JPH04264531A - 案内された光に対する偏光ビームスプリッタ - Google Patents

案内された光に対する偏光ビームスプリッタ

Info

Publication number
JPH04264531A
JPH04264531A JP3311833A JP31183391A JPH04264531A JP H04264531 A JPH04264531 A JP H04264531A JP 3311833 A JP3311833 A JP 3311833A JP 31183391 A JP31183391 A JP 31183391A JP H04264531 A JPH04264531 A JP H04264531A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
coupler
splitter
mode
axis
refractive index
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP3311833A
Other languages
English (en)
Inventor
Luc Riviere
リュク　　リビエール
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
France Telecom R&D SA
Original Assignee
Centre National dEtudes des Telecommunications CNET
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Centre National dEtudes des Telecommunications CNET filed Critical Centre National dEtudes des Telecommunications CNET
Publication of JPH04264531A publication Critical patent/JPH04264531A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL 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
    • G02F1/00—Devices 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
    • G02F1/29—Devices 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 position or the direction of light beams, i.e. deflection
    • G02F1/31—Digital deflection, i.e. optical switching
    • G02F1/313—Digital deflection, i.e. optical switching in an optical waveguide structure
    • G02F1/3132—Digital deflection, i.e. optical switching in an optical waveguide structure of directional coupler type
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL 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
    • G02F1/00—Devices 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
    • G02F1/01—Devices 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 
    • G02F1/0136—Devices 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  for the control of polarisation, e.g. state of polarisation [SOP] control, polarisation scrambling, TE-TM mode conversion or separation
    • G02F1/0144—TE-TM mode separation
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL 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
    • G02F2201/00—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00
    • G02F2201/12—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 electrode
    • G02F2201/125—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 electrode delta-beta

Landscapes

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

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は案内された光に対する
偏光ビームスプリッタに関する。
【０００２】
【従来の技術】偏光ビームスプリッタは光集積回路、例
えば光ファイバセンサの分野または単一モードの光ファ
イバによるコヒーレントな情報の伝送の分野に用いられ
ており、これらの分野においては使用される光波の偏光
状態が非常に重要なパラメータである。
【０００３】これらの分野では偏光ビームスプリッタが
不可欠な装置であり、この装置により使用された光波に
ついてＴＥモードとＴＭモードの空間的な分離が行われ
る。
【０００４】種々の案内された光の偏光スプリッタがす
でに知られており、これらは電気光学１軸材料、とりわ
けＬｉＮｂＯ３：Ｔｉの上に形成されている。
【０００５】ＬｉＮｂＯ３：Ｔｉの材料の上では結晶軸
が従来の通りＸ，Ｙ，Ｚに定められており、Ｘ軸とＹ軸
の双方は材料の常屈折率に対応しており、一方Ｚ軸は異
常屈折率に対応しているが、次のものから製造されてい
る：Ｘ軸またはＹ軸に沿った伝搬形態の方向性結合器（
他の引例と同じくこの明細書の後に記載している引例（
１）を参照）、バイモード干渉法（ｂｉｍｏｄａｌ　ｉ
ｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ　ｍｅｔｈｏｄｓ）（引例（２
）を参照）を用いた装置、Ｙ結合部を有した構造体（引
例（３）を参照）、イオン交換導波管部を有するスプリ
ッタ（引例（４）を参照）。
【０００６】引例（５）には交番デルタベータ電極構造
を有した方向性結合器が開示されているが、この構造は
複屈折カットのリチウムニオブ酸塩基板上に形成されて
おり、偏光スプリッタとして使用することができる。
【０００７】図１に概形を示す方向性結合器には、幅が
一定の２つの光の案内部２，４と、互いに長さがＬ／２
である２つの隣接部があり、Ｌは結合器が相互に作用し
合う長さを示している。光の案内部２（または４）には
２つの隣接部の一方に制御電極６（または８）が、他の
隣接部には制御電極１０（または１２）がある。
【０００８】図１の結合器に対する制御図の一部分を図
２に示す。
【０００９】方向性結合器の制御図は基準フレーム内に
プロットされており、その横軸には次のパラメータが取
られているデルタベータ．Ｌ／ｐｉ
【００１０】ここにｐｉは周知の数で値はほぼ３．１４
１６であり、Ｌは結合器が相互に作用し合う長さであり
、デルタベータ（図ではギリシャ文字を用いて示してい
る）は結合器の対称および非対称伝搬モードにおける伝
搬定数間の差である。
【００１１】基準フレームの縦軸には、量Ｌ／ｌｃが取
られているが、ここにｌｃは結合器の結合長を示してい
る。
【００１２】図２の制御図には多数の曲線があり、縦軸
が対称軸となっている。曲線Ｉ、ＩＩＩおよびＶは結合
器の交差状態に対応しており基準フレームの軸上に記号
Ｘで示している。曲線ＩＩとＩＶ（半円）は結合器の平
行状態に対応しており、基準フレームの軸上に記号＝で
示している。
【００１３】リチウムニオブ酸塩の電気光学係数ｒｉｊ
のマトリクスを調べると、結晶軸Ｙの方向に加えられた
所定の電界と、軸Ｘに平行に伝搬する横波に対し、基本
ＴＥモードおよびＴＭモードへの電気光学効果により生
ずるデルタベータの位相変化は比が３に近いことが知ら
れている。
【００１４】このように、リチウムニオブ酸塩の基板上
の交番デルタベータ構造体に形成された図１の結合器を
検討すると、その表面は結晶軸Ｙに直角であり、案内さ
れた波は軸Ｘに平行に伝搬し、更にＨは印加電圧が無い
場合の結合点の代表点である（図２参照）。
【００１５】この代表点Ｈは制御図の縦軸の上にある（
デルタベータ＝０）。軸Ｙに平行に電界が加えられると
、結合点には２つの代表点Ａ，Ｂが生じ、それぞれ案内
モードＴＥとＴＭに関係している。
【００１６】以上のことから次のことが言える：ＨＢ＝
３ＨＡ
【００１７】代表点Ａが曲線Ｉの一部で代表点Ｂが曲線
ＩＩの一部であり、それぞれの曲線が結合器の交差状態
および平行状態と関連するように代表点Ｈと印加電圧の
値を選ぶと、偏光した波のＴＥとＴＭが分離する。光波
が案内部２の出力１４において注入されるので（図１）
、偏光した波ＴＭは前記の案内部２の端１６において得
られ、偏光した波ＴＥは案内部４の端１８（端１６の側
面にある）において得られる。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】これにより次の２つの
重大な不都合が生ずる：適正に取扱う場合点Ｈの選択、
それ故結合器の比Ｌ／ｌｃの精度が非常に必要となり、
製造上の余裕が非常に少なくなる；前述の議論は制御図
の曲線Ｉ，ＩＩ，−−−　，ＶがＴＥ偏光とＴＭ偏光に
対して同一であることを前提としているが、これは一般
的な場合でなく、結合の長さｌｃは案内された波のＴＥ
とＴＭに対して異なっている。
【００１９】引例（６）には図３に概形を示す偏光スプ
リッタが開示されている。このスプリッタには位相シフ
タ２０があり、２つの３ｄＢ方向性結合器２２，２４と
連結されている。この周知のスプリッタにより適当に偏
光を行うと、結合器２４の２つの出力２６と２８におい
て、結合器２２の２つの入力の一方３０に到達する入力
光波のＴＥモードとＴＭモードをそれぞれ得ることがで
きる。
【００２０】しかし、この周知のスプリッタには小型化
できない欠点があり、その長さはほぼ２ｃｍ以上である
。
【００２１】
【課題を解決するための手段】この発明の目的は、形状
が非常に簡単な電極（例えばストリップ状の電極）で作
られ、更に長さが５ｍｍ未満の超小型に製造できる偏光
スプリッタを提案することにより前記の欠点を除去する
ことである。
【００２２】より詳細には、この発明は案内された光に
対する偏光ビームスプリッタに関しており、このスプリ
ッタには交番デルタベータ電極構造を有する方向性結合
器があるが、前記結合器には互いに隣接した２つの隣接
部と２つの光の案内部とがあり、２つの案内部の一方の
端は入力の光波を受ける役目をしているが、この入力の
光波は２つの光学的な案内モード、すなわちＴＥモード
とＴＭモードの組合せであり、更に結合器がＴＥモード
に関係した屈折率とＴＭモードに関係した屈折率を有す
る材料で作られた基板の上に形成されており、この結合
器により屈折率がそれぞれ反対方向に変化を生ずること
を特徴としており、更に結合器は電極間に電圧がない場
合は結合器の対称伝搬モードおよび非対称伝搬モードに
それぞれ対応した伝搬定数の間にデルタベータの変化を
生ずることができることを特徴としているが、このデル
タベータの変化は一方ではスプリッタにより案内される
光波の偏光状態には無関係であり他方では制御図上の結
合器の代表点が図にプロットした基準フレームの横軸に
平行な線分の中心にあるようになっており、更にこの変
化は結合器の交差状態に対応した曲線と前記結合器の平
行状態に対応した曲線にそれぞれ属する２つの点により
定まるが、後者の電気偏光を適当にするため入力の光波
の２つのＴＥおよびＴＭモードの一方が案内部の他の端
で得られており、しかもこのモードは前記入力光波を受
け他のモードは他の案内部の対応した端で受けている。
【００２３】この発明によるスプリッタの特別な実施例
によれば、案内部のそれぞれの幅が結合器の２つの隣接
部の一方で増加および減少しており、それぞれ減少は従
来のものと同じであり、増加は他の隣接部において従来
のものと同じであるが、この増加および減少は結合器の
前記代表点を得るように選ばれている。
【００２４】この発明によるスプリッタには制御装置を
与えることができるが、この装置により結合器の対応し
た端でそれぞれ得られるＴＭモードとＴＥモードを切替
えることができる。
【００２５】ＴＥモードとＴＭモードにそれぞれ関係の
ある屈折率は電気光学効果により変化する。
【００２６】この発明によるスプリッタの特別な実施例
によれば、基板の材料が３ｍ対称３方晶グループに属す
る材料から選ばれており、このような基板の材料は互い
に直角な３結晶軸Ｘ，Ｙ，Ｚを有する単軸電気光学材料
であるが、Ｘ軸とＹ軸は材料の常屈折率Ｎｏに対応して
おり、Ｚ軸は前記材料の異常屈折率Ｎｅに対応しており
、スプリッタが形成されている基板の表面はＸ軸とＹ軸
の面に直角であり、更にスプリッタは案内された光が前
記スプリッタ内のＺ軸に平行に伝搬するように形成され
ている。
【００２７】ＬｉＮｂＯ３は前述のグループから選ぶこ
とができる。このようにＸ−カットまたはＹ−カットで
Ｚ方向へ伝搬するＬｉＮｂＯ３スプリッタは引例（７）
を参照することにより得られる。
【００２８】このような形態によりモード（ｍｏｄａｌ
）　複屈折をかなり減少させることができ、Ｘ方向への
伝搬またはＹ方向への伝搬の形態と比較するとスプリッ
タの電極の設計が容易になる。
【００２９】この場合、結合器はＴｉの局部拡散、イオ
ン交換またはＬｉＮｂＯ３への打込みにより作られてい
る。結合器の結合長ｌｃに対する相互作用を及ぼす長さ
Ｌの比は１以上かつ３以下である。
【００３０】
【実施例】以下図面に基づきこの発明を更に詳しく説明
するが、この発明はこの実施例により制限されるもので
はない。
【００３１】図４は単軸電気光学材料で作られた基板３
２の断面図であり、この材料の上にこの発明によるスプ
リッタを作ることができる。この材料には３つの結晶軸
Ｘ，Ｙ，Ｚがある。これらの軸のそれぞれは他の２つに
直角である。
【００３２】更に、軸ＸとＹはそれぞれ材料の常屈折率
Ｎｏに対応しており、Ｚ軸は前記材料の異常屈折率Ｎｅ
に対応している。
【００３３】スプリッタが形成されている基板３２の表
面３４はＸ軸かＹ軸の一方に直角である。図４の場合、
スプリッタはＸ軸に直角な面の上に形成されている。
【００３４】図４にはスプリッタに含まれた導波管の一
部分３６を示してあり、その部分は適当な材料の局部拡
散、イオン交換または基板３２への打込みにより作られ
ている。
【００３５】スプリッタ内に到達する光波の電界Ｅは互
いに直角であり、しかもこの場合はＺ軸に平行である光
波の伝搬方向に直角である２つのモードＴＥとＴＭの和
であると従来から考えられている。
【００３６】更に、ＴＥモードは基板の表面３４に平行
であり、ＴＭモードは前記表面３４に直角であることが
知られている。このように、表面３４が軸Ｘに直角であ
る場合は（図４）、ＴＥモードはＹ軸の上にありＴＭモ
ードはＸ軸の上にある。
【００３７】明らかに、スプリッタが形成されている基
板の表面がＹ軸に直角である場合には、ＴＥモードはＸ
軸の上にありＴＭモードはＹ軸の上にある。
【００３８】図５はこの発明によるスプリッタの実施例
の平面図を図示している。この実施例は図５に示されて
おり、Ｘ−カットでＺ方向に伝搬するＬｉＮｂＯ３の基
板３８から形成され、更に交番デルタベータ構造の方向
性結合器を有している。
【００３９】従来の方法により、この結合器には２つの
隣接部４０，４２と、２つのほぼ平行な光の案内部４４
，４６があるが、後者は連続的に２つの隣接部を横切り
更に十分接近し光の相互結合をなしている。
【００４０】図５による結合器には電極があり、その偏
光により各隣接部内の２つの案内部に電界が加えられる
が、この電界は互いに反対方向であり、しかも各案内部
に対し２つの隣接部内に加えられたそれぞれの電界が互
いに反対方向となるようになっている。
【００４１】図５に示す実施例では、隣接部４０（また
は４２）には案内部４４，４６と、２つの案内部のアセ
ンブリの両側の上の２つの電極５２，５４（または５６
，５８）との間に電極４８（または５０）がある。
【００４２】平面図において、電極５２と５６は簡単に
配列されたストリップを形成しているが、これは電極４
８，５０および電極５４，５８についても同様である。
【００４３】制御装置６０，６２が与えられ、電極４８
，５０はそれぞれ反対の電位＋Ｖと−Ｖに設定されてい
るが、他の電極５２，５４，５６，５８は大地に接続す
なわち接地されている。
【００４４】図示していないが、これの変形として制御
装置が与えられ電極５２，５４は電位−Ｖに、電極５６
，５８は反対の電位＋Ｖに設定され、電極４８と５０が
接地されている場合がある。
【００４５】更に、接地する必要がある配列された２つ
の電極は単一の接地された電極と置き替えることができ
、更に２つの電極間の空間と同じく、これら２つの電極
により占有された表面を覆うことができるようにするこ
とは明らかである。
【００４６】図６は図５の結合器の制御図であり、結合
器の交差状態により対称軸が縦軸であるＩのような多数
の閉曲線が得られる。結合器の平行状態によりＩＩのよ
うな半円が得られる。
【００４７】図５の交番デルタベータ結合器は、案内部
４４と４６が一定の幅Ｗを有していないということによ
り周知の交番デルタベータ結合器と異なっている。案内
部の１つに対し前記の幅は１番目の隣接部では増加し２
番目の隣接部では減少するが、その他の案内部の幅は１
番目の隣接部では減少し２番目の隣接部では増加してお
り、減少量は等しく更に増加量も等しい。
【００４８】このように、図５から案内部４４（または
４６）の幅は隣接部４０においてはＷより大きな値Ｗ１
を取り（またはＷより小さな値Ｗ２）、隣接部４２にお
いては値Ｗ２（またはＷ１）を取ることが判る。
【００４９】結合器を製造する間に適当なマスクにより
得られるこれらの幅の変化は、図５の結合器に“パッシ
ブプリポラリゼーション（ｐａｓｓｉｖｅ　ｐｒｅｐｏ
ｌａｒｉｚａｔｉｏｎ）　”があることを示している。 電極間に加えられる電圧が無い時は、図６の結合器の代
表点は、案内部４４と４６が一定の幅Ｗを取った時生ず
る状態とは逆に縦軸（この時デルタベータはゼロ）の上
に位置していない。
【００５０】この代表点は横軸に平行であり、しかも曲
線Ｉ（交差状態）と曲線ＩＩ（平行状態）にそれぞれ属
する点Ａ１とＢ１により定まる線分上で、図６の基準フ
レームの１番目の四分円の中にあるＭ１に位置している
と考えられる。
【００５１】前述の電圧＋Ｖと−Ｖを結合器に加えると
、点Ａ１とＢ１を通る直線ｄの上で、基準フレームの横
軸に平行な結合器の代表点が移動する。それ故案内部の
１つの中に、すなわちその一方の端を通り入る光波のＴ
ＥモードとＴＭモードの一方が平行状態または交差状態
を取ることが可能となる。例えば、交差状態（点Ａ１）
はＴＥモードに対して取ることができる。
【００５２】図５のＺ方向に伝搬するスプリッタに電界
を加えると、ＴＥモードとＴＭモードに対してデルタベ
ータの変化（ＴＥ）とそれに反対のデルタベータの変化
（ＴＭ）が生ずる。
【００５３】上述の例では、ＴＭモードの代表点Ｂ１は
従って点Ｍ１に対し点Ａ１と対称な点となる。
【００５４】点Ａ１が曲線Ｉ（交差状態）の上にあれば
、偏光された波ＴＥとＴＭの空間的な分離を得るために
は、Ｂ１が曲線ＩＩ（平行状態）の上にある必要がある
。これが得られるのは点Ｍ１が線分Ａ１Ｂ１の中心にあ
る場合のみである。このようにＴＥモードとＴＭモード
が分離する。
【００５５】例えば、光波（ＴＥ＋ＴＭ）が隣接部４０
の側面にある端６４から案内部４４に入ると、結合器の
適当な電気的偏光により案内部４４の他方の端ではＴＥ
モードを、また隣接部４２の側面にある案内部４６の端
ではＴＭモードを得ることができる。
【００５６】この連結において、光波は図示していない
光ファイバから出て、適当な光路を通り案内部４４の端
６４の中に注入される、すなわち図示していない導波管
から出て、スプリッタと同じ基板の上に生じ案内部４４
により拡大されることを指摘できる。
【００５７】図６に戻り、曲線ＩとＩＩの距離の中間に
あり、
【数１】 の条件を満たす全ての点は縦軸に間して互いに対称な２
つの閉曲線Ｇ１とＧ２により形成されていることを指摘
できる。
【００５８】これらの曲線Ｇ１，Ｇ２の各点はパッシブ
プリポラリゼーションポイントである。
【００５９】条件（１）を満たす所定の比Ｌ／ｌｃに対
して、結合器には一般に４つのプリポラリゼーションポ
イントがあり、このプリポラリゼーションによりスプリ
ットモード（すなわち偏光スプリット）を生じさせるこ
とができる。
【００６０】例えば、ラインｄに対応した比Ｌ／ｌｃに
対しては図６で判るように４つの点Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，
Ｍ４があり次の様に書くことができる：Ｍ１Ａ１＝Ｍ１
Ｂ１、　　Ｍ２Ａ２＝Ｍ２Ｂ１Ｍ３Ａ１＝Ｍ３Ｂ２、　
　Ｍ４Ａ２＝Ｍ４Ｂ２
【００６１】点Ｍ１とＭ４の一方
はプリポラリゼーションポイントに選ぶことが好ましい
が、これは前記点Ｍ１とＭ４がデルタベータから離れ更
にこの点に対し結合器に加えられる電圧が必要になるか
らであり、この電圧は点Ｍ１とＭ３に必要な絶対値より
低い。
【００６２】更に他のプリポラリゼーションポイントが
可能であることを指摘できるが、図６に一方では平行状
態に対応し他方では交差状態に対応しているが図示して
いない他の曲線があることによる（図２参照）。
【００６３】一般項として、プリポラリゼーションポイ
ントは次の条件により定められる範囲にある：
【数２】
【００６４】しかし、Ｌ／ｌｃ比を高くして動作させる
利点は一般にはない。それ故、プリポラリゼーションに
対する基準はｋ＝０に対する範囲で与えられる。
【００６５】図５に関して記載したタイプの偏光スプリ
ッタを形成するため制御図が使用されるが、この制御図
からＧ１およびＧ２のようなプリポラリゼーション曲線
をプロットすることが可能である。
【００６６】比Ｌ／ｌｃはプリポラリゼーションポイン
ト例えばＭ１を与えると選択され、これからＬを選んだ
後にデルタベータパッシブプリポラリゼーションが得ら
れる。このパッシブプリポラリゼーションは経験的にま
たはモデル化することにより案内部の幅Ｗ１とＷ２、お
よびそれぞれの屈折率に関連が生ずる。
【００６７】このように、スプリッタの種々のパラメー
タを決めることが可能となる。
【００６８】この発明によるスプリッタは偏光スイッチ
ング装置として動作することに注意する必要がある。
【００６９】例として図５のスプリッタを考えると、こ
の目的のためには電圧を反転できる装置６０と６２を与
える必要があり、これらの装置はそれぞれ電極４８と５
０に接続されているが、更にこのスプリッタにより図５
の結合器の２つの出力端の間でＴＥ偏光およびＴＭ偏光
を切替えることができる。
【００７０】ＬｉＮｂＯ３　以外の材料、例えばＸ−カ
ットでＺ方向に伝搬するＬｉＴａＯ３　もこの発明に使
用することができる。
【００７１】更にこの発明では、Ｘ−カットでＺ方向に
伝搬するＬｉＮｂＯ３　とＬｉＴａＯ３　を使用する代
り、Ｙ−カットでＺ方向に伝搬する前記材料を使用する
こともできる。
【００７２】両方の場合とも、例えば前記材料上に形成
されたスプリッタの案内部ｇ１，ｇ２（図７，８）に加
えられる電界はＹ軸に沿って方向が決められる必要があ
る。
【００７３】Ｘ−カットの場合、電極ｅ１，ｅ２，ｅ３
（図７）のようなスプリッタの電極により、それ故スプ
リッタが形成される材料の表面に平行な電界が生ずる。
【００７４】図７に示す電極ｅ１，ｅ２，ｅ３は案内部
ｇ１とｇ２の両側の上の材料の表面に置かれている。
【００７５】Ｙ−カットの場合、ｅ’１，ｅ’２，ｅ’
３のようなスプリッタの電極（図８）により、スプリッ
タが形成される材料の表面に直角な電界Ｅｇが生ずる。
【００７６】図８に示す電極ｅ’１，ｅ’２，ｅ’３は
材料の表面に置かれるが、電極ｅ’１とｅ’３は案内部
ｇ１とｇ２の上にあり、電極ｅ’２はこれらの案内部の
間にある。
【００７７】更にこの発明の範囲内でＬｉＮｂＯ３　族
に属する以外の材料を使用することができる。
【００７８】この発明によるスプリッタは、反対方向の
変化ＤＮと−ＤＮを生ずるあらゆる材料で作られた基板
の上に形成することができ、ＤＮと−ＤＮはそれぞれＴ
Ｅモードに関係した屈折率と、ＴＭモードに関係した屈
折率に対して生じている（これらのＴＥモードとＴＭモ
ードはスプリッタ入力に到達する光波に対応している）
。
【００７９】このようにすると、ガリウムヒ素（ＧａＡ
ｓ）を使用することができ、このＧａＡｓは４３ｍ対称
立方結晶グループの一部を形成する半導体に等しい。
【００８０】例えば、ＧａＡｓの基板６６（図９）を使
用すると、スプリッタを形成しその一部７０が図９に示
される前記基板の面６８は次の結晶軸
【数３】 に直角であり、スプリッタを動作させるのに必要な電界
Ｅ１は次の軸
【数４】 に従って加えられ、しかもそれ故基板に直角となるが、
案内された光の伝搬方向は次の軸
【数５】 に平行になっている。
【００８１】これらの条件のもとで、ＴＭモードは次の
軸
【数６】 に従って、またＴＥモードは次の軸
【数７】 に従って偏光される。
【００８２】この例として、ＴＥモードとＴＭモードに
それぞれ関係のある屈折率ＮＴＥとＮＴＭは次の様に表
わされる
【数８】 ここに次の値
【数９】 はＥ１の母数を示しており、ｒ４１はＧａＡｓの電気光
学的テンソルの非ゼロ単一係数を示しており、更にｎ０
　は電界Ｅ１が無い時のＮＴＥとＮＴＭに対する共通の
値を示している。
【００８３】電気光学効果により生ずるＮＴＥとＮＴＭ
の変化は反対であることに注意する必要がある。
【００８４】［引例］ （１）　　ＧＲＡＮＥＳＴＲＡＮＤ　、ＴＨＹＬＥＮ、
ＳＴＯＬＴＺ、Ｅｌｅｃｔｒｏｎ．Ｌｅｔｔ．，２４、
Ｎｏ．１８、１１４２（１９８８）、“デルタベータお
よびデルタカッパ変調を用いた独立偏光スイッチと偏光
スプリッタ” （２）　　ＰＡＰＵＣＨＯＮ、　ＲＯＹ、ＯＳＴＲＯＷ
ＳＫＹ、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，３１、２６
６（１９７７）、“活性電気光学分岐”（３）　　ＦＩ
ＮＡＫ、ＹＩＰ、Ｏｐｔ．Ｑｕａｎｔ．Ｅｌ．，１７、
１５（１９８５） （４）　　ＦＵＪＩＩ、ＨＩＤＡＫＡ、Ｐｒｏｃ．４ｔ
ｈ　ＩＯＯＣ、ＴＯＫＹＯ、　（１９８３）２９Ａｌ−
４、“イオン交換技術により製造したＬｉＮｂＯ３　光
導波管とＴＥ／ＴＭモードスプリッタへの応用” （５）　　Ｋ．ＨＡＢＡＲＡ、Ｅｌｅｃｔｒｏｎ．Ｌｅ
ｔｔ．，ｖｏｌ．２３、Ｎｏ．１２、４　Ｊｕｎｅ　１
９８７、ｐ６１４、“リチウムニオブ酸塩方向性接合器
の偏光スプリッタ” （６）　　ＣＨＵＮＧ、ＣＨＩＡＮＧ、Ｏｐｔｉｃｓ　
ａｎｄ　Ｌａｓｅｒｓ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，　Ａｐ
ｒｉｌ　　１９８３、ｐ８３　ｔｏ　９０（７）　　Ｂ
ＯＵＲＢＩＮ、ＢＮＡＲＤ、ＷＥＲＮＥＲ、ＶＡＴＯＵ
Ｘ、ＰＡＰＵＣＨＯＮ、５ｔｈ　Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏ
ｎａｌ　Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ　ｏｎ　Ｉｎｔｅｇｒａ
ｔｅｄ　Ｏｐｔｉｃｓ，ＥＣＩＯ’８９、“光集積回路
における偏光スプリッタ”
【図面の簡単な説明】
【図１】周知の偏光スプリッタの概観図を示しており、
交番デルタベータ方向性結合器を用いており内容は既述
の通りである。
【図２】既述の結合器の制御図の一部分を示す。
【図３】他の周知のしかも既述の偏光スプリッタの概観
図を示す。
【図４】この発明で使用する材料で作られた基板の断面
の概観図を示す。
【図５】この発明による偏光スプリッタの実施例に対す
る平面図の概観であり、交番デルタベータ方向性結合器
を有している。
【図６】前記結合器の制御図の一部を示す。
【図７】Ｘ−カットでＺ方向に伝搬するＬｉＮｂＯ３　
タイプの材料に対しこの発明によるスプリッタを製造す
る可能性を図的に示す。
【図８】Ｙ−カットでＺ方向に伝搬するＬｉＮｂＯ３　
タイプの材料に対しこの発明によるスプリッタを製造す
る可能性を図的に示す。
【図９】この発明の範囲内で使用可能な他の材料で作ら
れる基板の断面の概観を示す。
【符号の説明】
２、４、４４、４６　　光の案内部 ６、８、１０、１２　　制御電極 １４、２６、２８　　出力 １６、１８、６４　　端 ２０　　位相シフタ ２２、２４、３９　　方向性結合器 ３０　　入力の一方 ３２、３８、６６　　基板 ３４、６８　　基板の表面 ３６　　導波管の一部分 ４０、４２　　隣接部 ４８、５０、５２、５４、５６、５８　　電極６０、６
２　　制御装置 ７０　　一部

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　案内された光に対するスプリッタで、
    このスプリッタには交番デルタベータ電極構造を有する
    方向性結合器（３９）があるが、前記結合器には互いに
    隣接した２つの隣接部（４０，４２）と２つの光の案内
    部（４４，４６）とがあり、２つの案内部の一方（４４
    ）の端（６４）は入力の光波を受ける役目をしているが
    、この入力の光波は２つの光学的な案内モード、すなわ
    ちＴＥモードとＴＭモードの組合せであり、更に結合器
    がＴＥモードに関係した屈折率とＴＭモードに関した屈
    折率を有する材料で作られた基板（３８）の上に形成さ
    れており、この結合器により屈折率がそれぞれ反対方向
    に変化を生ずることを特徴としており、更に結合器は電
    極間に電圧がない場合は結合器の対称伝搬モードおよび
    非対称伝搬モードにそれぞれ対応した伝搬定数の間にデ
    ルタベータの変化を生ずることができることを特徴とし
    ているが、このデルタベータの変化は一方ではスプリッ
    タにより案内される光波の偏光状態には無関係であり他
    方では制御図上の結合器の代表点（Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，
    Ｍ４）が図にプロットした基準フレームの横軸に平行な
    線分の中心にあるようになっており、更にこの変化は結
    合器の交差状態に対応した曲線（Ｉ）と前記結合器の平
    行状態に対応した曲線（ＩＩ）にそれぞれ属する２つの
    点（Ａ１，Ｂ１；Ａ２，Ｂ１；Ａ１，Ｂ２；Ａ２，Ｂ２
    ）により定まるが、後者の電気偏光を適当にするため入
    力の光波の２つのＴＥおよびＴＭモードの一方が案内部
    （４４）の他の端で得られており、しかもこのモードは
    前記入力光波を受け他のモードは他の案内部の対応した
    端で受けている偏光ビームスプリッタ。
  2. 【請求項２】　　案内部（４４，４６）のそれぞれの幅
    が結合器の２つの隣接部の一方（４０）で増加および減
    少しており、それぞれ減少は従来のものと同じであり、
    増加は他の隣接部（４２）において従来のものと同じで
    あるが、この増加および減少は結合器の前記代表点を得
    るように選ばれていることを特徴とする請求項１に記載
    のスプリッタ。
  3. 【請求項３】　　制御装置（６０，６２）が与えられて
    おり、これらの装置により結合器の対応した端でそれぞ
    れ得られるＴＭモードとＴＥモードを切替えることがで
    きることを特徴とする請求項１に記載のスプリッタ。
  4. 【請求項４】　　屈折率が電気光学効果により変化する
    ことを特徴とする請求項１に記載のスプリッタ。
  5. 【請求項５】　　基板（３８）の材料が３ｍ対称３方晶
    グループに属する材料から選ばれており、このような基
    板の材料は互いに直角な３結晶軸Ｘ，Ｙ，Ｚを有する単
    軸電気光学材料であるが、Ｘ軸とＹ軸は材料の常屈折率
    Ｎｏに対応しＺ軸は前記材料の異常屈折率Ｎｅに対応し
    ており、スプリッタが形成されている基板の表面はＸ軸
    とＹ軸の面に直角であり、更にスプリッタは案内された
    光が前記スプリッタ内のＺ軸に平行に伝搬するように形
    成されていることを特徴とする請求項４に記載のスプリ
    ッタ。
  6. 【請求項６】　　基板（３８）の材料がＬｉＮｂＯ３で
    あることを特徴とする請求項５に記載のスプリッタ。
  7. 【請求項７】　　結合器（３９）がＴｉの局部拡散、イ
    オン交換またはＬｉＮｂＯ３への打込みにより作られて
    いることを特徴とする請求項６に記載のスプリッタ。
  8. 【請求項８】　　結合器（３９）の結合長ｌｃに対する
    相互作用を及ぼす長さＬの比が１以上かつ３以下である
    ことを特徴とする請求項７に記載のスプリッタ。
JP3311833A 1990-10-31 1991-10-30 案内された光に対する偏光ビームスプリッタ Withdrawn JPH04264531A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9013529 1990-10-31
FR9013529A FR2668615B1 (fr) 1990-10-31 1990-10-31 Separateur de polarisations pour lumiere guidee.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH04264531A true JPH04264531A (ja) 1992-09-21

Family

ID=9401751

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3311833A Withdrawn JPH04264531A (ja) 1990-10-31 1991-10-30 案内された光に対する偏光ビームスプリッタ

Country Status (5)

Country Link
US (1) US5151957A (ja)
EP (1) EP0484227B1 (ja)
JP (1) JPH04264531A (ja)
DE (1) DE69116979T2 (ja)
FR (1) FR2668615B1 (ja)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1994006041A1 (en) * 1992-09-07 1994-03-17 Nikon Corporation Optical waveguide device and optical instrument using the same
JP2565099B2 (ja) * 1993-08-09 1996-12-18 日本電気株式会社 光非相反回路
EP0667542B1 (en) * 1994-02-03 1998-06-17 Corning Incorporated Broadband integrated optical proximity coupler
AU686318B2 (en) * 1994-05-20 1998-02-05 Iot Integrierte Optik Gmbh Integrated optical branching arrangement
NL9400993A (nl) * 1994-06-17 1996-02-01 Nederland Ptt Polarisatie- en golflengte-onafhankelijk optisch vermogen splitsend circuit.
US5539850A (en) * 1994-12-30 1996-07-23 At&T Corp. Polarization and wavelength independent optical waveguide tap
DE19605794A1 (de) * 1996-02-16 1997-08-21 Sel Alcatel Ag Monolithisch integriertes optisches oder optoelektronisches Halbleiterbauelement und Herstellungsverfahren
IN190212B (ja) * 1996-07-23 2003-07-05 Samsung Electronics Co Ltd
US7356206B2 (en) * 2003-09-15 2008-04-08 Infinera Corporation Integrated optics polarization beam splitter using form birefringence
US7035491B2 (en) * 2003-09-15 2006-04-25 Little Optics, Inc. Integrated optics polarization beam splitter using form birefringence
US7373042B2 (en) * 2006-07-28 2008-05-13 Infinera Corporation Polarization sorter
WO2008048369A2 (en) * 2006-03-31 2008-04-24 Massachusetts Institute Of Technology Method and apparatus for modulation using a conductive waveguide
US7912378B2 (en) * 2007-01-26 2011-03-22 Fujitsu Limited Modulating a signal using a fractional phase modulator
TWI572917B (zh) * 2013-02-04 2017-03-01 鴻海精密工業股份有限公司 極化分離器
CN108803091A (zh) * 2018-05-04 2018-11-13 天津大学 一种钛扩散铌酸锂薄膜偏振控制器及其制造方法

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4157860A (en) * 1977-10-11 1979-06-12 Bell Telephone Laboratories, Incorporated Dual polarization electromagnetic switch and modulator
FR2465243A1 (fr) * 1979-09-06 1981-03-20 Thomson Csf Commutateur electro-optique a commande electrique et circuit optique integre comprenant un tel commutateur
US4243295A (en) * 1979-09-19 1981-01-06 Bell Telephone Laboratories, Incorporated Polarization-independent optical directional coupler switch/modulator
JPS5737328A (en) * 1980-08-18 1982-03-01 Mitsubishi Electric Corp Optical directional coupler
US4390236A (en) * 1981-03-19 1983-06-28 Bell Telephone Laboratories, Incorporated Tunable polarization independent wavelength filter
US4674829A (en) * 1983-12-12 1987-06-23 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Polarization-independent switch with coupler spacing optimized for low voltage operation
US4711515A (en) * 1984-05-29 1987-12-08 American Telephone And Telegraph Company, At&T Bell Laboratories Electrooptic polarization multiplexer/demultiplexer
US4669815A (en) * 1985-08-12 1987-06-02 Trw Inc. Integrated optical waveguide multiplexer/demultiplexer
US4697868A (en) * 1985-08-12 1987-10-06 Trw Inc. Integrated optical waveguide polarizer
SE450173B (sv) * 1985-08-15 1987-06-09 Ericsson Telefon Ab L M Polarisationsoberoende elektrooptisk omkopplare
US4772084A (en) * 1986-04-14 1988-09-20 American Telephone And Telegraph Company At&T Bell Laboratories Optical power splitter and polarization splitter
GB8625486D0 (en) * 1986-10-24 1986-11-26 British Telecomm Optical signal modulation device
US4820009A (en) * 1987-08-13 1989-04-11 Trw Inc. Electrooptical switch and modulator
JPH01246529A (ja) * 1988-03-29 1989-10-02 Oki Electric Ind Co Ltd 導波型光スイッチ
FR2633060B1 (fr) * 1988-06-21 1990-10-05 Thomson Csf Separateur recombineur de polarisations realise en optique integree
EP0361152A3 (de) * 1988-09-30 1991-01-16 Siemens Aktiengesellschaft Vorrichtung zur Erzeugung orthogonal zueinander polarisierter optischer Wellen aus einer zugeführten optischen Welle
US4865408A (en) * 1989-01-09 1989-09-12 American Telephone And Telegraph Company Low crosstalk reversed Δβ electrodes for directional coupler switch
US5016958A (en) * 1989-02-07 1991-05-21 E. I. Du Pont De Nemours And Company Optical switch having a phase change region therein
JP2754774B2 (ja) * 1989-03-31 1998-05-20 株式会社島津製作所 導波路型光回路素子
FR2650399B1 (fr) * 1989-07-28 1991-10-11 Philips Electronique Lab Dispositif semiconducteur incluant un coupleur directionnel pour les composantes te, tm

Also Published As

Publication number Publication date
FR2668615A1 (fr) 1992-04-30
DE69116979T2 (de) 1996-09-05
EP0484227B1 (fr) 1996-02-07
FR2668615B1 (fr) 1992-12-11
DE69116979D1 (de) 1996-03-21
EP0484227A1 (fr) 1992-05-06
US5151957A (en) 1992-09-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3158460B2 (ja) 案内光用偏光ビーム・スプリッタ
US4291939A (en) Polarization-independent optical switches/modulators
US4070094A (en) Optical waveguide interferometer modulator-switch
JPH04264531A (ja) 案内された光に対する偏光ビームスプリッタ
US5263102A (en) Polarization-independent optical switches/modulators
US10551719B2 (en) Integrated quantum information processing controlled phase gate
US6876782B2 (en) Integrated type optical waveguide device
US5838842A (en) Self-imaging waveguide optical polarization or wavelength splitters
GB2271192A (en) Optical switch
US5852691A (en) Self-imaging waveguide optical polarization or wavelength splitters
JPH01248142A (ja) 光スイッチ
JP3272064B2 (ja) ４セクション光結合器
JP3141281B2 (ja) 非線形光分岐エレメント
US4934776A (en) Ultra-high-extinction cascaded coupled-waveguide optical modulators and optical gate arrays
JP2812974B2 (ja) 偏光無依存性光スイッチ
JPH0553157A (ja) 光制御デバイス
JPH02262127A (ja) 導波路形光スイッチ
JP3236426B2 (ja) 光結合器
JP2659786B2 (ja) モード光分離器
JP2659787B2 (ja) 導波路形モード光選択器
JPH07230013A (ja) 交差導波路構造及びこれを用いた光スイッチ
JPS6236608A (ja) 導波路型モ−ドスプリツタ
JP2994081B2 (ja) 方向性結合器型光機能素子
JP2976608B2 (ja) 導波路形光スイッチ
JPH02135426A (ja) 光マトリクススイッチ

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 19990107