JP4128603B1 - 光変調デバイス - Google Patents
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Abstract
【解決手段】
光弾性効果を有する基板1上の一面に形成された少なくとも2本の光導波路2を有し、該基板の少なくとも一箇所が固定され、前記基板の少なくとも一箇所が固定されておらず、前記基板の固定されていない箇所に応力を付与することにより、前記基板を前記光導波路が形成されている方向、もしくはその反対方向に変形させ、前記少なくとも2本の光導波路の光学的な長さを所望の長さに調整する手段21を備える。
【選択図】図1
Description
光変調デバイスとして、まずLN光変調器について考える。図7にLN光変調器の第1の従来技術についてその概念的な上面図を示す。ここで、1はx−カットLN基板、2はx−カット基板1に例えばTiを熱拡散、あるいはプロトン交換により製作した2本のアームを持ち、マッハツェンダ干渉系を構成する光導波路、3は光導波路2に光を入力するための入力光用光ファイバ、4は入力光用光ファイバ3の芯線であり、その端面から出射された光が光導波路2に入射する。5は光導波路2から出射される光を外部に伝えるための出力光用光ファイバである。6は出力光用光ファイバ5の芯線であり、光導波路2から光を取り出す役割をする。7はx−カットLN基板1を内蔵するパッケージとしての筐体、9は高周波電気信号(マイクロ波)を入力するためのマイクロ波入力用コネクタ、10は高周波電気信号を出力するためのマイクロ波出力用コネクタであり、通常はここに例えば50Ωの特性インピーダンスを有する終端を接続するが、筐体7の内部に終端を内蔵することによりマイクロ波出力用コネクタ10を省略することができる。40aは高周波電気信号を伝搬するCPW進行波電極の中心導体、40bと40cはその接地導体である。
この問題を解決するために、図9に示す〔特許文献1〕の構造が提案されている。この第2の従来技術ではx−カットLN基板1の一端のみが固定台座8により固定されており、他端はフリーとなっている。そして、11はx−カットLN基板1をx−カットLN基板1の幅方向(つまり、光導波路2が形成された面に水平な方向)に押すネジである。図10は図9のA−A'から見た図である。さらにわかりやすいように、図11にはx−カットLN基板1、固定台座8、ネジ11の関係を示している。また、図11のB−B'から見た図を図12に示す。
図14には第2の従来技術である図9の考え方を電界センサに適用した例である。ここで、12aと12bはアンテナ、13aと13bはアンテナ12aと12bと不図示の電極とを電気的に接続する線路である。この第3の従来技術でも第2の従来技術において述べた問題は解決すべき大きな問題である。特に、バイアスフリーが前提である電界センサの極めて悪い歩留まりは製造コストの観点から深刻な問題となっている。
図15には〔特許文献2〕に開示された第4の従来技術を示す。この第4の従来技術ではx−カットLN基板1の上にSiO2バッファ層14が形成されている。そして、x−カットLN基板1の裏面は金属などからなる台座15に不図示の接着剤により固定されている。なお、説明を簡単にするために光導波路や電極などは省略した。
図16には〔特許文献3〕に開示された第5の従来技術では、x−カットLN基板1を台座16に固定した後に、ネジ17をx−カットLN基板1に押し当てることにより機械的なストレスを与え、不図示のマッハツェンダ干渉系を構成する光導波路の屈折率を調整しようとしている。なお、説明の簡単のために図16ではバッファ層や電極などの構成要素を省略している。
本発明の請求項3の光変調デバイスは、前記調整手段は、前記基板の幅方向の真ん中以外に配置され、前記調整手段により前記基板の一方の面側もしくは他方の面側から応力を付与し、前記基板が前記ひねり変形とされているとともに、その状態が保持されていることを特徴とする。
本発明の請求項4の光変調デバイスは、前記調整手段は、前記基板の一方の面側に設けられた第1の調整手段と、前記基板の他方の面側に設けられた第2の調整手段からなり、前記第1の調整手段と前記第2の調整手段は、それぞれ前記基板の幅方向の真ん中以外で且つ前記基板の幅方向で互いに異なる位置に配置されており、前記第1の調整手段および前記第2の調整手段により前記基板の一方の面側もしくは他方の面側から応力を付与し、前記基板が前記ひねり変形とされているとともに、その状態が保持されていることを特徴とする。
本発明の請求項5の光変調デバイスは、前記調整手段は、同一方向の応力を前記2本の光導波路に加えることを特徴とする。
本発明の請求項6の光変調デバイスは、前記基板と前記調整手段とが接着剤で固定されていることを特徴とする。
本発明の請求項7の光変調デバイスは、前記保持台座と前記調整手段とが接着剤で固定されていることを特徴とする。
本発明の請求項8の光変調デバイスは、前記基板は筐体内に配置され、前記調整手段は前記筐体に取り付けられていて、前記調整手段と前記筐体とが接着剤で固定されていることを特徴とする。
図1に本発明における第1の実施形態についてその横断面図を示す。なお、上面図は図7に示した第1の従来技術の場合とほぼ同じであるが、本発明の特徴としてx−カットLN基板1の幅は広くても狭くても良い。また、図1のC−C'から見た図を図2に示す。
図5に本発明における第2の実施形態の横断面図を示す。また、図5のD−D'から見た図を図6に示す。本実施形態においては金属の保持台座18にネジ21が入る受け材22を固定している。受け材22があることによりネジ21は保持台座18に対して位置決めができるので、振動・衝撃試験に対してより強固となる。
また、以上の実施形態では筐体の底面にネジを設け、LN基板の下方から上方に向かってネジを押し込む実施形態について説明したが、逆にLN基板の上方からネジをLN基板に向かって押し込むことができるように、パッケージの筐体内部もしくは、不図示の蓋に工夫をしても良い。その場合にも図16に示した第5の従来技術と異なり、本発明ではLN基板が下方に反ることができるのでLN基板が破損することなく、バイアスフリー化を実現できる。なお、その際に保持台座の幅をLN基板の幅よりも広くしておき、上方から保持台座を下方に押し下げるようにすれば基板の破損を防ぐという観点からより安全である。
2:光導波路
3:入力光用光ファイバ
4:入力光用光ファイバの芯線
5:出力光用光ファイバ
6:出力光用光ファイバの芯線
7、20:筐体
8:固定台座
9:マイクロ波入力用コネクタ
10:マイクロ波出力用コネクタ
11、17、21:ネジ
12a、12b:アンテナ
13a、13b:電気的な線路
14:SiO2バッファ層
15、16:台座
18:保持台座
19:固定部
21:ネジ(調整する手段)
22:受け材
30:押す力(押し応力)
31:引っ張る力(引っ張り応力)
40a:CPW進行波電極の中心導体
40b、40c:CPW進行波電極の接地導体
Claims (8)
- 光弾性効果を有する基板上の一方の面側に少なくとも2本の光導波路を有し、該基板の一部が固定されており、
前記基板の前記一方の面または前記一方の面と背向する他方の面における固定されていない箇所に応力を付与することにより、前記基板を当該基板の厚さ方向にひねり変形させる調整手段を備え、
前記調整手段により前記少なくとも2本の光導波路の屈折率に差を生じさせ、当該少なくとも2本の光導波路の光学的な長さを所望の長さに調整するとともに、その調整後の状態を保持することを特徴とする光変調デバイス。 - 光弾性効果を有する基板上の一方の面側に少なくとも2本の光導波路を有し、該基板の前記一方の面に背向する他方の面側が保持台座の一方の面側に固定され、前記保持台座の他方の面側の一部が固定されており、
前記保持台座の固定されていない箇所における前記基板の一方の面側または前記保持台座の他方の面側に応力を付与することにより、前記基板を当該基板の厚さ方向にひねり変形させる調整手段を備え、
前記調整手段により前記少なくとも2本の光導波路の屈折率に差を生じさせ、当該少なくとも2本の光導波路の光学的な長さを所望の長さに調整するとともに、その調整後の状態を保持することを特徴とする光変調デバイス。 - 前記調整手段は、前記基板の幅方向の真ん中以外に配置され、前記調整手段により前記基板の一方の面側もしくは他方の面側から応力を付与し、前記基板が前記ひねり変形とされているとともに、その状態が保持されていることを特徴とする請求項1から2の何れか1項に記載の光変調デバイス。
- 前記調整手段は、前記基板の一方の面側に設けられた第1の調整手段と、前記基板の他方の面側に設けられた第2の調整手段からなり、
前記第1の調整手段と前記第2の調整手段は、それぞれ前記基板の幅方向の真ん中以外で且つ前記基板の幅方向で互いに異なる位置に配置されており、
前記第1の調整手段および前記第2の調整手段により前記基板の一方の面側もしくは他方の面側から応力を付与し、前記基板が前記ひねり変形とされているとともに、その状態が保持されていることを特徴とする請求項1から2の何れか1項に記載の光変調デバイス。 - 前記調整手段は、同一方向の応力を前記2本の光導波路に加えることを特徴とする請求項1から4の何れか1項に記載の光変調デバイス。
- 前記基板と前記調整手段とが接着剤で固定されていることを特徴とする請求項1から5の何れか1項に記載の光変調デバイス。
- 前記保持台座と前記調整手段とが接着剤で固定されていることを特徴とする請求項2から5の何れか1項に記載の光変調デバイス。
- 前記基板は筐体内に配置され、前記調整手段は前記筐体に取り付けられていて、前記調整手段と前記筐体とが接着剤で固定されていることを特徴とする請求項1から7の何れか1項に記載の光変調デバイス。
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