JP3449645B2 - 光機能デバイス及びその駆動方法 - Google Patents
光機能デバイス及びその駆動方法Info
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- JP3449645B2 JP3449645B2 JP17803594A JP17803594A JP3449645B2 JP 3449645 B2 JP3449645 B2 JP 3449645B2 JP 17803594 A JP17803594 A JP 17803594A JP 17803594 A JP17803594 A JP 17803594A JP 3449645 B2 JP3449645 B2 JP 3449645B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光変調器、モード変換
器、波長フィルタ、モード制御器などの光機能デバイ
ス、及びその駆動方法に関し、特に、選択される特定の
波長を変化させることのできるチューナブルな光機能デ
バイスに関する。
器、波長フィルタ、モード制御器などの光機能デバイ
ス、及びその駆動方法に関し、特に、選択される特定の
波長を変化させることのできるチューナブルな光機能デ
バイスに関する。
【０００２】光機能デバイスの１つであるモード変換器
は、電極間に生じる電界を利用して、光導波路を伝搬す
る特定波長の光に対しＴＥモードとＴＭモードとの間で
モード変換を行う。モード変換器の多くは、モード変換
される光の波長を可変することのできるチューナブルな
ものとなっており、実用の際には波長の可変幅を大きく
とれることが望まれている。
は、電極間に生じる電界を利用して、光導波路を伝搬す
る特定波長の光に対しＴＥモードとＴＭモードとの間で
モード変換を行う。モード変換器の多くは、モード変換
される光の波長を可変することのできるチューナブルな
ものとなっており、実用の際には波長の可変幅を大きく
とれることが望まれている。
【０００３】
【従来の技術】図８は従来のモード変換器８０を示す図
である。モード変換器８０は、電気光学材料からなる基
板８１上に、光導波路８２が形成され、その上に絶縁膜
層８３が堆積され、モード変換用の２つの櫛型電極８
４，８５、及びチューニング用の電極８６が配置されて
構成されている。図示の基板８１は、ｘカットのＬｉＮ
ｂＯ3 からなり、光導波路８２はｙ軸に沿った方向に設
けられている。
である。モード変換器８０は、電気光学材料からなる基
板８１上に、光導波路８２が形成され、その上に絶縁膜
層８３が堆積され、モード変換用の２つの櫛型電極８
４，８５、及びチューニング用の電極８６が配置されて
構成されている。図示の基板８１は、ｘカットのＬｉＮ
ｂＯ3 からなり、光導波路８２はｙ軸に沿った方向に設
けられている。
【０００４】２つの櫛型電極８４，８５間には一定の電
圧ＶMCの電源８７を接続し、櫛型電極８４，８５間の電
圧を一定とする。チューニング用の電極８６には電圧Ｖ
TUを可変することのできる電源８８を接続し、電極８６
に印加する電圧ＶTUを変化させて光導波路８２内の屈折
率を変化させ、これによりモード変換する波長λを変化
させてチューニングを行う。
圧ＶMCの電源８７を接続し、櫛型電極８４，８５間の電
圧を一定とする。チューニング用の電極８６には電圧Ｖ
TUを可変することのできる電源８８を接続し、電極８６
に印加する電圧ＶTUを変化させて光導波路８２内の屈折
率を変化させ、これによりモード変換する波長λを変化
させてチューニングを行う。
【０００５】ここで、各櫛型電極８４，８５の電極片の
ピッチをΛ、ＴＥモード及びＴＭモードにおける実効屈
折率をＮTE，ＮTMとすると、モード変換器８０に偏向入
射した光のうち、次の（１）式を満たす波長λの光がモ
ード変換されて取り出される。
ピッチをΛ、ＴＥモード及びＴＭモードにおける実効屈
折率をＮTE，ＮTMとすると、モード変換器８０に偏向入
射した光のうち、次の（１）式を満たす波長λの光がモ
ード変換されて取り出される。
【０００６】λ＝Λ｜ＮTE−ＮTM｜ ……（１）
電極８６に印加される電圧ＶTUの値に対応して屈折率の
差ΔＮ（＝｜ＮTE−Ｎ TM｜）が変化するので、波長可変
幅Δλは電圧ＶTUの変化幅に比例する。
差ΔＮ（＝｜ＮTE−Ｎ TM｜）が変化するので、波長可変
幅Δλは電圧ＶTUの変化幅に比例する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、電気光学効果
によって｜ＮTE−ＮTM｜を制御する従来のモード変換器
８０では、本質的に｜ＮTE−ＮTM｜の変化量が小さく、
電圧ＶTUの変化幅と比較して波長可変幅Δλが小さいと
いう問題があった。
によって｜ＮTE−ＮTM｜を制御する従来のモード変換器
８０では、本質的に｜ＮTE−ＮTM｜の変化量が小さく、
電圧ＶTUの変化幅と比較して波長可変幅Δλが小さいと
いう問題があった。
【０００８】通常、光機能デバイスとして要望される波
長可変幅Δλは１０〜１００ｎｍ程度であると考えられ
るが、例えば１０ｎｍの波長可変幅Δλを得るには電圧
ＶTUの可変幅として２００Ｖ程度が必要である。しか
し、このような高い電圧を印加した場合には、基板８１
が絶縁破壊されて電流が流れ、その熱で電極，８５，８
６が融けてしまう。したがって、電圧ＶTUの可変幅とし
ては数十Ｖが限度であり、実際には数Ｖ程度とされてお
り、得られる波長可変幅Δλは極めて不充分である。
長可変幅Δλは１０〜１００ｎｍ程度であると考えられ
るが、例えば１０ｎｍの波長可変幅Δλを得るには電圧
ＶTUの可変幅として２００Ｖ程度が必要である。しか
し、このような高い電圧を印加した場合には、基板８１
が絶縁破壊されて電流が流れ、その熱で電極，８５，８
６が融けてしまう。したがって、電圧ＶTUの可変幅とし
ては数十Ｖが限度であり、実際には数Ｖ程度とされてお
り、得られる波長可変幅Δλは極めて不充分である。
【０００９】一方、熱光学効果によっても光導波路の屈
折率が変化することが知られている。例えばＬｉＮｂＯ
3 の場合では、常光に対する屈折率ｎ0 の温度による変
化は無視できるが、異常光に対する屈折率ｎe の温度係
数ｄｎe ／ｄｔは、波長１．５μｍ帯で約４×１０-5／
℃となり、僅かな温度変化で大きな屈折率変化を得るこ
とができる。
折率が変化することが知られている。例えばＬｉＮｂＯ
3 の場合では、常光に対する屈折率ｎ0 の温度による変
化は無視できるが、異常光に対する屈折率ｎe の温度係
数ｄｎe ／ｄｔは、波長１．５μｍ帯で約４×１０-5／
℃となり、僅かな温度変化で大きな屈折率変化を得るこ
とができる。
【００１０】このような熱光学効果を利用するために、
モード変換器の全体を恒温槽に入れて温度を調整し、チ
ューニングを行うことが提案されているが、装置が膨大
となるため実用的でない。
モード変換器の全体を恒温槽に入れて温度を調整し、チ
ューニングを行うことが提案されているが、装置が膨大
となるため実用的でない。
【００１１】本発明は、上述の問題に鑑みてなされたも
ので、簡単な構成によって熱光学効果を利用し、低い電
圧によって大きい波長可変幅を得ることを目的とする。
ので、簡単な構成によって熱光学効果を利用し、低い電
圧によって大きい波長可変幅を得ることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る光
機能デバイスは、光導波路が表面に形成された電気光学
材料からなる基板上に、前記光導波路を加熱するための
はしご型電極と、前記光導波路に電界を加えるための櫛
型電極とが、前記光導波路に沿って配置されて構成され
る。
機能デバイスは、光導波路が表面に形成された電気光学
材料からなる基板上に、前記光導波路を加熱するための
はしご型電極と、前記光導波路に電界を加えるための櫛
型電極とが、前記光導波路に沿って配置されて構成され
る。
【００１３】請求項２の発明に係る光機能デバイスは、
光導波路が表面に形成された電気光学材料からなる基板
上に、所定の間隔で配置された複数の電極片の両端がそ
れぞれ導電電極によって接続されてなるはしご型電極
と、前記はしご型電極の電極片間に配置された複数の電
極片の一端が導電電極によって接続されてなる櫛型電極
と、が形成されてなる。
光導波路が表面に形成された電気光学材料からなる基板
上に、所定の間隔で配置された複数の電極片の両端がそ
れぞれ導電電極によって接続されてなるはしご型電極
と、前記はしご型電極の電極片間に配置された複数の電
極片の一端が導電電極によって接続されてなる櫛型電極
と、が形成されてなる。
【００１４】請求項３の発明に係る光機能デバイスは、
前記はしご型電極及び前記導電電極の表面に、畜熱のた
めの絶縁膜層が形成されてなる。請求項４の発明に係る
光機能デバイスは、光導波路が表面に形成された電気光
学材料からなる基板上に、前記光導波路を加熱するため
の第１のはしご型電極と、前記光導波路に電界を加える
ための第２のはしご型電極とが、前記光導波路に沿って
配置されて構成される。
前記はしご型電極及び前記導電電極の表面に、畜熱のた
めの絶縁膜層が形成されてなる。請求項４の発明に係る
光機能デバイスは、光導波路が表面に形成された電気光
学材料からなる基板上に、前記光導波路を加熱するため
の第１のはしご型電極と、前記光導波路に電界を加える
ための第２のはしご型電極とが、前記光導波路に沿って
配置されて構成される。
【００１５】請求項５の発明に係る光機能デバイスは、
光導波路が表面に形成された電気光学材料からなる基板
上に、所定の間隔で配置された複数の電極片の両端がそ
れぞれ導電電極によって接続されてなる第１のはしご型
電極と、前記第１のはしご型電極の電極片間に配置され
た複数の電極片の両端がそれぞれ導電電極によって接続
されてなる第２のはしご型電極と、が形成されてなる。
光導波路が表面に形成された電気光学材料からなる基板
上に、所定の間隔で配置された複数の電極片の両端がそ
れぞれ導電電極によって接続されてなる第１のはしご型
電極と、前記第１のはしご型電極の電極片間に配置され
た複数の電極片の両端がそれぞれ導電電極によって接続
されてなる第２のはしご型電極と、が形成されてなる。
【００１６】請求項６の発明に係る光機能デバイスは、
前記第１のはしご型電極及び前記第２のはしご型電極の
表面に、畜熱のための絶縁膜層が形成されてなる。請求
項７の発明に係る光機能デバイスは、前記基板の表面
に、前記光導波路に沿った溝が設けられてなる。
前記第１のはしご型電極及び前記第２のはしご型電極の
表面に、畜熱のための絶縁膜層が形成されてなる。請求
項７の発明に係る光機能デバイスは、前記基板の表面
に、前記光導波路に沿った溝が設けられてなる。
【００１７】請求項８の発明に係る駆動方法は、前記は
しご型電極の電極片に電流を流して発熱させ、前記はし
ご型電極の電極片と前記櫛型電極の電極片との間に偏向
用の電圧を印加する。
しご型電極の電極片に電流を流して発熱させ、前記はし
ご型電極の電極片と前記櫛型電極の電極片との間に偏向
用の電圧を印加する。
【００１８】請求項９の発明に係る駆動方法は、前記第
１及び第２のはしご型電極の電極片に電流を流して発熱
させ、前記第１のはしご型電極の電極片と前記第２のは
しご型電極の電極片との間に偏向用の電圧を印加する。
１及び第２のはしご型電極の電極片に電流を流して発熱
させ、前記第１のはしご型電極の電極片と前記第２のは
しご型電極の電極片との間に偏向用の電圧を印加する。
【００１９】
【作用】はしご型電極、第１のはしご型電極、又は第２
のはしご型電極の電極片に電流を流すことにより、それ
ら電極片は発熱し、これによって光導波路が加熱され
る。光導波路は、加熱されて温度が上昇することによ
り、その屈折率が変化し、その結果、可変波長幅が広が
る。
のはしご型電極の電極片に電流を流すことにより、それ
ら電極片は発熱し、これによって光導波路が加熱され
る。光導波路は、加熱されて温度が上昇することによ
り、その屈折率が変化し、その結果、可変波長幅が広が
る。
【００２０】畜熱のための絶縁膜層が形成された場合に
は、電極片による熱の拡散が防止され、電力の有効利用
が図られる。光導波路に沿った溝が設けられた場合に
は、電極片による熱の拡散が防止され、電力の一層の有
効利用が図られる。
は、電極片による熱の拡散が防止され、電力の有効利用
が図られる。光導波路に沿った溝が設けられた場合に
は、電極片による熱の拡散が防止され、電力の一層の有
効利用が図られる。
【００２１】
【実施例】図１は本発明に係るモード変換器１の正面
図、図２は図１のモード変換器１のII−II線矢視断面図
である。
図、図２は図１のモード変換器１のII−II線矢視断面図
である。
【００２２】モード変換器１は、基板１１、光導波路１
２、１層目の絶縁膜層１３、はしご型電極１４、２層目
の絶縁膜層１５、及び櫛型電極１６からなっている。基
板１１は、電気光学材料、例えばニオブ酸リチウム（Ｌ
ｉＮｂＯ3 ）の結晶からなる。本実施例では、幅５ｍ
ｍ、長さ３０ｍｍ、厚さ１ｍｍ程度の板状体に、結晶の
ｘ軸に沿ってカットされ、ｙｚ表面のｙ軸方向に光導波
路１２が形成される。
２、１層目の絶縁膜層１３、はしご型電極１４、２層目
の絶縁膜層１５、及び櫛型電極１６からなっている。基
板１１は、電気光学材料、例えばニオブ酸リチウム（Ｌ
ｉＮｂＯ3 ）の結晶からなる。本実施例では、幅５ｍ
ｍ、長さ３０ｍｍ、厚さ１ｍｍ程度の板状体に、結晶の
ｘ軸に沿ってカットされ、ｙｚ表面のｙ軸方向に光導波
路１２が形成される。
【００２３】すなわち光導波路１２は、基板１１上に厚
さ１０００Åのチタン（Ｔｉ）を約７μｍの幅で蒸着パ
ターン化した後、湿潤酸素雰囲気中において温度１０５
０℃で１０時間拡散させて形成される。光導波路１２の
形成後、０．５〜１μｍ程度のＳｉＯ2 を堆積して絶縁
膜層１３を形成し、温度６００℃で１０時間のアニール
処理を行う。
さ１０００Åのチタン（Ｔｉ）を約７μｍの幅で蒸着パ
ターン化した後、湿潤酸素雰囲気中において温度１０５
０℃で１０時間拡散させて形成される。光導波路１２の
形成後、０．５〜１μｍ程度のＳｉＯ2 を堆積して絶縁
膜層１３を形成し、温度６００℃で１０時間のアニール
処理を行う。
【００２４】次に、絶縁膜層１３の上に、金属薄膜を真
空蒸着法などによって蒸着し、フォトリソグラフィー
法、エッチング法などによってはしご型電極１４を形成
する。はしご型電極１４は、光導波路１２に沿って所定
の間隔Λで配置された複数の電極片３１，３１…と、各
電極片３１の両端をそれぞれ接続する導電電極３２，３
３からなる。電極片３１は、そこに電流が流れることに
より発熱し、光導波路１２を加熱するためのものであ
る。導電電極３２，３３は、各電極片３１に均一に電流
を供給するためのものであり、電気抵抗を下げるために
金属皮膜を付加してもよい。
空蒸着法などによって蒸着し、フォトリソグラフィー
法、エッチング法などによってはしご型電極１４を形成
する。はしご型電極１４は、光導波路１２に沿って所定
の間隔Λで配置された複数の電極片３１，３１…と、各
電極片３１の両端をそれぞれ接続する導電電極３２，３
３からなる。電極片３１は、そこに電流が流れることに
より発熱し、光導波路１２を加熱するためのものであ
る。導電電極３２，３３は、各電極片３１に均一に電流
を供給するためのものであり、電気抵抗を下げるために
金属皮膜を付加してもよい。
【００２５】はしご型電極１４の一方の導電電極３２と
各電極片３１の一部を含む表面に、リフトオフ法などに
よってＳｉＯ2 などの絶縁膜層１５を形成し、温度６０
０℃で１０時間のアニール処理を行う。更にその上に、
金属薄膜を真空蒸着法などによって蒸着し、フォトリソ
グラフィー法、エッチング法などによって櫛型電極１６
を形成する。
各電極片３１の一部を含む表面に、リフトオフ法などに
よってＳｉＯ2 などの絶縁膜層１５を形成し、温度６０
０℃で１０時間のアニール処理を行う。更にその上に、
金属薄膜を真空蒸着法などによって蒸着し、フォトリソ
グラフィー法、エッチング法などによって櫛型電極１６
を形成する。
【００２６】櫛型電極１６は、はしご型電極１４の各電
極片３１の中間に配置された複数の電極片４１，４１…
と、各電極片４１の一端を接続する導電電極４２からな
る。電極片４１の一部及び導電電極４２は絶縁膜層１５
の上に形成されているが、電極片４１の先端部分は絶縁
膜層１３の上に形成されている。
極片３１の中間に配置された複数の電極片４１，４１…
と、各電極片４１の一端を接続する導電電極４２からな
る。電極片４１の一部及び導電電極４２は絶縁膜層１５
の上に形成されているが、電極片４１の先端部分は絶縁
膜層１３の上に形成されている。
【００２７】このように作製されたモード変換器１は、
図示しない適当な金属製のハウジングに収納されてい
る。次に、モード変換器１の駆動方法及び動作について
説明する。
図示しない適当な金属製のハウジングに収納されてい
る。次に、モード変換器１の駆動方法及び動作について
説明する。
【００２８】はしご型電極１４の両導電電極３２，３３
間には、電圧ＶH を可変することのできる電源２１が接
続されている。この電源２１は、電圧ＶH の中点が接地
され、モード変換器１のハウジングに接続されている。
したがってはしご型電極１４の各電極片３１の中央部は
接地電位となる。電圧ＶH を可変することにより、各電
極片３１に流れる電流が可変され、電極片３１による発
熱量を調整して光導波路１２の温度を調整することがで
きる。これによって、光導波路１２の屈折率が可変され
る。
間には、電圧ＶH を可変することのできる電源２１が接
続されている。この電源２１は、電圧ＶH の中点が接地
され、モード変換器１のハウジングに接続されている。
したがってはしご型電極１４の各電極片３１の中央部は
接地電位となる。電圧ＶH を可変することにより、各電
極片３１に流れる電流が可変され、電極片３１による発
熱量を調整して光導波路１２の温度を調整することがで
きる。これによって、光導波路１２の屈折率が可変され
る。
【００２９】櫛型電極１６の導電電極４２には、一定の
電圧ＶMCの電源２０が接続され、各電極片４１には電圧
ＶMCに等しい電位に維持される。これによって、光導波
路１２の近傍において、電極片３１と電極片４１との間
でｘ方向の電界が効果的に発生し、モード変換が行われ
る。
電圧ＶMCの電源２０が接続され、各電極片４１には電圧
ＶMCに等しい電位に維持される。これによって、光導波
路１２の近傍において、電極片３１と電極片４１との間
でｘ方向の電界が効果的に発生し、モード変換が行われ
る。
【００３０】すなわち、電源２０の電圧ＶMCによって、
光導波路１２に沿ってｘ軸方向の周期的な電界が発生す
る。光導波路１２内では、ＴＥモードとＴＭモードとの
間でモード変換が生じ、特定の波長に対しては１００％
のモード変換が生じる。光導波路１２の入出力部分に直
行ニコルの関係の偏光子及び検光子を配置することによ
り、特定の波長に対してのみ１００％のモード変換が生
じ、検光子からその波長の光出力が得られ、波長フィル
タとして機能することになる。
光導波路１２に沿ってｘ軸方向の周期的な電界が発生す
る。光導波路１２内では、ＴＥモードとＴＭモードとの
間でモード変換が生じ、特定の波長に対しては１００％
のモード変換が生じる。光導波路１２の入出力部分に直
行ニコルの関係の偏光子及び検光子を配置することによ
り、特定の波長に対してのみ１００％のモード変換が生
じ、検光子からその波長の光出力が得られ、波長フィル
タとして機能することになる。
【００３１】そして、モード変換される光の波長λは、
電源２１の電圧ＶH を調整することによって連続的に選
択される。熱光学効果によると、僅かな温度変化で大き
な屈折率変化を得ることができるので、電圧ＶH の最大
値として１０〜２０Ｖ程度のものを用いることによっ
て、充分な可変波長幅Δλを得ることができる。
電源２１の電圧ＶH を調整することによって連続的に選
択される。熱光学効果によると、僅かな温度変化で大き
な屈折率変化を得ることができるので、電圧ＶH の最大
値として１０〜２０Ｖ程度のものを用いることによっ
て、充分な可変波長幅Δλを得ることができる。
【００３２】例えば、波長λが１．５μｍ帯である場合
には、櫛型電極１６及びはしご型電極１４の電極片４
１，３１のピッチΛは２０．３μｍとなり、櫛型電極１
６及びはしご型電極１４の長さを２５ｍｍとし、温度変
化範囲を１５℃とすることにより、可変波長幅Δλを約
１０ｎｍとすることができる。
には、櫛型電極１６及びはしご型電極１４の電極片４
１，３１のピッチΛは２０．３μｍとなり、櫛型電極１
６及びはしご型電極１４の長さを２５ｍｍとし、温度変
化範囲を１５℃とすることにより、可変波長幅Δλを約
１０ｎｍとすることができる。
【００３３】図３は本発明に係る他の実施例のモード変
換器１ａの正面図、図４は図３のモード変換器１ａのIV
−IV線矢視断面図である。図３及び図４において、図１
及び図２における要素と同一の機能を有する要素には同
一の符号を付して説明を省略し又は簡略化する。以下同
様である。
換器１ａの正面図、図４は図３のモード変換器１ａのIV
−IV線矢視断面図である。図３及び図４において、図１
及び図２における要素と同一の機能を有する要素には同
一の符号を付して説明を省略し又は簡略化する。以下同
様である。
【００３４】モード変換器１ａは、基板１１、光導波路
１２、１層目の絶縁膜層１３、はしご型電極１４ａ、２
層目の絶縁膜層１５ａ、及びはしご型電極１６ａからな
っている。
１２、１層目の絶縁膜層１３、はしご型電極１４ａ、２
層目の絶縁膜層１５ａ、及びはしご型電極１６ａからな
っている。
【００３５】絶縁膜層１５ａは、はしご型電極１４ａの
電極片３１の中央部分を除く表面に形成されている。は
しご型電極１６ａは、電極片４３の一部及び導電電極４
４，４５が、絶縁膜層１５ａの上に形成され、電極片４
３の中央部分が絶縁膜層１３の上に形成されている。
電極片３１の中央部分を除く表面に形成されている。は
しご型電極１６ａは、電極片４３の一部及び導電電極４
４，４５が、絶縁膜層１５ａの上に形成され、電極片４
３の中央部分が絶縁膜層１３の上に形成されている。
【００３６】次に、モード変換器１ａの駆動方法及び動
作について説明する。はしご型電極１４ａの両導電電極
３２，３３間には、電圧ＶH1を可変することのできる電
源２１ａが接続されている。この電源２１ａは、電圧Ｖ
H1の中点が接地され、モード変換器１ａのハウジングに
接続されている。したがってはしご型電極１４ａの各電
極片３１の中央部は接地電位となる。電圧ＶH1を可変す
ることにより、各電極片３１に流れる電流が可変され、
その発熱量を調整して光導波路１２の温度を調整するこ
とができる。これによって、光導波路１２の屈折率が可
変される。
作について説明する。はしご型電極１４ａの両導電電極
３２，３３間には、電圧ＶH1を可変することのできる電
源２１ａが接続されている。この電源２１ａは、電圧Ｖ
H1の中点が接地され、モード変換器１ａのハウジングに
接続されている。したがってはしご型電極１４ａの各電
極片３１の中央部は接地電位となる。電圧ＶH1を可変す
ることにより、各電極片３１に流れる電流が可変され、
その発熱量を調整して光導波路１２の温度を調整するこ
とができる。これによって、光導波路１２の屈折率が可
変される。
【００３７】はしご型電極１６ａの導電電極４４，４５
間には、電圧ＶH2を可変することのできる電源２１ｂが
接続され、且つ、電源２１ｂの電圧ＶH2の中点と接地と
の間に、一定の電圧ＶMCの電源２０が接続されている。
電源２１ｂの電圧ＶH2を可変することにより、各電極片
４３に流れる電流が可変され、その発熱量を調整して光
導波路１２の温度を調整することができる。これによっ
て、光導波路１２の屈折率が可変される。つまり、モー
ド変換器１ａでは、電極片３１と電極片４３との両方に
よる発熱によって、光導波路１２の屈折率が可変され
る。
間には、電圧ＶH2を可変することのできる電源２１ｂが
接続され、且つ、電源２１ｂの電圧ＶH2の中点と接地と
の間に、一定の電圧ＶMCの電源２０が接続されている。
電源２１ｂの電圧ＶH2を可変することにより、各電極片
４３に流れる電流が可変され、その発熱量を調整して光
導波路１２の温度を調整することができる。これによっ
て、光導波路１２の屈折率が可変される。つまり、モー
ド変換器１ａでは、電極片３１と電極片４３との両方に
よる発熱によって、光導波路１２の屈折率が可変され
る。
【００３８】電源２０によって、はしご型電極１４ａの
電極片３１とはしご型電極１６ａの電極片４３との間に
電圧ＶMCが印加される。これによって、光導波路１２の
近傍において、電極片３１と電極片４３との間でｘ方向
の電界が効果的に発生し、モード変換が行われる。
電極片３１とはしご型電極１６ａの電極片４３との間に
電圧ＶMCが印加される。これによって、光導波路１２の
近傍において、電極片３１と電極片４３との間でｘ方向
の電界が効果的に発生し、モード変換が行われる。
【００３９】そして、モード変換される光の波長λは、
電源２１ａの電圧ＶH1及び電源２１ｂの電圧ＶH2を調整
することによって連続的に選択される。電極片３１と電
極片４３との２種類の発熱体を有しているので、低い電
圧ＶH1、電圧ＶH2によって、より広い可変波長幅Δλを
得ることができる。しかし、はしご型電極１６ａの電極
片４３に加熱用の電流を流すことなく、偏向のために用
いてもよい。また、はしご型電極１６ａの電極片４３を
加熱用に用い、はしご型電極１４ａを偏向用に用いても
よい。
電源２１ａの電圧ＶH1及び電源２１ｂの電圧ＶH2を調整
することによって連続的に選択される。電極片３１と電
極片４３との２種類の発熱体を有しているので、低い電
圧ＶH1、電圧ＶH2によって、より広い可変波長幅Δλを
得ることができる。しかし、はしご型電極１６ａの電極
片４３に加熱用の電流を流すことなく、偏向のために用
いてもよい。また、はしご型電極１６ａの電極片４３を
加熱用に用い、はしご型電極１４ａを偏向用に用いても
よい。
【００４０】図５は他の実施例に係るモード変換器１ｂ
の断面図である。図５は図２と同様な位置において断面
して示す図である。モード変換器１ｂは、図１及び図２
に示すモード変換器１の最上層に、ＳｉＯ 2 などの熱伝
導性の小さい約１μｍの厚さの絶縁膜層１７が形成され
たものである。この絶縁膜層１７によって蓄熱効果が発
揮され、光導波路１２の加熱が効果的に行われるので、
電源２１の消費電力の低減を図ることができる。
の断面図である。図５は図２と同様な位置において断面
して示す図である。モード変換器１ｂは、図１及び図２
に示すモード変換器１の最上層に、ＳｉＯ 2 などの熱伝
導性の小さい約１μｍの厚さの絶縁膜層１７が形成され
たものである。この絶縁膜層１７によって蓄熱効果が発
揮され、光導波路１２の加熱が効果的に行われるので、
電源２１の消費電力の低減を図ることができる。
【００４１】図６は他の実施例に係るモード変換器１ｃ
の断面図である。図６は図４と同様な位置において断面
して示す図である。モード変換器１ｃは、図３及び図４
に示すモード変換器１ａの最上層に、ＳｉＯ2 などの熱
伝導性の小さい絶縁膜層１８が形成されたものである。
この絶縁膜層１８によって蓄熱効果が発揮され、光導波
路１２の加熱が効果的に行われるので、電源２１ａ，２
１ｂの消費電力の低減を図ることができる。
の断面図である。図６は図４と同様な位置において断面
して示す図である。モード変換器１ｃは、図３及び図４
に示すモード変換器１ａの最上層に、ＳｉＯ2 などの熱
伝導性の小さい絶縁膜層１８が形成されたものである。
この絶縁膜層１８によって蓄熱効果が発揮され、光導波
路１２の加熱が効果的に行われるので、電源２１ａ，２
１ｂの消費電力の低減を図ることができる。
【００４２】図７は他の実施例に係るモード変換器１ｄ
の断面図である。図７は図４と同様な位置において断面
して示す図である。モード変換器１ｄにおいては、光導
波路１２に沿って、その両側に、幅が１０μｍ程度の溝
１９ａ，１９ｂが形成されている。溝１９ａ，１９ｂ
は、基板１１の表面に絶縁膜層１３を形成した後に、エ
ッチング法などによって形成され、その後に、はしご型
電極１４ｂが、溝１９ａ，１９ｂの表面に沿って形成さ
れる。この溝１９ａ，１９ｂによって、光導波路１２の
熱の幅方向の拡散が防止され、蓄熱効果がさらに向上
し、消費電力の一層の低減が図られる。モード変換器１
ｄにおいて、その最上層に、上述のような絶縁膜層を形
成し、さらに一層の蓄熱を図ってもよい。
の断面図である。図７は図４と同様な位置において断面
して示す図である。モード変換器１ｄにおいては、光導
波路１２に沿って、その両側に、幅が１０μｍ程度の溝
１９ａ，１９ｂが形成されている。溝１９ａ，１９ｂ
は、基板１１の表面に絶縁膜層１３を形成した後に、エ
ッチング法などによって形成され、その後に、はしご型
電極１４ｂが、溝１９ａ，１９ｂの表面に沿って形成さ
れる。この溝１９ａ，１９ｂによって、光導波路１２の
熱の幅方向の拡散が防止され、蓄熱効果がさらに向上
し、消費電力の一層の低減が図られる。モード変換器１
ｄにおいて、その最上層に、上述のような絶縁膜層を形
成し、さらに一層の蓄熱を図ってもよい。
【００４３】上述の実施例において、基板１１はｘカッ
トのものであるが、カットの軸によって、チューニング
特性、選択特性などが異なる。したがって、必要な特性
に応じてカット軸が決定される。基板１１としてＬｉＮ
ｂＯ3 の結晶を用いた場合を説明したが、熱光学効果を
有する光導波路１２の形成が可能な種々の材料を用いて
よい。
トのものであるが、カットの軸によって、チューニング
特性、選択特性などが異なる。したがって、必要な特性
に応じてカット軸が決定される。基板１１としてＬｉＮ
ｂＯ3 の結晶を用いた場合を説明したが、熱光学効果を
有する光導波路１２の形成が可能な種々の材料を用いて
よい。
【００４４】上述の実施例において、はしご型電極１
４，１４ａ，１６ａ及び櫛型電極１６、の電極片３１，
４１，４３のピッチ、個数、形状は、上述以外に種々変
更することができる。電源２１，２１ａ，２１ｂとし
て、２つの電源を直列に接続して使用してもよい。ま
た、電源２１，２１ａ，２１ｂに中点を設けることな
く、一方の側を接地することも可能である。その他、モ
ード変換器１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの全体又は各部
の構成、形状、寸法、材質などは、本発明の主旨に沿っ
て種々変更することができる。
４，１４ａ，１６ａ及び櫛型電極１６、の電極片３１，
４１，４３のピッチ、個数、形状は、上述以外に種々変
更することができる。電源２１，２１ａ，２１ｂとし
て、２つの電源を直列に接続して使用してもよい。ま
た、電源２１，２１ａ，２１ｂに中点を設けることな
く、一方の側を接地することも可能である。その他、モ
ード変換器１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの全体又は各部
の構成、形状、寸法、材質などは、本発明の主旨に沿っ
て種々変更することができる。
【００４５】
【発明の効果】請求項１の発明によると、簡単な構成に
よって熱光学効果を利用し、低い電圧によって大きい波
長可変幅を得ることができる。
よって熱光学効果を利用し、低い電圧によって大きい波
長可変幅を得ることができる。
【００４６】請求項３及び請求項６の発明によると、蓄
熱効果によって光導波路の加熱を効果的に行い、消費電
力の低減を図ることができる。請求項７の発明による
と、一層の蓄熱効果によって消費電力のさらなる低減を
図ることができる。
熱効果によって光導波路の加熱を効果的に行い、消費電
力の低減を図ることができる。請求項７の発明による
と、一層の蓄熱効果によって消費電力のさらなる低減を
図ることができる。
【図１】本発明に係るモード変換器の正面図である。
【図２】図１のモード変換器のII−II線矢視断面図であ
る。
る。
【図３】本発明に係る他の実施例のモード変換器の正面
図である。
図である。
【図４】図３のモード変換器のIV−IV線矢視断面図であ
る。
る。
【図５】他の実施例に係るモード変換器の断面図であ
る。
る。
【図６】他の実施例に係るモード変換器の断面図であ
る。
る。
【図７】他の実施例に係るモード変換器の断面図であ
る。
る。
【図８】従来のモード変換器を示す図である。
１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ モード変換器（光機能デ
バイス） １１ 基板 １２ 光導波路 １４ はしご型電極 １４ａ はしご型電極（第１のはしご型電極） １６ 櫛型電極 １６ａ はしご型電極（第２のはしご型電極） １７，１８ 絶縁膜層 ３１，４１，４３ 電極片 ３２，３３，４２，４４，４５ 導電電極
バイス） １１ 基板 １２ 光導波路 １４ はしご型電極 １４ａ はしご型電極（第１のはしご型電極） １６ 櫛型電極 １６ａ はしご型電極（第２のはしご型電極） １７，１８ 絶縁膜層 ３１，４１，４３ 電極片 ３２，３３，４２，４４，４５ 導電電極
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(56)参考文献 特開 平６−21551（ＪＰ，Ａ)
特開 昭60−19109（ＪＰ，Ａ)
特開 昭57−168220（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−11228（ＪＰ，Ａ)
特開 昭57−124316（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G02F 1/035
G02B 6/12
G02B 6/126
G02B 6/14
ＪＳＴＰＬＵＳ（ＪＯＩＳ)
Claims (9)
- 【請求項１】光導波路が表面に形成された電気光学材料
からなる基板上に、前記光導波路を加熱するためのはし
ご型電極と、前記光導波路に電界を加えるための櫛型電
極とが、前記光導波路に沿って配置されてなる、 ことを特徴とする光機能デバイス。 - 【請求項２】光導波路が表面に形成された電気光学材料
からなる基板上に、 所定の間隔で配置された複数の電極片の両端がそれぞれ
導電電極によって接続されてなるはしご型電極と、 前記はしご型電極の電極片間に配置された複数の電極片
の一端が導電電極によって接続されてなる櫛型電極と、 が形成されてなることを特徴とする光機能デバイス。 - 【請求項３】前記はしご型電極及び前記櫛型電極の表面
に、畜熱のための絶縁膜層が形成されてなる、 請求項１又は請求項２記載の光機能デバイス。 - 【請求項４】光導波路が表面に形成された電気光学材料
からなる基板上に、前記光導波路を加熱するための第１
のはしご型電極と、前記光導波路に電界を加えるための
第２のはしご型電極とが、前記光導波路に沿って配置さ
れてなる、 ことを特徴とする光機能デバイス。 - 【請求項５】光導波路が表面に形成された電気光学材料
からなる基板上に、 所定の間隔で配置された複数の電極片の両端がそれぞれ
導電電極によって接続されてなる第１のはしご型電極
と、 前記第１のはしご型電極の電極片間に配置された複数の
電極片の両端がそれぞれ導電電極によって接続されてな
る第２のはしご型電極と、 が形成されてなることを特徴とする光機能デバイス。 - 【請求項６】前記第１のはしご型電極及び前記第２のは
しご型電極の表面に、畜熱のための絶縁膜層が形成され
てなる、 請求項４又は請求項５記載の光機能デバイス。 - 【請求項７】前記基板の表面に、前記光導波路に沿った
溝が設けられてなる、 請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の光機能デバイ
ス。 - 【請求項８】請求項２記載の光機能デバイスの駆動方法
であって、 前記はしご型電極の電極片に電流を流して発熱させ、前
記はしご型電極の電極片と前記櫛型電極の電極片との間
に偏向用の電圧を印加する、 ことを特徴とする光機能デバイスの駆動方法。 - 【請求項９】請求項５記載の光機能デバイスの駆動方法
であって、 前記第１及び第２のはしご型電極の電極片に電流を流し
て発熱させ、前記第１のはしご型電極の電極片と前記第
２のはしご型電極の電極片との間に偏向用の電圧を印加
する、 ことを特徴とする光機能デバイスの駆動方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17803594A JP3449645B2 (ja) | 1994-07-29 | 1994-07-29 | 光機能デバイス及びその駆動方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17803594A JP3449645B2 (ja) | 1994-07-29 | 1994-07-29 | 光機能デバイス及びその駆動方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0843777A JPH0843777A (ja) | 1996-02-16 |
| JP3449645B2 true JP3449645B2 (ja) | 2003-09-22 |
Family
ID=16041452
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17803594A Expired - Fee Related JP3449645B2 (ja) | 1994-07-29 | 1994-07-29 | 光機能デバイス及びその駆動方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3449645B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4498530B2 (ja) * | 2000-04-03 | 2010-07-07 | 株式会社フジクラ | 導波路型可変グレーティング |
| KR100332996B1 (ko) * | 2000-05-04 | 2002-04-15 | 박호군 | 광스위칭장치 |
| JP2007273650A (ja) | 2006-03-30 | 2007-10-18 | Eudyna Devices Inc | 光半導体装置 |
| US7567595B2 (en) * | 2007-10-01 | 2009-07-28 | Corning Incorporated | Laser source with interdigital heater electrodes and underlying current confinement layer |
| JP5418359B2 (ja) * | 2010-03-26 | 2014-02-19 | 沖電気工業株式会社 | 分布帰還型半導体レーザ |
-
1994
- 1994-07-29 JP JP17803594A patent/JP3449645B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0843777A (ja) | 1996-02-16 |
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