JPH04355714A - 光制御素子 - Google Patents
光制御素子Info
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- JPH04355714A JPH04355714A JP13132491A JP13132491A JPH04355714A JP H04355714 A JPH04355714 A JP H04355714A JP 13132491 A JP13132491 A JP 13132491A JP 13132491 A JP13132491 A JP 13132491A JP H04355714 A JPH04355714 A JP H04355714A
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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
- G02F1/01—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
- G02F1/03—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 based on ceramics or electro-optical crystals, e.g. exhibiting Pockels effect or Kerr effect
- G02F1/035—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 based on ceramics or electro-optical crystals, e.g. exhibiting Pockels effect or Kerr effect in an optical waveguide structure
- G02F1/0356—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 based on ceramics or electro-optical crystals, e.g. exhibiting Pockels effect or Kerr effect in an optical waveguide structure controlled by a high-frequency electromagnetic wave component in an electric waveguide structure
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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、駆動電圧が小さく、か
つ高速動作可能な光変調器，光スイッチなどの光制御素
子に関するものである。
つ高速動作可能な光変調器，光スイッチなどの光制御素
子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】高速かつ大容量の光伝送システム，光交
換システムにおいては、高速で駆動電圧が小さい高性能
な光制御素子が有用である。この種の光制御素子の一例
としては、光スイッチや位相変調器，光強度変調器等が
ある。
換システムにおいては、高速で駆動電圧が小さい高性能
な光制御素子が有用である。この種の光制御素子の一例
としては、光スイッチや位相変調器，光強度変調器等が
ある。
【０００３】従来の光制御素子として、マッハツェンダ
ー型光強度変調器の例を図６および図７に示す。
ー型光強度変調器の例を図６および図７に示す。
【０００４】図６および図７において、例えば電気光学
効果を有するｚ板ＬｉＮｂＯ３ （ＬＮ）基板５０１上
に、例えばＴｉ熱拡散により光導波路５０２，５０３，
５０３′，５０４，５０４′が形成されている。その基
板５０１の上にはバッファ層５０５が厚さ０．３〜１μ
ｍ程度に形成され、そのバッファ層５０５の上に中心電
極５０６およびアース電極５０７が形成されている。給
電線５０８から供給された制御用マイクロ波は電極５０
６，５０７を通って終端抵抗５０９まで伝搬する。電極
５０６および５０７は進行波電極構造の内のコプレーナ
ウェーブガイド（ＣＰＷ）電極と総称される。電極５０
６および５０７の寸法として、例えば、厚さは通常４μ
ｍ程度、中心電極５０６の幅Ｗは８μｍ、中心電極５０
６とアース電極５０７とのギャップＧは１５μｍに定め
る。
効果を有するｚ板ＬｉＮｂＯ３ （ＬＮ）基板５０１上
に、例えばＴｉ熱拡散により光導波路５０２，５０３，
５０３′，５０４，５０４′が形成されている。その基
板５０１の上にはバッファ層５０５が厚さ０．３〜１μ
ｍ程度に形成され、そのバッファ層５０５の上に中心電
極５０６およびアース電極５０７が形成されている。給
電線５０８から供給された制御用マイクロ波は電極５０
６，５０７を通って終端抵抗５０９まで伝搬する。電極
５０６および５０７は進行波電極構造の内のコプレーナ
ウェーブガイド（ＣＰＷ）電極と総称される。電極５０
６および５０７の寸法として、例えば、厚さは通常４μ
ｍ程度、中心電極５０６の幅Ｗは８μｍ、中心電極５０
６とアース電極５０７とのギャップＧは１５μｍに定め
る。
【０００５】ここで、強度が一定の入射光５１１を光導
波路５０２に入射させると、光はマッハツェンダ干渉計
を構成するＹ分岐部５０３で光導波路５０４および５０
４′にパワーを分配する。光導波路とマイクロ波信号と
が相互作用する領域でその入力信号に応じて光の位相が
変化し、Ｙ合波部５０３′で光が干渉しあい出射光５１
２の強度が変化する。
波路５０２に入射させると、光はマッハツェンダ干渉計
を構成するＹ分岐部５０３で光導波路５０４および５０
４′にパワーを分配する。光導波路とマイクロ波信号と
が相互作用する領域でその入力信号に応じて光の位相が
変化し、Ｙ合波部５０３′で光が干渉しあい出射光５１
２の強度が変化する。
【０００６】この光変調器の場合、進行波電極５０６，
５０７は分布定数回路として構成されているので、理想
的には電気回路的な帯域制限はない。また、進行波電極
５０６，５０７の間を伝搬するマイクロ波と光の伝搬速
度が一致する限りは、入射光５１１が光導波路５０４，
５０４′を伝搬する時間の影響による帯域幅の制限もな
いので、一般に、高速動作用の光変調器等に使用される
。
５０７は分布定数回路として構成されているので、理想
的には電気回路的な帯域制限はない。また、進行波電極
５０６，５０７の間を伝搬するマイクロ波と光の伝搬速
度が一致する限りは、入射光５１１が光導波路５０４，
５０４′を伝搬する時間の影響による帯域幅の制限もな
いので、一般に、高速動作用の光変調器等に使用される
。
【０００７】しかし、実際にはマイクロ波と光には位相
速度差があり、これによって動作周波数の上限が制限さ
れることになる。マイクロ波に対する基板５０１の実効
的な屈折率をｎｍ 、光に対する光導波路５０４，５０
４′の実効的な屈折率をｎｏ 、進行波電極５０６，５
０７と光導波路５０４，５０４′が相互作用する長さ（
相互作用長）をＬと表すと、この位相速度差によって生
じる上限周波数ｆｖ は、次式で与えられる［参考文献
：信学論（Ｃ），Ｊ６４−Ｃ，ｐ２６４−２７１，１９
８１］。
速度差があり、これによって動作周波数の上限が制限さ
れることになる。マイクロ波に対する基板５０１の実効
的な屈折率をｎｍ 、光に対する光導波路５０４，５０
４′の実効的な屈折率をｎｏ 、進行波電極５０６，５
０７と光導波路５０４，５０４′が相互作用する長さ（
相互作用長）をＬと表すと、この位相速度差によって生
じる上限周波数ｆｖ は、次式で与えられる［参考文献
：信学論（Ｃ），Ｊ６４−Ｃ，ｐ２６４−２７１，１９
８１］。
【０００８】
【数１】
ｆｖ ＝１．４ｃ／（πＬ｜ｎｍ
−ｎｏ ｜） …（１）ただし、
ｃは真空中における光速である。上記屈折率ｎｍ は基
板４０１の実効的な比誘電率εｅｆｆに対して、
−ｎｏ ｜） …（１）ただし、
ｃは真空中における光速である。上記屈折率ｎｍ は基
板４０１の実効的な比誘電率εｅｆｆに対して、
【００
０９】
０９】
【数２】
ｎｍ ＝εｅｆｆ１／２
…（２）で与えられる。
…（２）で与えられる。
【００１０】電気光学効果を持つ基板材料では、マイク
ロ波に対する屈折率ｎｍ は、通常光に対する屈折率ｎ
ｏ とは必ずしも一致しない。基板５０１の実効的な比
誘電率εｅｆｆは近似値として、
ロ波に対する屈折率ｎｍ は、通常光に対する屈折率ｎ
ｏ とは必ずしも一致しない。基板５０１の実効的な比
誘電率εｅｆｆは近似値として、
【００１１】
【数３】
εｅｆｆ＝（εｓ＋１）／２
…（３）に
なる。例えば、基板がＬＮの場合、基板材料の比誘電率
εｓ＝３５であり、屈折率ｎｍ ＝４．２、屈折率ｎｏ
＝２．２で、屈折率ｎｍ は屈折率ｎｏ の約２倍の
大きさになるので、上限周波数５ＧＨｚの時、電極の長
さとしては、１０ｍｍ前後が選定される［上記（１）式
参照］。一般に、駆動電圧Ｖｐと相互作用長Ｌとは、
…（３）に
なる。例えば、基板がＬＮの場合、基板材料の比誘電率
εｓ＝３５であり、屈折率ｎｍ ＝４．２、屈折率ｎｏ
＝２．２で、屈折率ｎｍ は屈折率ｎｏ の約２倍の
大きさになるので、上限周波数５ＧＨｚの時、電極の長
さとしては、１０ｍｍ前後が選定される［上記（１）式
参照］。一般に、駆動電圧Ｖｐと相互作用長Ｌとは、
【
００１２】
００１２】
【数４】
Ｖｐ・Ｌ＝Γ
…（４）となる。ここで、Γは光変調器の材質，構
造等により決まる定数である。
…（４）となる。ここで、Γは光変調器の材質，構
造等により決まる定数である。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例によれば、光変調器の高速動作化は、上記（１）式
から明らかなように、動作周波数に応じて、相互作用長
Ｌを短くすることにより達成できるものの、相互作用長
Ｌを短くすると、上記（４）式で示されるように、駆動
電圧が大きくなるという欠点があった。また、相互作用
長Ｌは少なくとも基板の長さを越えることはできないた
め、駆動電圧を低減させるのにも限界があった。
来例によれば、光変調器の高速動作化は、上記（１）式
から明らかなように、動作周波数に応じて、相互作用長
Ｌを短くすることにより達成できるものの、相互作用長
Ｌを短くすると、上記（４）式で示されるように、駆動
電圧が大きくなるという欠点があった。また、相互作用
長Ｌは少なくとも基板の長さを越えることはできないた
め、駆動電圧を低減させるのにも限界があった。
【００１４】そこで、本発明の目的は、上述した従来の
問題点を解消し、低駆動電圧で高速動作が可能な光制御
素子を提供することにある。
問題点を解消し、低駆動電圧で高速動作が可能な光制御
素子を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、電気光学効果を有する光学基板の表面
付近に配置された光導波路と、該光導波路が配置された
光学基板面上に配置された進行波電極を備えた光制御素
子において、該光導波路を伝搬する光波と前記進行波電
極を伝搬する信号波とが相互作用する領域の後段におい
て前記光導波路および前記進行波電極を折返して配置し
、その折返された光導波路および進行波電極をそれぞれ
伝搬する光波と信号波とがさらに相互作用するように構
成したことを特徴とする。
に、本発明では、電気光学効果を有する光学基板の表面
付近に配置された光導波路と、該光導波路が配置された
光学基板面上に配置された進行波電極を備えた光制御素
子において、該光導波路を伝搬する光波と前記進行波電
極を伝搬する信号波とが相互作用する領域の後段におい
て前記光導波路および前記進行波電極を折返して配置し
、その折返された光導波路および進行波電極をそれぞれ
伝搬する光波と信号波とがさらに相互作用するように構
成したことを特徴とする。
【００１６】ここで、前記光導波路の折返しを全反射型
光導波路で構成することができる。
光導波路で構成することができる。
【００１７】
【作用】本発明によれば、光導波路および進行波電極を
折返して配置することによって、相互作用長を長くする
ことができ、低駆動電圧化を行うことができる。しかも
また、マイクロ波と光の位相速度差を補償することがで
き、従来より高速動作を行うことが可能となる。
折返して配置することによって、相互作用長を長くする
ことができ、低駆動電圧化を行うことができる。しかも
また、マイクロ波と光の位相速度差を補償することがで
き、従来より高速動作を行うことが可能となる。
【００１８】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。
に説明する。
【００１９】図１および図２は、本発明による光制御素
子の一実施例を示す平面図およびそのＡ−Ａ′線断面の
一部拡大図である。なお、図１の平面図ではバッファ層
は省略して示している。
子の一実施例を示す平面図およびそのＡ−Ａ′線断面の
一部拡大図である。なお、図１の平面図ではバッファ層
は省略して示している。
【００２０】本実施例では、図６および図７に示した従
来例と同様に、電気光学効果を有するｚ板ＬｉＮｂＯ３
基板１０１（誘電率ε＝３５）上にＴｉ熱拡散法によ
り光導波路１０２，１０２′，１０４，１０４′，１０
４′′および１０４′′′を形成している。１０３およ
び１０３′は、それぞれ、光導波路１０２，１０４，１
０４′および１０２′，１０４′′，１０４′′′によ
るＹ分岐部およびＹ合波部である。ここで、光導波路の
アーム１０４と１０４′′および光導波路のアーム１０
４′と１０４′′′を、各々伝搬途中に配置された全反
射型光導波路部１１０を介して結合する。これら光導波
路１０２，１０２′，１０３，１０３′，１０４，１０
４′，１０４′′，１０４′′′上には、バッファ層１
０５を介して、進行波電極としての中心電極１０６およ
びアース電極１０７を配置する。これら光導波路を伝搬
する光が電極１０６および１０７により吸収されて生じ
る吸収損失を少なくするために、例えばＳｉＯ２ によ
るバッファ層１０５を基板１０１と電極１０６および１
０７との間に、厚さ０．３〜１μｍ程度形成しておく。 電極１０６および１０７の寸法として、例えば、厚さは
通常４μｍ程度、中心電極１０６の幅Ｗを８μｍ、中心
電極１０６とアース電極１０７とのギャップＧを１５μ
ｍとし、光導波路の幅を７μｍとした。給電線１０８か
ら供給された制御用マイクロ波は電極１０６および１０
７を通って終端抵抗１０９で終端されている。
来例と同様に、電気光学効果を有するｚ板ＬｉＮｂＯ３
基板１０１（誘電率ε＝３５）上にＴｉ熱拡散法によ
り光導波路１０２，１０２′，１０４，１０４′，１０
４′′および１０４′′′を形成している。１０３およ
び１０３′は、それぞれ、光導波路１０２，１０４，１
０４′および１０２′，１０４′′，１０４′′′によ
るＹ分岐部およびＹ合波部である。ここで、光導波路の
アーム１０４と１０４′′および光導波路のアーム１０
４′と１０４′′′を、各々伝搬途中に配置された全反
射型光導波路部１１０を介して結合する。これら光導波
路１０２，１０２′，１０３，１０３′，１０４，１０
４′，１０４′′，１０４′′′上には、バッファ層１
０５を介して、進行波電極としての中心電極１０６およ
びアース電極１０７を配置する。これら光導波路を伝搬
する光が電極１０６および１０７により吸収されて生じ
る吸収損失を少なくするために、例えばＳｉＯ２ によ
るバッファ層１０５を基板１０１と電極１０６および１
０７との間に、厚さ０．３〜１μｍ程度形成しておく。 電極１０６および１０７の寸法として、例えば、厚さは
通常４μｍ程度、中心電極１０６の幅Ｗを８μｍ、中心
電極１０６とアース電極１０７とのギャップＧを１５μ
ｍとし、光導波路の幅を７μｍとした。給電線１０８か
ら供給された制御用マイクロ波は電極１０６および１０
７を通って終端抵抗１０９で終端されている。
【００２１】次に、上記構成による光変調器の動作を説
明する。
明する。
【００２２】強度が一定の入射光１１１を光導波路１０
２に入射させると、光はマッハツェンダ干渉計を構成す
るＹ分岐部１０３で光導波路１０４および１０４′にパ
ワーを分配する。光導波路１０４および１０４′を伝搬
する光と給電線１０８からのマイクロ波信号とが相互作
用する領域でその入力信号に応じて光の位相が変化し、
Ｙ合波部１０３′で光が干渉し合い、光導波路１０２′
から取り出される出射光１１２の強度が変化する。これ
については、図６および図７の従来例の動作と同様であ
る。
２に入射させると、光はマッハツェンダ干渉計を構成す
るＹ分岐部１０３で光導波路１０４および１０４′にパ
ワーを分配する。光導波路１０４および１０４′を伝搬
する光と給電線１０８からのマイクロ波信号とが相互作
用する領域でその入力信号に応じて光の位相が変化し、
Ｙ合波部１０３′で光が干渉し合い、光導波路１０２′
から取り出される出射光１１２の強度が変化する。これ
については、図６および図７の従来例の動作と同様であ
る。
【００２３】マイクロ波の実効的な屈折率をｎｍ 、光
の実効的な屈折率をｎｏ 、光がマイクロ波と相互作用
を始めたＰ点と一旦終わるＱ点との長さをＬ１、Ｑ点か
ら全反射型光導波路部１１０を通り、再び相互作用が始
まるＲ点までの光導波路の長さをＬ２、Ｑ点からＲ点ま
での電極の長さをＬ２′、Ｒ点と相互作用が終わるＳ点
との間の長さをＬ３（＝Ｌ１）とし、
の実効的な屈折率をｎｏ 、光がマイクロ波と相互作用
を始めたＰ点と一旦終わるＱ点との長さをＬ１、Ｑ点か
ら全反射型光導波路部１１０を通り、再び相互作用が始
まるＲ点までの光導波路の長さをＬ２、Ｑ点からＲ点ま
での電極の長さをＬ２′、Ｒ点と相互作用が終わるＳ点
との間の長さをＬ３（＝Ｌ１）とし、
【００２４】
【数５】
ｎｍ （Ｌ１＋Ｌ２′）＝ｎｏ
（Ｌ１＋Ｌ２） …（５）の関係が成り
立つように設定すると、Ｐ点におけるマイクロ波と光の
各位相面が、Ｒ点においても一致する。つまり、相互作
用部における実効的な走行時間を一致させることができ
る。従って、上限周波数は前記（１）式のＬをＬ１とし
た値となり、駆動電圧は前記（４）式のＬ２を２Ｌ１（
＝Ｌ１＋Ｌ３）とした値となる。
（Ｌ１＋Ｌ２） …（５）の関係が成り
立つように設定すると、Ｐ点におけるマイクロ波と光の
各位相面が、Ｒ点においても一致する。つまり、相互作
用部における実効的な走行時間を一致させることができ
る。従って、上限周波数は前記（１）式のＬをＬ１とし
た値となり、駆動電圧は前記（４）式のＬ２を２Ｌ１（
＝Ｌ１＋Ｌ３）とした値となる。
【００２５】図６および図７の相互作用長Ｌと図１の相
互作用長Ｌ１とを等しくすると、周波数帯域は同じとな
り、かつ駆動電圧を１／２に低減することができる。あ
るいは、相互作用長Ｌ１＋Ｌ３の長さを図６および図７
の相互作用長Ｌと等しくすると、駆動電圧は同じとなり
、かつ周波数帯域を２倍にすることができる。上記（５
）式からずれた場合でも、従来例より低電圧化，高速動
作化を図ることが可能である。
互作用長Ｌ１とを等しくすると、周波数帯域は同じとな
り、かつ駆動電圧を１／２に低減することができる。あ
るいは、相互作用長Ｌ１＋Ｌ３の長さを図６および図７
の相互作用長Ｌと等しくすると、駆動電圧は同じとなり
、かつ周波数帯域を２倍にすることができる。上記（５
）式からずれた場合でも、従来例より低電圧化，高速動
作化を図ることが可能である。
【００２６】ＬＮの場合、屈折率ｎｍ と屈折率ｎｏ
とには、ｎｍ ＞ｎｏ の関係があるので、一般にＬ２
＞Ｌ２′となり、電極長Ｌ２′の方を短くすることにな
る。
とには、ｎｍ ＞ｎｏ の関係があるので、一般にＬ２
＞Ｌ２′となり、電極長Ｌ２′の方を短くすることにな
る。
【００２７】上記実施例においては、相互作用長がＬ１
＝Ｌ３の場合について説明したが、Ｌ１≠Ｌ３の場合は
、上記（５）式の関係を
＝Ｌ３の場合について説明したが、Ｌ１≠Ｌ３の場合は
、上記（５）式の関係を
【００２８】
【数６】
ｎｍ （Ｌ１／２＋Ｌ２′＋Ｌ３
／２） ＝ｎ
ｏ （Ｌ１／２＋Ｌ２＋Ｌ３／２） …（６）と
置き換えて、光導波路長および電極長を設定すればよい
。
／２） ＝ｎ
ｏ （Ｌ１／２＋Ｌ２＋Ｌ３／２） …（６）と
置き換えて、光導波路長および電極長を設定すればよい
。
【００２９】図３は、出射光の方向を変えるように光導
波路を構成した本発明の他の実施例である。ここで、図
１および図２と同様の箇所には同一符号を付すものとす
る。図３において、Ｙ合波部１０３′の出射光側に配置
した光導波路２０２に全反射型光導波路部２１０を設け
て折返し、この光導波路２０２から取り出される出射光
２１２の方向を図１および図２の実施例とは逆に、すな
わち図６および図７の従来例と同じ方向になるようにす
る。これにより、外部光回路、例えば光ファイバとの光
結合は、従来と同様に行うことができる。
波路を構成した本発明の他の実施例である。ここで、図
１および図２と同様の箇所には同一符号を付すものとす
る。図３において、Ｙ合波部１０３′の出射光側に配置
した光導波路２０２に全反射型光導波路部２１０を設け
て折返し、この光導波路２０２から取り出される出射光
２１２の方向を図１および図２の実施例とは逆に、すな
わち図６および図７の従来例と同じ方向になるようにす
る。これにより、外部光回路、例えば光ファイバとの光
結合は、従来と同様に行うことができる。
【００３０】図４は、光導波路の相互作用部を２回折返
した構成とした本発明の他の実施例である。ここで、図
１および図２と同様の個所には同一符号を付すものとす
る。図４において、光導波路アーム１０４′′および１
０４′′′を合流させることなく、それぞれの出射光側
に全反射型光導波路部３１０および３１０′を介して折
返した形態で光導波路アーム３０４および３０４′をそ
れぞれ配置する。さらにこれら光導波路３０４および３
０４′を合波部３０３で合流させて光導波路３０２に接
続し、この光導波路３０２から出射光３１２を取り出す
。ここで、中心電極１０６は、光導波路１０４，１０４
′′および３０４の互いに平行な部分に沿うと共に、光
導波路アーム１０４と１０４′′および１０４′′と３
０４とをブリッジする形態のパターンで配置するものと
する。アース電極１０７の一部分は、他方の光導波路ア
ーム１０４′，１０４′′′および３０４′に沿うと共
に、中心電極１０６をはさんで対向してＣＰＷ電極を形
成する形状のパターンで配置するものとする。
した構成とした本発明の他の実施例である。ここで、図
１および図２と同様の個所には同一符号を付すものとす
る。図４において、光導波路アーム１０４′′および１
０４′′′を合流させることなく、それぞれの出射光側
に全反射型光導波路部３１０および３１０′を介して折
返した形態で光導波路アーム３０４および３０４′をそ
れぞれ配置する。さらにこれら光導波路３０４および３
０４′を合波部３０３で合流させて光導波路３０２に接
続し、この光導波路３０２から出射光３１２を取り出す
。ここで、中心電極１０６は、光導波路１０４，１０４
′′および３０４の互いに平行な部分に沿うと共に、光
導波路アーム１０４と１０４′′および１０４′′と３
０４とをブリッジする形態のパターンで配置するものと
する。アース電極１０７の一部分は、他方の光導波路ア
ーム１０４′，１０４′′′および３０４′に沿うと共
に、中心電極１０６をはさんで対向してＣＰＷ電極を形
成する形状のパターンで配置するものとする。
【００３１】本実施例では、このように光導波路を複数
回折返すことにより、相互作用長を長くする、あるいは
位相速度を補償することが可能なため、一層の低電圧化
および高速動作化を図ることができる。ここでは、光は
全反射型光導波路部３１０および３１０′で２回折返し
ているため、入射光１１１および出射光３１２は、図６
および図７に示した従来例と同じ方向となり、図３の実
施例と同様の効果がある。
回折返すことにより、相互作用長を長くする、あるいは
位相速度を補償することが可能なため、一層の低電圧化
および高速動作化を図ることができる。ここでは、光は
全反射型光導波路部３１０および３１０′で２回折返し
ているため、入射光１１１および出射光３１２は、図６
および図７に示した従来例と同じ方向となり、図３の実
施例と同様の効果がある。
【００３２】図５の（ａ）および（ｂ）は、図１から図
４までにおける全反射型光導波路部１１０，１１０′，
２１０，３１０および３１０′の具体的実施例である。 図５の（ａ）では、全反射型光導波路を、互いに角度θ
をなす光導波路４０２および４０２′と光導波路端部４
０３とで構成する。図５の（ｂ）では、全反射型光導波
路を、光導波路アーム４０４と４０４′とが光導波路端
部４０３近傍で３ｄＢカプラ４０５を形成するように構
成する。なお、光導波路端部４０３において光が全反射
するように、例えば研磨して導波路端面を形成し、さら
にその端面に例えばアルミニウム等の反射層を形成して
もよい。
４までにおける全反射型光導波路部１１０，１１０′，
２１０，３１０および３１０′の具体的実施例である。 図５の（ａ）では、全反射型光導波路を、互いに角度θ
をなす光導波路４０２および４０２′と光導波路端部４
０３とで構成する。図５の（ｂ）では、全反射型光導波
路を、光導波路アーム４０４と４０４′とが光導波路端
部４０３近傍で３ｄＢカプラ４０５を形成するように構
成する。なお、光導波路端部４０３において光が全反射
するように、例えば研磨して導波路端面を形成し、さら
にその端面に例えばアルミニウム等の反射層を形成して
もよい。
【００３３】以上では、Ｔｉ熱拡散法による光導波路の
場合について本発明の実施例を説明してきたが、かかる
光導波路は例えばイオン交換法等により形成してもよい
。あるいはまた、光導波路として直線導波路や方向性結
合器等を用いることによって位相変調器やスイッチ等を
構成することもができる。あるいはまた、バッファ層材
料についても、上述した実施例ではＳｉＯ２ の場合に
ついて説明してきたが、これにのみ限られず、アルミナ
やテフロン等の誘電体や半絶縁体を用いてもよい。
場合について本発明の実施例を説明してきたが、かかる
光導波路は例えばイオン交換法等により形成してもよい
。あるいはまた、光導波路として直線導波路や方向性結
合器等を用いることによって位相変調器やスイッチ等を
構成することもができる。あるいはまた、バッファ層材
料についても、上述した実施例ではＳｉＯ２ の場合に
ついて説明してきたが、これにのみ限られず、アルミナ
やテフロン等の誘電体や半絶縁体を用いてもよい。
【００３４】全反射型光導波路部に光導波路端面を形成
するためには、研磨の他、エッチング等によりかかる端
面を形成してもよい。さらにまた、全反射型光導波路部
として、通常の曲り導波路等を用いて形成してもよい。
するためには、研磨の他、エッチング等によりかかる端
面を形成してもよい。さらにまた、全反射型光導波路部
として、通常の曲り導波路等を用いて形成してもよい。
【００３５】光導波路を形成する基板としては、Ｚ板の
他に他の方位面、例えばＸ板等を用いてもよい。ＬｉＮ
ｂＯ３ 基板以外の電気光学効果を有する基板、例えば
ＬｉＴａＯ３ ，ＫＴＰ，ＧａＡｓ等の基板を用いても
よい。ＧａＡｓ等の場合、ｎｍ ＜ｎｏ の関係になる
が、電極長を光導波路長より長くすれば同様の効果が得
られる。
他に他の方位面、例えばＸ板等を用いてもよい。ＬｉＮ
ｂＯ３ 基板以外の電気光学効果を有する基板、例えば
ＬｉＴａＯ３ ，ＫＴＰ，ＧａＡｓ等の基板を用いても
よい。ＧａＡｓ等の場合、ｎｍ ＜ｎｏ の関係になる
が、電極長を光導波路長より長くすれば同様の効果が得
られる。
【００３６】本実施例では、進行波電極としてＣＰＷ電
極の場合について説明してきたが、ＡＣＰＳ電極等の電
極構造を用いてもよい。あるいはまた、上述した実施例
では、進行波電極のマイクロ波信号の入出力部を一対設
けているが、このようにする代わりに、進行波電極を複
数段に分割して駆動しても同様の効果があることは自明
である。
極の場合について説明してきたが、ＡＣＰＳ電極等の電
極構造を用いてもよい。あるいはまた、上述した実施例
では、進行波電極のマイクロ波信号の入出力部を一対設
けているが、このようにする代わりに、進行波電極を複
数段に分割して駆動しても同様の効果があることは自明
である。
【００３７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電気光学効果を有する光学基板の表面付近に配置された
光導波路と、該光導波路が配置された光学基板面上に配
置された進行波電極とを備えた光制御素子において、該
光導波路を伝搬する光波と前記進行波電極を伝搬する信
号波とが相互作用する領域の後段において前記光導波路
および前記進行波電極を折返して配置し、その折返され
た光導波路および進行波電極をそれぞれ伝搬する光波と
信号波とがさらに相互作用するように構成したので、相
互作用長を長くすることができ、以て駆動電圧を低減で
きる。しかもまた、本発明によれば、マイクロ波と光の
位相速度差を補償することができ、相互作用長を長くし
ても低駆動電圧化かつ高速動作化が可能となる。
電気光学効果を有する光学基板の表面付近に配置された
光導波路と、該光導波路が配置された光学基板面上に配
置された進行波電極とを備えた光制御素子において、該
光導波路を伝搬する光波と前記進行波電極を伝搬する信
号波とが相互作用する領域の後段において前記光導波路
および前記進行波電極を折返して配置し、その折返され
た光導波路および進行波電極をそれぞれ伝搬する光波と
信号波とがさらに相互作用するように構成したので、相
互作用長を長くすることができ、以て駆動電圧を低減で
きる。しかもまた、本発明によれば、マイクロ波と光の
位相速度差を補償することができ、相互作用長を長くし
ても低駆動電圧化かつ高速動作化が可能となる。
【図１】本発明の一実施例を示す平面図である。
【図２】図１のＡＡ′線断面図である。
【図３】出射光の方向を変えた本発明の他の実施例を示
す平面図である。
す平面図である。
【図４】光導波路の相互作用部を２回折返しとした本発
明の他の実施例を示す平面図である。
明の他の実施例を示す平面図である。
【図５】図１から図４までにおける全反射型光導波路部
の具体的実施例を示す平面図である。
の具体的実施例を示す平面図である。
【図６】従来のマッハツェンダ強度光変調器の一例を示
す平面図である。
す平面図である。
【図７】図６のＡＡ′線断面図である。
１０１，５０１ ＬｉＮｂＯ３ 基板１０２，１０２
′，２０２，３０２，４０２，４０２′，４０４，４０
４′，５０２ 光導波路１０３，１０３′，５０３
マッハツェンダ干渉計を構成する光導波路のＹ分岐部 １０３′，３０３，５０３′ マッハツェンダ干渉計
を構成する光導波路のＹ合波部 １０４，１０４′１０４′′，１０４′′′，３０４，
３０４′，４０４，４０４′，５０４，５０４′ マ
ッハツェンダ干渉計を構成する光導波路の各アーム１０
５，５０５ ＳｉＯ２ バッファ層１０６，５０６
ＣＰＷの中心電極 １０７，５０７ ＣＰＷのアース電極１０８，５０８
マイクロ波給電線 １０９，５０９ 終端抵抗 １１０，１１０′，２１０，３１０，３１０′ 全反
射型光導波路部 １１１，５１１ 入射光 １１２，２１２，３１２，５１２ 出射光４０３
光導波路端部 ４０５ ３ｄＢカプラ部
′，２０２，３０２，４０２，４０２′，４０４，４０
４′，５０２ 光導波路１０３，１０３′，５０３
マッハツェンダ干渉計を構成する光導波路のＹ分岐部 １０３′，３０３，５０３′ マッハツェンダ干渉計
を構成する光導波路のＹ合波部 １０４，１０４′１０４′′，１０４′′′，３０４，
３０４′，４０４，４０４′，５０４，５０４′ マ
ッハツェンダ干渉計を構成する光導波路の各アーム１０
５，５０５ ＳｉＯ２ バッファ層１０６，５０６
ＣＰＷの中心電極 １０７，５０７ ＣＰＷのアース電極１０８，５０８
マイクロ波給電線 １０９，５０９ 終端抵抗 １１０，１１０′，２１０，３１０，３１０′ 全反
射型光導波路部 １１１，５１１ 入射光 １１２，２１２，３１２，５１２ 出射光４０３
光導波路端部 ４０５ ３ｄＢカプラ部
Claims (2)
- 【請求項１】 電気光学効果を有する光学基板の表面
付近に配置された光導波路と、該光導波路が配置された
光学基板面上に配置された進行波電極を備えた光制御素
子において、該光導波路を伝搬する光波と前記進行波電
極を伝搬する信号波とが相互作用する領域の後段におい
て前記光導波路および前記進行波電極を折返して配置し
、その折返された光導波路および進行波電極をそれぞれ
伝搬する光波と信号波とがさらに相互作用するように構
成したことを特徴とする光制御素子。 - 【請求項２】 前記光導波路の折返しを全反射型光導
波路で構成したことを特徴とする請求項１に記載の光制
御素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13132491A JPH04355714A (ja) | 1991-06-03 | 1991-06-03 | 光制御素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13132491A JPH04355714A (ja) | 1991-06-03 | 1991-06-03 | 光制御素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04355714A true JPH04355714A (ja) | 1992-12-09 |
Family
ID=15055292
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13132491A Pending JPH04355714A (ja) | 1991-06-03 | 1991-06-03 | 光制御素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04355714A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004361952A (ja) * | 2003-05-30 | 2004-12-24 | Jds Uniphase Corp | 光学デジタル外部変調器 |
| JP2005099554A (ja) * | 2003-09-26 | 2005-04-14 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | 反射型光変調器 |
| JP2006195256A (ja) * | 2005-01-14 | 2006-07-27 | Fujitsu Ltd | 光通信デバイス及び光デバイス |
| JP2006259543A (ja) * | 2005-03-18 | 2006-09-28 | Fujitsu Ltd | 光デバイス |
| FR2886414A1 (fr) * | 2005-05-25 | 2006-12-01 | Photline Technologies Sa | Circuit optique integre comportant un guide de lumiere formant au moins une separation optique |
| US7382942B2 (en) | 2005-11-10 | 2008-06-03 | Ngk Insulators, Ltd. | Optical waveguide devices |
| WO2008099950A1 (ja) * | 2007-02-14 | 2008-08-21 | Ngk Insulators, Ltd. | 光変調器用部品および光変調器 |
| US7529447B2 (en) | 2005-11-16 | 2009-05-05 | Ngk Insulators, Ltd. | Optical waveguide devices |
| US7778497B2 (en) | 2008-03-13 | 2010-08-17 | Ngk Insulators, Ltd. | Optical modulators |
-
1991
- 1991-06-03 JP JP13132491A patent/JPH04355714A/ja active Pending
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004361952A (ja) * | 2003-05-30 | 2004-12-24 | Jds Uniphase Corp | 光学デジタル外部変調器 |
| JP2005099554A (ja) * | 2003-09-26 | 2005-04-14 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | 反射型光変調器 |
| JP4519436B2 (ja) * | 2003-09-26 | 2010-08-04 | 住友大阪セメント株式会社 | 反射型光変調器 |
| JP2006195256A (ja) * | 2005-01-14 | 2006-07-27 | Fujitsu Ltd | 光通信デバイス及び光デバイス |
| JP4594744B2 (ja) * | 2005-01-14 | 2010-12-08 | 富士通オプティカルコンポーネンツ株式会社 | 光通信デバイス及び光デバイス |
| JP2006259543A (ja) * | 2005-03-18 | 2006-09-28 | Fujitsu Ltd | 光デバイス |
| JP4555715B2 (ja) * | 2005-03-18 | 2010-10-06 | 富士通株式会社 | 光デバイス |
| WO2006129035A3 (fr) * | 2005-05-25 | 2007-03-08 | Photline Technologies | Circuit optique integre comportant un guide de lumiere formant au moins une separation optique |
| US7577322B2 (en) | 2005-05-25 | 2009-08-18 | Photline Technologies | Optical integrated circuit comprising a light guide forming at least one optical separation |
| WO2006129035A2 (fr) * | 2005-05-25 | 2006-12-07 | Photline Technologies | Circuit optique integre comportant un guide de lumiere formant au moins une separation optique |
| FR2886414A1 (fr) * | 2005-05-25 | 2006-12-01 | Photline Technologies Sa | Circuit optique integre comportant un guide de lumiere formant au moins une separation optique |
| US7382942B2 (en) | 2005-11-10 | 2008-06-03 | Ngk Insulators, Ltd. | Optical waveguide devices |
| US7529447B2 (en) | 2005-11-16 | 2009-05-05 | Ngk Insulators, Ltd. | Optical waveguide devices |
| WO2008099950A1 (ja) * | 2007-02-14 | 2008-08-21 | Ngk Insulators, Ltd. | 光変調器用部品および光変調器 |
| US7995872B2 (en) | 2007-02-14 | 2011-08-09 | Ngk Insulators, Ltd. | Optical modulator component and optical modulator |
| US7778497B2 (en) | 2008-03-13 | 2010-08-17 | Ngk Insulators, Ltd. | Optical modulators |
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