JP2790363B2 - 偏光不感受性の線形導波電気光学位相変調器 - Google Patents
偏光不感受性の線形導波電気光学位相変調器Info
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- JP2790363B2 JP2790363B2 JP2154978A JP15497890A JP2790363B2 JP 2790363 B2 JP2790363 B2 JP 2790363B2 JP 2154978 A JP2154978 A JP 2154978A JP 15497890 A JP15497890 A JP 15497890A JP 2790363 B2 JP2790363 B2 JP 2790363B2
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- 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
- G02F1/01—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 intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/061—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 intensity, phase, polarisation or colour based on electro-optical organic material
- G02F1/065—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 intensity, phase, polarisation or colour based on electro-optical organic material in an optical waveguide structure
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Description
【発明の詳細な説明】 本発明は偏光不感受性（polarization−insensitiv
e）の線形導波電気光学位相変調器に関する。
e）の線形導波電気光学位相変調器に関する。
塊状無機結晶を用いる電気光学的強度、位相変調器は
周知であり、広く用いられている。導波電気光学変調器
は比較的最近開発され、例えばアプライド フイジツク
ス レタース（Applied Physics Letters）21巻、７
号、325頁（1972）;22巻、10号、540頁（1973）；米国
特許第3,586,872号；第3,619,795号、第3,624,406号、
第3,806,223号、第3,810,688号、第3,874,782号、第3,9
23,374号、第3,947,087号、第3,990,775号及びこれらに
引用されている文献のような文献に述べられている。
周知であり、広く用いられている。導波電気光学変調器
は比較的最近開発され、例えばアプライド フイジツク
ス レタース（Applied Physics Letters）21巻、７
号、325頁（1972）;22巻、10号、540頁（1973）；米国
特許第3,586,872号；第3,619,795号、第3,624,406号、
第3,806,223号、第3,810,688号、第3,874,782号、第3,9
23,374号、第3,947,087号、第3,990,775号及びこれらに
引用されている文献のような文献に述べられている。
塊状結晶に比べた光学導波管配置の主な利点の１つ
は、非常に低い電位と電力が光学導波管配置では用いら
れ、より迅速な変調（modulation）が行われることであ
る。これらの機能特性の両方ともが、このような電気光
学変調器の高速作用を実現するために必要である。
は、非常に低い電位と電力が光学導波管配置では用いら
れ、より迅速な変調（modulation）が行われることであ
る。これらの機能特性の両方ともが、このような電気光
学変調器の高速作用を実現するために必要である。
薄フィルム導波電気光学変調器は、例えばマツハーツ
エーンダー（Mach−Zehnder）インターフエロメトリ
ー、方向性結合、Ｙ接合、クロスバー切換えまたは光学
的偏光の回転のような、幾つかの変調機械の１つを用い
て作用することができる。
エーンダー（Mach−Zehnder）インターフエロメトリ
ー、方向性結合、Ｙ接合、クロスバー切換えまたは光学
的偏光の回転のような、幾つかの変調機械の１つを用い
て作用することができる。
線形導波型位相変調器は文献に述べられている周知の
光学装置である。位相変調器は導波媒質の近くに配置さ
れた１個以上の電極対を有する、電気光学反応性媒質の
単一導波管から成る。情報は位相シフトとして透過光線
に与えられる。このような位相シフトは配置電極によつ
て生ずる。電圧が電極対に印加されると、電気光学効果
が近位導波帯の屈折率を変え、光路長さを変え、それに
よつて導波される光線の位相を変化させる。このように
印加電圧の変化は位相変化に変換される。自由空間を通
過する入射光線の発散部分に光学インターフエロメトリ
ーを用いることによつて、またはホモダイン（homodyn
e）検出法を用いることによつて、位相変化は光線出力
エネルギーレベル（power level）の振幅変化に変換さ
れる。
光学装置である。位相変調器は導波媒質の近くに配置さ
れた１個以上の電極対を有する、電気光学反応性媒質の
単一導波管から成る。情報は位相シフトとして透過光線
に与えられる。このような位相シフトは配置電極によつ
て生ずる。電圧が電極対に印加されると、電気光学効果
が近位導波帯の屈折率を変え、光路長さを変え、それに
よつて導波される光線の位相を変化させる。このように
印加電圧の変化は位相変化に変換される。自由空間を通
過する入射光線の発散部分に光学インターフエロメトリ
ーを用いることによつて、またはホモダイン（homodyn
e）検出法を用いることによつて、位相変化は光線出力
エネルギーレベル（power level）の振幅変化に変換さ
れる。
光学導波管の設計と製造に決定的に関係する他の要素
が存在する。統合した光学スイッチと変調器の偏光特性
はフアイバー伝導ラインを用いる光学データ移送系での
これらの装置の有用性を決定する上で非常に重要であ
る。特に、これらの装置は光線の偏光状態に関係なく充
分でかつ完全な光線切換えを実施しなければならない。
単モードの円形フアイバーに結合した線状偏光は他の偏
光状態に迅速に転換されるので、この必要条件が生ず
る。それ故、フアイバーに結合された光線は通常、未知
のだ円偏光を有し、横方向電気（TE）モードと横方向磁
気（TM）モードの両方が集積光学回路で励起される。
が存在する。統合した光学スイッチと変調器の偏光特性
はフアイバー伝導ラインを用いる光学データ移送系での
これらの装置の有用性を決定する上で非常に重要であ
る。特に、これらの装置は光線の偏光状態に関係なく充
分でかつ完全な光線切換えを実施しなければならない。
単モードの円形フアイバーに結合した線状偏光は他の偏
光状態に迅速に転換されるので、この必要条件が生ず
る。それ故、フアイバーに結合された光線は通常、未知
のだ円偏光を有し、横方向電気（TE）モードと横方向磁
気（TM）モードの両方が集積光学回路で励起される。
偏光に関係のない光学スイツチと変調器は米国特許第
4,243,295号、第4,291,939号、第4,514,046号、第4,67
4,829号、第4,756,588号及びこれらの引用文献に述べら
れている。公知の偏光独立性導波装置はすべて、例えば
LiNbO3、LiTaO3、GaAsまたはCdSe結晶のような、無機導
波チヤンネルによつて構成される。
4,243,295号、第4,291,939号、第4,514,046号、第4,67
4,829号、第4,756,588号及びこれらの引用文献に述べら
れている。公知の偏光独立性導波装置はすべて、例えば
LiNbO3、LiTaO3、GaAsまたはCdSe結晶のような、無機導
波チヤンネルによつて構成される。
低電圧作動電気光学的変調器では高度に信頼できる電
気光学的媒質が必要である。LiNbO3は導波電気光学的変
調器を構成するための重要な無機化合物種であつた。し
かし、電気光学的変調器へのLiNbO3またはその他の無機
結晶の使用には、例えば光屈折効果による入力光学エネ
ルギーと操作波長の制限のような固有の欠点が存在す
る。
気光学的媒質が必要である。LiNbO3は導波電気光学的変
調器を構成するための重要な無機化合物種であつた。し
かし、電気光学的変調器へのLiNbO3またはその他の無機
結晶の使用には、例えば光屈折効果による入力光学エネ
ルギーと操作波長の制限のような固有の欠点が存在す
る。
大きな非局在化π電子系を有する有機ポリマー物質が
電気光学的非線形光学反応を示し、この反応が多くの場
合に無機サブストレートよりも非常に大きな反応である
ことは公知である。
電気光学的非線形光学反応を示し、この反応が多くの場
合に無機サブストレートよりも非常に大きな反応である
ことは公知である。
さらに、非線系光学効果の原因となる電子相互作用を
阻止することによつて、例えば機械的、熱酸化的安定性
及び高レーザー損傷限界のような、他の好ましい性質を
最適化するように有機ポリマー物質の性質を変えること
もできる。
阻止することによつて、例えば機械的、熱酸化的安定性
及び高レーザー損傷限界のような、他の好ましい性質を
最適化するように有機ポリマー物質の性質を変えること
もできる。
非線系効果の起源が無機物質に認められる核座標の変
位または転位に対応した元電子雲の偏位であるという事
実は共役有機系にとつて非常に重要である。
位または転位に対応した元電子雲の偏位であるという事
実は共役有機系にとつて非常に重要である。
有機ポリマー物質の非線系光学的特性はアメリカ化学
会（American Chemical Society）第18回会議（1982年
９月）におけるACSポリマー化学部門によつて主催され
たシンポジウムの主題であつた。この会議で発表された
論文はACSシンポジウムシリーズ233（アメリカ化学会、
ワシントンD.C.1983年）として出版されている。
会（American Chemical Society）第18回会議（1982年
９月）におけるACSポリマー化学部門によつて主催され
たシンポジウムの主題であつた。この会議で発表された
論文はACSシンポジウムシリーズ233（アメリカ化学会、
ワシントンD.C.1983年）として出版されている。
透明な薄いサブストレートとしての有機非線形光学媒
質は米国特許第4,536,450号、第4,605,869号、第4,607,
095号、第4,615,962号及び約4,624,872号に述べられて
いる。
質は米国特許第4,536,450号、第4,605,869号、第4,607,
095号、第4,615,962号及び約4,624,872号に述べられて
いる。
上記刊行物はここに参考文献として関係する。
レーザー変調、光学回路要素における情報制御等に適
した、新しい非線形光学的有機媒質と電気光学装置を開
発しようとする研究努力が続けられている。大きい二次
または三次非線形を有する有機物質の非常な高頻度用途
への可能な有用性は、通常の無機電気化学的材料の広範
囲な限定と対照的である。
した、新しい非線形光学的有機媒質と電気光学装置を開
発しようとする研究努力が続けられている。大きい二次
または三次非線形を有する有機物質の非常な高頻度用途
への可能な有用性は、通常の無機電気化学的材料の広範
囲な限定と対照的である。
従つて、新規な電気光学的変調器を提供することが本
発明の目的である。
発明の目的である。
有機非線形光学要素を含む線形電気光学位相変調器を
提供することが本発明の他の目的である。
提供することが本発明の他の目的である。
偏光不感受性ポリマー薄フイルム導波電気光学的位相
変調器を提供することが、本発明のさらに他の目的であ
る。
変調器を提供することが、本発明のさらに他の目的であ
る。
本発明のこの他の目的と利点は添付図面と説明から明
らかになると思われる。
らかになると思われる。
本発明の１つ以上の目的は、次の要素： a.電気光学反応性有機媒質から成る線系導波チヤンネ
ル； b.チヤンネル有機媒質への水平電場供給を促進するため
に前記チヤンネルに沿つて配置された、間隔をおいた電
極間の有機媒質帯が供給水平電場の方向に平行な、非心
対称性分子配向（non centrs symmetric molecular ori
entation）を有する、間隔をおいた電極の第１セツト；
及び c.チヤンネル有機媒質に対する垂直電場供給を促進する
ために、第１セツトの電極と同じチヤンネルに沿つて近
くに配置され、間隔をおいた電極間の有機媒質帯が供給
垂直電場の方向に平行な、非心対称性分子配向を有す
る、間隔をおいた電極の第２セツト からなる偏光不感受性線形導波電気光学位相変調器を提
供することによつて達成される。
ル； b.チヤンネル有機媒質への水平電場供給を促進するため
に前記チヤンネルに沿つて配置された、間隔をおいた電
極間の有機媒質帯が供給水平電場の方向に平行な、非心
対称性分子配向（non centrs symmetric molecular ori
entation）を有する、間隔をおいた電極の第１セツト；
及び c.チヤンネル有機媒質に対する垂直電場供給を促進する
ために、第１セツトの電極と同じチヤンネルに沿つて近
くに配置され、間隔をおいた電極間の有機媒質帯が供給
垂直電場の方向に平行な、非心対称性分子配向を有す
る、間隔をおいた電極の第２セツト からなる偏光不感受性線形導波電気光学位相変調器を提
供することによつて達成される。
他の実施態様では、本発明は次の要素： a.電気光学反応を示す熱可塑性ポリマーから成る線形導
波チヤンネル； b.チヤンネルポリマー媒質への水平電場供給を促進する
ために、前記チヤンネルに沿つて配置され、間隔をおい
た電極間のポリマー媒質帯が供給水平電場に平行な、非
心対称性分子配向を有する、間隔をおいた電極の第１セ
ツト； c.チヤンネルポリマー媒質への垂直電場供給を促進する
ために、第１セツトの電極と同じチヤンネルに沿つて近
くに配置され、間隔をおいた電極間のポリマー媒質帯が
供給垂直電場に平行な、非心対称性分子配向を有する、
間隔をおいた電極の第２セツト； d.前記電極セツトのための電圧供給源；及び e.導波装置に光線を導入するための干渉性光線放射手段 から成る、光波位相を偏光不感受性に変調させるための
薄フイルム電気光学導波装置を提供する。
波チヤンネル； b.チヤンネルポリマー媒質への水平電場供給を促進する
ために、前記チヤンネルに沿つて配置され、間隔をおい
た電極間のポリマー媒質帯が供給水平電場に平行な、非
心対称性分子配向を有する、間隔をおいた電極の第１セ
ツト； c.チヤンネルポリマー媒質への垂直電場供給を促進する
ために、第１セツトの電極と同じチヤンネルに沿つて近
くに配置され、間隔をおいた電極間のポリマー媒質帯が
供給垂直電場に平行な、非心対称性分子配向を有する、
間隔をおいた電極の第２セツト； d.前記電極セツトのための電圧供給源；及び e.導波装置に光線を導入するための干渉性光線放射手段 から成る、光波位相を偏光不感受性に変調させるための
薄フイルム電気光学導波装置を提供する。
他の実施態様では、本発明の次の工程： （１） 支持サブストレート上に、 電気光学反応を示す有機媒質から成り、線形導波チヤン
ネル配置を有する透明な光学的導波フイルムを成形する
工程； （２） チヤンネル有機物質への水平電場供給する前記
チヤンネル光路に沿つて近くに、間隔をおいた電極を配
置する工程； （３） チヤンネル有機媒質への垂直電場供給を促進す
るために、第１セツトの電極と同じチヤンネル光路に沿
つて近くに、間隔をおいた電極の第２セツトを配置する
工程； （４） 薄フイルムを加熱して、チヤンネルポリマー分
子を移動させる工程； （５） 各電極セツトに電圧を印加し、第１セツトの電
極には供給水平電場の方向に平行な、ポリマー分子の非
心対称性配向を誘導させ、第２セツトの電極には供給垂
直電場の方向に平行な、ポリマー分子の非心対称性配向
を誘導させる工程；及び （６） 供給電場を維持しながら、薄フイルムを冷却
し、それによつて二次非線形光学反応を示す、２つの安
定な電場誘導ポリマー分子配向帯を形成する工程 から成る線形導波電気光学位相変調器の製造方法を提供
する。
ネル配置を有する透明な光学的導波フイルムを成形する
工程； （２） チヤンネル有機物質への水平電場供給する前記
チヤンネル光路に沿つて近くに、間隔をおいた電極を配
置する工程； （３） チヤンネル有機媒質への垂直電場供給を促進す
るために、第１セツトの電極と同じチヤンネル光路に沿
つて近くに、間隔をおいた電極の第２セツトを配置する
工程； （４） 薄フイルムを加熱して、チヤンネルポリマー分
子を移動させる工程； （５） 各電極セツトに電圧を印加し、第１セツトの電
極には供給水平電場の方向に平行な、ポリマー分子の非
心対称性配向を誘導させ、第２セツトの電極には供給垂
直電場の方向に平行な、ポリマー分子の非心対称性配向
を誘導させる工程；及び （６） 供給電場を維持しながら、薄フイルムを冷却
し、それによつて二次非線形光学反応を示す、２つの安
定な電場誘導ポリマー分子配向帯を形成する工程 から成る線形導波電気光学位相変調器の製造方法を提供
する。
さらに他の実施態様では、本発明の次の工程： （１） 本発明に従つて設計し、構成した偏光不感受性
導波装置に任意に偏光したレーザービームを導入する工
程； （２） チヤンネル光路の近くに配置した、各電極セツ
トに変調電圧を印加して、光路を通つて伝搬する導波光
線の横断電気モードと横断磁気モードに対して同じ位相
変調を生じさせる工程；及び （３） 変調光線を光検出器手段に伝導する工程 から成る、透過光線の位相を印加電圧の関数として変化
させる電磁線変調手段を提供する。
導波装置に任意に偏光したレーザービームを導入する工
程； （２） チヤンネル光路の近くに配置した、各電極セツ
トに変調電圧を印加して、光路を通つて伝搬する導波光
線の横断電気モードと横断磁気モードに対して同じ位相
変調を生じさせる工程；及び （３） 変調光線を光検出器手段に伝導する工程 から成る、透過光線の位相を印加電圧の関数として変化
させる電磁線変調手段を提供する。
本発明の位相変調導波装置では、線形偏光光線の導波
チヤンネル内の伝搬定数が導波チヤンネルに供給される
垂直電場／水平電場の組合せによつて変化する。チヤン
ネル内の光線伝搬速度の変化は電気的に制御された位相
シフトを生ずる。位相変調光線が自由空間から発散され
る入射光線の一部によつて干渉されると、その結果の光
強度は位相シフトを伴つて変化するため、印加電圧によ
つて電気光学的効果を介して変調されることになる。
チヤンネル内の伝搬定数が導波チヤンネルに供給される
垂直電場／水平電場の組合せによつて変化する。チヤン
ネル内の光線伝搬速度の変化は電気的に制御された位相
シフトを生ずる。位相変調光線が自由空間から発散され
る入射光線の一部によつて干渉されると、その結果の光
強度は位相シフトを伴つて変化するため、印加電圧によ
つて電気光学的効果を介して変調されることになる。
光線変調の偏光不感受性特性は、導波チヤンネル内の
２電極セツトの電圧を平衡させ、それによつて各電極セ
ツトが結合した導波帯内の電気光学ポリマー媒質の分子
配向を平衡させて、水平電場と垂直電場によるTE、TMモ
ードを等しく位相変調させることによつて得られる。
２電極セツトの電圧を平衡させ、それによつて各電極セ
ツトが結合した導波帯内の電気光学ポリマー媒質の分子
配向を平衡させて、水平電場と垂直電場によるTE、TMモ
ードを等しく位相変調させることによつて得られる。
20ミクロンの典型的な電極分離と1cmの電極長さに対
して、位相変調装置の変調電圧は０〜50Voltの範囲内で
あり、供給電場の周波数はDCから約100ギガヘルツまで
の間で変化する。
して、位相変調装置の変調電圧は０〜50Voltの範囲内で
あり、供給電場の周波数はDCから約100ギガヘルツまで
の間で変化する。
第１図は本発明による光学的振幅変調モードによる集
積線形導波電気光学位相変調器の概略図である。
積線形導波電気光学位相変調器の概略図である。
第１図では、位相変調器10は支持サブストレート上の
透明な電気光学反応性ポリマーフイルム11から成る。フ
イルム11はランダムに偏光した光線入力21を透過する光
学的導波管12の集積形状を有する。透過光線は導波管12
から光線出力23として出る。導波チヤンネルのポリマー
フイルムは導波チヤンネルに隣接するポリマーフイルム
よりも高い屈折率を有し、保護層として用いた場合の緩
衝被覆（buffer coating）よりも高い屈折率を有する。
透明な電気光学反応性ポリマーフイルム11から成る。フ
イルム11はランダムに偏光した光線入力21を透過する光
学的導波管12の集積形状を有する。透過光線は導波管12
から光線出力23として出る。導波チヤンネルのポリマー
フイルムは導波チヤンネルに隣接するポリマーフイルム
よりも高い屈折率を有し、保護層として用いた場合の緩
衝被覆（buffer coating）よりも高い屈折率を有する。
電極25は電圧源27に連結し、活性化されてチヤンネル
12内の第１帯に垂直電場を与える。電極26は電圧源28に
連結し、活性化されてチヤンネル内の第２帯に水平電場
を与える。チヤンネル12内の電極25間のポリマーフイル
ムは電極25による供給垂直電場に平行な、安定した分子
配向を有する。チヤンネル12内の電極26間のポリマーフ
イルムは電極26による供給水平電場に平行な、安定した
分子配向を有する。
12内の第１帯に垂直電場を与える。電極26は電圧源28に
連結し、活性化されてチヤンネル内の第２帯に水平電場
を与える。チヤンネル12内の電極25間のポリマーフイル
ムは電極25による供給垂直電場に平行な、安定した分子
配向を有する。チヤンネル12内の電極26間のポリマーフ
イルムは電極26による供給水平電場に平行な、安定した
分子配向を有する。
操作モードでは、入力レーザービーム20を供給する任
意に偏光したレーザー線源30と、出力シグナル24を再構
成電気シグナルに変換するように機能する光検出器31と
に組合せて装置10を用いる。
意に偏光したレーザー線源30と、出力シグナル24を再構
成電気シグナルに変換するように機能する光検出器31と
に組合せて装置10を用いる。
この操作モードでは、ランダムに偏光した入力ビーム
20をビームスプリツター13によつて、部分21と22に分割
する。ビーム21は位相変調装置10に伝導され、ビーム22
は自由空間路を通過する。次にビーム22を光学インター
フエロメトリーによつてミラー15、16及びビームスプリ
ツター14を用いて位相変調ビーム23と結合させて、結合
ビーム22を形成する。
20をビームスプリツター13によつて、部分21と22に分割
する。ビーム21は位相変調装置10に伝導され、ビーム22
は自由空間路を通過する。次にビーム22を光学インター
フエロメトリーによつてミラー15、16及びビームスプリ
ツター14を用いて位相変調ビーム23と結合させて、結合
ビーム22を形成する。
入力の干渉性電磁線は例えば半導体600〜1600nm出力
のようなレーザービームであることが好ましい。
のようなレーザービームであることが好ましい。
第１図に図示しない有機フイルム−支持サブストレー
トは例えばプラスチツクまたはガラスのような、便利な
非導電性媒質から構成することができる。
トは例えばプラスチツクまたはガラスのような、便利な
非導電性媒質から構成することができる。
本発明の電気光学装置の薄フイルム有機導波媒質は透
明であり、物理的性質では等方性もしくは異方性であ
り、非線形光学的反応を示す。
明であり、物理的性質では等方性もしくは異方性であ
り、非線形光学的反応を示す。
典型的な薄フイルム有機媒質はポリマーホストとゲス
ト成分からなるブレンドである。薄フイルムの電気光学
的特性はゲスト成分のみによつて制御されるか、または
ホスト部分とゲスト成分の両方が非線形の光学的感受性
を有する。
ト成分からなるブレンドである。薄フイルムの電気光学
的特性はゲスト成分のみによつて制御されるか、または
ホスト部分とゲスト成分の両方が非線形の光学的感受性
を有する。
適当なホストポリマーの具体例はポリ（メチルメタク
リレート）、セルロースアセテート、ポリシロキサン、
ポリアクリルアミド、ポリアクリロニトリル等である。
リレート）、セルロースアセテート、ポリシロキサン、
ポリアクリルアミド、ポリアクリロニトリル等である。
適当なゲスト化合物の具体例は４−ニトロアニリン、
２−メチル−４−ニトロアニリン、４−N,N−ジメチル
アミノ−４′−ニトロスチルベン（DANS）等である。
２−メチル−４−ニトロアニリン、４−N,N−ジメチル
アミノ−４′−ニトロスチルベン（DANS）等である。
他の適当な非線形光学活性ゲスト化合物は次式に相当
するキノジメタン構造によつて説明される： 式中、ｎは約０〜３の範囲内の整数であり、ＲとR1は水
素及び炭素数約１〜20の脂肪族基、脂環式基、芳香族基
から成る群から選択した置換基であり、Ｒ置換基の少な
くとも１つは電子供与基であり、R1置換基の少なくとも
１つは電子求引基である。
するキノジメタン構造によつて説明される： 式中、ｎは約０〜３の範囲内の整数であり、ＲとR1は水
素及び炭素数約１〜20の脂肪族基、脂環式基、芳香族基
から成る群から選択した置換基であり、Ｒ置換基の少な
くとも１つは電子供与基であり、R1置換基の少なくとも
１つは電子求引基である。
非線形光学活性キノジメタン種の具体例は7,7−ジ
（ｎ−ヘキシルデシルアミノ）−8,8−ジシアノキノジ
メタン;13;13−ジアミノ−14,14−ジシアノジフエノキ
シジメタン;13,13−ジ（ジメチルアミノ）−14,14−ジ
シアノジフエノキノジメタン;13,13−ジ（ｎ−ヘキサデ
シルアミノ）−14,14−ジシアノジフエノキノジメタン;
13,13−エチレンジアミノ−14,14−ジシアノジフエノキ
ノジメタン;13,13−ジ（ジメチルアミノ）−14,14−ジ
シアノ−4,5,9,10−テトラヒドロピレノキノジメタン;1
3,13−ジ（ｎ−ヘキサデシルアミノ）−14,14−ジシア
ノ−4,5,9,10−テトラヒドロピレノキシジメタン等であ
る。
（ｎ−ヘキシルデシルアミノ）−8,8−ジシアノキノジ
メタン;13;13−ジアミノ−14,14−ジシアノジフエノキ
シジメタン;13,13−ジ（ジメチルアミノ）−14,14−ジ
シアノジフエノキノジメタン;13,13−ジ（ｎ−ヘキサデ
シルアミノ）−14,14−ジシアノジフエノキノジメタン;
13,13−エチレンジアミノ−14,14−ジシアノジフエノキ
ノジメタン;13,13−ジ（ジメチルアミノ）−14,14−ジ
シアノ−4,5,9,10−テトラヒドロピレノキノジメタン;1
3,13−ジ（ｎ−ヘキサデシルアミノ）−14,14−ジシア
ノ−4,5,9,10−テトラヒドロピレノキシジメタン等であ
る。
上記のようなキノジメタン化合物の合成は米国特許第
4,640,800号と第4,707,305号（これらはここに参考文献
として関係する）に述べられている。
4,640,800号と第4,707,305号（これらはここに参考文献
として関係する）に述べられている。
ここで用いる「電子供与」なる用語は、共役電子構造
が電磁エネルギーの入力によつて分極した場合に、電子
密度をπ電子系に寄与する有機置換基を意味する。
が電磁エネルギーの入力によつて分極した場合に、電子
密度をπ電子系に寄与する有機置換基を意味する。
ここで用いる「電子求引」なる用語は、共役電子構造
が電磁エネルギーの入力によつて分極した場合に、電子
密度をπ電子系から求引する電気陰性有機置換基を意味
する。
が電磁エネルギーの入力によつて分極した場合に、電子
密度をπ電子系から求引する電気陰性有機置換基を意味
する。
製造の容易さ、光学的性質、及びゲスト成分との適合
性から特定のホストポリマーが選択される。ゲスト成分
は典型的に、薄フイルム導波ゲスト／ホスト媒質の約５
〜60重量％を占める。
性から特定のホストポリマーが選択される。ゲスト成分
は典型的に、薄フイルム導波ゲスト／ホスト媒質の約５
〜60重量％を占める。
電気光学反応を示すポリマーはホスト成分として用い
られる。または単独成分として用いられる。このタイプ
の有機成分は次式： 〔式中、Ｐ′はポリマー主鎖単位であり、Ｓ′は原子数
約０〜20の線状鎖長を有するフレキシブルスペーサ基で
あり、Ｍ′は二次非線形光学感受性Ｂを有するペンダン
ト基であり、ペンダント基はポリマーの少なくとも約10
重量％を占める〕で示される熱可塑性ポリマーによつて
説明され、このポリマーは約40℃より高いガラス転移温
度を有する。
られる。または単独成分として用いられる。このタイプ
の有機成分は次式： 〔式中、Ｐ′はポリマー主鎖単位であり、Ｓ′は原子数
約０〜20の線状鎖長を有するフレキシブルスペーサ基で
あり、Ｍ′は二次非線形光学感受性Ｂを有するペンダン
ト基であり、ペンダント基はポリマーの少なくとも約10
重量％を占める〕で示される熱可塑性ポリマーによつて
説明され、このポリマーは約40℃より高いガラス転移温
度を有する。
上記式に相当する熱可塑性側鎖ポリマーは物理的性質
において等方性または液晶のいずれかである。適当な側
鎖ポリマーは米国特許第4,694,066号に述べられてい
る。側鎖ポリマーの具体例はポリ〔６−（４−ニトロビ
フエニルオキシ）ヘキシルメタクリレート〕、ポリ（Ｎ
−４−ニトロフエニル−４−ピペリジルアクリレー
ト）、及び例えば のような、スチルベン含有ポリマーである。メチルメタ
クリレート/4〔Ｎ−（２−メタクリルオキシエチル）−
Ｎ−メチルアミノ〕−４′−ニトロスチンベン（50/5
0）のコポリマーが好ましいタイプの側鎖ポリマーであ
る。
において等方性または液晶のいずれかである。適当な側
鎖ポリマーは米国特許第4,694,066号に述べられてい
る。側鎖ポリマーの具体例はポリ〔６−（４−ニトロビ
フエニルオキシ）ヘキシルメタクリレート〕、ポリ（Ｎ
−４−ニトロフエニル−４−ピペリジルアクリレー
ト）、及び例えば のような、スチルベン含有ポリマーである。メチルメタ
クリレート/4〔Ｎ−（２−メタクリルオキシエチル）−
Ｎ−メチルアミノ〕−４′−ニトロスチンベン（50/5
0）のコポリマーが好ましいタイプの側鎖ポリマーであ
る。
本発明の装置はチヤンネル光路内に、例えば非線形光
学活性ゲスト分子のような分子双極子または上記タイプ
のポリマーの非線形光学活性ペンダント側鎖が外部場誘
導整列するような、２つの導波部分を含む。
学活性ゲスト分子のような分子双極子または上記タイプ
のポリマーの非線形光学活性ペンダント側鎖が外部場誘
導整列するような、２つの導波部分を含む。
媒質をその融点またはガラス転移温度の近くまたはそ
れ以上に加熱してから、DC電場（例えば、50〜500V/μ
ｍ）を媒質に与えて分子双極子を単軸配向に整列させる
ことによつて、薄フイルム導波媒質の極化（poling）が
便利に達成される。次に媒質がまた供給DC電場の影響下
にあるときに、媒質を冷却する。このようにして、安定
した永久的な分子配向が例えば第１図に示した電極対の
ような、剛性構造中に固定される。
れ以上に加熱してから、DC電場（例えば、50〜500V/μ
ｍ）を媒質に与えて分子双極子を単軸配向に整列させる
ことによつて、薄フイルム導波媒質の極化（poling）が
便利に達成される。次に媒質がまた供給DC電場の影響下
にあるときに、媒質を冷却する。このようにして、安定
した永久的な分子配向が例えば第１図に示した電極対の
ような、剛性構造中に固定される。
第１図の電極対25と26は例えばアルミニウム。銀、
金、銅、インジウム一酸化スズ、チタン酸インジウム等
のような適当な導電性物質のストリツプ被覆であり、DC
またはAC電源27、28に連結される。
金、銅、インジウム一酸化スズ、チタン酸インジウム等
のような適当な導電性物質のストリツプ被覆であり、DC
またはAC電源27、28に連結される。
第１図の薄フイルム導波層11は各物質に対して適当で
あるような、例えばスピンコーチング、吹付け、ラング
ミュアーブロゲツト（Langmuir−Blodgett）の蒸着法、
スパツターリング等のような通常の製造方法によつて、
支持サブストレートと組合せることができる。
あるような、例えばスピンコーチング、吹付け、ラング
ミュアーブロゲツト（Langmuir−Blodgett）の蒸着法、
スパツターリング等のような通常の製造方法によつて、
支持サブストレートと組合せることができる。
次の実施例によつて本発明をさらに説明する。装置成
分は典型的なものとして述べるが、設計と運転の種々な
変更が前述の開示に基づいて本発明の範囲内で実施され
うる。
分は典型的なものとして述べるが、設計と運転の種々な
変更が前述の開示に基づいて本発明の範囲内で実施され
うる。
例 この例は第１図に示すような、本発明による偏光不感
受性の導波電気光学変調器の構造と操作を説明する： 商業的に入手可能な二酸化ケイ素被覆ケイ素ウエフア
をヴアリアン（Varian）電子ビーム真空蒸着系に入れ
る。純度99.999％の0.1μｍ層がウエフア上に蒸着す
る。
受性の導波電気光学変調器の構造と操作を説明する： 商業的に入手可能な二酸化ケイ素被覆ケイ素ウエフア
をヴアリアン（Varian）電子ビーム真空蒸着系に入れ
る。純度99.999％の0.1μｍ層がウエフア上に蒸着す
る。
AZ−1518ポジテイブフオトレジスト〔ヘキスト（Hoec
hst）〕をソリテツク（Solitec）モデル5100コースター
によつて、アルミニウム被覆ウエフア上にスピンコーチ
ングする。5000rpmでの30秒間スピニングによつて、1.5
μｍフオトレジスト被覆が得られる。フオトレジスト被
覆を90℃の真空炉で30分間乾燥させる。
hst）〕をソリテツク（Solitec）モデル5100コースター
によつて、アルミニウム被覆ウエフア上にスピンコーチ
ングする。5000rpmでの30秒間スピニングによつて、1.5
μｍフオトレジスト被覆が得られる。フオトレジスト被
覆を90℃の真空炉で30分間乾燥させる。
カール サス（Karl Suss）モデルMJB3マスク アラ
イナー（mask aligner）内で好ましい形状のマスクとウ
エフアを接触させ、マークした被覆を405μｍ放射線（1
20mJ/cm2）に暴露させることによつて、フオトレジスト
被覆を第１図の下部電極25としてパターン化する。
イナー（mask aligner）内で好ましい形状のマスクとウ
エフアを接触させ、マークした被覆を405μｍ放射線（1
20mJ/cm2）に暴露させることによつて、フオトレジスト
被覆を第１図の下部電極25としてパターン化する。
マスクを除去し、パターン化フオトレジストを水中AZ
−400K現像剤（Developer）（1:1）によつて45秒間にわ
たつて現象し、脱イオン水によつて洗浄することによつ
て現象サイクルを停止する。
−400K現像剤（Developer）（1:1）によつて45秒間にわ
たつて現象し、脱イオン水によつて洗浄することによつ
て現象サイクルを停止する。
ウエフアのフオトレジスト被覆を120℃の真空炉中で3
0分間焼成する。暴露したアルミニウムパターンをＡ型
腐蝕剤〔トランセン社（Transene Co.）〕によつて50℃
で20秒間腐蝕し、蝕刻面を脱イオン水ですすぎ洗いす
る。
0分間焼成する。暴露したアルミニウムパターンをＡ型
腐蝕剤〔トランセン社（Transene Co.）〕によつて50℃
で20秒間腐蝕し、蝕刻面を脱イオン水ですすぎ洗いす
る。
ウエフアのアルミニウム電極面を薄い（1000Å）保護
ポリシロキサン層によつて覆い、次に4000rpmで30秒間
のスピンコーチングによつてマスターボンド（Master B
ond）UV11−4MIエポキシ〔マスターボンド社（Master B
ond Inc.）〕の2.0μｍクラッド層を施し、このクラツ
ド層を365nm光線20mW/cm2による１分間の水銀アーク燈
放電によつて硬化させる。
ポリシロキサン層によつて覆い、次に4000rpmで30秒間
のスピンコーチングによつてマスターボンド（Master B
ond）UV11−4MIエポキシ〔マスターボンド社（Master B
ond Inc.）〕の2.0μｍクラッド層を施し、このクラツ
ド層を365nm光線20mW/cm2による１分間の水銀アーク燈
放電によつて硬化させる。
硬化後に、連続層の表面接着性を改良するために、プ
ラズマフアブ（Plasmafab）340腐蝕装置〔エレクトロテ
ク社（Electrorech .Co.））内でウエフアを反応性イオ
ン腐蝕に５秒間にさらす。腐蝕条件は13.56MHz高周波電
力30watt/6″直径パターンを用いて、15mtorr.圧におい
てO2流動５標準cm3/分である。
ラズマフアブ（Plasmafab）340腐蝕装置〔エレクトロテ
ク社（Electrorech .Co.））内でウエフアを反応性イオ
ン腐蝕に５秒間にさらす。腐蝕条件は13.56MHz高周波電
力30watt/6″直径パターンを用いて、15mtorr.圧におい
てO2流動５標準cm3/分である。
1.65μｍ厚さの非線系光学活性有機層がクラツド層上
に3000rpmにおいてスピン−コーチングされる。スピン
コーチング媒質はトリクロロパロパン中のメチルメタク
リレート/4−〔Ｎ−（２−メタクリルオキシエチル）−
Ｎ−メチルアミノ〕−４′−ニトロスチルベン（50/5
0）のコポリマーの20％溶液である。有機層を160℃の真
空炉中で１時間乾燥させる。
に3000rpmにおいてスピン−コーチングされる。スピン
コーチング媒質はトリクロロパロパン中のメチルメタク
リレート/4−〔Ｎ−（２−メタクリルオキシエチル）−
Ｎ−メチルアミノ〕−４′−ニトロスチルベン（50/5
0）のコポリマーの20％溶液である。有機層を160℃の真
空炉中で１時間乾燥させる。
AZ−1518のフオトレジスト層を4000rpmで有機層上に
スピンコーチングし、この層を405μｍ放射線（120mJ/c
m2）に暴露する。アルミニウム0.2μｍ層がフオトレジ
スト層上に付着する。アルミニウム層をフオトレジスト
層で被覆し、層を第１図に示すような線系導波管の形状
にパターン化する。導波管の幅は５μｍである。
スピンコーチングし、この層を405μｍ放射線（120mJ/c
m2）に暴露する。アルミニウム0.2μｍ層がフオトレジ
スト層上に付着する。アルミニウム層をフオトレジスト
層で被覆し、層を第１図に示すような線系導波管の形状
にパターン化する。導波管の幅は５μｍである。
第波管構造の上面を前述のような、酸素プラズマ条件
下で15分間反応性イオン腐蝕にさらして、フオトレジス
ト被覆パターンを別として、ポリシロキサン層までの多
重層を除去する。腐蝕サイクルはアルミニウムパターン
からフォトレジスト被覆をも除去する。
下で15分間反応性イオン腐蝕にさらして、フオトレジス
ト被覆パターンを別として、ポリシロキサン層までの多
重層を除去する。腐蝕サイクルはアルミニウムパターン
からフォトレジスト被覆をも除去する。
アルミニウムと下部フオトレジスト層は導波管構造を
AZ−400K現像液に１分間浸漬することによつて除去され
る。
AZ−400K現像液に１分間浸漬することによつて除去され
る。
サブストレートと上面の多重層リブパターンはマスタ
ーボンドUV11−4MIエポキシ（マスターボンド社）によ
つて2500rpmにおいてスピンコーチングし、被覆を405nm
光線の20mW/cm2による２分間の水銀アーク燈放電によつ
て硬化する。
ーボンドUV11−4MIエポキシ（マスターボンド社）によ
つて2500rpmにおいてスピンコーチングし、被覆を405nm
光線の20mW/cm2による２分間の水銀アーク燈放電によつ
て硬化する。
アルミニウムの0.1μｍ層が上部エポキシクラツド層
に付着し、上記パターン処理方法後に、第１図の上部電
極25と電極26が形成される。
に付着し、上記パターン処理方法後に、第１図の上部電
極25と電極26が形成される。
導波管構造を対立する端部で裂いて、光線を導波有機
層に連絡させるための２つのシャープな面を形成する。
層に連絡させるための２つのシャープな面を形成する。
２セツトの電極間の２つのポリマー導波部分の分子配
向はそれぞれ、電極セツトによつて供給電場を加えるこ
とによつて得られる。電極長さ1cmでは透過状態から不
透過状態へ切換えるために、第１図のインターフエロメ
トリー配置では２〜6Voltの電圧が必要である。
向はそれぞれ、電極セツトによつて供給電場を加えるこ
とによつて得られる。電極長さ1cmでは透過状態から不
透過状態へ切換えるために、第１図のインターフエロメ
トリー配置では２〜6Voltの電圧が必要である。
製造した導波管をメツトラー（Mettler）高温段階に
装入し、装置の温度を１℃／分で140℃に高める。１セ
ツトの電極に100V/μｍのDC電場と5Volt sine（10,000
t）のAC電圧を印加し、他のセツトの電極に可変DC電圧
と5Volt sine（10,000t）のAC電圧を印加する。
装入し、装置の温度を１℃／分で140℃に高める。１セ
ツトの電極に100V/μｍのDC電場と5Volt sine（10,000
t）のAC電圧を印加し、他のセツトの電極に可変DC電圧
と5Volt sine（10,000t）のAC電圧を印加する。
対物レンズ（10×）を用いて、1.34μｍ放射線（100m
W連続波）を線形導波管に収束させ、結合させる。導波
変調基の出力を10×顕微鏡対物レンズに通し、ビーム結
合器を用いて自由空間を透過したレーザービームの一部
と結合させる。結合ビームを次に偏光ビームスプリツタ
ーに導き、次に２つの光検出器に導入する。検出器シグ
ナルは２つの固定増幅器に伝導される。
W連続波）を線形導波管に収束させ、結合させる。導波
変調基の出力を10×顕微鏡対物レンズに通し、ビーム結
合器を用いて自由空間を透過したレーザービームの一部
と結合させる。結合ビームを次に偏光ビームスプリツタ
ーに導き、次に２つの光検出器に導入する。検出器シグ
ナルは２つの固定増幅器に伝導される。
両像幅器を10,000Herzのシグナルに関して同調させ、
第１電極セツトに対する可変DC電圧を２増幅器のシグナ
ルが同じになるまで調節する。
第１電極セツトに対する可変DC電圧を２増幅器のシグナ
ルが同じになるまで調節する。
調節した供給電場下では導波装置を140℃に20分間維
持し、導波装置を１℃／分で室温にまで冷却する関、供
給電場を維持する。
持し、導波装置を１℃／分で室温にまで冷却する関、供
給電場を維持する。
導波管の操作中、２電極セツトの印加電圧は平衡化
し、透過光線のTEモードとTMモードの等しい位相調製が
得られるので、光線変調の実施は偏光不感受性である。
し、透過光線のTEモードとTMモードの等しい位相調製が
得られるので、光線変調の実施は偏光不感受性である。
本発明の実施態様は以下の通りである。
1. 次の要素： a. 電気光学反応性有機媒質から構成される線形導波
チャンネル； b. チャンネル有機媒質への水平電場供給を促進する
ために、前記チャンネルに沿って近くに配置され、 間隔をおいた電極間の有機媒質帯が供給水平電場の方向
に平行な、非心対称性分子配向を有する、間隔をおいた
電極の第１セット；及び c. チャンネル有機媒質への垂直電場供給を促進する
ために、第１セットの電極と同じチャンネルに沿って近
くに配置され、間隔をおいた電極の間の有機媒質帯が供
給垂直電場の方向に平行な、非心対称性分子配向を有す
る、間隔をおいた電極の第２セット から成る偏光不感受性（polarization−insensitive）
の線形導波電気光学位相変調器。
チャンネル； b. チャンネル有機媒質への水平電場供給を促進する
ために、前記チャンネルに沿って近くに配置され、 間隔をおいた電極間の有機媒質帯が供給水平電場の方向
に平行な、非心対称性分子配向を有する、間隔をおいた
電極の第１セット；及び c. チャンネル有機媒質への垂直電場供給を促進する
ために、第１セットの電極と同じチャンネルに沿って近
くに配置され、間隔をおいた電極の間の有機媒質帯が供
給垂直電場の方向に平行な、非心対称性分子配向を有す
る、間隔をおいた電極の第２セット から成る偏光不感受性（polarization−insensitive）
の線形導波電気光学位相変調器。
2. 有機媒質がホストの熱可塑性ポリマーとゲストの電
気光学反応を示す有機化合物のブレンドである上記第１
項記載の導波変調器。
気光学反応を示す有機化合物のブレンドである上記第１
項記載の導波変調器。
3.有機媒質が電気光学反応を示す熱可塑性ポリマーであ
る上記第１項記載の導波変調器。
る上記第１項記載の導波変調器。
4. 光学位相を偏光不感受性に変調させるための薄フィ
ルム電気光学導波装置であって、次の要素： a. 電気光学反応を示す熱可塑性ポリマー媒質から成
る線形導波チャンネル； b. チャンネルポリマー媒質への水平電場供給を促進
するために、前記チャンネルに沿って近くに配置され、
間隔をおいた電極間のポリマー媒質帯が供給水平電場に
平行な、非心対称性分子配向を有する、間隔をおいた電
極の第１セット； c. チャンネルポリマー媒質への垂直電場供給を促進
するために、第１セットの電極と同じチャンネルに沿っ
て配置され、間隔をおいた電極間のポリマー媒質帯が供
給垂直電場に平行な、非心対称性分子配向を有する、間
隔をおいた電極の第２セット； d. 前記電極セットのための電圧供給源；及び e. 導波装置に光線を導入するための干渉性光線放射
手段 から成る装置。
ルム電気光学導波装置であって、次の要素： a. 電気光学反応を示す熱可塑性ポリマー媒質から成
る線形導波チャンネル； b. チャンネルポリマー媒質への水平電場供給を促進
するために、前記チャンネルに沿って近くに配置され、
間隔をおいた電極間のポリマー媒質帯が供給水平電場に
平行な、非心対称性分子配向を有する、間隔をおいた電
極の第１セット； c. チャンネルポリマー媒質への垂直電場供給を促進
するために、第１セットの電極と同じチャンネルに沿っ
て配置され、間隔をおいた電極間のポリマー媒質帯が供
給垂直電場に平行な、非心対称性分子配向を有する、間
隔をおいた電極の第２セット； d. 前記電極セットのための電圧供給源；及び e. 導波装置に光線を導入するための干渉性光線放射
手段 から成る装置。
5. 光検出器手段をさらに結合した上記第４項記載の導
波装置。
波装置。
6. 光線放射手段がレーザービーム発生源である上記第
４項記載の導波装置。
４項記載の導波装置。
7. チャンネルポリマー媒質が非線形光学反応を示すペ
ンダント側鎖を有するポリマーである上記第４項記載の
導波装置。
ンダント側鎖を有するポリマーである上記第４項記載の
導波装置。
8.チャンネルポリマー媒質が電子供与基と電子求引基と
共にビフェニル構造を含むペンダント側鎖を有するポリ
マーである上記第４項記載の導波装置。
共にビフェニル構造を含むペンダント側鎖を有するポリ
マーである上記第４項記載の導波装置。
9. チャンネルポリマー媒質がアミノ基とニトロ基と共
にビフェニル構造を含むペンダント側鎖を有するポリマ
ーである上記第４項記載の導波装置。
にビフェニル構造を含むペンダント側鎖を有するポリマ
ーである上記第４項記載の導波装置。
10. チャンネルポリマー媒質が電子供与基と電子求引
基と共にスチルベン構造を含むペンダント側鎖を有する
ポリマーである上記第４項記載の導波装置。
基と共にスチルベン構造を含むペンダント側鎖を有する
ポリマーである上記第４項記載の導波装置。
11. チャンネルポリマー媒質がアミノ基とニトロ基と
共にスチルベン構造を含むペンダント側鎖を有するポリ
マーである上記第４項記載の導波装置。
共にスチルベン構造を含むペンダント側鎖を有するポリ
マーである上記第４項記載の導波装置。
12. 次の工程： （１） 支持サブストレート上に、 電気光学反応を示す有機媒質から成り線形導波チャンネ
ル配列を有する透明な光学的導波薄フィルムを成形する
工程； （２） チャンネル有機媒質への水平電場供給を促進す
るために、前記チャンネル光路に沿って近くに、間隔を
おいた電極の第１セットを配置する工程； （３） チャンネル有機媒質への垂直電場供給を促進す
るために、第１セットの電極と同じチャンネル光路に沿
って近くに、間隔をおいた電極の第２セットを配置する
工程； （４） 薄フィルムを加熱して、チャンネルポリマー分
子を移動させる工程； （５） 各セットの電極に電圧を印加して電場を形成
し、第１セットの電極には供給水平電場の方向に平行
な、ポリマー分子の非心対称性配向を誘導させ、第２セ
ットの電極には供給垂直電場の方向に平行な、ポリマー
分子の非心対称性配向を誘導させる工程；及び （６） 供給電場を維持しながら薄フィルムを冷却し、
それによって二次非線形光学反応を示す、２つの安定な
電場誘導ポリマー分子配向帯を形成する工程から成る線
形導波電気光学位相変調器の製造方法。
ル配列を有する透明な光学的導波薄フィルムを成形する
工程； （２） チャンネル有機媒質への水平電場供給を促進す
るために、前記チャンネル光路に沿って近くに、間隔を
おいた電極の第１セットを配置する工程； （３） チャンネル有機媒質への垂直電場供給を促進す
るために、第１セットの電極と同じチャンネル光路に沿
って近くに、間隔をおいた電極の第２セットを配置する
工程； （４） 薄フィルムを加熱して、チャンネルポリマー分
子を移動させる工程； （５） 各セットの電極に電圧を印加して電場を形成
し、第１セットの電極には供給水平電場の方向に平行
な、ポリマー分子の非心対称性配向を誘導させ、第２セ
ットの電極には供給垂直電場の方向に平行な、ポリマー
分子の非心対称性配向を誘導させる工程；及び （６） 供給電場を維持しながら薄フィルムを冷却し、
それによって二次非線形光学反応を示す、２つの安定な
電場誘導ポリマー分子配向帯を形成する工程から成る線
形導波電気光学位相変調器の製造方法。
13. 有機媒質がホストの熱可塑性ポリマーと、ゲスト
の非線形光学反応を示す有機化合物のブレンドである上
記第12項記載の方法。
の非線形光学反応を示す有機化合物のブレンドである上
記第12項記載の方法。
14. 有機媒質が非線形光学反応を示す熱可塑性ポリマ
ーである上記第12項記載の方法。
ーである上記第12項記載の方法。
15. 有機媒質が非線形光学反応を示すペンダント側鎖
を有する熱可塑性ポリマーである上記第12項記載の方
法。
を有する熱可塑性ポリマーである上記第12項記載の方
法。
16. 有機媒質が電子供与基と電子求引基と共にビフェ
ニル構造を含むペンダント側鎖を有する熱可塑性ポリマ
ーである上記第12項記載の方法。
ニル構造を含むペンダント側鎖を有する熱可塑性ポリマ
ーである上記第12項記載の方法。
17. 有機媒質が電子供与基と電子求引基と共にスチル
ベン構造を含むペンダント側鎖を有する熱可塑性ポリマ
ーである上記第12項記載の方法。
ベン構造を含むペンダント側鎖を有する熱可塑性ポリマ
ーである上記第12項記載の方法。
18. 上記第12項記載の方法によって製造された偏光不
感受性導波装置。
感受性導波装置。
19.次の工程： （１） 上記第18項記載の偏光不感受性の導波装置に任
意に偏光したレーザービームを導入する工程； （２） 各セットの電極に変調電圧を印加して、導波さ
れる光線の横断電気モードと横断磁気モードに対して同
じ位相変調を生じさせる工程；及び （３） 変調された光線を光検出器手段に伝導し、透過
光線の位相を印加電圧の関数として変化させる工程 からなる電磁線変調方法。
意に偏光したレーザービームを導入する工程； （２） 各セットの電極に変調電圧を印加して、導波さ
れる光線の横断電気モードと横断磁気モードに対して同
じ位相変調を生じさせる工程；及び （３） 変調された光線を光検出器手段に伝導し、透過
光線の位相を印加電圧の関数として変化させる工程 からなる電磁線変調方法。
20. 光線がレーザビームである上記第19項記載の方
法。
法。
21. 薄フイルム有機媒質が非線形光学反応を示すペン
ダント側鎖を有する熱可塑性ポリマーである上記第19項
記載の方法。
ダント側鎖を有する熱可塑性ポリマーである上記第19項
記載の方法。
22. 薄フイルム有機媒質が電子供与基と電子求引基と
共にビフェニル構造を含むペンダント側鎖を有する熱可
塑性ポリマーである上記第19項記載の方法。
共にビフェニル構造を含むペンダント側鎖を有する熱可
塑性ポリマーである上記第19項記載の方法。
23. 薄フイルム有機媒質が電子供与基と電子求引基と
共にスチルベン構造を含むペンダント側鎖を有する熱可
塑性ポリマーである上記第19項記載の方法。
共にスチルベン構造を含むペンダント側鎖を有する熱可
塑性ポリマーである上記第19項記載の方法。
24. 入射光線の一部が自由空間を通って発散され、次
に光学インターフェロンメトリーによって位相変調光線
と結合し、位相変調光線と自由空間光線との間の位相シ
フトの関数として透過光線の光強度が変化する上記第19
項記載の方法。
に光学インターフェロンメトリーによって位相変調光線
と結合し、位相変調光線と自由空間光線との間の位相シ
フトの関数として透過光線の光強度が変化する上記第19
項記載の方法。
25. 第２レーザー発生源からの光線がビーム結合器に
よって位相変調光線と結合し、結合光線の強度が位相変
調光線とレーザー発生源からの光線との間の位相シフト
の関数として変化する上記第19項記載の方法。
よって位相変調光線と結合し、結合光線の強度が位相変
調光線とレーザー発生源からの光線との間の位相シフト
の関数として変化する上記第19項記載の方法。
第１図は本発明による光学的振幅変調モードによる集積
線形導波電気光学位相変調器の概略図である。 10……位相変調器;12……導波チヤンネル;25、26……電
極;27、28……電圧源;30……レーザー線源;31……光検
出器。
線形導波電気光学位相変調器の概略図である。 10……位相変調器;12……導波チヤンネル;25、26……電
極;27、28……電圧源;30……レーザー線源;31……光検
出器。
フロントページの続き (56)参考文献 米国特許4291939（ＵＳ，Ａ) 米国特許4767169（ＵＳ，Ａ) 欧州公開218938（ＥＰ，Ａ２) Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，Ｖ ｏｌ．52 Ｎｏ．13 ＰＰ．1031−1033 （1988) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G02F 1/00 - 3/02 G02B 6/12 - 6/14
Claims (5)
- 【請求項１】次の要素： a. 電気光学反応性有機媒質から構成される線形導波チ
ャンネル； b. チャンネル有機媒質への水平電場供給を促進するた
めに、前記チャンネルに沿って近くに配置され、 間隔をおいた電極間の有機媒質帯が供給水平電場の方向
に平行な、非心対称性分子配向を有する、間隔をおいた
電極の第１セット；及び c. チャンネル有機媒質への垂直電場供給を促進するた
めに、第１セットの電極と同じチャンネルに沿って近く
に配置され、間隔をおいた電極の間の有機媒質帯が供給
垂直電場の方向に平行な、非心対称性分子配向を有す
る、間隔をおいた電極の第２セット から成る偏光不感受性（polarization−insensitive）
の線形導波電気光学位相変調器。 - 【請求項２】光波位相を偏光不感受性に変調させるため
の薄フィルム電気光学導波装置であって、次の要素： a. 電気光学反応を示す熱可塑性ポリマー媒質から成る
線形導波チャンネル； b. チャンネルポリマー媒質への水平電場供給を促進す
るために、前記チャンネルに沿って近くに配置され、間
隔をおいた電極間のポリマー媒質帯が供給水平電場に平
行な、非心対称性分子配向を有する、間隔をおいた電極
の第１セット； c. チャンネルポリマー媒質への垂直電場供給を促進す
るために、第１セットの電極と同じチャンネルに沿って
配置され、間隔をおいた電極間のポリマー媒質帯が供給
垂直電場に平行な、非心対称性分子配向を有する、間隔
をおいた電極の第２セット； d. 前記電極セットのための電圧供給源；及び e. 導波装置に光線を導入するための干渉性光線放射手
段 から成る装置。 - 【請求項３】次の工程： （１） 支持サブストレート上に、 電気光学反応を示す有機媒質から成り線形導波チャンネ
ル配列を有する透明な光学的導波薄フィルムを成形する
工程； （２） チャンネル有機媒質への水平電場供給を促進す
るために、前記チャンネル光路に沿って近くに、間隔を
おいた電極の第１セットを配置する工程； （３） チャンネル有機媒質への垂直電場供給を促進す
るために、第１セットの電極と同じチャンネル光路に沿
って近くに、間隔をおいた電極の第２セットを配置する
工程； （４） 薄フィルムを加熱して、チャンネルポリマー分
子を移動させる工程； （５） 各セットの電極に電圧を印加して電場を形成
し、第１セットの電極には供給水平電場の方向に平行
な、ポリマー分子の非心対称性配向を誘導させ、第２セ
ットの電極には供給垂直電場の方向に平行な、ポリマー
分子の非心対称性配向を誘導させる工程；及び （６） 供給電場を維持しながら薄フィルムを冷却し、
それによって二次非線形光学反応を示す、２つの安定な
電場誘導ポリマー分子配向帯を形成する工程から成る、
線形導波電気光学位相変調器の製造方法。 - 【請求項４】請求項３記載の方法によって製造された偏
光不感受性導波装置。 - 【請求項５】次の工程： （１） 請求項４記載の偏光不感受性の導波装置に任意
に偏光したレーザービームを導入する工程； （２） 各セットの電極に変調電圧を印加して、導波さ
れる光線の横断電気モードと横断磁気モードに対して同
じ位相変調を生じさせる工程；及び （３） 変調された光線を光検出器手段に伝導し、透過
光線の位相を印加電圧の関数として変化させる工程 からなる電磁線変調方法。
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| US07/367,647 US4932737A (en) | 1989-06-13 | 1989-06-13 | Polarization-insensitive linear waveguide electrooptic phase modulator |
| US367647 | 1995-01-03 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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| JP2790363B2 true JP2790363B2 (ja) | 1998-08-27 |
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Family Applications (1)
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| KR100211060B1 (ko) * | 1996-12-04 | 1999-07-15 | 정선종 | 전기적 횡파(te) 편광 통과 광도파로 편광기 |
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| FR2579774B1 (fr) * | 1985-03-26 | 1988-07-08 | Thomson Csf | Dispositif optique integre de conversion de polarisation optique |
| CA1278421C (en) * | 1985-09-16 | 1991-01-02 | Salvatore Joseph Lalama | Nonlinear optical materials and devices |
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-
1989
- 1989-06-13 US US07/367,647 patent/US4932737A/en not_active Expired - Lifetime
-
1990
- 1990-06-09 EP EP19900110933 patent/EP0402802A3/en not_active Withdrawn
- 1990-06-12 CA CA002018753A patent/CA2018753A1/en not_active Abandoned
- 1990-06-13 JP JP2154978A patent/JP2790363B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|
| Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，Ｖｏｌ．５２ Ｎｏ．１３ ＰＰ．１０３１−１０３３ （１９８８） |
Also Published As
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| EP0402802A2 (en) | 1990-12-19 |
| EP0402802A3 (en) | 1991-11-27 |
| US4932737A (en) | 1990-06-12 |
| JPH03213822A (ja) | 1991-09-19 |
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