JPH0321916A - 光変調器 - Google Patents

光変調器

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JPH0321916A
JPH0321916A JP15749389A JP15749389A JPH0321916A JP H0321916 A JPH0321916 A JP H0321916A JP 15749389 A JP15749389 A JP 15749389A JP 15749389 A JP15749389 A JP 15749389A JP H0321916 A JPH0321916 A JP H0321916A
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JP
Japan
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light
optical
wavelength
optical waveguides
phase difference
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JP15749389A
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Ryoji Kako
加来 良二
Kiyoshi Kurosawa
潔 黒澤
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Japan Aviation Electronics Industry Ltd
Tokyo Electric Power Co Holdings Inc
Original Assignee
Tokyo Electric Power Co Inc
Japan Aviation Electronics Industry Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/21Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  by interference
    • G02F1/225Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  by interference in an optical waveguide structure
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2203/00Function characteristic
    • G02F2203/20Intrinsic phase difference, i.e. optical bias, of an optical modulator; Methods for the pre-set thereof

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  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は例えば高速で変化する現象を検出することに
用いることができる光変調器に関する.「従来の技術」 例えばニオブ酸リチウムのような光学結晶体に形成した
光導波路に電界を与え、その電界を変化させることによ
って光導波路を通過する光の位相を変化させることがで
きることはよく知られている. この現象を利用することによって光変調器を構威するこ
とができ、光ZR!1!器から出射させる光の量を測定
することによって、電圧、又は電流を電圧に変換してそ
の電圧を、或は各種の物理量を電圧に変換して、その物
理量を測定することができる. 光変調器の応答速度は他の電圧検出手段と比較して極め
て高速であるため、従来では測定できない高速現象を検
出できる特徴がある。
第3図に従来の光変調器の構造を示す。光変調器は例え
ば二オブ酸リチウムのような光学結晶基板に光導波路2
及び3が形威され、一方の光導波路2に沿って電界印加
用電極4A,4Bを形威して構戒され、光源5から例え
ばレーザ光等を入射し、二つの光導波路2と3を通過し
た光を合波し、その合波した光を受光器6に入射させて
構戒することができる. 電界印加用電極4A,4Bに被測定信号源7を接続し、
この被測定信号源7から被測定電圧を与えることによっ
て光導波路2に電界を与え、光導波路2を通過する光の
位相を電界に応じた量だけ変化させる。
この位相変化によって他方の光導波路3を通じて合波さ
れる光との間に位相差が生じ、この位相差に応じて二つ
の光が干渉し、受光器6に入射される光の量が位相差に
応じて変化し、光変調動作が行なわれる.つまり二つの
光が同位相の状態で合波されると受光器6に入射される
光の量■,は第2図にA,点に示すように最大となり、
位相差が180゜のとき光の量I2は第2図A.点に示
すように0となる。
従って受光器6で検出する光の量によって被測定信号源
7の電圧を測定することができる.「発明が解決しよう
とする!i題」 この種の光変調器において、第2図の曲線Aから明らか
なように二つの光の位相差がπ/2の位置が最も変調感
度が高いことが解る。
光変調動作をπ/2の位置を中心に行なわせるためには
光導波路2及び3を通過した光の位相がπ/2の位相差
を持たなくてはならない。
この位相差を与える手段として従来は第4図に示すよう
に光導波路2と3に光路長Δlの差を与え、この光路長
Δlの差によって光に位相差を与える方法と、 一方の光導波路に沿って例えば第5図に示すように誘電
体8等を被着させ、誘電体8の被着によってこの部分の
屈折率を変化させ、この屈折率の変化によってこの部分
を通過する光の位相を変化させ、二つの光導波路2と3
を通過する光に位相差を与える方法とが考えられている
. 前者の方法による場合光の波長λが極めて短かいため、
位相差π/2を与える光路長の差は極めて小さい値とな
る. 例えば波長λ−0.8μmの光にπ/2の位相差を与え
るための光路長の差は0. 8 X 1 / 4 − 
0. 2μmとなる。光路長に0.2μmの差を与える
ための加工技術は未だ確立されてなく、実現困難である
また後者の方法においても二つの光導波路2と3の何れ
か一方を通る光の位相をπ/2ずらすためには誘電体8
を被着する長さを精密に規定しなくてはならない.この
方法も加工技術がむずかしく実現が困難である. 「課題を解決するための手段」 この発明では二つの光導波路に加工が可能な長さの光路
長差を与えると共にこの二つの光導波路に光を与える光
源に波長を変化させることができる光源を用い、光源か
ら出される光の波長を変えることによって二つの光導波
路を通った光がπ/2の位相差を持つように調整できる
ように構威したものである. 従ってこの発明によれば二つの光導波路の光路長差は加
工が可能な適当な長さに選定すればよく、二つの光導波
路を容易に作ることができる.然も二つの光導波路を通
った光の位相がπ/2の位相差を持つようにするには光
源から出される光の波長を変えればよいため、その調整
は容易である. よってこの発明によれば製造が容易で然も使い勝手のよ
い光変調器を提供することができる。
「実施例」 第1図にこの発明の一実施例を示す.図中1は例えばニ
オブ酸リチウム結晶から或る結晶基板2及び3はこの結
晶基板1に形威した光導波路を示す。
この発明においてはこれら二つの光導波路2と3の何れ
か一方に加工可能な長さを持つ光路差を与えるための延
長部3Aを形威する.つまりこの例では被測定電圧を与
えるための電極4Aと4Bを形或しない側の光1波路3
に延長部3Aを形戒した場合を示す。
延長部3Aの長さΔlは光fi5から出射される光が延
長部3Aを通過するとき、他方の光の位相に対し数lO
波長〜数100波長分の遅延!(位相差)が与えられる
長さを持てばよい。
ここでこの発明では光源5に光の波長を変化させること
ができる光源を用いる.レーザ光源は発光部の温度を変
えたり、発光部に与える電流を変化させると光の波長が
変わることが知られており、波長を可変できるレーザ光
源も市販されている.この発明ではこのように波長を調
整することができる光源5を用い、二つの光導波路2と
3に与える光の波長を変化させる. 二つの光導波路2と3には先に説明したように光の波長
λと比較して大きな光路長差が与えられている。光源5
の波長λをλ(1+δ)に変えた場合、光導波路2と3
の間で生じる位相差Δφはλ      λ(l+δ) Δ1−n !=+360         ・ δ   ・・・・
・・   (1)λ となる.但しnは光導波路2と3内の屈折率である.具
体的な数値としてλ−0.83μm,  n = 2.
25,Δ1=15μmを選び、波長をλ’ − 0.8
31 6 m(δ=1.2X10−”)にシフトさせた
とすると、Δφ#90@となる. 位相差δφがπ/2となるように調整するには次の如く
して行なわれる. 光源5から適当な波長λを持つ光を二つの光導波路2と
3に与え、その合波した光を受光器6に与える.受光器
6で合波した光を受光した状態で光源5の光の波長λを
変化させる。
波長λが変化することによって二つの光導波路2と3を
通過する光の位相差は第1式に従って変化する. 従って受光器6の電気出力は第2図に示した曲線Aに従
って変化し、電気出力のピーク点A7と最小点A.を検
出する。つまりピーク点A7は同相状態を示し、最小点
A.は位相差がπの状態を示す。
従って受光器6の電気出力がピーク点A,と最小点A.
の中間、つまりピーク点APにおける電気出力I,の値
の1/2の値となる波長に設定することによって二つの
光導波路2と3を通る光の位相差Δφをπ/2の状態に
設定したことになる.位相差Δφがπ/2の位置で電極
4Aと4Bに被測定電圧信号B(第2図曲線B)を与え
ることによって、被測定電圧信号Bは光導波路2を通る
光の位相を変化させる.その位相の変化によって位相差
Δφが変化し、受光器6に入射する光の量が曲vAAの
傾斜に従って変化し、第2図に曲vACで示す電気出力
信号が得られる。
「発明の効果」 上述したようにこの発明によれば、二つの光導波路2と
3にこれに透過させる光の波長λに比較して充分長い例
えば波長λの数10〜数100倍程度の光路長差を持た
せると共に、この二つの光導波路2と3に光を与える光
源5の光の波長を変化させる構或にし、光源5から出射
される光の波長を調整することによって二つの光導波路
2と3を透過した光の位相差Δφを自由に調整すること
ができる構或としたから、光変調動作の中心を最も変調
感度が高いπ/2の位相差の位置に容易に設定すること
ができる。
従ってこの発明によれば二つの光導波路2と3に与える
光路長の差を光の波長λの数lO〜数100倍程度に選
定できることから、光導波路2と3の製造を容易に行な
うことができる。
然も位相差Δφは二つの光導波路2と3の光路差によっ
て一義的に決まるものでないから、光路差の精度は高精
度を要求しない.よってこの点でも製造が容易である. また光変調の動作点を常にπ/2の位置で動作させるこ
とができるから、常に変調感度の高い位置で動作させる
ことができ、被測定電圧を感度よく検出することができ
る. 更に位相差π/2の位置で変調動作を行なわせることが
できるから変調出力信号は被測定信号の波形と一致し、
直線性のよい光変調器を得ることがでる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例を説明するためのブロック
図、第2図はこの発明の動作を説明するためのグラフ、
第3図は従来の技術を説明するためのブロック図、第4
図及び第5図は従来の技術を説明するための平面図であ
る。 1:光学結晶基板、2.3:光導波路、4A,4B=電
極、5:光源、6:受光器、7:被測定信号源。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)A、光源から発せられた光を二分岐し、この二分
    岐した光を再び合波して受光器に受け る二つの光導波路を具備し、何れか一方の 光導波路に沿って電極が設けられ、この電 極に変調信号を与え、この変調信号によっ て一方の光導波路を透過する光の位相を変 化させ、その位相の変化によって合波され た光の光量を変化させるようにした光変調 器において、 B、上記二つの光導波路にこれを透過する光の波長より
    長い光路差を与えると共に、上 記光源に波長を変化させることができる光 源を用い、光の波長を調整して上記二つの 光導波路を透過した光の位相差を調整し、 光変調器の動作点を設定できるようにした ことを特徴とする光変調器。
JP15749389A 1989-06-19 1989-06-19 光変調器 Granted JPH0321916A (ja)

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JPH059772B2 JPH059772B2 (ja) 1993-02-05

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03184015A (ja) * 1989-12-14 1991-08-12 Fujitsu Ltd 光変調器
US5227237A (en) * 1989-09-05 1993-07-13 Toray Industries, Inc. Noncircular cross-section carbon fiber, process for producing the same and composite of the carbon fiber with resin
JPH05241116A (ja) * 1991-11-01 1993-09-21 Koninkl Ptt Nederland Nv 集積光学コンポーネント
JP2012112886A (ja) * 2010-11-26 2012-06-14 Ntt Electornics Corp 電界センサおよびrf信号の測定方法
WO2017145998A1 (ja) * 2016-02-25 2017-08-31 国立大学法人大阪大学 光ssb変調器

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS53135662A (en) * 1977-04-30 1978-11-27 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Non-reversible light circuit element

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