JPH06110023A - 光変調素子及びその駆動方法 - Google Patents
光変調素子及びその駆動方法Info
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- JPH06110023A JPH06110023A JP4258186A JP25818692A JPH06110023A JP H06110023 A JPH06110023 A JP H06110023A JP 4258186 A JP4258186 A JP 4258186A JP 25818692 A JP25818692 A JP 25818692A JP H06110023 A JPH06110023 A JP H06110023A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 変調効率を大幅に改善することのできる光変
調素子及びその駆動方法を提供する 【構成】 ニオブ酸リチウム単結晶などの電気光学効果
を有する基板１１の表面に、金属チタンを熱拡散するこ
とによって光導波路１２を形成する。該光導波路１２の
左右両側に、真空蒸着法、フォトリソグラフィー及び反
応性イオンエッチングなどの薄膜製造手段によって、ア
ルミニウムや金などの金属薄膜からなる平行結合線路１
３、１３を形成する。基板１１の裏面に、金属膜の蒸着
法などによってグランドプレーンを形成する。基板１１
の表面上に入力端子１８を形成し、該入力端子１８とグ
ランドプレーンとの間に信号源１９を接続する。入力端
子１８を２つに分岐する。第１の分岐片１８ａを、一方
の平行結合線路１３の端部に間隙２０を介して容量的に
結合させ、第２の分岐片１８ｂを、他方の平行結合線路
１３の端部にタップ２１を介して磁界結合させる。
調素子及びその駆動方法を提供する 【構成】 ニオブ酸リチウム単結晶などの電気光学効果
を有する基板１１の表面に、金属チタンを熱拡散するこ
とによって光導波路１２を形成する。該光導波路１２の
左右両側に、真空蒸着法、フォトリソグラフィー及び反
応性イオンエッチングなどの薄膜製造手段によって、ア
ルミニウムや金などの金属薄膜からなる平行結合線路１
３、１３を形成する。基板１１の裏面に、金属膜の蒸着
法などによってグランドプレーンを形成する。基板１１
の表面上に入力端子１８を形成し、該入力端子１８とグ
ランドプレーンとの間に信号源１９を接続する。入力端
子１８を２つに分岐する。第１の分岐片１８ａを、一方
の平行結合線路１３の端部に間隙２０を介して容量的に
結合させ、第２の分岐片１８ｂを、他方の平行結合線路
１３の端部にタップ２１を介して磁界結合させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高速光通信や光信号処
理システムなどに用いられる光変調素子及びその駆動方
法に関する。
理システムなどに用いられる光変調素子及びその駆動方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】光変調素子は、高速光通信や光信号処理
システムなどにおいて基本となる素子であり、将来、超
高速で動作できる光変調素子に対する要求はますます増
大するものと考えられる。しかしながら、従来利用され
てきた半導体レーザの直接変調では、このような要求に
対処することが困難であるため、高速動作が可能な外部
変調型の素子の開発が急がれている。中でも、特に大き
なポッケルス効果を有する誘電体結晶を用いた、いわゆ
る電気光学光変調素子は、超高速動作が可能であり、ま
た、変調に伴う位相の乱れも少ないことから、高速情報
伝送や長距離光ファイバ通信などに非常に有効である。
さらに、光導波路構造を用いれば、小型化と高効率化と
を一挙に実現できる可能性がある。
システムなどにおいて基本となる素子であり、将来、超
高速で動作できる光変調素子に対する要求はますます増
大するものと考えられる。しかしながら、従来利用され
てきた半導体レーザの直接変調では、このような要求に
対処することが困難であるため、高速動作が可能な外部
変調型の素子の開発が急がれている。中でも、特に大き
なポッケルス効果を有する誘電体結晶を用いた、いわゆ
る電気光学光変調素子は、超高速動作が可能であり、ま
た、変調に伴う位相の乱れも少ないことから、高速情報
伝送や長距離光ファイバ通信などに非常に有効である。
さらに、光導波路構造を用いれば、小型化と高効率化と
を一挙に実現できる可能性がある。
【０００３】一般に、電気光学光変調素子は、電気光学
結晶上に変調電極として変調信号を伝搬させる伝送線路
と、該伝送線路の近傍に形成された光導波路とにより構
成されている。そして、変調電極周辺に誘起される電界
によって光導波路部分の屈折率を変化させることによ
り、光導波路中を伝搬する光波の位相を変調信号に伴っ
て変化させるようにされている。
結晶上に変調電極として変調信号を伝搬させる伝送線路
と、該伝送線路の近傍に形成された光導波路とにより構
成されている。そして、変調電極周辺に誘起される電界
によって光導波路部分の屈折率を変化させることによ
り、光導波路中を伝搬する光波の位相を変調信号に伴っ
て変化させるようにされている。
【０００４】ところで、電気光学光変調素子において
は、光変調の基本となる電気光学係数は、通常の結晶で
は比較的小さい。従って、この方式の光変調素子におい
ては、電界を光導波路に効率良く印加することが重要と
なる。
は、光変調の基本となる電気光学係数は、通常の結晶で
は比較的小さい。従って、この方式の光変調素子におい
ては、電界を光導波路に効率良く印加することが重要と
なる。
【０００５】図１０に、この種の光変調素子の一例を示
す。図１０に示すように、電気光学効果を有する基板５
１上には、その中心線上に光導波路５２が形成されてお
り、該光導波路５２の両側方にはストリップ電極５３と
接地電極５４とからなる変調電極が形成されている。こ
こで、変調電極は、アルミニウムなどの金属薄膜からな
り、ストリップ電極５３と接地電極５４との間には信号
源５９が接続されている。このため、信号源５９からス
トリップ電極５３に変調信号を供給してやれば、該スト
リップ電極５３中を変調波が伝搬し、これによりストリ
ップ電極５３と接地電極５４との間に電界が生じるの
で、電気光学効果によって光導波路５２の屈折率が変化
し、光変調を実現することができる。
す。図１０に示すように、電気光学効果を有する基板５
１上には、その中心線上に光導波路５２が形成されてお
り、該光導波路５２の両側方にはストリップ電極５３と
接地電極５４とからなる変調電極が形成されている。こ
こで、変調電極は、アルミニウムなどの金属薄膜からな
り、ストリップ電極５３と接地電極５４との間には信号
源５９が接続されている。このため、信号源５９からス
トリップ電極５３に変調信号を供給してやれば、該スト
リップ電極５３中を変調波が伝搬し、これによりストリ
ップ電極５３と接地電極５４との間に電界が生じるの
で、電気光学効果によって光導波路５２の屈折率が変化
し、光変調を実現することができる。
【０００６】また、変調効率を向上させる手段として
は、ストリップ電極５３の両端を適当に終端し、ストリ
ップ電極５３を線路共振器として動作させる、いわゆる
共振器型構造を利用する方法もある。但し、この場合、
変調効率は共振器のＱ値（共振動作の鋭さを示す）が大
きいほど向上するが、変調帯域幅は共振周波数付近に限
られる。
は、ストリップ電極５３の両端を適当に終端し、ストリ
ップ電極５３を線路共振器として動作させる、いわゆる
共振器型構造を利用する方法もある。但し、この場合、
変調効率は共振器のＱ値（共振動作の鋭さを示す）が大
きいほど向上するが、変調帯域幅は共振周波数付近に限
られる。
【０００７】これら光変調素子においては、光導波路５
２中を伝搬する光波の位相が変化する、いわゆる位相変
調器として動作するが、基板５１内あるいはその外部に
適当に干渉計を構成すれば、光強度変調器として動作さ
せることも可能である。
２中を伝搬する光波の位相が変化する、いわゆる位相変
調器として動作するが、基板５１内あるいはその外部に
適当に干渉計を構成すれば、光強度変調器として動作さ
せることも可能である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図１０
のように構成された従来の電気光学光変調素子の場合、
接地電極５４の電位は０に固定されるため、接地電極５
４とストリップ電極５３との間の電位差は、ストリップ
電極５３の電位を上限とし、それ以上の電位差を得るこ
とはできない。また、図１０の光変調素子の場合、電極
構造に通常のマイクロストリップ線路を用いると、基板
裏面のグランドプレーンが接地電極となるため、ストリ
ップ電極周辺の電界強度は非常に小さくなる。従って、
強電界が必要な光変調素子では、ストリップ電極５３と
接地電極５４との間隔を小さくできる図１０のようなコ
プレナー線路構造を利用する必要があるが、この構造の
線路は変調波の伝搬損失が比較的大きく、変調効率を低
下させる原因となっている。さらに、ストリップ電極幅
とストリップ電極・接地電極間隔との関係で線路の特性
インピーダンスが決定されるため、特性インピーダンス
を実用的な範囲（５０Ω前後）に保つには、ストリップ
電極・接地電極間隔を小さくするに伴ってストリップ電
極幅も小さくする必要がある。すると、線路の伝送損失
はますます大きくなり、変調効率を逆に減少させてしま
うことになる。
のように構成された従来の電気光学光変調素子の場合、
接地電極５４の電位は０に固定されるため、接地電極５
４とストリップ電極５３との間の電位差は、ストリップ
電極５３の電位を上限とし、それ以上の電位差を得るこ
とはできない。また、図１０の光変調素子の場合、電極
構造に通常のマイクロストリップ線路を用いると、基板
裏面のグランドプレーンが接地電極となるため、ストリ
ップ電極周辺の電界強度は非常に小さくなる。従って、
強電界が必要な光変調素子では、ストリップ電極５３と
接地電極５４との間隔を小さくできる図１０のようなコ
プレナー線路構造を利用する必要があるが、この構造の
線路は変調波の伝搬損失が比較的大きく、変調効率を低
下させる原因となっている。さらに、ストリップ電極幅
とストリップ電極・接地電極間隔との関係で線路の特性
インピーダンスが決定されるため、特性インピーダンス
を実用的な範囲（５０Ω前後）に保つには、ストリップ
電極・接地電極間隔を小さくするに伴ってストリップ電
極幅も小さくする必要がある。すると、線路の伝送損失
はますます大きくなり、変調効率を逆に減少させてしま
うことになる。
【０００９】また、図１０の光変調素子を共振器型光変
調素子として動作させた場合には、ストリップ電極５３
の長さが半波長程度と長くなるため、光変調素子の寸法
が大きくなるだけではなく、さらに、光がストリップ電
極を通過する走行時間が変調信号の１周期に比較して無
視できなくなる程度の高周波になると、電極長が長いと
逆に変調効率が急激に悪化してしまう。
調素子として動作させた場合には、ストリップ電極５３
の長さが半波長程度と長くなるため、光変調素子の寸法
が大きくなるだけではなく、さらに、光がストリップ電
極を通過する走行時間が変調信号の１周期に比較して無
視できなくなる程度の高周波になると、電極長が長いと
逆に変調効率が急激に悪化してしまう。
【００１０】以上のようなことから、効率的な光変調素
子を実現するためには、新たな電極構成が必要となる。
また、変調電極に変調信号を供給する場合には、変調電
極と入力端子との最適な結合状態を実現することも効率
の良い光変調にとって非常に重要となる。
子を実現するためには、新たな電極構成が必要となる。
また、変調電極に変調信号を供給する場合には、変調電
極と入力端子との最適な結合状態を実現することも効率
の良い光変調にとって非常に重要となる。
【００１１】本発明は、前記従来技術の課題を解決する
ため、変調効率を大幅に改善することのできる光変調素
子及びその駆動方法を提供することを目的とする。
ため、変調効率を大幅に改善することのできる光変調素
子及びその駆動方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係る光変調素子の第１の構成は、基板上に
形成された電気光学効果を有する光導波路と、該光導波
路の両側方に形成されたマイクロストリップ線路からな
る平行結合線路とを備えたことを特徴とする。
め、本発明に係る光変調素子の第１の構成は、基板上に
形成された電気光学効果を有する光導波路と、該光導波
路の両側方に形成されたマイクロストリップ線路からな
る平行結合線路とを備えたことを特徴とする。
【００１３】また、本発明に係る光変調素子の第２の構
成は、基板上に形成された電気光学効果を有する光導波
路と、該光導波路の両側方に形成されたストリップ線路
からなる平行結合線路とを備えたことを特徴とする。
成は、基板上に形成された電気光学効果を有する光導波
路と、該光導波路の両側方に形成されたストリップ線路
からなる平行結合線路とを備えたことを特徴とする。
【００１４】また、本発明に係る光変調素子の第３の構
成は、基板上に形成された電気光学効果を有する光導波
路と、該光導波路の両側方に形成されたコプレナー線路
からなる平行結合線路とを備えたことを特徴とする。
成は、基板上に形成された電気光学効果を有する光導波
路と、該光導波路の両側方に形成されたコプレナー線路
からなる平行結合線路とを備えたことを特徴とする。
【００１５】また、本発明に係る光変調素子の第４の構
成は、前記第１、第２又は第３の構成において、平行結
合線路の一方端を開放し、かつ、該平行結合線路の他方
端を単一線路によって互いに接続したことを特徴とす
る。
成は、前記第１、第２又は第３の構成において、平行結
合線路の一方端を開放し、かつ、該平行結合線路の他方
端を単一線路によって互いに接続したことを特徴とす
る。
【００１６】また、本発明に係る光変調素子の第５の構
成は、前記第１、第２又は第３の構成において、平行結
合線路の一方端を容量的に結合し、かつ、該平行結合線
路の他方端を単一線路によって互いに接続したことを特
徴とする。
成は、前記第１、第２又は第３の構成において、平行結
合線路の一方端を容量的に結合し、かつ、該平行結合線
路の他方端を単一線路によって互いに接続したことを特
徴とする。
【００１７】前記第５の構成においては、平行結合線路
の一方端を可変容量素子を用いて容量的に結合させるこ
とが好ましい。また、本発明に係る光変調素子の第１の
駆動方法は、前記第１、第２又は第３の構成において、
途中で２つに分岐された入力端子を利用し、該入力端子
の第１の分岐片を一方の平行結合線路の端部に容量的に
結合させると共に、第２の分岐片を他方の平行結合線路
の端部に磁界結合させたことを特徴とする。
の一方端を可変容量素子を用いて容量的に結合させるこ
とが好ましい。また、本発明に係る光変調素子の第１の
駆動方法は、前記第１、第２又は第３の構成において、
途中で２つに分岐された入力端子を利用し、該入力端子
の第１の分岐片を一方の平行結合線路の端部に容量的に
結合させると共に、第２の分岐片を他方の平行結合線路
の端部に磁界結合させたことを特徴とする。
【００１８】また、本発明に係る光変調素子の第２の駆
動方法は、前記第１、第２又は第３の構成において、途
中で２つに分岐した入力端子を利用し、該入力端子の第
１の分岐片を一方の平行結合線路の端部に直接接続させ
ると共に、第２の分岐片を他方の平行結合線路の端部に
遅延線路を介して接続させたことを特徴とする。
動方法は、前記第１、第２又は第３の構成において、途
中で２つに分岐した入力端子を利用し、該入力端子の第
１の分岐片を一方の平行結合線路の端部に直接接続させ
ると共に、第２の分岐片を他方の平行結合線路の端部に
遅延線路を介して接続させたことを特徴とする。
【００１９】また、本発明に係る光変調素子の第３の駆
動方法は、第４又は第５の構成において、平行結合線路
又は単一線路のいずれか一方の一部分と容量的に結合し
ている入力端子を利用することを特徴とする。
動方法は、第４又は第５の構成において、平行結合線路
又は単一線路のいずれか一方の一部分と容量的に結合し
ている入力端子を利用することを特徴とする。
【００２０】また、本発明に係る光変調素子の第４の駆
動方法は、第４又は第５の構成において、平行結合線路
又は単一線路のいずれか一方の一部分と磁界結合してい
る入力端子を利用することを特徴とする。
動方法は、第４又は第５の構成において、平行結合線路
又は単一線路のいずれか一方の一部分と磁界結合してい
る入力端子を利用することを特徴とする。
【００２１】
【作用】前記本発明の第１の構成によれば、平行結合線
路に奇対称モードを励振させることにより、光導波路に
効率的に大きな変調電界を印加することが可能となるの
で、光変調素子の変調効率を大幅に改善することができ
る。
路に奇対称モードを励振させることにより、光導波路に
効率的に大きな変調電界を印加することが可能となるの
で、光変調素子の変調効率を大幅に改善することができ
る。
【００２２】また、本発明の第２の構成によれば、放射
損失が極めて小さく、また、線路の導体損失も小さいこ
とから、変調効率のさらに優れた光変調素子を提供する
ことができる。
損失が極めて小さく、また、線路の導体損失も小さいこ
とから、変調効率のさらに優れた光変調素子を提供する
ことができる。
【００２３】また、本発明の第３の構成によれば、基板
の片面にグランドプレーンを含めた全ての回路を構成す
ることができるので、製作プロセスの簡略化を図ること
ができる。
の片面にグランドプレーンを含めた全ての回路を構成す
ることができるので、製作プロセスの簡略化を図ること
ができる。
【００２４】また、本発明の第４の構成によれば、基本
共振モードにおいて平行結合線路に奇対称モードのみが
存在することとなるため、適当な方法によってこの共振
器を駆動させることにより、極めて効率的な光変調を実
現することができる。
共振モードにおいて平行結合線路に奇対称モードのみが
存在することとなるため、適当な方法によってこの共振
器を駆動させることにより、極めて効率的な光変調を実
現することができる。
【００２５】また、本発明の第５の構成によれば、容量
的に結合された側において反射の際に変調波の位相が変
化するため、電極の共振周波数を低くすることができ
る。従って、同じ周波数では電極構造をより小型にでき
るので、光変調素子の小型化を図ることができる。
的に結合された側において反射の際に変調波の位相が変
化するため、電極の共振周波数を低くすることができ
る。従って、同じ周波数では電極構造をより小型にでき
るので、光変調素子の小型化を図ることができる。
【００２６】また、本発明の第５の構成において、平行
結合線路の一方端を可変容量素子を用いて容量的に結合
させるという好ましい構成によれば、電極作製後に共振
周波数を微調整したり、電気信号によって共振周波数を
変化させることが可能となる。
結合線路の一方端を可変容量素子を用いて容量的に結合
させるという好ましい構成によれば、電極作製後に共振
周波数を微調整したり、電気信号によって共振周波数を
変化させることが可能となる。
【００２７】また、本発明の第１の駆動方法によれば、
平行結合線路に位相が１８０°ずれた逆位相の変調信号
を供給して、平行結合線路に奇対称モードを励振させる
ことができるので、効率の良い光変調素子を実現するこ
とができる。さらに、基板上の小さな面積に構成するこ
とができるので、変調波の周波数変化に対してもある程
度安定に動作できる。
平行結合線路に位相が１８０°ずれた逆位相の変調信号
を供給して、平行結合線路に奇対称モードを励振させる
ことができるので、効率の良い光変調素子を実現するこ
とができる。さらに、基板上の小さな面積に構成するこ
とができるので、変調波の周波数変化に対してもある程
度安定に動作できる。
【００２８】また、本発明の第２の駆動方法によれば、
遅延線路の遅延量を１８０°に設定することにより、平
行結合線路に位相が１８０°ずれた逆位相の変調信号を
供給して、平行結合線路に奇対称モードを励振させるこ
とができるので、効率の良い光変調素子を実現すること
ができる。さらに、入力端子から平行結合線路までの間
に不連続部分が存在しないので、変調信号の反射による
影響が少ない。
遅延線路の遅延量を１８０°に設定することにより、平
行結合線路に位相が１８０°ずれた逆位相の変調信号を
供給して、平行結合線路に奇対称モードを励振させるこ
とができるので、効率の良い光変調素子を実現すること
ができる。さらに、入力端子から平行結合線路までの間
に不連続部分が存在しないので、変調信号の反射による
影響が少ない。
【００２９】また、本発明の第３の駆動方法によれば、
結合容量を調節することにより、共振器と入力端子との
結合度を調節することができるので、共振電極のＱ値が
比較的大きい場合に最適な共振動作を実現することがで
きる。
結合容量を調節することにより、共振器と入力端子との
結合度を調節することができるので、共振電極のＱ値が
比較的大きい場合に最適な共振動作を実現することがで
きる。
【００３０】また、本発明の第４の駆動方法によれば、
共振器内における結合部の位置を調整することにより、
共振器と入力端子との結合度を調節することができるの
で、共振電極のＱ値が比較的小さい場合に最適な共振動
作を実現することができる。
共振器内における結合部の位置を調整することにより、
共振器と入力端子との結合度を調節することができるの
で、共振電極のＱ値が比較的小さい場合に最適な共振動
作を実現することができる。
【００３１】
【実施例】以下、実施例を用いて本発明をさらに具体的
に説明する。 （実施例１）図１ａは本発明に係る光変調素子の一実施
例を示す平面図であり、図１ｂは図１ａの要部断面図で
ある。
に説明する。 （実施例１）図１ａは本発明に係る光変調素子の一実施
例を示す平面図であり、図１ｂは図１ａの要部断面図で
ある。
【００３２】図１に示すように、ニオブ酸リチウム単結
晶などの電気光学効果を有する基板１１の表面には、そ
の中心線上に金属チタンを熱拡散することによって光導
波路１２が形成されており、該光導波路１２の左右両側
には、真空蒸着法、フォトリソグラフィー及び反応性イ
オンエッチングなどの薄膜製造手段によって、アルミニ
ウムや金などの金属薄膜からなる平行結合線路１３、１
３が形成されている。また、前記基板１１の裏面には、
金属膜の蒸着法などによってグランドプレーン１４が形
成されている。
晶などの電気光学効果を有する基板１１の表面には、そ
の中心線上に金属チタンを熱拡散することによって光導
波路１２が形成されており、該光導波路１２の左右両側
には、真空蒸着法、フォトリソグラフィー及び反応性イ
オンエッチングなどの薄膜製造手段によって、アルミニ
ウムや金などの金属薄膜からなる平行結合線路１３、１
３が形成されている。また、前記基板１１の裏面には、
金属膜の蒸着法などによってグランドプレーン１４が形
成されている。
【００３３】入力光１５は、光導波路１２の一方端に導
かれ、平行結合線路部１３、１３の間隙部１６を通過し
た後、光導波路１２の他方端から出力光１７として出力
される。従って、適当な方法によって平行結合線路１
３、１３に変調波を伝搬させれば、間隙部１６に電界が
生じ、電気光学効果により電界強度に応じて光導波路１
２の屈折率が変化する。これにより、出力光１７の位相
が変化し、本光変調素子は位相変調器として動作する。
かれ、平行結合線路部１３、１３の間隙部１６を通過し
た後、光導波路１２の他方端から出力光１７として出力
される。従って、適当な方法によって平行結合線路１
３、１３に変調波を伝搬させれば、間隙部１６に電界が
生じ、電気光学効果により電界強度に応じて光導波路１
２の屈折率が変化する。これにより、出力光１７の位相
が変化し、本光変調素子は位相変調器として動作する。
【００３４】ところで、平行結合線路には、通常、偶対
称モードと奇対称モードの２種類のモードが存在する。
そして、奇対称モードでは平行結合線路を構成する２本
の線路の電圧が互いに反転することとなるため、間隙部
に非常に大きな電界が誘起される。従って、本光変調素
子では、変調信号によって平行結合線路１３、１３に奇
対称モードを励振させることにより、極めて高い効率の
光変調が可能となる。
称モードと奇対称モードの２種類のモードが存在する。
そして、奇対称モードでは平行結合線路を構成する２本
の線路の電圧が互いに反転することとなるため、間隙部
に非常に大きな電界が誘起される。従って、本光変調素
子では、変調信号によって平行結合線路１３、１３に奇
対称モードを励振させることにより、極めて高い効率の
光変調が可能となる。
【００３５】本光変調素子を実際に動作させるために
は、変調信号によって平行結合線路に奇対称モードを効
率よく励振させる必要がある。以下、実施例１に示した
光変調素子の駆動方法について説明する。 （実施例２）図２は図１の光変調素子の駆動方法を示す
平面図である。
は、変調信号によって平行結合線路に奇対称モードを効
率よく励振させる必要がある。以下、実施例１に示した
光変調素子の駆動方法について説明する。 （実施例２）図２は図１の光変調素子の駆動方法を示す
平面図である。
【００３６】図２に示すように、基板１１の表面上には
入力端子１８が形成されており、該入力端子１８とグラ
ンドプレーン１４との間には信号源１９が接続されてい
る。ここで、入力端子１８は２つに分岐されており、第
１の分岐片１８ａは、一方の平行結合線路１３の端部に
間隙２０を介して容量的に結合され、第２の分岐片１８
ｂは、他方の平行結合線路１３の端部にタップ２１を介
して磁界結合されている。これにより、平行結合線路１
３、１３には、位相が１８０°ずれた逆位相の変調信号
が供給され、平行結合線路１３、１３に奇対称モードが
励振されるので、効率の良い光変調素子を実現すること
ができる。そして、この駆動方法は基板上の小さな面積
に構成することができるので、変調波の周波数変化に対
してもある程度安定に動作できるという利点がある。
入力端子１８が形成されており、該入力端子１８とグラ
ンドプレーン１４との間には信号源１９が接続されてい
る。ここで、入力端子１８は２つに分岐されており、第
１の分岐片１８ａは、一方の平行結合線路１３の端部に
間隙２０を介して容量的に結合され、第２の分岐片１８
ｂは、他方の平行結合線路１３の端部にタップ２１を介
して磁界結合されている。これにより、平行結合線路１
３、１３には、位相が１８０°ずれた逆位相の変調信号
が供給され、平行結合線路１３、１３に奇対称モードが
励振されるので、効率の良い光変調素子を実現すること
ができる。そして、この駆動方法は基板上の小さな面積
に構成することができるので、変調波の周波数変化に対
してもある程度安定に動作できるという利点がある。
【００３７】尚、本実施例２においては、入力端子１８
を平行結合線路１３、１３に結合させる手段として、間
隙２０及びタップ２１を用いているが、必ずしもこの構
成に限定されるものではなく、容量性及び誘導性をもつ
個別部品を用いて入力端子１８を平行結合線路１３、１
３に結合させるようにしても同様の作用効果を奏するこ
とができる。 （実施例３）図３は図１の光変調素子の駆動方法の他の
実施例を示す平面図である。
を平行結合線路１３、１３に結合させる手段として、間
隙２０及びタップ２１を用いているが、必ずしもこの構
成に限定されるものではなく、容量性及び誘導性をもつ
個別部品を用いて入力端子１８を平行結合線路１３、１
３に結合させるようにしても同様の作用効果を奏するこ
とができる。 （実施例３）図３は図１の光変調素子の駆動方法の他の
実施例を示す平面図である。
【００３８】図３に示すように、基板１１の表面上には
入力端子２２が形成されており、該入力端子２２とグラ
ンドプレーン１４との間には信号源１９が接続されてい
る。ここで、入力端子２２は２つに分岐されており、第
１の分岐片２２ａは、一方の平行結合線路１３の端部に
直接接続され、第２の分岐片２２ｂは、他方の平行結合
線路１３の端部に遅延線路２３を介して接続されてい
る。ここで、遅延線路２３の遅延量を１８０°に設定す
れば、平行結合線路１３、１３には、位相が１８０°ず
れた逆位相の変調信号が供給され、平行結合線路１３、
１３に奇対称モードが励振されるので、効率の良い光変
調素子を実現することができる。そして、この駆動方法
を採用すれば、入力端子２２から平行結合線路１３、１
３までの間に不連続部が存在しないので、変調信号の反
射による影響が少ないという利点がある。
入力端子２２が形成されており、該入力端子２２とグラ
ンドプレーン１４との間には信号源１９が接続されてい
る。ここで、入力端子２２は２つに分岐されており、第
１の分岐片２２ａは、一方の平行結合線路１３の端部に
直接接続され、第２の分岐片２２ｂは、他方の平行結合
線路１３の端部に遅延線路２３を介して接続されてい
る。ここで、遅延線路２３の遅延量を１８０°に設定す
れば、平行結合線路１３、１３には、位相が１８０°ず
れた逆位相の変調信号が供給され、平行結合線路１３、
１３に奇対称モードが励振されるので、効率の良い光変
調素子を実現することができる。そして、この駆動方法
を採用すれば、入力端子２２から平行結合線路１３、１
３までの間に不連続部が存在しないので、変調信号の反
射による影響が少ないという利点がある。
【００３９】また、上記実施例２、３においては、平行
結合線路１３、１３の両端のうち、入力端子１８（２
２）が結合されていない方の端を開放した場合を示して
いるが、平行結合線路１３、１３の特性インピーダンス
と等しい抵抗値を有する抵抗器を用いて終端させること
もできる。そして、このように構成すれば、入力端子１
８（２２）が結合されていない方の端における変調波の
反射をなくすことができ、その結果、変調信号に対して
より忠実な光変調が可能となる。
結合線路１３、１３の両端のうち、入力端子１８（２
２）が結合されていない方の端を開放した場合を示して
いるが、平行結合線路１３、１３の特性インピーダンス
と等しい抵抗値を有する抵抗器を用いて終端させること
もできる。そして、このように構成すれば、入力端子１
８（２２）が結合されていない方の端における変調波の
反射をなくすことができ、その結果、変調信号に対して
より忠実な光変調が可能となる。
【００４０】本発明に係る光変調素子においては、平行
結合線路の両端を適当に終端させ、共振器動作を行わせ
ることにより、変調効率をさらに向上させることもでき
る。以下、このような共振器構造を有する光変調素子に
ついて説明する。 （実施例４）図４は共振器型光変調素子を示す平面図で
ある。
結合線路の両端を適当に終端させ、共振器動作を行わせ
ることにより、変調効率をさらに向上させることもでき
る。以下、このような共振器構造を有する光変調素子に
ついて説明する。 （実施例４）図４は共振器型光変調素子を示す平面図で
ある。
【００４１】図４に示すように、平行結合線路１３、１
３の一方の端は開放されており、他方の端は単一線路２
４によって接続されている。この共振器は、通常のヘア
ピン型共振器を発展させたものであり、変調波は平行結
合線路１３、１３の開放端で反射し、共振動作を起こ
す。この共振電極においては、基本共振モードで、平行
結合線路１３、１３に奇対称モードのみが存在するた
め、適当な方法によってこの共振器を駆動させれば、極
めて高い効率の光変調が可能となる。 （実施例５）図５は図４の光変調素子をさらに発展させ
た光変調素子を示す平面図である。
３の一方の端は開放されており、他方の端は単一線路２
４によって接続されている。この共振器は、通常のヘア
ピン型共振器を発展させたものであり、変調波は平行結
合線路１３、１３の開放端で反射し、共振動作を起こ
す。この共振電極においては、基本共振モードで、平行
結合線路１３、１３に奇対称モードのみが存在するた
め、適当な方法によってこの共振器を駆動させれば、極
めて高い効率の光変調が可能となる。 （実施例５）図５は図４の光変調素子をさらに発展させ
た光変調素子を示す平面図である。
【００４２】図５に示すように、平行結合線路１３、１
３の一方の端は単一線路２４によって接続されており、
他方の端はコンデンサ２５を接続することによって容量
的に結合されている。これにより、平行結合線路１３、
１３のコンデンサ２５が接続された側において反射の際
に変調波の位相が変化するため、電極の共振周波数を低
くすることができる。従って、同じ周波数では電極構造
をより小さくできるので、光変調素子の小型化を図るこ
とができる。
３の一方の端は単一線路２４によって接続されており、
他方の端はコンデンサ２５を接続することによって容量
的に結合されている。これにより、平行結合線路１３、
１３のコンデンサ２５が接続された側において反射の際
に変調波の位相が変化するため、電極の共振周波数を低
くすることができる。従って、同じ周波数では電極構造
をより小さくできるので、光変調素子の小型化を図るこ
とができる。
【００４３】尚、平行結合線路１３、１３の一端を容量
結合させる方法としては、コンデンサ２５のような個別
部品を用いるほか、平行結合線路１３と同じ薄膜材料を
パターン化することによっても実現することができる。
この場合、大きな結合度を得ることは困難であるが、電
極と同時に作製することができるほか、容量結合度を精
度よく設定できる点で優れている。
結合させる方法としては、コンデンサ２５のような個別
部品を用いるほか、平行結合線路１３と同じ薄膜材料を
パターン化することによっても実現することができる。
この場合、大きな結合度を得ることは困難であるが、電
極と同時に作製することができるほか、容量結合度を精
度よく設定できる点で優れている。
【００４４】また、コンデンサ２５の代わりにトリマー
コンデンサやバラクタダイオードなどの可変容量素子を
用いれば、電極作製後に共振周波数を微調整したり、電
気信号によって共振周波数を変化させることが可能とな
る。共振器型光変調素子の場合には、通常、共振周波数
の調節は不可能であるが、光変調素子を本発明のように
構成すれば、このように比較的簡単な構成で可能にな
る。
コンデンサやバラクタダイオードなどの可変容量素子を
用いれば、電極作製後に共振周波数を微調整したり、電
気信号によって共振周波数を変化させることが可能とな
る。共振器型光変調素子の場合には、通常、共振周波数
の調節は不可能であるが、光変調素子を本発明のように
構成すれば、このように比較的簡単な構成で可能にな
る。
【００４５】上述した共振器型光変調素子を実際に動作
させるためには、その優れた特徴を損なわないような駆
動方法が要求される。以下、共振器型光変調素子の駆動
方法について説明する。 （実施例６）図６は共振器型光変調素子の駆動方法を示
す平面図である。
させるためには、その優れた特徴を損なわないような駆
動方法が要求される。以下、共振器型光変調素子の駆動
方法について説明する。 （実施例６）図６は共振器型光変調素子の駆動方法を示
す平面図である。
【００４６】図６に示すように、基板１１の表面上に
は、平行結合線路１３、１３の一方の線路の一部分に間
隙２６を介して入力端子２７が形成されており、該入力
端子２７とグランドプレーン１４との間には信号源１９
が接続されている。このように構成すれば、入力端子２
７と平行結合線路１３とが容量的に結合された状態とな
るので、信号源１９からの変調信号によって平行結合線
路１３、１３を駆動させることにより、光変調を行うこ
とができる。
は、平行結合線路１３、１３の一方の線路の一部分に間
隙２６を介して入力端子２７が形成されており、該入力
端子２７とグランドプレーン１４との間には信号源１９
が接続されている。このように構成すれば、入力端子２
７と平行結合線路１３とが容量的に結合された状態とな
るので、信号源１９からの変調信号によって平行結合線
路１３、１３を駆動させることにより、光変調を行うこ
とができる。
【００４７】そして、このような方法を採用すれば、間
隙２６の位置と距離とを適当に設定することにより、平
行結合線路１３、１３と入力端子２７との結合度を調節
することができるので、最適な共振動作を実現して効率
的な光変調を行うことが可能となる。
隙２６の位置と距離とを適当に設定することにより、平
行結合線路１３、１３と入力端子２７との結合度を調節
することができるので、最適な共振動作を実現して効率
的な光変調を行うことが可能となる。
【００４８】以上のような容量結合を用いる方法は、小
さな入力結合が必要な場合に特に有効である。なぜな
ら、この方法では、入力結合度が比較的小さい場合に、
結合容量を精密に制御することが可能となるからであ
る。通常、平行結合線路１３、１３のＱ値が比較的大き
い場合、例えば超伝導体を平行結合線路１３、１３の材
料として用いた場合などは、このような小さな入力結合
が、効率的な光変調のために有効となる。 （実施例７）図７は共振器型光変調素子の駆動方法の他
の実施例を示す平面図である。
さな入力結合が必要な場合に特に有効である。なぜな
ら、この方法では、入力結合度が比較的小さい場合に、
結合容量を精密に制御することが可能となるからであ
る。通常、平行結合線路１３、１３のＱ値が比較的大き
い場合、例えば超伝導体を平行結合線路１３、１３の材
料として用いた場合などは、このような小さな入力結合
が、効率的な光変調のために有効となる。 （実施例７）図７は共振器型光変調素子の駆動方法の他
の実施例を示す平面図である。
【００４９】図７に示すように、基板１１の表面上に
は、平行結合線路１３、１３の一方の線路の一部分にタ
ップ２８を介して接続された入力端子２９が形成されて
おり、該入力端子２９とグランドプレーン１４との間に
は信号源１９が接続されている。このように構成すれ
ば、入力端子２９と平行結合線路１３、１３とが磁界結
合された状態となるので、信号源１９からの変調信号に
よって平行結合線路１３、１３を駆動させることによ
り、光変調を行うことができる。
は、平行結合線路１３、１３の一方の線路の一部分にタ
ップ２８を介して接続された入力端子２９が形成されて
おり、該入力端子２９とグランドプレーン１４との間に
は信号源１９が接続されている。このように構成すれ
ば、入力端子２９と平行結合線路１３、１３とが磁界結
合された状態となるので、信号源１９からの変調信号に
よって平行結合線路１３、１３を駆動させることによ
り、光変調を行うことができる。
【００５０】そして、このような方法を採用すれば、タ
ップ２８の位置を適当に設定することにより、平行結合
線路１３、１３と入力端子２９との結合度を調節するこ
とができるので、最適な共振動作を実現して効率的な光
変調を行うことが可能となる。
ップ２８の位置を適当に設定することにより、平行結合
線路１３、１３と入力端子２９との結合度を調節するこ
とができるので、最適な共振動作を実現して効率的な光
変調を行うことが可能となる。
【００５１】以上のような磁界結合を用いる方法は、大
きな入力結合が必要な場合に特に有効である。なぜな
ら、この方法では、入力結合度が比較的大きい場合に、
結合度を精密に制御することが可能となるからである。
通常、平行結合線路１３、１３のＱ値が比較的小さい場
合、例えば、変調効率は低くとも比較的広い変調帯域幅
が必要な場合などは、このような磁界結合が有効とな
る。
きな入力結合が必要な場合に特に有効である。なぜな
ら、この方法では、入力結合度が比較的大きい場合に、
結合度を精密に制御することが可能となるからである。
通常、平行結合線路１３、１３のＱ値が比較的小さい場
合、例えば、変調効率は低くとも比較的広い変調帯域幅
が必要な場合などは、このような磁界結合が有効とな
る。
【００５２】尚、上記実施例６、７においては、入力端
子２７（２９）を平行結合線路１３の一部分に結合させ
ているが、必ずしもこの構成に限定されるものではな
く、所望の入力結合度を得るためには単一線路２４の一
部分と結合させても構わない。この駆動方法は、より小
さな結合度を必要とする場合に有効である。
子２７（２９）を平行結合線路１３の一部分に結合させ
ているが、必ずしもこの構成に限定されるものではな
く、所望の入力結合度を得るためには単一線路２４の一
部分と結合させても構わない。この駆動方法は、より小
さな結合度を必要とする場合に有効である。
【００５３】また、上記実施例５、６、７における平行
結合線路１３、１３の材料としては、製作の容易さ、優
れた電気伝導性などから、前述したアルミニウムや金な
どの金属材料が有効であるが、電気伝導性のさらに高い
材料、例えば超伝導体を用いれば、Ｑ値の極めて大きな
共振器電極を実現することができるので、変調効率を飛
躍的に改善することが可能となる。
結合線路１３、１３の材料としては、製作の容易さ、優
れた電気伝導性などから、前述したアルミニウムや金な
どの金属材料が有効であるが、電気伝導性のさらに高い
材料、例えば超伝導体を用いれば、Ｑ値の極めて大きな
共振器電極を実現することができるので、変調効率を飛
躍的に改善することが可能となる。
【００５４】また、以上の各実施例においては、線路構
造として、基板裏面にグランドプレーンを形成するマイ
クロストリップ線路構造を用いた場合について説明した
が、必ずしもこの構成に限定されるものではなく、図８
に示すようなストリップ線路構造、あるいは、図９に示
すようなコプレナー線路構造を用いることもできる。
造として、基板裏面にグランドプレーンを形成するマイ
クロストリップ線路構造を用いた場合について説明した
が、必ずしもこの構成に限定されるものではなく、図８
に示すようなストリップ線路構造、あるいは、図９に示
すようなコプレナー線路構造を用いることもできる。
【００５５】ストリップ線路構造を用いた場合には、図
８に示すように、基板１１の上にさらに誘電体３０及び
グランドプレーン３１を形成することとなるため、構造
が多少複雑になるという問題点はあるが、放射損失が極
めて小さく、また、線路の導体損失も小さいことから、
変調効率のさらに優れた光変調素子を提供することがで
きる。
８に示すように、基板１１の上にさらに誘電体３０及び
グランドプレーン３１を形成することとなるため、構造
が多少複雑になるという問題点はあるが、放射損失が極
めて小さく、また、線路の導体損失も小さいことから、
変調効率のさらに優れた光変調素子を提供することがで
きる。
【００５６】また、コプレナー線路構造を用いた場合に
は、損失が比較的大きいという問題点はあるが、図９に
示すように、基板１１の片面にグランドプレーン１４を
含めた全ての回路を構成することができるので、製作プ
ロセスの簡略化を図ることができる。
は、損失が比較的大きいという問題点はあるが、図９に
示すように、基板１１の片面にグランドプレーン１４を
含めた全ての回路を構成することができるので、製作プ
ロセスの簡略化を図ることができる。
【００５７】上述したように、各実施例に示した光変調
素子は、光波の位相を変調する、いわゆる位相変調素子
として動作する。位相変調は、コヒーレント光通信など
の次世代の光通信システムでの利用が期待されている。
尚、この光変調素子を、現在の光通信システムで主とし
て用いられている光強度変調素子として動作させるに
は、光導波路を用いて、基板上にマッハツェンダー干渉
計を構成すればよい。
素子は、光波の位相を変調する、いわゆる位相変調素子
として動作する。位相変調は、コヒーレント光通信など
の次世代の光通信システムでの利用が期待されている。
尚、この光変調素子を、現在の光通信システムで主とし
て用いられている光強度変調素子として動作させるに
は、光導波路を用いて、基板上にマッハツェンダー干渉
計を構成すればよい。
【００５８】また、以上の各実施例においては、基板１
１自体に電気光学効果を有する材料を用いているが、必
ずしもこの構成に限定されるものではなく、光導波路部
分、あるいは光導波路中の電界が及ぶ範囲またはその一
部分が電気光学効果を有していればよい。電気光学結晶
であるニオブ酸リチウム単結晶基板に金属チタンを熱拡
散する方法は、電気光学効果を有する光導波路を形成す
る最も簡単な方法であるが、必ずしもこの方法に限定さ
れるものではない。例えば、他の機能素子との集積化な
どのために、ニオブ酸リチウム単結晶以外の基板を利用
する必要がある場合には、基板上に、該基板よりも屈折
率が高く、かつ、電気光学効果を有する材料を薄膜化
し、その薄膜部分を光導波路として用いることもでき
る。また、基板表面に周囲よりも屈折率の高いコア部分
を形成し、その上にクラッド部分として電気光学効果を
有する材料を形成することにより、コア部分から染み出
した電界を利用して光変調を行うことも同様に有効であ
る。
１自体に電気光学効果を有する材料を用いているが、必
ずしもこの構成に限定されるものではなく、光導波路部
分、あるいは光導波路中の電界が及ぶ範囲またはその一
部分が電気光学効果を有していればよい。電気光学結晶
であるニオブ酸リチウム単結晶基板に金属チタンを熱拡
散する方法は、電気光学効果を有する光導波路を形成す
る最も簡単な方法であるが、必ずしもこの方法に限定さ
れるものではない。例えば、他の機能素子との集積化な
どのために、ニオブ酸リチウム単結晶以外の基板を利用
する必要がある場合には、基板上に、該基板よりも屈折
率が高く、かつ、電気光学効果を有する材料を薄膜化
し、その薄膜部分を光導波路として用いることもでき
る。また、基板表面に周囲よりも屈折率の高いコア部分
を形成し、その上にクラッド部分として電気光学効果を
有する材料を形成することにより、コア部分から染み出
した電界を利用して光変調を行うことも同様に有効であ
る。
【００５９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る光変
調素子の構成によれば、平行結合線路に奇対称モードを
励振させることによって光導波路に効率的に大きな変調
電界を印加することが可能となるため、光変調素子の変
調効率を大幅に改善することができる。また、平行結合
線路の端部を単一線路によって互いに接続して共振器電
極を構成すれば、基本共振モードにおいて平行結合線路
に奇対称モードのみが存在することとなるため、適当な
方法によってこの共振器を駆動させることにより、極め
て効率的な光変調を実現することができる。また、本発
明に係る光変調素子の駆動方法によれば、平行結合線路
からなる変調電極に効率的に変調信号を供給することが
可能となるので、光変調のさらなる効率化を図ることが
できる。
調素子の構成によれば、平行結合線路に奇対称モードを
励振させることによって光導波路に効率的に大きな変調
電界を印加することが可能となるため、光変調素子の変
調効率を大幅に改善することができる。また、平行結合
線路の端部を単一線路によって互いに接続して共振器電
極を構成すれば、基本共振モードにおいて平行結合線路
に奇対称モードのみが存在することとなるため、適当な
方法によってこの共振器を駆動させることにより、極め
て効率的な光変調を実現することができる。また、本発
明に係る光変調素子の駆動方法によれば、平行結合線路
からなる変調電極に効率的に変調信号を供給することが
可能となるので、光変調のさらなる効率化を図ることが
できる。
【図１】図１ａは本発明に係る光変調素子の一実施例を
示す平面図であり、図１ｂは図１ａの要部断面図であ
る。
示す平面図であり、図１ｂは図１ａの要部断面図であ
る。
【図２】図１の光変調素子の駆動方法を示す平面図であ
る。
る。
【図３】図１の光変調素子の駆動方法の他の実施例を示
す平面図である。
す平面図である。
【図４】図４は共振器型光変調素子を示す平面図であ
る。
る。
【図５】図４の光変調素子をさらに発展させた光変調素
子を示す平面図である。
子を示す平面図である。
【図６】共振器型光変調素子の駆動方法を示す平面図で
ある。
ある。
【図７】共振器型光変調素子の駆動方法の他の実施例を
示す平面図である。
示す平面図である。
【図８】平行結合線路がストリップ線路からなる光変調
素子を示す要部断面図である。
素子を示す要部断面図である。
【図９】平行結合線路がコプレナー線路からなる光変調
素子を示す要部断面図である。
素子を示す要部断面図である。
【図１０】図１０ａは従来の導波路型光変調素子を示す
平面図であり、図１０ｂは図１０ａの要部断面図であ
る。
平面図であり、図１０ｂは図１０ａの要部断面図であ
る。
１１ 基板 １２ 光導波路 １３ 平行結合線路 １４ グランドプレーン １６ 間隙部 １８ 入力端子 １８ａ 第１の分岐片 １８ｂ 第２の分岐片 １９ 信号源 ２０ 間隙 ２１ タップ ２２ 入力端子 ２２ａ 第１の分岐片 ２２ｂ 第２の分岐片 ２３ 遅延線路 ２４ 単一線路 ２５ コンデンサ ２６ 間隙 ２７ 入力端子 ２８ タップ ２９ 入力端子 ３０ 誘電体 ３１ グランドプレーン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 牧本 三夫 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (10)
- 【請求項１】 基板上に形成された電気光学効果を有す
る光導波路と、該光導波路の両側方に形成されたマイク
ロストリップ線路からなる平行結合線路とを備えた光変
調素子。 - 【請求項２】 マイクロストリップ線路に代えてストリ
ップ線路を用いる請求項１に記載の光変調素子。 - 【請求項３】 マイクロストリップ線路に代えてコプレ
ナー線路を用いる請求項１に記載の光変調素子。 - 【請求項４】 平行結合線路の一方端を開放し、かつ、
該平行結合線路の他方端を単一線路によって互いに接続
した請求項１、２又は３のいずれかに記載の光変調素
子。 - 【請求項５】 平行結合線路の一方端を容量的に結合
し、かつ、該平行結合線路の他方端を単一線路によって
互いに接続した請求項１、２又は３のいずれかに記載の
光変調素子。 - 【請求項６】 平行結合線路の一方端を可変容量素子を
用いて容量的に結合した請求項５に記載の光変調素子。 - 【請求項７】 途中で２つに分岐された入力端子を利用
し、該入力端子の第１の分岐片を一方の平行結合線路の
端部に容量的に結合させると共に、第２の分岐片を他方
の平行結合線路の端部に磁界結合させた請求項１、２又
は３のいずれかに記載の光変調素子の駆動方法。 - 【請求項８】 途中で２つに分岐した入力端子を利用
し、該入力端子の第１の分岐片を一方の平行結合線路の
端部に直接接続させると共に、第２の分岐片を他方の平
行結合線路の端部に遅延線路を介して接続させた請求項
１、２又は３のいずれかに記載の光変調素子の駆動方
法。 - 【請求項９】 平行結合線路又は単一線路のいずれか一
方の一部分と容量的に結合している入力端子を利用する
請求項４又は５に記載の光変調素子の駆動方法。 - 【請求項10】 平行結合線路又は単一線路のいずれか一
方の一部分と磁界結合している入力端子を利用する請求
項４又は５に記載の光変調素子の駆動方法。
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| JP2758538B2 JP2758538B2 (ja) | 1998-05-28 |
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006285288A (ja) * | 2002-06-03 | 2006-10-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光変調素子及び通信システム |
| WO2011152397A1 (ja) * | 2010-05-31 | 2011-12-08 | 住友大阪セメント株式会社 | 光制御素子 |
| JP2011252941A (ja) * | 2010-05-31 | 2011-12-15 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | 光制御素子 |
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Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5530777A (en) * | 1992-09-28 | 1996-06-25 | Matsushita Industrial Electric Co., Ltd. | Optical modulation device |
| FR2776784A1 (fr) * | 1998-03-30 | 1999-10-01 | France Telecom | Modulateur electro-optique integre hybride du type a effet pockels |
| US6128424A (en) * | 1998-03-31 | 2000-10-03 | Litton Systems Inc. | Dual purpose input electrode structure for MIOCs (multi-function integrated optics chips) |
| US6661560B1 (en) | 2001-02-16 | 2003-12-09 | University Of Rochester | Magneto-optical modulator for superconducting digital interface |
| US6590691B1 (en) | 2001-07-02 | 2003-07-08 | Phasebridge, Inc. | Hybridly integrated optical modulation devices |
| US7959860B2 (en) * | 2001-10-22 | 2011-06-14 | Faries Jr Durward I | System and method of detecting fluid and leaks in thermal treatment system basins |
| CN100334483C (zh) * | 2002-06-03 | 2007-08-29 | 松下电器产业株式会社 | 光调制元件及通信系统 |
| US20050247169A1 (en) * | 2003-11-26 | 2005-11-10 | Faries Durward I Jr | Fastening system and method of fastening objects with enhanced security |
| US7671302B1 (en) * | 2004-03-23 | 2010-03-02 | O. R. Solutions, Inc. | Thermal treatment system instrument rack and method of selectively thermally treating medical instrument portions |
| US8148666B2 (en) * | 2005-09-01 | 2012-04-03 | Patented Medical Solutions, Llc | Method and apparatus for protecting sterile drapes in surgical thermal treatment systems |
| US8789534B2 (en) * | 2008-04-09 | 2014-07-29 | Patented Medical Solutions, Llc | Method and apparatus for warming medical solutions in a thermal treatment system employing a removable basin |
| US9042684B2 (en) | 2012-09-05 | 2015-05-26 | International Business Machines Corporation | Electro-optic modulator |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2421285A1 (de) * | 1974-05-02 | 1975-11-13 | Siemens Ag | Integrierter optischer modulator |
| US3923374A (en) * | 1974-07-22 | 1975-12-02 | Us Navy | High speed electro-optic waveguide modulator |
| US4005927A (en) * | 1975-03-10 | 1977-02-01 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Broad bandwidth optical modulator and switch |
| FR2374657A1 (fr) * | 1976-12-15 | 1978-07-13 | Rivoallan Loic | Dispositif electro-optique de modulation de lumiere guidee dans une couche mince |
| US4372643A (en) * | 1980-06-23 | 1983-02-08 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Standing-wave, velocity-matched gate |
| JPS60149030A (ja) * | 1983-12-21 | 1985-08-06 | Nec Corp | 光スイツチ |
| US4607909A (en) * | 1984-06-14 | 1986-08-26 | Polaroid Corporation | Method for modulating a carrier wave |
| JPH0627914B2 (ja) * | 1985-03-15 | 1994-04-13 | 日本放送協会 | 光学素子 |
| US4807952A (en) * | 1986-10-22 | 1989-02-28 | The University Of British Columbia | Voltage-induced optical waveguide modulator having reduced inter-electrode gap |
| US4961130A (en) * | 1989-12-11 | 1990-10-02 | Sundstrand Corporation | Voltage inverter control applying real-time angle pattern determination |
-
1992
- 1992-09-28 JP JP4258186A patent/JP2758538B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1993
- 1993-08-16 US US08/106,649 patent/US5400416A/en not_active Expired - Lifetime
- 1993-09-21 EP EP93115177A patent/EP0590474B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1993-09-21 DE DE69318790T patent/DE69318790T2/de not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006285288A (ja) * | 2002-06-03 | 2006-10-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光変調素子及び通信システム |
| JP4553876B2 (ja) * | 2002-06-03 | 2010-09-29 | パナソニック株式会社 | 光変調素子及び通信システム |
| WO2011152397A1 (ja) * | 2010-05-31 | 2011-12-08 | 住友大阪セメント株式会社 | 光制御素子 |
| JP2011252941A (ja) * | 2010-05-31 | 2011-12-15 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | 光制御素子 |
| JP2011252942A (ja) * | 2010-05-31 | 2011-12-15 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | 光制御素子 |
| US9057893B2 (en) | 2010-05-31 | 2015-06-16 | Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. | Light control element |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
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