JP2959881B2 - 光通信用外部変調器 - Google Patents
光通信用外部変調器Info
- Publication number
- JP2959881B2 JP2959881B2 JP19629191A JP19629191A JP2959881B2 JP 2959881 B2 JP2959881 B2 JP 2959881B2 JP 19629191 A JP19629191 A JP 19629191A JP 19629191 A JP19629191 A JP 19629191A JP 2959881 B2 JP2959881 B2 JP 2959881B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical fiber
- external modulator
- mode optical
- modulator
- upper electrode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は光通信用外部変調器に関
し、更に詳しくは、挿入損失が小さいので1つの伝送路
に多数接続することが可能であり、フラットな周波数特
性を有し、高周波変調でも使用可能な光通信用外部変調
器に関する。
し、更に詳しくは、挿入損失が小さいので1つの伝送路
に多数接続することが可能であり、フラットな周波数特
性を有し、高周波変調でも使用可能な光通信用外部変調
器に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から光通信システムに組込まれてい
る変調器のほとんどは、直接、光源を変調させる方式の
ものである。しかしながら、この方式の場合には、光源
として一般に用いられているLDなどの強度が変調する
ことに基づいて光源が不安定であり、光信号の伝送距離
は大きく制約を受けるという問題がある。
る変調器のほとんどは、直接、光源を変調させる方式の
ものである。しかしながら、この方式の場合には、光源
として一般に用いられているLDなどの強度が変調する
ことに基づいて光源が不安定であり、光信号の伝送距離
は大きく制約を受けるという問題がある。
【0003】また、この方式は、1伝送路に対し1信号
源(発信源)を基本とするため、複数個の信号源からの
光信号を1つの伝送路に乗せるためには、信号源と伝送
路の間に光結合器を挿入することが必要になる。しかし
ながら、上記した直接変調方式では、光結合器の前記挿
入に伴って生ずる挿入損失は大きい。例えば、この挿入
損失が比較的小さいとされている導波路型光結合器の場
合でも約0.5dBである。そのため、1つの伝送路に結
合できる信号の数は制限される。
源(発信源)を基本とするため、複数個の信号源からの
光信号を1つの伝送路に乗せるためには、信号源と伝送
路の間に光結合器を挿入することが必要になる。しかし
ながら、上記した直接変調方式では、光結合器の前記挿
入に伴って生ずる挿入損失は大きい。例えば、この挿入
損失が比較的小さいとされている導波路型光結合器の場
合でも約0.5dBである。そのため、1つの伝送路に結
合できる信号の数は制限される。
【0004】直接変調方式における上記制約を克服する
ために、最近では、外部変調方式を利用する変調器の開
発が進められている。この外部変調方式は、1つの伝送
路に、時間に対して強度が一定である直流光源を備えて
いて、伝送路の途中に配置されて変調器において通過光
に変調を与える方式であり、光源の不安定さに基づく障
害を排除することが可能である。また、変調器を伝送路
に接続したときの挿入損失は小さく、そのため、伝送路
への多数個の設置が可能であるという利点も備えてい
る。
ために、最近では、外部変調方式を利用する変調器の開
発が進められている。この外部変調方式は、1つの伝送
路に、時間に対して強度が一定である直流光源を備えて
いて、伝送路の途中に配置されて変調器において通過光
に変調を与える方式であり、光源の不安定さに基づく障
害を排除することが可能である。また、変調器を伝送路
に接続したときの挿入損失は小さく、そのため、伝送路
への多数個の設置が可能であるという利点も備えてい
る。
【0005】このような外部変調方式の光通信システム
に組込む変調器としては、次のようなものが代表的な例
として知られている。まず、第1の例は、LiNbO3
の基板の上に例えばイオン交換によって屈折率大の導波
路パターンを形成し、その導波路の近傍に電圧印加用の
電極を配置したものである。
に組込む変調器としては、次のようなものが代表的な例
として知られている。まず、第1の例は、LiNbO3
の基板の上に例えばイオン交換によって屈折率大の導波
路パターンを形成し、その導波路の近傍に電圧印加用の
電極を配置したものである。
【0006】第2の例は、F.S.HickernellらがUL
TRASONIC SYMPOSIUM,1987年,
491〜493頁で発表したタイプのものである。この
外部変調器は、シングルモード光ファイバーの外周をC
r−Au薄膜から成る下部電極、圧電体であるZnOの
薄膜、更にCr−Au薄膜から成る上部電極で順次被覆
した構造のものである。
TRASONIC SYMPOSIUM,1987年,
491〜493頁で発表したタイプのものである。この
外部変調器は、シングルモード光ファイバーの外周をC
r−Au薄膜から成る下部電極、圧電体であるZnOの
薄膜、更にCr−Au薄膜から成る上部電極で順次被覆
した構造のものである。
【0007】第3の例は、D.B.Patterson らがOpti
cs Letters, vol.14, NO.4, 1989年,248〜25
0頁で発表したタイプのものである。この外部変調器
は、石英ガラスから成る基板の一方の面に下部電極、Z
nO薄膜,上部電極をこの順次で積層し、他方の面に断
面が半円状の溝を形成し、この溝の中にシングルモード
光ファイバーを密着して埋込んだ構造のものである。
cs Letters, vol.14, NO.4, 1989年,248〜25
0頁で発表したタイプのものである。この外部変調器
は、石英ガラスから成る基板の一方の面に下部電極、Z
nO薄膜,上部電極をこの順次で積層し、他方の面に断
面が半円状の溝を形成し、この溝の中にシングルモード
光ファイバーを密着して埋込んだ構造のものである。
【0008】第4の例は、藤崎らが信学春全大B−89
1,1990年で発表したタイプのものである。この外
部変調器は、シングルモード光ファイバーの被覆上にP
ZT圧電セラミックスを機械的に押しつけた構造のもの
である。
1,1990年で発表したタイプのものである。この外
部変調器は、シングルモード光ファイバーの被覆上にP
ZT圧電セラミックスを機械的に押しつけた構造のもの
である。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記した従
来の外部変調器には、それぞれ、次のような問題があ
る。まず、第1の例の外部変調器は、たしかに高周波特
性に優れているが、しかし、LiNbO3 の単結晶は極
めて高価であるため工業的な実用性の面で難点がある。
そして、この外部変調器の場合、挿入損失は2〜4dB
と大きいので、1つの伝送路に多数設置することが困難
である。
来の外部変調器には、それぞれ、次のような問題があ
る。まず、第1の例の外部変調器は、たしかに高周波特
性に優れているが、しかし、LiNbO3 の単結晶は極
めて高価であるため工業的な実用性の面で難点がある。
そして、この外部変調器の場合、挿入損失は2〜4dB
と大きいので、1つの伝送路に多数設置することが困難
である。
【0010】第2の例のものは、シングルモード光ファ
イバーの外周曲面に、均一な厚みの電極薄膜やZnO薄
膜を密着して形成することが困難であるという製造上の
問題がある。更には、シングルモード光ファイバーの外
周において音波が大きく反射し、そのため光ファイバー
の内部で音波の共鳴が起こり、その結果、変調器として
の周波数特性がフラットにならないという特性上の不都
合な問題がある。
イバーの外周曲面に、均一な厚みの電極薄膜やZnO薄
膜を密着して形成することが困難であるという製造上の
問題がある。更には、シングルモード光ファイバーの外
周において音波が大きく反射し、そのため光ファイバー
の内部で音波の共鳴が起こり、その結果、変調器として
の周波数特性がフラットにならないという特性上の不都
合な問題がある。
【0011】また、第3の例の外部変調器の場合、石英
ガラスの基板に形成する溝を、ここに密着して埋込むべ
きシングルモード光ファイバーの断面の曲率と正確に一
致させるように加工することは非常に困難である。更に
は、第2の例の場合と同じ理由で、光ファイバーの内部
では共鳴現象が起こり、その変調器をしての周波数特性
がフラットにならない。
ガラスの基板に形成する溝を、ここに密着して埋込むべ
きシングルモード光ファイバーの断面の曲率と正確に一
致させるように加工することは非常に困難である。更に
は、第2の例の場合と同じ理由で、光ファイバーの内部
では共鳴現象が起こり、その変調器をしての周波数特性
がフラットにならない。
【0012】第4の例のものは、圧電体とシングルモー
ド光ファイバーの間が固定されていないため、圧電体か
ら光ファイバーへの音波の伝達効率が劣り、その結果、
1MHz以上の高周波変調に適切に対応できるものとは
いいがたい。本発明は、上記した従来の外部変調器にお
ける問題を解決し、挿入損失が小さいことはもち論のこ
と、特定の共鳴ピークをもたないフラットな周波数特性
を示し、500MHz程度の高周波変調も可能であり、
しかも製造も容易である新規な光通信用外部変調器の提
供を目的をする。
ド光ファイバーの間が固定されていないため、圧電体か
ら光ファイバーへの音波の伝達効率が劣り、その結果、
1MHz以上の高周波変調に適切に対応できるものとは
いいがたい。本発明は、上記した従来の外部変調器にお
ける問題を解決し、挿入損失が小さいことはもち論のこ
と、特定の共鳴ピークをもたないフラットな周波数特性
を示し、500MHz程度の高周波変調も可能であり、
しかも製造も容易である新規な光通信用外部変調器の提
供を目的をする。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明においては、石英ガラスから成る支持基
板の一方の面に、下部電極,圧電体,上部電極がこの順
序で積層され、前記支持基板の他方の面または前記上部
電極の上にシングルモード光ファイバーが配置され、か
つ、前記シングルモード光ファイバーの配置個所の少な
くとも一部分では、前記シングルモード光ファイバー
が、そのクラッドと固有音響インピーダンスが近似する
物質で被覆されていることを特徴とする光通信用外部変
調器が提供される。
ために、本発明においては、石英ガラスから成る支持基
板の一方の面に、下部電極,圧電体,上部電極がこの順
序で積層され、前記支持基板の他方の面または前記上部
電極の上にシングルモード光ファイバーが配置され、か
つ、前記シングルモード光ファイバーの配置個所の少な
くとも一部分では、前記シングルモード光ファイバー
が、そのクラッドと固有音響インピーダンスが近似する
物質で被覆されていることを特徴とする光通信用外部変
調器が提供される。
【0014】
【作用】シングルモード光ファイバーは、そのクラッド
と固有音響インピーダンスが近似する物質で被覆されて
いるので、光ファイバーの外周における音波の反射は起
こらなくなる。そのため、光ファイバー内部における共
鳴現象は起こらず、周波数特性はフラットになる。
と固有音響インピーダンスが近似する物質で被覆されて
いるので、光ファイバーの外周における音波の反射は起
こらなくなる。そのため、光ファイバー内部における共
鳴現象は起こらず、周波数特性はフラットになる。
【0015】
【実施例】以下に実施例を示す添付図面に基づいて、本
発明の変調器を説明する。図1〜図3は本発明の外部変
調器の第1実施例を示す。図1において、石英ガラスか
ら成る平板状の支持基板1の一方の面1aには、薄膜状
の下部電極2,薄膜状の圧電体3,更に薄膜状の上部電
極4がこの順序で積層され、下部電極2と上部電極4に
は、圧電体を駆動するための電気信号を導入するリード
5a,5bがそれぞれ添着されている。
発明の変調器を説明する。図1〜図3は本発明の外部変
調器の第1実施例を示す。図1において、石英ガラスか
ら成る平板状の支持基板1の一方の面1aには、薄膜状
の下部電極2,薄膜状の圧電体3,更に薄膜状の上部電
極4がこの順序で積層され、下部電極2と上部電極4に
は、圧電体を駆動するための電気信号を導入するリード
5a,5bがそれぞれ添着されている。
【0016】下部電極2,上部電極4の材料としては、
格別限定されないが、例えば、Al,Cr,Au,Cu
をあげることができ、また、圧電体3の材料としては、
例えばZnO,AlN,PVDF(ポリフッ化ビニリデ
ン)などをあげることができる。下部電極2,圧電体
3,上部電極4は、いずれも例えば、スパッタリング法
や真空蒸着法,CVD法のような公知の成膜法で形成す
ることができる。
格別限定されないが、例えば、Al,Cr,Au,Cu
をあげることができ、また、圧電体3の材料としては、
例えばZnO,AlN,PVDF(ポリフッ化ビニリデ
ン)などをあげることができる。下部電極2,圧電体
3,上部電極4は、いずれも例えば、スパッタリング法
や真空蒸着法,CVD法のような公知の成膜法で形成す
ることができる。
【0017】支持基板1の他方の面1bには、図2、お
よび図1のIII-III 線に沿う断面図である図3で示した
ように、前記した圧電体3の直下の位置にシングルモー
ド光ファイバー6が配置されている。具体的には、支持
基板の他方の面1bと上記光ファイバーの外周を構成す
るクラッド6aとを接触させて配置し、ついで、光ファ
イバ6の所望する長さの部分を、クラッド6aの固有音
響インピーダンスと近接した固有音響インピーダンスを
有する物質7で被覆して光ファイバー6を支持基板に固
定する。なお、ここでいう固有音響インピーダンスと
は、音波の伝搬媒質の密度と音速との積をいう。
よび図1のIII-III 線に沿う断面図である図3で示した
ように、前記した圧電体3の直下の位置にシングルモー
ド光ファイバー6が配置されている。具体的には、支持
基板の他方の面1bと上記光ファイバーの外周を構成す
るクラッド6aとを接触させて配置し、ついで、光ファ
イバ6の所望する長さの部分を、クラッド6aの固有音
響インピーダンスと近接した固有音響インピーダンスを
有する物質7で被覆して光ファイバー6を支持基板に固
定する。なお、ここでいう固有音響インピーダンスと
は、音波の伝搬媒質の密度と音速との積をいう。
【0018】その場合、光ファイバー6の外周のうち、
支持基板と接触している部分を除いた全ての外周が上記
物質7で被覆されるようにする。このような物質として
は、上記条件を充足するものであれば何であってもよい
が、例えば、石英ガラスの微粒子を光ファイバー6の外
周に堆積してそれを焼成することによってガラス化した
ものや、高分子化合物に金属粉などを分散させて固有音
響インピーダンスをクラッド6aの値に近似させたもの
などをあげることができる。
支持基板と接触している部分を除いた全ての外周が上記
物質7で被覆されるようにする。このような物質として
は、上記条件を充足するものであれば何であってもよい
が、例えば、石英ガラスの微粒子を光ファイバー6の外
周に堆積してそれを焼成することによってガラス化した
ものや、高分子化合物に金属粉などを分散させて固有音
響インピーダンスをクラッド6aの値に近似させたもの
などをあげることができる。
【0019】この外部変調器においては、直流光源から
シングルモード光ファイバー6に光信号を通過させて、
リード5a,5b間に所定周波数の電圧を印加する。圧
電体3から光ファイバー6に周期的な圧力が印加され、
この外力によって、光ファイバー6の内部に屈折率分布
が生じて通過光が変調される。このとき、光ファイバー
6の外周はそのクラッドと固有音響インピーダンスが近
似した物質で被覆されているので、光ファイバー6の外
周では圧電体3から伝播した音波の反射は起こらず前記
物質中に逃散するので、光ファイバーの内部における共
鳴現象は解消する。そのため、フラットな周波数特性が
得られる。
シングルモード光ファイバー6に光信号を通過させて、
リード5a,5b間に所定周波数の電圧を印加する。圧
電体3から光ファイバー6に周期的な圧力が印加され、
この外力によって、光ファイバー6の内部に屈折率分布
が生じて通過光が変調される。このとき、光ファイバー
6の外周はそのクラッドと固有音響インピーダンスが近
似した物質で被覆されているので、光ファイバー6の外
周では圧電体3から伝播した音波の反射は起こらず前記
物質中に逃散するので、光ファイバーの内部における共
鳴現象は解消する。そのため、フラットな周波数特性が
得られる。
【0020】例えば、厚み1mmの石英ガラス板1の一方
の面1aに、Alをスパッタして下部電極2とし、その
上にZnOをスパッタして厚み5μmの圧電体薄膜3と
し、更にその上にAlをスパッタして上部電極を形成し
た。そして石英ガラス板1の他方の面1bに、コア径8
μmのシングルモード光ファイバー6のクラッド6aを
配置し、その長さ10mm部分を石英ガラス微粒子の焼成
体の膜7で被覆した。
の面1aに、Alをスパッタして下部電極2とし、その
上にZnOをスパッタして厚み5μmの圧電体薄膜3と
し、更にその上にAlをスパッタして上部電極を形成し
た。そして石英ガラス板1の他方の面1bに、コア径8
μmのシングルモード光ファイバー6のクラッド6aを
配置し、その長さ10mm部分を石英ガラス微粒子の焼成
体の膜7で被覆した。
【0021】この外部変調器の各光ファイバーの端部を
互いに熱融着することによりこの外部変調器100個を
直列に接続し、その一端を光源に、他端を受信部に接続
した。光源としては波長1.33nmの光を発するLDを
使用し、このLDを一定強度で発光させてシングルモー
ド光ファイバーに入射させた。また、受信部は、シング
ルモード光ファイバーに接続した偏光素子を備え、この
偏光素子を通過したのちPDで受光強度の変化を計測で
きるように組み立てた。
互いに熱融着することによりこの外部変調器100個を
直列に接続し、その一端を光源に、他端を受信部に接続
した。光源としては波長1.33nmの光を発するLDを
使用し、このLDを一定強度で発光させてシングルモー
ド光ファイバーに入射させた。また、受信部は、シング
ルモード光ファイバーに接続した偏光素子を備え、この
偏光素子を通過したのちPDで受光強度の変化を計測で
きるように組み立てた。
【0022】この光通信システムにおいては、1個の外
部変調器による光の損失は、シングルモード光ファイバ
ー相互の融着による接続損失のみであって、約0.03d
Bであった。したがって、100個全体での損失は約3.
0dBであった。400MHzから500MHzの正弦
波を1MHzの間隔で各外部変調器に変調信号として発
信し、そのときの全ての信号を受信部で計測したとこ
ろ、全てを同時に検出することができた。
部変調器による光の損失は、シングルモード光ファイバ
ー相互の融着による接続損失のみであって、約0.03d
Bであった。したがって、100個全体での損失は約3.
0dBであった。400MHzから500MHzの正弦
波を1MHzの間隔で各外部変調器に変調信号として発
信し、そのときの全ての信号を受信部で計測したとこ
ろ、全てを同時に検出することができた。
【0023】図4は他の実施例を示す斜視図である。こ
の実施例の変調器の場合は、上部電極4の上にシングル
モード光ファイバー6を配置し、この光ファイバー6の
外周を固有音響インピーダンスが近似した物質7で被覆
して光ファイバーを固定した構造になっている。
の実施例の変調器の場合は、上部電極4の上にシングル
モード光ファイバー6を配置し、この光ファイバー6の
外周を固有音響インピーダンスが近似した物質7で被覆
して光ファイバーを固定した構造になっている。
【0024】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
光通信用外部変調器は、挿入損失が0.01dB以下と小
さいので1つの伝送路に接続できる個数は従来に比べて
多くなる。また、光ファイバーの外周はそのクラッドと
固有音響インピーダンスが近似する物質で被覆されてい
るので、光ファイバーの外周における音波の反射は起こ
らず光ファイバー内での共鳴現象を解消できフラットな
周波数特性を得ることができる。
光通信用外部変調器は、挿入損失が0.01dB以下と小
さいので1つの伝送路に接続できる個数は従来に比べて
多くなる。また、光ファイバーの外周はそのクラッドと
固有音響インピーダンスが近似する物質で被覆されてい
るので、光ファイバーの外周における音波の反射は起こ
らず光ファイバー内での共鳴現象を解消できフラットな
周波数特性を得ることができる。
【0025】更に、各電極や圧電体の形成は平板の上に
公知の方法で行うことができるので、製造は容易であ
り、したがって製造コストは安価になる。
公知の方法で行うことができるので、製造は容易であ
り、したがって製造コストは安価になる。
【図1】本発明の外部変調器例の一方の面の状態を示す
斜視図である。
斜視図である。
【図2】本発明の外部変調器例の他方の面の状態を示す
斜視図である。
斜視図である。
【図3】図1のIII-III 線に沿う断面図である。
【図4】本発明の他の例を示す斜視図である。
1 石英ガラスの支持基板 1a 支持基板1の一方の面 1b 支持基板1の他方の面 2 下部電極 3 圧電体 4 上部電極 5a,5b リード 6 シングルモード光ファイバー 7 シングルモード光ファイバー6のクラッドとその固
有音響インピーダンスが近似した物質
有音響インピーダンスが近似した物質
Claims (1)
- 【請求項1】 石英ガラスから成る支持基板の一方の面
に、下部電極,圧電体,上部電極がこの順序で積層さ
れ、前記支持基板の他方の面または前記上部電極のうえ
にシングルモード光ファイバーが配置され、かつ、前記
シングルモード光ファイバーの配置個所の少なくとも一
部分では、前記シングルモード光ファイバーが、そのク
ラッドと固有音響インピーダンスが近似する物質で被覆
されていることを特徴とする光通信用外部変調器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19629191A JP2959881B2 (ja) | 1991-08-06 | 1991-08-06 | 光通信用外部変調器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19629191A JP2959881B2 (ja) | 1991-08-06 | 1991-08-06 | 光通信用外部変調器 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0540248A JPH0540248A (ja) | 1993-02-19 |
JP2959881B2 true JP2959881B2 (ja) | 1999-10-06 |
Family
ID=16355363
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19629191A Expired - Lifetime JP2959881B2 (ja) | 1991-08-06 | 1991-08-06 | 光通信用外部変調器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2959881B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07175024A (ja) * | 1993-10-29 | 1995-07-14 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 光外部変調器 |
-
1991
- 1991-08-06 JP JP19629191A patent/JP2959881B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0540248A (ja) | 1993-02-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0219359A1 (en) | Fabry-perot interferometer | |
US4002896A (en) | Telecommunication system | |
US5471545A (en) | Optical external modulator for optical telecommunications | |
US3856378A (en) | Method and means for modulating light propagating in an optical waveguide by bulk acoustic waves | |
US5506721A (en) | External modulator for optical communication | |
CA1164950A (en) | Frequency modulated laser diode | |
JP2959881B2 (ja) | 光通信用外部変調器 | |
CN111650742A (zh) | 一种微纳光纤光调制器 | |
EP0859264A1 (en) | Acousto-optic modulator comprising an optical waveguide | |
JPH01201983A (ja) | 半導体レーザ装置 | |
JPH05307159A (ja) | 外部光変調器 | |
JPH0949993A (ja) | 光通信用外部変調器 | |
CN221303741U (zh) | 一种高线性光纤声光调制器 | |
CA1333452C (en) | Fabry-perot interferometer | |
US5687263A (en) | Optical RF bandpass filter and method for manufacturing same | |
JPH06110025A (ja) | 光外部変調器 | |
JPH088834A (ja) | 光通信用光外部変調器とそれを用いた双方向光通信システム | |
US20020191879A1 (en) | Switchable wavelength filter | |
CN115857105A (zh) | 基于声光效应的反谐振空芯光纤可调谐滤波器 | |
JPH11149048A (ja) | 光偏波面変調デバイス | |
CN114815333A (zh) | 一种基于soi的兰姆波声光调制器 | |
JPH06230332A (ja) | 外部光変調器 | |
Yun et al. | Resonance in fiber-based acoustooptic devices via acoustic radiation to air | |
JPH09211344A (ja) | 偏波無依存型光外部変調装置 | |
CA1058733A (en) | Plastic acoustooptic device |