JPH06230332A - 外部光変調器 - Google Patents
外部光変調器Info
- Publication number
- JPH06230332A JPH06230332A JP3259093A JP3259093A JPH06230332A JP H06230332 A JPH06230332 A JP H06230332A JP 3259093 A JP3259093 A JP 3259093A JP 3259093 A JP3259093 A JP 3259093A JP H06230332 A JPH06230332 A JP H06230332A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- optical fiber
- optical modulator
- piezoelectric film
- external optical
- 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.)
- Pending
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- Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
- Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 単一の外部光変調器で多くの情報を伝送可能
で、変調システムの占有スペースが狭くてすむ外部光変
調器を提供する。 【構成】 光ファイバのクラッド層とほぼ同じ音響イン
ピーダンスを有する基板１の表裏面のいずれか一方の面
に、下部電極２、圧電膜３、上部電極４が順次積層され
てなる圧電素子部５が設けられ、前記基板１の表裏面の
任意の面内で、前記下部電極２、圧電膜３、上部電極４
が重なり合う部位の真上若しくは真下に光ファイバ６が
固定され、前記上部電極４が前記圧電膜３の上に複数個
設けた。
で、変調システムの占有スペースが狭くてすむ外部光変
調器を提供する。 【構成】 光ファイバのクラッド層とほぼ同じ音響イン
ピーダンスを有する基板１の表裏面のいずれか一方の面
に、下部電極２、圧電膜３、上部電極４が順次積層され
てなる圧電素子部５が設けられ、前記基板１の表裏面の
任意の面内で、前記下部電極２、圧電膜３、上部電極４
が重なり合う部位の真上若しくは真下に光ファイバ６が
固定され、前記上部電極４が前記圧電膜３の上に複数個
設けた。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光ファイバ中を伝搬する
光を光ファイバの外から変調する外部光変調器に関する
ものである。
光を光ファイバの外から変調する外部光変調器に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】光通信等に使用される光変調器は、従来
は、光源である半導体レーザ素子または発光ダイオード
などの発光源への印加電流を変化させて、それら発光源
からの出力光を直接変調する直接変調方式のものが一般
的であったが、最近では連続光源より得られて光ファイ
バ（光伝送路）中を伝搬する光に、光ファイバの外部か
ら信号を印加して出力光を間接的に変調する外部光変調
器が開発され、注目されている。
は、光源である半導体レーザ素子または発光ダイオード
などの発光源への印加電流を変化させて、それら発光源
からの出力光を直接変調する直接変調方式のものが一般
的であったが、最近では連続光源より得られて光ファイ
バ（光伝送路）中を伝搬する光に、光ファイバの外部か
ら信号を印加して出力光を間接的に変調する外部光変調
器が開発され、注目されている。
【０００３】このような外部光変調器の一例としては、
基板材料にニオブ酸リチウム等を使用し、且つ電気光学
効果を用いた光導波路型のものがある。この外部光変調
器は高周波領域（〜数ＧＨｚ）での変調特性には優れて
いるが、温度、湿度等の変化には非常に弱いため、温度
や湿度等により生じた導波路基板の膨張収縮、経時変化
等により光出力強度のバイアス電圧依存性に変化が生
じ、安定した動作が得られにくいという欠点があり、ま
た挿入損失が大きいという欠点もあった。
基板材料にニオブ酸リチウム等を使用し、且つ電気光学
効果を用いた光導波路型のものがある。この外部光変調
器は高周波領域（〜数ＧＨｚ）での変調特性には優れて
いるが、温度、湿度等の変化には非常に弱いため、温度
や湿度等により生じた導波路基板の膨張収縮、経時変化
等により光出力強度のバイアス電圧依存性に変化が生
じ、安定した動作が得られにくいという欠点があり、ま
た挿入損失が大きいという欠点もあった。
【０００４】これらの欠点を解消するため図３に示す外
部光変調器が開発されている。この外部光変調器は厚さ
１ｍｍ程度で光ファイバのクラッド層とほぼ同じ音響イ
ンピーダンスを有する石英ガラス製の基板１の表裏面の
一方の面に、下部電極２、酸化亜鉛（ＺｎＯ）製の圧電
膜３、上部電極４を成膜して圧電素子部５を形成し、同
基板１の他面に形成されたファイバ収容溝内に光ファイ
バ６を収容配置したもの（音響光学効果を用いたもの）
である。
部光変調器が開発されている。この外部光変調器は厚さ
１ｍｍ程度で光ファイバのクラッド層とほぼ同じ音響イ
ンピーダンスを有する石英ガラス製の基板１の表裏面の
一方の面に、下部電極２、酸化亜鉛（ＺｎＯ）製の圧電
膜３、上部電極４を成膜して圧電素子部５を形成し、同
基板１の他面に形成されたファイバ収容溝内に光ファイ
バ６を収容配置したもの（音響光学効果を用いたもの）
である。
【０００５】この外部光変調器は光ファイバ６と圧電素
子部５とが組み合わされた光ファイバ型であるため、光
ファイバと圧電素子部５との接続に伴う挿入損失がなと
いう利点があるが、次に示すような問題点があった。
子部５とが組み合わされた光ファイバ型であるため、光
ファイバと圧電素子部５との接続に伴う挿入損失がなと
いう利点があるが、次に示すような問題点があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】前記の外部光変調器は
変調媒体として圧電膜（酸化亜鉛）３が使用されている
ため、それと下部電極２及び上部電極４によって構成さ
れる圧電素子部５は電気的にはコンデンサとなる。この
ためそのインピーダンスは情報源である変調信号出力部
からの変調信号の周波数に依存して変化する。この変調
信号を効率良く圧電素子部５に伝えるためには、情報源
である変調信号出力部と圧電素子部５の間で電気的整合
を取らなければならない。
変調媒体として圧電膜（酸化亜鉛）３が使用されている
ため、それと下部電極２及び上部電極４によって構成さ
れる圧電素子部５は電気的にはコンデンサとなる。この
ためそのインピーダンスは情報源である変調信号出力部
からの変調信号の周波数に依存して変化する。この変調
信号を効率良く圧電素子部５に伝えるためには、情報源
である変調信号出力部と圧電素子部５の間で電気的整合
を取らなければならない。
【０００７】圧電素子部５のインピーダンスの周波数に
よる変化は、圧電気素子部５の電気容量に依存し、この
電気容量は上部電極４の面積に大きく依存する。従っ
て、前記外部光変調器の使用周波数帯は上部電極４の面
積に依存することになる。このため、上部電極が単一の
外部光変調器では使用周波数帯が１つしか取れず、伝送
する情報量が少なくなってしまうという問題点がある。
よる変化は、圧電気素子部５の電気容量に依存し、この
電気容量は上部電極４の面積に大きく依存する。従っ
て、前記外部光変調器の使用周波数帯は上部電極４の面
積に依存することになる。このため、上部電極が単一の
外部光変調器では使用周波数帯が１つしか取れず、伝送
する情報量が少なくなってしまうという問題点がある。
【０００８】この問題点を補うために１ケ所の情報源の
局に複数の外部光変調器を直列接続することが考えられ
る。この場合、複数の外部光変調器間を光ファイバで接
続するとき、光ファイバの両端に光コネクタが接続され
ていればコネクタ用アダプタを用いて容易に接続可能で
あるが、この接続方式では接続箇所が多数になればなる
ほど挿入損失が無視できなくなり、またコネクタ間で光
が反射するという新たな問題が生じる。
局に複数の外部光変調器を直列接続することが考えられ
る。この場合、複数の外部光変調器間を光ファイバで接
続するとき、光ファイバの両端に光コネクタが接続され
ていればコネクタ用アダプタを用いて容易に接続可能で
あるが、この接続方式では接続箇所が多数になればなる
ほど挿入損失が無視できなくなり、またコネクタ間で光
が反射するという新たな問題が生じる。
【０００９】前記光ファイバの両端を融着法を用いて接
続すれば前記の挿入損失及び光の反射の問題はなくなる
が、取扱が難しいという問題がある。
続すれば前記の挿入損失及び光の反射の問題はなくなる
が、取扱が難しいという問題がある。
【００１０】また前記二つの接続方式に共通した問題と
して、変調システムの占有スペースが大きくなることが
ある。
して、変調システムの占有スペースが大きくなることが
ある。
【００１１】本発明の目的は前記の接続時の問題を解消
するため、単一の外部光変調器で多くの情報を伝送する
ことができ、且つ変調システムの占有スペースが狭くて
すむ外部光変調器を提供することにある。
するため、単一の外部光変調器で多くの情報を伝送する
ことができ、且つ変調システムの占有スペースが狭くて
すむ外部光変調器を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】請求項１の外部光変調器
は図１に示す様に光ファイバのクラッド層とほぼ同じ音
響インピーダンスを有する基板１の表裏面のいずれか一
方の面に、下部電極２、圧電膜３、上部電極４が順次積
層されてなる圧電素子部５が設けられ、前記基板１の表
裏面の任意の面内で、前記下部電極２、圧電膜３、上部
電極４が重なり合う部位の真上若しくは真下に光ファイ
バ６が固定され、前記上部電極４が前記圧電膜３の上に
複数設けられてなるものである。
は図１に示す様に光ファイバのクラッド層とほぼ同じ音
響インピーダンスを有する基板１の表裏面のいずれか一
方の面に、下部電極２、圧電膜３、上部電極４が順次積
層されてなる圧電素子部５が設けられ、前記基板１の表
裏面の任意の面内で、前記下部電極２、圧電膜３、上部
電極４が重なり合う部位の真上若しくは真下に光ファイ
バ６が固定され、前記上部電極４が前記圧電膜３の上に
複数設けられてなるものである。
【００１３】請求項２の外部光変調器は図２に示す様に
一つの基板１上に圧電膜３が複数設けられ、夫々の圧電
膜３の上に１つ以上の上部電極４が設けられてなるもの
である。
一つの基板１上に圧電膜３が複数設けられ、夫々の圧電
膜３の上に１つ以上の上部電極４が設けられてなるもの
である。
【００１４】
【作用】請求項１、２のいずれの外部光変調器も上部電
極４が一つの基板１に形成された圧電膜３の上に複数設
けられているので、各上部電極４ごとに情報源である変
調信号出力部から内容の異なる変調信号を入力して、単
一の外部光変調器で多く（上部電極４の数と同じ数）の
情報を送ることができる。また、各上部電極４の面積を
変えることで各変調信号の周波数帯を変えることが可能
であるので、単一外部光変調器で多くの情報を送ること
ができる。更に、複数の外部光変調器を使用する場合よ
りも変調システムの占有スペースが狭くてすむ。
極４が一つの基板１に形成された圧電膜３の上に複数設
けられているので、各上部電極４ごとに情報源である変
調信号出力部から内容の異なる変調信号を入力して、単
一の外部光変調器で多く（上部電極４の数と同じ数）の
情報を送ることができる。また、各上部電極４の面積を
変えることで各変調信号の周波数帯を変えることが可能
であるので、単一外部光変調器で多くの情報を送ること
ができる。更に、複数の外部光変調器を使用する場合よ
りも変調システムの占有スペースが狭くてすむ。
【００１５】
【実施例１】本発明の外部光変調器の第１の実施例を図
１に基づいて詳細に説明する。この外部光変調器は例え
ば厚さ約１ｍｍ、１辺２０ｍｍの石英ガラスより成り、
光ファイバのクラッド層とほぼ同じ音響インピーダンス
を有する基板１の表面に弾性波の発生源である圧電素子
部５が設けられ、裏面に被覆層が剥離されてクラッド層
７が露出している裸ファイバ８が接着剤９により音響的
に接続固定されている。図１の１０は光ファイバ６のコ
アを示す。基板２としては光ファイバのクラッド層とほ
ぼ同じ音響インピーダンスを有するシリコン基板やサフ
ァイア基板を用いることもできる。
１に基づいて詳細に説明する。この外部光変調器は例え
ば厚さ約１ｍｍ、１辺２０ｍｍの石英ガラスより成り、
光ファイバのクラッド層とほぼ同じ音響インピーダンス
を有する基板１の表面に弾性波の発生源である圧電素子
部５が設けられ、裏面に被覆層が剥離されてクラッド層
７が露出している裸ファイバ８が接着剤９により音響的
に接続固定されている。図１の１０は光ファイバ６のコ
アを示す。基板２としては光ファイバのクラッド層とほ
ぼ同じ音響インピーダンスを有するシリコン基板やサフ
ァイア基板を用いることもできる。
【００１６】前記の圧電素子部５は図１（ｂ）に詳細に
示すように、基板１の表面に下から上に順に下部電極
２、圧電膜３、上部電極４が積層された構造であり、上
部電極４は一つの圧電膜３の上の２か所に形成されてい
る。
示すように、基板１の表面に下から上に順に下部電極
２、圧電膜３、上部電極４が積層された構造であり、上
部電極４は一つの圧電膜３の上の２か所に形成されてい
る。
【００１７】図１の上部電極４は例えば真空蒸着法によ
り成膜された厚さ約０．２μｍの金（Ａｕ）の蒸着膜か
らなり、光ファイバ６の真上に位置するように同光ファ
イバ６の長手方向に使用周波数帯に適合した面積を持つ
矩形状に成膜されてなる。この上部電極４はクローム金
（Ｃｒ−Ａｕ）、またはアルミニウム（ＡＩ）で形成す
ることもできる。
り成膜された厚さ約０．２μｍの金（Ａｕ）の蒸着膜か
らなり、光ファイバ６の真上に位置するように同光ファ
イバ６の長手方向に使用周波数帯に適合した面積を持つ
矩形状に成膜されてなる。この上部電極４はクローム金
（Ｃｒ−Ａｕ）、またはアルミニウム（ＡＩ）で形成す
ることもできる。
【００１８】前記圧電膜３は例えばスパッタリング法に
より成膜された酸化亜鉛（ＺｎＯ）により形成され、膜
厚は約１０μｍである。この圧電膜３は例えばニオブ酸
リチウム（ＬｉＮｂＯ3 ）、ポリフッカビニデン（ＰＶ
ＤＦ）、或はＡＩＮ（窒化アルミニウム）等の圧電材料
で形成することもできる。
より成膜された酸化亜鉛（ＺｎＯ）により形成され、膜
厚は約１０μｍである。この圧電膜３は例えばニオブ酸
リチウム（ＬｉＮｂＯ3 ）、ポリフッカビニデン（ＰＶ
ＤＦ）、或はＡＩＮ（窒化アルミニウム）等の圧電材料
で形成することもできる。
【００１９】図１の下部電極２は例えば真空蒸着法によ
り成膜された厚さ約０．２μｍのアルミニウム（ＡＩ）
の蒸着膜からなる。下部電極２はチタン−金（Ｔｉ−Ａ
ｕ）、又はタンタルー金（Ｔａ−Ａｕ）で形成すること
もできる。
り成膜された厚さ約０．２μｍのアルミニウム（ＡＩ）
の蒸着膜からなる。下部電極２はチタン−金（Ｔｉ−Ａ
ｕ）、又はタンタルー金（Ｔａ−Ａｕ）で形成すること
もできる。
【００２０】光ファイバ６は図１に示したように基板１
の裏面で且つ圧電素子部５の上部電極４の真下の位置に
接着剤９により音響的に配置固定されている。光ファイ
バ６は基板１の上面に設けられた圧電素子部５の上部電
極４の真上に配置固定することもできる。ここでいう音
響的とは音響インピーダンスが等しいことであり、ま
た、音響インピーダンスとは音波の伝搬媒質の密度と音
速の積のことをいう。光ファイバ６を音響的に接続する
接着剤５としては例えば石英ガラス粉末の焼成体から成
る接着剤とか、高分子化合物に金属粉を分散させた接着
剤等がある。
の裏面で且つ圧電素子部５の上部電極４の真下の位置に
接着剤９により音響的に配置固定されている。光ファイ
バ６は基板１の上面に設けられた圧電素子部５の上部電
極４の真上に配置固定することもできる。ここでいう音
響的とは音響インピーダンスが等しいことであり、ま
た、音響インピーダンスとは音波の伝搬媒質の密度と音
速の積のことをいう。光ファイバ６を音響的に接続する
接着剤５としては例えば石英ガラス粉末の焼成体から成
る接着剤とか、高分子化合物に金属粉を分散させた接着
剤等がある。
【００２１】
【実施例２】本発明の外部光変調器の第２の実施例を図
２に示す。この外部光変調器は圧電素子部５の圧電膜３
を２以上に分割し、夫々の圧電膜３の上に１つ以上の上
部電極４を設けたものである。
２に示す。この外部光変調器は圧電素子部５の圧電膜３
を２以上に分割し、夫々の圧電膜３の上に１つ以上の上
部電極４を設けたものである。
【００２２】
【発明の効果】本発明の外部光変調器は次の様な効果が
ある。 ．上部電極４が同一基板２の圧電膜３の上に複数個設
けられているので、単一の外部光変調器で多くの情報を
送ることができる。 ．単一の外部光変調器で多くの情報を送ることができ
るので、変調システムのスペースの広大化を防ぐことが
できる。
ある。 ．上部電極４が同一基板２の圧電膜３の上に複数個設
けられているので、単一の外部光変調器で多くの情報を
送ることができる。 ．単一の外部光変調器で多くの情報を送ることができ
るので、変調システムのスペースの広大化を防ぐことが
できる。
【図１】（ａ）は本発明の外部光変調器の第１の実施例
を示す正面図、（ｂ）は同外部光変調器の平面図。
を示す正面図、（ｂ）は同外部光変調器の平面図。
【図２】（ａ）は本発明の外部光変調器の第２の実施例
を示す正面図、（ｂ）は同外部光変調器の平面図。
を示す正面図、（ｂ）は同外部光変調器の平面図。
【図３】従来の外部光変調器を示す斜視図。
１ 基板 ２ 下部電極 ３ 圧電膜 ４ 上部電極 ５ 圧電素子部 ６ 光ファイバ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西川 重昭 東京都千代田区丸の内２丁目６番１号 古 河電気工業株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 光ファイバのクラッド層とほぼ同じ音響
インピーダンスを有する基板１の表裏面のいずれか一方
の面に、下部電極２、圧電膜３、上部電極４が順次積層
されてなる圧電素子部５が設けられ、前記基板１の表裏
面の任意の面内で、前記下部電極２、圧電膜３、上部電
極４が重なり合う部位の真上若しくは真下に光ファイバ
６が固定され、前記上部電極４が前記の一つの圧電膜３
の上に複数個設けられてなることを特徴とする外部光変
調器。 - 【請求項２】 一つの基板１上に圧電膜３が複数設けら
れ、夫々の圧電膜３の上に１つ以上の上部電極４が設け
られてなることを特徴とする請求項１の外部光変調器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3259093A JPH06230332A (ja) | 1993-01-29 | 1993-01-29 | 外部光変調器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3259093A JPH06230332A (ja) | 1993-01-29 | 1993-01-29 | 外部光変調器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06230332A true JPH06230332A (ja) | 1994-08-19 |
Family
ID=12363083
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3259093A Pending JPH06230332A (ja) | 1993-01-29 | 1993-01-29 | 外部光変調器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06230332A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100400842B1 (ko) * | 2000-11-03 | 2003-10-08 | 정치섭 | 인-라인형 광 변조기와 그 제조 및 구동방법 |
-
1993
- 1993-01-29 JP JP3259093A patent/JPH06230332A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100400842B1 (ko) * | 2000-11-03 | 2003-10-08 | 정치섭 | 인-라인형 광 변조기와 그 제조 및 구동방법 |
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