JP2880770B2 - 光波長フィルタ - Google Patents
光波長フィルタInfo
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- JP2880770B2 JP2880770B2 JP2160104A JP16010490A JP2880770B2 JP 2880770 B2 JP2880770 B2 JP 2880770B2 JP 2160104 A JP2160104 A JP 2160104A JP 16010490 A JP16010490 A JP 16010490A JP 2880770 B2 JP2880770 B2 JP 2880770B2
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- light
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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
- G02F1/11—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 acousto-optical elements, e.g. using variable diffraction by sound or like mechanical waves
- G02F1/125—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 acousto-optical elements, e.g. using variable diffraction by sound or like mechanical waves in an optical waveguide structure
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は光波長フィルタに関し、特にコリニア結合に
よる音響光学効果を用いた光波長フィルタに関するもの
である。
よる音響光学効果を用いた光波長フィルタに関するもの
である。
音響光学効果を用いた光波長フィルタは同調可変幅が
大きく、複数波長を選択できるなどの特徴がある。透過
帯域の半値全幅（Δλ3dB）は光波と音波の相互作用長
により決定する。透過帯域の狭帯域化は相互作用長の増
加、偏光変換素子の多段構成などにより行う。
大きく、複数波長を選択できるなどの特徴がある。透過
帯域の半値全幅（Δλ3dB）は光波と音波の相互作用長
により決定する。透過帯域の狭帯域化は相互作用長の増
加、偏光変換素子の多段構成などにより行う。
従来の技術としては、以下に挙げる例がある。
第４図はエレクトロニクス・レター第25巻６号398〜3
99頁（ELECTRONICS LETTERS Vol.25 No.6,pp398−399,1
989）より引用した光波長フィルタである。ニオブ酸リ
チウム基板１に作製されたチタン拡散光導波路２上に装
荷された第一の表面波励起用電極44aにより表面弾性波
によって、相互作用領域74aの光導波路に対して周期的
な屈折率変化が生じる。入力端で励起された、基板に対
して垂直な電界成分を有する直線偏光（以後TM偏光と呼
ぶ）の中で光導波路の周期的な屈折率変化により位相整
合条件が満たされる特定波長のTM偏光が、基板に対して
平行な電界成分を有する直線偏光（以後TE偏光と呼ぶ）
に変換される。後段のＺカットのニオブ酸リチウムウェ
ハー片によるTE偏光検光素子54によりTE偏光は透過、TM
偏光は放射されて特定波長の選択が行える。第二の表面
波励起用電極44bにより相互作用領域74bで再度特定波長
のTE偏光がTM偏光に変換される。二段回の偏光変換によ
ってフィルタ光の透過特性の改善がはかられている。
99頁（ELECTRONICS LETTERS Vol.25 No.6,pp398−399,1
989）より引用した光波長フィルタである。ニオブ酸リ
チウム基板１に作製されたチタン拡散光導波路２上に装
荷された第一の表面波励起用電極44aにより表面弾性波
によって、相互作用領域74aの光導波路に対して周期的
な屈折率変化が生じる。入力端で励起された、基板に対
して垂直な電界成分を有する直線偏光（以後TM偏光と呼
ぶ）の中で光導波路の周期的な屈折率変化により位相整
合条件が満たされる特定波長のTM偏光が、基板に対して
平行な電界成分を有する直線偏光（以後TE偏光と呼ぶ）
に変換される。後段のＺカットのニオブ酸リチウムウェ
ハー片によるTE偏光検光素子54によりTE偏光は透過、TM
偏光は放射されて特定波長の選択が行える。第二の表面
波励起用電極44bにより相互作用領域74bで再度特定波長
のTE偏光がTM偏光に変換される。二段回の偏光変換によ
ってフィルタ光の透過特性の改善がはかられている。
第４図の光波長フィルタは透過帯域幅の狭帯域化とサ
イドロープを抑圧するためTE/TM偏光変換素子を二段に
設けている。そのことにより、同一デバイス長・電極一
段の光波長フィルタと比較して印加電力が増加してい
る。印加電力の低減は素子の実用化を図る上で重要な項
目である。また、非フィルタ光を除去するための検光素
子作製の工程が必要である、薄膜プロセスを利用できな
いため工数がかかる等の問題がある。さらに、非フィル
タ光の取り出しができないため、使用用途が限定される
欠点がある。
イドロープを抑圧するためTE/TM偏光変換素子を二段に
設けている。そのことにより、同一デバイス長・電極一
段の光波長フィルタと比較して印加電力が増加してい
る。印加電力の低減は素子の実用化を図る上で重要な項
目である。また、非フィルタ光を除去するための検光素
子作製の工程が必要である、薄膜プロセスを利用できな
いため工数がかかる等の問題がある。さらに、非フィル
タ光の取り出しができないため、使用用途が限定される
欠点がある。
本発明の光波長フィルタは、基板にチャネル型光導波
路を備え、基板に対して垂直な電界成分を有する直線偏
光が減衰するように光導波路上に直接装荷した表面波励
起用電極を前記チャネル型光導波路の入力端と出力端の
中央付近に設け、出力端付近に互いに直行する直線偏光
を分離する素子を設けたことを特徴とする。
路を備え、基板に対して垂直な電界成分を有する直線偏
光が減衰するように光導波路上に直接装荷した表面波励
起用電極を前記チャネル型光導波路の入力端と出力端の
中央付近に設け、出力端付近に互いに直行する直線偏光
を分離する素子を設けたことを特徴とする。
また、本発明の光波長フィルタは、基板にＹ分岐部を
含むチャネル型光導波路を備え、前記チャネル型光導波
路のＹ分岐の前段で、かつ、入力端と出力端の中央付近
上にバッファ層を介して表面波励起用電極を設け、前記
Ｙ分岐部には互いに直交する直線偏光を分離する偏光分
離素子を設けたことを特徴とする。
含むチャネル型光導波路を備え、前記チャネル型光導波
路のＹ分岐の前段で、かつ、入力端と出力端の中央付近
上にバッファ層を介して表面波励起用電極を設け、前記
Ｙ分岐部には互いに直交する直線偏光を分離する偏光分
離素子を設けたことを特徴とする。
第１の発明では一つの表面波励振用電極の両側からの
出力を用いることにより3dBの挿入損失が無くなり、一
つの電極で二段の偏光変換を行うことができることか
ら、従来の技術と同等のフィルタ透過特性の改善を低印
加電力で行うことができる。
出力を用いることにより3dBの挿入損失が無くなり、一
つの電極で二段の偏光変換を行うことができることか
ら、従来の技術と同等のフィルタ透過特性の改善を低印
加電力で行うことができる。
第２の発明では表面波励振用電極によりTM偏光の減
衰、TE偏光の透過を行うことにより、検光素子の作製工
程の省略、光波長フィルタの構成の簡略化を図ることが
できる。
衰、TE偏光の透過を行うことにより、検光素子の作製工
程の省略、光波長フィルタの構成の簡略化を図ることが
できる。
次に本発明について図面を参照して説明する。
第１図は第１の発明の実施例を説明するための平面図
である。ニオブ酸リチウム基板を用いた場合を例にと
る。ＸカットＹ軸伝搬ニオブ酸リチウム基板１の上に導
波路幅６〜10μｍ、膜厚400〜600Åのチタンストライプ
を形成し、950〜1100℃で熱拡散を行い単一モードチタ
ン拡散光導波路２を作製する。フォトリソグラフィ法を
用いて電極指周期10〜50μｍの簾状の電極４を入力端と
出力端の中央付近のバッファ層３上に作製する。電極４
の両方向に励起された表面弾性液10によって相互作用領
域7a、7bにおける光導波路に周期的屈折率変化が生じ
る。相互作用領域7aにおいて入力した特定波長のTE偏光
はTM偏光に変換される。中央付近にTM偏光検光素子６を
設けることで非フィルタ光（TE偏光）は放射、被フィル
タ光（TM偏光）を透過する。TM偏光検光素子６は安息香
酸中に200〜400℃数十分浸しさらにアニールを行って形
成したプロトン交換領域をチタン拡散光導波路の両サイ
ドに設けることにより作製できる。チタン拡散による異
常光線の表面屈折率変化：Δneは＋0.002〜＋0.004程度
である。これに対し、プロトン交換法で形成した場合は
Δne＝＋0.12と増加するため異常光線（TE偏光）の放射
が生じる。透過した特性波長のTM偏光は相互作用領域7b
において再度TE偏光に変換される。出力端付近に設けた
表面弾性波の吸収作用も兼用した金属膜（アルミニウム
膜:1000〜3000Å）装荷によるTE偏光検光素子５より非
フィルタ光（TM偏光）は減衰、被フィルタ光（TE偏光）
は透過して二段の偏光変換によるフィルタ光が出力され
る。従来の電極一段でのサイドロープ抑圧比−10dBが同
一数の電極、同一印加電圧で−20dBに改善できている。
である。ニオブ酸リチウム基板を用いた場合を例にと
る。ＸカットＹ軸伝搬ニオブ酸リチウム基板１の上に導
波路幅６〜10μｍ、膜厚400〜600Åのチタンストライプ
を形成し、950〜1100℃で熱拡散を行い単一モードチタ
ン拡散光導波路２を作製する。フォトリソグラフィ法を
用いて電極指周期10〜50μｍの簾状の電極４を入力端と
出力端の中央付近のバッファ層３上に作製する。電極４
の両方向に励起された表面弾性液10によって相互作用領
域7a、7bにおける光導波路に周期的屈折率変化が生じ
る。相互作用領域7aにおいて入力した特定波長のTE偏光
はTM偏光に変換される。中央付近にTM偏光検光素子６を
設けることで非フィルタ光（TE偏光）は放射、被フィル
タ光（TM偏光）を透過する。TM偏光検光素子６は安息香
酸中に200〜400℃数十分浸しさらにアニールを行って形
成したプロトン交換領域をチタン拡散光導波路の両サイ
ドに設けることにより作製できる。チタン拡散による異
常光線の表面屈折率変化：Δneは＋0.002〜＋0.004程度
である。これに対し、プロトン交換法で形成した場合は
Δne＝＋0.12と増加するため異常光線（TE偏光）の放射
が生じる。透過した特性波長のTM偏光は相互作用領域7b
において再度TE偏光に変換される。出力端付近に設けた
表面弾性波の吸収作用も兼用した金属膜（アルミニウム
膜:1000〜3000Å）装荷によるTE偏光検光素子５より非
フィルタ光（TM偏光）は減衰、被フィルタ光（TE偏光）
は透過して二段の偏光変換によるフィルタ光が出力され
る。従来の電極一段でのサイドロープ抑圧比−10dBが同
一数の電極、同一印加電圧で−20dBに改善できている。
第２図は第２の発明の実施例を説明するための平面図
である。前述のチタン拡散光導波路と同様の工程で単一
モードチタン拡散光導波路２を作製する。電極４によっ
て両方向に励起された表面弾性波によって相互作用領域
7aの光導波路の周期的屈折率変化が起こり、入力した特
定波長のTM偏光はTE偏光に変換される。電極５を光導波
路上に直接装荷することにより、TM偏光の減衰、TE偏光
の透過を行うことができ、TE偏光検光素子として作用す
る。透過した特定波長のTE偏光は相互作用領域7bにおい
て再度TM偏光に変換される。出力端付近に前述したTM偏
光検出素子６を設けることで非フィルタ光（TE偏光）は
放射、被フィルタ光（TM偏光）は透過して出力される。
である。前述のチタン拡散光導波路と同様の工程で単一
モードチタン拡散光導波路２を作製する。電極４によっ
て両方向に励起された表面弾性波によって相互作用領域
7aの光導波路の周期的屈折率変化が起こり、入力した特
定波長のTM偏光はTE偏光に変換される。電極５を光導波
路上に直接装荷することにより、TM偏光の減衰、TE偏光
の透過を行うことができ、TE偏光検光素子として作用す
る。透過した特定波長のTE偏光は相互作用領域7bにおい
て再度TM偏光に変換される。出力端付近に前述したTM偏
光検出素子６を設けることで非フィルタ光（TE偏光）は
放射、被フィルタ光（TM偏光）は透過して出力される。
第３図は第１の発明の第２の実施例を説明するための
平面図である。前述のチタン拡散光導波路と同様の工程
で分岐部分が入力端と出力端の中央付近にある単一モー
ド非対称Ｙ分岐型チタン拡散光導波路23を作製する。分
岐部分に表面弾性波の伝搬を妨げないTE/TM偏光分岐素
子を設けることにより、非フィルタ光の取り出しが行え
る。一例としてプロトン交換領域を用いたTE/TM偏光分
岐素子を述べる。安息香酸中に200〜400℃数十分浸しさ
らにアニールを行って形成したプロトン交換領域８を、
チタン拡散領域との境界が光波進行方向に対して斜めに
なるように設ける。チタン拡散による異常光線・常光線
の表面屈折率変化：Δne、Δnoは、それぞれ＋0.002〜
＋0.004程度であるこれに対し、プロトン変換法で形成
した場合はΔne＝＋0.002、Δno＝−0.04と変化が大き
いため、チタン拡散光導波路とプロトン交換領域の境界
面において、常光線の全反射条件を満たす大きな入射角
条件が存在する。進入角1.38rad以上で被フィルタ光で
ある異常光線（TE偏光）は屈折・浸透をし、非フィルタ
光である異常光線（TM偏光）は全反射して分岐枝23aへ
出射し偏光分離と非フィルタ光の取り出しが行える。透
過した特定波長のTE偏光は相互作用領域7bにおいて再度
TM偏光に変換される。出力端付近に前述したTM偏光検光
素子６を介して非フィルタ光（TE偏光）は放射、被フィ
ルタ光（TM偏光）は透過して二段の偏光変換によるフィ
ルタ光が出力される。
平面図である。前述のチタン拡散光導波路と同様の工程
で分岐部分が入力端と出力端の中央付近にある単一モー
ド非対称Ｙ分岐型チタン拡散光導波路23を作製する。分
岐部分に表面弾性波の伝搬を妨げないTE/TM偏光分岐素
子を設けることにより、非フィルタ光の取り出しが行え
る。一例としてプロトン交換領域を用いたTE/TM偏光分
岐素子を述べる。安息香酸中に200〜400℃数十分浸しさ
らにアニールを行って形成したプロトン交換領域８を、
チタン拡散領域との境界が光波進行方向に対して斜めに
なるように設ける。チタン拡散による異常光線・常光線
の表面屈折率変化：Δne、Δnoは、それぞれ＋0.002〜
＋0.004程度であるこれに対し、プロトン変換法で形成
した場合はΔne＝＋0.002、Δno＝−0.04と変化が大き
いため、チタン拡散光導波路とプロトン交換領域の境界
面において、常光線の全反射条件を満たす大きな入射角
条件が存在する。進入角1.38rad以上で被フィルタ光で
ある異常光線（TE偏光）は屈折・浸透をし、非フィルタ
光である異常光線（TM偏光）は全反射して分岐枝23aへ
出射し偏光分離と非フィルタ光の取り出しが行える。透
過した特定波長のTE偏光は相互作用領域7bにおいて再度
TM偏光に変換される。出力端付近に前述したTM偏光検光
素子６を介して非フィルタ光（TE偏光）は放射、被フィ
ルタ光（TM偏光）は透過して二段の偏光変換によるフィ
ルタ光が出力される。
以上の説明はTM偏光入力の場合であるが、偏光分離素
子８におけるプロトン交換領域の形状を変化し、TM偏光
検光素子６をTE偏光検光素子で置き換えることにより、
TE偏光入力の光波長フィルタを構成することもできる。
子８におけるプロトン交換領域の形状を変化し、TM偏光
検光素子６をTE偏光検光素子で置き換えることにより、
TE偏光入力の光波長フィルタを構成することもできる。
さらに、これらTE/TM両偏光入力の光波長フィルタを
パラレルに並べ、前段、後段にTE/TM偏光分離素子を設
けることで偏光無依存型の光波長フィルタの構成も可能
である。
パラレルに並べ、前段、後段にTE/TM偏光分離素子を設
けることで偏光無依存型の光波長フィルタの構成も可能
である。
〔発明の効果〕 以上説明したように本発明では一つの表面波励振用電
極の両側からの出力を用いることにより3dBの挿入損失
が無くなり、一つの電極で二段の偏光変換を行うことが
できることから従来の技術と同等のフィルタ透過特性の
改善を低印加電極で行うことができる。また、表面波励
振用電極自体でTM偏光の減衰とTE偏光の透過を行うこと
により検光素子の作製工程の省略、光波長フィルタの構
成の簡略化をも図ることができる。さらに、非フィルタ
光の取り出しを行うことが可能になり使用用途が拡大す
る。このような光波長フィルタを供給できる効果は極め
て大きなものであるといえる。
極の両側からの出力を用いることにより3dBの挿入損失
が無くなり、一つの電極で二段の偏光変換を行うことが
できることから従来の技術と同等のフィルタ透過特性の
改善を低印加電極で行うことができる。また、表面波励
振用電極自体でTM偏光の減衰とTE偏光の透過を行うこと
により検光素子の作製工程の省略、光波長フィルタの構
成の簡略化をも図ることができる。さらに、非フィルタ
光の取り出しを行うことが可能になり使用用途が拡大す
る。このような光波長フィルタを供給できる効果は極め
て大きなものであるといえる。
第１図、第２図、第３図は本発明の光波長フィルタの一
実施例を説明するための平面図である。第４図は従来の
技術を説明するための図である。 １……ニオブ酸リチウム基板、２……チタン拡散光導波
路、23……Ｙ分岐型チタン拡散光導波路、23a……Ｙ分
岐型チタン拡散光導波路の分岐枝、３……バッファ層、
4,44a,44b……表面波励振用電極、5,54……TE偏光検光
素子、６……TM偏光検光素子、7a,7b,74a,74b……相互
作用領域。
実施例を説明するための平面図である。第４図は従来の
技術を説明するための図である。 １……ニオブ酸リチウム基板、２……チタン拡散光導波
路、23……Ｙ分岐型チタン拡散光導波路、23a……Ｙ分
岐型チタン拡散光導波路の分岐枝、３……バッファ層、
4,44a,44b……表面波励振用電極、5,54……TE偏光検光
素子、６……TM偏光検光素子、7a,7b,74a,74b……相互
作用領域。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−153329（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−239503（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−2530（ＪＰ，Ａ) Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｌｅｔｔｅ ｒｓ Ｖｏｌ．25，Ｎｏ．６，ｐ．398 −399
Claims (2)
- 【請求項１】基板にチャネル型光導波路を備え、基板に
対して垂直な電界成分を有する直線偏光が減衰するよう
に光導波路上に直接装荷した表面波励起用電極を前記チ
ャネル型光導波路の入力端と出力端の中央付近に設け、
出力端付近に互いに直行する直線偏光を分離する素子を
設けたことを特徴とする光波長フィルタ。 - 【請求項２】基板にＹ分岐部を含むチャネル型光導波路
を備え、前記チャネル型光導波路のＹ分岐の前段で、か
つ、入力端と出力端の中央付近上にバッファ層を介して
表面波励起用電極を設け、前記Ｙ分岐部には互いに直交
する直線偏光を分離する偏光分離素子を設けたことを特
徴とする光波長フィルタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2160104A JP2880770B2 (ja) | 1990-06-19 | 1990-06-19 | 光波長フィルタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2160104A JP2880770B2 (ja) | 1990-06-19 | 1990-06-19 | 光波長フィルタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0451114A JPH0451114A (ja) | 1992-02-19 |
| JP2880770B2 true JP2880770B2 (ja) | 1999-04-12 |
Family
ID=15707939
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2160104A Expired - Fee Related JP2880770B2 (ja) | 1990-06-19 | 1990-06-19 | 光波長フィルタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2880770B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2770773B2 (ja) * | 1995-02-28 | 1998-07-02 | 日本電気株式会社 | 音響光学フィルタ |
| JP3836950B2 (ja) * | 1997-07-02 | 2006-10-25 | 富士通株式会社 | 音響光学デバイス |
| JP3000995B2 (ja) | 1998-03-03 | 2000-01-17 | 日本電気株式会社 | 導波路型偏光無依存光波長可変フィルタ |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2697038B2 (ja) * | 1988-12-06 | 1998-01-14 | オムロン株式会社 | 音響光学効果タイプ導波型周波数シフタ |
-
1990
- 1990-06-19 JP JP2160104A patent/JP2880770B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ Ｖｏｌ．２５，Ｎｏ．６，ｐ．３９８−３９９ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0451114A (ja) | 1992-02-19 |
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