JP3261097B2 - 音響光学変調器装置 - Google Patents
音響光学変調器装置Info
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Classifications
-
- 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
- G02F1/29—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 position or the direction of light beams, i.e. deflection
- G02F1/33—Acousto-optical deflection devices
- G02F1/335—Acousto-optical deflection devices having an optical waveguide structure
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- 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
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光学信号変調器に
関する。
関する。
【０００２】
【従来の技術】光学伝送システムと光学処理システム
は、様々な通信分野で使用されるために実現されてい
る。例えば電話システムとデータ伝送システムとは、長
距離にわたり光学信号として音声とデータを伝送するた
めに光ファイバを用いて現在実現されている。このよう
なシステムにおいては、データ信号および／またはディ
ジタル化音声信号は、伝送用に光学キャリア信号でもっ
て変調される。この変調は、別の信号波の特性に従って
信号波の特性を変化させることを言う。
は、様々な通信分野で使用されるために実現されてい
る。例えば電話システムとデータ伝送システムとは、長
距離にわたり光学信号として音声とデータを伝送するた
めに光ファイバを用いて現在実現されている。このよう
なシステムにおいては、データ信号および／またはディ
ジタル化音声信号は、伝送用に光学キャリア信号でもっ
て変調される。この変調は、別の信号波の特性に従って
信号波の特性を変化させることを言う。
【０００３】米国特許第４９９１９２３号（"Acousto-O
ptic Modulator For Optical Fibers Using Hertzian C
ontact with a Grooved Transducer Substrate" to Kin
o etal）は、光ファイバ内を伝搬する光信号を変調する
ために光ファイバに接続させる非破壊的な構成要素につ
いて記載している。変調器装置は、ガラス製基板の上部
表面に形成された音響トランデューサを有する。この基
板の底部には、正確な半径を有する精密形成された溝を
有する。この溝は、光ファイバと基板の溝との間に光フ
ァイバが溝内に圧入されたときにはヘルツ接触（Herzia
n contact）を提供するよう形成される。ヘルツ接触に
より音響波は、基板からヘルツ接触界面を介して導波路
内に固体材料で形成された音響パスを介して伝搬するこ
とができる。
ptic Modulator For Optical Fibers Using Hertzian C
ontact with a Grooved Transducer Substrate" to Kin
o etal）は、光ファイバ内を伝搬する光信号を変調する
ために光ファイバに接続させる非破壊的な構成要素につ
いて記載している。変調器装置は、ガラス製基板の上部
表面に形成された音響トランデューサを有する。この基
板の底部には、正確な半径を有する精密形成された溝を
有する。この溝は、光ファイバと基板の溝との間に光フ
ァイバが溝内に圧入されたときにはヘルツ接触（Herzia
n contact）を提供するよう形成される。ヘルツ接触に
より音響波は、基板からヘルツ接触界面を介して導波路
内に固体材料で形成された音響パスを介して伝搬するこ
とができる。
【０００４】このような構成の動作においては、トラン
デューサにより生成された音響波は、基板内に伝搬し、
さらにヘルツ接触を介して光ファイバ内に伝搬される。
その後この音響波は、光ファイバのコア内を伝送モード
で伝搬する光信号を、このコアの伝送モードから光ファ
イバのコアの周囲を包囲する損失性のクラッド層の伝送
モードに信号パワーを結合することにより相互作用し、
変調する。
デューサにより生成された音響波は、基板内に伝搬し、
さらにヘルツ接触を介して光ファイバ内に伝搬される。
その後この音響波は、光ファイバのコア内を伝送モード
で伝搬する光信号を、このコアの伝送モードから光ファ
イバのコアの周囲を包囲する損失性のクラッド層の伝送
モードに信号パワーを結合することにより相互作用し、
変調する。
【０００５】他の光学要素と集積することが容易なさら
にコンパクトな変調器への必要性がある。例えば、シリ
カ製光学回路のような光学平面状導波路構造は、光ファ
イバベースの変調器よりもより小型で低価格で製造でき
る。このようなデバイスの基本的構造は、C. H. Henry
et al著の"Glass Waveguides on Silicon for HybridOp
tical Packaging" 7 J. Lightwave Technol.,pp.1530-1
539（1989）に開示されている。通常シリカ製光学回路
は、基板上に形成されたシリカ製ガラス内に配置された
ドープドシリカガラスのコア導波路構造を有し、これに
よりたくさんの光学素子が共通基板上に形成することが
できる。
にコンパクトな変調器への必要性がある。例えば、シリ
カ製光学回路のような光学平面状導波路構造は、光ファ
イバベースの変調器よりもより小型で低価格で製造でき
る。このようなデバイスの基本的構造は、C. H. Henry
et al著の"Glass Waveguides on Silicon for HybridOp
tical Packaging" 7 J. Lightwave Technol.,pp.1530-1
539（1989）に開示されている。通常シリカ製光学回路
は、基板上に形成されたシリカ製ガラス内に配置された
ドープドシリカガラスのコア導波路構造を有し、これに
よりたくさんの光学素子が共通基板上に形成することが
できる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の平面状
導波路は、ファイバー系の変調器を生成するために通常
使用される離散型のクラッド状伝送モードが存在しな
い。かくして光ファイバベースの変調器で用いられる音
響光学構成は、平面状導波路構造には不適当であり、従
って平面状導波路型の変調器を必要とする。従って、本
発明の目的は、導波路内を伝搬する光信号を変調するよ
うな音響光学効果を有する光学平面状導波路変調器回路
を提供することである。
導波路は、ファイバー系の変調器を生成するために通常
使用される離散型のクラッド状伝送モードが存在しな
い。かくして光ファイバベースの変調器で用いられる音
響光学構成は、平面状導波路構造には不適当であり、従
って平面状導波路型の変調器を必要とする。従って、本
発明の目的は、導波路内を伝搬する光信号を変調するよ
うな音響光学効果を有する光学平面状導波路変調器回路
を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の第１実施例にお
いては、本発明は、入力部分と、この入力部分に接続さ
れたマルチモード導波路部分と、このマルチモード導波
路部分に接続された出力部分とを有する導波路構造であ
る。入力部分と出力部分とは、共通の第１の偶伝送モー
ドで光信号を伝搬できる構造である。マルチモード導波
路部分は、光信号が第１および第２（次の高次の奇伝送
モード）の伝送モードで伝搬できるような構造体であ
り、この奇伝送モードは、入力部分と出力部分にはサポ
ートされないものである。この導波路構造により、入力
部分からマルチモード導波路部分を介して出力部分に偶
伝送モードで光学信号が伝搬できるようになる。
いては、本発明は、入力部分と、この入力部分に接続さ
れたマルチモード導波路部分と、このマルチモード導波
路部分に接続された出力部分とを有する導波路構造であ
る。入力部分と出力部分とは、共通の第１の偶伝送モー
ドで光信号を伝搬できる構造である。マルチモード導波
路部分は、光信号が第１および第２（次の高次の奇伝送
モード）の伝送モードで伝搬できるような構造体であ
り、この奇伝送モードは、入力部分と出力部分にはサポ
ートされないものである。この導波路構造により、入力
部分からマルチモード導波路部分を介して出力部分に偶
伝送モードで光学信号が伝搬できるようになる。
【０００８】弾性表面波ＳＡＷソースを用いて、十分な
音響波を埋め込みマルチモード導波路部分に与えること
のできる弾性表面波（すなわちReylaeigh波）を生成
し、これにより屈折率の周期的変化を引き起こして偶伝
送モードと奇伝送モードとの間で光エネルギーを結合す
る。従って、偶伝送モードで伝搬する光信号のパワーの
一部は、弾性表面波に引き起こされた周期的な屈折率変
動に起因して奇伝送モードに変換する。このパワーの変
換により、偶伝送モードで伝搬する対応する信号の減衰
が引き起こされる。奇伝送モードは、出力部分ではサポ
ートされていないので、マルチモード導波路部分から出
力モード部分へ伝搬する信号は、偶伝送モードであり、
これは減衰した光信号である。
音響波を埋め込みマルチモード導波路部分に与えること
のできる弾性表面波（すなわちReylaeigh波）を生成
し、これにより屈折率の周期的変化を引き起こして偶伝
送モードと奇伝送モードとの間で光エネルギーを結合す
る。従って、偶伝送モードで伝搬する光信号のパワーの
一部は、弾性表面波に引き起こされた周期的な屈折率変
動に起因して奇伝送モードに変換する。このパワーの変
換により、偶伝送モードで伝搬する対応する信号の減衰
が引き起こされる。奇伝送モードは、出力部分ではサポ
ートされていないので、マルチモード導波路部分から出
力モード部分へ伝搬する信号は、偶伝送モードであり、
これは減衰した光信号である。
【０００９】パワーの転送量およびマルチモード導波路
部分内を偶伝送モードで伝搬する光信号の減衰量は、生
成された弾性表面波の強度に依存する。かくして、第２
信号の振幅を変化させることにより、マルチモード導波
路部分内を伝搬する弾性表面波のパワーを変化させ、光
学信号を変調することが可能となる。さらに別の実施例
では、マルチモード導波路の伝送モードのこのような結
合を用いて、マルチモード導波路の偶伝送モードに結合
される伝送モード（エバネセントフィールド）を有する
シングルモード導波路内を伝搬する光学信号を変調でき
る。
部分内を偶伝送モードで伝搬する光信号の減衰量は、生
成された弾性表面波の強度に依存する。かくして、第２
信号の振幅を変化させることにより、マルチモード導波
路部分内を伝搬する弾性表面波のパワーを変化させ、光
学信号を変調することが可能となる。さらに別の実施例
では、マルチモード導波路の伝送モードのこのような結
合を用いて、マルチモード導波路の偶伝送モードに結合
される伝送モード（エバネセントフィールド）を有する
シングルモード導波路内を伝搬する光学信号を変調でき
る。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明は、弾性表面波が十分な音
響波エネルギーをマルチモード平面状導波路のマルチモ
ード導波路部分に与え、それにより第１の偶伝送モード
で伝搬している光学信号のパワーを第２の次の高次の奇
伝送モードに結合するために、屈折率の周期的変化を引
き起こさせるという原理に基づいている。このような結
合を本発明では用いて、弾性表面波をマルチモード導波
路に向けることにより、奇伝送モードに光学パワーを転
換することにより偶伝送モードで伝搬している光学信号
を減衰させる。減衰量は、導波路と相互作用する弾性表
面波のパワーの振幅に依存する。従って、第２信号の振
幅を変化させることにより、弾性表面波のパワーを変化
させ、光学信号を第２信号で変調することが可能とな
る。
響波エネルギーをマルチモード平面状導波路のマルチモ
ード導波路部分に与え、それにより第１の偶伝送モード
で伝搬している光学信号のパワーを第２の次の高次の奇
伝送モードに結合するために、屈折率の周期的変化を引
き起こさせるという原理に基づいている。このような結
合を本発明では用いて、弾性表面波をマルチモード導波
路に向けることにより、奇伝送モードに光学パワーを転
換することにより偶伝送モードで伝搬している光学信号
を減衰させる。減衰量は、導波路と相互作用する弾性表
面波のパワーの振幅に依存する。従って、第２信号の振
幅を変化させることにより、弾性表面波のパワーを変化
させ、光学信号を第２信号で変調することが可能とな
る。
【００１１】本発明の第１実施例においては、マルチモ
ード導波路は、シングルモード入力の平面状導波路部分
と出力平面状導波路部分との間に接続されて、入力部分
からの光学信号をマルチモード導波路部分を介して第１
の偶伝送モードで出力部分に伝搬させることができる。
マルチモード導波路部分内を伝搬する弾性表面波によ
り、屈折率の周期的変動を引き起こし、これにより第１
と第２の伝送モード間の光エネルギーの結合ができるよ
うになる。その結果、偶伝送モードで伝搬する光学信号
のパワーの一部は、周期的屈折率変動が引き起こされた
ことにより、次の高次の奇伝送モードに転換される。こ
のパワーの転換により、偶伝送モードで伝搬する対応す
る信号の減衰が引き起こされる。奇伝送モードは、出力
部分にはサポートされていないので、マルチモード領域
から出力用シングルモード部分へ伝搬する信号は、偶伝
送モードで伝搬する減衰した光学信号である。さらにま
た、偶伝送モードで伝搬する光学信号の減衰量は、弾性
表面波のパワーに依存するので、この第２信号に基づい
て弾性表面波のパワーを変化させることにより、光学信
号を変調することが可能となる。
ード導波路は、シングルモード入力の平面状導波路部分
と出力平面状導波路部分との間に接続されて、入力部分
からの光学信号をマルチモード導波路部分を介して第１
の偶伝送モードで出力部分に伝搬させることができる。
マルチモード導波路部分内を伝搬する弾性表面波によ
り、屈折率の周期的変動を引き起こし、これにより第１
と第２の伝送モード間の光エネルギーの結合ができるよ
うになる。その結果、偶伝送モードで伝搬する光学信号
のパワーの一部は、周期的屈折率変動が引き起こされた
ことにより、次の高次の奇伝送モードに転換される。こ
のパワーの転換により、偶伝送モードで伝搬する対応す
る信号の減衰が引き起こされる。奇伝送モードは、出力
部分にはサポートされていないので、マルチモード領域
から出力用シングルモード部分へ伝搬する信号は、偶伝
送モードで伝搬する減衰した光学信号である。さらにま
た、偶伝送モードで伝搬する光学信号の減衰量は、弾性
表面波のパワーに依存するので、この第２信号に基づい
て弾性表面波のパワーを変化させることにより、光学信
号を変調することが可能となる。
【００１２】Rayleigh波とも称する弾性表面波は、音響
波の一種である。弾性表面波、すなわちRayleigh波は、
指数関数的にその構成材料の深さ方向に振幅が減衰する
ような組成材料の平面状表面に沿って導波される音響波
である。音響波は、通常１Ｈｚ〜数十ＧＨｚの範囲の周
波数を有する弾性非電磁波である。音響波は、慣性と弾
性（媒体の一部を元の状態に戻すような力の存在）を有
する媒体中を伝搬し、変位した物体が隣接する物体に運
動量を転換して、それ自身が元の位置に戻るようなもの
である。しかし、表面弾性波のエネルギーの約９０％
は、平面状表面から弾性波の１波長に相当する深さを伝
搬する（それ故表面弾性波と称する）。弾性表面波に関
しての詳細は、D. P. Morgan著のSurface-Wave Devices
for Signal Processing,（Elsevier Science Pub. C
o., N.Y., 1985）（Surface-Wave Devices文献）に記載
されている。
波の一種である。弾性表面波、すなわちRayleigh波は、
指数関数的にその構成材料の深さ方向に振幅が減衰する
ような組成材料の平面状表面に沿って導波される音響波
である。音響波は、通常１Ｈｚ〜数十ＧＨｚの範囲の周
波数を有する弾性非電磁波である。音響波は、慣性と弾
性（媒体の一部を元の状態に戻すような力の存在）を有
する媒体中を伝搬し、変位した物体が隣接する物体に運
動量を転換して、それ自身が元の位置に戻るようなもの
である。しかし、表面弾性波のエネルギーの約９０％
は、平面状表面から弾性波の１波長に相当する深さを伝
搬する（それ故表面弾性波と称する）。弾性表面波に関
しての詳細は、D. P. Morgan著のSurface-Wave Devices
for Signal Processing,（Elsevier Science Pub. C
o., N.Y., 1985）（Surface-Wave Devices文献）に記載
されている。
【００１３】シリカ製光学回路構造は、構造体の平面状
表面の近傍に形成された光学導波路を有し、弾性表面波
のエネルギーの９０％が表面の音響波１波長分の深さの
ところを伝搬するために、本発明の光学信号の変調スイ
ッチ用に比較的短いマルチモード導波路部分の利用が可
能となるような弾性表面波長を選択することができる。
例えば、本発明によりマルチモード導波路部分に接続さ
れた入力、あるいは出力用のシングルモード導波路部分
を介して伝搬する光学信号を変調することに加えて、ま
た本発明によりエバネセントフィールド結合により、導
波路モードに結合されたシングルモード導波路内を伝搬
する光学信号を変調することも可能である。
表面の近傍に形成された光学導波路を有し、弾性表面波
のエネルギーの９０％が表面の音響波１波長分の深さの
ところを伝搬するために、本発明の光学信号の変調スイ
ッチ用に比較的短いマルチモード導波路部分の利用が可
能となるような弾性表面波長を選択することができる。
例えば、本発明によりマルチモード導波路部分に接続さ
れた入力、あるいは出力用のシングルモード導波路部分
を介して伝搬する光学信号を変調することに加えて、ま
た本発明によりエバネセントフィールド結合により、導
波路モードに結合されたシングルモード導波路内を伝搬
する光学信号を変調することも可能である。
【００１４】図１において本発明の変調器１は、本発明
の第１実施例による平面状導波路構造１５を有するシリ
カ製光学構造体１０の表面１１上に形成された弾性表面
波（ＳＡＷソース）５を有する。平面状導波路構造１５
は、シリカ製光学構造体１０の表面２５上に形成された
シリカガラス２０内に配置される。弾性表面波（ＳＡ
Ｗ）ソース５は、生成された弾性表面波が図２に示すよ
うな伝送モード結合を生成する導波路構造１５のマルチ
モード導波路部分１０５に対しある位相適合角を有する
よう導波路構造１５に配置される。例えばトレンチ
（溝）ような弾性波ダンパ３０は、音響エネルギー吸収
材料から構成され、この弾性波ダンパ３０は所望の位相
適合角以外の角度で平面状導波路構造１５の方向に向け
られた音響波反射を低減する。
の第１実施例による平面状導波路構造１５を有するシリ
カ製光学構造体１０の表面１１上に形成された弾性表面
波（ＳＡＷソース）５を有する。平面状導波路構造１５
は、シリカ製光学構造体１０の表面２５上に形成された
シリカガラス２０内に配置される。弾性表面波（ＳＡ
Ｗ）ソース５は、生成された弾性表面波が図２に示すよ
うな伝送モード結合を生成する導波路構造１５のマルチ
モード導波路部分１０５に対しある位相適合角を有する
よう導波路構造１５に配置される。例えばトレンチ
（溝）ような弾性波ダンパ３０は、音響エネルギー吸収
材料から構成され、この弾性波ダンパ３０は所望の位相
適合角以外の角度で平面状導波路構造１５の方向に向け
られた音響波反射を低減する。
【００１５】シリカ製光学構造体１０を製造する代表的
なプロセスは、次の通りである。シリカガラス製のベー
ス層が、シリコン基板のような表面２５上に、例えば低
圧ＶＣＤ法あるいは火炎加水分解法（flame hydrolysi
s）を用いて堆積され、その後ドープしたシリカガラス
製の薄いコア層がこのシリカガラス製のベース層上に堆
積され、その後このコア層は標準のリソグラフ技術（例
えばリソグラフィーとエッチング）を用いて平面状導波
路構造１５の所望の構造に合うように成形され、その後
ドープしたシリカガラス製の層が前記のコア層の上に上
部クラッド層として機能するよう堆積される。このドー
プしたシリカガラス用のドーピングプロファイルは、均
一のステップインデックス分布である。上記の説明は、
シリコン製の導波路デバイス上に形成されたシリカにつ
いて説明したものであるが、他の材料、例えば溶融水晶
（fused quartz）、セラミック、III−Ｖ族材料（Ｉｎ
ＰまたはＧａＡｓ）上に回路を形成することも可能であ
る。
なプロセスは、次の通りである。シリカガラス製のベー
ス層が、シリコン基板のような表面２５上に、例えば低
圧ＶＣＤ法あるいは火炎加水分解法（flame hydrolysi
s）を用いて堆積され、その後ドープしたシリカガラス
製の薄いコア層がこのシリカガラス製のベース層上に堆
積され、その後このコア層は標準のリソグラフ技術（例
えばリソグラフィーとエッチング）を用いて平面状導波
路構造１５の所望の構造に合うように成形され、その後
ドープしたシリカガラス製の層が前記のコア層の上に上
部クラッド層として機能するよう堆積される。このドー
プしたシリカガラス用のドーピングプロファイルは、均
一のステップインデックス分布である。上記の説明は、
シリコン製の導波路デバイス上に形成されたシリカにつ
いて説明したものであるが、他の材料、例えば溶融水晶
（fused quartz）、セラミック、III−Ｖ族材料（Ｉｎ
ＰまたはＧａＡｓ）上に回路を形成することも可能であ
る。
【００１６】シリカガラス製の上部クラッド層とシリカ
ガラス製のベース層とは、シリカガラス２０を形成す
る。ベース層とコア層と上部クラッド層のそれぞれの厚
さは、１０μｍ〜２０μｍと４μｍ〜８μｍと０μｍ〜
２０μｍである。ベース層に対し１０μｍ以下の厚さ
は、基板に対する光損失が大きくなるため好ましくな
く、２０μｍ以上の厚さは、形成するのに必要な堆積時
間が長くなるために好ましくない。シリコン上のガラス
製導波路とその製造方法の詳細な議論は、例えばC. H.
Henry著の"Glass Waveguides on Silicon for Hybrid O
ptical Packaging" 7J lighitwave Technol., pp.1530-
1539（1989）を参照のこと。
ガラス製のベース層とは、シリカガラス２０を形成す
る。ベース層とコア層と上部クラッド層のそれぞれの厚
さは、１０μｍ〜２０μｍと４μｍ〜８μｍと０μｍ〜
２０μｍである。ベース層に対し１０μｍ以下の厚さ
は、基板に対する光損失が大きくなるため好ましくな
く、２０μｍ以上の厚さは、形成するのに必要な堆積時
間が長くなるために好ましくない。シリコン上のガラス
製導波路とその製造方法の詳細な議論は、例えばC. H.
Henry著の"Glass Waveguides on Silicon for Hybrid O
ptical Packaging" 7J lighitwave Technol., pp.1530-
1539（1989）を参照のこと。
【００１７】シリカ製光学構造体１０内に弾性表面波を
生成する際に用いられるデバイス、あるいは装置は、本
発明の必須要件ではない。弾性表面波（ＳＡＷ）ソース
５ような代表的なデバイスは、従来のインターディジタ
ルトランデューサ、および他のＺｎＯトランデューサが
あり、これらは前掲のサーフェスウェーブデバイス文献
を参照されたい。
生成する際に用いられるデバイス、あるいは装置は、本
発明の必須要件ではない。弾性表面波（ＳＡＷ）ソース
５ような代表的なデバイスは、従来のインターディジタ
ルトランデューサ、および他のＺｎＯトランデューサが
あり、これらは前掲のサーフェスウェーブデバイス文献
を参照されたい。
【００１８】シリカ製光学構造体１０の平面状導波路構
造１５の上面図を図２に示す。図１の弾性表面波（ＳＡ
Ｗ）ソース５と弾性波ダンパ３０は図２には示されてい
ない。図２において平面状導波路構造１５は、入力部分
１００とマルチモード導波路部分１０５と出力部分１１
０を有する。入力部分１００はシングルモード部分で偶
伝送モードで光学信号を伝搬する。マルチモード導波路
部分１０５は、この偶伝搬モードおよび次の高次の奇伝
搬モードで光学信号を伝搬できる。
造１５の上面図を図２に示す。図１の弾性表面波（ＳＡ
Ｗ）ソース５と弾性波ダンパ３０は図２には示されてい
ない。図２において平面状導波路構造１５は、入力部分
１００とマルチモード導波路部分１０５と出力部分１１
０を有する。入力部分１００はシングルモード部分で偶
伝送モードで光学信号を伝搬する。マルチモード導波路
部分１０５は、この偶伝搬モードおよび次の高次の奇伝
搬モードで光学信号を伝搬できる。
【００１９】次に図１のＳＡＷソース５の動作について
説明する。
説明する。
【００２０】図１の弾性表面波（ＳＡＷ）ソース５によ
り生成された弾性表面波の位相フロント１２５は、マル
チモード導波路部分１０５に対し位相適合角θで傾斜し
ており、これによりマルチモード導波路部分１０５内に
周期的屈折率変動の条件を形成する。このような位相適
合性により、第１の偶伝送モードと第２の奇伝送モード
間の光学信号のパワーの所望の結合が達成できる。さら
にまた、マルチモード導波路部分１０５は、その間で弾
性表面波がこのような条件を作り出す相互作用長さＬを
有する。
り生成された弾性表面波の位相フロント１２５は、マル
チモード導波路部分１０５に対し位相適合角θで傾斜し
ており、これによりマルチモード導波路部分１０５内に
周期的屈折率変動の条件を形成する。このような位相適
合性により、第１の偶伝送モードと第２の奇伝送モード
間の光学信号のパワーの所望の結合が達成できる。さら
にまた、マルチモード導波路部分１０５は、その間で弾
性表面波がこのような条件を作り出す相互作用長さＬを
有する。
【００２１】導波路部分が伝搬する伝送モードの数は、
その部分のＶ数として公知の導波路正規化周波数パラメ
ータから決定できる。このＶ数は、伝搬すべき信号波長
と導波路部分の断面積と導波路部分と周囲のシリカガラ
ス間の屈折率差によって決まる。このＶ数の詳細は、D.
Marcuse著のLight Transmission Optics,Ch.8,p.327
（Van Nostrand Reinhold Co.,N.Y.,1992）を参照のこ
と。 Ｖ＝（２π／λ）ａ（ｎ1 2−ｎ2 2）1/2 ここでλは光学信号の波長で、ａは導波路部分の幅で、
ｎ1はコア層の屈折率で、ｎ2はクラッド層の屈折率であ
る。そしてシリカ製コア層の屈折率ｎ1は１．４８であ
り、クラッド層の屈折率ｎ2は１．４６である。
その部分のＶ数として公知の導波路正規化周波数パラメ
ータから決定できる。このＶ数は、伝搬すべき信号波長
と導波路部分の断面積と導波路部分と周囲のシリカガラ
ス間の屈折率差によって決まる。このＶ数の詳細は、D.
Marcuse著のLight Transmission Optics,Ch.8,p.327
（Van Nostrand Reinhold Co.,N.Y.,1992）を参照のこ
と。 Ｖ＝（２π／λ）ａ（ｎ1 2−ｎ2 2）1/2 ここでλは光学信号の波長で、ａは導波路部分の幅で、
ｎ1はコア層の屈折率で、ｎ2はクラッド層の屈折率であ
る。そしてシリカ製コア層の屈折率ｎ1は１．４８であ
り、クラッド層の屈折率ｎ2は１．４６である。
【００２２】従ってマルチモード導波路部分１０５の断
面積および／または、マルチモード導波路部分１０５と
その周囲のシリカガラス２０との間の屈折率差は、マル
チモード導波路部分１０５が第１のすなわち偶伝送モー
ドおよび第２のすなわち次の高次の奇伝送モードで光信
号を伝搬できるように採用される。さらにマルチモード
導波路部分１０５の断面積とマルチモード導波路部分１
０５および／またはその周囲のシリカガラス２０との間
の屈折率差は、入力部分１００、出力部分１１０が偶伝
送モードで広いバンド幅にわたって光学信号を伝搬でき
るよう採用されている。しかし、断面積および／または
屈折率差は、出力部分１１０が偶伝送モードで伝搬する
光学信号のパワーが出力部分１１０に入り、には入ら
ず、且つ奇伝送モードで伝搬する光学信号のパワーは出
力部分１１０には入らないように選択される。マルチモ
ード導波路部分１０５の奇伝送モードで伝搬する光学信
号パワーは、放射して消失する。
面積および／または、マルチモード導波路部分１０５と
その周囲のシリカガラス２０との間の屈折率差は、マル
チモード導波路部分１０５が第１のすなわち偶伝送モー
ドおよび第２のすなわち次の高次の奇伝送モードで光信
号を伝搬できるように採用される。さらにマルチモード
導波路部分１０５の断面積とマルチモード導波路部分１
０５および／またはその周囲のシリカガラス２０との間
の屈折率差は、入力部分１００、出力部分１１０が偶伝
送モードで広いバンド幅にわたって光学信号を伝搬でき
るよう採用されている。しかし、断面積および／または
屈折率差は、出力部分１１０が偶伝送モードで伝搬する
光学信号のパワーが出力部分１１０に入り、には入ら
ず、且つ奇伝送モードで伝搬する光学信号のパワーは出
力部分１１０には入らないように選択される。マルチモ
ード導波路部分１０５の奇伝送モードで伝搬する光学信
号パワーは、放射して消失する。
【００２３】例えば、５μｍの範囲の幅Ｗ1とＷ2と４μ
ｍ〜８μｍの範囲の高さと周囲のシリカガラス２０の屈
折率ｎ2を０．６４％以上超える共通屈折率ｎ1を有する
入力部分１００、出力部分１１０の代表的なシングルモ
ード導波路構造は、対称（偶）あるいは非対称（奇）の
伝送モードで、１．２５μｍ〜１．６μｍの範囲の波長
を有する光学信号を伝搬する。さらにまた、１７．０μ
ｍの幅と４μｍ〜８μｍの範囲の高さと周囲のシリカガ
ラス２０の屈折率ｎ2を０．６４％以上超える共通屈折
率ｎ1を有するマルチモード導波路部分１０５のマルチ
モード構造も同様に１．２５μｍ〜１．６μｍの範囲の
波長を有する光学信号を伝搬する。
ｍ〜８μｍの範囲の高さと周囲のシリカガラス２０の屈
折率ｎ2を０．６４％以上超える共通屈折率ｎ1を有する
入力部分１００、出力部分１１０の代表的なシングルモ
ード導波路構造は、対称（偶）あるいは非対称（奇）の
伝送モードで、１．２５μｍ〜１．６μｍの範囲の波長
を有する光学信号を伝搬する。さらにまた、１７．０μ
ｍの幅と４μｍ〜８μｍの範囲の高さと周囲のシリカガ
ラス２０の屈折率ｎ2を０．６４％以上超える共通屈折
率ｎ1を有するマルチモード導波路部分１０５のマルチ
モード構造も同様に１．２５μｍ〜１．６μｍの範囲の
波長を有する光学信号を伝搬する。
【００２４】図１に示したような断面が一定の高さを有
する導波路構造は、前述の製造方法を用いて低コストで
製造することができる。一定の屈折率を有する導波路部
分の製造も従来の技術を用いて比較的低コストで製造す
ることができる。従って、導波路の幅の変化により図
１、図２に示したようなシングルモード導波路部分とマ
ルチモード導波路部分を製造することができる。
する導波路構造は、前述の製造方法を用いて低コストで
製造することができる。一定の屈折率を有する導波路部
分の製造も従来の技術を用いて比較的低コストで製造す
ることができる。従って、導波路の幅の変化により図
１、図２に示したようなシングルモード導波路部分とマ
ルチモード導波路部分を製造することができる。
【００２５】次に、図２の平面状導波路構造１５の動作
について説明する。
について説明する。
【００２６】図２の平面状導波路構造１５のアディアバ
ティック（モード変換なし）であるテーパー部分１２０
は、入力部分１００とマルチモード導波路部分１０５の
間の遷移が入力部分１００内の第１の偶伝送モードで放
射される光学信号がマルチモード導波路部分１０５内で
そのモードでの伝搬を継続できるようにする。このよう
なアディアバティックな遷移は、従来技術の設計のもの
である。例えば、平面状導波路構造１５の方向に従来の
アディアバティックな遷移の方向の長さは、伝搬光学信
号で搬送される波長の長さの１０〜１００倍である。図
に示した弾性表面波（ＳＡＷ）ソース５は、矩形の断面
積を有するが、他の導波路の断面積、例えば、楕円、環
状も本発明で用いることができる。
ティック（モード変換なし）であるテーパー部分１２０
は、入力部分１００とマルチモード導波路部分１０５の
間の遷移が入力部分１００内の第１の偶伝送モードで放
射される光学信号がマルチモード導波路部分１０５内で
そのモードでの伝搬を継続できるようにする。このよう
なアディアバティックな遷移は、従来技術の設計のもの
である。例えば、平面状導波路構造１５の方向に従来の
アディアバティックな遷移の方向の長さは、伝搬光学信
号で搬送される波長の長さの１０〜１００倍である。図
に示した弾性表面波（ＳＡＷ）ソース５は、矩形の断面
積を有するが、他の導波路の断面積、例えば、楕円、環
状も本発明で用いることができる。
【００２７】本発明の装置の動作について述べると、音
響信号（弾性表面波）が入射されない場合には、入力部
分１００内へ放射される光学信号は、テーパー部分１１
５とマルチモード導波路部分１０５を介してテーパー部
分１２０に入り偶伝送モードで出力部分１１０に伝搬し
続ける。その結果、光学信号は、図２の出力部分１１０
内に配送される。マルチモード導波路部分１０５の第２
伝送モードではほとんど伝送しない。
響信号（弾性表面波）が入射されない場合には、入力部
分１００内へ放射される光学信号は、テーパー部分１１
５とマルチモード導波路部分１０５を介してテーパー部
分１２０に入り偶伝送モードで出力部分１１０に伝搬し
続ける。その結果、光学信号は、図２の出力部分１１０
内に配送される。マルチモード導波路部分１０５の第２
伝送モードではほとんど伝送しない。
【００２８】図１の弾性表面波（ＳＡＷ）ソース５によ
り生成された弾性表面波が、マルチモード導波路部分１
０５内を位相適合角θでもって伝搬すると、マルチモー
ド導波路部分１０５の相互作用長さＬにわたって有効屈
折率の周期的変動が発生する。このような周期的な屈折
率変動は、マルチモード導波路部分１０５内の偶伝送モ
ードと奇伝送モードの結合を引き起こす。従って、入力
部分１００から偶伝送モードでマルチモード導波路部分
１０５内に伝搬する光学信号のパワーは、奇伝送モード
に変換される。このようなパワーの変換は、マルチモー
ド導波路部分１０５の偶伝送モードで伝搬する光学信号
を減衰させる。
り生成された弾性表面波が、マルチモード導波路部分１
０５内を位相適合角θでもって伝搬すると、マルチモー
ド導波路部分１０５の相互作用長さＬにわたって有効屈
折率の周期的変動が発生する。このような周期的な屈折
率変動は、マルチモード導波路部分１０５内の偶伝送モ
ードと奇伝送モードの結合を引き起こす。従って、入力
部分１００から偶伝送モードでマルチモード導波路部分
１０５内に伝搬する光学信号のパワーは、奇伝送モード
に変換される。このようなパワーの変換は、マルチモー
ド導波路部分１０５の偶伝送モードで伝搬する光学信号
を減衰させる。
【００２９】奇伝送モードは、出力部分１１０ではサポ
ートされていないので、マルチモード導波路部分１０５
から出力部分１１０に伝搬する信号は偶伝送モードで、
これは減衰した光学信号である。パワーの伝送量、そし
て偶伝送モードでマルチモード導波路部分１０５から伝
搬する光学信号の減衰量は、マルチモード導波路部分１
０５の長さＬと生成された弾性表面波のパワーの振幅に
依存している。マルチモード導波路部分１０５の奇伝送
モードで伝搬する、対応する光学信号パワーは、放射し
て消失する。従って、第２信号の振幅を変化させること
に基づいてマルチモード導波路部分１０５と相互作用す
る弾性表面波のパワーを変えることにより光学信号を第
２信号でもって変調することが可能となる。このように
して光学信号は、第２信号により減衰し、その結果所望
の変調信号がえられる。
ートされていないので、マルチモード導波路部分１０５
から出力部分１１０に伝搬する信号は偶伝送モードで、
これは減衰した光学信号である。パワーの伝送量、そし
て偶伝送モードでマルチモード導波路部分１０５から伝
搬する光学信号の減衰量は、マルチモード導波路部分１
０５の長さＬと生成された弾性表面波のパワーの振幅に
依存している。マルチモード導波路部分１０５の奇伝送
モードで伝搬する、対応する光学信号パワーは、放射し
て消失する。従って、第２信号の振幅を変化させること
に基づいてマルチモード導波路部分１０５と相互作用す
る弾性表面波のパワーを変えることにより光学信号を第
２信号でもって変調することが可能となる。このように
して光学信号は、第２信号により減衰し、その結果所望
の変調信号がえられる。
【００３０】弾性表面波のエネルギーの約９０％が、弾
性波の波長の距離内にとどまるために十分な弾性波エネ
ルギーを図１の表面１１の１４μｍ〜１８μｍの範囲内
のシリカ製光学回路内に与えることが可能となり、これ
は４５ＭＨｚ〜９０ＭＨｚの範囲の周波数で行われ、マ
ルチモード導波路部分１０５の長い相互作用長、あるい
は弾性表面波（ＳＡＷ）ソース５用の高い電力を必要と
せず行うことができる。
性波の波長の距離内にとどまるために十分な弾性波エネ
ルギーを図１の表面１１の１４μｍ〜１８μｍの範囲内
のシリカ製光学回路内に与えることが可能となり、これ
は４５ＭＨｚ〜９０ＭＨｚの範囲の周波数で行われ、マ
ルチモード導波路部分１０５の長い相互作用長、あるい
は弾性表面波（ＳＡＷ）ソース５用の高い電力を必要と
せず行うことができる。
【００３１】マルチモード導波路部分１０５の偶伝送モ
ードと奇伝送モードの間のパワーの結合が行われるの
は、生成された弾性表面波のマルチモード導波路部分１
０５に対する角度θが、位相適合条件が２つの伝送モー
ド間に発生するような場合である。例えば、必要な角度
θは次式で与えられる。 sinθ＝（βe−βo）／Ｋ Ｋ＝（２πｆa）／νa ここでβeとβoはそれぞれマルチモード導波路部分１０
５の偶伝送モードと奇伝送モードの伝搬定数であり、ν
aは弾性表面波の速度、例えばシリカガラス中では３４
００ｍ／秒であり、ｆaは弾性表面波の周波数である。
従って弾性表面波のマルチモード導波路部分１０５に対
する角度θは、弾性表面波の周波数に依存している。
ードと奇伝送モードの間のパワーの結合が行われるの
は、生成された弾性表面波のマルチモード導波路部分１
０５に対する角度θが、位相適合条件が２つの伝送モー
ド間に発生するような場合である。例えば、必要な角度
θは次式で与えられる。 sinθ＝（βe−βo）／Ｋ Ｋ＝（２πｆa）／νa ここでβeとβoはそれぞれマルチモード導波路部分１０
５の偶伝送モードと奇伝送モードの伝搬定数であり、ν
aは弾性表面波の速度、例えばシリカガラス中では３４
００ｍ／秒であり、ｆaは弾性表面波の周波数である。
従って弾性表面波のマルチモード導波路部分１０５に対
する角度θは、弾性表面波の周波数に依存している。
【００３２】さらにまた、結合された偶伝送モードと奇
伝送モードの間で移行される光学信号パワーの量は、弾
性表面波により引き起こされる屈折率の変化およびこの
ような屈折率変化が発生するマルチモード導波路部分１
０５の長さに依存する。約２×１０-5〜６×１０-5のマ
ルチモード導波路部分１０５の屈折率変化は、２５ＭＨ
ｚ〜１ＧＨｚの範囲の周波数を有し、マルチモード導波
路部分１０５の１ｃｍあたり１Ｗのオーダーのパワーを
与えた弾性表面波（ＳＡＷ）ソース５を用いて本発明に
より達成できる。さらにまた、光学信号のパワーの９０
％〜１００％を第２伝送モードに２００ＭＨｚの周波数
で２ｃｍ〜６ｃｍの長さＬを有するマルチモード導波路
部分に対し、０．４Ｗ〜２．０Ｗの範囲の弾性表面波の
エネルギーを生成する弾性表面波（ＳＡＷ）ソース５を
用いて結合することができる。
伝送モードの間で移行される光学信号パワーの量は、弾
性表面波により引き起こされる屈折率の変化およびこの
ような屈折率変化が発生するマルチモード導波路部分１
０５の長さに依存する。約２×１０-5〜６×１０-5のマ
ルチモード導波路部分１０５の屈折率変化は、２５ＭＨ
ｚ〜１ＧＨｚの範囲の周波数を有し、マルチモード導波
路部分１０５の１ｃｍあたり１Ｗのオーダーのパワーを
与えた弾性表面波（ＳＡＷ）ソース５を用いて本発明に
より達成できる。さらにまた、光学信号のパワーの９０
％〜１００％を第２伝送モードに２００ＭＨｚの周波数
で２ｃｍ〜６ｃｍの長さＬを有するマルチモード導波路
部分に対し、０．４Ｗ〜２．０Ｗの範囲の弾性表面波の
エネルギーを生成する弾性表面波（ＳＡＷ）ソース５を
用いて結合することができる。
【００３３】図３のグラフ２００は、偶伝送モードの光
学信号パワーを次の高次の奇伝送モードに完全に移送す
るために図２のマルチモード導波路部分１０５の相互作
用長さＬと弾性表面波の周波数との関係を表す。グラフ
２００の特徴を有するスイッチは、幅５μｍで高さ２μ
ｍで屈折率１．５のマルチモード導波路部分１０５を有
し、これは表面１１の周囲のシリカガラス２０の屈折率
１．４６に対応するものである。さらに、グラフ２００
の特徴を有するスイッチは、マルチモード導波路部分１
０５の相互作用長さＬにわたって１ｃｍ当たり１．０Ｗ
の音響パワーを与える弾性表面波（ＳＡＷ）ソース５を
有する。グラフ２００は、２つの伝送モード間での光信
号パワーの完全な交換を実現するためには、約１００Ｍ
Ｈｚ〜９００ＭＨｚの範囲の弾性表面内の周波数では、
２ｃｍ〜５ｃｍのオーダーの相互作用長さに作用するこ
とが可能であることを示している。
学信号パワーを次の高次の奇伝送モードに完全に移送す
るために図２のマルチモード導波路部分１０５の相互作
用長さＬと弾性表面波の周波数との関係を表す。グラフ
２００の特徴を有するスイッチは、幅５μｍで高さ２μ
ｍで屈折率１．５のマルチモード導波路部分１０５を有
し、これは表面１１の周囲のシリカガラス２０の屈折率
１．４６に対応するものである。さらに、グラフ２００
の特徴を有するスイッチは、マルチモード導波路部分１
０５の相互作用長さＬにわたって１ｃｍ当たり１．０Ｗ
の音響パワーを与える弾性表面波（ＳＡＷ）ソース５を
有する。グラフ２００は、２つの伝送モード間での光信
号パワーの完全な交換を実現するためには、約１００Ｍ
Ｈｚ〜９００ＭＨｚの範囲の弾性表面内の周波数では、
２ｃｍ〜５ｃｍのオーダーの相互作用長さに作用するこ
とが可能であることを示している。
【００３４】再び図１に戻って、弾性波ダンパ３０は、
音響波エネルギーを吸収および／または減衰させ、平面
状導波路構造１５に音響波エネルギーを反射するのを阻
止する。このような音響波の反射は、結合効率を劣化さ
せるような所望の位相適合角以外の角度でマルチモード
導波路部分１０５内を伝搬することが可能である。この
ような反射は、シリカ製光学構造体１０の端部および他
の表面、あるいはシリかガラス２０内に形成された他の
要素の端部、あるいは他の表面で発生する。弾性波ダン
パ３０の構造は、本発明の必須要件ではない。従って、
音響波エネルギー吸収剤を充填した溝からなる弾性波ダ
ンパ３０は、単なる例示である。このような代表的な音
響波エネルギー吸収剤は、エポキシである。
音響波エネルギーを吸収および／または減衰させ、平面
状導波路構造１５に音響波エネルギーを反射するのを阻
止する。このような音響波の反射は、結合効率を劣化さ
せるような所望の位相適合角以外の角度でマルチモード
導波路部分１０５内を伝搬することが可能である。この
ような反射は、シリカ製光学構造体１０の端部および他
の表面、あるいはシリかガラス２０内に形成された他の
要素の端部、あるいは他の表面で発生する。弾性波ダン
パ３０の構造は、本発明の必須要件ではない。従って、
音響波エネルギー吸収剤を充填した溝からなる弾性波ダ
ンパ３０は、単なる例示である。このような代表的な音
響波エネルギー吸収剤は、エポキシである。
【００３５】さらにまた弾性波ダンパ３０の配置は、平
面状導波路構造１５が弾性表面波（ＳＡＷ）ソース５と
弾性波ダンパ３０の間に配置され、生成された弾性表面
波が平面状導波路構造１５内に伝搬するようにするのが
好ましい。また、本発明の弾性波吸収材料は、例えばエ
ポキシでシリカ製光学構造体１０の端部表面および表面
１１の上に形成されて、このような表面で弾性波の反射
を阻止するのが好ましい。本発明に使用可能なダンパの
他の例は、例えばシリコンのような他の接着剤を含む。
図１の弾性波ダンパ３０を有しない本発明の音響光学ス
イッチを提供することも可能である。
面状導波路構造１５が弾性表面波（ＳＡＷ）ソース５と
弾性波ダンパ３０の間に配置され、生成された弾性表面
波が平面状導波路構造１５内に伝搬するようにするのが
好ましい。また、本発明の弾性波吸収材料は、例えばエ
ポキシでシリカ製光学構造体１０の端部表面および表面
１１の上に形成されて、このような表面で弾性波の反射
を阻止するのが好ましい。本発明に使用可能なダンパの
他の例は、例えばシリコンのような他の接着剤を含む。
図１の弾性波ダンパ３０を有しない本発明の音響光学ス
イッチを提供することも可能である。
【００３６】図１，２の光学要素の構成は、本発明によ
る光学信号を変調するために、入力部分と出力部分との
間に接続されたマルチモード平面状導波路内で伝送モー
ドを結合する。このような変調器の構成は、本発明の単
なる実施例で本発明を限定的に解釈するためのものでは
ない。本発明の他の実施例により、例えばシングルモー
ド導波路内を伝搬する光学信号を変調するために、導波
路間に結合されたエバネセントフィールドを達成するた
めに、このようなマルチモード導波路に対し、シングル
モード導波路を配置するような導波路構造でマルチモー
ド導波路伝送を音響光学的に結合することも可能であ
る。
る光学信号を変調するために、入力部分と出力部分との
間に接続されたマルチモード平面状導波路内で伝送モー
ドを結合する。このような変調器の構成は、本発明の単
なる実施例で本発明を限定的に解釈するためのものでは
ない。本発明の他の実施例により、例えばシングルモー
ド導波路内を伝搬する光学信号を変調するために、導波
路間に結合されたエバネセントフィールドを達成するた
めに、このようなマルチモード導波路に対し、シングル
モード導波路を配置するような導波路構造でマルチモー
ド導波路伝送を音響光学的に結合することも可能であ
る。
【００３７】平面状、あるいは光ファイバ状の導波路内
に放射される光学信号のパワーは、シングルモード、或
いはマルチモードのいずれであろうとも、導波路コア領
域内、およびこの導波路コアを包囲するシリカ製ガラス
内のエバネセントフィールド領域内を伝搬する。エバネ
セントフィールド結合は、導波路を互いに特定の距離だ
け分離して配置することにより、そのエバネセントフィ
ールド領域型の導波路のコアと重なり合うようにするこ
とにより２つの導波路の特定の伝送モードの間で達成さ
れる。エバネセントフィールド結合により、第１導波路
内を伝搬する光学信号のパワーは、このような導波路間
の結合距離が、特定のフィールド相互作用長さに維持さ
れていると、第２導波路に転送されるようになる。
に放射される光学信号のパワーは、シングルモード、或
いはマルチモードのいずれであろうとも、導波路コア領
域内、およびこの導波路コアを包囲するシリカ製ガラス
内のエバネセントフィールド領域内を伝搬する。エバネ
セントフィールド結合は、導波路を互いに特定の距離だ
け分離して配置することにより、そのエバネセントフィ
ールド領域型の導波路のコアと重なり合うようにするこ
とにより２つの導波路の特定の伝送モードの間で達成さ
れる。エバネセントフィールド結合により、第１導波路
内を伝搬する光学信号のパワーは、このような導波路間
の結合距離が、特定のフィールド相互作用長さに維持さ
れていると、第２導波路に転送されるようになる。
【００３８】同様に、このようなフィールド相互作用長
が２倍になると、光学信号のパワーは、第１導波路に戻
される。必要なエバネセントフィールド相互作用長は、
導波路伝送モードのエバネセントフィールドのオーバー
ラップ量に依存し、これに関しては、図４で詳細に説明
する。エバネセントフィールド結合に関しては、D. Mar
cuse著のLight Transmission Optics, ch. 10,pp.407-4
31（Van Nostrand Reinhold Co.,N.Y.,1992）を参照の
こと。
が２倍になると、光学信号のパワーは、第１導波路に戻
される。必要なエバネセントフィールド相互作用長は、
導波路伝送モードのエバネセントフィールドのオーバー
ラップ量に依存し、これに関しては、図４で詳細に説明
する。エバネセントフィールド結合に関しては、D. Mar
cuse著のLight Transmission Optics, ch. 10,pp.407-4
31（Van Nostrand Reinhold Co.,N.Y.,1992）を参照の
こと。
【００３９】図４は、代表的な変調器構成３００を示
し、この変調器構成３００は、エバネセントフィールド
結合によりその伝送モードがマルチモード導波路の偶伝
送モードに結合されるようなシングルモード平面状導波
路３０５を有する。シングルモード平面状導波路３０５
は、シングルモード平面状導波路３０５とマルチモード
平面状導波路３１０のフィールド相互作用長ＬEに沿っ
て、マルチモード平面状導波路３１０から距離Ｄだけ離
れた場所に形成されている。マルチモード平面状導波路
３１０は、第１の偶伝送モードと第２の次の高次の奇伝
送モードで光信号を伝搬できるような断面形状をしてい
る。図２に示すように、例えば図１の５により生成され
た弾性表面波は、特定の位相適合角θでもってシングル
モード平面状導波路３０５に向けられ、シングルモード
平面状導波路３０５と相互作用をする。弾性表面波の位
相フロントは、図２の音響波位相フロント１２５で示さ
れている。この音響波位相フロント１２５を生成するＳ
ＡＷソースは、図４には示してはいない。
し、この変調器構成３００は、エバネセントフィールド
結合によりその伝送モードがマルチモード導波路の偶伝
送モードに結合されるようなシングルモード平面状導波
路３０５を有する。シングルモード平面状導波路３０５
は、シングルモード平面状導波路３０５とマルチモード
平面状導波路３１０のフィールド相互作用長ＬEに沿っ
て、マルチモード平面状導波路３１０から距離Ｄだけ離
れた場所に形成されている。マルチモード平面状導波路
３１０は、第１の偶伝送モードと第２の次の高次の奇伝
送モードで光信号を伝搬できるような断面形状をしてい
る。図２に示すように、例えば図１の５により生成され
た弾性表面波は、特定の位相適合角θでもってシングル
モード平面状導波路３０５に向けられ、シングルモード
平面状導波路３０５と相互作用をする。弾性表面波の位
相フロントは、図２の音響波位相フロント１２５で示さ
れている。この音響波位相フロント１２５を生成するＳ
ＡＷソースは、図４には示してはいない。
【００４０】シングルモード平面状導波路３０５とマル
チモード平面状導波路３１０は、相互作用長ＬEのにわ
たり分離距離Ｄだけ離れており、シングルモード平面状
導波路３０５の伝送モードで伝搬する光学信号のエバネ
セントフィールドとマルチモード平面状導波路３１０の
偶伝送モードで伝搬する光学信号のエバネセントフィー
ルドがオーバーラップするようにしている。このフィー
ルド相互作用長ＬEと分離距離Ｄは、シングルモード平
面状導波路３０５内を伝搬する光学信号のパワーがマル
チモード平面状導波路３１０の偶伝送モードにほとんど
転移し、そして再びシングルモード平面状導波路３０５
の伝送モードに戻るように設定される。代表的なフィー
ルド相互作用長ＬEは、次式で決定できる。 ＬE＝２×（π／２κ） ただし、Λ＝２π／（｜β1−
β2｜）＞＞ＬE ここで、値κの値はシングルモード平面状導波路３０５
とマルチモード平面状導波路３１０の結合伝送モード間
の結合係数であり、β1、β2はシングルモード平面状導
波路３０５とマルチモード平面状導波路３１０の伝搬定
数である。分離距離Ｄに基づいて従来方法により結合係
数κを決定する方法は、D. Marcuse著のLight Transmis
sion Optics,ch.10,p.420（Van Nostrand Reinhold C
o.,N.Y.,1992）に開示されている。
チモード平面状導波路３１０は、相互作用長ＬEのにわ
たり分離距離Ｄだけ離れており、シングルモード平面状
導波路３０５の伝送モードで伝搬する光学信号のエバネ
セントフィールドとマルチモード平面状導波路３１０の
偶伝送モードで伝搬する光学信号のエバネセントフィー
ルドがオーバーラップするようにしている。このフィー
ルド相互作用長ＬEと分離距離Ｄは、シングルモード平
面状導波路３０５内を伝搬する光学信号のパワーがマル
チモード平面状導波路３１０の偶伝送モードにほとんど
転移し、そして再びシングルモード平面状導波路３０５
の伝送モードに戻るように設定される。代表的なフィー
ルド相互作用長ＬEは、次式で決定できる。 ＬE＝２×（π／２κ） ただし、Λ＝２π／（｜β1−
β2｜）＞＞ＬE ここで、値κの値はシングルモード平面状導波路３０５
とマルチモード平面状導波路３１０の結合伝送モード間
の結合係数であり、β1、β2はシングルモード平面状導
波路３０５とマルチモード平面状導波路３１０の伝搬定
数である。分離距離Ｄに基づいて従来方法により結合係
数κを決定する方法は、D. Marcuse著のLight Transmis
sion Optics,ch.10,p.420（Van Nostrand Reinhold C
o.,N.Y.,1992）に開示されている。
【００４１】所望のエバネセントフィールド結合を達成
するためには、フィールド相互作用長ＬEは、値Λに対
し少なくとも１桁以上大きいのが好ましい。一般的に好
ましい分離距離Ｄは、１．２５μｍから１．６μｍの範
囲の波長を有する光学信号を変調するために、数ｍｍの
オーダーから数ｃｍの短いフィールド相互作用長ＬEを
採用した場合には、マルチモード平面状導波路３１０内
を伝搬する光学信号の１波長以下でなければならない。
さらに大きな分離距離Ｄを、本発明によるより長いフィ
ールド相互作用長ＬEで使用することができる。
するためには、フィールド相互作用長ＬEは、値Λに対
し少なくとも１桁以上大きいのが好ましい。一般的に好
ましい分離距離Ｄは、１．２５μｍから１．６μｍの範
囲の波長を有する光学信号を変調するために、数ｍｍの
オーダーから数ｃｍの短いフィールド相互作用長ＬEを
採用した場合には、マルチモード平面状導波路３１０内
を伝搬する光学信号の１波長以下でなければならない。
さらに大きな分離距離Ｄを、本発明によるより長いフィ
ールド相互作用長ＬEで使用することができる。
【００４２】次にこのような装置の動作について説明す
る。シングルモード平面状導波路３０５の入力部分３１
５に入射した光学信号のパワーは、エバネセントフィー
ルド結合によりシングルモード平面状導波路３０５の偶
伝送モードに変換され、そして再びＬEにわたってシン
グルモード平面状導波路３０５に戻され、シングルモー
ド平面状導波路３０５の出力部分３２０内を伝搬する。
しかし、弾性表面波１２５が生成されると、この弾性表
面波１２５はマルチモード平面状導波路３１０と相互作
用をして、図２で説明したのと同様にシングルモード平
面状導波路３０５内に周期的な屈折率変動を引き起こ
す。この周期的屈折率変動により、マルチモード平面状
導波路３１０の偶伝送モードで伝搬する変換された光学
信号は、その導波路のさらに次の高次の奇伝送モードに
変換される。従ってマルチモード平面状導波路３１０の
偶伝送モードで伝搬した光学信号パワーは減衰する。
る。シングルモード平面状導波路３０５の入力部分３１
５に入射した光学信号のパワーは、エバネセントフィー
ルド結合によりシングルモード平面状導波路３０５の偶
伝送モードに変換され、そして再びＬEにわたってシン
グルモード平面状導波路３０５に戻され、シングルモー
ド平面状導波路３０５の出力部分３２０内を伝搬する。
しかし、弾性表面波１２５が生成されると、この弾性表
面波１２５はマルチモード平面状導波路３１０と相互作
用をして、図２で説明したのと同様にシングルモード平
面状導波路３０５内に周期的な屈折率変動を引き起こ
す。この周期的屈折率変動により、マルチモード平面状
導波路３１０の偶伝送モードで伝搬する変換された光学
信号は、その導波路のさらに次の高次の奇伝送モードに
変換される。従ってマルチモード平面状導波路３１０の
偶伝送モードで伝搬した光学信号パワーは減衰する。
【００４３】このような減衰は、光学信号パワーがＬE
の間にシングルモード平面状導波路３０５に戻る前に発
生する。かくしてシングルモード平面状導波路３０５の
出力部分３２０内を伝搬する光学信号は減衰する。同時
に音響光学結合に起因するマルチモード平面状導波路３
１０の奇伝送モードへ変換した光学信号パワーは、図２
のマルチモード導波路部分１０５で説明したのと同様な
メカニズムにより放射により消散する。
の間にシングルモード平面状導波路３０５に戻る前に発
生する。かくしてシングルモード平面状導波路３０５の
出力部分３２０内を伝搬する光学信号は減衰する。同時
に音響光学結合に起因するマルチモード平面状導波路３
１０の奇伝送モードへ変換した光学信号パワーは、図２
のマルチモード導波路部分１０５で説明したのと同様な
メカニズムにより放射により消散する。
【００４４】マルチモード平面状導波路３１０の偶伝送
モードと奇伝送モードの結合量は、マルチモード平面状
導波路３１０と相互作用する弾性表面波のパワーに依存
する。従って、この第２信号の振幅の変化に応じてマル
チモード平面状導波路３１０と相互作用する弾性表面波
のパワーを変化させることにより、シングルモード平面
状導波路３０５内を伝搬する光学信号を第２信号で変調
することが可能である。
モードと奇伝送モードの結合量は、マルチモード平面状
導波路３１０と相互作用する弾性表面波のパワーに依存
する。従って、この第２信号の振幅の変化に応じてマル
チモード平面状導波路３１０と相互作用する弾性表面波
のパワーを変化させることにより、シングルモード平面
状導波路３０５内を伝搬する光学信号を第２信号で変調
することが可能である。
【００４５】図５は、本発明の変調器構成４００を示す
が、これは図４の変調器構成３００と比較して、変調器
構成３００のシングルモード平面状導波路の代わりに、
シングルモード光ファイバ導波路４０５を採用している
点のみが異なる。変調器構成３００と変調器構成４００
のマルチモード平面状導波路３１０には、ほぼ同一の機
能を実行するため同一番号を付している。しかし、図５
においてマルチモード平面状導波路３１０は、シリカ製
ガラス構造体４１５内に形成され、点線で示している。
が、これは図４の変調器構成３００と比較して、変調器
構成３００のシングルモード平面状導波路の代わりに、
シングルモード光ファイバ導波路４０５を採用している
点のみが異なる。変調器構成３００と変調器構成４００
のマルチモード平面状導波路３１０には、ほぼ同一の機
能を実行するため同一番号を付している。しかし、図５
においてマルチモード平面状導波路３１０は、シリカ製
ガラス構造体４１５内に形成され、点線で示している。
【００４６】光ファイバ４０５は、マルチモード平面状
導波路３１０の上に形成されたコア４２０を有する。光
ファイバのコア４２０を包囲するクラッド層４２５は、
マルチモード平面状導波路３１０の近傍領域で除去さ
れ、シングルモード光ファイバ導波路４０５とマルチモ
ード平面状導波路３１０のＬEに沿ってエバネセントフ
ィールド結合が可能なようにしている。シリカ製ガラス
構造体の全長にわたって延びるＬEは、単なる説明のた
めで必ずしも本発明の範囲を制限するものであってはな
らない。或いは別法としてシリカ製ガラス構造体の一部
にのみ延びるようなＬEを使用することも可能である。
導波路３１０の上に形成されたコア４２０を有する。光
ファイバのコア４２０を包囲するクラッド層４２５は、
マルチモード平面状導波路３１０の近傍領域で除去さ
れ、シングルモード光ファイバ導波路４０５とマルチモ
ード平面状導波路３１０のＬEに沿ってエバネセントフ
ィールド結合が可能なようにしている。シリカ製ガラス
構造体の全長にわたって延びるＬEは、単なる説明のた
めで必ずしも本発明の範囲を制限するものであってはな
らない。或いは別法としてシリカ製ガラス構造体の一部
にのみ延びるようなＬEを使用することも可能である。
【００４７】マルチモード平面状導波路３１０とシング
ルモード光ファイバ導波路４０５との間にギャップを形
成して、マルチモード平面状導波路３１０とシリカ製ガ
ラス構造体４１５との間の物理的接触により弾性表面波
のパワーが消失するのを保護しても良い。マルチモード
平面状導波路３１０とシリカ製ガラス構造体４１５との
間の分離距離Ｄは、０．５μｍ以下のギャップを、好ま
しくは０．１μｍ以下のギャップを形成して比較的短い
相互作用長を得るようにしても良い。このようなギャッ
プは、例えば空気ギャップ或いはシングルモード光ファ
イバ導波路４０５とマルチモード平面状導波路３１０と
の間のパワーの交換を可能とするような低密度の材料で
充填しても良い。
ルモード光ファイバ導波路４０５との間にギャップを形
成して、マルチモード平面状導波路３１０とシリカ製ガ
ラス構造体４１５との間の物理的接触により弾性表面波
のパワーが消失するのを保護しても良い。マルチモード
平面状導波路３１０とシリカ製ガラス構造体４１５との
間の分離距離Ｄは、０．５μｍ以下のギャップを、好ま
しくは０．１μｍ以下のギャップを形成して比較的短い
相互作用長を得るようにしても良い。このようなギャッ
プは、例えば空気ギャップ或いはシングルモード光ファ
イバ導波路４０５とマルチモード平面状導波路３１０と
の間のパワーの交換を可能とするような低密度の材料で
充填しても良い。
【００４８】ＳＡＷソース４３０は、シリカ製ガラス構
造体４１５の上部表面４３５上に配置して、マルチモー
ド平面状導波路３１０に対し位相適合角θでもって弾性
表面波を生成するようにする。かくしてシングルモード
光ファイバ導波路４０５内に放射される光学信号を図４
に関して説明したような方法で、ＳＡＷソース４３０に
より生成された弾性音響波のパワーを変化させることに
より、減衰させたり変調したりすることが可能である。
造体４１５の上部表面４３５上に配置して、マルチモー
ド平面状導波路３１０に対し位相適合角θでもって弾性
表面波を生成するようにする。かくしてシングルモード
光ファイバ導波路４０５内に放射される光学信号を図４
に関して説明したような方法で、ＳＡＷソース４３０に
より生成された弾性音響波のパワーを変化させることに
より、減衰させたり変調したりすることが可能である。
【００４９】図４，５の変調器構成３００と変調器構成
４００は、シングルモード平面状導波路３０５とシング
ルモード光ファイバ導波路４０５にエバネセントフィー
ルド結合によりマルチモード平面状導波路３１０からパ
ワーが完全に戻るようにしている。このようなＬEと分
離距離Ｄは、単なる説明のためである。別法としてＬE
とＤは、エバネセントフィールド結合によりシングルモ
ード平面状導波路３０５とシングルモード光ファイバ導
波路４０５にマルチモード平面状導波路３１０からパワ
ーの一部のみが戻るようにしても良い。従って、シング
ルモード平面状導波路３０５とシングルモード光ファイ
バ導波路４０５内を伝搬する光学信号は、元の入射光学
信号に対して適宜その量を変更することもできる。
４００は、シングルモード平面状導波路３０５とシング
ルモード光ファイバ導波路４０５にエバネセントフィー
ルド結合によりマルチモード平面状導波路３１０からパ
ワーが完全に戻るようにしている。このようなＬEと分
離距離Ｄは、単なる説明のためである。別法としてＬE
とＤは、エバネセントフィールド結合によりシングルモ
ード平面状導波路３０５とシングルモード光ファイバ導
波路４０５にマルチモード平面状導波路３１０からパワ
ーの一部のみが戻るようにしても良い。従って、シング
ルモード平面状導波路３０５とシングルモード光ファイ
バ導波路４０５内を伝搬する光学信号は、元の入射光学
信号に対して適宜その量を変更することもできる。
【００５０】図１、２、４、５の変調器は、単一のシリ
カ製光学回路構造体内に形成したが、その変形例として
は、集積光学信号処理構造を小型にするために他のデバ
イスを含む集積光学回路内にこのような変調器を形成し
ても良い。
カ製光学回路構造体内に形成したが、その変形例として
は、集積光学信号処理構造を小型にするために他のデバ
イスを含む集積光学回路内にこのような変調器を形成し
ても良い。
【００５１】特許請求の範囲に記載した参照番号は発明
の容易なる理解のためで、発明を限定的に解釈すべきも
のではない。
の容易なる理解のためで、発明を限定的に解釈すべきも
のではない。
【図１】本発明の第１実施例によるシリカ製光学回路変
調器の斜視図。
調器の斜視図。
【図２】図１のシリカ製光学回路変調器に用いられる導
波路構造の上面図。
波路構造の上面図。
【図３】光学信号変調を行うための図１、２の導波路構
造の一部の弾性表面波周波数と必要な結合長さとの間の
関係を示すグラフ。
造の一部の弾性表面波周波数と必要な結合長さとの間の
関係を示すグラフ。
【図４】本発明の他の実施例による変調器導波路構造の
上面図。
上面図。
【図５】図４と類似の変調器導波路構造の上面図であ
り、シングルモード導波路に結合されたエバネセントフ
ィールド用に光ファイバ導波路を用いた実施例を表す
図。
り、シングルモード導波路に結合されたエバネセントフ
ィールド用に光ファイバ導波路を用いた実施例を表す
図。
１ 本発明の変調器 ５ 弾性表面波（ＳＡＷソース） １０ シリカ製光学構造体 １１ 表面 １５ 平面状導波路構造 ２０ シリカガラス ２５ 表面 ３０ 弾性波ダンパ ４０ 音響エネルギー吸収材料 １００ 入力部分 １１０ 出力部分 １０５ マルチモード導波路部分 １１５ テーパー部 １２５ 音響波位相フロント ２００ 第１入力部分 ３００ 変調器構成 ３０５ シングルモード平面状導波路 ３１０ マルチモード平面状導波路 ３１５ 入力部分 ３２０ 出力部分 ４００ 変調器構成 ４０５ シングルモード光ファイバ導波路 ４１５ シリカ製ガラス構造体 ４２０ コア ４２５ クラッド層 ４３０ ＳＡＷソース
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (73)特許権者 596077259 600 Ｍｏｕｎｔａｉｎ Ａｖｅｎｕｅ, Ｍｕｒｒａｙ Ｈｉｌｌ， Ｎｅｗ Ｊ ｅｒｓｅｙ 07974−0636Ｕ．Ｓ．Ａ. (72)発明者 ハーマン メルヴィン プレスビー アメリカ合衆国，08904 ニュージャー ジー，ハイランド パーク，リンカーン アヴェニュー 467 (56)参考文献 特開 平７−270736（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−196979（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−74728（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−40808（ＪＰ，Ａ) ＧＯＴＯ Ｎ．，ｅｔ．ａｌ．，ＯＰ ＴＩＣＡＬ ＳＩＧＮＡＬ ＰＲＯＣＥ ＳＳＯＲＳ ＣＯＮＳＩＳＴＩＮＧ Ｏ Ｆ ＣＯＬＬＩＮＥＡＲ ＡＣＯＵＳＴ Ｏ−ＯＰＴＩＣ ＣＨＡＮＮＥＬ ＷＡ ＶＥＧＵＩＤＥＳ，ＩＥＥＥ 1986 Ａ ＣＯＵＳＴＩＣＳ，ＳＰＥＥＣＨ ＡＮ Ｄ ＳＩＧＮＡＬ ＰＲＯＣＥＳＳＩＮ Ｇ，Ｖｏｌ．１，ｐｐ．489−492 ＧＯＴＯ Ｎ．，ｅｔ．ａｌ．，ＯＰ ＴＩＣＡＬ ＳＷＩＴＣＨＩＮＧ ＣＨ ＡＲＡＣＴＥＲＩＳＴＩＣＳ ＩＮ Ｓ ＬＩＧＨＴＬＹ ＮＯＮＤＥＧＥ ＮＥ ＲＡＴＥＤ ＭＵＬＴＩＬＡＹＥＲＥＤ ＣＯＵＰＬＥＲＳ ＵＳＩＮＧ ＡＣ ＯＵＳＴＯ−ＯＰＴ，ＴＨＥ ＴＲＡＮ ＳＡＣＴＩＯＮＳ ＯＦ ＴＨＥ ＩＥ ＣＥ ＯＦ ＪＡＰＡＮ，1983年 ７月 25日，Ｖｏｌ．Ｅ66，Ｎｏ．７，ｐｐ. 442−449 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02F 1/125 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (39)
- 【請求項１】 音響−光学変調器装置であって、 シリカガラス内に形成され、入力区画と、この入力区画
に接続されるマルチモード導波路区画と、このマルチモ
ード区画に接続される出力区画とを有する平面状導波路
構造体であって、該入力及び出力区画が第１の伝送モー
ドにおいて光学信号を伝搬することのできるシングルモ
ード区画であり、該マルチモード区画が該第１の伝送モ
ードと、第２の伝送モードで光学信号を伝搬できるよう
になっている平面状導波路構造体と、 該マルチモード区画に対する特定の位相整合角度にて弾
性表面波を選択的に方向づけるために該導波路構造体に
対して位置づけられる制御可能な弾性表面波（ＳＡＷ）
ソースであって、該入力区画から該マルチモード区画を
通して伝搬する光学信号について、該第１の伝送モード
と第２の伝送モードの間で光学信号パワーを結合して、
この結合により該第１の伝送モードにおける該出力区画
へ伝搬する光学信号の減衰を引き起こすようにするため
の制御可能弾性表面波（ＳＡＷ）ソースとを含むことを
特徴とする音響光学変調器装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載の装置において、 前記第１の伝送モードが、偶数伝送モードであり、 前記第２の伝送モードが、高次の奇数伝送モードである
装置。 - 【請求項３】 請求項１に記載の装置において、 前記マルチモード導波路区画が、前記入力区画と出力区
画の屈折率よりも大きい屈折率を有する装置。 - 【請求項４】 請求項１に記載の装置において、 前記マルチモード導波路区画が、前記入力区画と出力区
画の断面積よりも大きい断面積を有する装置。 - 【請求項５】 請求項４に記載の装置において、 前記平面状導波路構造体が、前記入力区画と、マルチモ
ード導波路区画との間でモード変換のないテーパー形状
をなし、 前記マルチモード導波路区画と入力区画との間でも、モ
ード変換のないテーパー形状をなしている装置。 - 【請求項６】 請求項１に記載の装置において、 前記ＳＡＷソースが、前記導波路構造体を含むシリカ製
光学回路の表面上に配置され、前記ＳＡＷソースが、前
記マルチモード導波路区画の第１と第２の伝送モード間
の位相整合条件に対応する周波数を有する弾性表面波を
生成するようになっている装置。 - 【請求項７】 請求項１に記載の装置において、 前記ＳＡＷソースが、前記平面状導波路構造体内を伝搬
する光学信号を変調する第２の信号で前記弾性表面波の
パワーを変化させるようにする装置。 - 【請求項８】 請求項１に記載の装置において、 前記弾性表面波の周波数が、２５ＭＨｚ〜１．０ＧＨｚ
の範囲内にある装置。 - 【請求項９】 請求項１に記載の装置において、 前記ＳＡＷソースが、前記平面状導波路構造体を含むシ
リカ製光学回路の表面上に形成されたインタディジタル
トランデューサである装置。 - 【請求項１０】 請求項１に記載の装置において、 前記マルチモード導波路部分の長さＬが、０．５ｃｍ〜
５ｃｍの範囲内である装置。 - 【請求項１１】 請求項１に記載の装置において、 前記平面状導波路構造体を含むシリカ製光学回路上に形
成された弾性エネルギーダンパを有し、前記弾性エネル
ギーダンパが、前記平面状導波路構造体内を前記位相整
合角度以外の角度でもって伝搬する弾性波エネルギーを
低減するようになっている装置。 - 【請求項１２】 請求項１１に記載の装置において、 前記弾性エネルギーダンパが、前記シリカ製光学回路内
の溝のなかに配置された弾性エネルギー吸収材料を含む
装置。 - 【請求項１３】 請求項１２に記載の装置において、 前記溝が、前記導波路構造体を含むシリカ製光学回路内
に所定の深さまでエポキシを含有する装置。 - 【請求項１４】 請求項１２に記載の装置において、 前記弾性エネルギー吸収材料が、エポキシである装置。
- 【請求項１５】 請求項１２に記載の装置において、 前記導波路構造体が、前記弾性エネルギーダンパと前記
ＳＡＷソースの間に配置される装置。 - 【請求項１６】 請求項１１に記載の装置において、 前記弾性エネルギーダンパが、前記光学集積回路の少な
くとも１表面上に配置された弾性エネルギー吸収材料を
含有する装置。 - 【請求項１７】 請求項１６に記載の装置において、 前記弾性エネルギー吸収材料が、前記光学集積回路の少
なくとも１つのエッジ表面上に配置される装置。 - 【請求項１８】 請求項１６に記載の装置において、 前記弾性エネルギー吸収材料が、エポキシである装置。
- 【請求項１９】 音響−光学変調器装置であって、 シングルモード導波路と、 シリカガラス製構造体内に形成された平面状マルチモー
ド導波路構造体であって、シングルモード導波路内を伝
搬する光学信号を該マルチモード導波路構造体の第１の
伝送モードに実質的にエバネセントフィールド結合する
よう該シングルモード導波路に対して配置され、マルチ
モードの区画が該第１の伝送モードと第２の伝送モード
で光学信号を伝搬することができるようになっている平
面状マルチモード導波路構造体と、 マルチモード導波路に対する特定の位相整合角度でもっ
て弾性表面波を選択的に方向づけるよう該マルチモード
導波路構造体に対して位置づけられた制御可能な弾性表
面波（ＳＡＷ）ソースであって、該第１および第２の伝
送モードの間で光学信号パワーを結合し、この結合によ
り該シングルモード導波路内を伝搬する光学信号の減衰
を引き起こすようにする制御可能な弾性表面波（ＳＡ
Ｗ）ソースとを含むことを特徴とする音響光学変調器装
置。 - 【請求項２０】 請求項１９に記載の装置において、 前記シングルモード導波路が、前記シリカガラス製構造
体内に形成された平面状導波路である装置。 - 【請求項２１】 請求項１９に記載の装置において、 前記シングルモード導波路が、前記平面状マルチモード
導波路を含むシリカガラス構造体の近傍に配置された光
ファイバである装置。 - 【請求項２２】 請求項１９に記載の装置において、 前記シングルモード導波路が、少なくとも１つの波長を
含む光学信号を伝搬でき、前記マルチモード導波路と、
前記シングルモード導波路区画との間の分離距離が、前
記波長以下である装置。 - 【請求項２３】 請求項１９に記載の装置において、 前記第１伝送モードが、偶数伝送モードであり、 前記第２伝送モードが、高次の奇数伝送モードである装
置。 - 【請求項２４】 請求項１９に記載の装置において、 前記ＳＡＷソースが、前記導波路構造体を含むシリカ製
光学回路の表面上に配置され、前記ＳＡＷソースが、前
記マルチモード導波路区画の第１と第２の伝送モード間
の位相整合条件に対応する周波数を有する弾性表面波を
生成するものである装置。 - 【請求項２５】 請求項１９に記載の装置において、 前記ＳＡＷソースが、前記導波路構造体内を伝搬する光
学信号を変調する第２信号で前記弾性表面波のパワーを
変化させるようになっている装置。 - 【請求項２６】 請求項１９に記載の装置において、 前記弾性表面波の周波数が、２５ＭＨｚ〜１．０ＧＨｚ
の範囲内にある装置。 - 【請求項２７】 請求項１９に記載の装置において、 前記ＳＡＷソースが、前記導波路構造体を含むシリカ製
光学回路の表面上に形成されたインタディジタルトラン
デューサである装置。 - 【請求項２８】 請求項１９に記載の装置において、 前記マルチモード導波路区画の長さＬが、０．５ｃｍ〜
５ｃｍの範囲内である装置。 - 【請求項２９】 請求項１９に記載の装置において、 前記導波路構造体を含むシリカ製光学回路上に形成され
た弾性エネルギーダンパを有し、前記弾性エネルギーダ
ンパが、前記導波路構造体内を前記位相整合角度以外の
角度でもって伝搬する弾性波エネルギーを低減するよう
になっている装置。 - 【請求項３０】 請求項２９に記載の装置において、 前記弾性エネルギーダンパが、前記シリカ製光学回路内
の溝内に配置された弾性エネルギー吸収材料を含む装
置。 - 【請求項３１】 請求項３０に記載の装置において、 前記溝が、前記導波路構造体を含むシリカ製光学回路内
に所定の深さまでエポキシを含有する装置。 - 【請求項３２】 請求項３０に記載の装置において、 前記弾性エネルギー吸収材料が、エポキシである装置。
- 【請求項３３】 請求項３０に記載の装置において、前
記導波路構造体が、前記弾性エネルギーダンパと前記Ｓ
ＡＷソースの間に配置される装置。 - 【請求項３４】 請求項２９に記載の装置において、 前記弾性エネルギーダンパが、前記光学集積回路の少な
くとも１表面上に配置された弾性エネルギー吸収材料を
含有する装置。 - 【請求項３５】 請求項３４に記載の装置において、 前記弾性エネルギー吸収材料が、前記光学集積回路の少
なくとも１つのエッジ表面上に配置される装置。 - 【請求項３６】 請求項３４に記載の装置において、 前記弾性エネルギー吸収材料が、エポキシである装置。
- 【請求項３７】 音響−光学変調装置であって、 入力および出力用のシングルモード導波路区画と、 第１および第２の伝送モードで光学信号を伝搬すること
のできる構造を有する平面状マルチモード導波路区画で
あって、該入力区画に送られた光学信号電力を、該マル
チモード区画の該第１の伝送モードに転送し、ついで該
出力区画に再び転送できるように、該入力および出力導
波路区画に対して位置づけられているような平面状マル
チモード導波路区画と、 該マルチモード区画に対して特定の位相整合角度にて弾
性表面波を選択的に方向づけるように、該導波路の構造
に対して位置づけられた制御可能な表面弾性波（ＳＡ
Ｗ）ソースであって、該第１と第２の伝送モードの間で
信号電力を結合して、この結合により、該シングルモー
ド導波路内を伝搬する光学信号を減衰させるようにする
制御可能な表面弾性波（ＳＡＷ）ソースとを含むことを
特徴とする音響光学変調器装置。 - 【請求項３８】 請求項３７に記載の装置において、 前記入力区画とマルチモード導波路区画との間の結合お
よび前記マルチモード導波路区画と出力区画との間の結
合は、モード変換なしの遷移であり、前記入力区画と出
力区画が、前記第１伝搬モードで光学信号を伝搬する構
造体を有する装置。 - 【請求項３９】 請求項３７に記載の装置において、 前記入力区画とマルチモード導波路区画との間の結合お
よび前記マルチモード導波路部分と出力区画との間の結
合は、エバネセントフィールド結合であり、前記入力区
画が、前記出力区画に直接結合されるようになっている
装置。
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