JP3106710B2 - Light control device - Google Patents

Light control device

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JP3106710B2
JP3106710B2 JP04186013A JP18601392A JP3106710B2 JP 3106710 B2 JP3106710 B2 JP 3106710B2 JP 04186013 A JP04186013 A JP 04186013A JP 18601392 A JP18601392 A JP 18601392A JP 3106710 B2 JP3106710 B2 JP 3106710B2
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lithium niobate
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    • G02FOPTICAL 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
    • G02F1/00Devices 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
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    • G02F1/31Digital deflection, i.e. optical switching
    • G02F1/313Digital deflection, i.e. optical switching in an optical waveguide structure
    • G02F1/3132Digital deflection, i.e. optical switching in an optical waveguide structure of directional coupler type
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL 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
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    • G02F2203/21Thermal instability, i.e. DC drift, of an optical modulator; Arrangements or methods for the reduction thereof

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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は光波の変調、光路切り替
えなどを行う光制御デバイスに関し、特に基板中に設け
た光導波路を用いて制御を行う導波路型の光制御デバイ
スに関する
The present invention relates to the modulation of light waves, relates to an optical control device that performs such optical path switching, the waveguide-type optical control device in particular performs control using an optical waveguide provided on the substrate
About

【0002】[0002]

【従来の技術】光通信システムの実用化が進むにつれ、
さらに大容量や多機能を持つ高度のシステムが求められ
ており、より高度の光信号の発生や光伝送路の切り替
え、交換などの新たな機能の追加が必要とされている。
現在の実用システムでは光信号は直接半導体レーザや発
光ダイオードの注入電流を変調することによって得られ
ているが、直接変調では緩和振動などの効果のため10
GHz前後以上の高度変調が難しいこと、波長変動が発
生するためコヒーレント光伝送方式には適用が難しいな
どの欠点がある。これを解決する手段としては、外部変
調器を使用する方法があり、特に基板中に形成した光導
波路により構成した導波路型の光変調器は、小型、高効
率、高速という特徴がある。一方、光伝送路の切り替え
やネットワークの交換機能を得る手段としては光スイッ
チが使用される。現在実用されている光スイッチは、プ
リズム、ミラー、ファイバーなどを機械的に移動させる
ものであり、低速であること、信頼性が不十分であるこ
と、単体での寸法が大きくマトリックス化に不適である
こと等の欠点がある。これを解決する手段として開発が
進められているものはやはり光導波路を用いた導波路型
の光スイッチであり、高速、多素子の集積化が可能、高
信頼等の特徴がある。特にニオブ酸リチウム(LiNb
3 )結晶等の強誘電体材料を用いたものは、光吸収が
小さく低損失であること、大きな電気光学効果を有して
いるため高効率である等の特徴があり、従来からも方向
性結合器型光変調器・スイッチ、全反射光スイッチ、マ
ッハツエンダ型光変調器等の種々の方式の光制御素子が
報告されている。
2. Description of the Related Art As optical communication systems have been put into practical use,
Further, there is a demand for an advanced system having a large capacity and multiple functions, and it is necessary to add new functions such as generation of an advanced optical signal, switching and switching of an optical transmission line.
In the current practical system, the optical signal is obtained by directly modulating the injection current of a semiconductor laser or a light emitting diode.
There are drawbacks such as difficulty in high-level modulation of about GHz or higher, and difficulty in application to a coherent optical transmission system due to wavelength fluctuation. As a means for solving this problem, there is a method using an external modulator. In particular, a waveguide-type optical modulator constituted by an optical waveguide formed in a substrate has features of small size, high efficiency, and high speed. On the other hand, an optical switch is used as a means for obtaining an optical transmission line switching or network switching function. Currently used optical switches mechanically move prisms, mirrors, fibers, etc. There are some disadvantages. What is being developed as a means for solving this problem is a waveguide type optical switch using an optical waveguide, which has features such as high speed, integration of many elements, and high reliability. In particular, lithium niobate (LiNb
A material using a ferroelectric material such as O 3 ) crystal has features such as low light absorption and low loss, and high efficiency due to having a large electro-optic effect. Various types of light control elements such as a sex coupler type optical modulator / switch, a total reflection optical switch, and a Mach-Zehnder type optical modulator have been reported.

【0003】図4に従来の光制御デバイスの一例として
方向性結合器型光スイッチの平面図(a)及び断面図
(b)を示す。図4(a)においてニオブ酸リチウム結
晶基板1の上にチタン(Ti)を拡散して屈折率を基板
よりも大きくして形成した帯状の光導波路2及び3が形
成されており、光導波路2及び3は基板の中央部で互い
に数μm程度まで近接し、方向性結合器4を形成してい
る。また、方向性結合器4を構成する光導波路上には電
極による光吸収を防ぐためのバッファ層6を介して制御
電極5が形成されている。図4(b)は方向性結合器4
の部分の光導波路2,3に垂直な断面図を示している。
FIG. 4 shows a plan view (a) and a sectional view (b) of a directional coupler type optical switch as an example of a conventional light control device. In FIG. 4A, strip-shaped optical waveguides 2 and 3 are formed on a lithium niobate crystal substrate 1 by diffusing titanium (Ti) to make the refractive index larger than that of the substrate. And 3 are close to each other by about a few μm at the center of the substrate to form a directional coupler 4. A control electrode 5 is formed on the optical waveguide constituting the directional coupler 4 via a buffer layer 6 for preventing light absorption by the electrode. FIG. 4B shows the directional coupler 4.
2 is a cross-sectional view perpendicular to the optical waveguides 2 and 3.

【0004】図4において、光導波路2に入射した入射
光7は方向性結合器4の部分を伝搬するにしたがって近
接した光導波路3へ徐々に光エネルギーが移り、方向性
結合器4を通過後は光導波路3にほぼ100%エネルギ
ーが移って出射光8となる。一方、制御電極5に電圧を
印加した場合、電気光学効果により制御電極下の光導波
路の屈折率が変化し、光導波路2と3を伝搬する導波モ
ードの間に位相速度の不整合が生じ、両者の間の結合状
態は変化する。すなわち、制御電極5への制御電圧の有
無によって、入射光7は光導波路2からの出射光9また
は光導波路3からの出射光8となる。
In FIG. 4, incident light 7 incident on the optical waveguide 2 gradually transfers light energy to the adjacent optical waveguide 3 as it propagates through the directional coupler 4 and passes through the directional coupler 4. The energy is transferred to the optical waveguide 3 by almost 100% and becomes the emission light 8. On the other hand, when a voltage is applied to the control electrode 5, the refractive index of the optical waveguide under the control electrode changes due to the electro-optic effect, and a phase velocity mismatch occurs between the waveguide modes propagating through the optical waveguides 2 and 3. The state of connection between the two changes. That is, the incident light 7 becomes the outgoing light 9 from the optical waveguide 2 or the outgoing light 8 from the optical waveguide 3 depending on the presence or absence of the control voltage to the control electrode 5.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図4に
示すような従来の光スイッチでは、DC電圧印加により
結晶中の電荷が結晶や膜の界面に局部的に蓄積さてれ光
波に作用する電界強度が変化する現象即ちDCドリフト
が生じやすく、デバイスの安定性に課題があった。
However, in the conventional optical switch as shown in FIG. 4, electric charges in the crystal are locally accumulated at the interface between the crystal and the film by the application of a DC voltage, and the electric field intensity acting on the light wave is increased. Change, that is, DC drift is likely to occur, and there is a problem in device stability.

【0006】本発明の目的は、上述の従来の光制御デバ
イスの課題を除き、特性が長期に渡って安定な光制御デ
バイスを提供することにある。
An object of the present invention, except for the problems of the conventional optical control device described above, a stable light control de characteristics for a long time
To provide vice .

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明による第1の光制
御デバイスは、ニオブ酸リチウム結晶基板中に設置され
た光導波路とその光導波路近傍に設置された制御用電極
からなる導波路型光制御デバイスにおいて、前記ニオブ
酸リチウム結晶基板中の水素原子または水素イオンの濃
度が1×1019cm-3以下であることを特徴とする光制
御デバイスである。
A first optical control device according to the present invention is a waveguide type optical device comprising an optical waveguide installed in a lithium niobate crystal substrate and a control electrode installed near the optical waveguide. In the control device, the niobium
An optical control device characterized in that the concentration of hydrogen atoms or hydrogen ions in the lithium oxide crystal substrate is 1 × 10 19 cm −3 or less.

【0008】本発明による第2の光制御デバイスは、
オブ酸リチウム結晶基板中に設置された光導波路とその
光導波路近傍に設置された制御用電極からなる導波路型
光制御デバイスにおいて、前記ニオブ酸リチウム結晶基
表面に水素原子または水素イオンの濃度が1×1019
cm-3以下である表面層を有することを特徴とする光制
御デバイスである。
A second light control device according to the invention, two
In a waveguide type optical control device comprising an optical waveguide provided in a lithium niobate crystal substrate and a control electrode provided near the optical waveguide, the lithium niobate crystal base
The concentration of hydrogen atoms or hydrogen ions on the plate surface is 1 × 10 19
A light control device having a surface layer of not more than cm −3 .

【0009】本発明による第3の光制御デバイスは、
オブ酸リチウム結晶基板中に設置された光導波路とその
光導波路近傍に設置された制御用電極からなる導波路型
光制御デバイスにおいて、前記制御用電極間のニオブ酸
リチウム結晶基板中の水素原子または水素イオンの濃度
が1×1019cm-3以下であることを特徴とする光制御
デバイスである。
A third light control device according to the invention, two
In a waveguide-type optical control device including an optical waveguide provided in a lithium-obate crystal substrate and a control electrode provided in the vicinity of the optical waveguide, a niobate between the control electrodes is provided.
The light control device is characterized in that the concentration of hydrogen atoms or hydrogen ions in the lithium crystal substrate is 1 × 10 19 cm −3 or less.

【0010】[0010]

【0011】[0011]

【0012】[0012]

【作用】発明が解決しようとする課題の項で述べたDC
ドリフト現象は、ニオブ酸リチウム結晶基板内に存在す
る不純物イオンが外部電界により移動して結晶基板表面
に局在し、電界を形成することが一つの原因である。通
常、ニオブ酸リチウム結晶中には、水素イオン(H+
または水酸基イオン(OH-)が数百ppmから数%程
度含まれている。これらのイオンは結晶の育成、ポーリ
ング、導波路作成プロセス等の際に雰囲気中の水分が結
晶中に拡散して生成される。筆者は、これらの水素イオ
ンまたは水酸基イオンがDCドリフト現象の原因となる
不純物イオンであることを実験的に確認した。従って、
水素イオンまたは水素原子濃度を低減することにより
DCドリフト現象を低減することができる。
The DC described in the section of the problem to be solved by the invention
One cause of the drift phenomenon is that impurity ions existing in the lithium niobate crystal substrate move due to an external electric field and are localized on the surface of the crystal substrate to form an electric field. Normally, lithium ion (H + )
Alternatively, a hydroxyl ion (OH ) is contained in an amount of several hundred ppm to several%. These ions are generated when moisture in the atmosphere diffuses into the crystal during crystal growth, poling, a waveguide forming process, and the like. The authors have experimentally confirmed that these hydrogen ions or hydroxyl ions are impurity ions that cause the DC drift phenomenon. Therefore,
The DC drift phenomenon can be reduced by reducing the concentration of hydrogen ions or hydrogen atoms.

【0013】ニオブ酸リチウム結晶中の水素イオンまた
は水素原子濃度を低減することは、水素イオンまたは
水素元素のない雰囲気中で結晶を加熱することで実現で
きる。従って、真空中で結晶を加熱することによって、
水素イオンまたは水素原子の濃度の低い結晶を得ること
ができる。また、ニオブ酸リチウム結晶の構成元素に酸
素が含まれている場合、水素原子の濃度が低い高純度の
酸素ガス中で結晶の加熱を行うと、水素イオンまたは
素原子の濃度の低減によるDCドリフト低減効果と同時
に、ニオブ酸リチウム結晶中の酸素欠陥が補われ光の散
乱損失の小さな光制御デバイスが得られる。
The concentration of hydrogen ions or hydrogen atoms in the lithium niobate crystal can be reduced by heating the crystal in an atmosphere free of hydrogen ions or hydrogen elements. Therefore, by heating the crystal in a vacuum,
Crystals having a low concentration of hydrogen ions or hydrogen atoms can be obtained. In addition, when oxygen is contained in the constituent elements of the lithium niobate crystal, heating the crystal in high-purity oxygen gas having a low concentration of hydrogen atoms causes hydrogen ions or water ions.
At the same time as the effect of reducing the DC drift by reducing the concentration of elemental atoms, an oxygen control in the lithium niobate crystal is supplemented, and an optical control device with small light scattering loss can be obtained.

【0014】以上のことより、本発明の光制御デバイス
は、従来に比べて安定な光制御デバイスが得られる。
As described above, the light control device of the present invention can provide a light control device that is more stable than the conventional one.

【0015】[0015]

【実施例】図1は本発明の請求項1による光制御デバイ
スの一実施例である方向性結合器型光スイッチの平面図
(a)及び断面図(b)である。図4の例と同様にニオ
ブ酸リチウム(LiNbO3)結晶基板1の上にチタン
(Ti)を900〜1100℃程度で数時間熱拡散して
形成された3〜10μm程度の光導波路2及び3が形成
されており、基板の中央部で両光導波路は互いに数μm
まで近接して方向性結合器4を構成している。その上に
バッファ層6を介して制御電極5が形成されている。バ
ッファ層6は光の偏光方向や電極材料によっては必ずし
も必要が無い場合もある。上記ニオブ酸リチウム結晶基
1中の水素原子または水素イオンの濃度は1×1019
cm-3以下になっている。従来のニオブ酸リチウム基板
12中には、3×1019cm-3以上の水素原子または水
素イオンが含まれており、この水素イオンが外部から印
加した電界によって分極しDCドリフトが発生する。従
って、水素イオン濃度を低減することによって、DCド
リフトを低減することができ、特性の安定した光制御デ
バイスが得られる。
1 is a plan view (a) and a sectional view (b) of a directional coupler type optical switch which is an embodiment of an optical control device according to claim 1 of the present invention. As in the example of FIG. 4, optical waveguides 2 and 3 of about 3 to 10 μm formed by thermally diffusing titanium (Ti) on a lithium niobate (LiNbO 3 ) crystal substrate 1 at about 900 to 1100 ° C. for several hours. Are formed, and both optical waveguides are several μm apart from each other at the center of the substrate.
The directional coupler 4 is configured as close as possible. The control electrode 5 is formed thereon via the buffer layer 6. The buffer layer 6 may not always be necessary depending on the polarization direction of light or the electrode material. The concentration of hydrogen atoms or hydrogen ions in the lithium niobate crystal substrate 1 is 1 × 10 19
cm -3 or less. The conventional lithium niobate substrate 12 contains hydrogen atoms or hydrogen ions of 3 × 10 19 cm −3 or more, and these hydrogen ions are polarized by an electric field applied from the outside, and DC drift occurs. Therefore, by reducing the hydrogen ion concentration, DC drift can be reduced, and an optical control device with stable characteristics can be obtained.

【0016】図2は本発明の請求項2による光制御デバ
イスの一実施例である方向性結合器型光スイッチの平面
図(a)及び断面図(b)である。光導波路2,3、バ
ッファ層6、制御電極5の構成は図1と同様である。ニ
オブ酸リチウム基板12表面には水素イオン濃度を1×
1019cm-3以下にした表面層10が設けられており、
その表面層10の下の部分は従来の基板と同じように水
素イオン濃度が3×1019cm-3以上となっている。水
素イオンの分極に起因するDCドリフトの低減効果につ
いては、請求項1のデバイスと同様である。水素イオン
濃度が低くなると水素イオン伝導による導電率が低下す
る。従って、ニオブ酸リチウム基板12の表面に水素イ
オン濃度の低い層10を設けると、この表面層10の導
電率が低下する。通常ニオブ酸リチウム基板12表面に
は、加工歪等に起因するバルクの結晶よりも導電率の高
い層が存在するので、基板12表面の水素イオン濃度を
低減することにより、上記の導電率の高い層を相殺し、
導電率が均一な基板を得ることができる。このことによ
り、前記水素イオンの分極に起因するDCドリフトの他
に、デバイスの断面の層構造間の電気定数の差に起因す
る過渡現象的なDCドリフトも低減することができ、特
性のより安定した光制御デバイスが得られる。
FIG. 2 is a plan view (a) and a sectional view (b) of a directional coupler type optical switch which is an embodiment of the optical control device according to the second aspect of the present invention. The configurations of the optical waveguides 2 and 3, the buffer layer 6, and the control electrode 5 are the same as those in FIG. On the surface of the lithium niobate substrate 12, a hydrogen ion concentration of 1 ×
A surface layer 10 of 10 19 cm -3 or less is provided;
The lower portion of the surface layer 10 has a hydrogen ion concentration of 3 × 10 19 cm −3 or more, similarly to the conventional substrate. The effect of reducing the DC drift caused by the polarization of the hydrogen ions is the same as that of the device of the first aspect. As the hydrogen ion concentration decreases, the conductivity due to hydrogen ion conduction decreases. Therefore, when the layer 10 having a low hydrogen ion concentration is provided on the surface of the lithium niobate substrate 12, the conductivity of the surface layer 10 decreases. Usually, on the surface of the lithium niobate substrate 12, there is a layer having a higher conductivity than the bulk crystal due to processing strain and the like. Therefore, by reducing the hydrogen ion concentration on the surface of the substrate 12, Offset the layers,
A substrate having a uniform conductivity can be obtained. As a result, in addition to the DC drift caused by the polarization of the hydrogen ions, a transient DC drift caused by a difference in electric constant between the layer structures in the cross section of the device can be reduced, and the characteristics can be more stable. A light control device is obtained.

【0017】図3は本発明の請求項3による光制御デバ
イスの一実施例である方向性結合器型光スイッチの平面
図(a)及び断面図(b)である。光導波路2,3、バ
ッファ層6、制御電極5の構成は図1と同じである。ニ
オブ酸リチウム基板1表面の制御電極5間には水素イオ
ン濃度を1×1019cm-3以下にした領域11が設けら
れており、それ以外の領域は従来の基板12と同じよう
に水素イオン濃度が3×1019cm-3以上となってい
る。外部から制御電極5に電圧を付加した時、制御電極
5間に最大の電界がかかるので、制御電極5間の水素イ
オン濃度を低減しただけでも、水素イオンの分極に起因
するDCドリフトの低減効果は得られる。さらにこの構
造では、光導波路2,3部分の水素イオンを低減する必
要がないため、水素イオンの低減の際に付随して発生し
易い光損失の増大の影響を小さくすることができる。従
って、特性の安定した低損失な光制御デバイスを提供で
きる。
FIG. 3 is a plan view (a) and a sectional view (b) of a directional coupler type optical switch which is an embodiment of the optical control device according to claim 3 of the present invention. The configurations of the optical waveguides 2 and 3, the buffer layer 6, and the control electrode 5 are the same as those in FIG. A region 11 having a hydrogen ion concentration of 1 × 10 19 cm −3 or less is provided between the control electrodes 5 on the surface of the lithium niobate substrate 1, and the other regions are the same as the conventional substrate 12. The concentration is 3 × 10 19 cm −3 or more. When a voltage is applied to the control electrode 5 from the outside, a maximum electric field is applied between the control electrodes 5. Therefore, even if the hydrogen ion concentration between the control electrodes 5 is simply reduced, the DC drift reduction effect due to the polarization of the hydrogen ions is reduced. Is obtained. Further, in this structure, it is not necessary to reduce the hydrogen ions in the optical waveguides 2 and 3, so that the effect of an increase in light loss which is likely to be generated when the hydrogen ions are reduced can be reduced. Therefore, a low-loss light control device with stable characteristics can be provided.

【0018】ニオブ酸リチウム結晶中の水素イオンまた
は水素原子濃度を低減することは、水素イオンまたは
水素元素のない雰囲気中で結晶を加熱することで実現で
きる。従って、真空中で結晶を加熱することによって、
水素イオンまたは水素原子の濃度の低い結晶を得ること
ができる。例えば、厚さが約1mmのニオブ酸リチウム
基板の場合、圧力が1×10-5Torr程度の真空中で
700℃で2時間程度加熱すると、基板全体の水素イオ
ン濃度は5×1017cm-3以下になる。また、このニオ
ブ酸リチウム結晶のように、結晶の構成元素に酸素が含
まれている場合、水素原子の濃度が低い高純度の酸素ガ
ス中で結晶の加熱を行うと、水素イオンまたは水素原子
の濃度の低減によるDCドリフト低減効果と同時に、
オブ酸リチウム結晶中の酸素欠陥が補われ光の散乱損失
の小さな光制御デバイスが得られる。図2に示した様に
基板の表面近傍だけの水素イオン濃度を低減するには
基板全体の水素イオン濃度を低減する場合に比べて、低
い温度または短い時間で基板の加熱を行えば良い。また
図3に示した様に制御電極5間だけの水素イオン濃度を
低減するには、水素イオンの低減を行いたくない領域の
上を二酸化シリコン(SiO2)または窒化シリコン
(Si34)等でマスクをした後に、同様に加熱すれば
良い。
The concentration of hydrogen ions or hydrogen atoms in the lithium niobate crystal can be reduced by heating the crystal in an atmosphere free of hydrogen ions or hydrogen elements. Therefore, by heating the crystal in a vacuum,
Crystals having a low concentration of hydrogen ions or hydrogen atoms can be obtained. For example, when a lithium niobate substrate having a thickness of about 1 mm is heated at 700 ° C. for about 2 hours in a vacuum at a pressure of about 1 × 10 −5 Torr, the hydrogen ion concentration of the entire substrate is 5 × 10 17 cm −. 3 or less. Also this Nio
When oxygen is contained in the constituent elements of a crystal, such as a lithium butyrate crystal, heating the crystal in high-purity oxygen gas with a low concentration of hydrogen atoms results in hydrogen ions or hydrogen atoms
Reduction by DC drift-reducing effect of the concentration at the same time, two
Oxygen vacancies in the lithium obate crystal are compensated for, and a light control device with small light scattering loss can be obtained. To reduce the hydrogen ion concentration of only the vicinity of the surface of the substrate as shown in FIG. 2,
The substrate may be heated at a lower temperature or for a shorter time than in the case where the hydrogen ion concentration of the entire substrate is reduced. As shown in FIG. 3, in order to reduce the hydrogen ion concentration only between the control electrodes 5, silicon dioxide (SiO 2 ) or silicon nitride (Si 3 N 4 ) After masking with, for example, heating may be performed similarly.

【0019】[0019]

【発明の効果】以上に述べたように、本発明の光制御デ
バイスでは、従来の光制御デバイスに比ベ、特性の安定
した光制御デバイスが得られる。したがって、特性が長
期に渡って安定な光制御デバイスを提供することができ
る。
As described above, in the light control device of the present invention, a light control device having more stable characteristics than conventional light control devices can be obtained. Therefore, the characteristics are long
Can provide a stable light control device
You.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明による光制御デバイスの第1の実施例を
示す平面図(a)及び断面図(b)である。
FIG. 1 is a plan view (a) and a sectional view (b) showing a first embodiment of a light control device according to the present invention.

【図2】本発明による光制御デバイスの第2の実施例を
示す平面図(a)及び断面図(b)である。
FIG. 2 is a plan view (a) and a sectional view (b) showing a second embodiment of the light control device according to the present invention.

【図3】本発明による光制御デバイスの第3の実施例を
示す平面図(a)及び断面図(b)である。
FIG. 3 is a plan view (a) and a sectional view (b) showing a third embodiment of the light control device according to the present invention.

【図4】従来の光制御デバイスの一例を示す平面図
(a)及び断面図(b)である。
FIG. 4 is a plan view (a) and a cross-sectional view (b) showing an example of a conventional light control device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 水素イオン濃度が1×1019cm-3以下のニオブ
酸リチウム結晶基板 2,3 光導波路 4 方向性結合器 5 制御電極 6 バッファ層 7 入射光 8,9 出射光 10 水素イオン濃度が1×1019cm-3以下のニオ
ブ酸リチウム表面層 11 水素イオン濃度が1×1019cm-3以下のニオ
ブ酸リチウム領域 12 水素イオン濃度が1×1019cm-3以下のニオ
ブ酸リチウム結晶基板
1 Lithium niobate crystal substrate having a hydrogen ion concentration of 1 × 10 19 cm −3 or less 2,3 Optical waveguide 4 Directional coupler 5 Control electrode 6 Buffer layer 7 Incident light 8,9 Outgoing light 10 Hydrogen ion concentration 1 × 10 19 cm -3 or less of lithium niobate surface layer 11 of hydrogen ion concentration of 1 × 10 19 cm -3 or less of lithium niobate region 12 the hydrogen ion concentration of 1 × 10 19 cm -3 or less of lithium niobate crystal substrate

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02F 1/035 G02B 6/12 G02F 1/313 JICSTファイル(JOIS)Continuation of the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) G02F 1/035 G02B 6/12 G02F 1/313 JICST file (JOIS)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 ニオブ酸リチウム結晶基板中に設置され
た光導波路とその光導波路近傍に設置された制御用電極
からなる導波路型光制御デバイスにおいて、前記ニオブ
酸リチウム結晶基板中の水素原子または水素イオンの濃
度が1×1019cm-3以下であることを特徴とする光制
御デバイス。
1. A waveguide-type optical control device comprising an optical waveguide provided in a lithium niobate crystal substrate and a control electrode provided near the optical waveguide.
A light control device, wherein the concentration of hydrogen atoms or hydrogen ions in the lithium oxide crystal substrate is 1 × 10 19 cm −3 or less.
【請求項2】 ニオブ酸リチウム結晶基板中に設置され
た光導波路とその光導波路近傍に設置された制御用電極
からなる導波路型光制御デバイスにおいて、前記ニオブ
酸リチウム結晶基板表面に水素原子または水素イオンの
濃度が1×1019cm-3以下である表面層を有すること
を特徴とする光制御デバイス。
2. A waveguide-type light control device comprising an optical waveguide provided in a lithium niobate crystal substrate and a control electrode provided near the optical waveguide, wherein
An optical control device comprising a lithium oxide crystal substrate surface having a surface layer having a hydrogen atom or hydrogen ion concentration of 1 × 10 19 cm −3 or less.
【請求項3】 ニオブ酸リチウム結晶基板中に設置され
た光導波路とその光導波路近傍に設置された制御用電極
からなる導波路型光制御デバイスにおいて、前記制御用
電極間のニオブ酸リチウム結晶基板中の水素原子または
水素イオンの濃度が1×1019cm-3以下であることを
特徴とする光制御デバイス。
3. A waveguide type optical control device comprising an optical waveguide provided in a lithium niobate crystal substrate and a control electrode provided in the vicinity of the optical waveguide, wherein the lithium niobate crystal substrate is provided between the control electrodes. An optical control device, wherein the concentration of hydrogen atoms or hydrogen ions therein is 1 × 10 19 cm −3 or less.
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J.Phys.Chem.Solids Vol.52,No.6,pp.797−803(1991)
電子情報通信学会論文誌 C−I vol.J75−C−I pp.17−26(1992年1月)

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