JPH03118511A - 光学的損失の少ない導波電気光学的光変調器 - Google Patents
光学的損失の少ない導波電気光学的光変調器Info
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- JPH03118511A JPH03118511A JP2224161A JP22416190A JPH03118511A JP H03118511 A JPH03118511 A JP H03118511A JP 2224161 A JP2224161 A JP 2224161A JP 22416190 A JP22416190 A JP 22416190A JP H03118511 A JPH03118511 A JP H03118511A
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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、光学的損失の少ない導波電気化学的光変調器
に関する。
に関する。
(従来の技術)
無機のバルク結晶を用いる電気光学的光変調器は周知の
ものであって、広く使用されている。導波電気化学的光
変調器は比較的最近開発されたもので、Applied
Physics Letters 21. No−7
,325(1972); 22.No、10.540(
1973)等の文献及び米国特許第3,586,872
号;同第3,619,795号;同第3,624゜40
6号;同第3,806,223号;同第3,810,6
88号;同第3,874,782号;同第3 、923
、374号:同第3,947.087号:同第3,9
90,775号並びにそれらの引例に記載されている。
ものであって、広く使用されている。導波電気化学的光
変調器は比較的最近開発されたもので、Applied
Physics Letters 21. No−7
,325(1972); 22.No、10.540(
1973)等の文献及び米国特許第3,586,872
号;同第3,619,795号;同第3,624゜40
6号;同第3,806,223号;同第3,810,6
88号;同第3,874,782号;同第3 、923
、374号:同第3,947.087号:同第3,9
90,775号並びにそれらの引例に記載されている。
バルク結晶と対比したときの光学的導波構成体の主な利
点の一つは、光学的導波構成体では、はるかに低い電位
が使用できること並びにはるかに低い容量値及び急速な
変調速度も実現できることである。これらの操作上の両
特性は、斯かる電気光学的変調器の高速操作の達成に必
要である。
点の一つは、光学的導波構成体では、はるかに低い電位
が使用できること並びにはるかに低い容量値及び急速な
変調速度も実現できることである。これらの操作上の両
特性は、斯かる電気光学的変調器の高速操作の達成に必
要である。
薄膜の導波電気化学的変調器は、例えば位相遅延マッハ
−ツェンダー干渉計法、方向性結合又は光学的偏光回転
等、幾つかの変調機構の一つを用いて動作可能である。
−ツェンダー干渉計法、方向性結合又は光学的偏光回転
等、幾つかの変調機構の一つを用いて動作可能である。
導波設計の例は、方向性結合器構成又はクロスバ−構成
をもつような線形の導波チャンネルである。
をもつような線形の導波チャンネルである。
導波マッハ−ツェンダー干渉計型変調器は周知の光学的
装置であり、ベツカ−(R,A、Becker)の“1
11ult、igigaherLz−Lumped−E
lement Elect、roopticModu
laLorjEEE Journal of Q
uatum ElectronicsVol、QE−
21、No、8.Aug、1985.PP、1144−
1146;及びアルファ、−ネス(R,C,Alfer
ness)の’Guided−WaveDevices
for 0ptical Communicatio
n”、IEEE Journal of Quan
tum EIect、ronics、Vol、zzz
zqe−17,No。
装置であり、ベツカ−(R,A、Becker)の“1
11ult、igigaherLz−Lumped−E
lement Elect、roopticModu
laLorjEEE Journal of Q
uatum ElectronicsVol、QE−
21、No、8.Aug、1985.PP、1144−
1146;及びアルファ、−ネス(R,C,Alfer
ness)の’Guided−WaveDevices
for 0ptical Communicatio
n”、IEEE Journal of Quan
tum EIect、ronics、Vol、zzz
zqe−17,No。
6.June 1981.ρρ、946−959に記載
されている。
されている。
この干渉計型変調器は、単一の入力導波路、入力光パワ
ーを二つの実質的に等しい分岐導波路に分割するための
入力分岐域、二つの分岐導波路内の伝播パワーを再結合
するための出力分岐域及び出力導波路からなる。−分岐
導波路内の位相を他方のそれに対して移動させることに
より、結合された出力光パワーは、相位シフトの大きさ
に応じてゼロと入力パワー水準との中間になる。このよ
うな相位シフトは、分岐導波路の一方若しくは双方に近
接した光学的導波路の基材上に電極を配置することによ
り行われる。電圧を加えると、その電気光学的効果が最
も近い分岐導波路の屈折率を変化させて光学路長を変え
、それにより分岐路内に位相シフトを実現する。分岐路
間に光学的結合があると性能を低下させるので、それを
防ぐため分岐導波路を十分に離しておくと、電圧変化は
位相変化に直線的に変換され、従って出力光パワー水準
の振幅変化に直線的に変換される。アナログ又はデジタ
ルの情報信号で電極電圧を変調すると、出力光パワーも
同様に変調され、伝送用の導波ファイバー上で結合され
る。
ーを二つの実質的に等しい分岐導波路に分割するための
入力分岐域、二つの分岐導波路内の伝播パワーを再結合
するための出力分岐域及び出力導波路からなる。−分岐
導波路内の位相を他方のそれに対して移動させることに
より、結合された出力光パワーは、相位シフトの大きさ
に応じてゼロと入力パワー水準との中間になる。このよ
うな相位シフトは、分岐導波路の一方若しくは双方に近
接した光学的導波路の基材上に電極を配置することによ
り行われる。電圧を加えると、その電気光学的効果が最
も近い分岐導波路の屈折率を変化させて光学路長を変え
、それにより分岐路内に位相シフトを実現する。分岐路
間に光学的結合があると性能を低下させるので、それを
防ぐため分岐導波路を十分に離しておくと、電圧変化は
位相変化に直線的に変換され、従って出力光パワー水準
の振幅変化に直線的に変換される。アナログ又はデジタ
ルの情報信号で電極電圧を変調すると、出力光パワーも
同様に変調され、伝送用の導波ファイバー上で結合され
る。
光学的導波路の設計及び製作に重要な因子は、その他に
も幾つかある。集積された光スィッチ及び変調器の偏光
的性質は、ファイバ伝送ラインを用いる光学データ伝送
システムでこれらの装置の効用を定める際に極めて重要
である。特に、これらの装置は、その偏光状態に係わり
なく、光スイツチ動作を効果的かつ完全に行うものでな
ければならない。この要求は、直線偏光が単一モードの
円形ファイバに結合されると、他の偏光状態に急速転化
することから生じたのである。従って、ファイバからの
結合された光は、普通、未知の楕円偏光を有し、電界横
断(TE)モード及び磁界横断(T1・I)モードは、
共に集積光学回路内で励起されるであろう。チャンネル
間の漏光を受は入れ可能な低水準にするには、どの光学
的変調器も各偏光成分上に同じような作用を与えるもの
でなければならない。
も幾つかある。集積された光スィッチ及び変調器の偏光
的性質は、ファイバ伝送ラインを用いる光学データ伝送
システムでこれらの装置の効用を定める際に極めて重要
である。特に、これらの装置は、その偏光状態に係わり
なく、光スイツチ動作を効果的かつ完全に行うものでな
ければならない。この要求は、直線偏光が単一モードの
円形ファイバに結合されると、他の偏光状態に急速転化
することから生じたのである。従って、ファイバからの
結合された光は、普通、未知の楕円偏光を有し、電界横
断(TE)モード及び磁界横断(T1・I)モードは、
共に集積光学回路内で励起されるであろう。チャンネル
間の漏光を受は入れ可能な低水準にするには、どの光学
的変調器も各偏光成分上に同じような作用を与えるもの
でなければならない。
偏光に独立な光学的スイッチ及び変調器は、米国特許節
4.243,295号;同第4,29i 、939号;
同第4.514,046号;同第4,674,829号
;同第4,756.588号及びこれらの引例に記載さ
れている。既知の偏光に独立な導波装置は、すべて無機
の導波チャンネル例えば結晶性LiNbO3、LiTa
O3、GaAs又はCdSeで構成されている。
4.243,295号;同第4,29i 、939号;
同第4.514,046号;同第4,674,829号
;同第4,756.588号及びこれらの引例に記載さ
れている。既知の偏光に独立な導波装置は、すべて無機
の導波チャンネル例えば結晶性LiNbO3、LiTa
O3、GaAs又はCdSeで構成されている。
光学的導波デバイスの設計及び製作に重要な別の因子は
、光学的損失である。ファイバ伝送ラインを用いる光学
的データ伝送システムでは、集積された光スィッチ及び
変調器の光学的損失性質が低いことは、光学的信号強度
を保ち、それによりシステムの効用を高めるために重要
な要求特性である。これらのデバイスがファイバ伝送の
光学的信号を最小の光学的信号損失で受は取ること及び
散乱による光学的信号損失を最小にすることが必須であ
る。
、光学的損失である。ファイバ伝送ラインを用いる光学
的データ伝送システムでは、集積された光スィッチ及び
変調器の光学的損失性質が低いことは、光学的信号強度
を保ち、それによりシステムの効用を高めるために重要
な要求特性である。これらのデバイスがファイバ伝送の
光学的信号を最小の光学的信号損失で受は取ること及び
散乱による光学的信号損失を最小にすることが必須であ
る。
これらのデバイスが最小の光学的損失で、ファイバ伝送
からの光学的信号を受は取り、或いは変調された光学的
信号をファイバに伝送するには、これらデバイス内での
光学的信号の空間モードプロファイルが、光フアイバ内
のモードプロファイルとできるだけ密接に重なり合って
いなければならない、このため、導波路の横寸法が光フ
ァイバのコア域の直径に極めて近いことが必要になる。
からの光学的信号を受は取り、或いは変調された光学的
信号をファイバに伝送するには、これらデバイス内での
光学的信号の空間モードプロファイルが、光フアイバ内
のモードプロファイルとできるだけ密接に重なり合って
いなければならない、このため、導波路の横寸法が光フ
ァイバのコア域の直径に極めて近いことが必要になる。
効率的な電気光学的変調の更なる特徴として、電気光学
的変調器の導波路は、単一光学モードのみを支持するも
のでなければならない。これは、クラッド層の屈折率を
導波媒体の屈折率より僅が低目に正しく調節せねばなら
ぬことを意味する。
的変調器の導波路は、単一光学モードのみを支持するも
のでなければならない。これは、クラッド層の屈折率を
導波媒体の屈折率より僅が低目に正しく調節せねばなら
ぬことを意味する。
導波媒体間での光学的信号の効率的結合に関する詳細な
論文は、タミール(T、Tam1r)編の”Guide
d−Wave Optoelectronics(Sp
ringer−Verlag)第3章第87〜144ペ
ージ(198g)等の文献に記載されている。
論文は、タミール(T、Tam1r)編の”Guide
d−Wave Optoelectronics(Sp
ringer−Verlag)第3章第87〜144ペ
ージ(198g)等の文献に記載されている。
低電圧動作の電気光学的変調器に於いては、応答性の高
い非線形光学媒体が必要である。LiNbO3は導波電
気光学的変調器構成に重要な無機化合物種である。しか
しながら、電気光学的変調器にLiNb0.又はその他
の無機結晶を使用することには、幾つかの固有の不利点
がある。例えば、その固有の光屈折効果のため入力光パ
ワーに制限があることや、高品質のLiNbO3結晶は
製作費が高いこと等である。
い非線形光学媒体が必要である。LiNbO3は導波電
気光学的変調器構成に重要な無機化合物種である。しか
しながら、電気光学的変調器にLiNb0.又はその他
の無機結晶を使用することには、幾つかの固有の不利点
がある。例えば、その固有の光屈折効果のため入力光パ
ワーに制限があることや、高品質のLiNbO3結晶は
製作費が高いこと等である。
大きな非局圧π−電子系を持った有機材料及びポリマー
材料が非線形の光学的応答を示し、その応答は多くの場
合に無機基材のそれよりもはるかに大きいことが知られ
ている。
材料が非線形の光学的応答を示し、その応答は多くの場
合に無機基材のそれよりもはるかに大きいことが知られ
ている。
これに加え、有機材料及びポリマー材料の性質を変えて
他の望ましい性質、例えば機械的安定性、熱酸化安定性
及び高いレーザ損傷しきい値を最適にし、しかも非線形
光学効果に関係する電子的相互作用を保ったままにする
ことができる。
他の望ましい性質、例えば機械的安定性、熱酸化安定性
及び高いレーザ損傷しきい値を最適にし、しかも非線形
光学効果に関係する電子的相互作用を保ったままにする
ことができる。
共役有機系で特に重要なことは、この非線形効果の源が
、無機材料で見られる核座標の変位又は再配列に対して
、π−電子雲の分極だということである。
、無機材料で見られる核座標の変位又は再配列に対して
、π−電子雲の分極だということである。
有機及びポリマー材料の非線形の光学的性質は、198
2年9月の米国化学会(American Chemi
cal S。
2年9月の米国化学会(American Chemi
cal S。
ciety)第18回年次大会でACSボリマーケミス
トリーデビジョンンが主催したシンポジウムの主題であ
った。その年金に提出された論文は、ACSシンポジウ
ムシリーズ233(米国化学会、ワシントン州、198
3)に公表されている。
トリーデビジョンンが主催したシンポジウムの主題であ
った。その年金に提出された論文は、ACSシンポジウ
ムシリーズ233(米国化学会、ワシントン州、198
3)に公表されている。
透明な薄い基材の形態をなす有機非線形光学媒体は、米
国特許第4,536,450号;同第4,605,86
9号;同第4,607,095号;同第4,615.9
62号;及び同第4,624,872号に記載されてい
る。
国特許第4,536,450号;同第4,605,86
9号;同第4,607,095号;同第4,615.9
62号;及び同第4,624,872号に記載されてい
る。
前記の刊行物を引用する。
(発明が解決しようとする課題)
レーザ変調、光学回路内での情報コントロール等に適し
た新規な光学的有機媒体及び電気光学的デバイスを開発
せんとする研究努力は引き続き行われている。非常に高
い周波数の用途に対する大きな二次及び三次の非線形性
を持った有機材料の潜在的有用性は、従来の無機の電気
光学的材料で帯域幅が制限されたことに対し際立ったも
のである。
た新規な光学的有機媒体及び電気光学的デバイスを開発
せんとする研究努力は引き続き行われている。非常に高
い周波数の用途に対する大きな二次及び三次の非線形性
を持った有機材料の潜在的有用性は、従来の無機の電気
光学的材料で帯域幅が制限されたことに対し際立ったも
のである。
従1て、本発明の一目的は、低電圧動作の電気光学的光
変調器に用いる新規な導波媒体を提供することである。
変調器に用いる新規な導波媒体を提供することである。
本発明の別の目的は、有機の非線形光学導波チャンネル
構成体を含む光学的損失の少ない電気光学的光変調器を
提供することである。
構成体を含む光学的損失の少ない電気光学的光変調器を
提供することである。
本発明の更なる目的は、偏光に不感性のポリマー薄膜電
気光学的光振幅変調器を提供することである。
気光学的光振幅変調器を提供することである。
本発明のその他の目的並びに利点は、以下の説明及び図
面から明らかになるであろう。
面から明らかになるであろう。
(課題を解決するための手段)
本発明の一以上の目的は、下記のものからなる光の光学
的変調に用、いる導波媒体の提供により達成される。す
なわち、 a、二次の非線形光学感受率χ(2)を示す導波有機薄
膜コンポーネント:及び b.導波薄膜コンポーネントよりも低い屈折率を有し且
つ二次の非線形光学感受率χ(2)を示す透明な有機ポ
リマーブレンドの媒体から夫々構成される上部クラッド
層及び下部クラッド層;からなる光の光学的変調用の導
波媒体である。
的変調に用、いる導波媒体の提供により達成される。す
なわち、 a、二次の非線形光学感受率χ(2)を示す導波有機薄
膜コンポーネント:及び b.導波薄膜コンポーネントよりも低い屈折率を有し且
つ二次の非線形光学感受率χ(2)を示す透明な有機ポ
リマーブレンドの媒体から夫々構成される上部クラッド
層及び下部クラッド層;からなる光の光学的変調用の導
波媒体である。
本発明の別の実施態様では、下記のものからなる基材の
積層体からなる薄膜導波電気光学的光変調器を提供する
。すなわち、 a、約3−10ミクロンの厚みを有し、二次の非線形光
学感受率χ(2)を示す有機ポリマーコンポーネントの
導波薄膜; b、該導波薄膜コンポーネントよりも約0.002−0
゜02低い屈折率を有し且つ二次の非線形光学感受率χ
(2)を示す有機ポリマーブレンド媒体から夫々構成さ
れる上部クラッド層及び下部クラッド層;及び C1導波薄膜とクラッド層との組デバイスに電界を印加
するよう配置される電極; からなる基材の積層体から構成される薄膜導波電気光学
的光変調器である。
積層体からなる薄膜導波電気光学的光変調器を提供する
。すなわち、 a、約3−10ミクロンの厚みを有し、二次の非線形光
学感受率χ(2)を示す有機ポリマーコンポーネントの
導波薄膜; b、該導波薄膜コンポーネントよりも約0.002−0
゜02低い屈折率を有し且つ二次の非線形光学感受率χ
(2)を示す有機ポリマーブレンド媒体から夫々構成さ
れる上部クラッド層及び下部クラッド層;及び C1導波薄膜とクラッド層との組デバイスに電界を印加
するよう配置される電極; からなる基材の積層体から構成される薄膜導波電気光学
的光変調器である。
薄膜導波路は、多くの用途で、単一チャンネル位相変調
器、二チャンネル方向性結合、クロスバ−スイッチング
又はマツハ−ツエンター変調器の構成のような単一モー
ドチャンネル構造を有している。
器、二チャンネル方向性結合、クロスバ−スイッチング
又はマツハ−ツエンター変調器の構成のような単一モー
ドチャンネル構造を有している。
本発明で用いる「ポリマーブレンド」なる語は、少なく
ともその一種がポリマーであって、少なくともその一種
が二次の非線形光学応答を示すような二種以上の成分の
混合物を示す。ポリマーブレンドクラッド層は、光学的
に透明であって、入射基底光周波数及び調和光周波数に
関し光透過性である。
ともその一種がポリマーであって、少なくともその一種
が二次の非線形光学応答を示すような二種以上の成分の
混合物を示す。ポリマーブレンドクラッド層は、光学的
に透明であって、入射基底光周波数及び調和光周波数に
関し光透過性である。
更なる実施態様として、本発明は下記のものからなる干
渉計型導波電気光学的光変調器を提供する。すなわち、 a、共通の入力光を分流して共に伸長する実質的に同一
の光学長を有するチャンネルを形成し、共通の出力光に
再合流する第一及び第二の導波チャンネル、但し該導波
チャンネルは、(1)二次の非線形光学感受率χ32ゝ
を示す導波有機薄膜コンポーネント及び(2)夫々導波
薄膜コンポーネントよりも低い屈折率を有し且つ二次の
非線形光学感受率χ(2)示す上部有機ポリマーブレン
ドクラッド層及び下部有機ポリマーブレンドクラッド層
からなる有機基材の積層体から構成され、該導波チャン
ネルは夫々的3−10ミクロンの厚み及び幅を有する・
及び b.チャンネル有機媒体への電界印加を容易にするよう
チャンネルに沿った近くに間隔をあけて配置される一組
の電極、但し間隔をあけて配置された電極間の有機媒体
域は、印加電界の方向に平行な非中心対称性分子配向を
有する; からなる干渉計型の導波電気光学的光変調器である。
渉計型導波電気光学的光変調器を提供する。すなわち、 a、共通の入力光を分流して共に伸長する実質的に同一
の光学長を有するチャンネルを形成し、共通の出力光に
再合流する第一及び第二の導波チャンネル、但し該導波
チャンネルは、(1)二次の非線形光学感受率χ32ゝ
を示す導波有機薄膜コンポーネント及び(2)夫々導波
薄膜コンポーネントよりも低い屈折率を有し且つ二次の
非線形光学感受率χ(2)示す上部有機ポリマーブレン
ドクラッド層及び下部有機ポリマーブレンドクラッド層
からなる有機基材の積層体から構成され、該導波チャン
ネルは夫々的3−10ミクロンの厚み及び幅を有する・
及び b.チャンネル有機媒体への電界印加を容易にするよう
チャンネルに沿った近くに間隔をあけて配置される一組
の電極、但し間隔をあけて配置された電極間の有機媒体
域は、印加電界の方向に平行な非中心対称性分子配向を
有する; からなる干渉計型の導波電気光学的光変調器である。
本発明実施態様の本質的な特徴は、薄膜コンポーネント
と上部及び下部のクラッド層との組コンポーネントから
なる統合された導波機能であり、その組デバイスの全要
素共、偏光にされた電磁輻射の変調及び透過に適したも
のである。
と上部及び下部のクラッド層との組コンポーネントから
なる統合された導波機能であり、その組デバイスの全要
素共、偏光にされた電磁輻射の変調及び透過に適したも
のである。
この導波薄膜コンポーネントは、それに隣接する二層の
光学的に透明な有機ポリマーブレンドクラッド層よりも
高い屈折率を有するので、透過される光エネルギーの大
部分を変調する。両クラッド層は共に二次の非線形光学
応答を示すので、薄膜導波媒体からクラッド層内で反射
する光は、変調されて薄膜光透過と同時に透過される。
光学的に透明な有機ポリマーブレンドクラッド層よりも
高い屈折率を有するので、透過される光エネルギーの大
部分を変調する。両クラッド層は共に二次の非線形光学
応答を示すので、薄膜導波媒体からクラッド層内で反射
する光は、変調されて薄膜光透過と同時に透過される。
二次の非線形光学応答を示すために、薄膜及びクラッド
層は、各々、有機分子の巨視的な非中心対称性配列を有
する。以下で更に詳しく説明するように、要求される非
中心対称的な分子配向は、薄膜とクラッド層との組み合
わせコンポーネントに電界を加え、その間、印加電界に
より誘起される可動有機分子の配向を容易にするよう該
組合わせコンポーネントを加熱状態におくことにより達
成することができる。
層は、各々、有機分子の巨視的な非中心対称性配列を有
する。以下で更に詳しく説明するように、要求される非
中心対称的な分子配向は、薄膜とクラッド層との組み合
わせコンポーネントに電界を加え、その間、印加電界に
より誘起される可動有機分子の配向を容易にするよう該
組合わせコンポーネントを加熱状態におくことにより達
成することができる。
薄膜及びクラッド層は夫々光を変調する能力があるので
、全入射光エネルギーは変調=透過され、それにより所
望の変調度に対する電圧を低くすることができる。
、全入射光エネルギーは変調=透過され、それにより所
望の変調度に対する電圧を低くすることができる。
一以上の集積光学導波デバイスを有する光フアイバデー
タ伝送システムで効率的なデータ伝送を行なうには、光
信号の結合損失及び伝播損失を最小にする必要がある、
光信号損失は、ファイバ径と導波路寸法を一致させるこ
とにより減らすことができる。しかしながら、集積光学
変調器の変調スキームは、すべてデバイスの導波媒体の
単一モード性に基礎を置いているので、導波媒体とクラ
ッド層との間の屈折率差を正確に調製しない限り、導波
路寸法をファイバ径に任意に合わせることはできない。
タ伝送システムで効率的なデータ伝送を行なうには、光
信号の結合損失及び伝播損失を最小にする必要がある、
光信号損失は、ファイバ径と導波路寸法を一致させるこ
とにより減らすことができる。しかしながら、集積光学
変調器の変調スキームは、すべてデバイスの導波媒体の
単一モード性に基礎を置いているので、導波媒体とクラ
ッド層との間の屈折率差を正確に調製しない限り、導波
路寸法をファイバ径に任意に合わせることはできない。
現在取り扱われている代表的な単一モードファイバの直
径は、約5−10ミクロンである。
径は、約5−10ミクロンである。
単一モード光ファイバとの結合損失が少ない単一モード
導波チャンネルの開発には、クラッド層と導波媒体との
屈折率差を約0.002−0.02の範囲内に調節する
ことが必要である。
導波チャンネルの開発には、クラッド層と導波媒体との
屈折率差を約0.002−0.02の範囲内に調節する
ことが必要である。
本発明実施態様の一つの本質的特徴は、全て偏光化され
た電磁輻射の調製及び透過に適し且つ秀れた光学的損失
性態を示すような薄膜コンポネントと上部及び下部クラ
ッド層との組コンポネントの統合化された導波機能であ
る。
た電磁輻射の調製及び透過に適し且つ秀れた光学的損失
性態を示すような薄膜コンポネントと上部及び下部クラ
ッド層との組コンポネントの統合化された導波機能であ
る。
第1図は、本発明の偏光に不感性なマッハ−ツェンダー
干渉計型電気光学的光変調器の概要図である。
干渉計型電気光学的光変調器の概要図である。
第2図及び第3図は、第1図の平面概要図であって、印
加電界の方向に平行な有機分子の非中心対称性配向を示
すものである。
加電界の方向に平行な有機分子の非中心対称性配向を示
すものである。
第1図に示す本発明の偏光に不感性な干渉計型導波デバ
イスでは、各導波チャンネルの伝播定数は、夫々の導波
チャンネルに別々に印加された垂直電界及び水平電界に
より変化する。この両チャンネル内での光伝播速度の差
が、電気的に調節される位相シフトを発生させる。出力
光の強さは位相シフトに従って変化し、従って電気光学
的効果を有して印加電圧により変調される。
イスでは、各導波チャンネルの伝播定数は、夫々の導波
チャンネルに別々に印加された垂直電界及び水平電界に
より変化する。この両チャンネル内での光伝播速度の差
が、電気的に調節される位相シフトを発生させる。出力
光の強さは位相シフトに従って変化し、従って電気光学
的効果を有して印加電圧により変調される。
この光変調の偏光に不感性な特性は、各導波チャンネル
上に別々に配置された二個の平行な電極の組の電圧を、
水平電界及び垂直電界によりTE及び7Mモードの等位
相変調となるようバランスさせることにより達成される
。
上に別々に配置された二個の平行な電極の組の電圧を、
水平電界及び垂直電界によりTE及び7Mモードの等位
相変調となるようバランスさせることにより達成される
。
印加電圧はACであってもDCであってもよく、代表的
には約0−400ボルトのボルトの範囲で変化し、印加
電界の周波数はDC乃至ギガヘルツ域で変化する。
には約0−400ボルトのボルトの範囲で変化し、印加
電界の周波数はDC乃至ギガヘルツ域で変化する。
第1図を参照すると、干渉計10は支持基材上の透明な
非線形光学ポリマー膜コンポーネント11から構成され
る。膜11は入力光導波路12の一体形状を有し、該導
波路は14でY分岐してランダム偏光の入力光パワー2
0を光路チャンネル22と光路チャンネル23に分割す
る。チャンネル22及び23に沿って伝播する光は、1
5のY分岐で再合流し、導波路16を経由して出力光2
1として出る。この導波チャンネルのポリマー媒体は、
それに隣接するポリマー膜よりも高目の屈折率を有し、
かつまた、保護層として使用される非線形光学応答性の
クラッド層よりも高目の屈折率を有する。
非線形光学ポリマー膜コンポーネント11から構成され
る。膜11は入力光導波路12の一体形状を有し、該導
波路は14でY分岐してランダム偏光の入力光パワー2
0を光路チャンネル22と光路チャンネル23に分割す
る。チャンネル22及び23に沿って伝播する光は、1
5のY分岐で再合流し、導波路16を経由して出力光2
1として出る。この導波チャンネルのポリマー媒体は、
それに隣接するポリマー膜よりも高目の屈折率を有し、
かつまた、保護層として使用される非線形光学応答性の
クラッド層よりも高目の屈折率を有する。
電極25は電圧源27に接続、かつ、作動されてチャン
ネル22に垂直電界を印加する。電極26は電圧源28
に接続、かつ、作動されてチャンネル23に水平電界を
印加する。チャンネル22内の電極25間のポリマー媒
体は、電極25が加える垂直電界に平行な安定分子配向
を有する。チャンネル23内の電極26間のポリマー媒
体は、電極26が加える水平電界に平行な安定分子配向
を有する。
ネル22に垂直電界を印加する。電極26は電圧源28
に接続、かつ、作動されてチャンネル23に水平電界を
印加する。チャンネル22内の電極25間のポリマー媒
体は、電極25が加える垂直電界に平行な安定分子配向
を有する。チャンネル23内の電極26間のポリマー媒
体は、電極26が加える水平電界に平行な安定分子配向
を有する。
動作モードで、デバイス10は、入力レーザ線20を与
える任Xm光のレーザ線輻射源30:及び出力信号21
を変換して電気信号に再構成する光検出器31と組み合
わせて使用される。
える任Xm光のレーザ線輻射源30:及び出力信号21
を変換して電気信号に再構成する光検出器31と組み合
わせて使用される。
このコヒーレントな入力電磁輻射は、半導体による80
0−1500nm出力光のようなレーザ線であることが
好ましい。
0−1500nm出力光のようなレーザ線であることが
好ましい。
第3図に示す有機の膜支持基材は、任意の適当な非導電
性媒体、例えばプラスチック、ガラス又はケイ素で製作
することができる。
性媒体、例えばプラスチック、ガラス又はケイ素で製作
することができる。
第2図を参照すると、チャンネル23は、電極26が加
える電界の方向にに対して平行な非中心対称性配向を有
し、その配向は導波デバイス面に対して平行である。
える電界の方向にに対して平行な非中心対称性配向を有
し、その配向は導波デバイス面に対して平行である。
第3図では、基材10を導波層の積層組コンポーネント
用の支持層として示している。チャンネル22とクラッ
ド層24は、電極25が加える電界の方向に平行な有機
分子の非中心対称性配向を有し、その配向は導波デバイ
ス面に対して垂直である。
用の支持層として示している。チャンネル22とクラッ
ド層24は、電極25が加える電界の方向に平行な有機
分子の非中心対称性配向を有し、その配向は導波デバイ
ス面に対して垂直である。
本発明の電気光学デバイスの薄膜有機導波媒体とクラッ
ド層は透明であり、かつ、等方的又は液晶的な物理的性
質を有し、夫々非線形の光学的応答を示すものである。
ド層は透明であり、かつ、等方的又は液晶的な物理的性
質を有し、夫々非線形の光学的応答を示すものである。
代表的な薄膜有機媒体又はクラッド層は、ポリマーホス
トとゲスト成分とのブレンドからなる。
トとゲスト成分とのブレンドからなる。
この薄膜及びクラッド層の非線形的な光学的性質は、ゲ
スト成分単独で調節することができるし、或いはホスト
及びゲスト成分の両方が非線形光学感受率を示すことも
ある。
スト成分単独で調節することができるし、或いはホスト
及びゲスト成分の両方が非線形光学感受率を示すことも
ある。
好適なホストポリマーの例は、ポリメタクリル酸メチル
、酢酸セルロース、ポリシロキサン、ポリアクリルアミ
ド、ポリアクリロニトリル、ポリカーボネート、ナイロ
ン、ポリエチレン、ポリスルホン、ポリスチレン、ポリ
ウレタン等である。
、酢酸セルロース、ポリシロキサン、ポリアクリルアミ
ド、ポリアクリロニトリル、ポリカーボネート、ナイロ
ン、ポリエチレン、ポリスルホン、ポリスチレン、ポリ
ウレタン等である。
好適なゲスト化合物の例は、4−ニトロアニリン、2−
メチル−4−ニトロアニリン、4−N、N−ジメチルア
ミノ−4゛−二トロスチルベン(DANS)等である。
メチル−4−ニトロアニリン、4−N、N−ジメチルア
ミノ−4゛−二トロスチルベン(DANS)等である。
その他の好適な非線形光学活性ゲスト化合物は、次式に
対応するキノジメタン構造で示される。
対応するキノジメタン構造で示される。
但し上記式中、nは約0−3の値をもつ整数であり;R
及びR1は、水素並びに約1乃至20炭素原子を含む脂
肪族、脂環式及び芳香族の基から選択される置換基であ
って、R置換基の少なくとも一個は電子供与性基であり
、かつ、R1置換基の少なくとも一個は電子引抜き性基
である。
及びR1は、水素並びに約1乃至20炭素原子を含む脂
肪族、脂環式及び芳香族の基から選択される置換基であ
って、R置換基の少なくとも一個は電子供与性基であり
、かつ、R1置換基の少なくとも一個は電子引抜き性基
である。
非線形光学活性キノジメタン化合物種の例は、7.7−
(n−へキシルデシルアミノ)−8,8−ジシアノキノ
ジメタン、 13.13−ジアミノ−14,14−ジシ
アノジフェノキノジメタン; 13,13−ジ(ジメチ
ルアミノ)14.14−ジシアノジフェノキノジメタン
、 13,13ジ(n−ヘキサデシルアミノ)−14,
14−ジシアノジフェノキノジメタン; 13,13−
エチレンジアミノ−14,14−ジシアノジフェノキノ
ジメタン、 13.13−ジ(ジメチルアミノ)−14
,14−ジシアノ−4,5,9,10テトラヒドロピレ
ノキノジメタン、 13.13−ジ(n−ヘキサデシル
アミノ)−14,14−ジシアノ−4,5,9,10−
テトラヒドロピレノキノジメタン; 13.13− (
mヘキサデシルアミノ’)−14,14−ジシアノ−4
,5,9,10−テトラヒドロピレノキノジメタン等で
ある。
(n−へキシルデシルアミノ)−8,8−ジシアノキノ
ジメタン、 13.13−ジアミノ−14,14−ジシ
アノジフェノキノジメタン; 13,13−ジ(ジメチ
ルアミノ)14.14−ジシアノジフェノキノジメタン
、 13,13ジ(n−ヘキサデシルアミノ)−14,
14−ジシアノジフェノキノジメタン; 13,13−
エチレンジアミノ−14,14−ジシアノジフェノキノ
ジメタン、 13.13−ジ(ジメチルアミノ)−14
,14−ジシアノ−4,5,9,10テトラヒドロピレ
ノキノジメタン、 13.13−ジ(n−ヘキサデシル
アミノ)−14,14−ジシアノ−4,5,9,10−
テトラヒドロピレノキノジメタン; 13.13− (
mヘキサデシルアミノ’)−14,14−ジシアノ−4
,5,9,10−テトラヒドロピレノキノジメタン等で
ある。
上記キノジタン化合物の合成については、米国特許筒4
、640 、800号及び同第4,707,305号
に記載されており、これらを引用する。
、640 、800号及び同第4,707,305号
に記載されており、これらを引用する。
本発明で用いる「電子供与性」なる語は、電磁エネルギ
ーの入射により共役電子構造が分極する際にπ−電子系
に電子密度を加える有機置換基を示し、例えばアミノ、
オキシ又はチオである。
ーの入射により共役電子構造が分極する際にπ−電子系
に電子密度を加える有機置換基を示し、例えばアミノ、
オキシ又はチオである。
本発明で用いる「電子引抜き性」なる語は、電磁エネル
ギーの入射により共役電子構造が分極する際にπ−電子
系から電子密度を引き寄せる電気的に陰性な有機置換基
を示し、例えばニトロ、シアノ、トリフルオロメチル、
トリシアノビニル又はトリフロン(triflon)で
ある。
ギーの入射により共役電子構造が分極する際にπ−電子
系から電子密度を引き寄せる電気的に陰性な有機置換基
を示し、例えばニトロ、シアノ、トリフルオロメチル、
トリシアノビニル又はトリフロン(triflon)で
ある。
個々のホストポリマーは、製作し易さ、光学的諸性質及
び有機ゲスト成分との相溶性を考慮して選択される。こ
のゲスト成分は、代表的には、薄膜導波路又はクラッド
層のゲスト/ホスト媒体の約5−60重量パーセントを
占める。
び有機ゲスト成分との相溶性を考慮して選択される。こ
のゲスト成分は、代表的には、薄膜導波路又はクラッド
層のゲスト/ホスト媒体の約5−60重量パーセントを
占める。
非線形光学応答を示すポリマーはホスト成分として使用
可能であり、或いはそれを一種以上のポリマー成分と混
合して使用することができる。このタイプの有機成分は
、化学式−[−P’−]−に対応す8゜ M′ る繰り返しモノマー単位を特徴とする熱可塑性ポリマー
により示される。但し上式中、P′はポリマーの主鎖単
位であり、Soは約1−20炭素の線状鎖長を有する柔
軟なスペーサ基であり、14゛は二次の非線形光学感受
率βを示す懸垂基であり、かつ、該懸垂基はポリマーの
約10重量パーセント以上を占め、該ポリマーは約40
℃を超えるガラス転移温度を有する。
可能であり、或いはそれを一種以上のポリマー成分と混
合して使用することができる。このタイプの有機成分は
、化学式−[−P’−]−に対応す8゜ M′ る繰り返しモノマー単位を特徴とする熱可塑性ポリマー
により示される。但し上式中、P′はポリマーの主鎖単
位であり、Soは約1−20炭素の線状鎖長を有する柔
軟なスペーサ基であり、14゛は二次の非線形光学感受
率βを示す懸垂基であり、かつ、該懸垂基はポリマーの
約10重量パーセント以上を占め、該ポリマーは約40
℃を超えるガラス転移温度を有する。
上式に対応する熱可塑性の側鎖ポリマーは、その物理的
性質が等方性又は液晶性のものとすることができる。好
適な側鎖ポリマーは米国特許筒4゜694.066号に
記載されている。側鎖ポリマーの例は、ポリ[6−(4
−ニトロビフェニロキシ)へキシルメタクリレ−トコ、
ポリ(N−4−ニトロフェニル−4−ピペリジル)メタ
クリレート)及び次式のようなスチルベン含有ポリマー
である。
性質が等方性又は液晶性のものとすることができる。好
適な側鎖ポリマーは米国特許筒4゜694.066号に
記載されている。側鎖ポリマーの例は、ポリ[6−(4
−ニトロビフェニロキシ)へキシルメタクリレ−トコ、
ポリ(N−4−ニトロフェニル−4−ピペリジル)メタ
クリレート)及び次式のようなスチルベン含有ポリマー
である。
本発明の電気光学的デバイスは、非線形光学活性ゲスト
分子や前記タイプのポリマーの非線形光学活性懸垂側鎖
等の、分子双極子の配列が外部電界により誘起されるよ
うな導波薄膜及びクラッドの光学路を有する。
分子や前記タイプのポリマーの非線形光学活性懸垂側鎖
等の、分子双極子の配列が外部電界により誘起されるよ
うな導波薄膜及びクラッドの光学路を有する。
薄膜及びクラッド層の分極(Pa l ing)は、そ
の組コンポーネントを有機媒体の融点又はガラス転翅温
度の近く若しくはそれ以上に加熱し、引き続き該有機媒
体にDC電界(例えば50−300 V/μm)を加え
て分子双極子を単軸配向で配列させることにより好便に
達成することができる。次に、有機層を印加DC電界の
影響下に保ったまま冷却するのである。このようにして
、安定で永久的な分子配向が、第2図及び第3図に示し
た電極対間のように剛性な構造内に固定される。
の組コンポーネントを有機媒体の融点又はガラス転翅温
度の近く若しくはそれ以上に加熱し、引き続き該有機媒
体にDC電界(例えば50−300 V/μm)を加え
て分子双極子を単軸配向で配列させることにより好便に
達成することができる。次に、有機層を印加DC電界の
影響下に保ったまま冷却するのである。このようにして
、安定で永久的な分子配向が、第2図及び第3図に示し
た電極対間のように剛性な構造内に固定される。
第1図、第2図及び第3図の電極対25及び25は、ア
ルミニウム、銀、金、銅、インジウム−酸化錫、チタン
酸インジウム等の適当な導電性材料をストリップコーテ
ィングしたものでよく、DC又はACの電源27及び2
8に接続される。
ルミニウム、銀、金、銅、インジウム−酸化錫、チタン
酸インジウム等の適当な導電性材料をストリップコーテ
ィングしたものでよく、DC又はACの電源27及び2
8に接続される。
第3図に示した薄膜導波層22及びクラッド層24は、
スピンコーティング、散布、ラングミュアブロジェット
沈着、スパッタリング等測々の材料に適した通常製作技
術により支持基材10及び電極と複合化することができ
る。
スピンコーティング、散布、ラングミュアブロジェット
沈着、スパッタリング等測々の材料に適した通常製作技
術により支持基材10及び電極と複合化することができ
る。
以下の実施例は、本発明を更に説明するものである。デ
バイスコンポーネントは代表的なものを示しており、前
記の開示から本発明範囲内の各種の設計及び操作上の変
更を導くことができる。
バイスコンポーネントは代表的なものを示しており、前
記の開示から本発明範囲内の各種の設計及び操作上の変
更を導くことができる。
火1蝕
本実施例では、第1図に示すような本発明の偏光に不感
性な導波電気光学的変調器の製作及び操作を説明する。
性な導波電気光学的変調器の製作及び操作を説明する。
市販の二酸化ケイ素被覆されたシリコンウェハーわパリ
アン(Varia−n)電子線真空蒸着系内に配置する
。99.999%純度のアルミニウム0.1μm層をそ
のウェハー上に蒸着する。
アン(Varia−n)電子線真空蒸着系内に配置する
。99.999%純度のアルミニウム0.1μm層をそ
のウェハー上に蒸着する。
ソリチック(So l 1tec)5100型コーター
を用いて、該アルミニウム被覆ウェハー上にAZ−15
18−ポジティブホトレジスト(ヘキスト、Hoech
st )をスピンコードする。 5000rprmで3
0秒間回転させると、1.5μmのホトレジストが被覆
される。このホトレジスト被覆を真空乾燥器内90℃で
30分間乾燥する。
を用いて、該アルミニウム被覆ウェハー上にAZ−15
18−ポジティブホトレジスト(ヘキスト、Hoech
st )をスピンコードする。 5000rprmで3
0秒間回転させると、1.5μmのホトレジストが被覆
される。このホトレジスト被覆を真空乾燥器内90℃で
30分間乾燥する。
カールスス(Kart Suss)MJB3型マスクア
ライナ−内で該ウェハーを所望形状のマスクと接触させ
て配置し、このマスクをかけれた被覆を405μmの輻
射線(12Q+nJ/cm2)に露光することにより、
このホトレジスト被覆を第1図の下部電極25の形態に
パターン化する。
ライナ−内で該ウェハーを所望形状のマスクと接触させ
て配置し、このマスクをかけれた被覆を405μmの輻
射線(12Q+nJ/cm2)に露光することにより、
このホトレジスト被覆を第1図の下部電極25の形態に
パターン化する。
マスクを取り除き、水に1=1の割合で混ぜたAZ40
0現像剤で45秒間にわたりパターン化されたホトレジ
ストを現像し、脱イオン水で洗浄して現像サイクルを終
了する。
0現像剤で45秒間にわたりパターン化されたホトレジ
ストを現像し、脱イオン水で洗浄して現像サイクルを終
了する。
ウェハーのホトレジスト被覆を120℃の真空乾燥器内
で30分間焼き付ける。露光されたアルミニウムのパタ
ーンをAタイプエツチング液により50℃で20秒間エ
ツチングし、エツチングされた表面を脱イオン水でゆす
ぐのである。
で30分間焼き付ける。露光されたアルミニウムのパタ
ーンをAタイプエツチング液により50℃で20秒間エ
ツチングし、エツチングされた表面を脱イオン水でゆす
ぐのである。
メタクリル酸メチル/4−(N・N゛−メタクロイルエ
トキシ−メチル−アミノ)−4゛−ニトロスチルベン共
重合体組成が夫々50150及び65/35なる二種の
共重合体を3:lの割合で混合したものを25重量%ミ
クロヘキサン溶液にし、それをウェハーのアルミニウム
電極表面に11000rpで20秒間スピンコードする
ことにより、8.0μmの下部有機クラッド層を被覆し
、そのクラッド層を160℃の真空乾燥器内で1時間に
わたり乾燥する。この有機ポリマーは約40,000の
重量平均分子量を有し、クラッド層の屈折率は1.62
3である。
トキシ−メチル−アミノ)−4゛−ニトロスチルベン共
重合体組成が夫々50150及び65/35なる二種の
共重合体を3:lの割合で混合したものを25重量%ミ
クロヘキサン溶液にし、それをウェハーのアルミニウム
電極表面に11000rpで20秒間スピンコードする
ことにより、8.0μmの下部有機クラッド層を被覆し
、そのクラッド層を160℃の真空乾燥器内で1時間に
わたり乾燥する。この有機ポリマーは約40,000の
重量平均分子量を有し、クラッド層の屈折率は1.62
3である。
このクラッド層上にAZ−1518のホトレジスト層を
4000rpmでスピンコードし、該層を405μmの
輻射線(120mJ/cm2)に露光する。0.2μm
のアルミニウム層を該ホトレジスト層上に蒸着する。こ
のアルミニウム層をホトレジスト層で被覆し、該層を第
1図に示したようなマッハ−ツェンダー干渉計型導波路
の形態にパターン化する。この導波路の幅は5μmであ
る。Y接合チャンネルは、1゜2度の全角で分離・再結
合する。
4000rpmでスピンコードし、該層を405μmの
輻射線(120mJ/cm2)に露光する。0.2μm
のアルミニウム層を該ホトレジスト層上に蒸着する。こ
のアルミニウム層をホトレジスト層で被覆し、該層を第
1図に示したようなマッハ−ツェンダー干渉計型導波路
の形態にパターン化する。この導波路の幅は5μmであ
る。Y接合チャンネルは、1゜2度の全角で分離・再結
合する。
この導波構造体の上表面を、前述のような酸素プラズマ
条件下に10分間にわたり反応性イオンエツチングに露
出し、マツへ=ツエンダー干渉形型導波路形態の導波チ
ャンネルに現像する。このエツチングサイクルで、アル
ミニウム表面からホトレジスト被覆も除去される。
条件下に10分間にわたり反応性イオンエツチングに露
出し、マツへ=ツエンダー干渉形型導波路形態の導波チ
ャンネルに現像する。このエツチングサイクルで、アル
ミニウム表面からホトレジスト被覆も除去される。
該導波構造体をAZ−400に現像剤に一分間浸漬して
、アルミニウム層及び下部ホトレジスト層を除去する。
、アルミニウム層及び下部ホトレジスト層を除去する。
該クラッド層のマッハ−ツェンダー導波チャンネルパタ
ーン上に、非線形光学活性薄膜をスピンコードする。ス
ピンコード媒体は、メタクリル酸メチル/4−(N、N
’−メタクロイル−エトキシ−メチルアミノ)−4−ニ
トロスチルベン(50150)共重合体の20重量パー
セントのシクロヘキサノン溶液である。この導波層の厚
みは、200Orpmのスビーンコート速度のとき、チ
ャンネルの外側で約2ミクロンである。この二層構造体
を160℃の真空乾燥器内で1時間にわたり乾燥する。
ーン上に、非線形光学活性薄膜をスピンコードする。ス
ピンコード媒体は、メタクリル酸メチル/4−(N、N
’−メタクロイル−エトキシ−メチルアミノ)−4−ニ
トロスチルベン(50150)共重合体の20重量パー
セントのシクロヘキサノン溶液である。この導波層の厚
みは、200Orpmのスビーンコート速度のとき、チ
ャンネルの外側で約2ミクロンである。この二層構造体
を160℃の真空乾燥器内で1時間にわたり乾燥する。
この導波層の屈折率は1.630である。
下部クラッド層に関して前述した同じ方法で、この乾燥
した多層チャンネル導波路に厚み5ミクロンの上部クラ
ッド層をスピンコードする。
した多層チャンネル導波路に厚み5ミクロンの上部クラ
ッド層をスピンコードする。
上部有機クラッド層上に0.1μmのアルミニウム層を
蒸着し、前記のパターン化法に従って第1図の上部電極
25及び電極26を形成する。
蒸着し、前記のパターン化法に従って第1図の上部電極
25及び電極26を形成する。
この導波構造体の対向する端部を開裂して、導波薄膜及
びクラッドの組コンポーネントの入力光を結合する鋭い
面を準備する。
びクラッドの組コンポーネントの入力光を結合する鋭い
面を準備する。
このチャンネル導波構造体が単一モード性であることは
、1340μmのレーザ線を一端で結合させ、かつ、出
力ビームの遠距離電磁界(far field)パター
ンが単一スポットであるようにして確認される。各端面
での結合損失は約1dBである。
、1340μmのレーザ線を一端で結合させ、かつ、出
力ビームの遠距離電磁界(far field)パター
ンが単一スポットであるようにして確認される。各端面
での結合損失は約1dBである。
このポリマー導波組コンポーネントの二組の電極間のニ
セクションの分子配向は、夫々の組の電極に電界を加え
ることにより行われる。
セクションの分子配向は、夫々の組の電極に電界を加え
ることにより行われる。
斯く製作された導波デバイスをメトラー(Metler
)ホットステージ内に配置し、この装置の温度を1℃/
分で140℃まで高める。−組の電極に70V/μmの
DC電界と5ボルト正弦(10,000t、)のAC電
圧を加え、他の組の電極には可変DC電圧と5ボルト正
弦(10,000t)の電圧を加える。
)ホットステージ内に配置し、この装置の温度を1℃/
分で140℃まで高める。−組の電極に70V/μmの
DC電界と5ボルト正弦(10,000t、)のAC電
圧を加え、他の組の電極には可変DC電圧と5ボルト正
弦(10,000t)の電圧を加える。
対物レンズ(10x)を用いて、1.34μmの輻射線
(100mV連続波)を該マッハ−ツェンダー導波路内
に焦点を合わせて結合する。この導波路の出力光を倍率
10の顕微鏡対物レンズ、偏光ビームスプリッタ−及び
二個の光検出器に通す。検出器の信号を二個のロッキン
(Iockin)増幅器に伝送する。
(100mV連続波)を該マッハ−ツェンダー導波路内
に焦点を合わせて結合する。この導波路の出力光を倍率
10の顕微鏡対物レンズ、偏光ビームスプリッタ−及び
二個の光検出器に通す。検出器の信号を二個のロッキン
(Iockin)増幅器に伝送する。
両増幅器を10,000ヘルツの信号に同調させ、両増
幅器の信号が同一になるまで第一組電極の可変DC電圧
を調整する。
幅器の信号が同一になるまで第一組電極の可変DC電圧
を調整する。
この導波ユニットを140℃で20分間にわたり調整さ
れた印加電界下に保持し、導波ユニットが1℃/分で室
温まで冷却される間、この印加電界を維持する。
れた印加電界下に保持し、導波ユニットが1℃/分で室
温まで冷却される間、この印加電界を維持する。
導波路の操作時に実行される光変調は、二組の電極に加
える電圧が、伝達光のTEモード及びTMモードの等位
相変調を行うよう調製されているので、偏光に不感性で
ある。
える電圧が、伝達光のTEモード及びTMモードの等位
相変調を行うよう調製されているので、偏光に不感性で
ある。
4、 「図面の簡単な説明」
第1図は、本発明の偏光に不感性なマッハ−ツェンダー
干渉計型電気光学的光変調器の概要図である。
干渉計型電気光学的光変調器の概要図である。
第2図及び第3図は、第1図の平面概要図であって、印
加電界の方向に平行な有機分子の非中心対称性配向を示
すものである。
加電界の方向に平行な有機分子の非中心対称性配向を示
すものである。
(外3名)
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.a.二次の非線形光学感受率χ^(^2^)を示す
有機薄膜導波コンポーネント;及び b.該薄膜導波コンポーネントよりも低い屈折率を有し
、かつ、二次の非線形光学感受率χ^(^2^)を示す
透明な有機ポリマーブレンド媒体から夫々なる上部クラ
ッド層及び下部クラッド層; からなる光変調用の導波媒体。 2.薄膜導波コンポーネントが、有機ポリマーホストマ
トリックスと、二次の非線形光学感受率βを示す有機ゲ
スト化合物とからなる請求項1記載の導波媒体。 3.各クラッド層が、ポリマーホストマトリックスと二
次の非線形光学感受率βを示す有機ゲスト化合物とから
なる請求項1記載の導波媒体。 4.薄膜導波コンポーネントが、二次の非線形光学感受
率βを示す懸垂側鎖をもった有機ポリマーからなり、各
クラッド層が二次の非線形光学感受率βを示す懸垂側鎖
をもったポリマーを一種以上有し、かつ、各クラッド層
が導波コンポーネントよりも約0.002−0.02低
い屈折率を有する請求項1記載の導波媒体。 5.各クラッド層が二次の非線形光学感受率βを示す懸
垂側鎖をもった二種以上のコポリマーを含有し、該コポ
リマーは分子当たりの懸垂側鎖の数が相異なるものであ
り、かつ、各クラッド層が導波コンポーネントよりも約
0.002−0.02低い屈折率を有する請求項1記載
の導波媒体。 6.a.二次の非線形光学感受率χ^(^2^)を示し
、約4−10ミクロンの厚みを有する有機ポリマーコン
ポーネントの導波薄膜; b.導波薄膜コンポーネントよりも約0.002−0.
02低い屈折率を有し、かつ、二次の非線形光学感受率
χ^(^2^)を示す有機ポリマーブレンド媒体から夫
々なる上部クラッド層及び下部クラッド層;及び c.導波薄膜とクラッド層との組コンポーネントに電界
を印加するよう配置される電極;からなる基材を積層し
た組コンポーネントからなる薄膜導波電気光学的光変調
器。 7.薄膜コンポーネントが、夫々約3−10ミクロの厚
み及び幅のチャンネル位相変調器構成を有する請求項6
記載の薄膜導波変調器。 8.薄膜コンポーネントが、干渉計型チャンネル導波構
成を有する請求項6記載の薄膜導波変調器。 9.基材を積層した組コンポーネントが、偏光に不感性
なマッハ−ツェンダー干渉計型導波構造を有する請求項
6記載の薄膜導波変調器。 10.薄膜コンポールントが二個のチャンネル方向性結
合器構成を有する請求項6記載の薄膜導波変調器。 11.薄膜コンポーネントが二個のチャンネルクロス−
バースイッチング構成を有する請求項6記載の薄膜導波
変調器。 12.薄膜導波コンポーネントとクラッド層とが、夫々
、二次の非線形光学感受率βを示す懸垂側鎖をもった有
機ポリマーを含有し、かつ、該薄膜コンポーネントとク
ラッド層とが、非中心対称性ポリマー分子配向の安定な
電界誘起域を有する請求項6記載の薄膜導波変調器。 13.導波薄膜コンポーネントとクラッド層とが、夫々
、電子供与性基と電子引抜き性基とを組み合わせたスチ
ルベン構造を含有する懸垂側鎖をもったアクリルポリマ
ーを一種以上含有する請求項6記載の薄膜導波変調器。 14.導波薄膜コンポーネントとクラッド層とが、夫々
、4−アミノ−4−ニトロスチルベン構造を有する懸垂
側鎖をもったアクリルコポリマーを一種以上含有する請
求項6記載の薄膜導波変調器。 15.a.厚み及び幅が夫々約3−10ミクロの単一モ
ード線形導波チャンネルであって、 (1)二次の非線形光学感受率X^(^2^)を示す有
機ポリマーコンポーネントの導波薄膜; (2)該導波薄膜コンポーネントよりも約0.002−
0.02低い屈折率を有し、かつ、二次の非線形光学感
受率χ^(^2^)を示す有機ポリマーブレンド媒体か
ら夫々なる上部クラッド層及び下部クラッド層; からなる基材の積層された組コンポーネントから構成さ
れる単一モード線形導波チャンネル;及び b.該導波チャンネルに電界を加えるように配置される
電極; からなるチャンネル導波電気光学的位相変調器。 16.a.共通入力光から分流して、実質的に同一の光
学長の共に伸長するチャンネルを形成し、かつ、共通の
出力光に合流する、 厚み及び幅が夫々約3−10ミクロンの第一及び第二単
一モード導波チャンネルであって、該導波チャンネルが
、 (1)二次の非線形光学感受率χ^(^2^)を示す有
機薄膜導波コンポーネント; (2)該薄膜導波コンポーネントよりも低い屈折率を有
し且つ二次の非線形光学感受率χ^(^2^)を示す有
機ポリマーブレンドから夫々なる上部有機ポリマーブレ
ンドクラッド層及び下部有機ポリマーブレンドクラッド
層; からなる有機基材の積層された組コンポーネントから構
成されることを特徴とする第一及び第二の単一モード導
波チャンネル;及びb.該チャンネル有機媒体への電界
印加を容易にするためチャンネルに沿った近くに間隔を
あけて配置される電極の組であって、間隔をあけて配置
される電極間の有機媒体域が、印加電界の方向に対して
平行な非中心対称性の分子配向を有することを特徴とす
る電極の組; からなる干渉計型導波電気光学的変調器。 17.チャンネル導波薄膜コンポーネントとクラッド層
とが、夫々、二次の非線形光学感受率βを示す懸垂側鎖
をもった有機ポリマーを一種以上含有し、かつ、各クラ
ッド層が該導波コンポーネントよりも約0.002−0
.02低い屈折率を有する請求項16記載の導波電気光
学的変調器。 18.a.平行かつ共に伸長する近接部内の厚み及び幅
が夫々約3−10ミクロンの第一及び第二単一モード導
波チャンネルであって、 各チャンネルが (1)二次の非線形光学感受率χ^(^2^)を示す有
機ポリマーコンポーネントの導波薄膜; (2)該導波薄膜コンポーネントよりも約0.002−
0.02低い屈折率を有し、かつ、二次の非線形光学感
受率χ^(^2^)を示す有機ポリマーブレンド媒体か
ら夫々構成される上部クラッド層及び下部クラッド層; からなる基材の積層された組コンポーネントから構成さ
れることを特徴とする第一及び第二の単一モード導波チ
ャンネル;及び b.該導波チャンネルに電界を加えるように配置される
電極; からなる方向性結合構成を有するチャンネル導波電気光
学的変調器。 19.a.交叉して接合部を形成する厚み及び幅が夫々
約3−10ミクロンの第一及び第二単一モード導波チャ
ンネルであつて、各チャンネルが (1)二次の非線形光学感受率χ^(^2^)を示す有
機ポリマーコンポーネントの導波薄膜; (2)該導波薄膜コンポーネントよりも約0.002−
0.02低い屈折率を有し、かつ、二次の非線形光学感
受率χ^(^2^)を示す有機ポリマーブレンド媒体か
ら夫々構成される上部クラッド層及び下部クラッド層; からなる基材の積層された組コンポーネントから構成さ
れる第一及び第二の単一モード導波チャンネル;及び b.該チャンネル接合部に電界を加えるように配置され
る電極; からなるクロスバースイチング構成を有するチャンネル
導波電気光学的変調器。
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015197499A (ja) * | 2014-03-31 | 2015-11-09 | 住友大阪セメント株式会社 | 光導波路素子およびその製造方法 |
JP2018112593A (ja) * | 2017-01-09 | 2018-07-19 | 国立研究開発法人情報通信研究機構 | 光制御デバイス及びその製造方法、光集積回路並びに電磁波検出装置 |
JPWO2019039530A1 (ja) * | 2017-08-24 | 2020-09-17 | 国立研究開発法人情報通信研究機構 | 電気光学ポリマー層を含む非線形光学用積層体及びその製造方法 |
Families Citing this family (68)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB8822288D0 (en) * | 1988-09-22 | 1988-10-26 | Bt & D Technologies Ltd | Electro-optic device |
JP2698394B2 (ja) * | 1988-09-30 | 1998-01-19 | キヤノン株式会社 | 非線形光学素子 |
CA2011954C (en) * | 1989-03-14 | 1994-02-22 | Hiroshi Hamano | Optical modulator |
DE3929410A1 (de) * | 1989-09-05 | 1991-03-07 | Standard Elektrik Lorenz Ag | Integrierter lichtwellenleiter |
US5170274A (en) * | 1990-03-01 | 1992-12-08 | Fujitsu Limited | Optical transmitter |
USRE36088E (en) * | 1990-03-01 | 1999-02-09 | Fujitsu Limited | Optical transmitter |
US5076658A (en) * | 1990-04-30 | 1991-12-31 | Unisys Corporation | Non-linear optical polymeric fiber waveguides |
US5039186A (en) * | 1990-08-20 | 1991-08-13 | Hoechst Celanese Corp. | Production of nonlinear optically responsive polymeric waveguides |
DE4033357A1 (de) * | 1990-10-19 | 1992-04-23 | Iot Entwicklungsgesellschaft F | Sensor zum stoffnachweis |
US5119447A (en) * | 1990-11-06 | 1992-06-02 | General Instrument Corporation | Apparatus and method for externally modulating an optical carrier |
US5109441A (en) * | 1991-01-18 | 1992-04-28 | General Instrument Corporation | Fiber optic external modulator |
US5093883A (en) * | 1991-04-26 | 1992-03-03 | Hoechst Celanese Corp. | Nonlinear optically responsive polymeric waveguides |
US5148503A (en) * | 1991-05-29 | 1992-09-15 | Crystal Technology, Inc | Apparatus and method for linearized cascade coupled integrated optical modulator |
US5133037A (en) * | 1991-06-07 | 1992-07-21 | Hoechst Celanese Corp | Polymeric optical modulator and waveguiding media |
US5121453A (en) * | 1991-06-12 | 1992-06-09 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Polarization independent narrow channel wavelength division multiplexing fiber coupler and method for producing same |
US5155620A (en) * | 1991-06-19 | 1992-10-13 | At&T Bell Laboratories | Nonlinear optical devices and methods |
US5271074A (en) * | 1991-11-18 | 1993-12-14 | Raytheon Company | Integrated optical waveguide apparatus |
US5309532A (en) * | 1991-12-02 | 1994-05-03 | The Regents Of The University Of California | Electro-optic intensity modulator with improved linearity |
DE4211693A1 (de) * | 1992-04-08 | 1993-10-14 | Basf Ag | Verfahren zur Untersuchung der physikalischen Eigenschaften dünner Schichten und elektro-optisch aktiven dünnen Schichten |
US5249243A (en) * | 1992-05-21 | 1993-09-28 | Siemens Components, Inc. | Apparatus and method for cascade coupled integrated optical phase modulator for linearization of signal transfer |
US5347377A (en) * | 1992-06-17 | 1994-09-13 | Eastman Kodak Company | Planar waveguide liquid crystal variable retarder |
US5327512A (en) * | 1993-03-01 | 1994-07-05 | Eastman Kodak Company | Langmuir-Blodgett film in an integrated electro-optical scanner |
US5373383A (en) * | 1993-03-02 | 1994-12-13 | The Boeing Company | Optical carrier filtering for signal/noise and dynamic range improvement |
US5613995A (en) * | 1993-04-23 | 1997-03-25 | Lucent Technologies Inc. | Method for making planar optical waveguides |
US5638468A (en) * | 1993-07-07 | 1997-06-10 | Tokin Corporation | Optical modulation system |
TW249815B (ja) * | 1993-08-19 | 1995-06-21 | Akzo Noble Nv | |
JPH07294860A (ja) * | 1994-04-25 | 1995-11-10 | Fuji Photo Film Co Ltd | 電気光学光変調装置 |
US5546480A (en) * | 1995-04-28 | 1996-08-13 | Texas Instruments Incorporated | Hybrid all optical silica waveguide modulator using non-linear electro-optic components |
US5533151A (en) * | 1995-04-28 | 1996-07-02 | Texas Instruments Incorporated | Active cladding optical modulator using an electro-optic polymer on an inorganic waveguide |
US5776374A (en) * | 1995-11-07 | 1998-07-07 | The Dow Chemical Company | Crosslinkable thermoplastic and crosslinked thermoset nonlinear optical polymeric compositions derived from aromatic dihydroxy compounds |
US5917966A (en) * | 1995-12-14 | 1999-06-29 | Motorola Inc. | Interferometric optical chemical sensor |
KR100194622B1 (ko) * | 1995-12-21 | 1999-06-15 | 정선종 | 도파로형 고분자 전기 광학 변조기/스위치의 구조 |
EP0780722A1 (en) * | 1995-12-22 | 1997-06-25 | Akzo Nobel N.V. | Electro-optical device stable in the 600-1600 nanometer wavelength range |
US5751867A (en) * | 1996-01-26 | 1998-05-12 | Hughes Aircraft Company | Polarization-insensitive, electro-optic modulator |
US6091864A (en) * | 1997-04-10 | 2000-07-18 | Ortel Corporation | Linear optical modulator for providing chirp-free optical signals |
US6088500A (en) * | 1997-04-11 | 2000-07-11 | Trw Inc. | Expanded mode wave guide semiconductor modulation |
US6429023B1 (en) * | 1998-07-20 | 2002-08-06 | Shayda Technologies, Inc. | Biosensors with polymeric optical waveguides |
US6661942B1 (en) | 1998-07-20 | 2003-12-09 | Trans Photonics, Llc | Multi-functional optical switch (optical wavelength division multiplexer/demultiplexer, add-drop multiplexer and inter-connect device) and its methods of manufacture |
US6470102B2 (en) * | 2000-01-19 | 2002-10-22 | Finisar Corporation | All-polymer waveguide polarization modulator and method of mode profile control and excitation |
JP2001209018A (ja) * | 2000-01-26 | 2001-08-03 | Nec Corp | モニタ付き光変調器 |
US6514434B1 (en) | 2000-06-16 | 2003-02-04 | Corning Incorporated | Electro-optic chromophore bridge compounds and donor-bridge compounds for polymeric thin film waveguides |
US6444830B1 (en) | 2000-06-16 | 2002-09-03 | Corning Incorporated | Electron acceptors for polymeric thin film waveguide media |
US6584266B1 (en) | 2000-06-16 | 2003-06-24 | Corning Incorporated | Chromophores for polymeric thin films and optical waveguides and devices comprising the same |
US6448416B1 (en) | 2000-06-16 | 2002-09-10 | Corning Incorporated | Electron acceptors for polymeric thin film waveguide media |
WO2002033005A2 (en) * | 2000-10-19 | 2002-04-25 | Trans Photonics, L.L.C. | Novel substituted-polyaryl chromophoric compounds |
US6647185B2 (en) | 2001-01-09 | 2003-11-11 | Vitesse Semiconductor Corporation | Optical interferometric modulator integrated with optical monitoring mechanism |
US6421483B1 (en) * | 2001-01-09 | 2002-07-16 | Versatile Optical Networks, Inc. | Optical monitoring in optical interferometric modulators |
WO2002065218A1 (en) * | 2001-02-12 | 2002-08-22 | Vitesse Semiconductor Corporation | Optical interferometric modulator integrated with optical monitoring mechanism |
US6687425B2 (en) | 2001-07-26 | 2004-02-03 | Battelle Memorial Institute | Waveguides and devices incorporating optically functional cladding regions |
US6782149B2 (en) | 2001-07-26 | 2004-08-24 | Battelle Memorial Institute | Contoured electric fields and poling in polarization-independent waveguides |
US6522793B1 (en) | 2001-11-21 | 2003-02-18 | Andrei Szilagyi | Low voltage electro-optic modulator with integrated driver |
US6711308B2 (en) * | 2001-12-26 | 2004-03-23 | Lucent Technologies Inc. | Electro-optical modulators |
US6795597B2 (en) * | 2002-03-15 | 2004-09-21 | Optimer Photonics, Inc. | Electrode and core arrangements for polarization-independent waveguides |
US6853758B2 (en) * | 2002-07-12 | 2005-02-08 | Optimer Photonics, Inc. | Scheme for controlling polarization in waveguides |
DE10393740T5 (de) * | 2002-11-21 | 2005-11-03 | Optimer Photonics, Inc., Columbus | Integrierte optische Vorrichtungen mit eingebetteten Elektroden sowie Verfahren zu ihrer Herstellung |
US7522784B2 (en) * | 2006-02-27 | 2009-04-21 | Jds Uniphase Corporation | Asymmetric directional coupler having a reduced drive voltage |
US20080180340A1 (en) * | 2007-01-31 | 2008-07-31 | International Business Machines Corporation | Waveguide Coupling Devices |
US20120329865A1 (en) | 2009-12-31 | 2012-12-27 | Huayun Deng | MOLECULES RELATED hERG ION CHANNELS AND THE USE THEREOF |
US9036956B2 (en) | 2012-02-17 | 2015-05-19 | Haynes and Boone, LLP | Method of fabricating a polymer waveguide |
US9490148B2 (en) | 2012-09-27 | 2016-11-08 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Adhesion promoter apparatus and method |
DE102017200764A1 (de) * | 2016-12-20 | 2018-06-21 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Mach-Zehnder-Modulator und Verfahren zum Betreiben eines Mach-Zehnder-Modulators |
US11661428B1 (en) | 2017-10-03 | 2023-05-30 | Lightwave Logic, Inc. | Nonlinear optical chromophores, nonlinear optical materials containing the same, and uses thereof in optical devices |
RU2680990C1 (ru) * | 2018-05-22 | 2019-03-01 | Общество с ограниченной ответственностью "Т8" (ООО "Т8") | Компланарный волновод электрооптического модулятора бегущей волны на базе интерферометра Маха-Цендера |
US11614670B2 (en) | 2018-09-17 | 2023-03-28 | Lightwave Logic, Inc. | Electro-optic polymer devices having high performance claddings, and methods of preparing the same |
CA3183470A1 (en) | 2020-06-25 | 2021-12-30 | Cory Pecinovsky | Nonlinear optical chromophores comprising a diamondoid group |
KR20240118130A (ko) | 2021-12-03 | 2024-08-02 | 라이트웨이브 로직, 인크. | 고비등점 용매를 함유하는 비선형 광학 물질, 및 이를 효율적으로 폴링하는 방법 |
CN118541637A (zh) | 2021-12-10 | 2024-08-23 | 光波逻辑有限公司 | 具有四氢咔唑供体基团的非线性光学发色团、含有它们的溶致组合物和极化这样的组合物的方法 |
US20230212399A1 (en) | 2022-01-05 | 2023-07-06 | Lightwave Logic, Inc. | Nonlinear Optical Chromophores Having Short-Chain Bridge Structures, Low Optical Loss Materials Containing the Same, and Methods for Preparing the Same |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4859876A (en) * | 1985-09-16 | 1989-08-22 | AT&T Bell Laboratories American Telephone and Telegraph Company | Nonlinear optical materials and devices |
NL8600782A (nl) * | 1986-03-26 | 1987-10-16 | Nederlanden Staat | Elektro-optisch geinduceerde optische golfgeleider, en actieve inrichtingen waarvan zulk een golfgeleider deel uitmaakt. |
US4767169A (en) * | 1987-02-26 | 1988-08-30 | Hoechst Celanese Corporation | Thin film waveguide electrooptic modulator |
JP2582066B2 (ja) * | 1987-03-19 | 1997-02-19 | 株式会社日立製作所 | 光機能性デバイス |
-
1989
- 1989-08-24 US US07/398,020 patent/US4936645A/en not_active Expired - Lifetime
-
1990
- 1990-05-19 EP EP90109535A patent/EP0413903A1/en not_active Withdrawn
- 1990-05-24 CA CA002017427A patent/CA2017427A1/en not_active Abandoned
- 1990-08-24 JP JP2224161A patent/JP2888947B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015197499A (ja) * | 2014-03-31 | 2015-11-09 | 住友大阪セメント株式会社 | 光導波路素子およびその製造方法 |
JP2018112593A (ja) * | 2017-01-09 | 2018-07-19 | 国立研究開発法人情報通信研究機構 | 光制御デバイス及びその製造方法、光集積回路並びに電磁波検出装置 |
JPWO2019039530A1 (ja) * | 2017-08-24 | 2020-09-17 | 国立研究開発法人情報通信研究機構 | 電気光学ポリマー層を含む非線形光学用積層体及びその製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0413903A1 (en) | 1991-02-27 |
US4936645A (en) | 1990-06-26 |
JP2888947B2 (ja) | 1999-05-10 |
CA2017427A1 (en) | 1991-02-24 |
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Zhang | Novel devices based on electro-optic polymers |
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