JPH06281899A - 分岐干渉型光導波路デバイス - Google Patents
分岐干渉型光導波路デバイスInfo
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- JPH06281899A JPH06281899A JP6797293A JP6797293A JPH06281899A JP H06281899 A JPH06281899 A JP H06281899A JP 6797293 A JP6797293 A JP 6797293A JP 6797293 A JP6797293 A JP 6797293A JP H06281899 A JPH06281899 A JP H06281899A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 分岐干渉型光導波路素子において、低挿入損
出失と低駆動電圧を同時に達成するデバイスを提供す
る。 【構成】 分岐干渉型光導波路の入出力部の導波路幅
を、光ファイバのコア径と同じもしくは近い幅にする。
更に、分岐干渉型光導波路の干渉アーム部の光導波路幅
を、導波光のシングルモードを維持する範囲でできるだ
け狭くする。 【要約】 分岐干渉型光導波路の入出力部の導波路幅を、光ファイ
バのコア径と同じもしくは近い幅にして、結合損失を最
小にして挿入損失低減を実現する。更に、分岐干渉型光
導波路の干渉アーム部の光導波路幅を、導波光のシング
ルモードを維持する範囲で狭くする事によって、単位印
加電圧当たりの位相変化量を大きくして、駆動電圧の低
減を実現する。
出失と低駆動電圧を同時に達成するデバイスを提供す
る。 【構成】 分岐干渉型光導波路の入出力部の導波路幅
を、光ファイバのコア径と同じもしくは近い幅にする。
更に、分岐干渉型光導波路の干渉アーム部の光導波路幅
を、導波光のシングルモードを維持する範囲でできるだ
け狭くする。 【要約】 分岐干渉型光導波路の入出力部の導波路幅を、光ファイ
バのコア径と同じもしくは近い幅にして、結合損失を最
小にして挿入損失低減を実現する。更に、分岐干渉型光
導波路の干渉アーム部の光導波路幅を、導波光のシング
ルモードを維持する範囲で狭くする事によって、単位印
加電圧当たりの位相変化量を大きくして、駆動電圧の低
減を実現する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電磁波センサ、光通信装
置における分岐干渉型光導波路デバイスに係わり、特に
光導波路としての特性向上を図った分岐干渉型光導波路
デバイスに関する。
置における分岐干渉型光導波路デバイスに係わり、特に
光導波路としての特性向上を図った分岐干渉型光導波路
デバイスに関する。
【０００２】
【従来の技術】電磁波センサ、光スイッチ、光変調器に
用いられる光導波路デバイスでは、分岐干渉型光導波路
が多く用いられている。 図３は従来の分岐干渉型光導
波路と電極近傍の構成を示す平面図である。図４はＢ−
Ｂ’断面図であり、電磁波センサ、光スイッチ、光変調
器等の能動光導波路デバイスの場合を説明したものであ
る。
用いられる光導波路デバイスでは、分岐干渉型光導波路
が多く用いられている。 図３は従来の分岐干渉型光導
波路と電極近傍の構成を示す平面図である。図４はＢ−
Ｂ’断面図であり、電磁波センサ、光スイッチ、光変調
器等の能動光導波路デバイスの場合を説明したものであ
る。
【０００３】図３において、１は例えば結晶方位をＸ板
としてカットしたリチウムナイオベイトの単結晶基板で
あり、その表面にチタン（Ｔｉ）蒸着膜を帯状にパター
ニング形成した後、該チタンを単結晶基板１中に熱拡散
して、単結晶基板１よりも屈折率が大きい、８μｍ程度
の径を有する光導波路２を形成している。この時、図３
の分岐干渉型光導波路の入出力部２ａ，２ｄの導波路幅
は、干渉アーム部２ｂ，２ｃの導波路幅と同じ幅のもの
が従来使われてきた。
としてカットしたリチウムナイオベイトの単結晶基板で
あり、その表面にチタン（Ｔｉ）蒸着膜を帯状にパター
ニング形成した後、該チタンを単結晶基板１中に熱拡散
して、単結晶基板１よりも屈折率が大きい、８μｍ程度
の径を有する光導波路２を形成している。この時、図３
の分岐干渉型光導波路の入出力部２ａ，２ｄの導波路幅
は、干渉アーム部２ｂ，２ｃの導波路幅と同じ幅のもの
が従来使われてきた。
【０００４】次に図４で単結晶基板１及び光導波路２の
表面を、絶縁性材料例えば、酸化アルミニウム（Ａｌ2
Ｏ3）または二酸化シリコン等からなる厚さおよそ０．
２μｍのバッファ層３で被覆する。更に該バッファ層３
を介して上記干渉アーム部２ｂ，２ｃの光導波路の間及
び外側に帯状に、例えば厚さ４μｍ程度の金（Ａｕ）薄
膜からなる電極４を蒸着及びめっき等の手段を用いて設
置している。
表面を、絶縁性材料例えば、酸化アルミニウム（Ａｌ2
Ｏ3）または二酸化シリコン等からなる厚さおよそ０．
２μｍのバッファ層３で被覆する。更に該バッファ層３
を介して上記干渉アーム部２ｂ，２ｃの光導波路の間及
び外側に帯状に、例えば厚さ４μｍ程度の金（Ａｕ）薄
膜からなる電極４を蒸着及びめっき等の手段を用いて設
置している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前記のように、図３の
構造の分岐干渉型光導波路デバイスでは、入出力部導波
路と干渉アーム部導波路の幅は等しく、光ファイバと光
導波路の入出力部の間における結合損失を低減する事
と、電極より印加される単位電圧あたりの位相変化量の
増加を同時に達成する事は困難である。
構造の分岐干渉型光導波路デバイスでは、入出力部導波
路と干渉アーム部導波路の幅は等しく、光ファイバと光
導波路の入出力部の間における結合損失を低減する事
と、電極より印加される単位電圧あたりの位相変化量の
増加を同時に達成する事は困難である。
【０００６】なぜならば、コプレーナ電極に印加された
単位電圧あたり生じる位相変化量の増加の為には、狭い
電極間隔が必要となり、即ち干渉アーム部に細い光導波
路が必要となる。しかし、光導波路入出力端における光
ファイバとの結合損失の低減のためには、光ファイバと
同じ径を持つ光導波路幅が必要である。分岐干渉型光導
波路の干渉アーム部と入出力部の導波路幅が等しい場
合、結合損失の低減と位相変化の増加を同時に達成する
事は困難である。 本発明は以上のような問題に対して
なされた物で、単位印加電圧当たりの位相変化量の増加
と結合損失の低減を同時に達成する分岐干渉型光導波路
デバイスを提供する事を目的とする物である。
単位電圧あたり生じる位相変化量の増加の為には、狭い
電極間隔が必要となり、即ち干渉アーム部に細い光導波
路が必要となる。しかし、光導波路入出力端における光
ファイバとの結合損失の低減のためには、光ファイバと
同じ径を持つ光導波路幅が必要である。分岐干渉型光導
波路の干渉アーム部と入出力部の導波路幅が等しい場
合、結合損失の低減と位相変化の増加を同時に達成する
事は困難である。 本発明は以上のような問題に対して
なされた物で、単位印加電圧当たりの位相変化量の増加
と結合損失の低減を同時に達成する分岐干渉型光導波路
デバイスを提供する事を目的とする物である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】このような目的は、下記
（１）〜（４）の本発明によって達成される。
（１）〜（４）の本発明によって達成される。
【０００８】（１） 電気光学効果を有する物質の基板
上に形成した分岐干渉型光導波路において、光入出力部
の導波路の幅が、干渉アーム部の導波路の幅より広い光
導波路デバイス。
上に形成した分岐干渉型光導波路において、光入出力部
の導波路の幅が、干渉アーム部の導波路の幅より広い光
導波路デバイス。
【０００９】（２） 前記光入出力部の導波路の幅は、
シングルモードの導波光のみを伝搬する範囲内で、か
つ、干渉アーム部の導波路幅より広い上記１に記載の光
導波路デバイス。
シングルモードの導波光のみを伝搬する範囲内で、か
つ、干渉アーム部の導波路幅より広い上記１に記載の光
導波路デバイス。
【００１０】（３） 前記分岐干渉型光導波路は、リチ
ウムナイオベイト単結晶基板上にＴｉ熱拡散法によって
作製され、光入出力部の直線導波路の幅が、７ないし８
μm、かつ干渉アーム部の導波路の幅が５ないし６μmで
ある上記１または２に記載の光導波路デバイス。
ウムナイオベイト単結晶基板上にＴｉ熱拡散法によって
作製され、光入出力部の直線導波路の幅が、７ないし８
μm、かつ干渉アーム部の導波路の幅が５ないし６μmで
ある上記１または２に記載の光導波路デバイス。
【００１１】（４） 前記光導波路デバイスは、光変調
器である上記１ないし３のいずれかに記載の光導波路デ
バイス。
器である上記１ないし３のいずれかに記載の光導波路デ
バイス。
【００１２】ここで、電気光学効果を有する物質とは、
リチウムナイオベイトやリチウムタンタレートに代表さ
れるような物質のことであるが、この２種類に限定され
るものではない。
リチウムナイオベイトやリチウムタンタレートに代表さ
れるような物質のことであるが、この２種類に限定され
るものではない。
【００１３】入出力部の導波路の幅は、概ね上記光導波
路デバイスに接続される光ファイバのコア径によって決
定される。通常、よく使われる１．３μｍ、または１．
５５μｍの波長光を使用している光ファイバのコア径は
１０μｍ程度であることから、入出力部の幅としては、
この値と同程度のものを用いることが好ましい。
路デバイスに接続される光ファイバのコア径によって決
定される。通常、よく使われる１．３μｍ、または１．
５５μｍの波長光を使用している光ファイバのコア径は
１０μｍ程度であることから、入出力部の幅としては、
この値と同程度のものを用いることが好ましい。
【００１４】また、光導波路デバイスとしてよく使われ
ている、リチウムナイオベート基板上にＴｉ熱拡散法に
よって作製される光導波路においては、１．３μｍ、ま
たは１．５５μｍの通信光をシングルモードで導波する
ためには、光導波路の幅を５ないし８μｍ程度にすれば
よいことは従来知られた技術である。これより、入出力
部の導波路の幅を７ないし８μｍ、干渉アーム部のそれ
を５ないし６μｍとすることが最も好ましい。
ている、リチウムナイオベート基板上にＴｉ熱拡散法に
よって作製される光導波路においては、１．３μｍ、ま
たは１．５５μｍの通信光をシングルモードで導波する
ためには、光導波路の幅を５ないし８μｍ程度にすれば
よいことは従来知られた技術である。これより、入出力
部の導波路の幅を７ないし８μｍ、干渉アーム部のそれ
を５ないし６μｍとすることが最も好ましい。
【００１５】
【作用】本発明では、干渉アーム部の導波路幅は、入出
力部の導波路幅に比べて細くなっている。そのため、電
極間隔を狭くする事が可能である。電極間隔を狭くする
と、電極に印加された単位電圧によって引き起こされる
導波路中の光波の位相変化量は増加する。このように、
分岐干渉型光導波路の入出力部の導波路幅を干渉アーム
部の導波路幅より広くする事によって光導波路の入出力
部における結合損失の低減と、単位印加電圧当たりの位
相変化量の増加が同時に達成される。
力部の導波路幅に比べて細くなっている。そのため、電
極間隔を狭くする事が可能である。電極間隔を狭くする
と、電極に印加された単位電圧によって引き起こされる
導波路中の光波の位相変化量は増加する。このように、
分岐干渉型光導波路の入出力部の導波路幅を干渉アーム
部の導波路幅より広くする事によって光導波路の入出力
部における結合損失の低減と、単位印加電圧当たりの位
相変化量の増加が同時に達成される。
【００１６】また、請求項１または請求項２に係る発明
によれば、分岐干渉型光導波路デバイスの入出力部の導
波路幅は、光ファイバの径とほぼ同じサイズになる。こ
のため光ファイバ−光導波路入出力部における結合損失
は低減される。
によれば、分岐干渉型光導波路デバイスの入出力部の導
波路幅は、光ファイバの径とほぼ同じサイズになる。こ
のため光ファイバ−光導波路入出力部における結合損失
は低減される。
【００１７】
【実施例】以下図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。図１は本発明の分岐干渉型光導波路デバイスの実施
例を示す平面図であり、図２はＡ−Ａ’断面図である。
１１はリチウムナイオベイトの結晶方位でＸ板、または
Ｙ板になるようにカットした導波路基板、１２は導波路
基板１１の表面にチタンを熱拡散して形成した光導波
路、１２ａは光導波路入力部、１２ｂ，１２ｃは光導波
路干渉アーム部、１２ｄは光導波路出力部である。１２
ａ，１２ｄの幅は、Ｗ１＝８μｍ、１２ｂ，１２ｃの幅
はＷ２＝６μｍ、である。両方の導波路はどちらもシン
グルモード導波路になるように作製されている。
る。図１は本発明の分岐干渉型光導波路デバイスの実施
例を示す平面図であり、図２はＡ−Ａ’断面図である。
１１はリチウムナイオベイトの結晶方位でＸ板、または
Ｙ板になるようにカットした導波路基板、１２は導波路
基板１１の表面にチタンを熱拡散して形成した光導波
路、１２ａは光導波路入力部、１２ｂ，１２ｃは光導波
路干渉アーム部、１２ｄは光導波路出力部である。１２
ａ，１２ｄの幅は、Ｗ１＝８μｍ、１２ｂ，１２ｃの幅
はＷ２＝６μｍ、である。両方の導波路はどちらもシン
グルモード導波路になるように作製されている。
【００１８】導波光１．３μｍの通信に使用される光フ
ァイバにおいて一般的なコア径１０μｍの光ファイバと
の結合を考えた場合、入出力部の導波路幅は８μｍの方
が６μｍの場合に比べて結合損失は低減する。一方、干
渉アーム部の導波路において、６μｍ幅の導波路、４μ
ｍ厚、電極間隔６μｍのコプレーナ電極に印加される電
圧が、両アーム部の光導波路中の導波光の位相差がπ
（ｒａｄ）になるためにはＶπ＝４．５（Ｖ）必要であ
る。この干渉アーム部の導波路幅が８μｍ、電極間隔８
μｍの場合、Ｖπ＝６．０（Ｖ）の印加電圧が必要にな
る。
ァイバにおいて一般的なコア径１０μｍの光ファイバと
の結合を考えた場合、入出力部の導波路幅は８μｍの方
が６μｍの場合に比べて結合損失は低減する。一方、干
渉アーム部の導波路において、６μｍ幅の導波路、４μ
ｍ厚、電極間隔６μｍのコプレーナ電極に印加される電
圧が、両アーム部の光導波路中の導波光の位相差がπ
（ｒａｄ）になるためにはＶπ＝４．５（Ｖ）必要であ
る。この干渉アーム部の導波路幅が８μｍ、電極間隔８
μｍの場合、Ｖπ＝６．０（Ｖ）の印加電圧が必要にな
る。
【００１９】そこで、本発明請求項に記述するように分
岐干渉型光導波路の入出力部の導波路幅を８μｍとし、
干渉アーム部の導波路幅を６μｍとすると、光ファイバ
との結合損失低減と単位印加電圧当たりの位相変化量の
増加が共に達成できる。
岐干渉型光導波路の入出力部の導波路幅を８μｍとし、
干渉アーム部の導波路幅を６μｍとすると、光ファイバ
との結合損失低減と単位印加電圧当たりの位相変化量の
増加が共に達成できる。
【００２０】この分岐干渉型光導波路を有する光デバイ
スは、光ファイバとの結合損失が小さく、更に電磁波セ
ンサとしては高感度特性を持つ。光変調器としては低い
駆動電圧を持つ。
スは、光ファイバとの結合損失が小さく、更に電磁波セ
ンサとしては高感度特性を持つ。光変調器としては低い
駆動電圧を持つ。
【００２１】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、分岐
干渉型光導波路デバイスにおいて、入出力部の導波路は
比較的幅広い導波路幅を用い、干渉アーム部の導波路は
比較的狭い導波路幅を用いて、光ファイバとの結合損失
を低減させる事と、単位印加電圧当たりの導波光の位相
変化量を増加させる事の両方を同時に達成する事ができ
る。
干渉型光導波路デバイスにおいて、入出力部の導波路は
比較的幅広い導波路幅を用い、干渉アーム部の導波路は
比較的狭い導波路幅を用いて、光ファイバとの結合損失
を低減させる事と、単位印加電圧当たりの導波光の位相
変化量を増加させる事の両方を同時に達成する事ができ
る。
【図１】 本発明の分岐干渉型光導波路デバイスの実施
例を示す平面図である。
例を示す平面図である。
【図２】 図１のＡ−Ａ’断面図である。
【図３】 従来例を示す平面図である。
【図４】 図３のＢ−Ｂ’断面図である。
１ 光導波路基板 ２ａ、２ｄ 光導波路入出力部 ２ｂ，２ｃ 光導波路干渉アーム部 ３ 絶縁膜層 ４ 電極 １１ 光導波路基板 １２ａ、１２ｄ 光導波路入出力部 １２ｂ、１２ｃ 光導波路干渉アーム部 １４ａ、１４ｂ、１４ｃ 電極 Ｌ１ 入力光 Ｌ２ 出力光
Claims (4)
- 【請求項１】 電気光学効果を有する物質の基板上に形
成した分岐干渉型光導波路において、光入出力部の導波
路の幅が、干渉アーム部の導波路の幅より広い光導波路
デバイス。 - 【請求項２】 前記光入出力部の導波路の幅は、シング
ルモードの導波光のみを伝搬する範囲内で、かつ、干渉
アーム部の導波路幅より広い請求項１に記載の光導波路
デバイス。 - 【請求項３】 前記分岐干渉型光導波路は、リチウムナ
イオベイト単結晶基板上にＴｉ熱拡散法によって作製さ
れ、光入出力部の直線導波路の幅が、７ないし８μm、
かつ干渉アーム部の導波路の幅が５ないし６μmである
請求項１または２に記載の光導波路デバイス。 - 【請求項４】 前記光導波路デバイスは、光変調器であ
る請求項１ないし３のいずれかに記載の光導波路デバイ
ス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6797293A JPH06281899A (ja) | 1993-03-26 | 1993-03-26 | 分岐干渉型光導波路デバイス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6797293A JPH06281899A (ja) | 1993-03-26 | 1993-03-26 | 分岐干渉型光導波路デバイス |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06281899A true JPH06281899A (ja) | 1994-10-07 |
Family
ID=13360418
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6797293A Pending JPH06281899A (ja) | 1993-03-26 | 1993-03-26 | 分岐干渉型光導波路デバイス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06281899A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10274758A (ja) * | 1997-03-31 | 1998-10-13 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | 導波路型光変調器 |
| JP2003029224A (ja) * | 2002-05-28 | 2003-01-29 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | 導波路型光変調器 |
-
1993
- 1993-03-26 JP JP6797293A patent/JPH06281899A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10274758A (ja) * | 1997-03-31 | 1998-10-13 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | 導波路型光変調器 |
| JP2003029224A (ja) * | 2002-05-28 | 2003-01-29 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | 導波路型光変調器 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20021203 |