JP2657436B2 - 集積型光学偏光スプリッター - Google Patents
集積型光学偏光スプリッターInfo
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- JP2657436B2 JP2657436B2 JP3216743A JP21674391A JP2657436B2 JP 2657436 B2 JP2657436 B2 JP 2657436B2 JP 3216743 A JP3216743 A JP 3216743A JP 21674391 A JP21674391 A JP 21674391A JP 2657436 B2 JP2657436 B2 JP 2657436B2
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- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
- G02B6/126—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind using polarisation effects
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/29—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the position or the direction of light beams, i.e. deflection
- G02F1/31—Digital deflection, i.e. optical switching
- G02F1/313—Digital deflection, i.e. optical switching in an optical waveguide structure
- G02F1/3137—Digital deflection, i.e. optical switching in an optical waveguide structure with intersecting or branching waveguides, e.g. X-switches and Y-junctions
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、モードフィルター原理
に基づく集積型偏光スプリッターに関するものである。
に基づく集積型偏光スプリッターに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】偏光スプリッター（ＴＥ，ＴＭモードス
プリッターとも呼ばれる）は、例えば、コヒーレントな
光学検出システムに使われる。このシステムは、標準単
一モード石英ファイバーを通して通常与えられる、情報
を伝送する光の偏光状態が、特に、いわゆる偏光不同
（ＰＤ）システムを使うことによって揺らぐという問題
を解決する。このシステムによれば、受光された光は偏
光スプリッターの助けを借りて、互いに直交する偏光方
向を有する２つの成分に分けられる。この２つの成分の
偏光は、次いで検出され、それぞれ別々に処理される。
一体的コヒーレント光集積型検出システムが、勿論一体
化された偏光スプリッターを必要とする。今までに知ら
れている偏光スプリッターは、特にモードフィルター原
理に基づいてきている。この原理は、導波ガイドが互い
に近接している場合には、導波ガイドが一緒になる相互
作用領域に於ける光学フィールド分布が、前記導波ガイ
ドが互いに類似する程度に依存している、ということを
示している。
プリッターとも呼ばれる）は、例えば、コヒーレントな
光学検出システムに使われる。このシステムは、標準単
一モード石英ファイバーを通して通常与えられる、情報
を伝送する光の偏光状態が、特に、いわゆる偏光不同
（ＰＤ）システムを使うことによって揺らぐという問題
を解決する。このシステムによれば、受光された光は偏
光スプリッターの助けを借りて、互いに直交する偏光方
向を有する２つの成分に分けられる。この２つの成分の
偏光は、次いで検出され、それぞれ別々に処理される。
一体的コヒーレント光集積型検出システムが、勿論一体
化された偏光スプリッターを必要とする。今までに知ら
れている偏光スプリッターは、特にモードフィルター原
理に基づいてきている。この原理は、導波ガイドが互い
に近接している場合には、導波ガイドが一緒になる相互
作用領域に於ける光学フィールド分布が、前記導波ガイ
ドが互いに類似する程度に依存している、ということを
示している。
【０００３】それらが同一なら、２つの独立した光波は
相互作用領域において、等しい強度のいわゆる偶モード
（ｅｖｅｎ ｍｏｄｏ）と奇モード（ｏｄｄ ｍｏｄ
ｅ）になる。しかし、導波ガイドが互いに異なるなら、
すなわち、例えば幅が非対称なら、偶モードと奇モード
はもはや等しい強度では初期化されない。光が最低の伝
播定数をもった導波ガイドに入射すれば、奇モードがよ
り強くなるが、光がもう一方の導波カイドに入射すれ
ば、偶モードの方が初めに強くなる。導波ガイド間の非
対称さが十分大きければ、１つのモードだけが初期化さ
れる。しかし、導波ガイド間の角度が大きくなればなる
ほど、必要な非対称が大きくなる場合がある。反対のこ
とが、相互作用領域から光を除いて、互いに遠ざけられ
た導波ガイドに適用される。十分に非対称であれば、偶
モードは最高の伝播定数をもった出射ガイドに進入し、
奇モードはもう一方のガイドを通して進む。
相互作用領域において、等しい強度のいわゆる偶モード
（ｅｖｅｎ ｍｏｄｏ）と奇モード（ｏｄｄ ｍｏｄ
ｅ）になる。しかし、導波ガイドが互いに異なるなら、
すなわち、例えば幅が非対称なら、偶モードと奇モード
はもはや等しい強度では初期化されない。光が最低の伝
播定数をもった導波ガイドに入射すれば、奇モードがよ
り強くなるが、光がもう一方の導波カイドに入射すれ
ば、偶モードの方が初めに強くなる。導波ガイド間の非
対称さが十分大きければ、１つのモードだけが初期化さ
れる。しかし、導波ガイド間の角度が大きくなればなる
ほど、必要な非対称が大きくなる場合がある。反対のこ
とが、相互作用領域から光を除いて、互いに遠ざけられ
た導波ガイドに適用される。十分に非対称であれば、偶
モードは最高の伝播定数をもった出射ガイドに進入し、
奇モードはもう一方のガイドを通して進む。
【０００４】こうして、入射ガイド間の非対称によっ
て、相互作用領域における偶モードまたは奇モードが選
択的に開始され、出射ガイドにおける非対称によって、
偶または奇モードが選択的に結合される。非対称の方向
によって、どのモードがどのカイドに属するか決まる。
偏光スプリッターに適用されるときには、ＴＭ偏光とＴ
Ｅ偏光が異なるように、非対称が選択される。これは入
力側、または出力側で起こる。出力側がこのように設け
られ、入力側が基本モードにおいて双方の偏光を導くこ
とができる入力チャンネルからなるように構成されるな
ら、この偏光スプリッターは次のように作用する。入射
ガイドはＴＥおよびＴＭ偏光の双方を含む光を導入す
る。この（偶）基本モードにおける偏光の各々は、最高
の伝播定数をもつガイドを通して出力側で結合される。
このようにして、偏光の分割（ｓｐｌｉｔｔｉｎｇ）が
行われる。
て、相互作用領域における偶モードまたは奇モードが選
択的に開始され、出射ガイドにおける非対称によって、
偶または奇モードが選択的に結合される。非対称の方向
によって、どのモードがどのカイドに属するか決まる。
偏光スプリッターに適用されるときには、ＴＭ偏光とＴ
Ｅ偏光が異なるように、非対称が選択される。これは入
力側、または出力側で起こる。出力側がこのように設け
られ、入力側が基本モードにおいて双方の偏光を導くこ
とができる入力チャンネルからなるように構成されるな
ら、この偏光スプリッターは次のように作用する。入射
ガイドはＴＥおよびＴＭ偏光の双方を含む光を導入す
る。この（偶）基本モードにおける偏光の各々は、最高
の伝播定数をもつガイドを通して出力側で結合される。
このようにして、偏光の分割（ｓｐｌｉｔｔｉｎｇ）が
行われる。
【０００５】モードフィルターに基づくこのような偏光
スプリッターは、後藤信夫、ガー・ラム・イップ「陽子
交換とチタン拡散によるリチウムナイオベイトにおける
ＴＥ−ＴＭモードスプリッター」、光波技術、７、１
０、１９８９年、ｐｐ．１５６７−１５７４に記載され
て知られている。この公知のスプリッターは、０°カッ
トのリチウムナイオベイト基板上に設けられ、チタン拡
散によって得られる標準光導波ガイドと、それに鋭角θ
で接続された偏光検知導波ガイド側枝との結合に基づい
ている。偏光検知導波ガイドは、陽子交換によって基板
に設けられる。この陽子交換によって、異常屈折率ｎθ
がガイド位置で大きくなり、一方、常屈折率ｎθは小さ
くなる。チタン導波ガイドと陽子交換側枝は、互いに異
なる幅をもち、側枝の接続はテーパー状になっている。
スプリッターは、後藤信夫、ガー・ラム・イップ「陽子
交換とチタン拡散によるリチウムナイオベイトにおける
ＴＥ−ＴＭモードスプリッター」、光波技術、７、１
０、１９８９年、ｐｐ．１５６７−１５７４に記載され
て知られている。この公知のスプリッターは、０°カッ
トのリチウムナイオベイト基板上に設けられ、チタン拡
散によって得られる標準光導波ガイドと、それに鋭角θ
で接続された偏光検知導波ガイド側枝との結合に基づい
ている。偏光検知導波ガイドは、陽子交換によって基板
に設けられる。この陽子交換によって、異常屈折率ｎθ
がガイド位置で大きくなり、一方、常屈折率ｎθは小さ
くなる。チタン導波ガイドと陽子交換側枝は、互いに異
なる幅をもち、側枝の接続はテーパー状になっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この公知の偏
光スプリッターは、非常に配列関係が厳密でなければな
らず、従って、生産性の観点からみて労力を要して効率
が悪い。さらに、良好な偏光の分割をするためには、非
常に狭い鋭角（２０．０ｄＢまでの成衰に対してθ≦
０．０１ラジアン）を必要とするので、その結果、必要
な長さが相当大きくなってしまう。
光スプリッターは、非常に配列関係が厳密でなければな
らず、従って、生産性の観点からみて労力を要して効率
が悪い。さらに、良好な偏光の分割をするためには、非
常に狭い鋭角（２０．０ｄＢまでの成衰に対してθ≦
０．０１ラジアン）を必要とするので、その結果、必要
な長さが相当大きくなってしまう。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、上記従
来技術の欠点を持たない、モードフィルター原理に基づ
く集積型偏光スプリッターを提供することにある。本発
明は、それ故、基本的には、入射光信号を、互いに直交
する偏光方向を持つ２つの出射光信号にスプリットする
ための光学コンポーネントであって、基板上（又は内）
に設けられた導光ガイドパターンからなるものである。
更に該導光ガイドパターンは、第１のチャネル型の導光
ガイドと該第１のチャネル型の導光ガイドに鋭角に、側
枝として結合している第２のチャネル型の導光ガイドと
を含むものであって、該光学コンポーネントの特徴は、
導光ガイドパターンが第１導光ガイド内では非分極状態
にあり、少なくとも第１導光ガイドに直接接続する位置
にある第２導光ガイド内では分極状態にある分極可能な
透明材料から構成されていると言うものである。本発明
のより具体的な構成としては、入射光信号を互いに直交
する偏光方向を持った２つの出射光信号にスプリットす
る光コンポーネントであって、且つ当該コンポーネント
は基板上又は内部に設けられた導光ガイドパターンを有
しており、更に該光コンポーネントは、第１のチャネル
型の導光ガイドと該第１のチャネル型の導光ガイドに鋭
角に、側枝として結合している第２のチャネル型の導光
ガイドとを含み、当該第１と第２の導光ガイドは、当該
第１の導光ガイドが、１の偏光方向に対しては最も高い
伝播定数を有すると同時に、当該第２の導光ガイドが、
他方の偏光方向に対して最も高い伝播定数を有する如
く、２つの偏光方向のそれぞれに対して異なる伝播搬定
数を有しており、更に当該導光ガイドのパターンが、当
該第１の導光ガイドに於いては非分極状態にあり、該第
２の導光ガイドに於いては、少なくとも該第１の導光ガ
イドに対して直接的に接続する部分に於いては分極状態
にある様な透明で分極可能な材料で構成された光コンポ
ーネントである。
来技術の欠点を持たない、モードフィルター原理に基づ
く集積型偏光スプリッターを提供することにある。本発
明は、それ故、基本的には、入射光信号を、互いに直交
する偏光方向を持つ２つの出射光信号にスプリットする
ための光学コンポーネントであって、基板上（又は内）
に設けられた導光ガイドパターンからなるものである。
更に該導光ガイドパターンは、第１のチャネル型の導光
ガイドと該第１のチャネル型の導光ガイドに鋭角に、側
枝として結合している第２のチャネル型の導光ガイドと
を含むものであって、該光学コンポーネントの特徴は、
導光ガイドパターンが第１導光ガイド内では非分極状態
にあり、少なくとも第１導光ガイドに直接接続する位置
にある第２導光ガイド内では分極状態にある分極可能な
透明材料から構成されていると言うものである。本発明
のより具体的な構成としては、入射光信号を互いに直交
する偏光方向を持った２つの出射光信号にスプリットす
る光コンポーネントであって、且つ当該コンポーネント
は基板上又は内部に設けられた導光ガイドパターンを有
しており、更に該光コンポーネントは、第１のチャネル
型の導光ガイドと該第１のチャネル型の導光ガイドに鋭
角に、側枝として結合している第２のチャネル型の導光
ガイドとを含み、当該第１と第２の導光ガイドは、当該
第１の導光ガイドが、１の偏光方向に対しては最も高い
伝播定数を有すると同時に、当該第２の導光ガイドが、
他方の偏光方向に対して最も高い伝播定数を有する如
く、２つの偏光方向のそれぞれに対して異なる伝播搬定
数を有しており、更に当該導光ガイドのパターンが、当
該第１の導光ガイドに於いては非分極状態にあり、該第
２の導光ガイドに於いては、少なくとも該第１の導光ガ
イドに対して直接的に接続する部分に於いては分極状態
にある様な透明で分極可能な材料で構成された光コンポ
ーネントである。
【０００８】本発明は、ヨーロッパ特許出願第０２９０
０６１−Ａ号とヨーロッパ特許出願第０３４４８５７−
Ａ号の明細書によって知られているタイプの分極可能な
透明物質が、分極状態では偏光を検知でき、非分極状態
では偏光を検知できないという特性に基づいている。ヨ
ーロッパ特許出願第０３４４８５７−Ａ号の明細書によ
って知られているように、このタイプのポリマーは、刺
激的な放射（例えば紫外線）に曝されると、物質が電気
光学効果を失う第３の状態に変換し得る。しかし、これ
は、分極可能性をも失うことも意味している。さらに、
紫外線によって屈折率も低下することも知られている。
このことは、上記物質が紫外線に曝されれば、分極・非
分極双方の状態における導光ガイドとして機能すること
を意味している。好ましくは、本発明も、上記導光パタ
ーンが選択的に紫外線を受けて分極可能なガラス状ポリ
マーの薄層内に与えられる。
０６１−Ａ号とヨーロッパ特許出願第０３４４８５７−
Ａ号の明細書によって知られているタイプの分極可能な
透明物質が、分極状態では偏光を検知でき、非分極状態
では偏光を検知できないという特性に基づいている。ヨ
ーロッパ特許出願第０３４４８５７−Ａ号の明細書によ
って知られているように、このタイプのポリマーは、刺
激的な放射（例えば紫外線）に曝されると、物質が電気
光学効果を失う第３の状態に変換し得る。しかし、これ
は、分極可能性をも失うことも意味している。さらに、
紫外線によって屈折率も低下することも知られている。
このことは、上記物質が紫外線に曝されれば、分極・非
分極双方の状態における導光ガイドとして機能すること
を意味している。好ましくは、本発明も、上記導光パタ
ーンが選択的に紫外線を受けて分極可能なガラス状ポリ
マーの薄層内に与えられる。
【０００９】本発明による光学コンポーネントは、次の
利点を有している。 コンポーネントは広帯域である。すなわち、良好な
偏光スプリッティング動作が非常に広い波長範囲に渡っ
て伸びている。 従来のＴＥ−ＴＭモードスプリッターと比べて、よ
り良いとは言わないまでも、偏光分離が非常に優れてい
る。 製造が容易で、許容度が比較的大きい。 コンポーネントの長さが従来のコンポーネントのそ
れよりも短いので、他のコンポーネントと統合するのに
非常に有利である。 コンポーネントは、側枝の偏光物質の電気光学効果
を使って、非対称を是正することができる。
利点を有している。 コンポーネントは広帯域である。すなわち、良好な
偏光スプリッティング動作が非常に広い波長範囲に渡っ
て伸びている。 従来のＴＥ−ＴＭモードスプリッターと比べて、よ
り良いとは言わないまでも、偏光分離が非常に優れてい
る。 製造が容易で、許容度が比較的大きい。 コンポーネントの長さが従来のコンポーネントのそ
れよりも短いので、他のコンポーネントと統合するのに
非常に有利である。 コンポーネントは、側枝の偏光物質の電気光学効果
を使って、非対称を是正することができる。
【００１０】ヨーロッパ特許出願第０３４４８５７−Ａ
号の明細書から、分極可能なガラス状ポリマーのような
透明な分極可能な物質は、紫外線を浴びると、非分極状
態にある分極可能なポリマーに関して、屈折率が永久に
低下する。赤外線（約１３００ｎｍ）に対して、屈折率
の低下はｎ＝０．０３のオーダーである。その結果、ポ
リマーは分極可能性を失った状態になる。すなわち、分
極によって電気光学効果が発揮される。これら２つの効
果は、双方の偏光と同一であることが分かっている。分
極可能なガラス状ポリマーは、非分極状態と分極状態と
いう２つの状態になり得る。非分極状態では偏光を検知
できず、分極状態では極めて偏光を検知できることが分
っている。本発明による偏光スプリッターは、この特
性、すなわち、これら３つの状態（低下した屈折率をも
つ分極不能な状態、分極可能だが非分極の状態、および
分極可能で分極された状態）になり得る能力に基づいて
いる。これら３つの状態のうち、ただ１つの状態（分極
可能で分極された状態）が偏光検知可能である。
号の明細書から、分極可能なガラス状ポリマーのような
透明な分極可能な物質は、紫外線を浴びると、非分極状
態にある分極可能なポリマーに関して、屈折率が永久に
低下する。赤外線（約１３００ｎｍ）に対して、屈折率
の低下はｎ＝０．０３のオーダーである。その結果、ポ
リマーは分極可能性を失った状態になる。すなわち、分
極によって電気光学効果が発揮される。これら２つの効
果は、双方の偏光と同一であることが分かっている。分
極可能なガラス状ポリマーは、非分極状態と分極状態と
いう２つの状態になり得る。非分極状態では偏光を検知
できず、分極状態では極めて偏光を検知できることが分
っている。本発明による偏光スプリッターは、この特
性、すなわち、これら３つの状態（低下した屈折率をも
つ分極不能な状態、分極可能だが非分極の状態、および
分極可能で分極された状態）になり得る能力に基づいて
いる。これら３つの状態のうち、ただ１つの状態（分極
可能で分極された状態）が偏光検知可能である。
【００１１】上記状態のように、ポリマーが紫外線を浴
びたときの、屈折率の大きさの変化は、ストリップ型の
導光ガイドは選択的紫外線照射によって、分極可能なガ
ラス状ポリマーの薄層内に与えられ得る。このことは、
本発明による偏光スプリッターは、ヨーロッパ特許出願
第０３４４８５７−Ａ号によって知られている技術を用
いて、完全に製造できることを意味している。それゆ
え、その構造と動作の説明は、以下に掲げるだけで十分
であろう。
びたときの、屈折率の大きさの変化は、ストリップ型の
導光ガイドは選択的紫外線照射によって、分極可能なガ
ラス状ポリマーの薄層内に与えられ得る。このことは、
本発明による偏光スプリッターは、ヨーロッパ特許出願
第０３４４８５７−Ａ号によって知られている技術を用
いて、完全に製造できることを意味している。それゆ
え、その構造と動作の説明は、以下に掲げるだけで十分
であろう。
【００１２】
【実施例】第１，２図は、本発明による偏光スプリッタ
ーを概略示している。第１図はコンポーネントの配列に
重点をおき、第２図は第１図のｌｌ−ｌｌ矢視断面にお
けるコンポーネントを示している。基板１の上に、プレ
ート状第１電極２、第１緩衝層３、分極可能なガラス状
ポリマー層４、および第２緩衝層５が順に連続して設け
られている。ポリマー層４は、「リッジ」（ｒｉｄｇ
ｅ）タイプのＹ形導光ガイドパターン８が与えられるよ
うな形状に、紫外線を照射された領域６と、非照射領域
７とからなる。導光ガイドパターン８は、入射ガイド部
８．１と出射ガイド部８．２，８．３を有する。この実
施例において、出射ガイド部は、２つの対向して伸び、
スムーズに会合する湾曲部によって、それぞれ半径Ｒ、
角度θをもって入射ガイド部８．１から離れ、その中心
線から距離Ｄを保って平行に続くように構成されてい
る。導光ガイドパターン８において枝分かれが始まる領
域から、出射ガイド部８．２，８．３が再び入射ガイド
部８．１と平行に伸びる領域までを、枝分かれゾーン９
と呼ぶ。ゾーン９の長さＬは、Ｌ＝２Ｒｓｉｎθであ
る。角度θは、出射ガイド部８．２，８．３が枝分かれ
ゾーン９において枝分かれする有効角の指標である。導
光ガイド部はすべて、等しい幅（直径）ｄを有してい
る。入射ガイド部８．１が出射ガイド部８．２，８．３
に枝分かれし始める位置で、第２電極１０が出射ガイド
部８．３の上（少なくともその初めの部分で）に、第２
緩衝層５上に設けられる。電極２，１０の間にある、少
なくとも出射ガイド部８．３の部分にあるポリマー層
は、分極状態になる。（例えば、ポリマー層をガラス転
移温度以上に加熱し、電圧を印加して電極２，１０間に
強い電界を発生させ、この電界を保ちながら冷却するこ
とにより）。出射ガイド８．３のこの位置にあるポリマ
ー物質は、複屈折性であるので、屈折率は偏光方向に依
存する。分極の結果、ＴＭ偏光に対する屈折率は非分極
物質について増大するが、ＴＥ偏光に対する屈折率は逆
に低下する。この屈折率の変化によって、導光ガイドパ
ターン８における伝播定数に直接影響が及ぶ。入射ガイ
ド８．１に入射した光信号のＴＭ成分に対し、分極した
出射ガイド８．３は最高の伝播定数をもつが、逆に分極
していない、出射ガイド部８．２はＴＥ成分に対して最
高の伝播定数をもつ。出射ガイド部８．２と８．３が光
学的に分離されなければならない点までの出射ガイド部
８．３の部分だけが、分極される必要があると指摘され
る。
ーを概略示している。第１図はコンポーネントの配列に
重点をおき、第２図は第１図のｌｌ−ｌｌ矢視断面にお
けるコンポーネントを示している。基板１の上に、プレ
ート状第１電極２、第１緩衝層３、分極可能なガラス状
ポリマー層４、および第２緩衝層５が順に連続して設け
られている。ポリマー層４は、「リッジ」（ｒｉｄｇ
ｅ）タイプのＹ形導光ガイドパターン８が与えられるよ
うな形状に、紫外線を照射された領域６と、非照射領域
７とからなる。導光ガイドパターン８は、入射ガイド部
８．１と出射ガイド部８．２，８．３を有する。この実
施例において、出射ガイド部は、２つの対向して伸び、
スムーズに会合する湾曲部によって、それぞれ半径Ｒ、
角度θをもって入射ガイド部８．１から離れ、その中心
線から距離Ｄを保って平行に続くように構成されてい
る。導光ガイドパターン８において枝分かれが始まる領
域から、出射ガイド部８．２，８．３が再び入射ガイド
部８．１と平行に伸びる領域までを、枝分かれゾーン９
と呼ぶ。ゾーン９の長さＬは、Ｌ＝２Ｒｓｉｎθであ
る。角度θは、出射ガイド部８．２，８．３が枝分かれ
ゾーン９において枝分かれする有効角の指標である。導
光ガイド部はすべて、等しい幅（直径）ｄを有してい
る。入射ガイド部８．１が出射ガイド部８．２，８．３
に枝分かれし始める位置で、第２電極１０が出射ガイド
部８．３の上（少なくともその初めの部分で）に、第２
緩衝層５上に設けられる。電極２，１０の間にある、少
なくとも出射ガイド部８．３の部分にあるポリマー層
は、分極状態になる。（例えば、ポリマー層をガラス転
移温度以上に加熱し、電圧を印加して電極２，１０間に
強い電界を発生させ、この電界を保ちながら冷却するこ
とにより）。出射ガイド８．３のこの位置にあるポリマ
ー物質は、複屈折性であるので、屈折率は偏光方向に依
存する。分極の結果、ＴＭ偏光に対する屈折率は非分極
物質について増大するが、ＴＥ偏光に対する屈折率は逆
に低下する。この屈折率の変化によって、導光ガイドパ
ターン８における伝播定数に直接影響が及ぶ。入射ガイ
ド８．１に入射した光信号のＴＭ成分に対し、分極した
出射ガイド８．３は最高の伝播定数をもつが、逆に分極
していない、出射ガイド部８．２はＴＥ成分に対して最
高の伝播定数をもつ。出射ガイド部８．２と８．３が光
学的に分離されなければならない点までの出射ガイド部
８．３の部分だけが、分極される必要があると指摘され
る。
【００１３】使われたポリマーは、双方の偏光に対し、
赤外線（１．３μｍ）を浴びたときの屈折率が１．５
６、浴びないで分極されない状態のときの屈折率が１．
５９０、分極された状態のとき、ＴＥ偏光に対する屈折
率が１．５８７、ＴＭ偏光に対する屈折率が１．５９７
である。
赤外線（１．３μｍ）を浴びたときの屈折率が１．５
６、浴びないで分極されない状態のときの屈折率が１．
５９０、分極された状態のとき、ＴＥ偏光に対する屈折
率が１．５８７、ＴＭ偏光に対する屈折率が１．５９７
である。
【００１４】ガラス基板、２．５μｍ厚で屈折率１．５
２３のポリウレタン緩衝層、全電極、２．３μｍ厚
（０．３μｍが照射され、２．０μｍが照射されていな
い）のポリマー層、および半径Ｒ＝４０．０ｍｍ、幅ｄ
＝７μｍ、距離Ｄ＝５０．０μｍの導光ガイドパターン
を有する、上記ポリマーを用いて作った偏光スプリッタ
ーにおいて、２０ｄＢよりも大きな偏光スプリット比が
得られた。このとき、枝分かれゾーンの長さＬ＝１．４
mm、角度θ０．０２rad（ラジアン）で、出射ガイド
８．２と８．３の間隔２Ｄ＝０．１ｍｍである。半径Ｒ
をもっと小さくすれば（２桁）、スプリッターはわずか
な空間しか占めず、他の光学コンポーネントとの統合を
容易にすることが期待される。
２３のポリウレタン緩衝層、全電極、２．３μｍ厚
（０．３μｍが照射され、２．０μｍが照射されていな
い）のポリマー層、および半径Ｒ＝４０．０ｍｍ、幅ｄ
＝７μｍ、距離Ｄ＝５０．０μｍの導光ガイドパターン
を有する、上記ポリマーを用いて作った偏光スプリッタ
ーにおいて、２０ｄＢよりも大きな偏光スプリット比が
得られた。このとき、枝分かれゾーンの長さＬ＝１．４
mm、角度θ０．０２rad（ラジアン）で、出射ガイド
８．２と８．３の間隔２Ｄ＝０．１ｍｍである。半径Ｒ
をもっと小さくすれば（２桁）、スプリッターはわずか
な空間しか占めず、他の光学コンポーネントとの統合を
容易にすることが期待される。
【００１５】スプリッティング効果は、光の干渉効果に
基づいていないので、コンポーネントは広帯域である。
基づいていないので、コンポーネントは広帯域である。
【００１６】第１例において、上記偏光スプリッターは
受動（ｐａｓｓｉｖｅ）コンポーネントのように見られ
る。すなわち、コンポーネントが使われている間、例え
ば電気光学効果によるようないかなる影響も導光ガイド
パターンにおける屈折率が受けない。そのような受動コ
ンポーネントにおいて、電極２と１０は実際不要であ
り、ポリマーの所定領域が分極された後、コンポーネン
トの製造プロセスの間に、取り除くことができる。ポリ
マーは分極状態で電気光学的なので、また、分極電圧の
兆候に従って電圧が印加されるときＴＭおよびＴＥ偏光
に対する屈折率の増大または低下がいくらか強調される
ので、電極を調整可能な電圧源に接続することによって
コンポーネントを能動（ａｃｔｉｖｅ）コンポーネント
にすることの方が有利である。これにより、電気光学効
果の助けを借りて、それでもなお非対称において越える
かもしれない欠点を修正する可能性が与えられる。
受動（ｐａｓｓｉｖｅ）コンポーネントのように見られ
る。すなわち、コンポーネントが使われている間、例え
ば電気光学効果によるようないかなる影響も導光ガイド
パターンにおける屈折率が受けない。そのような受動コ
ンポーネントにおいて、電極２と１０は実際不要であ
り、ポリマーの所定領域が分極された後、コンポーネン
トの製造プロセスの間に、取り除くことができる。ポリ
マーは分極状態で電気光学的なので、また、分極電圧の
兆候に従って電圧が印加されるときＴＭおよびＴＥ偏光
に対する屈折率の増大または低下がいくらか強調される
ので、電極を調整可能な電圧源に接続することによって
コンポーネントを能動（ａｃｔｉｖｅ）コンポーネント
にすることの方が有利である。これにより、電気光学効
果の助けを借りて、それでもなお非対称において越える
かもしれない欠点を修正する可能性が与えられる。
【図１】本発明の偏光スプリッターの平面図である。
【図２】図１のｌｌ−ｌｌ矢視断面図である。
１：基板 ２：第１電極 ３：第１緩衝層 ４：分極可能なガラス状ポリマー層 ５：第２緩衝層 ６：紫外線照射領域 ７：紫外線非照射領域 ８：導光ガイドパターン ８．１：入射ガイド部 ８．２，８．３：出射ガイド部 ９：枝分かれゾーン １０：第２電極
フロントページの続き (72)発明者 ヨハネス ヤコブス ジェラルド マリ ア バン デア トール オランダ国 2728 エムピー ゾエター マー ルームティバーン 313
Claims (3)
- 【請求項１】 入射光信号を互いに直交する偏光方向を
持った２つの出射光信号にスプリットする光コンポーネ
ントであって、且つ当該コンポーネントは基板上又は内
部に設けられた導光ガイドパターンを有しており、更に
該光コンポーネントは、第１のチャネル型の導光ガイド
と該第１のチャネル型の導光ガイドに鋭角に、側技とし
て結合している第２のチャネル型の導光ガイドとを含
み、当該第１と第２の導光ガイドは、当該第１の導光ガ
イドが、１の偏光方向に対しては最も高い伝播定数を有
すると同時に、当該第２の導光ガイドが、他方の偏光方
向に対して最も高い伝播定数を有する如く、２つの偏光
方向のそれぞれに対して異なる伝播搬定数を有してお
り、更に当該導光ガイドのパターンが、当該第１の導光
ガイドに於いては非分極状態にあり、該第２の導光ガイ
ドに於いては、少なくとも該第１の導光ガイドに対して
直接的に接続する部分に於いては分極状態にある様な透
明で分極可能な材料で構成されたものである事を特徴と
する光コンポーネント。 - 【請求項２】 前記材料は、励起された照射光の下では
破壊される分極性を持った分極可能なガラス状ポリマー
であり、前記導光ガイドパターンは選択的な励起照射光
を受けると分極可能な当該ガラス状ポリマーで構成され
た薄層内に設けられている事を特徴とする請求項１記載
の光コンポーネント。 - 【請求項３】 前記コンポーネントが、さらに、印加さ
れる電位差によってその間に電界が発生し、該電界が、
少なくとも該第１導光ガイドの非分極物質に直接接続す
る部分において、該第２導光ガイドの分極物質内に作用
する、部分的に相互作用する第１の電極群からなる事を
特徴とする請求項１又は２に記載の光コンポーネント。
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| NL9000210A NL9000210A (nl) | 1990-01-29 | 1990-01-29 | Geintegreerde optische polarisatiesplitser. |
| NL9000210 | 1990-01-29 |
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|---|---|
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| JP2657436B2 true JP2657436B2 (ja) | 1997-09-24 |
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| DE (1) | DE69102450T2 (ja) |
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| ES (1) | ES2056560T3 (ja) |
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| NL (1) | NL9000210A (ja) |
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| NL9300204A (nl) * | 1993-02-02 | 1994-09-01 | Nederland Ptt | Geintegreerde optische component voor het manipuleren van de polarisatie van optische signalen. |
| ES2099665B1 (es) * | 1994-04-19 | 1998-02-16 | Telefonica Nacional Espana Co | Girador de componentes ortogonales de polarizacion. |
| DE4445848A1 (de) * | 1994-12-22 | 1996-06-27 | Sel Alcatel Ag | Optischer Raumschalter mit kurzer Baulänge |
| NL1000182C2 (nl) * | 1995-04-20 | 1996-10-22 | Nederland Ptt | Geïntegreerde optische polarisatie-splitser. |
| JP2746216B2 (ja) * | 1995-08-04 | 1998-05-06 | 日本電気株式会社 | 光スイッチ |
| JP3970350B2 (ja) * | 1996-02-23 | 2007-09-05 | 株式会社フジクラ | 光分岐デバイス |
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1990
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1991
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- 1991-01-31 TW TW080100782A patent/TW198101B/zh active
Patent Citations (1)
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