JPH04311918A - 光導波路デバイス - Google Patents
光導波路デバイスInfo
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- JPH04311918A JPH04311918A JP10351991A JP10351991A JPH04311918A JP H04311918 A JPH04311918 A JP H04311918A JP 10351991 A JP10351991 A JP 10351991A JP 10351991 A JP10351991 A JP 10351991A JP H04311918 A JPH04311918 A JP H04311918A
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- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 25
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- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 6
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- 230000008033 biological extinction Effects 0.000 abstract description 11
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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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光導波路デバイスに関す
る。
る。
【０００２】光変調器、光スイッチその他の光デバイス
の一形態として、結晶基板上に光導波路を形成しこの光
導波路内に光ビームを閉じ込めた状態で制御するように
構成された光導波路デバイスがある。光導波路デバイス
は、構造上小型化が容易でプレーナ技術等を用いて量産
することができるという利点の他、電界や磁界を効果的
に印加することができ消費電力の低減が可能であるとい
う利点を有している。代表的な光導波路デバイスとして
は、結晶の屈折率が印加電圧に応じて変化するという電
気光学効果を利用したものがある。この種の電気光学効
果を利用した光導波路デバイスにあっては、電気光学効
果の異方性が生じることが多く、この異方性により生じ
る不都合を解消することが要求される。
の一形態として、結晶基板上に光導波路を形成しこの光
導波路内に光ビームを閉じ込めた状態で制御するように
構成された光導波路デバイスがある。光導波路デバイス
は、構造上小型化が容易でプレーナ技術等を用いて量産
することができるという利点の他、電界や磁界を効果的
に印加することができ消費電力の低減が可能であるとい
う利点を有している。代表的な光導波路デバイスとして
は、結晶の屈折率が印加電圧に応じて変化するという電
気光学効果を利用したものがある。この種の電気光学効
果を利用した光導波路デバイスにあっては、電気光学効
果の異方性が生じることが多く、この異方性により生じ
る不都合を解消することが要求される。
【０００３】
【従来の技術】従来、光導波路デバイスの一つとして、
ＬｉＮｂＯ３ からなる結晶基板を用いたマッハツェン
ダ型光変調器が知られている。このマッハツェンダ型光
変調器においては、分岐された光導波路を伝搬する光を
位相変調して、この位相変調された光を合波して強度変
調された光を出力するようにされている。ところで、Ｌ
ｉＮｂＯ３ 等の強誘電体結晶は、結晶方位により異な
る電気光学定数を有しているので、即ち、電気光学効果
の異方性（以下「光学的異方性」という。）を有してい
るので、光導波路を伝搬する光の偏光状態に応じて位相
変調効率が変化し、その結果、強度変調の度合が伝搬光
の偏光状態に依存することとなる。つまり、例えば、Ｔ
Ｍ偏光を入力して使用するように設計されたマッハツェ
ンダ型光変調器にＴＥ光成分が入力すると、消光比が劣
化するという問題が生じる。
ＬｉＮｂＯ３ からなる結晶基板を用いたマッハツェン
ダ型光変調器が知られている。このマッハツェンダ型光
変調器においては、分岐された光導波路を伝搬する光を
位相変調して、この位相変調された光を合波して強度変
調された光を出力するようにされている。ところで、Ｌ
ｉＮｂＯ３ 等の強誘電体結晶は、結晶方位により異な
る電気光学定数を有しているので、即ち、電気光学効果
の異方性（以下「光学的異方性」という。）を有してい
るので、光導波路を伝搬する光の偏光状態に応じて位相
変調効率が変化し、その結果、強度変調の度合が伝搬光
の偏光状態に依存することとなる。つまり、例えば、Ｔ
Ｍ偏光を入力して使用するように設計されたマッハツェ
ンダ型光変調器にＴＥ光成分が入力すると、消光比が劣
化するという問題が生じる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような点
に鑑みて創作されたもので、消光比の高い光変調器、光
スイッチその他の光導波路デバイスを実現するのに適し
た光導波路デバイスの構造を提供することを目的として
いる。
に鑑みて創作されたもので、消光比の高い光変調器、光
スイッチその他の光導波路デバイスを実現するのに適し
た光導波路デバイスの構造を提供することを目的として
いる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明によると、光学的
異方性を有する結晶基板に光導波路を形成し、該光導波
路に電界印加用の電極を装荷してなる光導波路デバイス
において、上記光導波路の光出力側に上記結晶基板と一
体に偏光子を設けたことを特徴とする光導波路デバイス
が提供される。
異方性を有する結晶基板に光導波路を形成し、該光導波
路に電界印加用の電極を装荷してなる光導波路デバイス
において、上記光導波路の光出力側に上記結晶基板と一
体に偏光子を設けたことを特徴とする光導波路デバイス
が提供される。
【０００６】
【作用】本発明の構成によると、光導波路の光出力側に
偏光子を設けているので、消光比が最高になるように設
定された偏光状態でない偏光状態の光が入力光に混入し
たとしても、この混入した光を光導波路の出力側で除去
して高い消光比を得ることができる。また、この偏光子
は結晶基板と一体に設けられるので、この光導波路デバ
イスを光ファイバ等と光学的に接続するに際して光軸調
整等の作業が煩雑になる恐れがない。
偏光子を設けているので、消光比が最高になるように設
定された偏光状態でない偏光状態の光が入力光に混入し
たとしても、この混入した光を光導波路の出力側で除去
して高い消光比を得ることができる。また、この偏光子
は結晶基板と一体に設けられるので、この光導波路デバ
イスを光ファイバ等と光学的に接続するに際して光軸調
整等の作業が煩雑になる恐れがない。
【０００７】
【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。全図を通して同一符号は同一対象物を表すものとす
る。
る。全図を通して同一符号は同一対象物を表すものとす
る。
【０００８】図３は本発明を適用することができるマッ
ハツェンダ型光変調器（光導波路デバイス）の斜視図で
ある。このマッハツェンダ型光変調器２は、ＬｉＮｂＯ
３ （ニオブ酸リチウム）からなる平板状の結晶基板４
にＴｉ（チタン）を熱拡散させることによってＹ分岐導
波路を２つ組み合わせた形状の光導波部６を形成し、こ
の光導波部６の分岐部分６ａ，６ｂにそれぞれ接地用の
電極８及び進行波用の電極１０を装荷して構成されてい
る。変調動作に際しては、進行波用の電極１０の入力側
部分１０ａには高周波の変調信号が入力され、出力側部
分１０ｂは終端処理されている。
ハツェンダ型光変調器（光導波路デバイス）の斜視図で
ある。このマッハツェンダ型光変調器２は、ＬｉＮｂＯ
３ （ニオブ酸リチウム）からなる平板状の結晶基板４
にＴｉ（チタン）を熱拡散させることによってＹ分岐導
波路を２つ組み合わせた形状の光導波部６を形成し、こ
の光導波部６の分岐部分６ａ，６ｂにそれぞれ接地用の
電極８及び進行波用の電極１０を装荷して構成されてい
る。変調動作に際しては、進行波用の電極１０の入力側
部分１０ａには高周波の変調信号が入力され、出力側部
分１０ｂは終端処理されている。
【０００９】この構成によると、変調信号を入力したと
きに、同位相で分岐された分岐光に異なる位相変化を与
えることができる。光導波部６は、Ｙ分岐部分を除いて
基本モード光のみを伝搬する単一モード光導波路にされ
ているので、分岐光の位相差が零であるときには出力さ
れる干渉光の強度は最大となり、分岐光の位相差がπで
あるときには、干渉光の強度は最小となる。また、位相
差が零とπの間であるときには、位相差に応じた干渉光
強度となる。
きに、同位相で分岐された分岐光に異なる位相変化を与
えることができる。光導波部６は、Ｙ分岐部分を除いて
基本モード光のみを伝搬する単一モード光導波路にされ
ているので、分岐光の位相差が零であるときには出力さ
れる干渉光の強度は最大となり、分岐光の位相差がπで
あるときには、干渉光の強度は最小となる。また、位相
差が零とπの間であるときには、位相差に応じた干渉光
強度となる。
【００１０】尚、結晶基板４の光学軸（ｚ軸）は電極形
成面に対して垂直な方向に設定されており、且つ、実用
時にはｚ軸と平行な偏波面を有するＴＭ偏光が光導波部
６に入力するようにされている。この理由は以下の通り
である。
成面に対して垂直な方向に設定されており、且つ、実用
時にはｚ軸と平行な偏波面を有するＴＭ偏光が光導波部
６に入力するようにされている。この理由は以下の通り
である。
【００１１】図４はマッハツェンダ型光変調器の特性曲
線を表すグラフである。縦軸は光出力強度、横軸は駆動
電圧であり、実線で表される曲線はＴＭ偏光に対しての
もの、破線で表されているのはＴＥ偏光に対してのもの
である。
線を表すグラフである。縦軸は光出力強度、横軸は駆動
電圧であり、実線で表される曲線はＴＭ偏光に対しての
もの、破線で表されているのはＴＥ偏光に対してのもの
である。
【００１２】いま、最大光出力強度を与える駆動電圧と
、これと隣り合う最小光出力強度を与える駆動電圧との
差を半波長電圧というものとすると、ＴＭ偏光を入力し
たときの半波長電圧はＴＥ偏光を入力したときの半波長
電圧の約１／３になっていることがわかる。従って、マ
ッハツェンダ型光変調器を「０」，「１」の２つの論理
レベルでデジタル変調するに際して低電圧駆動を可能に
するためには、前述のように結晶のｚ軸に平行な偏波面
を有するＴＭ偏光を入力するのである。
、これと隣り合う最小光出力強度を与える駆動電圧との
差を半波長電圧というものとすると、ＴＭ偏光を入力し
たときの半波長電圧はＴＥ偏光を入力したときの半波長
電圧の約１／３になっていることがわかる。従って、マ
ッハツェンダ型光変調器を「０」，「１」の２つの論理
レベルでデジタル変調するに際して低電圧駆動を可能に
するためには、前述のように結晶のｚ軸に平行な偏波面
を有するＴＭ偏光を入力するのである。
【００１３】マッハツェンダ型光変調器において、上述
のように、ＴＭ偏光に対する動作特性とＴＥ偏光に対す
る動作特性が異なると、次のような不都合が生じる。即
ち、ＴＭ偏光に対して最大消光比が得られるように動作
電圧が設定されているときに、入力光にＴＥ偏光が混入
すると、光出力強度が零になるべきところで混入したＴ
Ｅ偏光の影響によって光出力強度が零にはならず、消光
比が劣化するものである。そこで、マッハツェンダ型光
変調器の光出力側に偏光子を設けることとする。
のように、ＴＭ偏光に対する動作特性とＴＥ偏光に対す
る動作特性が異なると、次のような不都合が生じる。即
ち、ＴＭ偏光に対して最大消光比が得られるように動作
電圧が設定されているときに、入力光にＴＥ偏光が混入
すると、光出力強度が零になるべきところで混入したＴ
Ｅ偏光の影響によって光出力強度が零にはならず、消光
比が劣化するものである。そこで、マッハツェンダ型光
変調器の光出力側に偏光子を設けることとする。
【００１４】図１は本発明の第１実施例を示すマッハツ
ェンダ型光変調器の一部破断部分側面図であり、マッハ
ツェンダ型光変調器の光出力側の一部破断側面図が示さ
れている。図中１２は光導波部６と電極１０，８の間に
介在するクラッド層（図３には図示せず）であり、１４
は光導波部６の光出力側に結晶基板４と一体に設けられ
た偏光子である。
ェンダ型光変調器の一部破断部分側面図であり、マッハ
ツェンダ型光変調器の光出力側の一部破断側面図が示さ
れている。図中１２は光導波部６と電極１０，８の間に
介在するクラッド層（図３には図示せず）であり、１４
は光導波部６の光出力側に結晶基板４と一体に設けられ
た偏光子である。
【００１５】偏光子１４は、この実施例では、結晶基板
４の端面を斜めに形成し、この端面に誘電体多層膜等か
らなる偏光分離膜１６を設けたものである。偏光分離膜
１６の形成は、例えば蒸着により行うことができる。
４の端面を斜めに形成し、この端面に誘電体多層膜等か
らなる偏光分離膜１６を設けたものである。偏光分離膜
１６の形成は、例えば蒸着により行うことができる。
【００１６】この構成によると、光導波部６を伝搬して
きたＴＭ偏光は偏光分離膜１６を透過して出力され、一
方、光導波部６を伝搬してきたＴＥ偏光は偏光分離膜１
６で反射してＴＭ偏光とは異なる方向に出力される。従
って、ＴＭ偏光が図示しない光ファイバに効率良く入射
するようにこのマッハツェンダ型光変調器と光伝送路と
の接続をなすことによって、消光比の高い変調光を光伝
送路に送出することができるようになる。その結果、受
信側での受信感度が高まる。
きたＴＭ偏光は偏光分離膜１６を透過して出力され、一
方、光導波部６を伝搬してきたＴＥ偏光は偏光分離膜１
６で反射してＴＭ偏光とは異なる方向に出力される。従
って、ＴＭ偏光が図示しない光ファイバに効率良く入射
するようにこのマッハツェンダ型光変調器と光伝送路と
の接続をなすことによって、消光比の高い変調光を光伝
送路に送出することができるようになる。その結果、受
信側での受信感度が高まる。
【００１７】図２は本発明の第２実施例を示すマッハツ
ェンダ型光変調器の部分平面図であり、マッハツェンダ
型光変調器の光出力部の平面図が示されている。この実
施例では、結晶基板４の光出力側に光導波部６に対して
斜めになるように溝４ａを形成し、この溝４ａに複屈折
性物質１８を嵌合することによって、偏光子１４を構成
している。複屈折性物質１８としてはルチル結晶等を用
いることができる。
ェンダ型光変調器の部分平面図であり、マッハツェンダ
型光変調器の光出力部の平面図が示されている。この実
施例では、結晶基板４の光出力側に光導波部６に対して
斜めになるように溝４ａを形成し、この溝４ａに複屈折
性物質１８を嵌合することによって、偏光子１４を構成
している。複屈折性物質１８としてはルチル結晶等を用
いることができる。
【００１８】この構成によると、複屈折性物質１８のＴ
Ｍ偏光に対する屈折率とＴＥ偏光に対する屈折率は異な
るので、ＴＭ偏光及びＴＥ偏光を異なる光路で出力させ
ることができる。従って、ＴＭ偏光、ＴＥ偏光のいずれ
かのみを光伝送路に結合することができるようになり、
前実施例による場合と同様にして、高い消光比の変調光
を光伝送路に送出することができるようになる。
Ｍ偏光に対する屈折率とＴＥ偏光に対する屈折率は異な
るので、ＴＭ偏光及びＴＥ偏光を異なる光路で出力させ
ることができる。従って、ＴＭ偏光、ＴＥ偏光のいずれ
かのみを光伝送路に結合することができるようになり、
前実施例による場合と同様にして、高い消光比の変調光
を光伝送路に送出することができるようになる。
【００１９】以上説明した実施例では、光導波路デバイ
スがマッハツェンダ型光変調器であるとしたが、光スイ
ッチその他の光導波路デバイスにも本発明を適用するこ
とができる。
スがマッハツェンダ型光変調器であるとしたが、光スイ
ッチその他の光導波路デバイスにも本発明を適用するこ
とができる。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
消光比の高い光変調器、光スイッチその他の光導波路デ
バイスを実現するのに適した光導波路デバイスの構造の
提供が可能になるという効果を奏する。
消光比の高い光変調器、光スイッチその他の光導波路デ
バイスを実現するのに適した光導波路デバイスの構造の
提供が可能になるという効果を奏する。
【図１】本発明の第１実施例を示すマッハツェンダ型光
変調器の一部破断部分側面図である。
変調器の一部破断部分側面図である。
【図２】本発明の第２実施例を示すマッハツェンダ型光
変調器の部分平面図である。
変調器の部分平面図である。
【図３】本発明を適用することができるマッハツェンダ
型光変調器の斜視図である。
型光変調器の斜視図である。
【図４】マッハツェンダ型光変調器における光出力強度
と駆動電圧の関係を示すグラフである。
と駆動電圧の関係を示すグラフである。
２ マッハツェンダ型光変調器
４ 結晶基板
６ 光導波部
８，１０ 電極
１４ 偏光子
１６ 偏光分離膜
１８ 複屈折性物質
Claims (3)
- 【請求項１】 光学的異方性を有する結晶基板（４）
に光導波路を形成し、該光導波路に電界印加用の電極
（８，１０）を装荷してなる光導波路デバイスにおいて
、上記光導波路の光出力側に上記結晶基板（４） と一
体に偏光子（１４）を設けたことを特徴とする光導波路
デバイス。 - 【請求項２】 上記偏光子（１４）は、上記光導波路
に対して斜めに形成された上記結晶基板（４） の端面
に設けられた偏光分離膜（１６）であることを特徴とす
る請求項１に記載の光導波路デバイス。 - 【請求項３】 上記偏光子（１４）は、上記光導波路
に対して斜めに形成された上記結晶基板（４） の溝（
４ａ）に設けられた複屈折性物質（１８）であることを
特徴とする請求項１に記載の光導波路デバイス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10351991A JPH04311918A (ja) | 1991-04-10 | 1991-04-10 | 光導波路デバイス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10351991A JPH04311918A (ja) | 1991-04-10 | 1991-04-10 | 光導波路デバイス |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04311918A true JPH04311918A (ja) | 1992-11-04 |
Family
ID=14356193
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10351991A Withdrawn JPH04311918A (ja) | 1991-04-10 | 1991-04-10 | 光導波路デバイス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04311918A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0996731A (ja) * | 1995-09-29 | 1997-04-08 | Nec Corp | 導波路形光デバイス |
| JP2004125854A (ja) * | 2002-09-30 | 2004-04-22 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | 光導波路素子及びその製造方法 |
| US7291829B2 (en) | 2005-06-22 | 2007-11-06 | Fujitsu Limited | Light intensity detector |
-
1991
- 1991-04-10 JP JP10351991A patent/JPH04311918A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0996731A (ja) * | 1995-09-29 | 1997-04-08 | Nec Corp | 導波路形光デバイス |
| JP2004125854A (ja) * | 2002-09-30 | 2004-04-22 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | 光導波路素子及びその製造方法 |
| US7260288B2 (en) | 2002-09-30 | 2007-08-21 | Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. | Optical wave guide element, and manufacture therefor |
| US7291829B2 (en) | 2005-06-22 | 2007-11-06 | Fujitsu Limited | Light intensity detector |
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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: 19980711 |