JPH02210416A - モード光分離器 - 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） この発明は光通信および光計測用などの光信号処理デバ
イスに係り、特にシングルモード光ファイバにより伝送
されてきた光信号をＴＥモード光とＴＭモード光に分離
する導波路形光デバイスに関するものである。

（発明の概要） この発明は、シングルモード光ファイバにより伝送され
てきた光信号をＴＥモード光とＴＭモード光に分離する
デバイスに関し、 ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム、ガラスまたは
高分子材料などの基板上に、分岐干渉形光変調部または
分岐干渉部と少なくとも１つの非対称Ｙ分岐部とを備え
、さらに前記分岐干渉形光変調部または前記分岐干渉部
にそれぞれに対応して印加電界に依存しない単一のまた
は少なくとも２つの互いに異なる静的位相制御手段を備
えている。

かくすることにより、ＴＥモード光とＴＭモート光を分
離する光分離器を実現するとともに、低電圧で動作させ
ることを可能としている。

（従来の技術） ＴＥモード光とＴＭモード光の光分離器（ＴＥ／ＴＭモ
ード光分離器）の従来例はほとんどが第２図に示す先方
向性結合器である。しかもニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂ
０３）を基板材料に使用し、該結晶のＸ軸方向に電界を
印加するものである。例えば文献（ｉ　）　Ｋ、　ＨＡ
ＢＡＲＡ　：　　“ＬｉＮｂ０３ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａ
ｌ　ｃｏｕｐｌｅｒｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ　５ｐｌ
ｉｔｔｅｒ　　（結晶の複屈折を利用した方向性結合形
ＴＥ／ＴＭモード光分離器）　”　、　ＢＬＢＣＴＲＯ
ＮＩＣ３ＬＢＴＴＥＲ３，４ｔｈ、　Ｊｕｎｅ　１９８
７．　Ｖｏｌ、２３゜Ｎｏ、１２．　Ｐ、　６１４．　
　あるいは文献＜　ｉｉ　）　Ｏ，Ｍｉｋａｍｉ“し１
Ｎｂ０３ｃｏｕｐｌｅｒ　ｗａｖｅ−ｑｕｉｃｌｅｄ　
ＴＥ／ＴＭ　ｍｏｄｅ　５ｐｌｉｔｔｅｒ　（Ｔ［Ｅ／
ＴＭモード光のそれぞれの結合係数が異なるように設計
した方向性結合型ＴＥ／ＴＭモード光分離器）、＾ｐｐ
ｌ、Ｐｈｙｓ、Ｌｅｔｔ、、　　３６（７）、　　１．
　Ｐ、４９１八ρｒｉｌ　１９８０などがある。

ところで最近になってＬ＋ＮｂＤ３結晶の２軸方向に光
を伝搬し、Ｙ軸方向に電界を印加するいわゆるＺ軸伝搬
ＬｉＮｂＯ３素子が注目されている。該素子は光損傷が
少なく、容易にＴＥ／ＴＭモード光変換ができるという
大きな特長を有する。この方位を使用してＴＥ／ＴＭモ
ード光分離を試みた例としては、ＴＥ／ＴＭモード光の
結合係数の違いを利用した方向性結合形Ｔε／ＴＭモー
ド光分離器がある。文献（ｉｉｉ　）“金属クラッド光
方向性結合形ＴＥ／ＴＭモードスプリッタ”、電子情報
通信全国大会、　９５４．　Ｐ、４−１１６゜昭和６２
年。なお文献（ｉｉｉ）は結晶の電気光学効果を利用し
ない、いわゆる受動的なＴＥ／ＴＭモード光分離器の一
例であるが、この他に文献（ｉｖ）藤田日高：　“イオ
ン交換法によるＬｉＮａ０３導波路を用いたＴＥ／ＴＭ
モード光分離器”、信学技報、　Ｍｌｌ１８２−６９Ｐ
、１３．１９８２．あるいは文献（Ｖ）山崎、井筒、末
田：　“′シリコン基板ガラス導波路について解析を行
なったＹ分岐導波路を用いたＴＥｉ／ＴＭモード光分離
器”、昭和６３電子情報通信学会秋季全犬、　Ｃ−１８
８などがある。

（発明が解決しようとする課題） ＴＥモード光とＴＭモード光の光分離器（ＴＥ／ＴＭモ
ード光分離器）である前述の文献（１）右よび（１１）
では、光方向性結合器を利用しており、光導波路の形状
（位相定数）、結合の強さ及び結合の長さの３つのパラ
メータを精度よく合わせる必要があり、そのため厳しい
製作条件と高い作製精度が要求される。特に文献（ｉ）
ではＴＥ／ＴＭモード光に対する半波長電圧の大きさの
違いを利用しているためアナログ光変調を行なうことは
原理的に困難であり、高い消光比を得ることはできない
。

また、文献（１１）は光方向性結合器の一方に金属を装
荷する構成であり、２つの印加電圧源が必要である。さ
らに印加電圧を変えて７８７ＴＭモード光路を切り替え
たり、アナログ的に変化させることができない。

ところで最近ＬｉＮｂ０．結晶のＺ軸方向に光を伝搬し
、Ｙ軸方向に電界を印加するいわゆるＺ軸伝搬し＋Ｎｂ
Ｏ３素子の研究が行われているが、この方位では光導波
路の複屈折（ＴＥ／ＴＭモード光による電気光学係数値
の違い）を利用できないので、ＴＥ／ＴＭモード光分離
器の実現は難しいとされていた。このため前述の文献（
ｉｉｉ　）に見るように、ＴＥ／ＴＭモードにより結合
係数が異なるように設計するなどの工夫がなされている
が設計条件が極めて難しく、高い消光比も得られていな
い。実験では消光比は僅か７ｄＢである。

また、文献（ｉｖ）、　　（ｖ）の受動的なＴＥ／ＴＭ
モード光分離器においても高い消光比が得られない。

文献（ｉｖ）は解析では４０ｄＢの消光比を得ているが
、実際には１ｔＭＢの消光比しか得られていない。また
、文献（ｖ）は解析結果のみであるが、それでも消光比
２０［］Ｂと低い。

従って本発明の目的は、上述の問題点を解決し、製作条
件および精度が厳しくない、設計も容易で高い消光比の
得られるモード光分離器を提供せんとするものである。

（課題を解決するための手段） この目的を達成するため、本明細書記載のモード光分離
器第１の発明は、シングルモード光ファイバにより伝送
されてきた光信号を且モード光とＴＭモード光とに分離
するモード光分離器において、当該モード光分離器がそ
の光導波路構成として、電極を有して動的に位相を制御
する分岐干渉形光変調部と少なくとも１つの非対称Ｙ分
岐部とを具備し、該非対称Ｙ分岐部がＹ分岐した２つの
光導波路の等偏屈折率が異なる非対称な７分岐路であり
、前記モード光分離器がさらに、前記分岐干渉形光変調
部の光導波路の一方もしくは両方に印加電界に依存しな
い静的位相制御部を有して、光変調動作点を制御する手
段を備えることを特徴とするものである。

またモード光分離器第２の発明は、シングルモード光フ
ァイバにより伝送されてきた光信号をＴＩＥモード光と
ＴＭモード光とに分離するモード光分離器において、当
該モード光分離器がその光導波路構成として、電極を有
しない単なる分岐干渉部と少なくともｊつの非対称Ｙ分
岐部とを具備し、該非対称Ｙ分岐部がＹ分岐した２つの
光導波路の等偏屈折率が異なる非対称な７分岐路であり
、前記モード光分離器がさらに、前記分岐干渉部の光導
波路の一方もしくは両方に、印加電界に依存しない少な
くとも２つの互いに異なる静的位相制御手段を有して、
光変調動作点を制御する手段を備えることを特徴とする
ものである。

（作用） 従来の構成ではこの静的位相制御部を有せず電気光学効
果だけで位相を制御しており、ＴＥ／ＴＭモード光分離
器ができなかった。すなわち本発明の特長は電気光学効
果に依存せずに導波光に位相変化を与えたことである。

該静的位相制御部により、すなわち光変調部または単な
る分岐干渉部の２つの光導波路のうち一方または両方の
静的位相を一部変えることにより、ＴＥ／ＴＭモード光
分離器を容易に構成することが可能となる。特にＬｉＮ
ｂＯ３結晶のＺ軸方向に光を伝搬し電界を該結晶のＹ軸
方向に印加することにより、電気光学係数の符号の違い
を利用したＴＥ／ＴＭモード光分離器を極めて容易に実
現することができる。また静的位相制御部を適当に制御
して受動的なＴＥ／ＴＭモード光分離器を構成できる。

この場合ＴＥ／ＴＭ両モード光モード光干渉形光変調器
と同様の原理によるものであり、入力端のＹ分岐部での
パワー分割比が等しく、出力側のＹ分岐部での損失がな
ければ原理的に無限大の消光比が得られる。本発明によ
る方法によれば、Ｔｌ１ｉ／ＴＭモード光分離器と他の
光導波路デバイスとを同一基板上に容易に構成できしか
も低電圧化がはかれるなど、将来の光フアイバ通信並び
に光情報処理等のキーデバイスとなり得る。

（実施例） 以下図面を参照し実施例により本発明を説明するが、実
施例の説明に先立ち本発明モード光分離器の詳細な動作
原理に言及する。

第１図に第１の発明モード光分離器の基本構成を示す。

同図（ａ）に示す素子は入力側としての基本モード光導
波路６、分岐干渉形光変調部（印加電界による動的な位
相制御をする〉３および出力側の非対称７分岐路４、か
つ変調部には光導波路で静的に位相を変える静的位相制
御部（印加電界によらない位相制御をする）５を具備し
ている。同図の）に示す素子は同図（ａ）の入力の１本
の光導波路を非対称７分岐路に置き換えた構成である。

分岐干渉形光変調部３は２つの光導波路に分かれた光波
を交差点０で干渉させて、基本および１次モード光を発
生させるためである。非対称７分岐路はＸ交差点０で発
生した基本および１次モード光をそれぞれ太い光導波路
と細い光導波路に分離するためである。

さらに静的位相制御部５は印加電界に依存せずにＴＥモ
ード光とＴＭモード光に対して一定の位相差を与えるも
のであるが、この位相差を適当な値に設定することによ
りＴＥ／ＴＭモード光分離器が実現できる。電圧印加時
のＴＥ／ＴＭモード光の位相変化θゆ、θ□は一般に θＥ＝ａ十αＶ θウーｂ＋βＶ（１） と表わされる。ただしａ、　　ｂは前記静的位相制御部
によるＴＥモード光及びＴＭモード光の位相変化分で、
各式の右辺第２項は電圧（Ｖ）印加に基づく電気光学効
果によりＴＥモード光及びＴＭモード光に誘起される位
相変化分である。αとβは電気光学係数に依存する比例
定数である。

本発明の元デバイスの非対称７分岐路を構成する一方の
光導波路の光出力Ｐ。ｌはＰｉを人力光強度とすると、 Ｐｏ＋＝Ｐ＋　　ｓｉｎ　２　（θ／２）で与えられる
。また他方の光導波路の光出力Ｐ。２は ＰＯ２＝ＰＩ　　ｃｏｓ”　　（θ／２）で与えられる
。ただし、θ−θ、あるいはθ、である。従ってＴＥ／
ＴＭモード光に対するこの素子の光出力対印加電圧特性
の変調動作点は静的位相制御部の位相変化分ａ、　　ｂ
のみに依存する。

−例として第１図（ａ）の構成において１ｉＮｂＤａ結
晶のＸ軸に沿って光を伝搬させ、該結晶の２軸方向に電
界を印加する場合を例にとり本発明による素子の動作を
説明すると、この場合 α°β−ｎｅ　３７３３　’　ｎｏ　３　γ１３″−、
２９：１ で与えられる。ただしｎ。、ｎ８はＬｉＮｂＯ３結晶の
常屈折率および異常屈折率である。従って第１図（ａ）
の構成におけるＴＥモード光およびＴＭモード先の光出
力対印加電圧特性は一般に第３図（ａ）で与えられる。

αとβはほぼ整数比の関係にあるため、等偏屈折率制御
部を適当に制御し第３図ら）破線の位置で示すように、
ＴＥモード光強度の最大値とＴＭモード光強度の最小値
がほぼ一致するように前記ａ。

ｂを制御すれば、Ｔ［ｉ／ＴＭモード光分離器として動
作することになる。

またＬｉＮｂＯ３結晶のＸ軸方向に沿って光を伝搬させ
、該結晶のＹ軸方向に電界を印加する場合にはα；β＝
　（ｎｏ３Ｔ２２＋２　ｎｏ　　ｄ２２）　　：　２　
ｎｏ　　ｄ２２１９３　：　１ で与えられるため、やはり前記ａ、ｂを制御することに
よりＴＥ／ＴＭモード光分離器全分離器ることが可能で
ある。

さらに第１図（ａ）に示す素子構成においてＬｉＮｂＯ
３結晶のＺ軸方向に光を伝搬し、該結晶のＹ軸方向に電
界を印加する素子では、前記比例定数α、βには大きさ
が等しく符号だけが異なる電気光学係数が含まれるた必
、β−−αとなり、光出力対印加電圧特性は第４図（ａ
）のように周期が一致する。

いま静的位相制御部を適当に制御して第４図ら〕に示す
ように、ａ＋ｂ−±（２Ｎ＋１）πなる位相差を与えれ
ばＴＥ／ＴＭモード光分離器色分離器この素子構成の特
徴は、印加電界により非対称Ｙ分岐路の各出力を連続的
に変化することができることである。

次にこれらの位相差を与える静的位相制御部の具体的な
操作方法を以下に示す。

■　分岐干渉型光変調部を構成する２つの光導波路の一
方もしくは両方の長さを変える。

■　分岐干渉型光変調部を構成する２つの光導波路の一
方もしくは両方の一部の光導波路幅を変える。

■　分岐干渉型光変調部を構成する２つの光導波路の一
方もしくは両方の一部の光導波路を形成するＴ１膜厚を
変える。

■　分岐干渉型光変調部を構成する２つの光導波路の一
方もしくは両方の一部に、光導波路の屈折率より小さい
屈折率をもち、透明な絶縁材料を装荷する。

などの方法がある。ここで方法■から■はいずれも２つ
の光導波路の一方もしくは両方の一部の屈折率を変える
ことと等価である。

さて■から■の方法は一般にＴＥ／ＴＭモード光に対し
て適当な位相変化量を与えることができる。

また■の方法は、特にＴＭモード光に対して大きな位相
変化を与えることができる。さらに■から■の方法を組
み合わせることにより、印加電界のいらないＴＥ／ＴＭ
モード光分離器全分離器実現することが可能である。

次にその原理について詳細に述べる。

ＴＥ／ＴＭ各モード光に対する位相変化θ１．θ。

は、電界を印加しない場合には、式（１）はθ、＝ａ θ、−ｂ　　　　　　　（２） となり、静的位相制御部による項のみとなる。いま静的
位相制御部として前述の方法■から■の１つの方法のみ
を用いた場合、例えば第５図（ａ）に示すように、静的
位相制御部としてクラッド層を装荷する方法のみ使用し
た場合式（２）は、クラッド層長をｌ。とじたとき、 θ、−（２π／λ）ΔＮｅＲ。

θ。＝（２π／λ）ΔＮウ　β。　　（３）となる。こ
こで、ΔＮや、ΔＮ、Ｉは等側屈折率差で、クラッド層
装荷時のＴＥ／ＴＭモード光に対する光導波路１ａの等
価屈折率をＮＥａ％ＮＸａとし、装加しないときの光導
波路１ｂのＴ［Ｅ／ＴＭモード光に対する等価屈折率を
ＮＥｂＳＮＭｂとしたとき、次式％式％ ： ΔＮウーＮ。−Ｎｔｔｂ ところで受動的なＴＥ／ＴＭモード光分離器全分離器、 θＥ＝にπ θに−（Ｋ＋１）π　　　Ｋ：整数　　（４）を同時に
満足する必要がある。すなわち式（４）を満足するよう
にΔＮＥ、ΔＮｔ＋を設定する必要がある。しかし△Ｎ
ＥとΔＮｙは前述の■から■のいずれか１つの方法で制
御するため、両方の値を独立に設定することができない
。従って前述の■から■のいずれか１つの方法を用いて
印加電界の不要なＴＥ／ＴＭモード光分離器全分離器る
ことは困難である。しかし例えば第５図（ｂ）および第
５図（Ｃ）に示すように、前述の■から■の方法のうち
２種類を組み合わせれば前述の問題を解決することがで
きる。ここで同図（ｂ）は屈折率ｎｌ　＋　　１２の異
なる二種類のクラッド層を設けた場合であり、同図（Ｃ
）は分岐畏れ、β、が異なるようにした素子である。

第５図（ｂ）図示の素子におけるＴ［Ｅ／ＴＭモード光
に対する位相変化は、それぞれのクラッド層の長さをβ
。ｌ＋　　、１０２とすると、 θゆ−（２π／λ）△ＮＥＩＡＤ＋＋ （２π／λ）△ＮＥ２ｊ１！０２ θ。＝（２π／λ）△Ｎｏ１β。（＋ （２π／λ）△Ｎｙ２ｊ２ｏｗ　　　（５）となる。こ
こで上式をに＝０として、’２０　＋　＋　　β。２に
ついて解けば、 Ｉｉｏ＋＝（λ／２）（ΔＮＥ、／　（八ＮＥＩΔＮＭ
２△Ｎｒ、□ΔＮ、、）） β。２−　（λ／２）　（△ＮＥ２／　＜ΔＮＥ２ΔＮ
０八ＮＥＩΔＮＭ２））　　　（６） となる。従ってΔＮ　Ｅ　Ｉ　Ｉ　△ＮＥ２．ΔＮ　Ｍ
　ｌ　＋　ΔＮつ２を明らかにすれば、式（４）を同時
に満足するβ。

！。２を求めることができる。

八ＮＥＩ　　ΔＮＥ□、ΔＮｕｌ＋、　ΔＮＸ２は以下
に示す方法により簡単に求めることが可能である。クラ
ッド層８１を光導波路に装荷した本素子の非対称７分岐
路のうち幅の広い光導波路の出力を２１９幅の狭い光導
波路の出力をＰ２とすると２つの光導波路から出るＴＥ
モード光出力は ＰＥ１＝ＰＥＯＣＯ８’　　（θ、／２）ＰＥ２＝Ｐｉ
ｏＳｉｎ２（θＥ／２）　　（７）となる。ただしＰＥ
ＯはＴＥモード光入力強度である。

式（７）より ＰＨ２／　Ｐｌ、１＝＝ｔａｎ２（θ、／２）　　　　
　（８）を得る。従って式（３）、　（８）からＰＥｌ
＋　　ＰＥ２を測定することにより、八ＮＥＩを求める
ことができる。同様にしてＴＥモード光に対してＰＭ２
／Ｐつ、を測定すれば、ΔＮＭ１を求めることができる
。さらにクラッド層８２を光導波路に装荷した本素子を
用いて△Ｎ、２．ΔＮ、Ｉ２を求必ることが可能である
。

また第５図（Ｃ）の場合のＴ８モード光に刻する位相変
化は、光導波路ｌ　ａ　、　　］　ｂ　（／Ｊ　’）１
岐長なＡ、、Ｌ。

とすると、 θ６−（２π／λ）ΔＮゎ　ｐ。−（ （２π／λ）ＮＥ　△β θ□−（２π／λ）△ＮＭ　ｆ！ｏ＋ （２π／λ）Ｎつ△β となる。ここで、△ｌ−βａ　　　Ｚｔ、である。この
場合もクラッドの長さ！。と分岐長差ΔｌよりＴＥ／Ｔ
Ｍモード光分離器光分石器件は定めることができる。

以上のように電界の不要な受動的なＴＥ／ＴＭモード光
分離器全分離器相制御部により比較的容易に実現できる
。以上Ｌ＋ＮｂＯ５結晶について述べてきたが、この方
法は電気光学効果をもたないガラスや高分子材料等にも
有効である。特にガラスは光ファイバーとの整合性がよ
く、導波光の伝搬損失も少ない点からも最適である。

また第１図（ａ）に示す素子において非対称分岐路から
光を入力し一本の基本モード光導波路から光を出力する
構成にすると、２人力対１出力の光合流器として利用す
ることができる。すなわち、第３図（ｂ）の特性をもつ
素子では、非対称分岐路の一方に且モード光を他方にＴ
Ｍモード光を伝搬させることにより、両方を高効率で１
本の基本モード光導波路に出力することができる。さら
に第１図（１））に示す構成の素子においても、入力端
の非対称分岐路の一方の光導波路のみにＴＥ／ＴＭモー
ド光を人力すると、同図（ａ）の素子と同様の機能を発
揮することができる。

以下具体的実施例のいくつかについて順次これを説明す
る。

実施例１ この実施例は基板材料にＬ＋ＮｂＯ３結晶を使用し、該
結晶のＺ軸方向に光を伝搬し、Ｙ軸方向に電界を印加す
る。いわゆるＺ軸伝搬し＋ＮｂＯ＋素子上に構成した本
発明によるＴＥ／ＴＭモード光分離器全分離器述べる。

ここで採用した静的位相操作方法は、前述の■の方法に
示す絶縁材料を装荷する方法であり、材料としてはレジ
ストく屈折率ｎ　＝１．６４）を使用した。このときの
構成を第６図に示す。レジストによりクラッド層を形成
している。第７図はレジスト長βに対する静的位相差（
Δφ−ａ＋ｂ）であり、直線９は第５図の分岐干渉形光
変調部を構成する２つの光導波路の下側の光導波路１ａ
に、直線１０は上側の光導波路１ｂにそれぞれレジスト
を装荷したときの特性である。いずれもほぼ直線的に変
化している。レジストを装荷しないときでも静的位相差
（約０．７　π）があるが、これは分岐干渉形光変調部
を構成する２つの光導波路１ａ、ｌｂの分岐長の違いに
よるもので前述の■の方法を予め施したことに相当する
。いずれにしてもレジスト長を適当に選ぶことによりＴ
Ｅ／ＴＭモード光分離器を構成できる。位相差Δφ−π
すなわちレジスト長ｌ−約３ｍｍ（第６図において、２
つの分岐路のうちの下側の光導波路１ａに長さ３＋ｎｍ
のレジストを装荷）のときＴＥ／ＴＭモード光分離器が
できる。

第８図はβ−３ｍｍのときのＴＥモード光およびＴＭモ
ード光に対する非対称Ｙ分岐路の各出力の光出力対印加
電圧特性である。電圧的７ＶのときにＴＥ／ＴＭモード
光分離器として動作していることが分かる。このときの
クロストークは約１７ｄＢ以上と大きく、これまでの報
告例（特に１ｉＮｂ０３結晶のＺ軸方向に光を伝搬し、
Ｙ軸方向に電界を印加するいわゆるＺ軸伝搬ＬｉＮｂＯ
３基板上に構成したものの中ではこれまでに７ｄＢが最
高である）に比べ優れている。なおレジスト長をより細
かく、例えば０．１ｍｍの精度に制御すればクロストー
ク２０ｄＢ以上は容易である。またこの素子の特徴は印
加電界により、非対称Ｙ分岐の各出力を連続的に変化さ
せることができる。

このように本発明による方法によれば、極めて容易に将
来のシングルモード光ファイバ通信、特にコヒーレント
光通信に不可欠なＴε／ＴＭモード光分離器が構成でき
る。

実施例２ 第９図（ａ）は、本発明の構成において、特に静的位相
制御部として分岐干渉型光変調部を構成する２つの光導
波路の長さ（ｊ２＋及び１２）を変えることにより実現
したＴＥ／ＴＭモード光分離器の実施例である。

実施例３ 第９図（ｂ）は、本発明の構成において、特に静的位相
制御部として分岐干渉型光変調部の光導波路を形成する
Ｔ１膜厚（１＋　及びｔ２）を変えることにより実現し
たＴＥ／ＴＭモード光分離器の実施例である。

実施例４ 第９図（Ｃ）は、本発明の構成において、特に静的位相
制御部として分岐干渉型光変調部を構成する２つの光導
波路の幅（ｗ　＋及びＷ２）を変えることにより実現し
たＴＥ／ＴＭモート光分離器の実施例である。

実施例５ 第９図（ｄ）は、本発明の構成において、特に静的位相
制御部として複数の操作を行なった場合で、分岐干渉型
光変調部を構成する２つの光導波路の長さ（β１及びＬ
）及び該光導波路の一部に絶縁材料を装荷することによ
り実現したＴＥ／ＴＭモート光分離器の実施例である。

実施例６ 第５図（ｂ）〜（Ｃ）は本発明の構成において、特に静
的位相制御部を適当に操作して印加電界のいらないＴＥ
／ＴＭモード光分離器の実施例である。

（発明の効果） 以上本発明装置の動作原理および実施例につき詳細に説
明してきたが、これらの説明より明らかなごとく本発明
装置は以下に述べる利点を有する。

（１）光方向性結合器でなく非対称Ｙ分岐形光スイッチ
であるので製作条件および作製精度が厳しくない。設計
も容易である（作製が容易である）。

（２）　　ＴＥ／ＴＭモード光分離器を静的位相制御部
を設けるだけで形成できる（構成が簡易である）。

（３）製作条件を適当に選べぼ印加電界のいらないＴＥ
／ＴＭモード光分離器が実現できる。これより電気光学
効果をもたないガラスや高分子材料等にもＴＥ／ＴＭモ
ード光分離器を構成でき、しかもファイバとの整合性か
らガラスは特に有効である（バイアス電圧が不要）。

（４）特にＬｔＮｂｌｌ＋結晶のＺ軸方向に光を伝搬し
、Ｙ軸方向に電界を印加するいわゆるＺ軸伝搬し＋Ｎｂ
Ｄ３結晶上に構成したＴＥ／ＴＭモード光分離器は、光
に対して損傷が少な（Ｔｉ拡散時にＬ１２０の外拡散が
なく、容易に基本モード光導波路を形成することができ
る。さらに印加電界により非対称分岐路の各出力を連続
的に変化することができる（アナログ光変調が可能）。

（５）特に実施例５に記するＺ軸伝搬ＬｉＮｂＤ３素子
は、ＬｉＮｂＯ３結晶の自然複屈折の影響を避けた構成
のため位相整合が容易で、静的位相制御部を設けるだけ
でＴＥ／ＴＭモード光分離器を他の光導波路形光デバイ
スとともに同一基板上に形成することができ、将来の高
機能デバイスの実現が可能である（機能の異なる素子の
集積化が可能である）。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明モード光分離器の基本構成図、第２図
は、従来のモード光分離器の基本構成図、第３図は、本
発明素子の光出力対印加電圧特性を示す図、 第４図は、本発明素子の光出力位相対印加電圧特性を示
す図、 第５図は、印加電界の不要なモード光分離器説明のため
の素子の略構成図、 第６図は、本発明モード光分離器の一実施例構成図、 第７図は、第６図の実施例におけるホトレジスト長対静
的位相差を示す図、 第８図は、第６図の実施例により形成したＴＥ／ＴＭモ
ード光分離器の光出力対印加電圧特性を示す図、 第９図は、本発明素子のいくつかの実施例を示す図であ
る。 １、　　ｌａ、　　ｌｂ・・・光導波路２・・・電極 ３・・・分岐干渉形光変調 ４・・・非対称Ｙ分岐路　　５・・・等偏屈折率制御部
６・・・光入力 ８−　クラッド層 ７．７ａ、７ｂ・・・光出力 １１・・・装荷絶縁材料

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、シングルモード光ファイバにより伝送されてきた光
   信号をＴＥモード光とＴＭモード光とに分離するモード
   光分離器において、 当該モード光分離器がその光導波路構成と して、電極を有して動的に位相を制御する分岐干渉形光
   変調部と少なくとも１つの非対称Ｙ分岐部とを具備し、
   該非対称Ｙ分岐部がＹ分岐した２つの光導波路の等価屈
   折率が異なる非対称なＹ分岐路であり、 前記モード光分離器がさらに、前記分岐干 渉形光変調部の光導波路の一方もしくは両方に印加電界
   に依存しない静的位相制御部を有して、光変調動作点を
   制御する手段を備えることを特徴とするモード光分離器
   。 ２、請求項１記載のモード光分離器において、前記静的
   位相制御部が前記分岐干渉形光変調部を構成する２つの
   光導波路の長さを変える制御部であることを特徴とする
   モード光分離器。 ３、請求項１記載のモード光分離器において、前記静的
   位相制御部が前記分岐干渉形光変調部の２つの光導波路
   のうち一方または両方の光導波路の等価屈折率を変える
   制御部であることを特徴とするモード光分離器。 ４、請求項３記載のモード光分離器において、前記静的
   位相制御部が前記分岐干渉形光変調部の光導波路の屈折
   率より小さい屈折率を有し、透明な絶縁材料を該光導波
   路上に装荷する制御部であることを特徴とするモード光
   分離器。 ５、請求項３記載のモード光分離器において、前記静的
   位相制御部が前記分岐干渉形光変調部の光導波路幅を変
   える制御部であることを特徴とするモード光分離器。 ６、請求項３記載のモード光分離器において、前記静的
   位相制御部が前記分岐干渉形光変調部の光導波路を形成
   するチタン膜厚を変える制御部であることを特徴とする
   モード光分離器。 ７、請求項１から６いずれかに記載のモード光分離器の
   基板材料が結晶のＺ軸方向に光を伝搬し、Ｙ軸方向に電
   界を印加するニオブ酸リチウムまたはタンタル酸リチウ
   ムであることを特徴とするモード光分離器。 ８、請求項１から６いずれかに記載のモード光分離器の
   基板材料が結晶のＸ軸方向に光を伝搬し、Ｚ軸方向に電
   界を印加するニオブ酸リチウムまたはタンタル酸リチウ
   ムであることを特徴とするモード光分離器。 ９、請求項１から６いずれかに記載のモード光分離器の
   基板材料が結晶のＸ軸方向に光を伝搬し、Ｙ軸方向に電
   界を印加するニオブ酸リチウムまたはタンタル酸リチウ
   ムであることを特徴とするモード光分離器。 １０、シングルモード光ファイバにより伝送されてきた
   光信号をＴＥモード光とＴＭモード光とに分離するモー
   ド光分離器において、 当該モード光分離器がその光導波路構成と して、電極を有しない単なる分岐干渉部と少なくとも１
   つの非対称Ｙ分岐部とを具備し、該非対称Ｙ分岐部がＹ
   分岐した２つの光導波路の等価屈折率が異なる非対称な
   Ｙ分岐路であり、 前記モード光分離器がさらに、前記分岐干 渉部の光導波路の一方もしくは両方に、印加電界に依存
   しない少なくとも２つの互いに異なる静的位相制御手段
   を有して、光変調動作点を制御する手段を備えることを
   特徴とするモード光分離器。 １１、請求項１０記載のモード光分離器の基板材料がニ
   オブ酸リチウムまたはタンタル酸リチウムの単結晶であ
   ることを特徴とするモード光分離器。 １２、請求項１０記載のモード光分離器の基板材料がガ
   ラスまたは高分子材料であることを特徴とするモード光
   分離器。