JPH01287623A - 半導体光導波路型偏波ビームスプリッタ - Google Patents
半導体光導波路型偏波ビームスプリッタInfo
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- JPH01287623A JPH01287623A JP11869288A JP11869288A JPH01287623A JP H01287623 A JPH01287623 A JP H01287623A JP 11869288 A JP11869288 A JP 11869288A JP 11869288 A JP11869288 A JP 11869288A JP H01287623 A JPH01287623 A JP H01287623A
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Landscapes
- Optical Integrated Circuits (AREA)
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。
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、光通信、光信号処理に通用可能な半導体光導
波路型偏波ビームスプリフタに関するものである。
波路型偏波ビームスプリフタに関するものである。
（従来の技術）
従来、偏波ビームスプリフタとしては、バルク型のもの
のみであり、導波路型のものはナイ、ソこで従来のバル
ク型偏波ビームスプリンタの構成を第１０図に示す。
のみであり、導波路型のものはナイ、ソこで従来のバル
ク型偏波ビームスプリンタの構成を第１０図に示す。
立方体ＡＢＣＤ−ＥＦＧＨは互いに等しい２つの直角プ
リズムＡＢＣ−ＥＦＧとＡＤＣ−巳ＨＧとを一体化して
形成されており、２つのプリズムは通常透過性のよい材
質、例えばホウケイ酸塩ガラス等でつくられている。入
射側のプリズムＡＤＣ−ＥＨＧの接合面ＡＣＧＨには誘
電体偏光膜がコーティングされている。この偏光膜は入
射する光の波長に対してブリュースター条件を満足する
ようにつくられている。すなわち、Ｐから種々の直線偏
波を含む光が入射すると、接合面ＡＣＧＥ上のＱ点で反
射され、Ｒから出射する光はその電界が接合面に垂直な
成分をもつ光だけとなり、−方、接合面ＡＣＧＥを透過
し、Ｓから出射する光はその電界が接合面に平行な成分
をもつ光となる。
リズムＡＢＣ−ＥＦＧとＡＤＣ−巳ＨＧとを一体化して
形成されており、２つのプリズムは通常透過性のよい材
質、例えばホウケイ酸塩ガラス等でつくられている。入
射側のプリズムＡＤＣ−ＥＨＧの接合面ＡＣＧＨには誘
電体偏光膜がコーティングされている。この偏光膜は入
射する光の波長に対してブリュースター条件を満足する
ようにつくられている。すなわち、Ｐから種々の直線偏
波を含む光が入射すると、接合面ＡＣＧＥ上のＱ点で反
射され、Ｒから出射する光はその電界が接合面に垂直な
成分をもつ光だけとなり、−方、接合面ＡＣＧＥを透過
し、Ｓから出射する光はその電界が接合面に平行な成分
をもつ光となる。
（発明が解決しようとする課題）
このような従来のバルク型偏波ビームスプリフタは偏光
膜のブリュースター角を利用して偏波を分離する構成で
あるが、バルク型素子であるため実際には微動台壱つけ
て光学系に配置せざるをえず、光素子の集積化に対して
は不適当である。またプリズムあるいは偏光膜の分散に
より、入射光の波長には制限が生じるという欠点をもつ
。
膜のブリュースター角を利用して偏波を分離する構成で
あるが、バルク型素子であるため実際には微動台壱つけ
て光学系に配置せざるをえず、光素子の集積化に対して
は不適当である。またプリズムあるいは偏光膜の分散に
より、入射光の波長には制限が生じるという欠点をもつ
。
シングルモード光ファイバーを伝搬する光は一般に楕円
偏波である一方、光信号を処理する光導波路型素子は、
ＴＥあるいは７Ｍモードのいずれかの偏波に対してのみ
動作することが多く、信号処理の効率化のためにはＴＥ
、７Ｍモードを別々に処理することが要求される０本発
明の目的は、ＴＥ、７Ｍモードの混在する光をＴＥと７
Ｍモードに分ける機能を有する半導体光導波路型偏波ビ
ームスプリッタを提供することにある。
偏波である一方、光信号を処理する光導波路型素子は、
ＴＥあるいは７Ｍモードのいずれかの偏波に対してのみ
動作することが多く、信号処理の効率化のためにはＴＥ
、７Ｍモードを別々に処理することが要求される０本発
明の目的は、ＴＥ、７Ｍモードの混在する光をＴＥと７
Ｍモードに分ける機能を有する半導体光導波路型偏波ビ
ームスプリッタを提供することにある。
（！ｍＦ１３を解決するための手段）
上記の目的を達成するため、本発明は２次元的な光閉じ
込めを存する２本の平行な半導体直線光導波路を近接し
て配置することによって構成される第一の方向性結合器
の出力側の２本の光導波路のうち、一方の光導波路を２
本に分岐した後再び１本にすることによって構成される
第一の干渉型光強度変調器が、第一の方向性結合器と同
一の方向性を有することによって、半導体の（１００１
面内で（ＯＴ １ ）方位あるいは（０１１）方位と平
行であるように接続され、第一の方向性結合器の出力側
の他方の光導波路を２本に分岐した後再び１本にするこ
とによって構成される第二の干渉型光強度変調器が、第
一の方向性結合器となす角度の大きさが４５度であるよ
うに接続された構成を有する半導体光導波路型偏波ビー
ムスプリッタであうで、前記第一の方向性結合器を構成
する半導体光導波路には、その光導波路を中心にして〔
１００〕方向に互いに対向する２個以上の電極が設けら
れ、第一の干渉型光強度変調器を構成する半導体光導波
路には、その光導波路を中心にして互いに対向する電極
が設けられ、第二の干渉型光強度変調器を構成する半導
体光導波路には、その光導波路を中心にして第一の干渉
型光強度変調器を構成する光導波路に設けられた互いに
対向する電極の方向に直角をなす方向に互いに対向する
電極が設けられることを特徴とする半導体光導波路型偏
波ビームスプリッタを発明の要旨とするものである。
込めを存する２本の平行な半導体直線光導波路を近接し
て配置することによって構成される第一の方向性結合器
の出力側の２本の光導波路のうち、一方の光導波路を２
本に分岐した後再び１本にすることによって構成される
第一の干渉型光強度変調器が、第一の方向性結合器と同
一の方向性を有することによって、半導体の（１００１
面内で（ＯＴ １ ）方位あるいは（０１１）方位と平
行であるように接続され、第一の方向性結合器の出力側
の他方の光導波路を２本に分岐した後再び１本にするこ
とによって構成される第二の干渉型光強度変調器が、第
一の方向性結合器となす角度の大きさが４５度であるよ
うに接続された構成を有する半導体光導波路型偏波ビー
ムスプリッタであうで、前記第一の方向性結合器を構成
する半導体光導波路には、その光導波路を中心にして〔
１００〕方向に互いに対向する２個以上の電極が設けら
れ、第一の干渉型光強度変調器を構成する半導体光導波
路には、その光導波路を中心にして互いに対向する電極
が設けられ、第二の干渉型光強度変調器を構成する半導
体光導波路には、その光導波路を中心にして第一の干渉
型光強度変調器を構成する光導波路に設けられた互いに
対向する電極の方向に直角をなす方向に互いに対向する
電極が設けられることを特徴とする半導体光導波路型偏
波ビームスプリッタを発明の要旨とするものである。
さらに本発明は２次元的な光閉じ込めを有する２本の平
行な半導体直線光導波路を近接して配置することによっ
て構成される第一の方向性結合器の出力側の２本の光導
波路のうち、一方の光導波路と新たな光導波路とを平行
に近接して配置することによって構成される第二の方向
性結合器が、第一の方向性結合器と同一の方向性を存す
ることによって半導体のｆｌｏｏ）面内でで（ＯＴ １
）方位あるいは（０１１）方位と平行であるように接
続され、第一の方向性結合器の出力側の他方の光導波路
と新たな光導波路とを平行に近接して配置することによ
って構成される第三の方向性結合器が、前記第一の方向
性結合器となす角度の大きさが４５度であるように接続
された構成を有する半導体光導波路型偏波ビームスプリ
ッタであって、前記第一の方向性結合器と前記第二の方
向性結合器とを構成する半導体光導波路には、その光導
波路を中心として（１００）方向に互いに対向する２個
以上の電極が設けられ、かつ前記第三の方向性結合器を
構成する光導波路には、その光導波路を中心として第一
と第二の方向性結合器を構成する光導波路に設けられた
２個以上の互いに対向する電極の方向に、直角をなす方
向に互いに対向する２個以上の電極が設けられることを
特徴とする半導体光導波路型偏波ビームスプリッタを発
明の要旨とするものである。
行な半導体直線光導波路を近接して配置することによっ
て構成される第一の方向性結合器の出力側の２本の光導
波路のうち、一方の光導波路と新たな光導波路とを平行
に近接して配置することによって構成される第二の方向
性結合器が、第一の方向性結合器と同一の方向性を存す
ることによって半導体のｆｌｏｏ）面内でで（ＯＴ １
）方位あるいは（０１１）方位と平行であるように接
続され、第一の方向性結合器の出力側の他方の光導波路
と新たな光導波路とを平行に近接して配置することによ
って構成される第三の方向性結合器が、前記第一の方向
性結合器となす角度の大きさが４５度であるように接続
された構成を有する半導体光導波路型偏波ビームスプリ
ッタであって、前記第一の方向性結合器と前記第二の方
向性結合器とを構成する半導体光導波路には、その光導
波路を中心として（１００）方向に互いに対向する２個
以上の電極が設けられ、かつ前記第三の方向性結合器を
構成する光導波路には、その光導波路を中心として第一
と第二の方向性結合器を構成する光導波路に設けられた
２個以上の互いに対向する電極の方向に、直角をなす方
向に互いに対向する２個以上の電極が設けられることを
特徴とする半導体光導波路型偏波ビームスプリッタを発
明の要旨とするものである。
しかして、本発明は半導体導波路型素子によりＴＥ及び
ＴＭモードが混在した光がらそれぞれの偏波ビームを分
離し、別々の光導波路から出射することを最も主要な特
徴とする。従来の偏波ビームスプリッタはバルク型であ
ることがら他の素子との集積化は不可能であり、構成要
素であるプリズム、偏光膜の分散特性によって入射光に
対する波長制限をもつ、一方、本発明では素子全体が２
次元的な光閉じ込めをもつ半導体光導波路によって構成
されており、半導体レーザあるいは光検出器等との集積
化が可能である点が従来の技術とは著しく異なる。また
本発明の偏波ビームスプリッタでは印加する電圧によっ
て入射光に対する波長制限に融通性を持たせることが可
能である。
ＴＭモードが混在した光がらそれぞれの偏波ビームを分
離し、別々の光導波路から出射することを最も主要な特
徴とする。従来の偏波ビームスプリッタはバルク型であ
ることがら他の素子との集積化は不可能であり、構成要
素であるプリズム、偏光膜の分散特性によって入射光に
対する波長制限をもつ、一方、本発明では素子全体が２
次元的な光閉じ込めをもつ半導体光導波路によって構成
されており、半導体レーザあるいは光検出器等との集積
化が可能である点が従来の技術とは著しく異なる。また
本発明の偏波ビームスプリッタでは印加する電圧によっ
て入射光に対する波長制限に融通性を持たせることが可
能である。
（作用）
本発明の偏光ビームスプリフタは、２次元的な光閉じ込
めを有する半導体光導波路によって構成されているため
、他の半導体光素子との集積化が可能であり、また入射
する光の波長に合わせて印加する電圧を調整することに
より、入射光に対する波長制限を緩和することができる
。
めを有する半導体光導波路によって構成されているため
、他の半導体光素子との集積化が可能であり、また入射
する光の波長に合わせて印加する電圧を調整することに
より、入射光に対する波長制限を緩和することができる
。
次に本発明の実施例について説明する。なお、実施例は
一つの例示であって、本発明の精神を逸脱しない範囲で
、種々の変更あるいは改良を行いうることは言うまでも
ない。ねらずに光のスイッチングを行うことが可能であ
る。
一つの例示であって、本発明の精神を逸脱しない範囲で
、種々の変更あるいは改良を行いうることは言うまでも
ない。ねらずに光のスイッチングを行うことが可能であ
る。
（実施例１）
第１図は本発明の実施例を示す、この図において信号光
は２次元的な光閉じ込めを有する半導体光導波路中をＡ
−ｈＢ→Ｃ→Ｈ→Ｉ→ＪあるいはＡ→Ｂ−４Ｄ−４Ｅ→
Ｆ→Ｇと伝搬する。四角形ＰＱＲ３はＧａＡｓあるいは
ＩｎＰ等の４３ｍの対称性をもつジンクブレンド型半導
体結晶の（１００）面であり、ＰＱとＲ３は＜０１１＞
に垂直なへき開面であり、ＱＲとＳＰは＜ＯＴＩ＞に垂
直なへき開面である。■と■は光導波路上に設けられた
電極、■は光導波路の両側に設けられた電極を表す、Ｂ
とＣとＤ間はＰＱに平行な２本の光導波路を近接して配
置された方向性結合器を構成し、２本の光導波路が平行
である長さは方向性結合器の結合長に合致している。す
なわち、Ｂから入射する光は全てＤから出射する。
は２次元的な光閉じ込めを有する半導体光導波路中をＡ
−ｈＢ→Ｃ→Ｈ→Ｉ→ＪあるいはＡ→Ｂ−４Ｄ−４Ｅ→
Ｆ→Ｇと伝搬する。四角形ＰＱＲ３はＧａＡｓあるいは
ＩｎＰ等の４３ｍの対称性をもつジンクブレンド型半導
体結晶の（１００）面であり、ＰＱとＲ３は＜０１１＞
に垂直なへき開面であり、ＱＲとＳＰは＜ＯＴＩ＞に垂
直なへき開面である。■と■は光導波路上に設けられた
電極、■は光導波路の両側に設けられた電極を表す、Ｂ
とＣとＤ間はＰＱに平行な２本の光導波路を近接して配
置された方向性結合器を構成し、２本の光導波路が平行
である長さは方向性結合器の結合長に合致している。す
なわち、Ｂから入射する光は全てＤから出射する。
第２図は第１図においてＫＬ線に沿う断面図を示す０図
においてｌはオーミック電極、２は（１００）面をもつ
半導体基板、４は基板２の上にエピタキシャル成長した
膜であり、３は膜４の中に形成した膜４より大きな屈折
率を有する半導体光導波路である。５はオーミック接合
を得るための高キヤリア濃度領域であり、光導波路３に
（１００）面と垂直方向に電圧を印加する働きをもつ。
においてｌはオーミック電極、２は（１００）面をもつ
半導体基板、４は基板２の上にエピタキシャル成長した
膜であり、３は膜４の中に形成した膜４より大きな屈折
率を有する半導体光導波路である。５はオーミック接合
を得るための高キヤリア濃度領域であり、光導波路３に
（１００）面と垂直方向に電圧を印加する働きをもつ。
６はオーミック電極である。
第３図は第１図においてＭＮ線に沿う断面図、第４図は
第１図においてＯＰ’線に沿う断面図を示す。
第１図においてＯＰ’線に沿う断面図を示す。
次に動作について説明すると、第１図のＢ、 Ｃ。
Ｄ間の方向性結合器を構成する２本の平行な光導波路の
一方に（１００）面と垂直方向に電圧を印加すると、光
導波路を伝搬する光の中で偏波方向が（１００）面と平
行なＴＥモードだけの位相を変化させることができる。
一方に（１００）面と垂直方向に電圧を印加すると、光
導波路を伝搬する光の中で偏波方向が（１００）面と平
行なＴＥモードだけの位相を変化させることができる。
このとき、偏波方向が（１００）面と垂直な７Ｍモード
の位相はまったく変化しない。ＡからＴＥと７Ｍモード
とが混在する光を入射させる場合、印加する電圧を適当
に選ぶことにより、方向性結合器の出射側のＣからはＴ
Ｅモードの光だけを、Ｄからは７Ｍモードの光だけを出
射させることができ、ＴＥあるいはＴＭの偏波ビームを
分離することが可能である。ＥＦ間は１本の光導波路を
２本の直線光導波路に分岐した後再び１本に戻す干渉型
光強度変調器を形成している。ＥＦ間の光導波路はいず
れもＰＱに平行でいずれの経路をとっても長さは等しい
、ＥＦ間の干渉型光強度変調器を構成する２本の光導波
路の一方に（１００）面と垂直方向に電圧を印加し、そ
の印加電圧を適当に選ぶことによって伝搬するＴＥモー
ドの光の位相を半波長骨すなわちπだけ変化させること
ができ、この場合Ｆで他方の光導波路を伝搬してきた光
と逆相となり、Ｆ以降の光導波路を伝搬する光強度は消
滅する。従って、Ｂ、Ｃ，Ｄ間の方向性結合器の出射側
りからＥへ伝搬する７Ｍモードの偏波光に含まれる洩れ
光としてのＴＥモード成分は、ＥＦ間の干渉型光強度変
調器により除去され、Ｇからは７Ｍモードだけが出射す
る。
の位相はまったく変化しない。ＡからＴＥと７Ｍモード
とが混在する光を入射させる場合、印加する電圧を適当
に選ぶことにより、方向性結合器の出射側のＣからはＴ
Ｅモードの光だけを、Ｄからは７Ｍモードの光だけを出
射させることができ、ＴＥあるいはＴＭの偏波ビームを
分離することが可能である。ＥＦ間は１本の光導波路を
２本の直線光導波路に分岐した後再び１本に戻す干渉型
光強度変調器を形成している。ＥＦ間の光導波路はいず
れもＰＱに平行でいずれの経路をとっても長さは等しい
、ＥＦ間の干渉型光強度変調器を構成する２本の光導波
路の一方に（１００）面と垂直方向に電圧を印加し、そ
の印加電圧を適当に選ぶことによって伝搬するＴＥモー
ドの光の位相を半波長骨すなわちπだけ変化させること
ができ、この場合Ｆで他方の光導波路を伝搬してきた光
と逆相となり、Ｆ以降の光導波路を伝搬する光強度は消
滅する。従って、Ｂ、Ｃ，Ｄ間の方向性結合器の出射側
りからＥへ伝搬する７Ｍモードの偏波光に含まれる洩れ
光としてのＴＥモード成分は、ＥＦ間の干渉型光強度変
調器により除去され、Ｇからは７Ｍモードだけが出射す
る。
次に、８１間はＥＦ間と同様の干渉型光強度変調器であ
り、Ｂ、Ｃ，Ｄ間の方向性結合器となす角度θがθ−４
５度となるように製作されている。
り、Ｂ、Ｃ，Ｄ間の方向性結合器となす角度θがθ−４
５度となるように製作されている。
ＯＰ’間での断面構造は第４図の通りであって、４は光
導波路３より屈折率の小さいエピタキシャル膜であり、
５の高キヤリア濃度領域は光導波路３に（１００）面と
平行方向に電圧を印加する働きをもつ、８１間の干渉型
光強度変調器を構成する２本の平行な光導波路のうちの
一方の光導波路に（１００）面と平行方向に第４図の電
極６を介して電圧を印加すると、光導波路を伝搬するＴ
Ｅと７Ｍモードのうちの７Ｍモードだけの位相を変化さ
せることができ、しかして印加する電圧を適当に選ぶこ
とにより、ｒで２本の光導波路を伝搬してきた７Ｍモー
ドの光の位相を互いに逆相することができる。従って、
Ｂ、 Ｃ，Ｄ間の方向性結合器の出射側ＣからＨへ伝搬
するＴＥモードの偏波光に含まれる洩れ光としてのＴＭ
モード成分は８１間の干渉型光強度変調器により除去さ
れ、１から滑らかな曲線導波路を伝搬してへき開面ＱＲ
の出射端Ｊから出射する光はＡから入射した光の中のＴ
Ｅモードだけとなる。
導波路３より屈折率の小さいエピタキシャル膜であり、
５の高キヤリア濃度領域は光導波路３に（１００）面と
平行方向に電圧を印加する働きをもつ、８１間の干渉型
光強度変調器を構成する２本の平行な光導波路のうちの
一方の光導波路に（１００）面と平行方向に第４図の電
極６を介して電圧を印加すると、光導波路を伝搬するＴ
Ｅと７Ｍモードのうちの７Ｍモードだけの位相を変化さ
せることができ、しかして印加する電圧を適当に選ぶこ
とにより、ｒで２本の光導波路を伝搬してきた７Ｍモー
ドの光の位相を互いに逆相することができる。従って、
Ｂ、 Ｃ，Ｄ間の方向性結合器の出射側ＣからＨへ伝搬
するＴＥモードの偏波光に含まれる洩れ光としてのＴＭ
モード成分は８１間の干渉型光強度変調器により除去さ
れ、１から滑らかな曲線導波路を伝搬してへき開面ＱＲ
の出射端Ｊから出射する光はＡから入射した光の中のＴ
Ｅモードだけとなる。
第５図は本発明の他の実施例を示すもので、第１図にお
いてＢ、Ｃ，Ｄにまたがる電極を２つに分割した場合を
示すものである。なお、２個以上の電極を設けることに
よる利点は次の通りである。
いてＢ、Ｃ，Ｄにまたがる電極を２つに分割した場合を
示すものである。なお、２個以上の電極を設けることに
よる利点は次の通りである。
２本の直線光導波路を互いに平行に近接して配置した方
向性結合器において、平行部分の長さが、その方向性結
合器固有の結合長の奇数倍の長さに厳密に等しくない場
合には、単一の電極では電圧を印加することによって完
全な光スィッチを実現することは不可能となる。一方、
電極を二分割した場合には、互いの印加電圧を反転され
ることによって完全な光スィッチを可能とすることがで
きるものである。
向性結合器において、平行部分の長さが、その方向性結
合器固有の結合長の奇数倍の長さに厳密に等しくない場
合には、単一の電極では電圧を印加することによって完
全な光スィッチを実現することは不可能となる。一方、
電極を二分割した場合には、互いの印加電圧を反転され
ることによって完全な光スィッチを可能とすることがで
きるものである。
（実施例２）
第６図は本発明の他の実施例を示す、この図において信
号光は２次元的な光閉じ込めを有する半導体光導波路中
をＡ−４ｐＢ４Ｃ−＋Ｉ−４に→ＬあるいはＡ→Ｂ−４
Ｄ→已→Ｇ→Ｈと伝搬する。四角形ＱＲ３ＴはＧａ＾３
あるいはＩｎＰ等の４３ｍの対称性をもつジンクブレン
ド型半導体結晶の（１００）面であり、ＱＲとＳＴは＜
０１１＞に垂直なへき開面であり、Ｒ３とＴＱは〈０１
１〉に垂直なへき開面である。■と■は光導波路上に設
けられた電極、■は光導波路の両側に設けられた電極を
示す。
号光は２次元的な光閉じ込めを有する半導体光導波路中
をＡ−４ｐＢ４Ｃ−＋Ｉ−４に→ＬあるいはＡ→Ｂ−４
Ｄ→已→Ｇ→Ｈと伝搬する。四角形ＱＲ３ＴはＧａ＾３
あるいはＩｎＰ等の４３ｍの対称性をもつジンクブレン
ド型半導体結晶の（１００）面であり、ＱＲとＳＴは＜
０１１＞に垂直なへき開面であり、Ｒ３とＴＱは〈０１
１〉に垂直なへき開面である。■と■は光導波路上に設
けられた電極、■は光導波路の両側に設けられた電極を
示す。
ＢとＣとＤ間はＱＲに平行な２本の光導波路が近接して
配置された方向性結合器を構成し、２本の光導波路が平
行である長さは方向性結合器の結合長に合致している。
配置された方向性結合器を構成し、２本の光導波路が平
行である長さは方向性結合器の結合長に合致している。
すなわちＢから入射する光は全てＤから出射する。
第７図は第６図でＭＮｍ及びＯＰ’線に沿う断面図を示
す、また、第８図は第６図においてＸＹ線に沿う断面図
を示す０図において、１はオーミック電極、２は（１０
０）面をもつ半導体基板、４は基板２の上のエピタキシ
ャル膜であり、３は膜４中に形成した膜４より大きな屈
折率を有する半導体光導波路ある。５はオーミック接合
を得るための高キヤリア濃度領域であり、光導波路３に
（１００）面と垂直方向に電圧を印加する働きをもつ。
す、また、第８図は第６図においてＸＹ線に沿う断面図
を示す０図において、１はオーミック電極、２は（１０
０）面をもつ半導体基板、４は基板２の上のエピタキシ
ャル膜であり、３は膜４中に形成した膜４より大きな屈
折率を有する半導体光導波路ある。５はオーミック接合
を得るための高キヤリア濃度領域であり、光導波路３に
（１００）面と垂直方向に電圧を印加する働きをもつ。
６はオーミックを極である。
次に動作について説明する。
第６図のＢ、Ｃ，Ｄ間の方向性結合器を構成する２本の
平行な光導波路の一方に（１００）面と垂直方向に電圧
を印加すると光導波路を伝搬する光の中で偏波方向が（
１００）面と平行なＴＥモードだけの位相を変化させる
ことができる。このとき偏波方向が（１００）面と垂直
な７Ｍモードの位相はまったく変化しない、ＡからＴＥ
と７Ｍモードが混在する光を入射させる場合、印加する
電圧を適当に選ぶことにより方向性結合器の出射側のＣ
からはＴＥモードの光だけを、Ｄからは７Ｍモードの光
だけを出射させることができ、ＴＥあるいはＴＭの偏光
ビームを分離することが可能である。Ｂ、Ｃ，Ｄ間の方
向性結合器の出射側のＤからはＢ、Ｃ，Ｄ間の方向性結
合器と同一の方向性結合器がＥ、Ｆ、Ｇ間に互いに同一
方向となるよう縦列に配置されている。また他方の出射
側のＣからはＥ、Ｆ、Ｇ間の方向性結合器とは電極の配
置が異なるだけの方向性結合器がＩ、Ｊ、に間に接続さ
れ、Ｂ、Ｃ，Ｄ間とＩ、Ｊ、に間の方向性結合器は互い
に４５１の大きさの角度を形成する。それぞれの方向性
結合器のｏｐ’ 、ｘｙでの断面構造は第７図、第８図
の通りである。ＡからＴＥと７Ｍモードが混在する光を
入射させる場合には、上記のようにＢ、Ｃ，Ｄ間の方向
性結合器の出射側のＣからはＴＥモードの光だけが、Ｄ
からは７Ｍモードの光だけが出射される。Ｅ、Ｆ。
平行な光導波路の一方に（１００）面と垂直方向に電圧
を印加すると光導波路を伝搬する光の中で偏波方向が（
１００）面と平行なＴＥモードだけの位相を変化させる
ことができる。このとき偏波方向が（１００）面と垂直
な７Ｍモードの位相はまったく変化しない、ＡからＴＥ
と７Ｍモードが混在する光を入射させる場合、印加する
電圧を適当に選ぶことにより方向性結合器の出射側のＣ
からはＴＥモードの光だけを、Ｄからは７Ｍモードの光
だけを出射させることができ、ＴＥあるいはＴＭの偏光
ビームを分離することが可能である。Ｂ、Ｃ，Ｄ間の方
向性結合器の出射側のＤからはＢ、Ｃ，Ｄ間の方向性結
合器と同一の方向性結合器がＥ、Ｆ、Ｇ間に互いに同一
方向となるよう縦列に配置されている。また他方の出射
側のＣからはＥ、Ｆ、Ｇ間の方向性結合器とは電極の配
置が異なるだけの方向性結合器がＩ、Ｊ、に間に接続さ
れ、Ｂ、Ｃ，Ｄ間とＩ、Ｊ、に間の方向性結合器は互い
に４５１の大きさの角度を形成する。それぞれの方向性
結合器のｏｐ’ 、ｘｙでの断面構造は第７図、第８図
の通りである。ＡからＴＥと７Ｍモードが混在する光を
入射させる場合には、上記のようにＢ、Ｃ，Ｄ間の方向
性結合器の出射側のＣからはＴＥモードの光だけが、Ｄ
からは７Ｍモードの光だけが出射される。Ｅ、Ｆ。
Ｇ間の方向性結合器の長さはその結合長に合致するので
Ｅから入射する光はＧから出射する。Ｅ。
Ｅから入射する光はＧから出射する。Ｅ。
Ｆ、 Ｇの方向性結合器を構成する２本の光導波路のう
ちの一方の光導波路に（１００）面と垂直方向に印加す
る電圧の大きさを適当に選ぶことによって巳から入射す
る７Ｍモードの光に洩れ光として含まれるＴＥ酸成分け
の位相をπだけ変化させてＦから出射させることができ
る。Ｆ以降の光導波路は途中で途切れており、そこを伝
搬する光を放射してしまう、従ってＲ３上の出射端Ｈか
らはＡから入射した光の中で７Ｍモードだけが選択的な
出射することになる０次にＩ、Ｊ、に間の方向性結合器
の長さはその結合長に合致するので■から入射する光は
Ｋから出射する。 Ｉ、 Ｊ、 Ｋ間の方向性結合
器を構成する２本の光導波路のうちの一方の光導波路に
（１００）面と平行に印加する電圧の大きさを適当に選
ぶことによって夏から入射するＴＥモードの光に含まれ
る洩れ光としてのＴＭ酸成分けの位相をπだけ変化させ
てＪから出射させることができる。Ｊ以降の光導波路は
途中で途切れており、そこを伝搬する光を放射してしま
う、従ってＫから滑らかな曲線光導波路で接続されたへ
き開面Ｒ３上の出射＃ｌＬからはＡから入射した光の中
でＴＥモードだけが選択的に出射することになる。
ちの一方の光導波路に（１００）面と垂直方向に印加す
る電圧の大きさを適当に選ぶことによって巳から入射す
る７Ｍモードの光に洩れ光として含まれるＴＥ酸成分け
の位相をπだけ変化させてＦから出射させることができ
る。Ｆ以降の光導波路は途中で途切れており、そこを伝
搬する光を放射してしまう、従ってＲ３上の出射端Ｈか
らはＡから入射した光の中で７Ｍモードだけが選択的な
出射することになる０次にＩ、Ｊ、に間の方向性結合器
の長さはその結合長に合致するので■から入射する光は
Ｋから出射する。 Ｉ、 Ｊ、 Ｋ間の方向性結合
器を構成する２本の光導波路のうちの一方の光導波路に
（１００）面と平行に印加する電圧の大きさを適当に選
ぶことによって夏から入射するＴＥモードの光に含まれ
る洩れ光としてのＴＭ酸成分けの位相をπだけ変化させ
てＪから出射させることができる。Ｊ以降の光導波路は
途中で途切れており、そこを伝搬する光を放射してしま
う、従ってＫから滑らかな曲線光導波路で接続されたへ
き開面Ｒ３上の出射＃ｌＬからはＡから入射した光の中
でＴＥモードだけが選択的に出射することになる。
第９図は本発明の他の実施例を示すもので、第６図にお
いてＢ、Ｃ，Ｄ及びＥ、Ｆ、Ｇに沿う電極を２つに分割
した例を示すものであり、２個以上の電極を設けること
による利点は次の通りである。２本の直線光導波路を互
いに平行に近接して配置した方向性結合器において、平
行部分の長さが、その方向性結合器固有の結合長の奇数
倍の長さに厳密に等しくない場合には、単一の電極では
電圧を印加することによって完全な光スィッチを実現す
ることは不可能となる。一方、電極を二分割した場合に
は、互いの印加電圧を反転されることによって完全な光
スィッチを可能とすることができるものである。
いてＢ、Ｃ，Ｄ及びＥ、Ｆ、Ｇに沿う電極を２つに分割
した例を示すものであり、２個以上の電極を設けること
による利点は次の通りである。２本の直線光導波路を互
いに平行に近接して配置した方向性結合器において、平
行部分の長さが、その方向性結合器固有の結合長の奇数
倍の長さに厳密に等しくない場合には、単一の電極では
電圧を印加することによって完全な光スィッチを実現す
ることは不可能となる。一方、電極を二分割した場合に
は、互いの印加電圧を反転されることによって完全な光
スィッチを可能とすることができるものである。
以上の説明から明らかなように、本発明の偏波ビームス
プリッタは従来のバルク型とは異なり、２次元的な光閉
じ込めを有する半導体光導波路によって構成されており
、他の半導体光素子との集積化が可能であるという特長
をもつ、また入射する光の波長に合わせて印加する電圧
を調整することにより、入射光に対する波長制限を緩和
することも可能である。
プリッタは従来のバルク型とは異なり、２次元的な光閉
じ込めを有する半導体光導波路によって構成されており
、他の半導体光素子との集積化が可能であるという特長
をもつ、また入射する光の波長に合わせて印加する電圧
を調整することにより、入射光に対する波長制限を緩和
することも可能である。
（発明の効果）
以上説明したように、本発明の半導体偏波ビームスプリ
ッタは、２次元的な光閉じ込めを有する半導体光導波路
によって構成されており、半導体レーザあるいは光検出
器との集積化が可能であるという利点をもつ。
ッタは、２次元的な光閉じ込めを有する半導体光導波路
によって構成されており、半導体レーザあるいは光検出
器との集積化が可能であるという利点をもつ。
第１図は本発明の半導体光導波路型偏波ビームスプリフ
タの実施例、第２図乃至第４図は第１図においてＫＬ、
ＭＮ、ＯＰ’線に沿う断面図、第５図は本発明の他の実
施例、第６図は同じく本発明の他の実施例、第７図は第
６図においてＭＮ。 ＯＰ’線に沿う断面図、第８図は第６図においてＸ−Ｙ
線に沿う断面図、第９図は本発明の他の実施例、第１Ｏ
図は従来例を示す。 １、６・・・・電極 ２・・・・・・半導体基板 ３・・・・・・光導波路 ４・・・・・・光導波路３より屈折率の小さいエピタキ
シャル膜 ５・・・・・・高キヤリア濃度領域 特許出願人 日本電信電話株式会社 第１図 第５図 第６図 ｕ
Ｒ第７図 第８図 ３−尤傳！！、！シ ４−ｍ−二じ７人シーｆ２し外延 ５−−一南へイリア三駄々９封飄 第９図 第１０図
タの実施例、第２図乃至第４図は第１図においてＫＬ、
ＭＮ、ＯＰ’線に沿う断面図、第５図は本発明の他の実
施例、第６図は同じく本発明の他の実施例、第７図は第
６図においてＭＮ。 ＯＰ’線に沿う断面図、第８図は第６図においてＸ−Ｙ
線に沿う断面図、第９図は本発明の他の実施例、第１Ｏ
図は従来例を示す。 １、６・・・・電極 ２・・・・・・半導体基板 ３・・・・・・光導波路 ４・・・・・・光導波路３より屈折率の小さいエピタキ
シャル膜 ５・・・・・・高キヤリア濃度領域 特許出願人 日本電信電話株式会社 第１図 第５図 第６図 ｕ
Ｒ第７図 第８図 ３−尤傳！！、！シ ４−ｍ−二じ７人シーｆ２し外延 ５−−一南へイリア三駄々９封飄 第９図 第１０図
Claims (2)
- （１）２次元的な光閉じ込めを有する２本の平行な半導
体直線光導波路を近接して配置することによって構成さ
れる第一の方向性結合器の出力側の２本の光導波路のう
ち、一方の光導波路を２本に分岐した後再び１本にする
ことによって構成される第一の干渉型光強度変調器が、
第一の方向性結合器と同一の方向性を有することによっ
て、半導体の｛１００｝面内で〔０＠１＠１〕方位ある
いは〔０１１〕方位と平行であるように接続され、第一
の方向性結合器の出力側の他方の光導波路を２本に分岐
した後再び１本にすることによって構成される第二の干
渉型光強度変調器が、第一の方向性結合器となす角度の
大きさが４５度であるように接続された構成を有する半
導体光導波路型偏波ビームスプリッタであって、前記第
一の方向性結合器を構成する半導体光導波路には、その
光導波路を中心にして〔１００〕方向に互いに対向する
２個以上の電極が設けられ、第一の干渉型光強度変調器
を構成する半導体光導波路には、その光導波路を中心に
して互いに対向する電極が設けられ、第二の干渉型光強
度変調器を構成する半導体光導波路には、その光導波路
を中心にして第一の干渉型光強度変調器を構成する光導
波路に設けられた互いに対向する電極の方向に直角をな
す方向に互いに対向する電極が設けられることを特徴と
する半導体光導波路型偏波ビームスプリッタ。 - （２）２次元的な光閉じ込めを有する２本の平行な半導
体直線光導波路を近接して配置することによって構成さ
れる第一の方向性結合器の出力側の２本の光導波路のう
ち、一方の光導波路と新たな光導波路とを平行に近接し
て配置することによって構成される第二の方向性結合器
が、第一の方向性結合器と同一の方向性を有することに
よって半導体の｛１００｝面内でで〔０＠１＠１〕方位
あるいは〔０１１〕方位と平行であるように接続され、
第一の方向性結合器の出力側の他方の光導波路と新たな
光導波路とを平行に近接して配置することによって構成
される第三の方向性結合器が、前記第一の方向性結合器
となす角度の大きさが４５度であるように接続された構
成を有する半導体光導波路型偏波ビームスプリッタであ
って、前記第一の方向性結合器と前記第二の方向性結合
器とを構成する半導体光導波路には、その光導波路を中
心として〔１００〕方向に互いに対向する２個以上の電
極が設けられ、かつ前記第三の方向性結合器を構成する
光導波路には、その光導波路を中心として第一と第二の
方向性結合器を構成する光導波路に設けられた２個以上
の互いに対向する電極の方向に、直角をなす方向に互い
に対向する２個以上の電極が設けられることを特徴とす
る半導体光導波路型偏波ビームスプリッタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11869288A JPH01287623A (ja) | 1988-05-16 | 1988-05-16 | 半導体光導波路型偏波ビームスプリッタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11869288A JPH01287623A (ja) | 1988-05-16 | 1988-05-16 | 半導体光導波路型偏波ビームスプリッタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01287623A true JPH01287623A (ja) | 1989-11-20 |
Family
ID=14742807
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11869288A Pending JPH01287623A (ja) | 1988-05-16 | 1988-05-16 | 半導体光導波路型偏波ビームスプリッタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01287623A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5353273A (en) * | 1992-08-04 | 1994-10-04 | International Business Machines Corporation | Multi-channel optical head and data storage system |
| JPH07318986A (ja) * | 1994-05-25 | 1995-12-08 | Nec Corp | 導波路型光スイッチ |
| JP2007133287A (ja) * | 2005-11-14 | 2007-05-31 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 波長合分波器 |
| JP2010217427A (ja) * | 2009-03-16 | 2010-09-30 | Fujitsu Optical Components Ltd | 光デバイス |
| JP2012247580A (ja) * | 2011-05-26 | 2012-12-13 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 半導体基板上の位相シフタ並びにそれを用いた偏波分離器及び偏波合成器 |
| JP2012247581A (ja) * | 2011-05-26 | 2012-12-13 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 半導体基板上の位相シフタ並びにそれを用いた偏波分離器及び偏波合波器 |
-
1988
- 1988-05-16 JP JP11869288A patent/JPH01287623A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5353273A (en) * | 1992-08-04 | 1994-10-04 | International Business Machines Corporation | Multi-channel optical head and data storage system |
| US5537617A (en) * | 1992-08-04 | 1996-07-16 | International Business Machines Corporation | Multi-channel optical head and data storage system |
| JPH07318986A (ja) * | 1994-05-25 | 1995-12-08 | Nec Corp | 導波路型光スイッチ |
| JP2007133287A (ja) * | 2005-11-14 | 2007-05-31 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 波長合分波器 |
| JP2010217427A (ja) * | 2009-03-16 | 2010-09-30 | Fujitsu Optical Components Ltd | 光デバイス |
| US8374467B2 (en) | 2009-03-16 | 2013-02-12 | Fujitsu Limited | Optical device having a plurality of Mach-Zehnder modulators |
| JP2012247580A (ja) * | 2011-05-26 | 2012-12-13 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 半導体基板上の位相シフタ並びにそれを用いた偏波分離器及び偏波合成器 |
| JP2012247581A (ja) * | 2011-05-26 | 2012-12-13 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 半導体基板上の位相シフタ並びにそれを用いた偏波分離器及び偏波合波器 |
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