JPH019933Y2 - - Google Patents
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Description
【考案の詳細な説明】
(技術分野)
本考案は、光変調装置に関するものであつて、
詳しくは、光導波路を通過する光を強度変調する
ように構成された光変調装置の改良に関するもの
である。[Detailed description of the invention] (Technical field) The present invention relates to a light modulation device, and includes:
Specifically, the present invention relates to an improvement of an optical modulation device configured to intensity-modulate light passing through an optical waveguide.
(従来例)
ニオブ酸リチウム(LiNbO0)のような電気光
学材料よりなる基板にチタン(Ti)などの金属
不純物を熱拡散することにより基板よりも屈折率
の高い光導波路が形成され、電気光学効果の効率
の極めて高い光導波路体が得られる。このような
光導波路に電界を加えると、光導波路を通過する
光は電気光学効果により強度変調される。(Conventional example) By thermally diffusing metal impurities such as titanium (Ti) into a substrate made of electro-optic material such as lithium niobate (LiNbO 0 ), an optical waveguide with a higher refractive index than the substrate is formed, and electro-optic An optical waveguide body with extremely high efficiency can be obtained. When an electric field is applied to such an optical waveguide, the intensity of light passing through the optical waveguide is modulated by the electro-optic effect.
このような光導波路体の一種に、第1図に示す
ような分岐干渉形光導波路体がある。 One type of such an optical waveguide body is a branching interference type optical waveguide body as shown in FIG.
第1図において、10は基板、20は光導波
路、30は電極、40は信号源である。 In FIG. 1, 10 is a substrate, 20 is an optical waveguide, 30 is an electrode, and 40 is a signal source.
基板10は電気光学効果を有するニオブ酸リチ
ウム(LiNbO0)のような電気光学材料で構成さ
れている。光導波路20は基板10にチタン
(Ti)のような金属不純物を熱拡散することによ
り線状に形成され基板10よりも高い屈折率を有
するものであり、Y字形の分岐部21、互いに平
行な位相推移部22及びY字形の結合部23が連
続的に一体化されている。電極30は光導波路2
0を通過する光を強度変調するために光導波路2
0に電界を印加するものであり、位相推移部22
を挟むようにして第1の電極31及び第2の電極
32が基板10上に設けられている。信号源40
は電界を供給するものであり、第1の電極31と
第2の電極32との間に接続されている。なお、
光導波路20のY字形の分岐部21の端部にはレ
ーザダイオードなどの光源からの光を伝送するた
めの光フアイバーが接続され、Y字形の結合部2
3の端部には強度変調された光をフオトトランジ
スタなどの受光素子に伝送するための光フアイバ
ーが接続されるが図示しない。 The substrate 10 is made of an electro-optic material, such as lithium niobate (LiNbO 0 ), which has an electro-optic effect. The optical waveguide 20 is formed into a linear shape by thermally diffusing metal impurities such as titanium (Ti) into the substrate 10, and has a higher refractive index than the substrate 10. The phase shift section 22 and the Y-shaped coupling section 23 are continuously integrated. The electrode 30 is the optical waveguide 2
Optical waveguide 2 to intensity modulate the light passing through
0, and the phase shift section 22
A first electrode 31 and a second electrode 32 are provided on the substrate 10 such that they are sandwiched therebetween. signal source 40
supplies an electric field and is connected between the first electrode 31 and the second electrode 32. In addition,
An optical fiber for transmitting light from a light source such as a laser diode is connected to the end of the Y-shaped branch part 21 of the optical waveguide 20, and the Y-shaped coupling part 2
An optical fiber for transmitting intensity-modulated light to a light-receiving element such as a phototransistor is connected to the end of 3, but is not shown.
このような構成において、光導波路20のY字
形の分岐部21の端部に光源からの光が加えらる
と、光は分岐部21で2分割されて位相推移部2
2に伝送される。位相推移部22では2分割され
た光の間に電極30を介して加えられる信号源4
0の出力の大きさに応じた位相差が与えられる。
そして、位相差を有するこれら光は結合部23で
再び結合される。これにより、結合部23の端部
から強度変調された光が送出されることになる。
ここで、位相推移部22にλ/4の位相差を与え
て強度変調された光を結合部23から受光素子に
加えることにより電極30を介して加えられる信
号源40の出力の大きさに応じた電気信号を得る
ことができる。 In such a configuration, when light from a light source is applied to the end of the Y-shaped branch 21 of the optical waveguide 20, the light is split into two by the branch 21 and sent to the phase shifter 2.
2. In the phase shifting unit 22, a signal source 4 is applied between the two divided lights via an electrode 30.
A phase difference is given according to the magnitude of the zero output.
Then, these lights having a phase difference are combined again at the coupling part 23. As a result, intensity-modulated light is sent out from the end of the coupling section 23.
Here, by applying a phase difference of λ/4 to the phase shifting unit 22 and applying intensity-modulated light from the coupling unit 23 to the light receiving element, the output of the signal source 40 applied via the electrode 30 is adjusted. It is possible to obtain electrical signals.
ところで、このような装置では、基板10とし
て第2図に示すようにX,Z軸が水平面となりY
軸が垂直面となるようにカツトされたものを用い
ることにより高感度特性が得られる。 By the way, in such a device, the X and Z axes of the substrate 10 are horizontal planes, as shown in FIG.
High sensitivity characteristics can be obtained by using one cut so that the axis is perpendicular.
しかし、高感度特性が得られる反面、Z軸方向
の屈折率neおよびZ軸方向の電気光学係数r00が
温度変化に応じて大きく変化するという欠点があ
る。 However, although high sensitivity characteristics can be obtained, there is a drawback that the refractive index ne in the Z-axis direction and the electro-optic coefficient r 00 in the Z-axis direction vary greatly depending on temperature changes.
(考案の目的)
本考案は、このような従来の欠点を解決したも
のであり、その目的は、高感度特性が得られ、温
度変化によるZ軸方向の屈折率neおよびZ軸方
向の電気光学係数r00の変化が小さな光変調装置
を提供することにある。(Purpose of the invention) The present invention solves these conventional drawbacks, and its purpose is to obtain high sensitivity characteristics and improve the refractive index ne in the Z-axis direction and the electro-optical property in the Z-axis direction due to temperature changes. The purpose of varying the coefficient r 00 is to provide a small light modulation device.
(考案の構成)
このような目的を達成する本考案は、X,Z軸
が水平面となりY軸が垂直面となるようにカツト
された電気光学材料よりなる基板と、基板上に形
成された光導波路と、光導波路を通過する光に電
界を印加して強度変調するように基板上に形成さ
れた電極と、これら光導波路および電極を覆うよ
うに基板上に形成され基板と極性の異なる温度係
数を有する絶縁保護層とで構成されたことを特徴
とする。(Structure of the invention) The present invention achieves the above object by using a substrate made of an electro-optic material cut so that the X and Z axes are horizontal planes and the Y axis is a vertical plane, and a light guide formed on the substrate. A waveguide, an electrode formed on a substrate to apply an electric field to the light passing through the optical waveguide to modulate its intensity, and a temperature coefficient formed on the substrate to cover the optical waveguide and electrode and have a polarity different from that of the substrate. and an insulating protective layer.
(実施例) 以下、図面を用いて詳細に説明する。(Example) Hereinafter, it will be explained in detail using the drawings.
第3図は、本考案の一実施例の要部を示す断面
図であつて、第1図と同等部分には同一符号を付
けている。第3図において、50は光導波路20
および電極30を覆うように基板10上に形成さ
れた二酸化シリコン(SiO2)よりなる絶縁保護
層である。このような絶縁保護層50は、例えば
スパツタにより形成することができ、1μm程度設
けるようにする。 FIG. 3 is a sectional view showing the main parts of an embodiment of the present invention, and the same parts as in FIG. 1 are given the same reference numerals. In FIG. 3, 50 is an optical waveguide 20
and an insulating protective layer made of silicon dioxide (SiO 2 ) formed on the substrate 10 so as to cover the electrode 30. Such an insulating protective layer 50 can be formed, for example, by sputtering, and has a thickness of about 1 μm.
このような構成において、常温雰囲気では、ニ
オブ酸リチウムよりなる基板10は正の温度係数
を有し、二酸化シリコンよりなる絶縁保護層50
は負の温度係数を有する。ここで、温度係数とは
熱膨張率や剛性率を含むが、熱膨張率が支配的で
ある。 In such a configuration, in a room temperature atmosphere, the substrate 10 made of lithium niobate has a positive temperature coefficient, and the insulating protective layer 50 made of silicon dioxide has a positive temperature coefficient.
has a negative temperature coefficient. Here, the temperature coefficient includes a coefficient of thermal expansion and a modulus of rigidity, but the coefficient of thermal expansion is dominant.
このように構成することにより、逆の温度係数
による変位の境界面は基板10の表面から数μm
程度の内部に形成されることになり、基板10の
表面から深さ5μm程度までは絶縁保護層50と同
じ方向に変位することになる。従つて、基板10
と絶縁保護層50との境界面に、温度変化に起因
した機械的な歪みを生じることはない。 With this configuration, the boundary surface of displacement due to the opposite temperature coefficient is several μm from the surface of the substrate 10.
5 μm deep from the surface of the substrate 10 in the same direction as the insulating protective layer 50. Therefore, the substrate 10
Mechanical distortion due to temperature change does not occur at the interface between the insulating protective layer 50 and the insulating protective layer 50.
これにより、基板10の表面層数μmの領域の
温度係数をほぼ零にすることができ、Z軸方向の
屈折率neおよびZ軸方向の電気光学係数r00の温
度特性を大幅に改善することができる。 As a result, the temperature coefficient of the surface layer of the substrate 10 in a region of several μm can be made almost zero, and the temperature characteristics of the refractive index ne in the Z-axis direction and the electro-optic coefficient r 00 in the Z-axis direction can be significantly improved. Can be done.
また、このような絶縁保護層50を設けること
により、電極30相互間の絶縁が図れると共に装
置表面を外部雰囲気から隔離することができ、長
期安定化が図れる。 Further, by providing such an insulating protective layer 50, it is possible to insulate the electrodes 30 from each other and to isolate the device surface from the external atmosphere, thereby achieving long-term stability.
このような構成によれば、例えば信号源の出力
信号の大きさを電気的に完全に絶縁した状態で測
定できる光電圧計が実現できるのをはじめ、光通
信システムにおける各種の光信号処理装置に用い
ることができる。 According to such a configuration, for example, it is possible to realize an optical voltmeter that can measure the magnitude of the output signal of a signal source in a completely electrically isolated state, and it can also be used in various optical signal processing devices in optical communication systems. be able to.
なお、上記実施例では、分岐干渉形光導波路体
の例を説明したが、ゲート結合形、カツトオフ
形、コブラ形などについても同様の効果が得られ
る。 In the above embodiments, an example of a branch interference type optical waveguide body has been described, but similar effects can be obtained with a gate-coupled type, cut-off type, cobra type, etc.
また、基板としては、タンタル酸リチウム
(LiTaO0)で構成されたものを用いてもよい。 Furthermore, the substrate may be made of lithium tantalate (LiTaO 0 ).
(考案の効果)
これらから明らかなように、本考案によれば、
高感度特性が得られ、温度変化によるZ軸方向の
屈折率neおよびZ軸方向の電気光学係数r00の変
化が小さな光変調装置が実現でき、実用上の効果
は大きい。(Effects of the invention) As is clear from the above, according to the invention,
It is possible to realize an optical modulation device that has high sensitivity characteristics and has small changes in the refractive index ne in the Z-axis direction and the electro-optic coefficient r 00 in the Z-axis direction due to temperature changes, which has great practical effects.
第1図は分岐干渉形光導波路体の一例を示す構
成説明図、第2図は本考案で用いる基板の結晶方
ツ位の説明図、第3図は本考案の一実施例の要部
を示す拡大断面図である。
10……基板、20……光導波路、30……電
極、40……信号源、50……絶縁保護層。
Fig. 1 is an explanatory diagram of the configuration of an example of a branching interference type optical waveguide body, Fig. 2 is an explanatory diagram of the crystal orientation of the substrate used in the present invention, and Fig. 3 shows the main part of an embodiment of the present invention. FIG. DESCRIPTION OF SYMBOLS 10... Substrate, 20... Optical waveguide, 30... Electrode, 40... Signal source, 50... Insulating protective layer.
Claims (1)
うにカツトされた電気光学材料よりなる基板と、
基板上に形成された光導波路と、光導波路を通過
する光に電界を印加して強度変調するように基板
上に形成された電極と、これら光導波路および電
極を覆うように基板上に形成され基板と極性の異
なる温度係数を有する絶縁保護層とで構成された
ことを特徴とする光変調装置。 A substrate made of an electro-optical material cut so that the X and Z axes are horizontal planes and the Y axis is a vertical plane;
An optical waveguide formed on a substrate, an electrode formed on the substrate to apply an electric field to the light passing through the optical waveguide to modulate its intensity, and an electrode formed on the substrate to cover the optical waveguide and the electrode. An optical modulator comprising a substrate and an insulating protective layer having temperature coefficients of different polarities.
Priority Applications (1)
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JP1983196991U JPS60104821U (en) | 1983-12-21 | 1983-12-21 | light modulator |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPS60104821U JPS60104821U (en) | 1985-07-17 |
JPH019933Y2 true JPH019933Y2 (en) | 1989-03-20 |
Family
ID=30754949
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Country Status (1)
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JP (1) | JPS60104821U (en) |
Families Citing this family (3)
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JPH0769494B2 (en) * | 1988-09-12 | 1995-07-31 | 横浜国立大学長 | Optical waveguide |
WO2000010052A1 (en) * | 1998-08-10 | 2000-02-24 | Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. | Light modulator of waveguide type |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS5184548A (en) * | 1975-01-03 | 1976-07-23 | Raytheon Co | Hyomenonkyohasochi |
-
1983
- 1983-12-21 JP JP1983196991U patent/JPS60104821U/en active Granted
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS5184548A (en) * | 1975-01-03 | 1976-07-23 | Raytheon Co | Hyomenonkyohasochi |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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JPS60104821U (en) | 1985-07-17 |
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