JPH01239503A - Ｔｅ／ｔｍモードスプリッタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はＴε／ＴＭモードスプリッタに関し、特にＬｉ
Ｎｂ０．基板上に形成される導波型ＴＥ／ＴＭモードス
プリッタに関するものである。

［従来の技術］ 従来から、ＬｉＮｂＯ３導波路は強い電気光学効果を有
するため、特に、光変調器に利用されることが多い。し
かし、光変調器は通常ＴＥまたはＴＭのいずれかのモー
ドについて動作するように製作されるため、ＴＥ／ＴＭ
モードを分離するＴＥ／ＴＭモードスプリッタは重要で
ある。このＴＥ／ＴＭモードスプリッタとしては、以下
のような構造が提案・試作されている。

■　第４図に示すように、Ｔｉ拡散導波路１２．１５と
プロトン交換導波路１６によりＹ分岐を構成している。

Ｔｉ拡散領域では、常光・異常光の両者に対する屈折率
が上昇するのに対して、プロトン交換領域では、異常光
に対する屈折率が上昇する。

従って、基板にＺ板を用いた場合、ＴＥ光はＴｉ拡散導
波路を導波し、７Ｍ光の大部分はプロトン交換導波路を
導波する。

■　第５図に示すように、Ｔｉ拡散導波路１２とプロト
ン交換導波路１７でＸ分岐を構成している。その動作原
理は上記■と同様である。

■　第６図に示すように、Ｔｉ拡散導波路１２と、その
両脇に形成されたプロトン交換領域とより構成されてい
る。プロトン交換領域とＴｉＫ敗導波路の間隔並びにプ
ロトン交換領域の長さしを適切に設定することにより、
一種の方向性結合器が７Ｍ光に対して形成され、７Ｍ光
はプロトン交換領域に結合したのち基板全体に広がる。

［発明が解決しようとする課題］ 上述した従来の装置■〜■には以下の問題点がみられる
。

■　製作が難しい。すなわち、Ｔｉ拡散導波路を形成し
た後にプロトン交換導波路を形成するが、プロトン交換
導波路の一端はＹ分岐部分に正確（サブミクロンオータ
の精度）に一致させる必要かある。従って、プロトン交
換導波路のパターンを形成するためのマスクの位置合わ
せが困難である。

但し消光比は高い値を呈する。

■　消光比が低い。７Ｍ光は直線状のＴｉ拡散導波路を
も導波できるため、十分に分離されない。但し、プロト
ン交換導波路の一端を止める位置は特性に無関係なため
、製作し易い。

■　丁Ｍ先は基板全体に広がるため、ファイバや他の導
波路に結合させることができない。また、プロトン交換
領域とＴｉ拡散導波路の間隔をサブミクロンオーダーで
位置合わせしなければならないので、製作が難しい。但
し、消光比は高い。

よって本発明の目的は上述の点に鑑み、消光比を高める
と共に製作を容易ならしめたＴＥ／ＴＭモードスプリッ
タを提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明に係るＴＥ／ＴＭモードスプリッタは、ＬｉＮｂ
Ｏ３基板上にＴｉ拡散により形成した直線導波路と、プ
ロトン交換法により形成され、該直線導波路と交差する
複数本の分岐導波路から成るものである。

［作　用］ 本発明によれば、ＴＥ先は直線導波路に進む。これに対
して、７Ｍ光はプロトン交換法により形成された分岐導
波路側に進む。

［実施例］ 以下、実施例に基づいて本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の第１の実施例を示す平面図である。本
図において、１はＬｉＮｂＯ３基板、２はＴｉ拡散導波
路、３８〜３ｄはプロトン交換法により形成された分岐
導波路、４は同じくプロトン交換法により形成された結
合用導波路である。

なお、以下の説明はＺ板を用いる場合について行うが、
Ｘ板またはＹ板を用いる場合には以下の記述でＴＥとＴ
Ｍが入れ換わるのみである。

次に、本実施例の動作を説明する。

ＴＥ、７Ｍ両モードが含まれる光がＴｉ拡散導波路の一
端から入射し、分岐導波路３ａと直線導波路２の交差部
分に達すると、ＴＥ光に対してはＴｉ拡散により形成さ
れた直線導波路しか導波路として機能しないため、その
ままＴＥ光は直進する。しかし、７Ｍ光に対しては両導
波路２．３ａとも導波路として機能する。

異常光（この場合、７Ｍ光をさす）に対する屈折率増加
量はＴｉ拡散法で形成した場合約０．０２であるが、プ
ロトン交換法で形成した場合は約０．１３と大きいため
、７Ｍ光の大部分はプロトン交換導波路側に導波する。

それでも、分岐導波路３ａとの交差部を通過後のＴｊ拡
散導波路上の１６７７Ｍの比（消光比）は約１０ｄＢ程
度にすぎない。ところが、分岐導波路３ａとの交差部を
通過した光は続いて分岐導波路３ｂとの交差部に達し、
ここでもＴＭ波の大部分はプロトン交換導波路側に結合
するため、分岐導波路３ｂ通過後の消光比は約′２０ｄ
Ｂに向上する。以後同様に、交差部分を通過する度に消
光比は高くなるため、高い消光比が得られる。

また、各分岐導波路に結合した７Ｍ光は全て単一の結合
用導波路と結合するため、他の先導波路や光ファイバに
結合させることができる。

さらに、各分岐導波路（３８〜３ｄ）とＴｉ拡散導波路
が交差さえしていれば分岐導波路の一端の位置精度は特
性に無関係であるため、製作が容易である。

第２図は分岐導波路の数と消光比の関係を示す図である
。本図から明らかなように、分岐数を増やす程消光比は
高くなるが、一般にＴＥ／ＴＭモードスプリッタに要求
される消光比は３０〜４０ｄＩｌ程度なので、分岐数は
４木前後で十分である。

第３図は本発明の第２の実施例を示す平面図である。本
図において１はＬｉＮｂ０：＋導波路、２はＴｉ拡散に
より形成された直線導波路、３８〜３ｄはプロトン交換
により形成された分岐導波路である。

本実施例において、ＴＥモードのみ他の導波路またはフ
ァイバに結合させれば良い場合は、結合導波路は不要と
なる。ただし、分岐導波路の一端は、基板端面に達する
ようにした方が良い。このとき基板端面に達しないと、
７Ｍ光は基板全体に広がってしまう。その理由は、例え
ば本ＴＥ／ＴＭモートスプリッタと光変調器を同一の基
板上に形成するような場合には、基板全体に広がった７
Ｍ光が光変調器に再結合して、動作に支障をきたすこと
があるからである。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明に係るＴＥ／ＴＭモードス
プリッタは製作が容易で且つ高消光比が得られるため、
単一モードで動作する光変調器等への人力光を得るのに
有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示す平面図、 第２図は本発明によるＴＥ／ＴＭモードスプリッタの分
岐導波路数と消光比の関係を示す図、第３図は本発明の
第２の実施例を示す平面図、第４図ないし第６図は従来
から知られているＴＥ／ＴＭモードスプリッタの平面図
である。 １・・・ＬｉＮｂ０．基板、 ２・・・Ｔｉ拡散により形成された直線導波路、３ａ〜
３ｄ・・・プロトン交換法により形成された分岐導波路
、 ４・・・プロトン交換法により形成された結合用導波路
。 特許出願人　　住友電気工業株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）ＬｉＮｂＯ＿３基板上にＴｉ拡散により形成した直
   線導波路と、 プロトン交換法により形成され、該直線導波路と交差す
   る複数本の分岐導波路 から成ることを特徴とするＴＥ／ＴＭモードスプリッタ
   。