JPH05249419A - 光導波路型光デバイス - Google Patents
光導波路型光デバイスInfo
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- JPH05249419A JPH05249419A JP5163992A JP5163992A JPH05249419A JP H05249419 A JPH05249419 A JP H05249419A JP 5163992 A JP5163992 A JP 5163992A JP 5163992 A JP5163992 A JP 5163992A JP H05249419 A JPH05249419 A JP H05249419A
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- Japan
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- parallel
- optical
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-
- 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
- G02F1/21—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 by interference
- G02F1/225—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 by interference in an optical waveguide structure
-
- 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
- G02F2201/17—Multi-pass arrangements, i.e. arrangements to pass light a plurality of times through the same element, e.g. by using an enhancement cavity
Landscapes
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 光変調器の変調動作点を変更するのに素子1
個当たりの結晶面積を大きくする必要がなく、ウェーハ
当たりの素子数を多くし、伝搬損失を低減することがで
きる光導波路型光デバイスを提供する。 【構成】 この発明の光導波路型光デバイスでは、Y分
岐光導波路の2つの平行光導波路からの出射光は、斜め
になった結晶反射面にて反射される。そして、結晶反射
面で反射された2つの光は再びY分岐点に達し、ここで
同相で交われば強め合って合波されて光導波路に導かれ
るが、逆相であれば弱め合って導波路外に放射される。
そこで、平行光導波路の結晶反射面に対する角度を調整
することにより、容易に変調動作点を変更することがで
きる。
個当たりの結晶面積を大きくする必要がなく、ウェーハ
当たりの素子数を多くし、伝搬損失を低減することがで
きる光導波路型光デバイスを提供する。 【構成】 この発明の光導波路型光デバイスでは、Y分
岐光導波路の2つの平行光導波路からの出射光は、斜め
になった結晶反射面にて反射される。そして、結晶反射
面で反射された2つの光は再びY分岐点に達し、ここで
同相で交われば強め合って合波されて光導波路に導かれ
るが、逆相であれば弱め合って導波路外に放射される。
そこで、平行光導波路の結晶反射面に対する角度を調整
することにより、容易に変調動作点を変更することがで
きる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、光通信、情報処理な
どに用いる光導波路型光デバイスに関し、特に反射光に
対して光強度変調したり、モードを選択したりする光導
波路型光デバイスに関する。
どに用いる光導波路型光デバイスに関し、特に反射光に
対して光強度変調したり、モードを選択したりする光導
波路型光デバイスに関する。
【0002】[発明の概要]この発明は、半導体、ガラ
ス、LiNbO3 (LN)などの結晶基板上に形成され
た光導波路型光デバイスに関するもので、Y分岐光導波
路と平行電極から構成される反射形の分岐干渉型の光変
調器において、Y分岐光導波路の平行光導波路の部分を
結晶反射面に対して斜めになるように形成することによ
り、変調動作点を容易に制御できると共に、特に零電圧
にて反射戻り光をカットオフ状態にすることを可能に
し、また偏光フィルタとして動作させることを可能にす
るものである。
ス、LiNbO3 (LN)などの結晶基板上に形成され
た光導波路型光デバイスに関するもので、Y分岐光導波
路と平行電極から構成される反射形の分岐干渉型の光変
調器において、Y分岐光導波路の平行光導波路の部分を
結晶反射面に対して斜めになるように形成することによ
り、変調動作点を容易に制御できると共に、特に零電圧
にて反射戻り光をカットオフ状態にすることを可能に
し、また偏光フィルタとして動作させることを可能にす
るものである。
【0003】
【従来の技術】従来、図6に示すような結晶基板101
上に形成したY分岐光導波路102と平行電極103か
ら構成される反射形の分岐干渉型の光変調器において、
その変調動作点を変えるには、Y分岐光導波路102の
平行光導波路104の部分の間隔を広くし、S1とS2
との差を変えることにより行なっていた。
上に形成したY分岐光導波路102と平行電極103か
ら構成される反射形の分岐干渉型の光変調器において、
その変調動作点を変えるには、Y分岐光導波路102の
平行光導波路104の部分の間隔を広くし、S1とS2
との差を変えることにより行なっていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
従来の光導波路型光デバイスでは、S1とS2の差を大
きく変えるためにY分岐光導波路の平行光導波路の部分
の間隔が広がり、Y分岐点の曲がり導波路105の長さ
lb が長くなり、素子1個当たりの結晶面積が大きくな
り、このために、ウエーハ当たりの素子数が少なくなっ
てしまう問題点があり、加えて、伝搬損失も大きくなる
問題点があった。
従来の光導波路型光デバイスでは、S1とS2の差を大
きく変えるためにY分岐光導波路の平行光導波路の部分
の間隔が広がり、Y分岐点の曲がり導波路105の長さ
lb が長くなり、素子1個当たりの結晶面積が大きくな
り、このために、ウエーハ当たりの素子数が少なくなっ
てしまう問題点があり、加えて、伝搬損失も大きくなる
問題点があった。
【0005】この発明は、このような従来の問題点に鑑
みなされたもので、結晶基板上にY分岐光導波路と2つ
の平行光導波路とそれに沿って設けた平行電極とを有
し、平行光導波路が反射面に対して斜めになるように形
成することにより、光変調器の変調動作点を変更するの
に素子1個当たりの結晶面積を大きくする必要がなく、
ウェーハ当たりの素子数を多くし、伝搬損失を低減する
ことができる光導波路型光デバイスを提供することを目
的とする。
みなされたもので、結晶基板上にY分岐光導波路と2つ
の平行光導波路とそれに沿って設けた平行電極とを有
し、平行光導波路が反射面に対して斜めになるように形
成することにより、光変調器の変調動作点を変更するの
に素子1個当たりの結晶面積を大きくする必要がなく、
ウェーハ当たりの素子数を多くし、伝搬損失を低減する
ことができる光導波路型光デバイスを提供することを目
的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明の光導波路型光
デバイスは、結晶基板上にY分岐光導波路とこれにつな
がる2つの平行光導波路とこの2つの平行光導波路に沿
って設けた平行電極とを有し、前記平行光導波路が結晶
反射面に対して斜めになるように形成したものである。
デバイスは、結晶基板上にY分岐光導波路とこれにつな
がる2つの平行光導波路とこの2つの平行光導波路に沿
って設けた平行電極とを有し、前記平行光導波路が結晶
反射面に対して斜めになるように形成したものである。
【0007】またこの発明は、上記の光導波路デバイス
において、Y分岐光導波路のY分岐点より分岐され、各
平行光導波路を通る2つの分岐光が反射面で反射し、再
びY分岐点に至るまでの2つの光の位相差が特にπとな
るような角度に平行光導波路を結晶反射面に対して斜め
に形成したものとすることができる。
において、Y分岐光導波路のY分岐点より分岐され、各
平行光導波路を通る2つの分岐光が反射面で反射し、再
びY分岐点に至るまでの2つの光の位相差が特にπとな
るような角度に平行光導波路を結晶反射面に対して斜め
に形成したものとすることができる。
【0008】またこの発明は、上記の光導波路型光デバ
イスにおいて、Y分岐光導波路のY分岐点より分岐さ
れ、各平行光導波路を通る2つの分岐光が反射面で反射
し、再びY分岐点に至るまでの2つの光の位相差が特に
π/2となるような角度に平行光導波路を反射面に対し
て斜めに形成したものとすることができる。
イスにおいて、Y分岐光導波路のY分岐点より分岐さ
れ、各平行光導波路を通る2つの分岐光が反射面で反射
し、再びY分岐点に至るまでの2つの光の位相差が特に
π/2となるような角度に平行光導波路を反射面に対し
て斜めに形成したものとすることができる。
【0009】また、この発明は、上記の光導波路型光デ
バイスにおいて、結晶基板をXカットLiNbO3 結晶
とし、Z軸方向に光を伝搬させ、電界方向がY軸方向に
なるように電極を形成したものとすることができる。
バイスにおいて、結晶基板をXカットLiNbO3 結晶
とし、Z軸方向に光を伝搬させ、電界方向がY軸方向に
なるように電極を形成したものとすることができる。
【0010】
【作用】この発明の光導波路型光デバイスでは、Y分岐
光導波路に入射した光はY分岐点で2つに分岐され、2
つの平行光導波路からの出射され、斜めになった結晶反
射面にて反射される。そして、結晶反射面で反射された
2つの光は再びY分岐点に達し、ここで同相で交われば
強め合って合波されてY分岐光導波路に導かれるが、逆
相であれば弱め合ってY分岐光導波路外に放射される。
光導波路に入射した光はY分岐点で2つに分岐され、2
つの平行光導波路からの出射され、斜めになった結晶反
射面にて反射される。そして、結晶反射面で反射された
2つの光は再びY分岐点に達し、ここで同相で交われば
強め合って合波されてY分岐光導波路に導かれるが、逆
相であれば弱め合ってY分岐光導波路外に放射される。
【0011】そこで、平行導波路の結晶反射面に対する
角度を調整することにより、容易に変調動作点を変更す
ることができる。
角度を調整することにより、容易に変調動作点を変更す
ることができる。
【0012】
【実施例】以下、この発明の実施例を図に基づいて詳説
する。
する。
【0013】図1はこの発明の一実施例を示しており、
XカットしたLiNbO3 結晶基板1上に入射光2の進
行方向がZ軸(LNの光軸方向)に沿うように形成され
たY分岐光導波路3と電界がY軸方向となるように装荷
された電極4とから構成されている。そして、結晶反射
面5はY分岐光導波路3の2つの平行光導波路6の部分
に対してθの角度をなすように設定されている。
XカットしたLiNbO3 結晶基板1上に入射光2の進
行方向がZ軸(LNの光軸方向)に沿うように形成され
たY分岐光導波路3と電界がY軸方向となるように装荷
された電極4とから構成されている。そして、結晶反射
面5はY分岐光導波路3の2つの平行光導波路6の部分
に対してθの角度をなすように設定されている。
【0014】このような光導波路型光デバイスでは、入
射光2がY分岐光導波路3に入射すると、Y分岐点7か
ら2つの平行光導波路6の部分に導かれ、この2つの平
行光導波路6から出る出射光は結晶反射面5にて反射さ
れる。そして、この結晶反射面5にて反射された2つの
反射光2′は平行光導波路6を逆向きに通って再びY分
岐点7に戻り、ここで同相で交われば強め合って合波さ
れ、Y分岐光導波路3に導かれる。また、2つの平行光
導波路6を通ってY分岐点7に戻ってくる反射光2′が
逆相であれば、弱め合ってY分岐光導波路3外に放射さ
れる。
射光2がY分岐光導波路3に入射すると、Y分岐点7か
ら2つの平行光導波路6の部分に導かれ、この2つの平
行光導波路6から出る出射光は結晶反射面5にて反射さ
れる。そして、この結晶反射面5にて反射された2つの
反射光2′は平行光導波路6を逆向きに通って再びY分
岐点7に戻り、ここで同相で交われば強め合って合波さ
れ、Y分岐光導波路3に導かれる。また、2つの平行光
導波路6を通ってY分岐点7に戻ってくる反射光2′が
逆相であれば、弱め合ってY分岐光導波路3外に放射さ
れる。
【0015】2つの反射光2′のY分岐点7での位相差
Δφは、次の特徴、すなわち、(1)TE/TMモード
光に対する電気光学係数はそれぞれ、r22,−r22であ
り、大きさが同じであるが、符号が異なること、(2)
プッシュプル動作であることを考慮して、 ΔφTE= Δφl +(π/λ)n0 3 Γr22(l/d)V ΔφTM= Δφl −(π/λ)n0 3 Γr22(l/d)V となる。
Δφは、次の特徴、すなわち、(1)TE/TMモード
光に対する電気光学係数はそれぞれ、r22,−r22であ
り、大きさが同じであるが、符号が異なること、(2)
プッシュプル動作であることを考慮して、 ΔφTE= Δφl +(π/λ)n0 3 Γr22(l/d)V ΔφTM= Δφl −(π/λ)n0 3 Γr22(l/d)V となる。
【0016】ここで、λは真空中での光の波長、lは電
極4の長さ、dは電極4,4間の間隔、Γは光電界と印
加電界とのオーバーラップパラメータである。
極4の長さ、dは電極4,4間の間隔、Γは光電界と印
加電界とのオーバーラップパラメータである。
【0017】また、Δφl は平行光導波路6と結晶反射
面5とのなす角度θによって生じるもので、Δφl とθ
との関係式は次式で表わされる。ただし、sは平行光導
波路6,6間の間隔である。
面5とのなす角度θによって生じるもので、Δφl とθ
との関係式は次式で表わされる。ただし、sは平行光導
波路6,6間の間隔である。
【0018】 Δφl =2π(2dsin θ)/(λ/n0 ) なお、このとき、反射光の光出力Poは、Piを光入力
とすると、 Po=Picos 2 (Δφ/2) となる。ただし、TEモード光ではΔφ=ΔφTE、また
TMモード光ではΔφ=ΔφTMである。
とすると、 Po=Picos 2 (Δφ/2) となる。ただし、TEモード光ではΔφ=ΔφTE、また
TMモード光ではΔφ=ΔφTMである。
【0019】したがって、光路差があると、図2に示す
ように両モードでその変調特性は分離する。
ように両モードでその変調特性は分離する。
【0020】そこで、図3(a)に示すようにΔφl =
πとなるような角度θπのとき、同図(b)に示すよう
な変調特性となり、零電位において光が消光し、反射光
をカットオフ状態にすることができる。
πとなるような角度θπのとき、同図(b)に示すよう
な変調特性となり、零電位において光が消光し、反射光
をカットオフ状態にすることができる。
【0021】また、図4(a)に示すようにΔφl =π
/2とすれば、変調特性は同図(b)に示すようにな
り、モードフィルタとして機能させることができる。
/2とすれば、変調特性は同図(b)に示すようにな
り、モードフィルタとして機能させることができる。
【0022】このように、角度θを変えることにより、
容易に変調動作点を変更することができるようになるの
である。
容易に変調動作点を変更することができるようになるの
である。
【0023】(具体例1)ZカットしたLN結晶基板上
に光がZ軸伝搬するように平行光導波路間隔が30μm
のY分岐光導波路を形成し、結晶端面(結晶反射面)に
対して角度0.28°となるようにした。
に光がZ軸伝搬するように平行光導波路間隔が30μm
のY分岐光導波路を形成し、結晶端面(結晶反射面)に
対して角度0.28°となるようにした。
【0024】このように構成することにより、1.3μ
mの光に対して零印加電圧において反射変調光が断にな
る光変調器とすることができる。
mの光に対して零印加電圧において反射変調光が断にな
る光変調器とすることができる。
【0025】(具体例2)ZカットしたLN結晶基板上
に光がZ軸伝搬するように平行光導波路が30μmのY
分岐光導波路を形成し、結晶端面(結晶反射面)に対し
て角度0.14°とするようにした。
に光がZ軸伝搬するように平行光導波路が30μmのY
分岐光導波路を形成し、結晶端面(結晶反射面)に対し
て角度0.14°とするようにした。
【0026】このように構成することにより、1.3μ
m光に対して適当な電圧において、あるモード光、例え
ばTMモード光だけを反射させることができるモードフ
ィルタとして動作する光導波路型光デバイスとすること
ができる。
m光に対して適当な電圧において、あるモード光、例え
ばTMモード光だけを反射させることができるモードフ
ィルタとして動作する光導波路型光デバイスとすること
ができる。
【0027】なお、この発明は、上記の実施例に限定さ
れず、図5に示すように、長方形に切り出した結晶基板
1に対してθの角度をなすようにY分岐光導波路3を形
成する構成とすることもできる。
れず、図5に示すように、長方形に切り出した結晶基板
1に対してθの角度をなすようにY分岐光導波路3を形
成する構成とすることもできる。
【0028】
【発明の効果】以上にようにこの発明によれば、結晶基
板上にY分岐光導波路とこれにつながる2つの平行光導
波路とそれに沿って設けた平行電極とを有し、平行光導
波路が結晶反射面に対して斜めになるように形成してい
るため、入射光をY分岐光導波路から2つの平行光導波
路を通して出射させて斜めになった結晶反射面にて反射
させ、結晶反射面で反射させた2つの光を再びY分岐点
に戻し、ここで同相で交わらせることによって強め合っ
て合波させて光導波路に導き、あるいは逆相で交わらせ
ることによって弱め合って光導波路外に放射させること
ができ、平行光導波路の結晶反射面に対する角度を調整
することによって容易に変調動作点を変更することがで
き、従来のように平行光導波路の間隔を長くすることに
よってY分岐点の曲がり導波路の長さを長くする必要が
なく、光変調器の変調動作点を変更するのに素子1個当
たりの結晶面積を大きくする必要がなく、ウェーハ当た
りの素子数を多くし、伝搬損失を低減することができ
る。
板上にY分岐光導波路とこれにつながる2つの平行光導
波路とそれに沿って設けた平行電極とを有し、平行光導
波路が結晶反射面に対して斜めになるように形成してい
るため、入射光をY分岐光導波路から2つの平行光導波
路を通して出射させて斜めになった結晶反射面にて反射
させ、結晶反射面で反射させた2つの光を再びY分岐点
に戻し、ここで同相で交わらせることによって強め合っ
て合波させて光導波路に導き、あるいは逆相で交わらせ
ることによって弱め合って光導波路外に放射させること
ができ、平行光導波路の結晶反射面に対する角度を調整
することによって容易に変調動作点を変更することがで
き、従来のように平行光導波路の間隔を長くすることに
よってY分岐点の曲がり導波路の長さを長くする必要が
なく、光変調器の変調動作点を変更するのに素子1個当
たりの結晶面積を大きくする必要がなく、ウェーハ当た
りの素子数を多くし、伝搬損失を低減することができ
る。
【図1】この発明の一実施例の平面図。
【図2】上記実施例における光出力対印加電圧の関係を
示す特性図。
示す特性図。
【図3】この発明の他の実施例であって、位相差Δφl
=πの場合の光導波路型光デバイスの平面図および特性
図。
=πの場合の光導波路型光デバイスの平面図および特性
図。
【図4】この発明の他の実施例であって、位相差Δφl
=π/2の場合の光導波路型光デバイスの平面図および
特性図。
=π/2の場合の光導波路型光デバイスの平面図および
特性図。
【図5】この発明の他の実施例の平面図。
【図6】従来例の平面図。
1 結晶基板 2 入射光 2′ 反射光 3 Y分岐光導波路 4 電極 5 結晶反射面 6 平行光導波路 7 Y分岐点
Claims (4)
- 【請求項1】 結晶基板上にY分岐光導波路とこれにつ
ながる2つの平行光導波路とこの2つの平行光導波路に
沿って設けた平行電極とを有し、前記平行光導波路が結
晶反射面に対して斜めになるように形成したことを特徴
とする光導波路型光デバイス。 - 【請求項2】 Y分岐光導波路におけるY分岐点より分
岐され、各平行光導波路を通る2つの分岐光が反射面で
反射し、再びY分岐点に至るまでの2つの光の位相差が
特にπとなるような角度に平行導波路を結晶反射面に対
して斜めに形成したことを特徴とする請求項1に記載の
光導波路型光デバイス。 - 【請求項3】 Y分岐点より分岐され、各平行光導波路
を通る2つの分岐光が反射面で反射し、再びY分岐点に
至るまでの2つの光の位相差が特にπ/2となるような
角度に平行導波路を反射面に対して斜めに形成したこと
を特徴とする請求項1に記載の光導波路型光デバイス。 - 【請求項4】 結晶基板をXカットLiNbO3 結晶と
し、Z軸方向に光を伝搬させ、電界方向がY軸方向にな
るように電極を形成したことを特徴とする請求項1に記
載の光導波路型光デバイス。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5163992A JP3020340B2 (ja) | 1992-03-10 | 1992-03-10 | 光導波路型光デバイス |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5163992A JP3020340B2 (ja) | 1992-03-10 | 1992-03-10 | 光導波路型光デバイス |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05249419A true JPH05249419A (ja) | 1993-09-28 |
JP3020340B2 JP3020340B2 (ja) | 2000-03-15 |
Family
ID=12892420
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5163992A Expired - Fee Related JP3020340B2 (ja) | 1992-03-10 | 1992-03-10 | 光導波路型光デバイス |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3020340B2 (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE8902904U1 (de) * | 1989-03-09 | 1989-05-03 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Magnetischer Gleichstromwandler mit niedrigem Temperaturdrift |
EP0866356A1 (en) * | 1997-03-19 | 1998-09-23 | Tokin Corporation | Optical modulator having a reflection plate mounted on a reflection end with an inclined angle against the reflection end |
US5886807A (en) * | 1997-01-24 | 1999-03-23 | California Institute Of Technology | Traveling-wave reflective electro-optic modulator |
EP0940698A2 (en) * | 1998-03-05 | 1999-09-08 | Lucent Technologies Inc. | Compact mach-zehnder interferometer and wavelength reference employing same |
WO2013133099A1 (ja) * | 2012-03-08 | 2013-09-12 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 光源回路及びこれを備えた光源装置 |
-
1992
- 1992-03-10 JP JP5163992A patent/JP3020340B2/ja not_active Expired - Fee Related
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