JP3359943B2 - 光変調器 - Google Patents
光変調器Info
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- JP3359943B2 JP3359943B2 JP30532692A JP30532692A JP3359943B2 JP 3359943 B2 JP3359943 B2 JP 3359943B2 JP 30532692 A JP30532692 A JP 30532692A JP 30532692 A JP30532692 A JP 30532692A JP 3359943 B2 JP3359943 B2 JP 3359943B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電気光学効果を利用した
光変調器、特にノイズの低減及び耐電圧特性の向上を図
った光変調器に関するものである。
光変調器、特にノイズの低減及び耐電圧特性の向上を図
った光変調器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】LiNbO3のような電気光学結晶基板に例え
ばプロトン交換法によって光導波路を形成し、この光導
波路に沿って互いに対向する細条状電極を形成した光変
調器が既知であり、例えば位相変調器、強度変調器、光
スイッチ等として実用化されている。光変調器では、電
極間に信号電圧が印加され、光導波路の電極によっては
さまれた領域の屈折率を入力信号に応じて選択的に変化
させて光変調が行なわれている。
ばプロトン交換法によって光導波路を形成し、この光導
波路に沿って互いに対向する細条状電極を形成した光変
調器が既知であり、例えば位相変調器、強度変調器、光
スイッチ等として実用化されている。光変調器では、電
極間に信号電圧が印加され、光導波路の電極によっては
さまれた領域の屈折率を入力信号に応じて選択的に変化
させて光変調が行なわれている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述した型式の光変調
器においては、ノイズの低減及び耐電圧性能を一層向上
させることが強く要請されている。この目的を達成する
には、光導波路の変調領域に亘って信号電圧に応じて均
一な屈折率分布を形成する必要があ。しかしながら、従
来の光変調器においては、信号電圧が印加される電極の
縁部、特に入射側縁部及び出射側縁部が直角に形成され
ているため、この部分において電界が集中してしまい、
信号電圧が印加された際局部的に強い電界が生じてい
た。局部的に強い電界が生ずると、この部分の屈折率が
異常に高くなり、この部分において入射光波の一部が反
射し、例えば光源ノイズの原因になっていた。また、出
射側縁部においても同様に局部的に強い電界が形成さ
れ、ノイズの原因になっていた。また、電界が局部的に
集中すると、絶縁破壊が生じ、耐電圧性能も低下してし
まう。
器においては、ノイズの低減及び耐電圧性能を一層向上
させることが強く要請されている。この目的を達成する
には、光導波路の変調領域に亘って信号電圧に応じて均
一な屈折率分布を形成する必要があ。しかしながら、従
来の光変調器においては、信号電圧が印加される電極の
縁部、特に入射側縁部及び出射側縁部が直角に形成され
ているため、この部分において電界が集中してしまい、
信号電圧が印加された際局部的に強い電界が生じてい
た。局部的に強い電界が生ずると、この部分の屈折率が
異常に高くなり、この部分において入射光波の一部が反
射し、例えば光源ノイズの原因になっていた。また、出
射側縁部においても同様に局部的に強い電界が形成さ
れ、ノイズの原因になっていた。また、電界が局部的に
集中すると、絶縁破壊が生じ、耐電圧性能も低下してし
まう。
【０００４】従って、本発明の目的は上述した欠点を除
去し、光導波路の光変調区域に亘って均一な屈折率分布
を形成することができ、信号ノイズが低減され耐電圧性
能も一層向上した光変調器を提供することにある。
去し、光導波路の光変調区域に亘って均一な屈折率分布
を形成することができ、信号ノイズが低減され耐電圧性
能も一層向上した光変調器を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段並びに作用】本発明による
光変調器は、電気光学結晶基板に光導波路を形成し、こ
の光導波路をはさんで互いに対向する細条状の信号電極
と接地電極を形成し、これら信号電極と接地電極の間に
信号電圧を印加して変調すべき入射光に対して導波路の
屈折率を選択的に変化させる光変調器において、前記信
号電極と接地電極の光入射側の対向縁部を、変調される
べき光の伝播方向に沿って徐々に導波路に近づくように
湾曲形成すると共に、光出射側の対向縁部を変調光の伝
播方向に沿って徐々に光導波路から遠ざかるように湾曲
形成したことを特徴とするものである。
光変調器は、電気光学結晶基板に光導波路を形成し、こ
の光導波路をはさんで互いに対向する細条状の信号電極
と接地電極を形成し、これら信号電極と接地電極の間に
信号電圧を印加して変調すべき入射光に対して導波路の
屈折率を選択的に変化させる光変調器において、前記信
号電極と接地電極の光入射側の対向縁部を、変調される
べき光の伝播方向に沿って徐々に導波路に近づくように
湾曲形成すると共に、光出射側の対向縁部を変調光の伝
播方向に沿って徐々に光導波路から遠ざかるように湾曲
形成したことを特徴とするものである。
【０００６】電極の入射側及び出射側端部において、電
極の光導波路と対向する縁部を湾曲形成することによ
り、電極間距離すなわちギャップは光の伝播方向に沿っ
て除々に短くなるから、この部分に形成される電界も除
々に強まることになる。この結果、信号電圧が印加され
た際における光導波路の屈折率は、光の伝播方向に沿っ
て除々に変化し、従って、局部的に屈折率が急激に増大
する不都合を回避することができる。しかも、局部的な
電界集中も防止されることに伴ない、耐電圧性能も一層
向上する。
極の光導波路と対向する縁部を湾曲形成することによ
り、電極間距離すなわちギャップは光の伝播方向に沿っ
て除々に短くなるから、この部分に形成される電界も除
々に強まることになる。この結果、信号電圧が印加され
た際における光導波路の屈折率は、光の伝播方向に沿っ
て除々に変化し、従って、局部的に屈折率が急激に増大
する不都合を回避することができる。しかも、局部的な
電界集中も防止されることに伴ない、耐電圧性能も一層
向上する。
【０００７】
【実施例】図１は本発明による光変調器の一例の構成を
示す線図である。本例では、位相変調器に用いられる集
中定数型電極を具える光変調器について説明する。例え
ば、LiNbO3のような電気光学結晶基板１に、Ti拡散法又
はプロトン交換法により光導波路２を形成する。この光
導波路２の両側に第１及び第２の細条状電極３及び４を
形成する。これらの電極はフォトリソグラフィによって
電極のレジストパターンを形成した後に、アルミニウム
をスパッタし、リフトオフ法を用いて形成することがで
きる。第１電極と第２電極との間のギャップは例えば10
μm とし、電極自体の幅は50μm とする。第１の電極３
は信号源５に接続する。また、第２の電極４の両端側は
接地する。位相変調されるべき光ビームは、矢印の方向
に沿って入射し伝播するものとする。入射した光ビーム
は光導波路２に沿って伝播し、第１電極３と第２電極４
とが互いに対向する区域において、信号源５から印加さ
れる信号電圧に応じて位相変調され出射する。すなわ
ち、信号源５からの信号電圧が印加されると、第１電極
３と第２電極４との間に電界が形成され、この電界によ
り光導波路２のこの領域の屈折率が変化し、この屈折率
変化により入射した光は入力信号に応じて位相変調され
る。この際、第１電極３の入射側端部のエッジ部3a及び
出射側端部のエッジ部3bが直角に形成されていると、こ
の部分に電界が集中してしまう。このため、本例では、
入射側端部3aの光導波路２と対向する縁部を、入射光の
伝播方向に沿って除々に光導波路に近づくように湾曲形
成し、出射側端部3bにおいては除々遠去かるように湾曲
形成する。このように、入射側及び出射側端部の縁部を
湾曲形成することにより、信号が入力した際各電極端部
に形成される電界の強度は、光の伝播方向に沿って滑ら
かに形成され、局部的な電界集中を防止することができ
る。
示す線図である。本例では、位相変調器に用いられる集
中定数型電極を具える光変調器について説明する。例え
ば、LiNbO3のような電気光学結晶基板１に、Ti拡散法又
はプロトン交換法により光導波路２を形成する。この光
導波路２の両側に第１及び第２の細条状電極３及び４を
形成する。これらの電極はフォトリソグラフィによって
電極のレジストパターンを形成した後に、アルミニウム
をスパッタし、リフトオフ法を用いて形成することがで
きる。第１電極と第２電極との間のギャップは例えば10
μm とし、電極自体の幅は50μm とする。第１の電極３
は信号源５に接続する。また、第２の電極４の両端側は
接地する。位相変調されるべき光ビームは、矢印の方向
に沿って入射し伝播するものとする。入射した光ビーム
は光導波路２に沿って伝播し、第１電極３と第２電極４
とが互いに対向する区域において、信号源５から印加さ
れる信号電圧に応じて位相変調され出射する。すなわ
ち、信号源５からの信号電圧が印加されると、第１電極
３と第２電極４との間に電界が形成され、この電界によ
り光導波路２のこの領域の屈折率が変化し、この屈折率
変化により入射した光は入力信号に応じて位相変調され
る。この際、第１電極３の入射側端部のエッジ部3a及び
出射側端部のエッジ部3bが直角に形成されていると、こ
の部分に電界が集中してしまう。このため、本例では、
入射側端部3aの光導波路２と対向する縁部を、入射光の
伝播方向に沿って除々に光導波路に近づくように湾曲形
成し、出射側端部3bにおいては除々遠去かるように湾曲
形成する。このように、入射側及び出射側端部の縁部を
湾曲形成することにより、信号が入力した際各電極端部
に形成される電界の強度は、光の伝播方向に沿って滑ら
かに形成され、局部的な電界集中を防止することができ
る。
【０００８】次に、本発明による光変調器の耐電圧性能
について、従来の電極構造と比較実験を行ないその結果
を説明する。本発明の光変調器として上述の構造のもの
を用い、従来の電極構造として入射側及び出射側端部3a
及び3bのエッジを直角に形成したものを用いた。実験結
果を表１に示す。
について、従来の電極構造と比較実験を行ないその結果
を説明する。本発明の光変調器として上述の構造のもの
を用い、従来の電極構造として入射側及び出射側端部3a
及び3bのエッジを直角に形成したものを用いた。実験結
果を表１に示す。
【０００９】
【表１】
【００１０】表１に示すように、従来の電極構造では、
22Ｖでブレイクダウンが生じたが、本発明の耐電圧は10
4Vであり、耐電圧性能が約５倍も増大している。また、
変調帯域は共に０〜3.0 GHz であり、変調帯域は同一で
あった。
22Ｖでブレイクダウンが生じたが、本発明の耐電圧は10
4Vであり、耐電圧性能が約５倍も増大している。また、
変調帯域は共に０〜3.0 GHz であり、変調帯域は同一で
あった。
【００１１】図２は本発明による光変調器の変形例を示
す。本例では、進行波電極に本発明を適用した例を示
す。図中、図１で用いた部材と同一の部材には同一符号
を付して説明する。第１電極３の一端側を信号源５に接
続し、出射側端部は50Ωの終端インピダンスを介して第
２電極４に接続する。本例では、第１電極３の入射側及
び出射側端部3a及び3bのエッジを湾曲形成する。
す。本例では、進行波電極に本発明を適用した例を示
す。図中、図１で用いた部材と同一の部材には同一符号
を付して説明する。第１電極３の一端側を信号源５に接
続し、出射側端部は50Ωの終端インピダンスを介して第
２電極４に接続する。本例では、第１電極３の入射側及
び出射側端部3a及び3bのエッジを湾曲形成する。
【００１２】図３(a) 〜(d) は、本発明による光変調器
の種類の電極構造を示す。尚、図中、第１電極３及び第
２電極４だけを示す。図３(a) は、第１及び第２の電極
の両端部を共に電極の幅に等しい半径の円弧状に形成し
た例を示す。また図３(b) は両端部を電極の幅に等しい
直径の円弧に形成した例を示す。さらに図３(c) は第１
電極３の両端を円弧状に形成した例を示す。さらに、図
３(d) は第２電極４の入射側及び出射側端部全体を円弧
状に形成した例を示す。
の種類の電極構造を示す。尚、図中、第１電極３及び第
２電極４だけを示す。図３(a) は、第１及び第２の電極
の両端部を共に電極の幅に等しい半径の円弧状に形成し
た例を示す。また図３(b) は両端部を電極の幅に等しい
直径の円弧に形成した例を示す。さらに図３(c) は第１
電極３の両端を円弧状に形成した例を示す。さらに、図
３(d) は第２電極４の入射側及び出射側端部全体を円弧
状に形成した例を示す。
【００１３】図４は本発明による光変調器の別の変形例
を示すものであり、図４(a) は平面図、図４(b) は光導
波路と直交する面で切って示す断面図である。本例で
は、光導波路２上に光導波路に沿って信号電極10を形成
し、この信号電極10の両側に２個の接地電極11a 及び11
b を形成し、信号電極10は信号源５に接続し、接地電極
11a および11b は共に接地する。信号電極10に変調信号
が入力すると、信号電極10と接地電極11a 及び11b との
間に電界が形成され、光導波路のこれら電極によって挟
まれた領域の屈曲率が入力信号に応じて選択的に変化す
る。従って、本例においても、信号電極10並びに対向電
極11a 及び11b の互いに対向する側の角部が角ばって形
成されること、この部分において電界集中が生じてしま
う。このため、本例においても、各電極の他の電極と対
向する側の光入射側及び出射側の角部を湾曲形成する。
を示すものであり、図４(a) は平面図、図４(b) は光導
波路と直交する面で切って示す断面図である。本例で
は、光導波路２上に光導波路に沿って信号電極10を形成
し、この信号電極10の両側に２個の接地電極11a 及び11
b を形成し、信号電極10は信号源５に接続し、接地電極
11a および11b は共に接地する。信号電極10に変調信号
が入力すると、信号電極10と接地電極11a 及び11b との
間に電界が形成され、光導波路のこれら電極によって挟
まれた領域の屈曲率が入力信号に応じて選択的に変化す
る。従って、本例においても、信号電極10並びに対向電
極11a 及び11b の互いに対向する側の角部が角ばって形
成されること、この部分において電界集中が生じてしま
う。このため、本例においても、各電極の他の電極と対
向する側の光入射側及び出射側の角部を湾曲形成する。
【００１４】本発明は、上述した実施例だけに限定され
ず種々の変更や変形が可能である。上述した実施例で
は、位相変調を行なう光変調器について説明したが、位
相変調器だけに限定されず、強度変調器、光スィッチを
はじめとする種々の光変調器に適用することができる。
また基板材料としてLiNbO3を用いて説明したが、種々電
気光学結晶材料を用いることもできる。
ず種々の変更や変形が可能である。上述した実施例で
は、位相変調を行なう光変調器について説明したが、位
相変調器だけに限定されず、強度変調器、光スィッチを
はじめとする種々の光変調器に適用することができる。
また基板材料としてLiNbO3を用いて説明したが、種々電
気光学結晶材料を用いることもできる。
【００１５】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、光
導波路の両側に形成した細条状電極の少なくとも一方の
電極の入射側及び出射側端部を湾曲形状にしているか
ら、信号電圧が印加された際入射側及び出射側端部に滑
らかに変化する電界を形成することができる。この結
果、局部的な屈折率の増大により生ずる光反射等の不都
合が解消され、ノイズの発生を有効に低減することがで
きる。しかも、電界集中の防止を図ることができるの
で、耐電圧性能も一層向上する。
導波路の両側に形成した細条状電極の少なくとも一方の
電極の入射側及び出射側端部を湾曲形状にしているか
ら、信号電圧が印加された際入射側及び出射側端部に滑
らかに変化する電界を形成することができる。この結
果、局部的な屈折率の増大により生ずる光反射等の不都
合が解消され、ノイズの発生を有効に低減することがで
きる。しかも、電界集中の防止を図ることができるの
で、耐電圧性能も一層向上する。
【図１】本発明による光変調器の一例の構成を示す線図
である。
である。
【図２】本発明による光変調器の変形例を示す線図であ
る。
る。
【図３】本発明による光変調器の種々の電極構造を示す
線図である。
線図である。
【図４】本発明による光変調器の別の変形例を示す線図
である。
である。
１ 基板 ２ 光導波路 ３ 第１電極 ４ 第２電極 ５ 信号源
Claims (1)
- 【請求項１】電気光学結晶基板に光導波路を形成し、こ
の光導波路をはさんで互いに対向する細条状の信号電極
と接地電極を形成し、これら信号電極と接地電極の間に
信号電圧を印加して変調すべき入射光に対して導波路の
屈折率を選択的に変化させる光変調器において、 前記信号電極と接地電極の光入射側の対向縁部を、変調
されるべき光の伝播方向に沿って徐々に導波路に近づく
ように湾曲形成すると共に、光出射側の対向縁部を変調
光の伝播方向に沿って徐々に光導波路から遠ざかるよう
に湾曲形成したことを特徴とする光変調器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30532692A JP3359943B2 (ja) | 1992-11-16 | 1992-11-16 | 光変調器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30532692A JP3359943B2 (ja) | 1992-11-16 | 1992-11-16 | 光変調器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06160785A JPH06160785A (ja) | 1994-06-07 |
| JP3359943B2 true JP3359943B2 (ja) | 2002-12-24 |
Family
ID=17943767
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30532692A Expired - Lifetime JP3359943B2 (ja) | 1992-11-16 | 1992-11-16 | 光変調器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3359943B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2653884A1 (en) | 2012-04-16 | 2013-10-23 | Leica Geosystems AG | Electro-optic distance-measuring device |
| JP2016142755A (ja) * | 2015-01-29 | 2016-08-08 | 富士通オプティカルコンポーネンツ株式会社 | 光変調器 |
-
1992
- 1992-11-16 JP JP30532692A patent/JP3359943B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06160785A (ja) | 1994-06-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20010508 |
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