nicht überwachenden Oberflächenabschnitts der Endfläche des verstärkenden Kapillargefäßes eine Einrichtung zum Abschneiden des Lichtes der Strahlungsmode im verstärkenden Kapillargefäß und stromaufwärts des nicht überwachenden Oberflächenabschnitts angeordnet.
  • Bei einer Ausführungsform (2) des mit einem Ausgangslichtmonitor ausgerüsteten optischen Wellenleitermodulators der vorliegenden Erfindung hat der optische Wellenleiter des optischen Wellenleiterelements zusätzlich zum Ausgangslicht-Ausgangswellenleiterabschnitt vorzugsweise einen mit dem Wellenleiterverbindungsabschnitt verbundenen optischen Überwachungslicht-Ausgangswellenleiterabschnitt, um so das Überwachungslicht durch das Ausgangsende des optischen Überwachungslicht-Ausgangswellenleiterabschnitts abzugeben.
  • Bei der Ausführungsform (2) des mit einem Ausgangslichtmonitor ausgerüsteten optischen Wellenleitermodulators der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise eine Stirnfläche eines optischen Leiterstücks zur Abgabe des Überwachungslichtes mit dem Ausgangsende des Überwachungslicht-Ausgangswellenleiterabschnitts verbunden;
    das optische Leiterstück zur Abgabe des Überwachungslichtes wird in einer Kerbe für das Überwachungslicht gehalten, wobei die Kerbe im verstärkenden Kapillargefäß ausgeformt und länger ist als das optische Leiterstück zur Abgabe des Überwachungslichtes;
    eine Stirnfläche der Kerbe für das Überwachungslicht, die der Ausgangsstirnfläche des optischen Leiterstücks zur Abgabe des Überwachungslichtes gegenüberliegt, bildet eine Reflexionsfläche für das Überwachungslicht, wodurch das durch das Ausgangsende des optischen Leiterstücks zur Abgabe des Überwachungslichtes abgegebene Überwachungslicht auf der oben erwähnten Reflexionsfläche reflektiert wird, und das reflektierte Überwachungslicht von der Überwachungslicht-Empfangseinrichtung als ein abgegebenes Überwachungslicht empfangen wird.
  • Bei der Ausführungsform (2) des mit einem Ausgangslichtmonitor ausgerüsteten optischen Wellenleitermodulators der vorliegenden Erfindung ist die reflektierende Stirnfläche der Kerbe für das Überwachungslicht vorzugsweise durch eine Licht reflektierende Membran gebildet.
  • Bei der Ausführungsform (2) des mit einem Ausgangslichtmonitor ausgerüsteten optischen Wellenleitermodulators der vorliegenden Erfindung ist das optische Leiterstück für das Überwachungsausgangslicht vorzugsweise aus einer optischen Mehrmodenfaser gebildet.
  • Bei der Ausführungsform (2) des mit einem Ausgangslichtmonitor ausgerüsteten optischen Wellenleitermodulators der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise ein X-Koppler oder ein Richtungskoppler im Wellenleiterverbindungsabschnitt des optischen Wellenleiterelements angeordnet und der optische Ausgangslicht-Ausgangswellenleiterabschnitt und der optische Überwachungslicht-Ausgangswellenleiterabschnitt sind mit dem X-Koppler oder dem Richtungskoppler verbunden.
  • Bei der Ausführungsform (2) des mit einem Ausgangslichtmonitor ausgerüsteten optischen Wellenleitermodulators der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise der optische Ausgangslicht-Ausgangswellenleiterabschnitt des optischen Wellenleiterelements mit dem Wellenleiterverbindungsabschnitt verbunden und der optische Überwachungslicht-Ausgangswellenleiterabschnitt ist durch den Richtungskoppler mit dem optischen Ausgangslicht-Ausgangswellenleiterabschnitt verbunden.
  • Bei der Ausführungsform (2) des mit einem Ausgangslichtmonitor ausgerüsteten optischen Wellenleitermodulators der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise eine Stirnfläche des optischen Überwachungslicht-Ausgangsleiterstücks mit einem Ausgangsende des optischen Überwachungslicht-Ausgangswellenleiterabschnitts verbunden;
    das optische Überwachungslicht-Ausgangsleiterstück wird in einem Loch oder einer Kerbe gehalten, das bzw. die im verstärkenden Kapillargefäß ausgeformt ist, und ist nicht länger als der optische Überwachungslicht-Ausgangsleiter;
    das Loch oder die Kerbe für das Überwachungslicht, welches bzw. welche im verstärkenden Kapillargefäß ausgeformt ist, ist derart geneigt, dass das Loch oder die Kerbe für das Überwachungslicht umso weiter vom Loch oder der Kerbe für das Ausgangslicht entfernt ist, je weiter das Loch oder die Kerbe für das Überwachungslicht von der Verbindungsfläche zwischen dem verstärkenden Kapillargefäß und dem optischen Wellenleiterelement entfernt ist; und
    die Ausgangsstirnfläche des optischen Überwachungslicht-Ausgangsleiterstücks ist auf die Überwachungslicht-Empfangseinrichtung gerichtet, wodurch das von der Ausgangsstirnfläche des optischen Überwachungslicht-Ausgangsleiterstücks abgegebene Überwachungslicht von der Überwachungslicht-Empfangseinrichtung empfangen wird.
  • Bei der Ausführungsform (2) des mit einem Ausgangslichtmonitor ausgerüsteten optischen Wellenleitermodulators der vorliegenden Erfindung ist das optische Überwachungslicht-Ausgangsleiterstück vorzugsweise aus einer optischen Mehrmodenfaser gebildet.
  • Bei der Ausführungsform (2) des mit einem Ausgangslichtmonitor ausgerüsteten optischen Wellenleitermodulators der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise ein X-Koppler oder ein Richtungskoppler im Wellenleiterverbindungsabschnitt des optischen Wellenleiterelements angeordnet und der optische Ausgangslicht-Ausgangswellenleiterabschnitt sowie der optische Überwachungslicht-Ausgangswellenleiterabschnitt sind mit dem X-Koppler oder dem Richtungskoppler verbunden.
  • Bei der Ausführungsform (2) des mit einem Ausgangslichtmonitor ausgerüsteten optischen Wellenleitermodulators der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise der Ausgangslicht-Ausgangswellenleiterabschnitt des optischen Wellenleiterelements mit dem Wellenleiterverbindungsabschnitt verbunden und der optische Überwachungslicht-Ausgangswellenleiterabschnitt ist durch den Richtungskoppler mit dem optischen Ausgangslicht-Ausgangswellenleiterabschnitt verbunden.
  • Bei der Ausführungsform (2) des mit einem Ausgangslichtmonitor ausgerüsteten optischen Wellenleitermodulators der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise der optische Überwachungslicht-Ausgangswellenleiterabschnitt des optischen Wellenleiterelements zusammen mit dem optischen Ausgangslicht-Ausgangswellenleiterabschnitt durch einen Richtungskoppler, eine Kreuzkopplerstruktur oder eine TAP-Kopplerstruktur mit dem Wellenleiterverbindungsabschnitt verbunden, der mit der Mehrzahl Oberfächenwellenleiterabschnitte verbunden ist;
    das Ausgangsende des optischen Ausgangslicht-Ausgangswellenleiterabschnitts ist mit einem Eingangsende eines optischen Leiters verbunden, der in das Loch oder die Kerbe des verstärkenden Kapillargefäßes eingeführt ist;
    das verstärkende Kapillargefäß ist aus einem lichtdurchlässigen Material gebildet, um so zu ermöglichen, dass das vom Ausgangsende des Überwachungslicht-Ausgangswellenleiterabschnitts abgegebene Überwachungslicht durch das verstärkende Kapillargefäß fällt und dieses durchdringt, auf dem im verstärkenden Kapillargefäß angeordneten Licht reflektierenden Oberflächenabschnitt reflektiert wird und von der Überwachungslicht-Empfangseinrichtung empfangen wird, und
    das Ausgangsende des optischen Ausgangslicht-Ausgangswellenleiterabschnitts und das Ausgangsende des optischen Überwachungslicht-Ausgangswellenleiterabschnitts sind voneinander beabstandet, wobei der Entfernungsabstand ausreichend groß ist, um nicht zu bewirken, dass das vom optischen Überwachungslicht-Ausgangswellenleiterabschnitt abgegebene und durch das verstärkende Kapillargefäß übertragene Überwachungslicht durch das Ausgangslicht beeinträchtigt wird, das vom Ausgangsende des optischen Ausgangslicht-Ausgangswellenleiterabschnitts abgegeben wird.
  • Bei der Ausführungsform (2) des mit einem Ausgangslichtmonitor ausgerüsteten optischen Wellenleitermodulators der vorliegenden Erfindung weist die Endfläche des verstärkenden Kapillargefäßes vorzugsweise einen Licht reflektierenden Oberflächenabschnitt auf, der eine optische Achse des optischen Überwachungslicht-Ausgangswellenleiterabschnitts unter einem schiefen Winkel schneidet, um so zu ermöglichen, dass das vom Ausgangsende des optischen Überwachungslicht-Ausgangswellenleiterabschnitts abgegebene und durch das verstärkende Kapillargefäß übertragene Überwachungslicht auf dem Licht reflektierenden Oberflächenabschnitt in Richtung auf die Überwachungslicht-Empfangseinrichtung reflektiert wird.
  • Bei einer Ausführungsform (2) des mit einem Ausgangslichtmonitor ausgerüsteten optischen Wellenleitermodulators der vorliegenden Erfindung weist die Endfläche des verstärkenden Kapillargefäßes vorzugsweise einen gekrümmten Oberflächenabschnitt auf, der nach außen ragt, um so zu ermöglichen, dass das Überwachungslicht, welches durch das verstärkende Kapillargefäß übertragen wird, reflektiert und auf dem gekrümmten Oberflächenabschnitt gebündelt und von der Überwachungslicht-Empfangseinrichtung empfangen wird.
  • Bei einer Ausführungsform (2) des mit einem Ausgangslichtmonitor ausgerüsteten optischen Wellenleitermodulators der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise mindestens eine Zone des Abschnitts der Endfläche des verstärkenden Kapillargefäßes, wobei der Abschnitt nicht zum Übertragen und Abgeben des auf die Überwachungslicht-Empfangseinrichtung gerichteten Überwachungslichtes beiträgt, abgeschnitten.
  • Bei einer Ausführungsform (2) des mit einem Ausgangslichtmonitor ausgerüsteten optischen Wellenleitermodulators der vorliegenden Erfindung schneidet der Licht reflektierende Oberflächenabschnitt der Endfläche des verstärkenden Kapillargefäßes vorzugsweise die Längsachse des Lochs zur dortigen Aufnahme des optischen Ausgangslicht-Ausgangsleiters unter einem schiefen Winkel, um so zu ermöglichen, dass das Licht der Strahlungsmode, welches am Licht reflektierenden Oberflächenabschnitt reflektiert wird, durch die Überwachungslicht-Empfangseinrichtung als Überwachungslicht empfangen wird.
  • Bei einer Ausführungsform (2) des mit einem Ausgangslichtmonitor ausgerüsteten optischen Wellenleitermodulators der vorliegenden Erfindung hat das verstärkende Kapillargefäß vorzugsweise die Form eines Zylinders.
  • Bei einer Ausführungsform (2) des mit einem Ausgangslichtmonitor ausgerüsteten optischen Wellenleitermodulators der vorliegenden Erfindung ermöglicht die Licht reflektierende Oberfläche des zylindrischen verstärkenden Kapillargefäßes vorzugsweise, dass das auf der Licht reflektierenden Oberfläche reflektierte Licht der Strahlungsmode das zylindrische verstärkende Kapillargefäß passiert und über die Umfangsfläche des zylindrischen verstärkenden Kapillargefäßes als Überwachungslicht abgegeben wird, wohingegen das Überwachungslicht durch den Linseneffekt des Umfangs des zylindrischen verstärkenden Kapillargefäßes gebündelt und das gebündelte Überwachungslicht von der Überwachungslicht-Empfangseinrichtung empfangen wird.
  • Bei der Ausführungsform (2) des mit einem Ausgangslichtmonitor ausgerüsteten optischen Wellenleitermodulators der vorliegenden Erfindung ist in der Endfläche des verstärkenden Kapillargefässes vorzugsweise eine Grenzlinie zwischen dem Licht reflektierenden Oberflächenabschnitt und dem nicht überwachenden Oberflächenabschnitt zwischen einem Übertragungsweg eines Abschnitts des Lichtes der Strahlungsmode, welches zum Licht reflektierenden Oberflächenabschnitt weitergeleitet wird, und einem anderen Übertragungsweg eines anderen Abschnitts des Lichtes der Strahlungsmode, welches zum nicht überwachenden Oberflächenabschnitt weitergeleitet wird, angeordnet. Die Grenzlinie ist zwischen einer Mittellinie der Endfläche des verstärkenden Kapillargefässes, welche die Längsachse des Lochs schneidet und sich in dieselbe Richtung erstreckt wie die der Grenzlinie, und einer tangentialen Linie, welche sich parallel zur Mittellinie erstreckt und mit einem Abschnitt einer Umfangslinie des Lochs des verstärkenden Kapillargefässes in Kontakt kommt, angeordnet, wobei der Oberflächenabschnitt aus diesem Abschnitt der Umfangslinie gebildet ist.
  • Bei der Ausführungsform (2) des mit einem Ausgangslichtmonitor ausgerüsteten optischen Wellenleitermodulators der vorliegenden Erfindung ist der nicht überwachende Oberflächenabschnitt der Endfläche des verstärkenden Kapillargefäßes vorzugsweise derart ausgebildet, dass ein Abschnitt des verstärkenden Kapillargefäßes von der Endfläche des Kapillargefäßes aus nach innen abgeschnitten ist, wohingegen ein anderer Abschnitt des verstärkenden Kapillargefäßes, der den Licht reflektierenden Oberflächenabschnitt der Endfläche aufweist, nicht davon abgeschnitten ist.
  • Bei der Ausführungsform (2) des mit einem Ausgangslichtmonitor ausgerüsteten optischen Wellenleitermodulators der vorliegenden Erfindung ist der nicht überwachende Oberflächenabschnitt der Endfläche des verstärkenden Kapillargefäßes vorzugsweise eine nicht Licht reflektierende Oberfläche, die das Licht der Strahlungsmode nicht zu reflektieren vermag.
  • Bei der Ausführungsform (2) des mit einem Ausgangslichtmonitor ausgerüsteten optischen Wellenleitermodulators der vorliegenden Erfindung ist bezüglich des nicht überwachenden Oberflächenabschnitts der Endfläche des verstärkenden Kapillargefäßes vorzugsweise ein Mittel zum Abschneiden des Lichtes der Strahlungsmode, welches auf dem nicht überwachenden Oberflächenabschnitt reflektiert wird, zwischen dem nicht überwachenden Oberflächenabschnitt und der Überwachungslicht-Empfangseinrichtung angeordnet.
  • Bei dem mit einem Ausgangslichtmonitor ausgerüsteten optischen Wellenleitermodulator der vorliegenden Erfindung hat das optische Wellenleiterelement vorzugsweise eine SiO2-Schicht, die auf einem anderen Abschnitt des optischen Wellenleiters ausgebildet ist als einem Eingangsende-Abschnitt des Oberflächenabschnitts des optischen Wellenleiters, den Ausgangsende-Abschnitten des optischen Ausgangslicht-Ausgangswellenleiterabschnitts und dem optischen Überwachungslicht-Ausgangswellenleiterabschnitt.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • 1(A) ist ein Graph, der die Kennlinie der angelegten Spannung und die Lichtabgabe eines herkömmlichen Modulators zeigt.
  • 1(B) zeigt eine Form optischer Wellen eines HF-Signals, das in den Modulator mit den in 1(A) dargestellten charakteristischen Eigenschaften eingegeben wird.
  • 1(C) zeigt eine Form optischer Wellen eines Ausgangssignals, das vom Modulator mit den in 1(A) dargestellten charakteristischen Eigenschaften ausgegeben wird.
  • 1(D) zeigt eine unregelmäßige Form optischer Wellen eines Signals, das vom oben erwähnten Modulator ausgegeben wird.
  • 2 ist eine erläuternde Draufsicht, die eine Ausführung einer Ausführungsform des mit einem Ausgangslichtmonitor ausgerüsteten herkömmlichen optischen Wellenleitermodulators zeigt.
  • 3 ist eine erläuternde Draufsicht, die eine Ausführung einer anderen Ausführungsform des mit einem Ausgangslichtmonitor ausgerüsteten herkömmlichen optischen Wellenleitermodulators zeigt.
  • 4(A) ist eine erläuternde Draufsicht, die die Erzeugung von Licht der Strahlungsmode in einem optischen Wellenleiterelement zeigt, das eine Mehrzahl Oberflächenwellenleiterabschnitte und einen Wellenleiterverbindungsabschnitt hat, an dem die Oberflächenwellenleiterabschnitte zusammengeführt und miteinander verbunden sind.
  • 4(B) ist eine erläuternde Seitenansicht, die die Erzeugung des Lichtes der Strahlungsmode in dem in 4(A) gezeigten optischen Wellenleiterelement zeigt.
  • 5 ist eine erläuternde Draufsicht, die eine Konfiguration einer Ausführungsform des mit einem Ausgangslichtmonitor ausgerüsteten optischen Wellenleitermodulators der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 6 ist eine erläuternde Vorderansicht, die die Konfiguration des mit einem gezeigten Ausgangslichtmonitor gemäß 5 ausgerüsteten optischen Wellenleitermodulators zeigt.
  • 7 ist eine erläuternde Seitenansicht, die Anordnungen eines verstärkenden Kapillargefäßes und eines optischen Leiters sowie Zustände von Ausgangslicht und Licht der Strahlungsmode an einer Ausgangsstirnfläche des optischen Wellenleiterelements des in den 5 und 6 gezeigten Modulators zeigt.
  • 8 ist ein Graph, der Ausführungsformen von Wellenformen des Signallichtes und des Überwachungslichtes darstellt, die vom in den 5 und 6 gezeigten Modulator abgegeben werden.
  • 9 ist eine erläuternde Ansicht, die eine Lichteinfalls-Oberflächenzone eines photoelektrischen Wandlungselements der Überwachungslicht- Empfangseinrichtung zeigt, wobei das Licht der Strahlungsmode (Überwachungslicht), welches im in den 5 und 6 gezeigten Modulator reflektiert wird, in diese Zone eingegeben wird.
  • 10 ist eine erläuternde Draufsicht, die eine Konfiguration eines wichtigen Abschnitts des mit einem Ausgangslichtmonitor ausgerüsteten optischen Wellenleitermodulators der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 11 ist eine erläuternde Seitenansicht, die ein Beispiel für die Form einer das Licht der Strahlungsmode reflektierenden Oberfläche zeigt, die an einer Endfläche eines verstärkenden Kapillargefäßes des in 5 gezeigten optischen Modulators ausgebildet ist.
  • 12 ist eine erläuternde Draufsicht, die eine Konfiguration einer anderen Ausführungsform des mit einem Ausgangslichtmonitor ausgerüsteten optischen Wellenleitermodulators der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 13 ist eine erläuternde Seitenansicht, die eine Konfiguration eines wichtigen Abschnitts einer anderen Ausführungsform des mit einem Ausgangslichtmonitor ausgerüsteten optischen Wellenleitermodulators der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 14 ist eine erläuternde Draufsicht, die eine Konfiguration eines wichtigen Abschnitts einer weiteren Ausführungsform des mit einem Ausgangslichtmonitor ausgerüsteten optischen Wellenleitermodulators der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 15 ist eine erläuternde Vorderansicht im Teilschnitt, die eine Konfiguration eines wichtigen Abschnitts des optischen Modulators von 14 zeigt.
  • 16 ist ein Graph, der Wellenformen des Hauptausgangslichtes und Überwachungsausgangslichtes zeigt, die vom in den 14 und 15 gezeigten optischen Modulator abgegeben werden.
  • 17 ist eine erläuternde Schnittansicht des verstärkenden Kapillargefäßes des optischen Modulators der 14 und 15.
  • 18(A) ist eine erläuternde Draufsicht, die ein Beispiel für die Form einer V-förmigen Überwachungskerbe des verstärkenden Kapillargefäßes des mit einem Ausgangslichtmonitor ausgerüsteten optischen Wellenleitermodulators der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 18(B) ist eine erläuternde Vorderansicht im Schnitt der V-förmigen Überwachungskerbe von 18(A).
  • 18(C) ist eine erläuternde Seitenansicht im Schnitt der V-förmigen Überwachungskerbe von 18(A).
  • 19(A) ist eine erläuternde Draufsicht, die eine Konfiguration einer Ausführungsform des optischen Wellenleiterabschnitts des optischen Wellenleiter elements des mit einem Ausgangslichtmonitor ausgerüsteten optischen Wellenleitermodulators der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 19(B) ist eine erläuternde Draufsicht, die eine Konfiguration einer anderen Ausführungsform des optischen Wellenleiterabschnitts des optischen Wellenleiterelements des mit einem Ausgangslichtmonitor ausgerüsteten optischen Wellenleitermodulators der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 20(A) ist eine erläuternde Draufsicht, die eine Konfiguration eines Beispiels für optische Wellenleiter zeigt, die praktisch unausführbar sind.
  • 20(B) ist eine erläuternde Draufsicht, die eine Konfiguration eines anderen Beispiels für optische Wellenleiter zeigt, die praktisch unausführbar sind.
  • 21 ist eine erläuternde Draufsicht, die eine Konfiguration eines wichtigen Abschnitts einer weiteren Ausführungsform des mit einem Ausgangslichtmonitor ausgerüsteten optischen Wellenleitermodulators der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 22 ist eine erläuternde Draufsicht, die eine Konfiguration eines wichtigen Abschnitts noch einer weiteren Ausführungsform des mit einem Ausgangslichtmonitor ausgerüsteten optischen Wellenleitermodulators der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 23 ist eine erläuternde Draufsicht, die eine Konfiguration eines wichtigen Abschnitts noch einer weiteren Ausführungsform des mit einem Ausgangslichtmonitor ausgerüsteten optischen Wellenleitermodulators der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 24(A) ist eine erläuternde Draufsicht, die ein Beispiel für das Verbindungssystem zwischen einem Ausgangslicht-Wellenleiterabschnitt und einem Überwachungslicht-Wellenleiterabschnitt im Verbindungsabschnitt einer Mehrzahl Oberflächenwellenleiterabschnitte miteinander im optischen Wellenleiterelement des mit einem Ausgangslichtmonitor ausgerüsteten optischen Wellenleitermodulators der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 24(B) ist eine erläuternde Draufsicht, die ein anderes Beispiel für das Verbindungssystem zwischen einem Ausgangslicht-Wellenleiterabschnitt und einem Überwachungslicht-Wellenleiterabschnitt im Verbindungsabschnitt einer Mehrzahl Oberflächenwellenleiterabschnitte miteinander im optischen Wellenleiterelement des mit einem Ausgangslichtmonitor ausgerüsteten optischen Wellenleitermodulators der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 24(C) ist eine erläuternde Draufsicht, die ein anderes Beispiel für das Verbindungssystem zwischen einem Ausgangslicht-Wellenleiterabschnitt und einem Überwachungslicht-Wellenleiterabschnitt im Verbindungsabschnitt einer Mehrzahl Oberflächenwellenleiterabschnitte miteinander im optischen Wellenleiterelement des mit einem Ausgangslichtmonitor ausgerüsteten optischen Wellenleitermodulators der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 25 ist eine erläuternde Seitenansicht eines Endabschnitts einer Ausführungsform des verstärkenden Kapillargefäßes des mit einem Ausgangslichtmonitor ausgerüsteten optischen Wellenleitermodulators der vorliegenden Erfindung.
  • 26 ist eine erläuternde schematische Ansicht, die eine Form des verstärkenden Kapillargefäßes des mit einem Ausgangslichtmonitor ausgerüsteten optischen Wellenleitermodulators der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 27 ist eine erläuternde Draufsicht einer anderen Ausführungsform des mit einem Ausgangslichtmonitor ausgerüsteten optischen Wellenleitermodulators der vorliegenden Erfindung und
  • 28 ist eine erläuternde Vorderansicht des mit einem, Ausgangslichtmonitor ausgerüsteten, in 27 gezeigten optischen Wellenleitermodulators.
  • Beste Art zur Ausführung der Erfindung
  • Wie oben erwähnt, tritt im optischen Wellenleitermodulator gewöhnlich eine Drift der Arbeitspunktspannung, die als eine Temperaturdrift oder eine DC-Drift (Gleichspannungsdrift) bezeichnet wird, auf, und ist es daher erforderlich, die Arbeitspunktspannung als Reaktion auf den Ausgang des Modulators zu steuern, um den Arbeitspunkt in ein und demselben Punkt auf einer bestimmten Kennlinie zu halten, selbst wenn die Drift auftritt. Diese Notwendigkeit wird nachstehend unter Bezugnahme auf die 1(A) bis 1(D) erläutert. Wenn bei der Form von Wellen 1 in der Kennlinie von angelegter Spannung und Lichtabgabe eines Modulators ein Arbeitspunkt in einem zentralen Punkt 2 der Wellenform 1 liegt und ein wie in 1(B) gezeigtes HF-Signal 3 durch einen optischen Lichteingangsleiter 22 angelegt wird, hat der resultierende Lichtausgang die Form von Wellen 4 des in 1(C) gezeigten Signals, wobei die Form analog zu der des angelegten HF-Signals 3 ist. Wenn in diesem Fall die Form von Wellen der Kennlinie wegen einer Temperaturdrift und/oder einer Gleichspannungsdrift zu einer Form von in 1(A) durch eine gestrichelte Linie dargestellten Wellen 5 hin verschoben wird, nehmen die resultierenden Ausgangswellen eine unregelmäßige Form 6 an, wie in 1(D) dargestellt ist.
  • Selbst wenn die Kennlinie die Wellenform 5 annimmt, kann jedoch die Ausgangswellenform in der Form der Welle 4 bewahrt werden, indem die angelegte Gleichspannung so gesteuert wird, dass sich der Arbeitspunkt im zentralen Punkt 7 der Wellen 5 befindet.
  • 2 zeigt eine Ausführung einer Ausführungsform des mit einem Ausgangslicht-Regelungssystem ausgerüsteten herkömmlichen optischen Wellenleitermodulators. In 2 ist ein Modulator-Chip 9 eines optischen Wellenleitermodulators 8 eine aus einem LN- oder GaAs-Kristall bestehende Substratplatte. Auf einem Oberflächenabschnitt der Substratplatte 9 ist ein Wellenleiter 8a vom Mach-Zehnder-Typ (MZ-Typ) angeordnet, der einen Eingangswellenleiterabschnitt 10 und Y-förmigen Trennungsabschnitt 11 aufweist. MZ-Arm-Wellenleiterabschnitte 12, 13, eine Wellenkombinationsvorrichtung 14 und ein Ausgangswellenleiterabschnitt 15 sind ausgebildet. Nahe an den Arm-Wellenleiterabschnitten 12, 13 sind Steuerelektroden 16, 16' angeordnet. Zwischen den Elektroden 16 und 16' wird von einem HF-Signaloszillator (Elektrodensteuerschaltung 18a) durch einen Verbinder 17 eine HF-Signalspannung 18 angelegt und als Reaktion auf das angelegte HF-Signal 18 wird das durch den Wellenleiter 8a übertragene Licht phasenmoduliert und in der Wellenkombinationsvorrichtung 14 wellenkombiniert. Das Ausgangslicht, dessen Intensität wie oben erwähnt geändert wurde, wird vom Ausgangswellenleiterabschnitt 15 durch einen optischen Leiter 23 für Ausgangslicht abgegeben.
  • Zwischen den Elektroden 19 und 19', die mit den HF-Elektroden 16 und 16' jeweils in Reihe geschaltet sind, wird durch einen Gleichstromanschluss 20 eine Gleichspannung 21 separat angelegt, um den Arbeitspunkt der Modulationskurve in einem zentralen Punkt 2 des HF-Signals 18 festzulegen. Die Eingangs- und Ausgangswellenleiterabschnitte 10 und 15 sind jeweils mit ein optischen Eingangs- und Ausgangsleitern 22 und 23 verbunden. Der optische Ausgangsleiter 23 ist mit einem optischen Koppler 25 verbunden, der sich außerhalb des Modulatormoduls 24 befindet. Im optischen Koppler 25 wird das Ausgangslicht in ein Hauptsignallicht 25a und ein Zweiglicht 26 geteilt. Das Hauptsignallicht 25a wird vom optischen Koppler 25 abgegeben und das Zweiglicht 26 wird in ein photoelektrisches Wandlerelement 27 eingegeben und in ein elektrisches Signal gewandelt. Das elektrische Signal wird in eine Vorspannungssteuerschaltung 28 eingegeben und steuert die Gleichspannung 21 in der Schaltung. Durch Steuern der Gleichspannung 21 wie oben erwähnt wird es möglich, den Arbeitspunkt auf der Modulationskurve zu identifizieren und eine Verzerrung der Modulationskurve zu verhindern, selbst wenn eine Gleichspannungsdrift auftritt.
  • Bei dem in 2 gezeigten herkömmlichen Modulator sind jedoch der optische Koppler 25 und das photoelektrische Wandlerelement 27 notwendigerweise angeordnet und diese Notwendigkeit verursacht einen Anstieg der Kosten des Modulatorsystems, eine starke Einschränkung bezüglich der Abmessungen und der Form des Systems und eine Abnahme der Zuverlässigkeit des Systems.
  • 3 zeigt eine erläuternde Draufsicht einer anderen Ausführungsform des mit einem Ausgangslichtmonitor ausgerüsteten herkömmlichen optischen Wellenleitermodulators. Wie aus 3 ersichtlich ist, sind ein optisches Wellenleiterelement 30 eines Modulators 29, ein optischer Wellenleiter 32 vom Mach-Zehnder-(MZ-)Typ und Elektroden 33 zum Steuern des optischen Wellenleiters 32 auf einer dielektrischen Substratplatte 31 angeordnet und das Ausgangssignallicht 34 wird von einem Ausgangsende des optischen Wellenleiters 32 durch einen optischen Leiter 23 abgegeben. Im Element 30 ist ein optischer Wellenleiterabschnitt 37 zur Überwachung von Licht durch einen Richtverbinder 36 mit einem stromabwärts von einem Verbindungsabschnitt 35 angeordneten Abschnitt des Wellenleiters 32 verbunden und ein Abschnitt des durch den Verbindungsabschnitt 35 abgegebenen Lichtes wird vom abgegebenen Licht getrennt und als Überwachungslicht verwendet. Der optische Wellenleiterabschnitt 37 für das Überwachungslicht ist an einem Ausgangsende mit einem optischen Leiter 39 für das Überwachungslicht verbunden, der durch ein Verstärkungsbauelement 38 gehalten wird, und das durch den optischen Leiter 39 für das Überwachungslicht abgegebene Überwachungslicht 37a wird durch ein Lichtempfangselement 40 empfangen. Von diesem Lichtempfangselement 40 wird ein Überwachungssignal ausgegeben.
  • Da das Lichtempfangselement außerhalb des Behälters 41, in dem das optische Wellenleiterelement enthalten ist, angeordnet und mit dem optischen Leiter für das Überwachungslicht verbunden ist, ist selbst der in 3 dargestellte Modulator mit Nachteilen behaftet, weil die Kosten des Modulatorsystems hoch sind, die Einschränkung bezüglich der Abmessungen und der Form des Systems stark und die Zuverlässigkeit ungenügend ist.
  • Der mit einem Ausgangslichtmonitor ausgerüstete optische Wellenleitermodulator der vorliegenden Erfindung weist auf:
    ein optisches Wellenleiterelement mit einem dielektrischen Substrat und einem optischen Wellenleiter, der auf einer Vorderfläche des dielektrischen Substrates gebildet ist, wobei der optische Wellenleiter mehrere optische Oberflächenwellenleiterabschnitte aufweist, sowie einen optischen Wellenleiterverbindungsabschnitt, auf dem die optischen Oberflächenwellenleiterabschnitte zusammengeführt und miteinander verbunden sind, und einen optischen Ausgangslicht-Ausgangswellenleiterabschnitt, der mit dem optischen Wellenleiterverbindungsabschnitt verbunden ist;
    einen optischen Leiter für Ausgangslicht, der mit einem Ausgangsende des optischen Ausgangslicht-Ausgangswellenleiterabschnitts des optischen Wellenleiterelements verbunden ist;
    ein verstärkendes Kapillargefäß zur Verstärkung einer Verbindung zwischen dem optischen Wellenleiterelement und dem optischen Ausgangslicht-Ausgangsleiter; und
    eine Einrichtung zum Empfangen von Überwachungslicht,
    wobei
    das verstärkende Kapillargefäß aufweist: ein darin ausgeformtes Loch oder eine darin ausgeformte Kerbe zum Aufnehmen und Halten des optischen Leiters für Ausgangslicht, eine Verbindungsfläche, die mit einer Oberfläche des Ausgangsendes des Substrats des optischen Wellenleiterelements verbunden ist, und eine Endfläche gegenüber der Verbindungsfläche, um so zu ermöglichen, dass das verstärkende Kapillargefäß das vom optischen Wellenleiterelement durch mindestens ein Element, das vom Kapillargefäß selbst ausgewählt wird, und dem im Kapillargefäß angeordneten optischen Leiter für das Überwachungslicht abgegebene Überwachungslicht empfängt, um das Überwachungslicht dort hindurch zu übertragen und das Überwachungslicht aus dem Kapillargefäß nach außen abzugeben; und
    die Überwachungslicht-Empfangseinrichtung in einer Position angeordnet ist, in der das vom verstärkenden Kapillargefäß aus dem Kapillargefäß nach außen abgegebene Überwachungslicht empfangen werden kann, und ein photoelektrisches Wandlerelement aufweist.
  • Bei einer Ausführungsform (1) des mit einem Ausgangslichtmonitor ausgerüsteten optischen Wellenleitermodulators der vorliegenden Erfindung ist das verstärkende Kapillargefäß aus einem lichtdurchlässigen Material, z. B. einem transparenten Glas, gebildet, um so zu ermöglichen, dass im optischen Wellenleiterverbindungsabschnitt des optischen Wellenleiterelements erzeugtes Licht der Strahlungsmode durch das dielektrische Substrat fällt und vom lichtdurchlässigen verstärkenden Kapillargefäß empfangen und das vom verstärkenden Kapillargefäß abgegebene Licht der Strahlungsmode durch die Überwachungslicht-Empfangseinrichtung als Überwachungslicht empfangen wird.
  • In einem optischen Modulator, der einen Wellenleiter vom Mach-Zehnder-Typ enthält und ein EIN/AUS-Signal ausgeben kann, wird in einem AUS-Modus-Zustand, nämlich einem Zustand, in dem kein Lichtsignal ausgegeben wird, erzeugtes Licht der Strahlungsmode in der Substratplatte in einer nach außen geneigten Richtung bezüglich des Ausgangslichtwellenleiters, durch den der optische Signalausgang geleitet wird, gestrahlt. Gewöhnlich fällt das Licht der Strahlungsmode unter einem Strahlungswin kel von ca. 0,7° durch die Substratplatte, während es sich vom Ausgangswellenleiterabschnitt wegbewegt, und wird schließlich aus einer Stirnfläche der Substratplatte nach außen gestrahlt. Die Menge des Lichtes der Strahlungsmode steht in einer komplementären Beziehung zu einer Menge des durch den Ausgangslicht-Ausgangswellenleiterabschnitt übertragenen Ausgangssignallichtes, und daher kann der Lichtsignalausgang durch Detektieren des Lichtes der Strahlungsmode überwacht werden.
  • Im optischen Modulator ist ein optischer Leiter mit einer Stirnfläche der Substratplatte verbunden, um einen optischen Signalausgang vom optischen Wellenleiter zu empfangen und den optischen Signalausgang aus dem Modulator nach außen zu leiten. Da der optische Leiter einen sehr kleinen Außendurchmesser von 125 μm hat, ist die resultierende Verbindungsfestigkeit zwischen dem Leiter und der Stirnfläche ungenügend, wenn der Leiter einfach mit der Stirnfläche der Substratplatte verklebt wird. Deshalb wird ein verstärkendes Kapillargefäß als ein den optischen Leiter verstärkendes Material verwendet, das den optischen Leiter abdeckt. Durch Verbinden einer Endoberfläche des verstärkenden Kapillargefäßes mit der Stirnfläche der Substratplatte kann nämlich die Verbindung zwischen dem optischen Leiter und dem optischen Wellenleiter verstärkt und geschützt und die Verbindungsfestigkeit zwischen dem optischen Leiter und dem optischen Wellenleiter erhöht werden. Das verstärkende Kapillargefäß ist gewöhnlich aus einem Siliziummaterial oder einem keramischen Material hergestellt. Wenn das verstärkende Kapillargefäß aus einem Material hergestellt ist, das für das Signallicht und das Licht der Strahlungsmode durchlässig ist und eine ausreichende Größe hat, um das von der Stirnfläche der Substratplatte abgestrahlte Licht der Strahlungsmode zu empfangen, kann das Licht der Strahlungsmode in das verstärkende Kapillargefäß eingeführt werden.
  • Unter Bezugnahme auf die 4(A) und 4(B) wird das Licht der Strahlungsmode nachstehend erläutert. In 4(A) ist ein optischer Wellenleiter 30 auf einer dielektrischen Substratplatte 31 ausgebildet. Der optische Wellenleiter 30 weist auf: einen mit einer Lichteingangsquelle (nicht dargestellt) verbundenen Eingangsabschnitt (nicht dargestellt), vom Eingangsabschnitt abzweigende verzweigte Oberflächenwellenleiterabschnitte 42, 43 Ausgangsabschnitte 44 und 45 der verzweigten Oberflächenwellenleiterabschnitte 42, 43 einen Verbindungspunkt 46, an dem die Ausgangsabschnitte 44, 45 so zusammengeführt sind, dass das durch die verzweigten Abschnitte 42 und 44 und 43 und 45 übertragene Licht miteinander kombiniert wird, während das Licht interferiert, und einen Ausgangsabschnitt 47, der sich vom Verbindungsteil 46 aus erstreckt. Wenn ein HF-Signal an Elektroden (nicht darge stellt), die nahe an den verzweigten Abschnitten 42 und 43 angeordnet sind, angelegt wird, ändern sich die optischen Phasen der durch die verzweigten Abschnitte 42 und 43 übertragenen Lichtwellen jeweils anders. Wenn die Lichtwellen im Verbindungsabschnitt 46 miteinander kombiniert werden, interferieren die kombinierten Lichtwellen daher, die Intensität des Lichtes ändert sich als Reaktion auf das HF-Signal und das resultierende optische Signal wird durch den Wellenleiterausgangsabschnitt 47 abgegeben. In diesem Fall wird Licht, das in einer komplementären Beziehung zum optischen Signal steht, als Lichter 48 und 49 der Strahlungsmode vom Verbindungsabschnitt 46 in die Substratplatte 31 gestrahlt und durch Übertragungswege 48 und 49, die sich in beiden Seiten des Ausgangsabschnitts 47 erstrecken, in einer geneigten Auswärtsrichtung übertragen.
  • Die Lichter 48 und 49 der Strahlungsmode sind Lichter einer höheren Mode als das Einmodenlicht, das vom Ausgangsabschnitt 47 des optischen Wellenleiters 30 abgegeben wird. Die Lichter 48 und 49 der Strahlungsmode unterscheiden sich voneinander um einen Phasenwinkel von 180°.
  • In 4(B) zeigt eine erläuternde Ansicht einer rechten Stirnfläche des in 4(A) dargestellten optischen Wellenleiterelements. In 4(B) bilden ein Signallicht 50, das durch den Ausgangsabschnitt 47 des optischen Wellenleiters fällt, und jedes der Lichter 48 und 49 der Strahlungsmode, die durch die Übertragungswege 48a und 49a für Licht der Strahlungsmode übertragen werden, einen Winkel von ca. 0,7° zueinander.
  • Bei einem Beispiel für die Ausführungsform (1) des mit einem Ausgangslichtmonitor ausgerüsteten optischen Wellenleitermodulators der vorliegenden Erfindung ist die Endfläche des aus dem lichtdurchlässigen Material gebildeten verstärkenden Kapillargefässes eine Licht reflektierende Oberfläche, um so zu ermöglichen, dass das vom optischen Wellenleiterverbindungsabschnitt des optischen Wellenleiterelements abgestrahlte Licht der Strahlungsmode durch das dielektrische Substrat des optischen Wellenleiterelements und das mit der Oberfläche des Ausgangsendes des dielektrischen Substrats verbundene verstärkende Kapillargefäß tritt und an der Licht reflektierenden Endfläche reflektiert wird und das reflektierte Licht der Strahlungsmode durch die Überwachungslicht-Empfangseinrichtung als ein Überwachungslicht empfangen wird.
  • Ferner hat das verstärkende Kapillargefäß vorzugsweise die Form eines aus transparentem Glas hergestellten Zylinders. Vorzugsweise ist bei dem zylindrischen verstär kenden Kapillargefäß aus transparentem Glas das Loch oder die Kerbe zum Halten des optischen Leiters für das Ausgangslicht entlang der Längsachse des zylindrischen Kapillargefäßes aus transparentem Glas ausgeformt und schneidet die Längsachse des Lochs oder der Kerbe die Licht reflektierende Endfläche unter einem schiefen Winkel.
  • Im Allgemeinen erstreckt sich die Längsachse des Lochs oder der Kerbe, um darin einen optischen Leiter für das Ausgangslicht zu halten, vorzugsweise in eine Richtung unter einem rechten Winkel zur Verbindungsendoberfläche des verstärkenden Kapillargefäßes. In dem Fall, in dem die Endfläche des verstärkenden Kapillargefäßes (eine Oberfläche des verstärkenden Kapillargefäßes gegenüber der Verbindungsendoberfläche, auf der das verstärkende Kapillargefäß mit einer Oberfläche des Ausgangsendes des optischen Wellenleiterelements verbunden ist) unter einem schiefen Winkel zur Längsrichtung des Lichtes oder der Kerbe, um darin den optischen Leiter für das Ausgangslicht zu halten, ausgebildet ist, wird das durch das verstärkende Kapillargefäß übertragene Licht der Strahlungsmode auf der geneigten Endfläche des Kapillargefäßes reflektiert und aus dem verstärkenden Kapillargefäß nach außen abgestrahlt (in eine der Richtungen "nach oben", "nach unten", "nach rechts" und "nach links", die sich von der Abgaberichtung des Ausgangslichtes unterscheidet). Das abgestrahlte Licht kann von einer Überwachungslicht-Empfangseinrichtung detektiert werden, z. B. einer Fotodiode (PD), die im das optische Wellenleiterelement enthaltenden Gehäuse getrennt vom optischen Wellenleiterelement angeordnet ist, die Menge des Lichtes der Strahlungsmode kann bestimmt werden und so kann als Reaktion auf die detektierte Menge des Lichtes der Strahlungsmode die Menge des vom optischen Wellenleiter abgegebenen Ausgangslichtes überwacht werden.
  • Durch Festlegen des schiefen Winkels und der Neigungsrichtung der geneigten Endfläche des verstärkenden Kapillargefäßes kann die Reflexionsstrahlungsrichtung des Lichtes der Strahlungsmode eingestellt werden und die Lichtempfangsvorrichtung kann in einer Position angeordnet, befestigt und verbunden werden, die das abgestrahlte Licht empfangen kann. Folglich kann durch Festlegen der geneigten Endfläche des verstärkenden Kapillargefässes die Position der Lichtempfangseinrichtung so gewählt werden, dass die Funktion des optischen Wellenleiterelements und die Anordnung jedes Teilbauelements nicht durch die Lichtempfangseinrichtung beeinträchtigt werden. Die geneigte Endfläche des verstärkenden Kapillargefäßes ist optional durch eine Licht reflektierende Membran aus einem metallischen Material oder einem dielektrischen Material bedeckt, um so eine Erhöhung der Reflexionseffizienz des Lichtes der Strahlungsmode zu ermöglichen. Die Licht reflektierende Membran kann durch Sputtern von metallischem Aluminium gebildet sein.
  • Der optische Wellenleiter des optischen Wellenleiterelements für die vorliegende Erfindung weist eine Mehrzahl Oberflächenwellenleiterabschnitte, einen Wellenleiterverbindungsabschnitt, in dem die Oberflächenwellenleiterabschnitte miteinander verbunden sind, und einen Ausgangswellenleiterabschnitt, der mit dem Wellenleiterverbindungsabschnitt verbunden ist, auf, die im Oberflächenabschnitt des dielektrischen Substrats ausgebildet sind. Die Mehrzahl Oberflächenwellenleiterabschnitte kann von einem Lichteingangswellenleiterabschnitt abgezweigt sein oder in solchen bestehen, die Licht an ihren Stirnflächen, die dem Wellenleiterverbindungsabschnitt gegenüberliegen, zu empfangen vermögen.
  • Das Ausgangsende des optischen Wellenleiters ist mit einer Stirnfläche eines optischen Ausgangslicht-Ausgangsleiters verbunden. Der Verbindungsendabschnitt des optischen Leiters ist durch ein verstärkendes Kapillargefäß verstärkt. Das verstärkende Kapillargefäß hat eine ausreichende Größe, um das vom optischen Wellenleiter abgestrahlte Licht der Strahlungsmode zu empfangen und das Licht der Strahlungsmode hindurchzuleiten. Das verstärkende Kapillargefäß hat eine Stirnfläche, die mit einer Ausgangsstirnfläche des optischen Wellenleiterelements verbunden ist, um eine Verbindungsstirnfläche bereitzustellen, und eine gegenüberliegende Endfläche, die bezüglich der Verbindungsstirnfläche geneigt ist, um eine geneigte Endfläche bereitzustellen. Wie oben erwähnt, hat das verstärkende Element ein Loch oder eine Kerbe, durch das bzw. die die Verbindungsstirnfläche und die geneigte Endfläche miteinander verbunden sind, und in dem bzw. der der optische Ausgangslicht-Ausgangsleiter gehalten wird. Das Loch oder die Kerbe ist entlang der Längsachse des verstärkenden Kapillargefäßes ausgebildet und die Längsachse und die geneigte Endfläche schneiden einander unter einem schiefen Winkel. Die Kerbe kann nach dem Platzieren des optischen Leiters in die Kerbe bedeckt oder nicht bedeckt werden. Die Stirnfläche des im Loch oder in der Kerbe des verstärkenden Kapillargefäßes gehaltenen optischen Leiters ist mit der Ausgangsstirnfläche des optischen Wellenleiters verbunden, wie oben erwähnt.
  • 5 ist eine erläuternde Draufsicht einer Konfiguration einer Ausführungsform des mit einem Ausgangslichtmonitor ausgerüsteten optischen Wellenleitermodulators der vorliegenden Erfindung, in der keine Deckenplatte dargestellt ist. 6 ist eine erläuternde Vorderansicht des Modulators von 5 und 7 ist eine erläuternde Seitenansicht, die die Ausführung des Verbindungsteils der Stirnfläche des optischen Wellenleiterelements des Modulators der 5 und 6 mit dem optischen Leiter und dem verstärkenden Element zeigt.
  • In den 5, 6 und 7 sind auf einer Substratplatte 51 eines optischen Wellenleiterelements ein optischer Wellenleiter 52 des Mach-Zehnder-Typs (MZ-Typs) und Elektroden 53 zum Steuern des Wellenleiters angeordnet und ein Ausgangssignallicht 54 wird vom Ausgangsende des optischen Wellenleiters 52 abgegeben. Licht 56 der Strahlungsmode wird vom Verbindungsabschnitt 55 des optischen Wellenleiters 52 abgestrahlt, es fällt durch die Substratplatte 51 und wird aus der Substratplatte 51 nach außen abgestrahlt.
  • Der Modulator ist in einem Modulatorgehäuse 57 enthalten, Eingangslicht 58 wird durch einen eingangsseitigen optischen Leiter 59 in den optischen Wellenleiter 52 eingegeben. Der optische Leiter 59 ist von einem eingangsseitigen leitungsverstärkenden Element 60 abgestützt und verstärkt und ein Ende des optischen Leiters 59 ist mit einem Eingangsende des optischen Wellenleiters 52 verbunden. Die Steuerelektroden 53 werden durch ein Steuersignal gesteuert, das durch einen Verbinder 61 zur Eingabe des Steuersignals in die Elektroden eingegeben und durch einen Verbinder 62 zur Ausgabe des Signals ausgegeben wird.
  • Die Ausgangsstirnfläche des optischen Wellenleiterelements ist mit einer Verbindungsstirnfläche des verstärkenden Kapillargefäßes 63 verbunden, um zu ermöglichen, dass das durch die Substratplatte 51 übertragene Licht 56 der Strahlungsmode in das Innere des verstärkenden Kapillargefäßes 63 eingebracht wird. Das Licht 56 der Strahlungsmode wird auf einer geneigten Endfläche 64 des verstärkenden Kapillargefäßes 63 reflektiert und aus dem verstärkenden Kapillargefäß nach außen abgestrahlt. Das abgestrahlte Licht der Strahlungsmode wird durch eine Lichtempfangseinrichtung 66 empfangen und überwacht. Der Überwachungssignalausgang von der Lichtempfangseinheit 66 wird durch einen im Gehäuse 57 angeordneten Verbinder 67 ausgegeben. Ein optischer Lichtausgangsleiter 68 wird in einem im verstärkenden Kapillargefäß 63 ausgeformten Loch gehalten und eine Stirnfläche des optischen Leiters 68 ist mit einer Ausgangsstirnfläche des optischen Wellenleiters 52 verbunden.
  • Im Eingangsende-Abschnitt des in den 5, 6 und 7 gezeigten optischen Wellenleiterelements ist eine Stirnfläche des eingangsseitigen optischen Leiters 59 mit einer Eingangsstirnfläche des optischen Wellenleiters 52 verbunden und diese Verbindungsabschnitte sind durch ein eingangsseitiges verstärkendes Element 60 ver stärkt. Das Eingangslicht 58 wird durch den optischen Leiter 59 in den optischen Wellenleiter 52 eingegeben.
  • Die oben erwähnten miteinander verbundenen Elemente sind im Gehäuse 57 enthalten und eine obere Öffnung des Gehäuses ist mit einer Deckenplatte (in den 5 bis 7 nicht dargestellt) verschlossen und abgedichtet.
  • Die anderen Enden der eingangsseitigen und ausgangsseitigen optischen Leiter erstrecken sich durch im Gehäuse ausgeformte Leiterführungslöcher aus dem Gehäuse nach außen. Die Leiterführungslöcher können abgedichtet oder die oben genannten im Gehäuse befindlichen Elemente können am Gehäuse befestigt sein und es ist möglich, dass die Deckenplatte und die im Gehäuse ausgeformten Löcher nicht abgedichtet sind.
  • Im Modulator der vorliegenden Erfindung, in dem das Licht der Strahlungsmode als Überwachungslicht verwendet wird, ist das verstärkende Kapillargefäß aus einem für das Licht der Strahlungsmode durchlässigen Material gebildet. Das für diesen Fall verwendete verstärkende Kapillargefäß ist aus transparenten Siliziummaterialien (Silizium-Einkristall), Glasmaterialien (z. B. Quarzglas oder Borosilikatglas) oder Keramikmaterialien gebildet. Es gibt keine spezielle Einschränkung der Form und der Abmessungen des verstärkenden Kapillargefäßes, sofern das resultierende verstärkende Kapillargefäß zur Überwachung des Lichtes der Strahlungsmode verwendbar ist. Das verstärkende Kapillargefäß hat vorzugsweise die Form eines Zylinders mit einem Loch. Das Loch oder die Kerbe des verstärkenden Kapillargefäßes zum Stützen des optischen Leiters ist vorzugsweise entlang der Längsachse des zylindrischen verstärkenden Kapillargefäßes gebildet und die Längsachse schneidet die geneigte Stirnfläche des zylindrischen verstärkenden Kapillargefäßes unter einem schiefen Winkel.
  • Das Licht der Strahlungsmode, welches auf der Licht reflektierenden Endfläche des das Loch aufweisenden zylindrischen verstärkenden Kapillargefäßes reflektiert wird, wird in Richtung auf einen Umfang des Kapillargefäßes übertragen und sodann über den Umfang des zylindrischen verstärkenden Kapillargefäßes als ein Überwachungslicht abgegeben. Das abgegebene Überwachungslicht wird aufgrund eines Linseneffektes des Umfanges des zylindrischen verstärkenden Kapillargefäßes gebündelt und das gebündelte Überwachungslicht wird durch die Überwachungslicht-Empfangseinrichtung empfangen.
  • Wie in 6 dargestellt ist, ist eine erste verfärbungshindernde Kerbe 69 auf einem Abschnitt der Bodenfläche des verstärkenden Kapillargefäßes 63 nahe der Verbindungsfläche des verstärkenden Kapillargefäßes ausgeformt und eine zweite verfärbungshindernde Kerbe 70 ist auf einem Abschnitt der Bodenfläche des verstärkenden Kapillargefäßes nahe der geneigten Endfläche des verstärkenden Kapillargefäßes ausgeformt. Die erste verfärbungshindernde Kerbe 69 kann eine überschüssige Menge eines zwischen den Verbindungsflächen des verstärkenden Kapillargefäßes und dem optischen Wellenleiterelement aufgetragenen Klebstoffes in sich aufnehmen, um eine Verfärbung am Umfang des verstärkenden Kapillargefäßes, durch den das Licht der Strahlungsmode abgegeben wird, zu verhindern. Ferner kann die zweite verfärbungshindernde Kerbe 70 eine überschüssige Menge eines zwischen dem optischen Leiter für das Ausgangslicht und dem Loch oder der Kerbe des verstärkenden Kapillargefäßes aufgetragenen Klebstoffes in sich aufnehmen, um eine Verfärbung am Umfang des verstärkenden Kapillargefäßes, durch den das Licht der Strahlungsmode abgegeben wird, zu verhindern.
  • Ferner kann bei der Ausführungsform des Modulators der vorliegenden Erfindung die Endfläche des verstärkenden Kapillargefäßes als gekrümmte Oberfläche ausgeformt sein, die nach außen ragt, um so zu ermöglichen, dass das Überwachungslicht, welches durch das verstärkende Kapillargefäß übertragen wird, reflektiert und auf der gekrümmten Endfläche gebündelt und sodann von der Überwachungslicht-Empfangseinrichtung empfangen wird.
  • Der oben erwähnte mit einem Ausgangslichtmonitor ausgerüstete optische Wellenleitermodulator der vorliegenden Erfindung weist die folgenden Vorteile auf.
    • (1) Der Aufbau ist einfach. Im mit dem Ausgangslichtmonitor ausgerüsteten Modulator der vorliegenden Erfindung sind nämlich die Form und Ausführung des Lichtintensitätsmodulators und das Zusammenbauverfahren und die Zusammenbautechnik für die optischen Elemente die gleichen wie bei einem nicht vorhandenen Ausgangslichtmonitor, und daher ist keine neue Technologie erforderlich.
    • (2) Das Überwachungsausgangslicht ist durch den Raum übertragbar und daher ist kein optischer Leiter zum Übertragen des Überwachungslichtes erforderlich. Wenn das optische Wellenleiterelement im Gehäuse angeordnet und an diesem befestigt ist, sind daher besondere Verfahren zum Verbinden eines optischen Leiters mit einem Wellenleiter zur Abgabe des Überwachungslichtes, zum Befestigen der Lichtempfangseinrichtung am optischen Wellenleiterelement und zum Verteilen elektrischer Schaltungen für die Lichtempfangseinrichtung unnötig. Ferner können die Lichtempfangseinrichtung und ihre elektrischen Schaltungen zuvor im Gehäuse angeordnet werden. Außerdem ist für das Gehäuse keine spezielle Konstruktion zur Ausführung der oben erwähnten Verfahren erforderlich.
    • (3) Das Überwachungslicht kann in jede Richtung abgestrahlt werden. Die Position der Lichtempfangseinrichtung kann daher frei eingestellt werden und folglich ist keine spezielle Konstruktion zum Anordnen der Lichtempfangseinrichtung im Gehäuse erforderlich, da die Lichtempfangseinrichtung im offenen Raum im Gehäuse angeordnet werden kann.
    • (4) Das Licht der Strahlungsmode wird genutzt. Das Licht der Strahlungsmode, das bei einem Nicht-Lichtintensitätsmodulator gewöhnlich nicht genutzt wird, wird als Überwachungslicht genutzt, und daher ist nicht nur kein speziell konstruierter Abschnitt des optischen Wellenleiterelements wie z. B. ein verzweigter Abschnitt des optischen Wellenleiters zur Abgabe des Überwachungslichtes erforderlich, sondern es tritt auch keine Zunahme des Lichtübertragungsverlusts auf, der ein mögliches Problem des Modulators ist.
  • Demgemäß kann der herkömmliche Typ des Lichtintensitätsmodulators für den mit dem Ausgangslichtmonitor ausgerüsteten Modulator verwendet werden, ohne den verzweigten Abschnitt des optischen Wellenleiterelements für das Überwachungslicht und die Linse zum Aufnehmen des Überwachungslichtes anzuordnen.
  • Bei einem anderen Beispiel der Ausführungsform (1) des mit einem Ausgangslichtmonitor ausgerüsteten optischen Wellenleitermodulators der vorliegenden Erfindung ist die Endfläche des aus dem lichtdurchlässigen Material gebildeten verstärkenden Kapillargefäßes mit einem Oberflächenabschnitt, an dem das Überwachungslicht reflektiert wird, und einem nicht überwachenden Oberflächenabschnitt versehen, wodurch bei der Übertragung des vom optischen Wellenleiterverbindungsabschnitt des optischen Wellenleiterelements durch beide Seitenabschnitte des optischen Ausgangslicht-Ausgangswellenleiterabschnitts abgestrahlten Lichtes der Strahlungsmode durch das dielektrische Substrat des optischen Wellenleiterelements und das mit der Oberfläche des Ausgangsendes des dielektrischen Substrats verbundene verstärkende Kapillargefäß nur ein Abschnitt des Lichtes der Strahlungsmode, der zu einem Seitenabschnitt des optischen Ausgangslicht-Ausgangswellenleiterabschnitts abgestrahlt wird, am Überwachungslicht reflektierenden Oberflächenabschnitt des verstär kenden Kapillargefäßes zur Überwachungslicht-Empfangseinrichtung reflektiert wird, durch die Überwachungslicht-Empfangseinrichtung als ein Überwachungsausgangslicht empfangen wird und ein anderer Abschnitt des Lichtes der Strahlungsmode, der den nicht überwachenden Oberflächenabschnitt erreicht, nicht von der Überwachungslicht-Empfangseinrichtung als ein Überwachungslicht empfangen wird.
  • In diesem Fall schneidet der reflektierende Endflächenabschnitt des verstärkenden Kapillargefäßes vorzugsweise die Richtung der Längsachse des Lochs oder der Kerbe, in das bzw. die der optische Ausgangslicht-Ausgangsleiter aufgenommen ist, unter einem schiefen Winkel, um so zu ermöglichen, dass das Licht der Strahlungsmode, welches am reflektierenden Endflächenabschnitt reflektiert wird, durch die Überwachungslicht-Empfangseinrichtung als ein Überwachungslicht empfangen wird.
  • Ferner hat das verstärkende Kapillargefäß vorzugsweise die Form eines Zylinders, der als ein Loch wie oben erwähnt einen Hohlraum hat. In diesem Fall wird der Abschnitt des Lichtes der Strahlungsmode, welcher auf dem reflektierenden Oberflächenabschnitt des zylindrischen verstärkenden Kapillargefäßes reflektiert wird, als Überwachungslicht über den Umfang des zylindrischen verstärkenden Kapillargefäßes abgegeben und durch den Linseneffekt des Umfangs des zylindrischen verstärkenden Kapillargefäßes gebündelt und das gebündelte Überwachungslicht wird durch die Überwachungslicht-Empfangseinrichtung empfangen.
  • 8 zeigt ein Beispiel für Wellenformen von Licht, das auf der reflektierenden Endfläche reflektiert und durch die Lichtempfangseinrichtung im in den 5 und 7 gezeigten Modulator überwacht und von ihr abgegeben wird. In 8 zeigt eine Kurve 71 eine Wellenform des durch den optischen Ausgangsleiter 68 abgegebenen Lichtsignals 54 und eine Kurve 72 zeigt eine Wellenform des Lichtes, wenn das reflektierte Licht 65 der Strahlungsmode durch ein photoelektrisches Überwachungselement der Lichtempfangseinrichtung 66 überwacht wird. Die sich voneinander unterscheidenden optischen Wellen 71 und 72 stehen in einer ergänzenden Beziehung zueinander.
  • Bei dem in den 5 bis 7 gezeigten Modulator werden ein Abschnitt des Lichtes der Strahlungsmode, welcher auf einem unteren halben Abschnitt der reflektierenden Endfläche des verstärkenden Kapillargefässes 63 nahe an der Lichtempfangseinrichtung 66 reflektiert wird, und ein anderer Abschnitt des Lichtes der Strahlungsmode, welcher auf einem oberen halben Abschnitt der reflektierenden Endfläche des Kapillargefäßes 63 weit von der Lichtempfangseinrichtung 66 reflektiert wird, jeweils in wie in 9 gezeigte rechteckige Einfallszonen 73 und 74 der Lichtempfangsoberfläche der Lichtempfangseinrichtung 66 eingebracht. Wenn die Abschnitte der rechteckigen Zonen 73 und 74 übereinander überlappt sind, interferieren Abschnitte des Lichtes der Strahlungsmode, das in eine überlappte Zone 75 eingeführt wird, und daher kann ein Problem derart auftreten, dass der Überwachungslichtausgang des photoelektrischen Wandlerelements in der Lichtempfangseinrichtung wegen Störungen wie z. B. Umgebungstemperatur und anderen Störungen variiert.
  • Dieses Problem kann auf die folgende Weise gelöst werden.
  • Bei einem mit einem Ausgangslichtmonitor ausgerüsteten optischen Wellenleitermodulator der vorliegenden Erfindung wie in 10 dargestellt ist eine Überwachungslicht reflektierende Oberfläche in einem halben Abschnitt der Endfläche eines verstärkenden Kapillargefäßes gebildet und eine nicht überwachende Oberfläche, damit das Licht der Strahlungsmode nicht durch eine Lichtempfangseinrichtung empfangen werden kann, ist im anderen halben Abschnitt der Endfläche gebildet, um so zu ermöglichen, dass ein Abschnitt des Lichtes der Strahlungsmode, welches durch den Innenabschnitt 63a des Kapillargefäßes 63 übertragen wird, nur auf ungefähr einem halben Abschnitt der Endfläche des verstärkenden Kapillargefäßes 63 in Richtung auf die Lichtempfangseinrichtung (photoelektrisches Wandlerelement) reflektiert und durch die Lichtempfangseinrichtung empfangen wird.
  • In 10 ist ein Endabschnitt 76a des Ausgangsende-Abschnitts der Substratplatte 51 und des Ausgangsende-Abschnitts eines verstärkenden Elements 76, das mit der Substratplatte 51 verklebt ist, unter einem schiefen Winkel z. B. 5° gegenüber einer Ebene 47a in einem rechten Winkel bezüglich einer längs verlaufenden Mittelachse des optischen Wellenleiter-Ausgangsabschnitts 47 gebildet.
  • Das Kapillargefäß 63 hat eine längs verlaufende Mittelachse, die sich unter einem schiefen Winkel zur Längsrichtung des optischen Wellenleiter-Ausgangsabschnitts 47 erstreckt, und daher sind das Ausgangsende des optischen Wellenleiter-Ausgangsabschnitts 47 und ein Verbindungsende eines optischen Leiters (in 10 nicht dargestellt) unter einem schiefen Winkel miteinander verbunden. Eine Stirnfläche 76a des verstärkenden Elements 76 und eine Ebene 78a, die im rechten Winkel zur längs verlaufenden Mittelachse 78 des Lochs 77 für den optischen Leiter des verstärkenden Kapillargefäßes 63 ausgebildet ist, bilden einen schiefen Winkel von 7°.
  • In 10 ist eine reflektierende Oberfläche auf einem oberen halben Abschnitt 79 (nämlich ungefähr einem halben Abschnitt nahe der Lichtempfangseinrichtung 66) der Endfläche des Kapillargefäßes 63 gebildet und nur ein Abschnitt des Lichtes 80 der Strahlungsmode, welches auf dem oberen halben reflektierenden Oberflächenabschnitt 79 reflektiert wird, wird durch die Lichtempfangseinrichtung 66 empfangen. Ein unterer halber Abschnitt der Endfläche des verstärkenden Kapillargefäßes 63 ist wie aus 10 ersichtlich ist, bis in eine Tiefe W von der Endfläche abgeschnitten und ein unterer halber Endabschnitt 81 des verstärkenden Kapillargefäßes 63 wird bis zu einer Tiefe F vom Umfang des Kapillargefäßes 63 entfernt. Aufgrund der Entfernung des Abschnitts 81 wird das Licht der Strahlungsmode auf einem Endflächenabschnitt 82, der im unteren Abschnitt des verstärkenden Kapillargefäßes 63 gebildet ist, in eine Richtung reflektiert, die durch den Pfeil 82a gekennzeichnet ist, und daher wird das reflektierte Licht der Strahlungsmode nicht durch die Lichtempfangseinrichtung 66 empfangen. Aus diesen Gründen wird ein Abschnitt des Lichtes der Strahlungsmode, der auf dem unteren halben Abschnitt der Endfläche des verstärkenden Kapillargefäßes reflektiert wird, nicht durch die Lichtempfangseinrichtung empfangen, und folglich ist keine interferierende Oberflächenzone wie z. B. die in 5 gezeigte Oberflächenzone 75 gebildet. Deshalb ist das vom photoelektrischen Wandlerelement der Lichtempfangseinrichtung abgegebene Überwachungslicht stabilisiert.
  • Der Winkel zwischen der reflektierenden Endfläche 79 und der längs verlaufenden Mittelachse 77a des Lochs 77 ist so eingestellt, dass das reflektierte Licht durch die Lichtempfangseinrichtung 66 empfangen werden kann, vorzugsweise im Bereich von 40 bis 46°. Die Länge des verstärkenden Kapillargefäßes 63 ist so eingestellt, dass der optische Leiter im Kapillargefäß stabil gehalten werden kann, vorzugsweise im Bereich von 2 bis 4 mm, und der Durchmesser des verstärkenden Kapillargefäßes 63 ist so eingestellt, dass eine reflektierende Endfläche, die erforderlich ist, um zu ermöglichen, dass die Lichtempfangseinheit eine gewünschte Menge des Lichtes der Strahlungsmode empfängt, gebildet werden kann. Gewöhnlich liegt der Durchmesser des verstärkenden Kapillargefäßes 63 vorzugsweise im Bereich von 0,25 bis 2,5 mm. Das auf der reflektierenden Oberfläche 79 des verstärkenden Kapillargefäßes 63 reflektierte Licht der Strahlungsmode tritt vorzugsweise als ein Einfallslicht in eine Lichtempfangsfläche des photoelektrischen Wandlerelements der Lichtempfangseinrichtung in einem ungefähr rechten Winkel zur Lichtempfangsoberfläche ein.
  • Der Umfang des verstärkenden Kapillargefäßes hat vorzugsweise die Form eines Zylindermantels. In diesem Fall weist die Umfangsoberfläche des Kapillargefäßes einen Linseneffekt eines Kreiszylinderumfangs mit einer endlichen (begrenzten) Brennweite auf. Die Lichtempfangsoberfläche des photoelektrischen Wandlerelements ist vorzugsweise auf oder um den Brennpunkt der Linse angeordnet, um dadurch einen günstigeren Rauschabstand zu schaffen.
  • Durch das Entfernen des unteren halben Abschnitts 81 des Endflächenabschnitts des verstärkenden Kapillargefäßes 63 wie in 10 gezeigt lassen sich die folgenden Vorteile erzielen.
    • (1) Zum Zwecke der Durchführung des optischen Leiters 76 durch das Loch 77 des verstärkenden Kapillargefäßes 63 ist der Durchmesser des Lochs 77 vorzugsweise so groß wie möglich. Da jedoch der Strahlungswinkel des Lichtes der Strahlungsmode ca. 0,7° beträgt, was klein ist, ist der Durchmesser des Lochs vorzugsweise so klein wie möglich, damit das Licht der Strahlungsmode durch das Innere 63a des Kapillargefäßes übertragen werden kann. Demgemäß wird das Loch mit einem Innendurchmesser gebildet, der 1 μm größer ist als der Außendurchmesser des optischen Leiters. Wenn die gesamte Endfläche des verstärkenden Kapillargefäßes die Form einer geneigten Fläche hat, wie in den 5 und 6 gezeigt, ist es in diesem Fall sehr schwierig, den optischen Leiter in das Loch einzuführen. Um die Einführung des optischen Leiters in das Loch zu erleichtern, ist ferner gewöhnlich ein konischer Abschnitt im Einführungsabschnitt des Lochs für den optischen Leiter ausgeformt. Der konische Einführungsabschnitt für den optischen Leiter kann jedoch aus den gleichen Gründen wie oben erwähnt nicht genutzt werden. Wenn jedoch die in 10 gezeigte Konstruktion angewendet wird, kann ein Abschnitt des Lochs, der dem beseitigten Abschnitt 81 gegenüberliegt, als eine Kerbe zur Einführung des optischen Leiters in das Loch fungieren und den optischen Leiter führen so dass die Einführung des optischen Leiters in das Loch einfach ist.
    • (2) Ferner wird der optische Leiter nach dem Ausrichten des Leiters zur Verstärkung des Leiters mit einem Kleber im Loch des verstärkenden Kapillargefäßes festgeklebt und befestigt. In diesem Fall kann ein Problem auftreten, dass der Kleber die reflektierende Endfläche des Kapillargefäßes verfärbt und sich die Reflexionseigenschaft der Endfläche ändert. Der freie Abschnitt 81 dient zum Auffangen des Klebers, um die Verfärbung der reflektierenden Endfläche 79 zu verhindern.
  • Um in der Endfläche des verstärkenden Kapillargefäßes 63 zu bewirken, dass der freie Abschnitt 81 des verstärkenden Kapillargefäßes 63 die oben erwähnten Effekte aufweist, ist vorzugsweise eine Grenzlinie zwischen ungefähr einem halben Abschnitt der Endfläche des verstärkenden Kapillargefäßes, der als eine Reflexionsfläche dient, und einem anderen ungefähr halben Abschnitt der Endfläche zwischen einem Übertragungsweg eines Abschnitts des Lichtes der Strahlungsmode, der zum Licht reflektierenden Endflächenabschnitt hin überträgt, und einem anderen Übertragungsweg eines anderen Abschnitts des Lichtes der Strahlungsmode, der zu einem anderen Abschnitt der Endfläche hin überträgt, angeordnet. Die Grenzlinie ist zwischen einer Mittellinie der Endfläche des verstärkenden Kapillargefäßes, die die Längsachse des Lochs schneidet und sich in die gleiche Richtung erstreckt wie die Grenzlinie, und einer tangentialen Linie, die sich parallel zur Mittellinie erstreckt und mit einem Abschnitt einer Umfangslinie des Lochs des verstärkenden Kapillargefäßes in Kontakt kommt angeordnet, wobei der Licht reflektierende Oberflächenabschnitt von diesem Abschnitt der Umfangslinie gebildet ist. In 10 ist es nämlich angesichts eines Querschnitts in einem rechten Winkel zur längs verlaufenden Mittelachse des Lochs des verstärkenden Kapillargefäßes 63 wie in 11 gezeigt vorzuziehen, dass eine Grenzlinie 83 zwischen dem halben Abschnitt, der die Reflexionsoberfläche 79 bildet, und dem freien Abschnitt 81 zwischen den Übertragungswegen 48a und 49a des Lichtes der Übertragungsmode und auch zwischen der Mittellinie 84, die die Mittelachse 77a des Lochs 77 schneidet, und der tangentialen Linie 85, die mit der Umfangslinie des Lochs 77 in Kontakt kommt, angeordnet ist. Mit anderen Worten, die Schnitttiefe F des freien Abschnitts vom Umfang des verstärkenden Kapillargefäßes aus, der Radius R des verstärkenden Kapillargefäßes und der Radius r des Lochs in 10 erfüllen vorzugsweise die folgende Beziehung. R ≦ F ≦ R + r
  • Das verstärkende Kapillargefäß 63 und das Loch 77 stehen vorzugsweise in einer konzentrischen Beziehung zueinander. Optional haben sie jedoch zueinander eine geringfügig exzentrischen Beziehung in dem Maß, dass das resultierende verstärkende Kapillargefäß die gewünschte Reflexion für das Licht der Strahlungsmode bewirken kann. Ferner kann die Schnitttiefe W von der Endfläche des verstärkenden Kapillargefäßes aus zur Bildung des freien Abschnitts 81 eingestellt werden wie gewünscht und liegt vorzugsweise im Bereich von 0,2 bis 1 mm, so dass die Einfachheit des Schneidverfahrens und die mechanische Festigkeit des resultierenden verstärkenden Kapillargefäßes zufriedenstellend sind. Um den Einfluss der Reflexion des Lichtes der Strahlungsmode auf die Grenzfläche 76a zwischen dem verstärkenden Element 76 und der Substratplatte 51 zu beseitigen, ist ferner die Grenzfläche 76a vorzugsweise in einem schiefen Winkel von ca. 5° bezüglich der Ebene 47a, die zum Ausgangsabschnitt 47 des optischen Wellenleiters senkrecht ist, und einem schiefen Winkel von ca. 7° bezüglich der Ebene 78a, die zur Längsrichtung des Lochs 77 des verstärkenden Kapillargefäßes 77 senkrecht ist, gebildet.
  • Auf dem das Licht der Strahlungsmode reflektierenden Endflächenabschnitt 79 des verstärkenden Kapillargefäßes 63 ist eine Licht reflektierende Membran vorzugsweise durch Abscheidung einer Metallmembran, z. B. einer Gold-, Chrom- oder Aluminiummembran, oder eine dielektrische Mehrschichtenmembran, die aus mindestens einer TiO2-Schicht und mindestens einer SiO2-Schicht besteht, die abwechselnd aufeinander laminiert sind, gebildet, um den Reflexionsgrad der reflektierenden Endfläche zu erhöhen.
  • Ein Abschnitt der Endfläche des verstärkenden Kapillargefäßes ist optional als gekrümmte Oberfläche ausgeformt, die nach außen ragt, um so zu ermöglichen, dass das Überwachungslicht, welches durch das verstärkende Kapillargefäß übertragen wird, auf dem gekrümmten Oberflächenabschnitt der Endfläche reflektiert und in die Überwachungslicht-Empfangseinrichtung hinein gebündelt und von ihr empfangen wird.
  • Als ein photoelektrisches Wandlerelement der Lichtempfangseinrichtung wird vorzugsweise eine Halbleiter-Fotodiode (PD) verwendet. In diesem Fall wird das Licht der Strahlungsmode durch die PD empfangen, das empfangene Licht wird durch die PD in ein elektrisches Signal gewandelt und ein elektrisches Signal wird von der PD abgegeben.
  • 12 zeigt eine andere Ausführungsform des optischen Modulators der vorliegenden Erfindung. In 12 ist eine aus einem festen dielektrischen Material, z. B. LiNbO3, gebildete Substratplatte 51, in einem Gehäuse (Kapsel) 57 befestigt und ein optischer Wellenleiter 52 im Oberflächenabschnitt der Substratplatte gebildet. Der optische Wellenleiter 52 hat einen Eingangsabschnitt 86 des optischen Wellenleiters, verzweigte Abschnitte 87 und 88, die vom Eingangsabschnitt 86 abgezweigt sind, Ausgangsabschnitte 44 und 45 der verzweigten Abschnitte 87 und 88, den Verbindungsabschnitt 46 der verzweigten Abschnitte und den Ausgangsabschnitt 47 und Elektroden 53 und 53a sind an den verzweigten Abschnitten 87 und 88 angeordnet. Ein den Eingangsabschnitt verstärkendes Element 89 ist am Eingangsende-Abschnitt der Substratplatte 51 angeordnet, ein eingangsseitiges Kapillargefäß 90 ist mit der Eingangsstirnfläche der Substratplatte verbunden (in 12 sind das Kapillargefäß 90 und die Eingangsstirnfläche der Substratplatte 51 jedoch voneinander beabstandet), ein eingangsseitiger optischer Leiter 91 ist in ein Loch (in 12 nicht darge stellt) des verstärkenden Kapillargefäßes 90 eingeführt und eine Stirnfläche des optischen Leiters 91 ist mit der Eingangsstirnfläche des Eingangsabschnitts 86 des optischen Wellenleiters verbunden.
  • Der Ausgangsabschnitt 47 des optischen Wellenleiters ist auf die gleiche Weise wie in 10 mit dem ausgangsseitigen verstärkenden Kapillargefäß 63 und dem ausgangseitigen optischen Leiter 78 verbunden.
  • Wenn Licht durch den eingangsseitigen optischen Leiter 91, der durch das verstärkende Element 90 verstärkt ist, in den Eingangsabschnitt 86 des optischen Wellenleiters eingegeben wird, wird das eingegebene Licht an die verzweigten Abschnitte 87 und 88 verteilt und ein elektrisches Signal 92 wird z. B. durch einen auf einer Seitenoberfläche des Gehäuses 57 angeordneten Verbinder 93 an die Elektroden 53 und 53a angelegt, die optische Phase der durch die verzweigten Abschnitte 87 und 88 übertragenen Lichtwellen variiert als Reaktion auf das angelegte Signal, die Lichtwellen werden im Verbindungsabschnitt 46 miteinander vereinigt und interferieren miteinander, um Signallicht zu erzeugen. Das durch die Interferenz erzeugte Signallicht wird durch den optischen Leiter 78, der durch das Kapillargefäß 63 verstärkt ist, aus dem Gehäuse 57 nach außen abgegeben.
  • In zwei Abschnitten 48 und 49 des Lichtes der Strahlungsmode, welches am Verbindungsabschnitt 46 zu den zwei Seiten des Ausgangsabschnitts des optische Wellenleiters für das Ausgangslicht in der Substratplatte 51 abgestrahlt wird, wird der Abschnitt 48 des Lichtes der Strahlungsmode durch das Innere 63a des Kapillargefäßes 63 übertragen und auf der reflektierenden Oberfläche 79 reflektiert, die in einem oberen halben Abschnitt der Endfläche des Kapillargefäßes 63 gebildet ist, der reflektierte Lichtabschnitt wird auf dem zylindrischen Umfang des Kapillargefäßes 63 gebündelt und in eine Richtung ungefähr in einem rechten Winkel zum Ausgangsabschnitt 47 des optischen Wellenleiters abgestrahlt, nämlich in eine Richtung, die im Wesentlichen senkrecht zu den Seitenflächen des Gehäuses 57 ist. Der abgestrahlte Lichtstrahl 94 wird durch eine Lichtempfangsoberfläche einer Lichtempfangseinrichtung 66 (photoelektrisches Wandlerelement, PD) empfangen, die in einem Winkel im Wesentlichen senkrecht zum Lichtstrahl 94 angeordnet ist und nicht zulässt, dass ein Abschnitt des auf der Lichtempfangsoberfläche reflektierten Lichtstrahls zur reflektierenden Oberfläche des Kapillargefäßes zurückkehrt, und an der Seitenoberfläche des Gehäuses 57 befestigt ist.
  • Das empfangene Lichtsignal der Strahlungsmode wird durch das photoelektrische Wandlerelement in ein elektrisches Signal gewandelt und das resultierende elektrische Signal 95 wird durch einen Verbinder 96 als Ausgangslicht-Überwachungssignal aus dem Gehäuse 57 nach außen ausgegeben.
  • Das vom Verbindungsabschnitt 46 abgestrahlte Licht 49 der Strahlungsmode fällt durch das Innere 63a des Kapillargefäßes 63 und erreicht die Stirnfläche 82 des freien Abschnitts 81, der im unteren halben Abschnitt des Endabschnitts des Kapillargefäßes 63 gebildet ist, und wird auf der Stirnfläche 82 in eine Richtung reflektiert, in der das reflektierte Licht die Lichtempfangseinrichtung 66 nicht erreicht.
  • Die oben erwähnte Überwachungsfunktion kann durch ein optisches Element erreicht werden, das z. B. einen optischen Wellenleiter des Mach-Zehnder-Typs hat, in dem verzweigte Abschnitte an einer Y-förmigen Verbindung miteinander vereinigt sind.
  • Beim optischen Modulator der vorliegenden Erfindung ist die derartige Ausführung des nicht überwachenden halben Abschnitts in der Endfläche des lichtausgangsseitigen verstärkenden Kapillargefäßes, dass ein Abschnitt des Lichtes der Strahlungsmode, welches durch das lichtausgangsseitige verstärkende Kapillargefäß übertragen wird, nicht durch das photoelektrische Wandlerelement der Lichtempfangseinrichtung empfangen wird, nicht auf die in den 10, 11 und 12 gezeigten Ausführungsformen beschränkt. Der nicht überwachende halbe Abschnitt kann durch eine nicht reflektierende Oberfläche für das Licht der Strahlungsmode gebildet sein oder der Abschnitt des Lichtes der Strahlungsmode, welcher auf dem nicht überwachenden halben Abschnitt reflektiert wird, kann durch eine zwischen dem Umfang des Kapillargefäßes und dem photoelektrischen Wandlerelement angeordnete Lichtauffangseinrichtung aufgefangen werden oder eine Einrichtung zum Abschneiden des Abschnitts des Lichtes der Strahlungsmode, welcher durch das Innere des Kapillargefäßes zum nicht überwachenden halben Abschnitt der Endfläche hin übertragen wird, z. B. eine Licht auffangende Konkavität oder eine Licht auffangende Platte, kann im verstärkenden Kapillargefäß angeordnet oder ausgebildet sein.
  • In den 10, 11 und 12 ist eine Ausführungsform des optischen Modulators dargestellt, bei der zur Verringerung der Reflexion des Lichtes der Strahlungsmode auf der Stirnfläche der Substratplatte die Stirnfläche der Substratplatte bezüglich einer Ebene, die senkrecht zur Erstreckungsrichtung des Ausgangsabschnitts 47 des optischen Wellenleiters angeordnet ist, in einem Winkel von ca. 5° in die Oberflächenrichtung (horizontale Richtung) der Substratplatte geneigt ist. Falls die Stirnflä che der Substratplatte bezüglich der Oberfläche der Substratplatte geneigt ist, ist das Kapillargefäß wie in 13 gezeigt ausgeformt, um die Ausbildung des Kapillargefäßes zu vereinfachen.
  • In 13 sind eine Substratplatte 51 und ein verstärkendes Element 76 für die Substratplatte auf einer Bodenfläche eines Gehäuses 57 angeordnet und durch ein tragendes Element 57a abgestützt, die ausgangsseitigen Stirnflächen der Substratplatte und des verstärkenden Elements sind in einem geneigten Winkel bezüglich einer Ebene, welche senkrecht zur Oberfläche der Substratplatte 51 angeordnet ist, ausgebildet, und die geneigte ausgangseitige Stirnfläche der Substratplatte 51 ist mit einer Stirnfläche eines verstärkenden Kapillargefäßes 63 auf eine solche Weise verbunden, dass eine längs verlaufende Mittellinie eines Lochs (nicht dargestellt) des verstärkenden Kapillargefäßes in einem Winkel von 42 bis 48° bezüglich der Oberfläche der Substratplatte geneigt ist. Eine Endfläche 79 des verstärkenden Kapillargefäßes 63 ist imaginär in zwei Hälften geteilt (in diesem Fall eine rechte und eine linke Hälfte), indem eine Linie der Endfläche 79 eine Ebene parallel zu einer vertikalen Ebene, die die längs angeordnete Mittellinie des Lochs des Kapillargefäßes 63 enthält, schneidet. Eine Hälfte der Endfläche 79 dient als ein reflektierender Oberflächenabschnitt und ein Abschnitt des Lichtes der Strahlungsmode, welcher auf dem reflektierenden Oberflächenabschnitt reflektiert wird, wird durch den zylindrischen Umfang des Kapillargefäßes gebündelt und der gebündelte Lichtstrahl wird durch eine Lichtempfangsfläche eines photoelektrischen Wandlerelements der Lichtempfangseinrichtung 66 (die z. B. auf der Bodenfläche des Gehäuses 57 angeordnet ist) empfangen. Die andere Hälfte der Endfläche des verstärkenden Kapillargefäßes ist ein nicht überwachender Oberflächenabschnitt. Eine Grenzlinie zwischen dem reflektierenden Oberflächenabschnitt und dem nicht überwachenden Oberflächenabschnitt ist vorzugsweise auf dieselbe Weise gebildet wie in 11 gezeigt und der nicht überwachende Oberflächenabschnitt kann auf eine Weise gebildet sein wie oben erwähnt.
  • Der in den 10 bis 13 gezeigte mit einem Ausgangslichtmonitor ausgerüstete optische Wellenleitermodulator der vorliegenden Erfindung weist die folgenden Vorteile auf.
    • (1) Die Ausführung des Modulators ist einfach. Die Form und Ausführung des Lichtintensitätsmodulatorelements und das Herstellungsverfahren und die Herstellungstechnik des Elements sind nämlich die gleichen wie die des herkömmlichen Elements ohne Monitor und daher ist keine neue Technologie erforderlich.
    • (2) Das Überwachungsausgangslicht wird durch den Raum übertragen und daher ist kein Licht leitender optischer Leiter für das Überwachungsausgangslicht erforderlich. Wenn das optische Wellenleiterelement im Gehäuse zusammengefügt wird, sind daher keine Verbindung eines optischen Leiters mit einem optischen Überwachungslicht-Ausgangswellenleiter und keine Verbindung eines Lichtempfangselements mit einem optischen Wellenleiterelement, keine Schaltungsanordnung und keine anderen speziellen Operationen erforderlich. Ferner können das Lichtempfangselement und seine Schaltung im Gehäuse angeordnet werden, bevor das optische Wellenleiterelement im Gehäuse befestigt wird. Es ist auch keine spezielle Konstruktion des Gehäuses zur Ausführung der oben erwähnten Operationen erforderlich.
    • (3) Das Überwachungslicht kann in eine gewünschte Richtung abgestrahlt werden. Folglich kann das Lichtempfangselement in einer gewünschten Position frei positioniert werden. Das Lichtempfangselement kann nämlich in jeder freien Position im Gehäuse angeordnet werden. Es ist keine bestimmte Konstruktion des Gehäuses erforderlich, um das Lichtempfangselement im Gehäuse zu positionieren.
    • (4) Licht der Strahlungsmode wird genutzt. Das Licht der Strahlungsmode, das beim herkömmlichen Lichtintensitätsmodulator gewöhnlich ungenutzt bleibt, wird als Überwachungslicht genutzt, und daher benötigt das optische Wellenleiterelement nicht nur keine speziell konstruierten Abschnitte wie z. B. verzweigte Abschnitte zur Abgabe des Überwachungslichtes, sondern es tritt auch keine Zunahme des Lichtübertragungsverlusts auf, was für den Modulator wichtig ist. Deshalb kann der herkömmliche Typ des Lichtintensitätsmodulators bei der vorliegenden Erfindung ohne Modifikation verwendet werden und keine verzweigten Abschnitte des optischen Wellenleiters für das Überwachungslicht und keine Linse zum Herausnehmen des Überwachungslichtes sind erforderlich.
    • (5) Eine störungsbedingte Schwankung des Überwachungslichtausgangs auf Grund des Umgebungswetters ist gering oder tritt gar nicht auf und deshalb kann die Überwachung präzise ausgeführt werden.
  • Bei dem mit einem Ausgangslichtmonitor ausgerüsteten optischen Wellenleitermodulator der vorliegenden Erfindung wird nämlich das Licht der Strahlungsmode als Ü berwachungslicht genutzt, und daher kann eine Überwachungslicht-Detektionseinrichtung einer einfachen Ausführung leicht angeordnet werden und die Schwankung des Überwachungslichtausgangs auf Grund von Störungen ist gering oder nicht vorhanden. Demgemäß kann der Modulator der vorliegenden Erfindung in der Praxis vorteilhaft verwendet werden.
  • Bei der Ausführungsform (2) des mit einem Ausgangslichtmonitor ausgerüsteten optischen Wellenleitermodulators hat der optische Wellenleiter des optischen Wellenleiterelements zusätzlich zum optischen Ausgangslicht-Ausgangswellenleiterabschnitt einen mit dem Wellenleiterverbindungsabschnitt verbundenen optischen Überwachungslicht-Ausgangswellenleiterabschnitt, um so das Überwachungslicht durch das Ausgangsende des optischen Überwachungslicht-Ausgangswellenleiterabschnitts abzugeben.
  • Bei einem Beispiel für die Ausführungsform (2) der vorliegenden Erfindung ist eine Stirnfläche eines optischen Leiterstücks zur Abgabe des Überwachungslichtes mit dem abgebenden Ende des Überwachungslicht-Ausgangswellenleiterabschnitts verbunden; das optische Leiterstück zur Abgabe des Überwachungslichtes wird in einer Kerbe für das Überwachungslicht gehalten, wobei die Kerbe im verstärkenden Kapillargefäß ausgeformt und länger ist als das optische Leiterstück zur Abgabe des Überwachungslichtes; eine Stirnfläche der Kerbe für das Überwachungslicht, die der Ausgangsstirnfläche des optischen Leiterstücks zur Abgabe des Überwachungslichtes gegenüberliegt, bildet eine Reflexionsfläche für das Überwachungslicht, wodurch das durch das Ausgangsende des optischen Leiterstücks zur Abgabe des Überwachungslichtes abgegebene Überwachungslicht auf der oben erwähnten Reflexionsfläche reflektiert wird, und das reflektierte Überwachungslicht wird von der Überwachungslicht-Empfangseinrichtung als ein abgegebenes Überwachungslicht empfangen.
  • 14 ist eine Draufsicht des mit einem Ausgangslichtmonitor ausgerüsteten optischen Wellenleitermodulators der Ausführungsform (2) der vorliegenden Erfindung. 15 ist eine Vorderansicht im Teilschnitt des Modulators von 14 und 15 ist eine Kurve, die Beispiele für Wellenformen des vom Modulator in den 14 und 15 der vorliegenden Erfindung abgegebenen Hauptsignallichtes und Überwachungslichtes zeigt.
  • In den 14, 15 und 16 hat ein optischer Wellenleitermodulator 101 einen Modulatorchip 102, ein verstärkendes Kapillargefäß 103 und eine Überwachungslicht- Empfangseinrichtung 104. Der Modulatorchip 102 hat die gleiche Ausführung wie die des in 15 gezeigten Modulatorchips 102. In den 14 und 15 ist nur ein Abschnitt des Modulatorchips 102 gezeigt.
  • Im Modulatorchip 102 ist ein Oberflächenwellenleiter in einem Oberflächenabschnitt einer Substratplatte 104 ausgebildet, der aus einem dielektrische Material (IN) oder einem Halbleitermaterial (GaAs) besteht. Der Oberflächenwellenieiter hat eine Mehrzahl Oberflächenwellenleiterabschnitte 105 und 106, einen Verbindungsabschnitt 107, in dem die Wellenleiterabschnitte 105 und 106 zusammengeführt und miteinander verbunden sind, einen Hauptausgangswellenleiterabschnitt 108 und einen Überwachungslicht-Ausgangswellenleiterabschnitt 109. Eine Grundplatte 110, die den optischen Leiter trägt, des verstärkenden Kapillargefäßes 103 ist mit einer ausgangsseitigen Stirnfläche der Substratplatte 104 verbunden. Diese Verbindung ist durch ein verstärkendes Element 111 verstärkt.
  • Der Hauptausgangswellenleiterabschnitt 109 ist mit einer Stirnfläche eines optischen Hauptausgangsleiters 112 verbunden. Der optische Hauptausgangsleiter 112 ist in einer V-förmigen Hauptausgangskerbe 113, die in einer optische Leiter stützenden Grundplatte 110 des verstärkenden Kapillargefäßes 103 ausgeformt ist, abgestützt, der entgegengesetzte Endabschnitt des optischen Hauptausgangsleiters 112 erstreckt sich über die den optischen Leiter tragende Grundplatte 110 nach außen, wodurch das durch den optischen Hauptausgangsleiter 112 übertragene Hauptausgangslicht 114 aus dem Modulator 101 nach außen abgegeben wird.
  • Die V-förmige Kerbe 113 hat ein Paar geneigte Seitenflächen, die einander gegenüberliegen und sich entlang der Längsrichtung der Kerbe erstrecken.
  • Der Überwachungslicht-Ausgangswellenleiterabschnitt 108 ist mit einer Stirnfläche eines optischen Überwachungslicht-Ausgangsleiters 115 verbunden und der optische Überwachungslicht-Ausgangsleiter 115 ist in einer V-förmigen Kerbe 116 für das Überwachungslicht, die getrennt von der V-förmigen Kerbe für das Hauptausgangslicht ausgeformt ist, abgestützt. Die V-förmige Kerbe 116 für das Überwachungslicht hat ein Paar geneigte Seitenflächen, die sich entlang ihrer Längsrichtung erstrecken und einander gegenüberliegen, und eine geneigte Endfläche 117, die bezüglich der Längsachse der Kerbe 116 schräg angeordnet ist, und eine Stirnfläche des optischen Überwachungslicht-Ausgangsleiterstücks 115 liegt der geneigten Stirnfläche 117 gegenüber, wodurch das Überwachungslicht 118 durch die andere Stirnfläche des optischen Überwachungslicht-Ausgangsleiterstücks 115 in Richtung auf die geneigte innere Endfläche 117 abgestrahlt wird. Das abgestrahlte Überwachungslicht 118 wird auf der geneigten Endfläche 117 nach oben reflektiert.
  • Eine Überwachungslicht-Empfangseinrichtung 104 ist über der V-förmigen Kerbe 116 für das Überwachungslicht angeordnet. Die Überwachungslicht-Empfangseinrichtung 104 enthält ein photoelektrisches Wandlerelement (eine Fotodiode (PD)) 119. Das photoelektrische Wandlerelement 119 empfängt das auf der geneigten Endfläche 117 der V-förmigen Kerbe 116 für das Überwachungslicht reflektierte Überwachungslicht 118 und wandelt das empfangene Licht in ein elektrisches Signal. Das photoelektrische Wandlerelement 119 wird durch ein stützendes Element 120 gestützt.
  • Die den optischen Leiter tragende Grundplatte 110 besteht z. B. aus einem Si-Einkristall und die geneigten Seitenflächen der V-förmigen Kerbe 113 für das Hauptausgangslicht und die geneigten Seitenflächen und die geneigte Endfläche der V-förmigen Kerbe 116 für das Überwachungslicht sind durch anisotropes Ätzen des Si-Einkristalls gebildet. Bei dieser Ätzung wird die Ebene <111> des Si-Einkristalls selektiv geätzt, um eine V-förmige Kerbe mit einem schiefen Winkel von 54,7° zu auszuformen. Die Form und die Breite des oberen Endes der V-förmigen Kerbe können mittels Fotolithographie zuverlässig eingestellt und das obere Ende der V-förmigen Kerbe kann in einer gewünschten Breite gebildet werden.
  • Wie in 15 dargestellt ist, ragen die oberen Abschnitte der Umfänge der optischen Leiter 112 und 115, die in der V-förmigen Kerbe 113 für das Hauptausgangslicht und der V-förmigen Kerbe 116 für das Überwachungslicht vorzugsweise nach oben über die obere Stirnfläche 121 der den optischen Leiter tragenden Grundplatte 110 hinaus. Die Höhe des Vorsprungs beträgt vorzugsweise 30 μm oder mehr und die Hälfte oder weniger des Außendurchmessers des optischen Leiters. Bei dieser Vorsprungshöhe ist eine Mittellinie 122 des optischen Leiters unter der oberen Oberfläche 121 der den optischen Leiter tragenden Grundplatte 110 angeordnet. Im verstärkenden Kapillargefäß 103 ist eine Schutzplatte 122 auf den optischen Leitern 112 und 115 angeordnet.
  • Angesichts der in 16 gezeigten Beziehung zwischen angelegter Spannung und Lichtabgabe ist klar, dass die Wellenform des Hauptausgangslichtes 114 und die Wellenform des Überwachungslichtes 118 in einer ergänzenden Beziehung zueinander stehen und die Abgabebedingungen des Hauptausgangslichtes 114 durch das Überwachungslicht 118 genau detektiert werden können.
  • Wie 17 zeigt, sind der optische Hauptausgangsleiter 112 und der optische Überwachungslicht-Ausgangsleiter 115, die in den V-förmigen Kerben 113 bzw. 116 der den optischen Leiter tragenden Grundplatte 110 des verstärkenden Kapillargefäßes 103 abgestützt sind, durch einen Kleber 123 in den V-förmigen Kerben 113 und 116 festgeklebt und befestigt und durch eine transparente Schutzplatte 112 stabilisiert, wie in den 15 und 16 dargestellt ist. Ein verstärkendes Element 111 verstärkt die Verbindung zwischen der dielektrischen Grundplatte 104 des Modulatorchips 102 und den optischen Leiter tragenden Grundplatte 110.
  • In den 14 und 15 wird das durch den Überwachungslicht-Ausgangswellenleiterabschnitt 30 abgegebene Überwachungslicht von der Stirnfläche des optischen Überwachungslicht-Ausgangsleiters 108 in Richtung auf die geneigte Endfläche 117 der V-förmigen Kerbe 116 für das Überwachungslicht abgestrahlt, das abgestrahlte Überwachungslicht wird auf der geneigten Endfläche 117 nach oben reflektiert und das reflektierte Überwachungslicht 118 fällt durch die Schutzplatte 122 und wird durch das photoelektrische Wandlerelement (Fotodiode, PD) 119 empfangen, durch welches das empfangene Überwachungslicht in ein elektrisches Signal gewandelt wird. Das elektrische Signal wird als Eingangssignal in die Vorspannungssteuerschaltung (in den 14 und 15 nicht dargestellt) eingegeben, wie in 2 gezeigt, und das photoelektrische Wandlerelement zum Steuern des Modulators kann an der Schutzplatte 122 befestigt sein.
  • In den 18(A), 18(B) und 18(C) sind Beispiele für die V-förmigen Kerben für das Überwachungslicht, die aus Silizium ausgebildet sind, detailliert dargestellt. 18(A) ist eine erläuternde partielle Draufsicht der V-förmigen Kerbe 116, 18(B) eine erläuternde Schnittansicht der V-förmigen Kerbe 116 entlang einer Linie A-A in 18(A) und 18(C) eine erläuternde Schnittansicht der V-förmigen Kerbe entlang einer Linie B-B in 18(A).
  • In den 18(A), 18(B) und 18(C) ist eine V-förmige Kerbe 116 durch Ätzen in einer den optischen Leiter tragende Grundplatte 110 und unter der oberen Oberfläche 121 der Grundplatte ausgeformt. Die V-förmige Kerbe 116 hat Seitenflächen 124 und 125, die sich in einer Grundlinie 126 schneiden. Ferner hat die V-förmige Kerbe 116 eine geneigte Endfläche 117 unter einem schiefen Winkel zur Längsachse der Kerbe.
  • Jede der Seitenflächen 124 und 125 und die geneigte Endfläche der Kerbe sind durch eine Ebene <111> eines Silizium-Einkristalls gebildet und haben jeweils einen schiefen Winkel von 54,7° zur oberen Oberfläche 121.
  • Die geneigte Stirnfläche 117 der V-förmigen Kerbe 116 für das Überwachungslicht ist optional mit einer hochreflektierenden Beschichtung, z. B. einer Au-Membran, beschichtet, um das Reflexionsvermögen der geneigten Stirnfläche zu erhöhen. Zur Steigerung der reflektierten Lichtmenge sind die Tiefen der V-förmigen Kerben 113 und 116 vorzugsweise so eingestellt, dass die längs verlaufende Mittellinie 122 des optischen Überwachungslicht-Ausgangsleiters 115 unterhalb des Niveaus der oberen Oberfläche 121 der optische Leiter stützenden Basisplatte 110 angeordnet ist. Wenn die Mittellinie des optischen Leiters 115 über dem Niveau der oberen Oberfläche 121 angeordnet ist, kann das Überwachungslicht mit einem verringerten Lichtvolumen auf der geneigten Stirnfläche reflektiert werden und daher kann der Nachteil auftreten, dass das reflektierte Überwachungslicht mit einem ungenügenden Lichtvolumen durch die Lichtempfangseinrichtung empfangen wird.
  • Zum Zwecke der richtigen Anordnung des optischen Hauptlicht-Ausgangsleiters 112 und des optischen Überwachungslicht-Ausgangsleiters 115 durch die Verwendung der Schutzplatte 122 ist es vorzuziehen, dass die oberen Abschnitte der Umfänge der optischen Leiter 112 und 115 30 μm oder mehr aber nicht mehr als die Hälfte der Außendurchmesser der optischen Leiter über die obere Oberfläche 121 der den optischen Leiter tragenden Grundplatte 110 hinausragen. Ferner sind die Tiefen der V-förmigen Nuten 116 und 113 vorzugsweise so eingestellt, dass die Höhe der hervorragenden oberen Abschnitte der Umfänge der optischen Leiter über der den optischen Leiter tragenden Grundplatte 121 vorzugsweise 30 μm oder mehr aber nicht mehr als die Hälfte der Außendurchmesser der optischen Leiter beträgt.
  • Die 19(A) und 19(B) zeigen Beispiele für Ausführungen des Verbindungsabschnitts des optischen Wellenleiters 107, an dem zwei Ausgangslicht-Wellenleiterabschnitte, nämlich der Hauptlicht-Ausgangswellenleiterabschnitt 109 und der Überwachungslicht-Ausgangswellenleiterabschnitt 108, dort zusammengeführt und miteinander verbunden sind und dann der Hauptlicht-Ausgangswellenleiterabschnitt 109 und der Überwachungslicht-Ausgangswellenleiterabschnitt 108 voneinander getrennt sind.
  • In 19(A) ist der Wellenleiterverbindungsabschnitt 107 aus einem X-Koppler oder einem Richtungskoppler 127 gebildet.
  • Wenn ein 3 dB-Koppler als ein Richtungskoppler verwendet wird, ist die Funktion des resultierenden Kopplers die gleiche wie beim X-Koppler. In 19(B) ist der Hauptlicht-Ausgangswellenleiterabschnitt 109 mit dem Wellenleiterverbindungsabschnitt 107 verbunden und ein Richtungskoppler 128 für den TAP ist auf einem Abschnitt des Hauptlicht-Ausgangswellenleiterabschnitts 109 angeordnet, um einen Abschnitt des Ausgangslichtes zu trennen und einen Überwachungslicht-Ausgangswellenleiterabschnitt 108 bereitzustellen.
  • Das für die vorliegende Erfindung verwendbare optische Leiterstück 115 für das Überwachungslicht kann aus einer Einmodenfaser gebildet sein und besteht vorzugsweise aus einer Mehrmodenfaser (z. B. G150 oder G162). Wenn die Mehrmodenfaser verwendet wird, ist die Ausrichtung des Leiters einfach.
  • Gewöhnlich hat der für den Modulator der vorliegenden Erfindung verwendbare Wellenleiterchip eine Breite von ca. 1 bis 3 mm. Da gewöhnlich die maximale Krümmung des Wellenleiters, mit welcher der Wellenleiter ohne Beschädigung gebogen werden kann, ca. 5000 mm beträgt, ist die Biegung des in den 20(A) und 20(B) gezeigten Überwachungslicht-Ausgangswellenleiterabschnitts 108, um zu ermöglichen, dass das Überwachungslicht direkt in das photoelektrische Wandlerelement (PD) 119 eingebracht wird, praktisch unmöglich.
  • Bei einem anderen Beispiel für die Ausführungsform (2) des mit einem Ausgangslichtmonitor ausgerüsteten optischen Wellenleitermodulators ist eine Stirnfläche des optischen Überwachungslicht-Ausgangsleiterstücks mit einem Ausgangsende des optischen Überwachungslicht-Ausgangswellenleiterabschnitts verbunden;
    das optische Überwachungslicht-Ausgangsleiterstück wird in einem Loch oder einer Kerbe gehalten, das bzw. die im verstärkenden Kapillargefäß ausgeformt ist, und ist nicht länger als der optische Überwachungslicht-Ausgangsleiter;
    das Loch oder die Kerbe für das Überwachungslicht, welches bzw. welche im verstärkenden Kapillargefäß ausgeformt ist, ist derart geneigt, dass das Loch oder die Kerbe für das Überwachungslicht um so weiter vom Loch oder der Kerbe für das Ausgangslicht entfernt ist, je weiter das Loch oder die Kerbe für das Überwachungslicht von der Verbindungsfläche zwischen dem verstärkenden Kapillargefäß und dem optischen Wellenleiterelement entfernt ist; und
    die Ausgangsstirnfläche des optischen Überwachungslicht-Ausgangsleiterstücks ist auf die Überwachungslicht-Empfangseinrichtung gerichtet, wodurch das von der Ausgangsstirnfläche des optischen Überwachungslicht-Ausgangsleiterstücks abgege bene Überwachungslicht von der Überwachungslicht-Empfangseinrichtung empfangen wird.
  • Eine Ausführung des oben erwähnten Beispiels für den mit einem Ausgangslichtmonitor ausgerüsteten optischen Wellenleitermodulator der vorliegenden Erfindung ist in 21 dargestellt.
  • Im Modulator 131 von 21 hat ein Wellenleiterchip 132 die gleiche Ausführung wie die in den 14 und 15 gezeigte. In einem den optischen Leiter tragenden Teil 133 sind eine V-förmige Kerbe 113 für das Hauptausgangslicht, die in einer den optischen Leiter tragenden Grundplatte 134 ausgeformt ist, und ein optischer Leiter 113 für das Hauptausgangslicht die gleichen wie die der 14 und 15. Eine V-förmige Kerbe 135 für das Überwachungsausgangslicht, die auf der optische Leiter stützenden Grundplatte 134 ausgeformt ist, erstreckt sich jedoch unter einem schiefen Winkel, in dem sich die V-förmige Kerbe für das Überwachungslicht von der V-förmigen Kerbe 113 für das Hauptausgangslicht und einem optischen Leiterstück 136 für das Überwachungsausgangslicht in der V-förmigen Kerbe 135 weiter entfernt. Das optische Leiterstück 136 für das Überwachungsausgangslicht erstreckt sich über den den optischen Leiter tragenden Teil 133 und aus der den optischen Leiter tragenden Grundplatte 134 nach außen und die Stirnfläche des optischen Leiterstücks 136 liegt einem photoelektrischen Wandlerelement 119 der Lichtempfangseinrichtung 104 gegenüber. Das von der Stirnfläche des optischen Überwachungslicht-Ausgangsleiters 136 abgegebene Überwachungslicht 118 und wird durch ein photoelektrisches Wandlerelement 119 empfangen in diesem Element in ein elektrisches Signal gewandelt. Das photoelektrische Wandlerelement 119 ist durch ein Halterungselement 120 gehaltert. Bei diesem Modulator ist der optische Überwachungslicht-Ausgangsleiter vorzugsweise aus optischen Mehrmodenfasern ausgewählt und ein X-Koppler oder ein Richtungskoppler ist vorzugsweise im Verbindungsabschnitt des Oberflächenwellenleiters angeordnet. Alternativ ist vorzugsweise ein Hauptlicht-Ausgangswellenleiterabschnitt mit dem Verbindungsabschnitt des Oberflächenwellenleiters verbunden und der Überwachungslicht-Ausgangswellenleiterabschnitt mit dem Hauptlicht-Ausgangswellenleiterabschnitt durch einen Richtungskoppler verbunden. Die Länge des optischen Leiterstücks 136 für die Überwachungslichtabgabe darf nicht kürzer sein als die Länge der V-förmigen Kerbe 135 für die Überwachungslichtabgabe. Die Länge des optischen Leiterstücks 136 kann gleich der Länge der V-förmigen Kerbe 135 sein und ist vorzugsweise länger als die V-förmige Kerbe 135, wie in 21 dargestellt ist.
  • Da beim oben erwähnten Beispiel für die Ausführungsform (2) des mit einem Ausgangslichtmonitor ausgerüsteten optischen Wellenleitermodulators der vorliegenden Erfindung der Hauptlicht-Ausgangswellenleiterabschnitt des optischen Wellenleiterchips eine Breite von ca. 250 μm hat und ein Abschnitt des optischen Leiters für das Hauptausgangslicht, der sich außerhalb der optische Leiter stützenden Grundplatte befindet, einen Außendurchmesser von 250 bis 400 μm hat, kann Lichtstrahlung von einer Stirnfläche des Modulatorchips direkt durch das photoelektrische Wandlerelement (PD) empfangen werden, welches im Modulatormodul angeordnet ist, wohingegen im herkömmlichen Modulator der direkte Empfang der Lichtstrahlung wegen Interferenz zwischen dem Hauptausgangslicht-Wellenleiter und dem optischen Hauptausgangslicht-Leiter schwierig ist. Demgemäß kann bei dem oben erwähnten Beispiel für die Ausführungsform (2) der vorliegenden Erfindung ein mit einem Ausgangslichtmonitor ausgerüsteter optischer Wellenleitermodulator bereitgestellt werden, der bezüglich seiner Abmessungen und Form wenig eingeschränkt ist, eine hohe Zuverlässigkeit, geringe Kosten und eine sehr gute praktische Nutzbarkeit aufweist.
  • Bei einem anderen Beispiel für die Ausführungsform (2) des mit einem Ausgangslichtmonitor ausgerüsteten optischen Wellenleitermodulators der vorliegenden Erfindung ist der optische Überwachungslicht-Ausgangswellenleiterabschnitt des optischen Wellenleiterelements zusammen mit dem optischen Ausgangslicht-Ausgangswellenleiterabschnitt durch einen Richtungskoppler, eine Kreuzkopplerstruktur oder eine TAP-Kopplerstruktur mit dem Wellenleiterverbindungsabschnitt verbunden, der mit der Mehrzahl Oberflächenwellenleiterabschnitte verbunden ist;
    das Ausgangsende des optischen Ausgangslicht-Ausgangswellenleiterabschnitts ist mit einem Eingangsende eines optischen Leiters verbunden, der in das Loch oder die Kerbe des verstärkenden Kapillargefäßes eingeführt ist;
    das verstärkende Kapillargefäß besteht aus einem lichtdurchlässigen Material, um so zu ermöglichen, dass das vom Ausgangsende des Überwachungslicht-Ausgangswellenleiterabschnitts abgegebene Überwachungslicht durch das verstärkende Kapillargefäß übertragen wird und dieses durchdringt, auf dem im verstärkenden Kapillargefäß angeordneten Licht reflektierenden Oberflächenabschnitt reflektiert wird und von der Überwachungslicht-Empfangseinrichtung empfangen wird; und
    das Ausgangsende des optischen Ausgangslicht-Ausgangswellenleiterabschnitts und das Ausgangsende des optischen Überwachungslicht-Ausgangswellenleiterabschnitts sind durch einen Abstand voneinander beabstandet, wobei der Entfernungsabstand ausreichend groß ist, um nicht zu bewirken, dass das vom optischen Überwachungslicht-Ausgangswellenleiterabschnitt abgegebene und durch das verstärkende Kapillargefäß übertragene Überwachungslicht durch das Ausgangslicht beeinträchtigt wird, das vom Ausgangsende des optischen Ausgangslicht-Ausgangswellenleiterabschnitts abgegeben wird.
  • Das lichtdurchlässige Material für das verstärkende Kapillargefäß wird vorzugsweise aus Siliziummaterialien (z. B. Silizium-Einkristall), einem transparenten Glasmaterial (z. B. Quarzgläser oder Borosilikatgläser) und einem transparenten Keramikmaterial gewählt.
  • Bei dem oben erwähnten Modulator weist die Endfläche des verstärkenden Kapillargefäßes vorzugsweise einen Licht reflektierenden Oberflächenabschnitt auf, der eine optische Achse des optischen Überwachungslicht-Ausgangswellenleiterabschnitts unter einem schiefen Winkel schneidet, um so zu ermöglichen, dass das vom Ausgangsende des optischen Überwachungslicht-Ausgangswellenleiterabschnitts abgegebene und durch das verstärkende Kapillargefäß übertragene Überwachungslicht auf dem oben erwähnten Licht reflektierenden Oberflächenabschnitt zur in Richtung auf die Überwachungslicht-Empfangseinrichtung reflektiert wird.
  • Ferner ist im Modulator die Endfläche des verstärkenden Kapillargefäßes optional mit einem gekrümmten Oberflächenabschnitt versehen, der nach außen ragt, um so zu ermöglichen, dass das Überwachungslicht, welches durch das verstärkende Kapillargefäß übertragen wird, reflektiert und auf dem oben erwähnten gekrümmten Oberflächenabschnitt gebündelt und durch die Überwachungslicht-Empfangseinrichtung empfangen wird.
  • Außerdem ist im Modulator mindestens eine Zone des Abschnitts der Endfläche des verstärkenden Kapillargefäßes, wobei der nicht überwachende Abschnitt nicht zum Übertragen und Abgeben des auf die Überwachungslicht-Empfangseinrichtung gerichteten Überwachungslichtes beiträgt, optional abgeschnitten.
  • Beim oben erwähnten Modulator schneidet der Licht reflektierende Oberflächenabschnitt der Endfläche des verstärkenden Kapillargefäßes optional die Längsachse des Lochs zur dortigen Aufnahme des optischen Ausgangslicht-Ausgangsleiters unter einem schiefen Winkel, um so zu ermöglichen, dass das Licht der Strahlungsmode, welches am Licht reflektierenden Oberflächenabschnitt reflektiert wird, von der Überwachungslicht-Empfangseinrichtung als Überwachungslicht empfangen wird.
  • Das verstärkende Kapillargefäß hat vorzugsweise die Form eines Zylinders. In diesem Fall ermöglicht die Licht reflektierende Oberfläche des zylindrischen verstärkenden Kapillargefäßes, dass das auf der Licht reflektierenden Oberfläche reflektierte Licht der Strahlungsmode durch das zylindrische verstärkende Kapillargefäß übertragen wird und über die Umfangsfläche des zylindrischen verstärkenden Kapillargefäßes als Überwachungslicht abgegeben wird, wohingegen das Überwachungslicht durch den Linseneffekt des Umfangs des zylindrischen verstärkenden Kapillargefäßes gebündelt und das gebündelte Überwachungslicht durch die Überwachungslicht-Empfangseinrichtung empfangen wird.
  • Wie unter Bezugnahme auf 11 erläutert wurde, ist in der Endfläche des verstärkenden Kapillargefässes vorzugsweise eine Grenzlinie zwischen dem Licht reflektierenden Oberflächenabschnitt und dem nicht überwachenden Oberflächenabschnitt zwischen einem Übertragungsweg eines Abschnitts des Lichtes der Strahlungsmode, welches zum Licht reflektierenden Oberflächenabschnitt weitergeleitet wird, und einem anderen Übertragungsweg eines anderen Abschnitts des Lichtes der Strahlungsmode, welches zum nicht überwachenden Oberflächenabschnitt weitergeleitet wird, vorgesehen. Die Grenzlinie ist zwischen einer Mittellinie der Endfläche des verstärkenden Kapillargefässes, welche die Längsachse des Lochs schneidet und sich in dieselbe Richtung erstreckt wie die der Grenzlinie, und einer tangentialen Linie, welche sich parallel zur Mittellinie erstreckt und mit einem Abschnitt einer Umfangslinie des Lochs des verstärkenden Kapillargefässes in Kontakt kommt positioniert, wobei der Licht reflektierende Oberflächenabschnitt aus diesem Abschnitt der Umfangslinie ausgebildet ist.
  • Ferner ist der nicht überwachende Oberflächenabschnitt der Endfläche des verstärkenden Kapillargefäßes optional so ausgeformt, dass ein Abschnitt des verstärkenden Kapillargefäßes von der Endfläche des Kapillargefäßes aus nach innen abgeschnitten ist, wohingegen ein anderer Abschnitt des verstärkenden Kapillargefäßes, der den Licht reflektierenden Oberflächenabschnitt der Endfläche aufweist, nicht abgeschnitten ist.
  • Des Weiteren ist der nicht überwachende Oberflächenabschnitt der Endfläche des verstärkenden Kapillargefäßes optional eine nicht Licht reflektierende Oberfläche, die das Licht der Strahlungsmode nicht zu reflektieren vermag, und bezüglich des nicht überwachenden Oberflächenabschnitts der Endfläche des verstärkenden Kapillargefäßes ist eine Einrichtung zum Abschneiden des Lichtes der Strahlungsmode, welches auf dem nicht überwachenden Oberflächenabschnitt reflektiert wird, zwischen dem nicht überwachenden Oberflächenabschnitt und der Überwachungslicht-Empfangseinrichtung angeordnet.
  • Unter Bezugnahme auf 22 wird nachstehend die Ausführung der oben erwähnten Ausführungsform des mit einem Ausgangslichtmonitor ausgerüsteten optischen Wellenleitermodulators der vorliegenden Erfindung erläutert.
  • In 22 ist ein optischer Wellenleiter mit einer Mehrzahl optischer Oberflächenwellenleiterabschnitte 105 und 106 auf einer dielektrischen Substratplatte 102 gebildet und eine eingangsseitige Stirnfläche des Wellenleiters ist mit einem eingangsseitigen optischen Leiter 91 verbunden. Die Mehrzahl (zwei in 22) Oberflächenwellenleiterabschnitte 105 und 106 ist an einem Verbindungsabschnitt 107 miteinander verbunden und ein Ausgangsende des Hauptausgangslicht-Wellenleiterabschnitts 109, der mit dem Verbindungsabschnitt 107 verbunden ist, ist mit einem ausgangsseitigen optischen Leiter 112 verbunden. Zur Verstärkung der Verbindung des Ausgangsendes des Hauptausgangslicht-Wellenleiterabschnitts 109 am ausgangsseitigen optischen Leiter 112 ist ein verstärkendes Kapillargefäß 140 mit der Substratplatte 102 und dem Hauptausgangslicht-Wellenleiterabschnitt 109 verbunden. Das verstärkende Kapillargefäß 140 hat ein Loch 112a, durch das der ausgangsseitige optische Leiter 112 eingeführt ist.
  • In einem optischen Element, z. B. einem optischen Modulator mit einem optischen Wellenleiter vom Mach-Zehnder-Typ, der mit der oben erwähnten Ausführung bereitgestellt ist und ein EIN/AUS-Signale zu erhalten vermag, wird das Licht 142 der Strahlungsmode (Überwachungslicht 142), das in einem AUS-Modus-Zustand, nämlich in einem Zustand, in dem kein optisches Signal abgegeben wird, erzeugt wird, vom Bereich um einen Verbindungsabschnitt der Oberflächenwellenleiter aus in einer geneigten Auswärtsrichtung bezüglich des Ausgangslichtwellenleiters, durch den ein optischer Signalausgang geleitet wird, in die Substratplatte hinein abgestrahlt. Gewöhnlich wird das Licht 142 der Strahlungsmode (Überwachungslicht 142) durch die Substratplatte übertragen und schließlich von der Stirnfläche der Grundplatte aus der Grundplatte nach außen abgestrahlt. Die Lichtmenge des Lichtes 142 der Strahlungsmode (Überwachungslichtes 142) steht in einer ergänzenden Beziehung zum Lichtvolumen des optischen Signalausgangslichtes, das durch den Ausgangslichtwellenleiter übertragen wird, und deshalb kann der optische Signalausgang durch Detektieren des Lichtes der Strahlungsmode 142 (Überwachungslichtes 142) überwacht werden.
  • Der optische Leiter 112 ist mit der Stirnfläche der Substratplatte des optischen Modulators verbunden, um den optischen Signalausgang vom optischen Wellenleiter zu empfangen und das empfangene Licht aus dem Modulator nach außen zu leiten. Der optische Leiter hat eine sehr kleine Dicke von 125 μm, und daher ist die resultierende Verbindungsfestigkeit ungenügend, wenn der optische Leiter einfach mit der Stirnfläche der Substratplatte verbunden ist. Die Verbindung des optischen Leiters 112 mit dem optischen Wellenleiter 109 kann verstärkt und geschützt werden, indem der optische Leiter 112 mittels eines faserverstärkten Kapillargefäßes 140 bedecket wird, und indem eine Stirnfläche des verstärkenden Kapillargefäßes 140 mit der Stirnfläche der Substratplatte 102 verbunden wird, um die Verbindungsfestigkeit zu erhöhen. Das verstärkende Kapillargefäß wird im Allgemeinen aus einem Siliziummaterial oder einem keramischen Material hergestellt. Wenn in diesem Fall das verstärkende Kapillargefäß aus einem Material, durch welches das Signallicht/Licht der Strahlungsmode (Überwachungslicht) passieren kann, und mit Abmessungen, bei denen das resultierende Kapillargefäß das Licht der Strahlungsmode (Überwachungslicht), welches von der Stirnfläche der Substratplatte abgestrahlt wird, empfangen kann, hergestellt ist, kann das Überwachungslicht 142 in das verstärkende Kapillargefäß eingeführt werden.
  • Wenn eine Endfläche 141 des verstärkenden Kapillargefäßes (nämlich eine Endfläche gegenüber einer Verbindungsendoberfläche des den optischen Leiter verstärkenden Elements, mit der die Oberfläche der Ausgangsstirnfläche des optischen Wellenleiterelements verbunden ist) so ausgebildet ist, dass sie eine optische Achse des oben erwähnten Ausgangslicht-Wellenleiterabschnitts 109 unter einem schiefen Winkel schneidet, wie in 22 gezeigt, wird das durch das verstärkende Kapillargefäß 140 übertragene Überwachungslicht 142 auf der schiefen Endfläche 141 reflektiert und das reflektierte Überwachungslicht wird aus dem verstärkenden Kapillargefäß 140 nach außen geliefert (in einer Richtung, die sich von der Richtung unterscheidet, in die sich der optische Ausgangslichtleiter erstreckt, nämlich in einer der Richtungen "aufwärts", "nach rechts", "abwärts" oder "nach links"). Das gelieferte Licht wird durch eine getrennt vom optischen Wellenleiterelement angeordnete Lichtempfangseinrichtung, z. B. eine Fotodiode (PD) 104, empfangen, um die Menge des Überwachungslichtes zu messen, und die Menge des Hauptausgangslichtes, welches vom optischen Wellenleiter abgegeben wird, kann auf Basis des gemessenen Überwachungslichtvolumens überwacht werden.
  • Beim oben erwähnten Modulatorsystem wird jedoch das Licht der Strahlungsmode zusammen Licht, welches vom eingangsseitigen optischen Leiter in die Substratplatte kommt, und Licht, welches im Wellenleiter gestreut wird und zur Substratplatte kommt, in die Lichtempfangseinrichtung eingegeben, und deshalb tritt ein Problem dahingehend auf, dass sich das Löschverhältnis im Überwachungslichtausgang verschlechtert.
  • Der Begriff "Löschverhältnis" ist definiert als ein Verhältnis des höchsten Überwachungsausgangs zum niedrigsten Überwachungsausgang, wenn ein EIN/AUS-Signal von einem optischen Element z. B. einem optischen Modulator abgegeben wird.
  • Wie aus 22 ersichtlich ist, ist am Verbindungsabschnitt 107 einer Mehrzahl Oberflächenwellenleiterabschnitte 105 und 106, die auf der Substratplatte 102 gebildet sind, ein vom Hauptlicht-Ausgangswellenleiterabschnitt 109 abgezweigter Überwachungslicht-Ausgangswellenleiterabschnitt 108 ausgebildet und die Ausgangsstirnflächen der Wellenleiterabschnitte 108 und 109 sind mit dem verstärkenden Kapillargefäß 140 verbunden, das eine ausreichende Größe aufweist, um das Überwachungslicht zu empfangen. Das von der Ausgangsstirnfläche des Überwachungslicht-Wellenleiterabschnitts 18 abgegebene Überwachungslicht wird durch das verstärkende Kapillargefäß 140 übertragen und daher sollte das Überwachungslicht zur Lichtempfangseinrichtung 104 geleitet werden. Wie z. B. aus 22 zu ersehen ist, wird das Überwachungslicht 142 auf der reflektierenden Endfläche 141 des verstärkenden Kapillargefäßes 140 reflektiert und dann durch die Lichtempfangseinrichtung 104 empfangen. Der schiefe Schnittwinkel zwischen der reflektierenden Endfläche 141 und der optischen Achse des Überwachungslicht-Wellenleiterabschnitts 108 kann so eingestellt werden, dass das Ausgangslicht 142a des reflektierten Überwachungslichtes durch die Lichtempfangseinrichtung 104 empfangen werden kann. Ferner ist die reflektierende Endfläche optional als gekrümmte Oberfläche ausgeformt, die nach außen ragt, wie in 23 gezeigt, und das auf der gekrümmten reflektierenden Oberfläche 141a reflektierte Überwachungslicht 142a wird gebündelt und durch die Lichtempfangseinrichtung 104 empfangen. Ferner ist die reflektierende Endfläche optional mit einer hochreflektierenden Membran z. B. einer reflektierenden Au- oder Pt-Membran bedeckt, die mit ihr verklebt ist.
  • Im Modulator der vorliegenden Erfindung kann das durch das verstärkende Kapillargefäß 140 übertragene Überwachungslicht durch die Endfläche des verstärkenden Kapillargefäßes treten, ohne reflektiert zu werden, abgegeben und sodann durch die Empfangseinrichtung empfangen werden.
  • Im Modulator der vorliegenden Erfindung ist wie in den 22 und 23 gezeigt der Abstand zwischen dem Ausgangsende des Hauptlicht-Ausgangswellenleiterabschnitts und dem Ausgangsende des Überwachungslicht- Ausgangswellenleiterabschnitts vorzugsweise so eingestellt, dass sich das vom Überwachungslicht-Ausgangswellenleiterabschnitt abgegebene und durch das verstärkende Kapillargefäß übertragene Überwachungslicht 142 und das vom Ausgangsende des Hauptlicht-Ausgangswellenleiterabschnitts 109 abgegebene Hauptausgangslicht nicht gegenseitig beeinträchtigen. Mehr bevorzugt ist der Abstand zwischen den Mittelachsen der Lichtbündel des Überwachungslichtes und des Hauptlichtes gleich einem Radius des ausgangsseitigen optischen Leiters 112 oder größer als dieser. Wenn der optische Leiter eine optische Einmodenfaser ist, beträgt der Abstand z. B. 62,5 μm oder mehr.
  • In den 22 und 23 passiert das vom Ausgangsende des Überwachungslicht-Ausgangswellenleiterabschnitts 108 abgegebene Überwachungslicht das verstärkende Kapillargefäß 140, es wird auf der Endfläche 141 oder der gekrümmten Endfläche 141a des verstärkenden Kapillargefäßes 140 reflektiert und das reflektierte Überwachungslicht 142a wird durch die Lichtempfangseinrichtung empfangen. In diesem Fall wird das in das verstärkende Kapillargefäß 140 eingebrachte Lichtbündel des Überwachungslichtes nur durch einen Abschnitt des verstärkenden Kapillargefäßes 140 übertragen. Der Übertragungsweg des Überwachungslichtes ist vom Übertragungsweg des vom Ausgangsende des Hauptlicht-Ausgangswellenleiterabschnitts 109 abgegebenen Hauptausgangslichtes beabstandet und das Überwachungslicht sowie das Hauptausgangslicht beeinträchtigen sich nicht gegenseitig.
  • Am Verbindungsabschnitt einer Mehrzahl Oberflächenwellenleiterabschnitte des Modulators der vorliegenden Erfindung kann die Verbindung eines Hauptlicht-Ausgangswellenleiterabschnitts mit einem Überwachungslicht-Ausgangswellenleiterabschnitt z. B. auf die in den 24(A) bis 24(C) dargestellte Weise bewirkt werden. In 24(A) ist ein Überwachungslicht-Ausgangswellenleiterabschnitt 106 durch eine TAP-Koppler-Struktur 143 mit einem Hauptlicht-Ausgangswellenleiterabschnitt 109 verbunden. In diesem Fall wird ein Abschnitt des Hautsignallichtes durch einen Überwachungslicht-Ausgangswellenleiterabschnitt 108 als Überwachungslicht in das verstärkende Kapillargefäß 140 eingebracht. In 24(B) ist ein Richtungskoppler 144 im Verbindungsabschnitt 107 angeordnet und in 24(C) ist der Verbindungsabschnitt 107 in einer Kreuzkopplerstruktur 145 ausgebildet. In den Fällen der 24(B) und (C) wird im Verbindungsabschnitt 107 erzeugtes Licht der Strahlungsmode durch die Überwachungslicht-Ausgangswellenleiterabschnitte als Überwachungslicht in das verstärkende Kapillargefäß hinein abgegeben.
  • In einem Modulator der vorliegenden Erfindung gemäß 25 soll das verstärkende Kapillargefäß 140 eine Zone, nämlich eine effektive Zone 146, aufweisen, die ermöglicht, dass das vom Überwachungslicht-Ausgangsesellenleiterabschnitt 108 abgegebene Überwachungslicht 142 durch das verstärkende Kapillargefäß 140 übertragen und durch seine Endfläche 141 oder 141a in Richtung auf die Lichtempfangseinheit 104 abgegeben wird und ein optischer Leiter dadurch gestützt wird. Die andere Zone 147, die nicht zum Übertragen und Ausgeben des Übertragungslichtes beiträgt, kann abgeschnitten sein, sofern der optische Leiter 112 ohne Behinderung gestützt werden kann.
  • Wie in 26 dargestellt ist, hat das verstärkende Kapillargefäß 140 z. B. einen Verbindungsabschnitt 140a, der mit dem optischen Wellenleiterelement verbunden ist und die Form eines Zylinders aufweist, und der Verbindungsabschnitt 140a hat ein Loch 112a, um einen optischen Leiter (in 26 nicht dargestellt) durchzuführen. In 26 ist in einem sich an den Verbindungsabschnitt 140a anschließenden Mittelabschnitt 140b der linke halbe Abschnitt bezüglich der Mittelachse des Lochs 112a abgeschnitten, so dass eine vom Loch 112a fortgesetzte Kerbe 148 im Mittelabschnitt 140b gebildet ist. In der Kerbe 148 ist der optische Leiter (in 26 nicht dargestellt) fortgesetzt und gestützt. In einem Endabschnitt 140c des verstärkenden Kapillargefäßes 140, der sich an den Mittelabschnitt 140b anschließt und eine reflektierende Endfläche 141 aufweist, die auf seiner Endfläche gebildet ist, verbleibt ein wirksamer Abschnitt, in dem der Übertragungsweg und die reflektierende Oberfläche für das Überwachungslicht sichergestellt sind, und der andere Abschnitt 147 ist abgeschnitten.
  • Wie die 25 und 26 zeigen, können durch Abschneiden des Abschnitts 147 des verstärkenden Kapillargefäßes, der nicht zum Übertragen des Überwachungslichtes und zum Abgeben des Überwachungslichtes und zum Abstützen des optischen Leiters beiträgt, verschiedene Vorteile verwirklicht werden, weil ein unerwünschter Empfang von unnötigem Licht, z. B. Licht auf Grund von unvollständiger Verbindung zwischen dem optischen Leiter und dem optischen Wellenleiter, und im optischen Wellenleiter erzeugtes Streulicht verhindert werden können und das Löschverhältnis des Überwachungslichtes erhöht werden kann.
  • Bei dem in den 27 und 28 dargestellten Modulator weist ein auf einer Substratplatte 102 eines optischen Wellenleiterelements 131 gebildeter optischer Wellenleiter 131a einen Eingangslichtwellenleiterabschnitt 149, Oberflächenwellenleiterabschnitte 105 und 106, einen Verbindungsabschnitt 107, einen Hauptlicht-Ausgangswellenleiterabschnitt 108 und einen Überwachungslicht-Ausgangswellenleiterabschnitt 109 auf und auf dem optischen Wellenleiter 131a ist eine SiO2-Schicht 150 ausgebildet. Auf den Substrat-Oberflächenabschnitten 102a und 102b gebildet, auf denen der Eingangslichtwellenieiterabschnitt 149 und die Hauptlicht- und Überwachungslicht-Ausgangswellenleiterabschnitte 109 und 108 gebildet sind, ist jedoch keine SiO2-Schicht 150 ausgebildet. Die SiO2-Schicht 150 ist nämlich auf Abschnitten nahe dem Eingangsende und dem Ausgangsende des optischen Wellenleiters 131a nicht vorgesehen. Durch Bilden der SiO2-Schicht 150 auf die oben erwähnte Weise kann eine unerwünschte Eingabe von aus der SiO2-Schicht entwichenem Licht in das verstärkende Kapillargefäß verhindert und das Löschverhältnis des Überwachungslichtes erhöht werden.
  • Im optischen Wellenleiterelement sind durch die SiO2-Schicht Elektroden 151 auf einer Mehrzahl Oberflächenwellenleiterabschnitte 105 und 106 angeordnet. Die Intensität der durch die Oberflächenwellenleiterabschnitte 105 und 106 übertragenen Lichtwellen kann wie gewünscht moduliert werden, indem die an die Elektroden 151 angelegte Potentialdifferenz gesteuert wird.
  • Das mit einem Ausgangslichtmonitor ausgerüstete optische Wellenleiterelement der oben erwähnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ermöglicht, dass das im Verbindungsabschnitt des optischen Wellenleiters erzeugte Überwachungslicht durch die Lichtempfangseinrichtung mit einer hohen Effizienz und einem Löschverhältnis ähnlich dem des Hauptausgangslichtes empfangen wird, ohne dass das Hauptausgangslicht und das Überwachungslicht einander beeinträchtigen.
  • Gewerbliche Anwendbarkeit
  • Der mit einem Ausgangslichtmonitor ausgerüstete optische Wellenleitermodulator der vorliegenden Erfindung ermöglicht die Übertragung von Überwachungslicht zu einer Einrichtung zum Empfangen und Detektieren des Überwachungslichtes, um die Intensität des abgegebenen Überwachungslichtes in seiner einfachen Ausführung zu überwachen, und die Steuerung der Intensität des Hauptausgangslichtes als Reaktion auf die Detektionsergebnisse des Überwachungslichtes.

Claims (8)

  1. Optischer Wellenleitermodulator mit einem Ausgangslichtmonitor, folgendes aufweisend: ein optisches Wellenleiterelement mit einem dielektrischen Substrat (51) und einem optischen Wellenleiter (52), der auf einer Vorderfläche des dielektrischen Substrates (51) ausgeformt ist, wobei der optische Wellenleiter (52) mehrere optische Oberflächenwellenleiterabschnitte aufweist, sowie einen optischen Wellenleiterverbindungsabschnitt (55), auf dem die optischen Oberflächenwellenleiterabschnitte zusammengeführt und miteinander verbunden sind, und einen optischen Ausgangswellenleiterabschnitt, der mit dem optischen Wellenleiterverbindungsabschnitt (55) verbunden ist, wobei in dem optischen Wellenleiterverbindungsabschnitt Licht (56) in einer Strahlungsmode erzeugt und durch das dielektrische Substrat geschickt wird; einen optischen Leiter (68) für Ausgangslicht (54), der mit dem Ausgangsende des optischen Ausgangswellenleiterabschnittes verbunden ist; einem verstärkenden Kapillargefäß (63) zum Verstärken der Verbindung zwischen dem optischen Wellenleiterelement und dem optischen Leiter; und einer Einrichtung (66), die mit einem photoelektrischen Wandlerelement versehen ist, zum Empfangen des Lichtes (56) in der Strahlungsmode, wobei das verstärkende Kapillargefäß (63) aus einem transparenten Material geformt ist und mit einem darin ausgebildeten Loch versehen ist zur Aufnahme und Halterung des optischen Leiters (68), und mit einer Verbindungsfläche, die mit der Oberfläche des Ausgangsendes des dielektrischen Substrats verbunden ist, und mit einer lichtreflektierenden Anschlussoberfläche (64), die der Verbindungsoberfläche gegenüber liegt; und wobei das Kapillargefäß so angeordnet ist, dass es das Licht der Strahlungsmode empfängt, welches durch das dielektrische Substrat gelaufen ist, um das Licht der empfangenen Strahlungsmode zu der lichtreflektierenden Endfläche zu leiten und das Licht der Strahlungsmode auf die lichtreflektierende Endfläche zu reflektieren, um das Licht der reflektierten Strahlungsmode in Richtung auf das photoelektrische Wandlerelement abzustrahlen.
  2. Optischer Wellenleitermodulator mit einem Lichtmonitor für das Ausgangslicht gemäß Anspruch 1, wobei das verstärkende Kapillargefäß (63) die Form eines Zylinders hat und so angeordnet ist, dass das Licht (56) der Strahlungsmode, welches auf der lichtreflektierenden Endfläche (64) des zylinderförmigen, verstärkenden Kapillargefäßes (63) reflektiert wird, in Richtung auf einen Umfang des Kapillargefäßes gerichtet und sodann über den Umfang des Kapillargefäßes abgestrahlt wird, wobei das Ausgangslicht aufgrund des Linseneffektes des Umfanges des zylinderförmigen, verstärkenden Kapillargefäßes (63) gebündelt wird und wobei das gebündelte Licht von dem photoelektrischen Wandlerelement (66) empfangen wird.
  3. Optischer Wellenleitermodulator mit einem Monitor für Ausgangslicht gemäß Anspruch 1, wobei das verstärkende Kapillargefäß (63) ein transparenter Glaszylinder ist, das Loch zum Halten des optischen Leiters (68) entlang einer Längsachse des transparenten zylindrischen Kapillargefäßes aus Glas ausgeformt ist, und die Längsachse des Loches die lichtreflektierende Endfläche unter einem schiefen Winkel schneidet.
  4. Optischer Wellenleitermodulator mit einem Monitor für Ausgangslicht gemäß Anspruch 1, wobei eine lichtreflektierende Membran auf der Endfläche des verstärkenden Kapillargefäßes ausgeformt ist.
  5. Optischer Wellenleitermodulator mit einem Monitor für Ausgangslicht gemäß Anspruch 1, wobei die Endfläche des verstärkenden Kapillargefäßes als gekrümmte Oberfläche ausgeformt ist, die nach außen ragt, um so zu ermöglichen, dass das Licht der Strahlungsmode, welches durch das verstärkende Kapillargefäß durchgetreten ist, reflektiert und auf der gekrümmten Endfläche gebündelt und sodann vom photoelektrischen Wandlerelement empfangen wird.
  6. Optischer Wellenleitermodulator mit einem Monitor für Ausgangslicht gemäß Anspruch 1, wobei die Verbindungsfläche des verstärkenden Kapillargefäßes über ein Klebemittel mit dem optischen Wellenleiterelement verbunden ist, und wobei eine erste verfärbungshindernde Kerbe auf einem Abschnitt der Bodenfläche des verstärkenden Kapillargefäßes nahe der Verbindungsfläche des verstärkenden Kapillargefäßes ausgeformt ist, um einen Überschuss des zwischen den Verbindungsflächen des verstärkenden Kapillargefäßes und des optischen Wellenleiterelementes aufgetragenen Klebemittels aufzunehmen und so eine Verfärbung am Umfang des verstärkenden Kapillargefäßes, durch den das Licht der Strahlungsmode austritt, zu verhindern.
  7. Optischer Wellenleitermodulator mit einem Monitor für Ausgangslicht gemäß Anspruch 1, wobei der optische Leiter mit dem Loch des verstärkenden Kapil largefäßes über ein Klebemittel verbunden ist, und eine verfärbungshindernde Kerbung auf einem Abschnitt der Bodenfläche des verstärkenden Kapillargefäßes nahe der lichtreflektierenden Endfläche des verstärkenden Kapillargefäßes ausgeformt ist, um einen Überschuss an zwischen dem optischen Leiter und dem Loch oder der Kerbung des verstärkenden Kapillargefäßes aufgetragenem Klebemittel aufzunehmen und so eine Verfärbung am Umfang des verstärkenden Kapillargefäßes, durch den Licht der Strahlungsmode austritt, zu verhindern.
  8. Optischer Wellenleitermodulator mit einem Monitor für Ausgangslicht gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das optische Wellenleiterelement eine SiO2-Schicht aufweist, die auf einem Abschnitt des optischen Wellenleiters ausgeformt ist, der verschieden ist von einem optischen Eingangswellenleiterabschnitt des optischen Wellenleiters und dem optischen Ausgangswellenleiterabschnitt.
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Inventor name: MIYAZAKI, NORIKAZU, FUNABASHI, CHIBA 274-8601, JP

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