JP2765529B2 - 導波路形光デバイス - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】本発明は導波路型光デバイス
に関し、特に、導波路型光変調器や偏光フィルタのよう
な偏光を分離して使用する必要のある光デバイスに関す
る。
に関し、特に、導波路型光変調器や偏光フィルタのよう
な偏光を分離して使用する必要のある光デバイスに関す
る。
【０００１】
【従来の技術】電気光学効果を有する基板を用いた導波
路形光デバイスは、基板中に光導波路として屈折率の高
い部分が形成されており、この導波路の上部又は近傍に
電圧を印加するための電極が形成されている。この電極
に電圧を印加して基板中に電界を発生させ、導波路の屈
折率を変化させ、光の位相や強度を変調したり、あるい
は光路を切り換えたりする。
路形光デバイスは、基板中に光導波路として屈折率の高
い部分が形成されており、この導波路の上部又は近傍に
電圧を印加するための電極が形成されている。この電極
に電圧を印加して基板中に電界を発生させ、導波路の屈
折率を変化させ、光の位相や強度を変調したり、あるい
は光路を切り換えたりする。
【０００２】ここで、導波路型光デバイスの例として、
本発明に関係の深い電気光学効果を利用した光強度変調
器の構造及び動作について簡単に説明する。また、偏光
を分離する技術についても簡単に紹介する。
本発明に関係の深い電気光学効果を利用した光強度変調
器の構造及び動作について簡単に説明する。また、偏光
を分離する技術についても簡単に紹介する。
【０００３】基板には強誘電体材料の中で比較的高い電
気光学効果を有するニオブ酸リチウム基板が一般的に用
いられている。ニオブ酸リチウムを用いた導波路型光デ
バイスは、基板にチタン膜を成膜し所望の導波路パター
ンにパターニングした後、１０００℃前後の高温で数時
間熱拡散して導波路を形成し、この上部に二酸化シリコ
ンバッファ層（以下、ＳｉＯ２膜と記す）を成膜し、さ
らにその上部に金属膜により電極を形成することにより
作製される。ＳｉＯ２膜と金属膜の間にシリコン膜（以
下、Ｓｉ膜と記す）を形成する場合もある。
気光学効果を有するニオブ酸リチウム基板が一般的に用
いられている。ニオブ酸リチウムを用いた導波路型光デ
バイスは、基板にチタン膜を成膜し所望の導波路パター
ンにパターニングした後、１０００℃前後の高温で数時
間熱拡散して導波路を形成し、この上部に二酸化シリコ
ンバッファ層（以下、ＳｉＯ２膜と記す）を成膜し、さ
らにその上部に金属膜により電極を形成することにより
作製される。ＳｉＯ２膜と金属膜の間にシリコン膜（以
下、Ｓｉ膜と記す）を形成する場合もある。
【０００４】このような導波路形光デバイスは、基板上
に光を変調する機能や光路の切り替えを行う機能を集積
化することが可能である。また、上記の機能は高速な
為、大容量光通信用の外部変調器や光パルス試験器（Ｏ
ＴＤＲ）における光路切り換え用スイッチとして開発が
進められている。
に光を変調する機能や光路の切り替えを行う機能を集積
化することが可能である。また、上記の機能は高速な
為、大容量光通信用の外部変調器や光パルス試験器（Ｏ
ＴＤＲ）における光路切り換え用スイッチとして開発が
進められている。
【０００５】図４は、従来から広く研究・開発、実用化
のため検討が進められているマッハツェンダ型光変調器
の一例であり、本図を用いて以下に構造と動作原理につ
いて説明する。
のため検討が進められているマッハツェンダ型光変調器
の一例であり、本図を用いて以下に構造と動作原理につ
いて説明する。
【０００６】ニオブ酸リチウム基板１に形成された導波
路２は２箇所の分岐部と中央の２本の平行な導波路から
なるマッハツェンダ型光干渉器が形成されている。図５
（ａ）に示されるように、この２本の平行な部分の導波
路２の上部には導波路基板１の表面全体に成膜されたＳ
ｉＯ２膜３を介して、例えばクロム・金などからなる金
属層の電極４と電極５が形成されている。
路２は２箇所の分岐部と中央の２本の平行な導波路から
なるマッハツェンダ型光干渉器が形成されている。図５
（ａ）に示されるように、この２本の平行な部分の導波
路２の上部には導波路基板１の表面全体に成膜されたＳ
ｉＯ２膜３を介して、例えばクロム・金などからなる金
属層の電極４と電極５が形成されている。
【０００７】この導波路２及び電極４と電極５を有する
導波路基板１の両端面にはそれぞれ入力側光ファイバ７
１と出力側光ファイバ７２が光学的に結合され固定され
ている。さらに、電極４には電圧を印加し信号を入力す
るための駆動回路９の出力端が接続されている。
導波路基板１の両端面にはそれぞれ入力側光ファイバ７
１と出力側光ファイバ７２が光学的に結合され固定され
ている。さらに、電極４には電圧を印加し信号を入力す
るための駆動回路９の出力端が接続されている。
【０００８】電極４、５に外部から電圧が印加される
と、図５（ｂ）に示されるように、基板中に形成された
導波路２に縦方向の電界（矢印で表示）が発生し、ニオ
ブ酸リチウムのもつ電気光学効果により導波路２の屈折
率が変化する。
と、図５（ｂ）に示されるように、基板中に形成された
導波路２に縦方向の電界（矢印で表示）が発生し、ニオ
ブ酸リチウムのもつ電気光学効果により導波路２の屈折
率が変化する。
【０００９】印加電圧と光出力との関係を図３に示す。
電極４、５に電圧を印加しない状態では光は一旦分岐さ
れ、再び合流する。マッハツェンダ型光干渉器中の２つ
のアーム（以下、導波路対という）の構造が等しい場
合、分岐した２つの光の間には位相差がないために、伝
搬損や分岐損を除き再び光が出力される。しかし、印加
電圧を増加させると分岐した光の位相が互いに異なり、
ある電圧において位相差がπとなる。このような２つの
分岐光が再度合流した場合には干渉により光の出力が観
測されなくなる。このように、電圧印加の有無により光
を変調するのがマッハツェンダ型光変調器である。
電極４、５に電圧を印加しない状態では光は一旦分岐さ
れ、再び合流する。マッハツェンダ型光干渉器中の２つ
のアーム（以下、導波路対という）の構造が等しい場
合、分岐した２つの光の間には位相差がないために、伝
搬損や分岐損を除き再び光が出力される。しかし、印加
電圧を増加させると分岐した光の位相が互いに異なり、
ある電圧において位相差がπとなる。このような２つの
分岐光が再度合流した場合には干渉により光の出力が観
測されなくなる。このように、電圧印加の有無により光
を変調するのがマッハツェンダ型光変調器である。
【００１０】一般に、マッハツェンダ型光変調器を動作
させる場合には光出力が最大となる電圧ＶＨと光出力が
最小となる電圧ＶＬに変調電圧を印加する。この時の変
調電圧（または動作電圧）は一般にＶπと記され、│Ｖ
Ｈ−ＶＬ│で与えられる。また、効率のよい変調を行う
ためにＶπ以外にバイアス電圧ＶＢを重畳し動作させ
る。ＶＢは（ＶＨ−ＶＬ）／２で与えられる。
させる場合には光出力が最大となる電圧ＶＨと光出力が
最小となる電圧ＶＬに変調電圧を印加する。この時の変
調電圧（または動作電圧）は一般にＶπと記され、│Ｖ
Ｈ−ＶＬ│で与えられる。また、効率のよい変調を行う
ためにＶπ以外にバイアス電圧ＶＢを重畳し動作させ
る。ＶＢは（ＶＨ−ＶＬ）／２で与えられる。
【００１１】いまマッハツェンダ型光変調器への入射光
の偏波を（１）ＴＭのみ（２）ＴＭ＋ＴＥの混在（３）
ＴＥのみのように変化させると、印加電圧と光出力の関
係がそれぞれ図３（１）（２）（３）のようにそれぞれ
変化する。図３（１）、（３）よりわかるように、ＴＭ
のみ入射した場合には、ＴＥのみ入射した場合よりも約
３分の１の電圧で消光比がピークとなる。すなわち、低
電圧駆動が可能となるため入射偏光がＴＭになるように
調整して使用される。
の偏波を（１）ＴＭのみ（２）ＴＭ＋ＴＥの混在（３）
ＴＥのみのように変化させると、印加電圧と光出力の関
係がそれぞれ図３（１）（２）（３）のようにそれぞれ
変化する。図３（１）、（３）よりわかるように、ＴＭ
のみ入射した場合には、ＴＥのみ入射した場合よりも約
３分の１の電圧で消光比がピークとなる。すなわち、低
電圧駆動が可能となるため入射偏光がＴＭになるように
調整して使用される。
【００１２】導波路デバイスにはニオブ酸リチウム光変
調器のように入射偏光を選択し使用するもの、偏光を分
離しそれぞれに変調等の信号処理を行うもの、偏光を分
離せずに使用するものとがある。
調器のように入射偏光を選択し使用するもの、偏光を分
離しそれぞれに変調等の信号処理を行うもの、偏光を分
離せずに使用するものとがある。
【００１３】偏光を選択する技術としては、前述のよう
な、光ファイバを調整する方法と、特許第１３５１１８
４号に記載されるような導波路の入射端面に偏光子（ラ
ミポール）を使用し、ある特定の偏光のみを減衰する方
法がある。
な、光ファイバを調整する方法と、特許第１３５１１８
４号に記載されるような導波路の入射端面に偏光子（ラ
ミポール）を使用し、ある特定の偏光のみを減衰する方
法がある。
【００１４】一方、偏光を分離する技術としては、以下
に挙げる例がある。図６は、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅ
ｔｔ．５５（２０）、ＰＰ９２７−９２９、１９８９
（以下、引用文献１）より引用した偏光分離素子の平面
図である。チタン膜厚がτ１であるＸ分岐型チタン拡散
光導波路２３とチタン膜厚τ１＋τ２であるＸ分岐部分
２４（図にハッチングを付して示す部分）より構成され
る。屈折率変化の大きいＸ分岐部分２４において高次の
モードが励起され、一種の方向性結合器として作用す
る。Ｘ分岐部分２４での伝搬長（交差角度に依存）を適
切に設定することによりＴＥモードとＴＭモードとに分
離できる。
に挙げる例がある。図６は、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅ
ｔｔ．５５（２０）、ＰＰ９２７−９２９、１９８９
（以下、引用文献１）より引用した偏光分離素子の平面
図である。チタン膜厚がτ１であるＸ分岐型チタン拡散
光導波路２３とチタン膜厚τ１＋τ２であるＸ分岐部分
２４（図にハッチングを付して示す部分）より構成され
る。屈折率変化の大きいＸ分岐部分２４において高次の
モードが励起され、一種の方向性結合器として作用す
る。Ｘ分岐部分２４での伝搬長（交差角度に依存）を適
切に設定することによりＴＥモードとＴＭモードとに分
離できる。
【００１５】また、図７はＪＯＵＮＡＬ ＯＦ ＬＩＧ
ＨＴＷＡＶＥ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＶＯＬ．７ Ｎ
ｏ．１０、ｐｐ１５６７−１５７４、１９８９より引用
した偏光分離素子の平面図である。チタン拡散光導波路
２０と、プロトン交換導波路５１、５２によりＸ分岐導
波路が構成されている。テーパ状のプロトン交換光導波
路を含むチタン拡散光導波路領域で高次モードが励起さ
れる。その後段で分岐している２種類の導波路の実効屈
折率の違いによって導波するモードが分離され偏光分離
素子として動作する。
ＨＴＷＡＶＥ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＶＯＬ．７ Ｎ
ｏ．１０、ｐｐ１５６７−１５７４、１９８９より引用
した偏光分離素子の平面図である。チタン拡散光導波路
２０と、プロトン交換導波路５１、５２によりＸ分岐導
波路が構成されている。テーパ状のプロトン交換光導波
路を含むチタン拡散光導波路領域で高次モードが励起さ
れる。その後段で分岐している２種類の導波路の実効屈
折率の違いによって導波するモードが分離され偏光分離
素子として動作する。
【００１６】さらに、図８は特開平４−１１２０８号公
報に掲載されている方法であり、Ｙ分岐型チタン拡散光
導波路のＹ分岐部分またはＸ分岐型チタン拡散光導波路
のＸ交差部分に、基板に対して垂直または水平方向の偏
光成分の一方のみに対して全反射条件を満たすプロトン
交換領域が設けられている。
報に掲載されている方法であり、Ｙ分岐型チタン拡散光
導波路のＹ分岐部分またはＸ分岐型チタン拡散光導波路
のＸ交差部分に、基板に対して垂直または水平方向の偏
光成分の一方のみに対して全反射条件を満たすプロトン
交換領域が設けられている。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】導波路型光デバイスへ
ある一つの偏波のみを入射する場合、または偏波を分離
してそれぞれ入射する場合、光源の偏波消光比（ＴＥと
ＴＭの成分比）を大きくし光源と導波路端面間を偏波保
持ファイバで光学的に接続し、かつ、ＰＭＦの主軸を導
波路に対し垂直または水平に安定して維持することが必
要である。
ある一つの偏波のみを入射する場合、または偏波を分離
してそれぞれ入射する場合、光源の偏波消光比（ＴＥと
ＴＭの成分比）を大きくし光源と導波路端面間を偏波保
持ファイバで光学的に接続し、かつ、ＰＭＦの主軸を導
波路に対し垂直または水平に安定して維持することが必
要である。
【００１８】このような構成による場合、導波路にはあ
る一定の偏波成分のみを入射することは理論上可能であ
るが、主軸の角度合わせやファイバあるいは外的要因例
えば、温度変化や偏波保持ファイバへの応力印加により
偏波消光比が劣化する可能性が高い。偏波消光比の劣化
は変調波形の歪みを招き、伝送品質が低下する。
る一定の偏波成分のみを入射することは理論上可能であ
るが、主軸の角度合わせやファイバあるいは外的要因例
えば、温度変化や偏波保持ファイバへの応力印加により
偏波消光比が劣化する可能性が高い。偏波消光比の劣化
は変調波形の歪みを招き、伝送品質が低下する。
【００１９】ラミポールは片側の偏光を大きく減衰する
ため偏光の分離が必要な場合には適さない。また、従来
の技術で述べた３つの偏光分離技術はその機能を得るた
めの専用の導波路構造や導波路製造工程が必要になるた
め、導波路素子の大型化や導波路構成の複雑化の他、製
造工程が増え、製造歩留まりの維持が困難である等の問
題がある。
ため偏光の分離が必要な場合には適さない。また、従来
の技術で述べた３つの偏光分離技術はその機能を得るた
めの専用の導波路構造や導波路製造工程が必要になるた
め、導波路素子の大型化や導波路構成の複雑化の他、製
造工程が増え、製造歩留まりの維持が困難である等の問
題がある。
【００２０】上述の従来の導波路型光デバイスがもつ欠
点に鑑みて、本発明は、入射される光を偏光状態により
分離して導波路に結合させる機能を有し、しかも小型で
生産性に優れた導波路型光デバイスを提供することを目
的とする。
点に鑑みて、本発明は、入射される光を偏光状態により
分離して導波路に結合させる機能を有し、しかも小型で
生産性に優れた導波路型光デバイスを提供することを目
的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】本発明の導波路型光デバ
イスは、上記欠点を除去するために、基板中に導波路が
形成された導波路基板と、導波路基板の端面に配置さ
れ、入射された光を導波路基板の表面に平行な平面内で
常光と異常光に分離する複屈折基板とを備え、導波路基
板は、常光と異常光のうちのどちらか一方の光のみと光
学的に結合する導波路を含むことを特徴としている。
イスは、上記欠点を除去するために、基板中に導波路が
形成された導波路基板と、導波路基板の端面に配置さ
れ、入射された光を導波路基板の表面に平行な平面内で
常光と異常光に分離する複屈折基板とを備え、導波路基
板は、常光と異常光のうちのどちらか一方の光のみと光
学的に結合する導波路を含むことを特徴としている。
【００２２】本発明の導波路型光デバイスの、導波路に
入射する偏波を任意に選択かつ分離する具体的な複屈折
手段としては、導波路端面に貼り付けられたルチル板に
よる構成がある。
入射する偏波を任意に選択かつ分離する具体的な複屈折
手段としては、導波路端面に貼り付けられたルチル板に
よる構成がある。
【００２３】ルチル板は複屈折の作用を持つため、入射
した偏光により光路が異なるため、ＴＥモードとＴＭモ
ードの分離が可能となる。導波路端面にルチル板を張り
合わせ、ルチル板内で分離され出射される光と導波路の
入射端面を互いに光学的に結合することにより導波路へ
の任意の偏光を入射することができる。
した偏光により光路が異なるため、ＴＥモードとＴＭモ
ードの分離が可能となる。導波路端面にルチル板を張り
合わせ、ルチル板内で分離され出射される光と導波路の
入射端面を互いに光学的に結合することにより導波路へ
の任意の偏光を入射することができる。
【００２４】両偏光の分離距離ｄとルチル板の厚さｔに
は、ｄ≒０．１ｔの関係があるためｔを選ぶことにより
ｄを調整することができる。
は、ｄ≒０．１ｔの関係があるためｔを選ぶことにより
ｄを調整することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】本発明を図面を用いて説明する。
【００２６】図１（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）に本発明の
導波路型光デバイスの一実施例を示す。図１において、
ニオブ酸リチウム基板１の表面には、従来と同様の方法
のチタンの熱拡散により、導波路２１が形成されてい
る。基板１の両端面は研磨加工により鏡面研磨され、導
波路２１の端面には光ファイバ７１および７２が光学的
に位置合わせされた状態で結合され、固定されている。
導波路型光デバイスの一実施例を示す。図１において、
ニオブ酸リチウム基板１の表面には、従来と同様の方法
のチタンの熱拡散により、導波路２１が形成されてい
る。基板１の両端面は研磨加工により鏡面研磨され、導
波路２１の端面には光ファイバ７１および７２が光学的
に位置合わせされた状態で結合され、固定されている。
【００２７】ここで、図１（ａ）に示されるように、導
波路２１と入射ファイバ７１の間に偏光分離板６１が挿
入されている。ここでは、偏光分離板として複屈折機能
を有するルチル板が用いられている。図１（ａ）は、導
波路２１にＴＥモードを入射させる方法を示しており、
光ファイバ７１から出射された光は、偏光分離膜６１に
より常光と異常光に分離される。分離された光のうち、
電界方向が基板表面に平行な光のみが導波路２１に結合
するように、あらかじめ光ファイバ７１は位置合わせさ
れている。したがって、電界方向が基板表面に平行な
光、すなわち、ＴＥモード成分のみの光が導波路２１に
結合することとなる。
波路２１と入射ファイバ７１の間に偏光分離板６１が挿
入されている。ここでは、偏光分離板として複屈折機能
を有するルチル板が用いられている。図１（ａ）は、導
波路２１にＴＥモードを入射させる方法を示しており、
光ファイバ７１から出射された光は、偏光分離膜６１に
より常光と異常光に分離される。分離された光のうち、
電界方向が基板表面に平行な光のみが導波路２１に結合
するように、あらかじめ光ファイバ７１は位置合わせさ
れている。したがって、電界方向が基板表面に平行な
光、すなわち、ＴＥモード成分のみの光が導波路２１に
結合することとなる。
【００２８】図１（ｂ）は、導波路２１と入射ファイバ
７１の間に偏光分離板６１を挿入し、導波路２１にＴＭ
モードを入射させる方法を示している。ここでは、
（ａ）に示したのとは逆に、磁界方向が基板表面に平行
な光、すなわちＴＭモードのみが結合するように、光フ
ァイバ７１が配置されている。
７１の間に偏光分離板６１を挿入し、導波路２１にＴＭ
モードを入射させる方法を示している。ここでは、
（ａ）に示したのとは逆に、磁界方向が基板表面に平行
な光、すなわちＴＭモードのみが結合するように、光フ
ァイバ７１が配置されている。
【００２９】また、図１（ｃ）は、導波路２１、２２と
光源側のファイバ７１の間に偏光分離板６１が挿入さ
れ、導波路２１、２２にそれぞれＴＥモード、ＴＭモー
ドが入射させる構成を示している。さらに、図１（ｄ）
は、光の入射までは（ｃ）と同様であるが、入射時に一
旦分離した光の出力を導波路２１、２２の出力側に挿入
した偏光分離板６２により再結合し出射ファイバ７２に
入射させる。
光源側のファイバ７１の間に偏光分離板６１が挿入さ
れ、導波路２１、２２にそれぞれＴＥモード、ＴＭモー
ドが入射させる構成を示している。さらに、図１（ｄ）
は、光の入射までは（ｃ）と同様であるが、入射時に一
旦分離した光の出力を導波路２１、２２の出力側に挿入
した偏光分離板６２により再結合し出射ファイバ７２に
入射させる。
【００３０】図１（ａ）〜（ｄ）に示される本実施例に
おいては、偏光分離板６１、６２の厚さは１５０μｍと
している。したがって、各偏光の分離距離ｄは約１５μ
ｍとなり、二本の導波路２１、２２の間隔は１５μｍと
している。このように、偏光分離膜の基板厚を適宜、設
定することにより、導波路の位置関係も一意に定めるこ
とができる。
おいては、偏光分離板６１、６２の厚さは１５０μｍと
している。したがって、各偏光の分離距離ｄは約１５μ
ｍとなり、二本の導波路２１、２２の間隔は１５μｍと
している。このように、偏光分離膜の基板厚を適宜、設
定することにより、導波路の位置関係も一意に定めるこ
とができる。
【００３１】本実施例では、入射側ファイバは偏光制御
を容易にするために、偏波保存ファイバが用いられてい
る。偏光分離板には、光学軸に対して約４７．８度傾け
て切り出されたルチル板が使用され、偏光の分離方向が
導波路２１、２２のチタン拡散深さ方向及び光の導波方
向に対して垂直になるように挿入されている。。また、
導波路端面と偏光分離板６１、６２の間には使用波長に
対して光学的に透明な接着剤を厚さ１μｍ以下で接着さ
れ固定されている。
を容易にするために、偏波保存ファイバが用いられてい
る。偏光分離板には、光学軸に対して約４７．８度傾け
て切り出されたルチル板が使用され、偏光の分離方向が
導波路２１、２２のチタン拡散深さ方向及び光の導波方
向に対して垂直になるように挿入されている。。また、
導波路端面と偏光分離板６１、６２の間には使用波長に
対して光学的に透明な接着剤を厚さ１μｍ以下で接着さ
れ固定されている。
【００３２】次に、本発明の導波路型光デバイスを用い
た場合の、偏光分離に関する特性について説明する。偏
波の分離を示す指標として偏波消光比がある。これは、
光のＴＥモード成分とＴＭモード成分の比率でありその
値が大きいほど分離されていることを示している。例え
ば、ファイバによる偏波調整では約２０ｄＢ程度、ラミ
ポールでは４０〜５０ｄＢ程度である。引用文献３に示
される方法では、約３０ｄＢ程度の消光比が確認されて
いる。
た場合の、偏光分離に関する特性について説明する。偏
波の分離を示す指標として偏波消光比がある。これは、
光のＴＥモード成分とＴＭモード成分の比率でありその
値が大きいほど分離されていることを示している。例え
ば、ファイバによる偏波調整では約２０ｄＢ程度、ラミ
ポールでは４０〜５０ｄＢ程度である。引用文献３に示
される方法では、約３０ｄＢ程度の消光比が確認されて
いる。
【００３３】これら従来のものに対して、本発明の偏光
分離板を接着した場合には、約６５〜７５ｄＢという、
従来に比べ格段に優れた消光比が確認されている。
分離板を接着した場合には、約６５〜７５ｄＢという、
従来に比べ格段に優れた消光比が確認されている。
【００３４】なお、導波路に光を入射する方法として
は、図２（ａ）の様に偏光分離板６１、６２にファイバ
端末７１、７２を押し当てるバットジョイント方法や偏
光分離板６１、６２とファイバ端末７１、７２の間にレ
ンズ８１、８２を介するレンズ結合方法がある。バット
ジョイント方法は光軸調整が簡単であり、レンズ結合は
導波路との光学的な結合損失を小さくできるというメリ
ットがある。 偏光分離板の厚さｔを厚くするとｄが大
きくなるため偏光間の干渉（クロストークまたは消光比
という）を小さくできるというメリットがあるが、挿入
損失が増加する。このような場合にはレンズ結合を使用
し、挿入損失の低減を図ることができる。
は、図２（ａ）の様に偏光分離板６１、６２にファイバ
端末７１、７２を押し当てるバットジョイント方法や偏
光分離板６１、６２とファイバ端末７１、７２の間にレ
ンズ８１、８２を介するレンズ結合方法がある。バット
ジョイント方法は光軸調整が簡単であり、レンズ結合は
導波路との光学的な結合損失を小さくできるというメリ
ットがある。 偏光分離板の厚さｔを厚くするとｄが大
きくなるため偏光間の干渉（クロストークまたは消光比
という）を小さくできるというメリットがあるが、挿入
損失が増加する。このような場合にはレンズ結合を使用
し、挿入損失の低減を図ることができる。
【００３５】本発明の導波路型デバイスにおける偏光分
離に関する構成を光変調器に応用することによって、高
い偏波消光比を維持した状態で光変調することができ
る。したがって、光変調された光のオン、オフ状態も高
い消光比を得ることができる。
離に関する構成を光変調器に応用することによって、高
い偏波消光比を維持した状態で光変調することができ
る。したがって、光変調された光のオン、オフ状態も高
い消光比を得ることができる。
【００３６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の導波路型
光デバイスを用いることにより、極めて簡易で小型に偏
波消光比を高める手段を講じることができる。これによ
り、導波路に入射する光の偏光をより高く分離すること
が容易になり、光変調器などのデバイスに適用した場合
には、分離後の光の消光比について大幅な性能の向上を
図ることが可能になる。
光デバイスを用いることにより、極めて簡易で小型に偏
波消光比を高める手段を講じることができる。これによ
り、導波路に入射する光の偏光をより高く分離すること
が容易になり、光変調器などのデバイスに適用した場合
には、分離後の光の消光比について大幅な性能の向上を
図ることが可能になる。
【図１】図１（ａ）〜（ｄ）は、本発明によるマッハツ
ェンダ型光変調器の一実施例を示す図である。
ェンダ型光変調器の一実施例を示す図である。
【図２】図２（ａ）および（ｂ）は、導波路への光入出
射方法を示す概念図である。
射方法を示す概念図である。
【図３】 従来のマッハツェンダ型光変調器の入射偏
波による変調波形の変化例を示す図で、（１）はＴＭモ
ードの光、（２）はＴＭ＋ＴＥモードの光、（３）はＴ
Ｅモードの光をそれぞれ入射した場合を示している。
波による変調波形の変化例を示す図で、（１）はＴＭモ
ードの光、（２）はＴＭ＋ＴＥモードの光、（３）はＴ
Ｅモードの光をそれぞれ入射した場合を示している。
【図４】図４は、従来のマッハツェンダ型光変調器の構
成を示す上面図である。
成を示す上面図である。
【図５】図５は、従来のマッハツェンダ型光変調器の構
成を示す断面図であって、（ａ）は電圧を印加していな
い状態を、（ｂ）は電圧印加状態を示している。
成を示す断面図であって、（ａ）は電圧を印加していな
い状態を、（ｂ）は電圧印加状態を示している。
【図６】図６は、引用文献１より引用した偏光分離素子
の平面図である。
の平面図である。
【図７】図７は、引用文献２より引用した偏光分離素子
の平面図である。
の平面図である。
【図８】図８は、引用文献３に掲載されている偏光分離
素子の一例を示す平面図である。
素子の一例を示す平面図である。
１ ニオブ酸リチウム基板 ２ 導波路 ３ ＳｉＯ２膜 ４ 電極 ５ 電極 ９ 駆動回路 ２１ 導波路 ２２ 導波路 ２３ 導波路 ２４ Ｘ分岐部分 ６１ 偏光分離膜 ６２ 偏光分離板 ７１ 入力側光ファイバ ７２ 出力側光ファイバ ７３ 出力側光ファイバ ８１ レンズ ８２ レンズ
Claims (6)
- 【請求項１】 基板中に導波路が形成された導波路基板
と、前記導波路基板の端面に配置され、入射された光を
前記基板の表面に平行な平面内で常光と異常光に分離す
る複屈折手段とを備え、 前記導波路基板は、前記常光と前記異常光のうちのどち
らか一方の光のみと光学的に結合する導波路を含む こと
を特徴とする導波路型光デバイス。 - 【請求項２】 前記基板は、ニオブ酸リチウムであるこ
とを特徴とする請求項１記載の導波路型光デバイス。 - 【請求項３】 前記導波路は、前記基板にチタン薄膜を
熱拡散させて形成された導波路であることを特徴とする
請求項２記載の導波路型光デバイス。 - 【請求項４】 前記複屈折手段は、偏光分離膜であるこ
とを特徴とする請求項１記載の導波路型デバイス。 - 【請求項５】 前記偏光分離膜は、リチルを材料とする
ことを特徴とする請求項１記載の導波路型デバイス。 - 【請求項６】 前記導波路は、上部に電極が形成され、
前記電極への電圧の印加により光出力を変化させる光変
調器であることを特徴とする請求項１記載の導波路型光
デバイス。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7252137A JP2765529B2 (ja) | 1995-09-29 | 1995-09-29 | 導波路形光デバイス |
| US08/724,249 US5923795A (en) | 1995-09-29 | 1996-09-30 | Optical waveguide device having a double-refractor at an input thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7252137A JP2765529B2 (ja) | 1995-09-29 | 1995-09-29 | 導波路形光デバイス |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0996731A JPH0996731A (ja) | 1997-04-08 |
| JP2765529B2 true JP2765529B2 (ja) | 1998-06-18 |
Family
ID=17232998
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7252137A Expired - Lifetime JP2765529B2 (ja) | 1995-09-29 | 1995-09-29 | 導波路形光デバイス |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5923795A (ja) |
| JP (1) | JP2765529B2 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6801677B1 (en) * | 1998-09-10 | 2004-10-05 | The Regents Of The Universtiy Of California | Waveguide-based optical chemical sensor |
| JP3974792B2 (ja) * | 2002-02-07 | 2007-09-12 | 富士通株式会社 | 光導波路デバイス及び光デバイス |
| US6892007B2 (en) * | 2002-09-16 | 2005-05-10 | Agilent Technologies, Inc. | Monitoring optical transmitter signals |
| JPWO2013136393A1 (ja) | 2012-03-16 | 2015-07-30 | 日本電気株式会社 | 偏光合成分離器、偏光合成分離構造、光ミキサ、光変調器モジュール、及び偏光合成分離器の製造方法 |
| US9112087B2 (en) * | 2012-09-16 | 2015-08-18 | Shalom Wretsberger | Waveguide-based energy converters, and energy conversion cells using same |
| US9823415B2 (en) | 2012-09-16 | 2017-11-21 | CRTRIX Technologies | Energy conversion cells using tapered waveguide spectral splitters |
| US9952388B2 (en) | 2012-09-16 | 2018-04-24 | Shalom Wertsberger | Nano-scale continuous resonance trap refractor based splitter, combiner, and reflector |
| US9581762B2 (en) | 2012-09-16 | 2017-02-28 | Shalom Wertsberger | Pixel structure using a tapered core waveguide, image sensors and camera using same |
| US10908431B2 (en) | 2016-06-06 | 2021-02-02 | Shalom Wertsberger | Nano-scale conical traps based splitter, combiner, and reflector, and applications utilizing same |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62251728A (ja) * | 1986-04-25 | 1987-11-02 | Nec Corp | 光スイツチ |
| US5037205A (en) * | 1989-04-19 | 1991-08-06 | Litton Systems, Inc. | Integrated optic interferometric fiber gyroscope module and method |
| JP2885349B2 (ja) * | 1989-12-26 | 1999-04-19 | 住友電気工業株式会社 | 表面弾性波素子 |
| JPH04112208A (ja) * | 1990-09-03 | 1992-04-14 | Fuji Electric Co Ltd | プログラマブルコントローラ |
| JPH04282608A (ja) * | 1991-03-12 | 1992-10-07 | Sumitomo Cement Co Ltd | 光導波路デバイス |
| JPH04311918A (ja) * | 1991-04-10 | 1992-11-04 | Fujitsu Ltd | 光導波路デバイス |
| JPH0534650A (ja) * | 1991-05-10 | 1993-02-12 | Fujitsu Ltd | モニタ付分岐干渉型光変調器 |
| JPH0728007A (ja) * | 1993-07-09 | 1995-01-31 | Nec Corp | 導波路型光デバイス |
| US5499307A (en) * | 1993-10-13 | 1996-03-12 | Tdk Corporation | Optical isolator and polarization splitter therefor |
| US5611004A (en) * | 1996-01-30 | 1997-03-11 | Hewlett-Packard Company | Microphotonic polarization independent acousto optical tunable filter and receiver |
-
1995
- 1995-09-29 JP JP7252137A patent/JP2765529B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1996
- 1996-09-30 US US08/724,249 patent/US5923795A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0996731A (ja) | 1997-04-08 |
| US5923795A (en) | 1999-07-13 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19980303 |