JPH0672964B2 - Waveguide optical interferometer - Google Patents
Waveguide optical interferometerInfo
- Publication number
- JPH0672964B2 JPH0672964B2 JP2527386A JP2527386A JPH0672964B2 JP H0672964 B2 JPH0672964 B2 JP H0672964B2 JP 2527386 A JP2527386 A JP 2527386A JP 2527386 A JP2527386 A JP 2527386A JP H0672964 B2 JPH0672964 B2 JP H0672964B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical
- waveguide
- waveguides
- substrate
- directional couplers
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、導波形光干渉計に関するものであり、更に詳
述するならば、低挿入損失で且つ結合率を正確に設定可
能な導波形光干渉計に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a waveguide type optical interferometer, and more specifically, a waveguide type optical interferometer having a low insertion loss and capable of accurately setting a coupling rate. It is about the total.
従来の技術 ２個の光結合器、例えば方向性結合器を２本の光導波路
で連結して構成される光干渉計は、マッハ・ツェンダー
形光干渉計とも呼ばれ、光スイッチ、光センサ及び最近
では周波数多重光通信用合分波器に使用されている。こ
の光干渉計は、その構成により、（１）バルク形、
（２）ファイバ形、（３）導波形の３種類に分類できる
が、信頼性、生産性、及びコンパクト性等の理由から、
平面基板上に構成する導波形が最有望視されている。2. Description of the Related Art An optical interferometer configured by connecting two optical couplers, for example, a directional coupler with two optical waveguides is also called a Mach-Zehnder interferometer, and includes an optical switch, an optical sensor, and an optical sensor. Recently, it is used in a multiplexer / demultiplexer for frequency-division optical communication. This optical interferometer has (1) a bulk type,
(2) Fiber type, (3) Waveguide type can be classified into three types, but for reasons of reliability, productivity, compactness, etc.,
The waveguide type configured on a flat substrate is regarded as the most promising.
第４図は、光スイッチへの応用を目的として構成された
従来の導波形光干渉計の構成説明図である。FIG. 4 is a configuration explanatory view of a conventional waveguide type optical interferometer configured for application to an optical switch.
基板１上に形成された方向性結合器２、３は、近接した
２本の光導波路からなり、その結合率はいずれも50％
（完全結合長の1/2）になるように設定されている。方
向性結合器２、３の間を連結する２本の光導波路４、５
の光路長は、該２本の光導波路途上に位置する位相シフ
タ4a、5aを動作させない状態で同一になるように設定さ
れている。The directional couplers 2 and 3 formed on the substrate 1 are composed of two optical waveguides that are close to each other, and their coupling rates are both 50%.
It is set to be (1/2 of the full bond length). Two optical waveguides 4, 5 connecting between the directional couplers 2, 3
The optical path length is set to be the same when the phase shifters 4a and 5a located on the way of the two optical waveguides are not operated.
入力ポート1aから入射された信号光は、上記の状態では
出力ポート2bから出射されるが、光導波路４、５の間に
180゜光位相に相当する光路長差が生じるように位相シ
フタ4a、5aの少なくとも一方を作動させれば、信号光は
出力ポート1bから出射され光スイッチとして動作する。
ただし、光スイッチとしての消光比特性を高めるために
は、方向性結合器２、３の結合率を精度良く50％に設定
する必要がある。The signal light that is input from the input port 1a is output from the output port 2b in the above-mentioned state, but between the optical waveguides 4 and 5.
If at least one of the phase shifters 4a and 5a is operated so as to generate an optical path length difference corresponding to 180 ° optical phase, the signal light is emitted from the output port 1b and operates as an optical switch.
However, in order to improve the extinction ratio characteristic of the optical switch, it is necessary to accurately set the coupling ratio of the directional couplers 2 and 3 to 50%.
方向性結合器や光導波路がLiNbO3結晶基板にTiイオンを
選択的に拡散させて形成される導波形光干渉計では、方
向性結合器近傍に電極を設けて、電気光学効果による屈
折率変化を利用して方向性結合器の結合率を50％にチュ
ーニングする手段を用いることができる。しかし、LiNb
O3系光導波路を用いた導波形光干渉計では、光ファイバ
接続損や導波路損が比較的大きく、結果として挿入損失
が３〜6dB程度と大きくなる欠点があった。In a waveguide type optical interferometer in which a directional coupler or optical waveguide is formed by selectively diffusing Ti ions in a LiNbO 3 crystal substrate, an electrode is provided near the directional coupler to change the refractive index due to the electro-optic effect. Can be used to tune the coupling rate of the directional coupler to 50%. However, LiNb
The waveguide type optical interferometer using the O 3 -based optical waveguide has a drawback that the optical fiber connection loss and the waveguide loss are relatively large, resulting in a large insertion loss of about 3 to 6 dB.
光ファイバと同質の材料からなる石英系ガラス光導波路
を用いて導波形光干渉計を構成すると、光ファイバ接続
損や導波路損は低下するが、石英系ガラスでは電気光学
効果が小さいので、初めから上記結合率が正確に50％に
なるように方向性結合器を石英ガラス基板あるいはシリ
コン基板上に精度良く形成する必要があった。If a waveguide type optical interferometer is constructed using a silica glass optical waveguide made of the same material as the optical fiber, optical fiber splice loss and waveguide loss will be reduced, but since silica glass has a small electro-optic effect, Therefore, it was necessary to accurately form the directional coupler on the quartz glass substrate or the silicon substrate so that the above coupling rate would be exactly 50%.
しかし、方向性結合器の結合率は結合器を構成する導波
路の寸法や間隔、屈折率差等にきわめて敏感であり、さ
らに製造条件のわずかな変化によっても結合率が大きく
変化するため、正確に50％の結合率を実現することは困
難であり、光干渉計としての製造歩留りがきわめて低い
という根本的な問題点があった。However, the coupling ratio of the directional coupler is extremely sensitive to the size and spacing of the waveguides that make up the coupler, the difference in the refractive index, etc. Furthermore, even a slight change in the manufacturing conditions can significantly change the coupling ratio. It is difficult to achieve a coupling rate of 50%, and there is a fundamental problem that the manufacturing yield as an optical interferometer is extremely low.
発明が解決しようとする問題点 このように、従来のLiNbO3系光導波路のような電気光学
効果による屈折率変化を利用した導波形光干渉計では、
挿入損失が大きいという問題があった。Problems to be Solved by the Invention As described above, in the waveguide type optical interferometer utilizing the change in the refractive index due to the electro-optic effect like the conventional LiNbO 3 optical waveguide,
There was a problem that the insertion loss was large.
一方、石英系ガラス光導波路を用いた導波形光干渉計で
は、挿入損失は改善されるものの、上述のように、上記
結合率を正確に設定することは困難であった。On the other hand, in the waveguide type optical interferometer using the silica glass optical waveguide, the insertion loss is improved, but as described above, it is difficult to accurately set the coupling rate.
そこで、本発明は、低挿入損失で且つ上記結合率を正確
に設定可能な導波形光干渉計を提供せんとするものであ
る。Therefore, the present invention is to provide a waveguide type optical interferometer with low insertion loss and capable of accurately setting the coupling rate.
問題点を解決するための手段 すなわち、本発明によるならば、基板と、該基板に設け
られた２本の光導波路と、該２本の光導波路をそれぞれ
光導波路の異なる位置で結合する２つの光結合部と、該
２つの光結合部の間の前記光導波路に設けられ該光導波
路の光路長を微調する光位相シフタ部とを具備する導波
形光干渉計において、前記２つの光結合部の各々は、前
記２本の光導波路をそれぞれ光導波路の異なる位置で結
合するように前記基板に形成された２つの方向性結合器
と、該２つの方向性結合器の間を連結している光導波路
の少なくとも１方の光導波路に設けられて光路長を微調
するように前記基板に形成された光位相シフタとから構
成される。Means for Solving the Problems That is, according to the present invention, a substrate, two optical waveguides provided on the substrate, and two optical waveguides that couple the two optical waveguides at different positions of the optical waveguides, respectively. A waveguide type optical interferometer comprising: an optical coupling section; and an optical phase shifter section provided in the optical waveguide between the two optical coupling sections and finely adjusting the optical path length of the optical waveguide. Each connect two directional couplers formed on the substrate so as to couple the two optical waveguides at different positions of the optical waveguides, and connect the two directional couplers. The optical phase shifter is provided on at least one of the optical waveguides and is formed on the substrate so as to finely adjust the optical path length.
作 用 以上のような本発明による導波形光干渉計においては、
２つの光結合部の各々は、２本の光導波路で連結された
２つの方向性結合器と、その２つの方向性結合器の間の
連結光導波路の光路長を微調整する光位相シフタとから
構成されている。In the waveguide type optical interferometer according to the present invention as described above,
Each of the two optical coupling sections includes two directional couplers connected by two optical waveguides, and an optical phase shifter for finely adjusting the optical path length of the coupled optical waveguides between the two directional couplers. It consists of
従って、各光結合部がそれ自体１つの光干渉計を構成し
ているので、光干渉計としての原理により各光結合部の
結合率をそれぞれ正確に設定できる。それ故、従来の方
向性結合器では正確に50％の結合率を実現することが困
難であった石英系ガラス光導波路などのガラス光導波路
で、導波形光干渉計の光導波路を構成しても、結合部の
結合率を正確にチューニングすることができる。Therefore, since each optical coupling section itself constitutes one optical interferometer, the coupling rate of each optical coupling section can be accurately set by the principle of the optical interferometer. Therefore, it is difficult to accurately achieve a coupling rate of 50% with a conventional directional coupler, and the optical waveguide of a waveguide-type optical interferometer is configured with a glass optical waveguide such as a silica glass optical waveguide. Also, the coupling rate of the coupling portion can be tuned accurately.
従って、石英系ガラス光導波路を用いて導波形光干渉計
を構成すれば、従来のLiNbO3系光導波路を用いたものに
比して、光ファイバ接続損及び導波路損が低下し、結果
として挿入損失の改善が実現できる。Therefore, if a waveguide-type optical interferometer is constructed using a silica-based glass optical waveguide, optical fiber connection loss and waveguide loss will be lower than those using a conventional LiNbO 3 -based optical waveguide, and as a result, Improvement of insertion loss can be realized.
それ故、上記した本発明による導波形光干渉計は、挿入
損失が低く、且つ光結合部の正確にチューニングされた
結合率により正確な光分岐、光合分波、光スイッチ動作
を実現することができる。Therefore, the above-mentioned waveguide type optical interferometer according to the present invention has a low insertion loss, and can realize accurate optical branching, optical multiplexing / demultiplexing, and optical switch operation due to the accurately tuned coupling rate of the optical coupling section. it can.
実施例 以下添付図面を参照して本発明による導波形光干渉計の
実施例を説明する。Embodiment An embodiment of a waveguide type optical interferometer according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
実施例１ 第１図は、本発明の第１の実施例の導波形光干渉計の構
成を示す概略図である。First Embodiment FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a waveguide type optical interferometer according to the first embodiment of the present invention.
第１図に示すように、図示の導波形光干渉計は、基板１
を有しており、その基板１の一方の端には光入力ポート
1a及び2aが形成され、それら光入力ポート1a及び2aから
２本の光導波路が互い離れてほぼ平行に延びている。そ
れら２本の光導波路が、エバネッセント結合するように
互いに近接して形成される分布結合導波路部分が第１の
方向性結合器21aを構成している。そして、その方向性
結合器21aからは再び２つの光導波路に別れ、それぞれ
光路長を微調する光位相シフタ21c及び21dが形成されて
いる。更に、２本の光導波路は、再びエバネッセント結
合するように互いに近接した分布結合導波路部分で第２
の方向性結合器21bを形成している。これら方向性結合
器21a及び21b並びに光位相シフタ21c及び21dが全体とし
て１つの光結合部21を形成する。As shown in FIG. 1, the waveguide type optical interferometer shown in FIG.
Has an optical input port at one end of its substrate 1.
1a and 2a are formed, and two optical waveguides are separated from each other and extend substantially in parallel from the optical input ports 1a and 2a. A distributed coupling waveguide portion formed by these two optical waveguides being close to each other so as to be evanescently coupled constitutes a first directional coupler 21a. The directional coupler 21a is divided into two optical waveguides again, and optical phase shifters 21c and 21d for finely adjusting the optical path lengths are formed. Further, the two optical waveguides are connected to each other by a distributed coupling waveguide portion which is close to each other so as to perform evanescent coupling again.
Forming a directional coupler 21b. The directional couplers 21a and 21b and the optical phase shifters 21c and 21d form one optical coupling section 21 as a whole.
更に、第２の方向性結合器21bから分かれた２つの光導
波路４及び５には、それぞれ光位相シフタ4a及び5aが設
けられており、それら光位相シフタが設けられた部分に
続いて光導波路４及び４は、エバネッセント結合するよ
うに互いに近接して第３の方向性結合器22aを形成して
いる。そして、その方向性結合器22aに続き再び２つの
光導波路に別れ、それぞれ光位相シフタ22c及び22dが形
成されている。そして更に、２本の光導波路は再びエバ
ネッセント結合するように互いに近接して第２の方向性
結合器22bを形成している。その後、光導波路は再び分
かれて、光出力ポート1b及び2bまでそれぞれ延びてい
る。これら方向性結合器22a及び22b並びに光位相シフタ
22c及び22dは全体としてもう１つの光結合部22を形成す
る。Further, the two optical waveguides 4 and 5 separated from the second directional coupler 21b are provided with optical phase shifters 4a and 5a, respectively, and the optical waveguides are provided following the portions where the optical phase shifters are provided. 4 and 4 are close to each other to form an evanescent coupling to form a third directional coupler 22a. Then, following the directional coupler 22a, the optical phase shifters 22c and 22d are respectively divided into two optical waveguides. Further, the two optical waveguides are close to each other so as to be evanescently coupled again to form the second directional coupler 22b. After that, the optical waveguide is split again and extends to the optical output ports 1b and 2b, respectively. These directional couplers 22a and 22b and the optical phase shifter
22c and 22d form another optical coupling portion 22 as a whole.
以上の２つの光導波路は石英系ガラス光導波路で構成さ
れる。また、光結合部21、22は全く同じ構成をとってお
り、以上の説明から明らかなように、それぞれ２つの方
向性結合器を設けた一種の光干渉計を構成している。The above two optical waveguides are composed of silica glass optical waveguides. Further, the optical coupling portions 21 and 22 have exactly the same configuration, and as is clear from the above description, each constitutes a kind of optical interferometer provided with two directional couplers.
従って、以上の構成の導波形光干渉計において、光結合
部21、22を構成する方向性結合器21a、21b、22a、22bは
必ずしも正確に50％の結合率に設定されている必要はな
い。位相シフタ21c、21dおよび22c、22dを駆使して連結
光路の光路長差を微調することにより、光結合部21、22
の全体としての結合率をそれぞれ50％にチューニングで
きるからである。このチューニングが可能であるために
は個々の方向性結合器21a、21b、22a、22bの結合長は完
全結合長の少なくとも1/4を越えていれば良く、製造上
の許容精度は大幅に緩和される。Therefore, in the waveguide type optical interferometer configured as described above, the directional couplers 21a, 21b, 22a and 22b forming the optical coupling portions 21 and 22 do not necessarily have to be set to exactly 50% coupling rate. . The phase shifters 21c, 21d and 22c, 22d are used to finely adjust the optical path length difference of the coupled optical paths, and
This is because the coupling rate as a whole can be tuned to 50%. In order for this tuning to be possible, the coupling length of the individual directional couplers 21a, 21b, 22a, 22b needs to exceed at least one-fourth of the full coupling length, greatly reducing the manufacturing tolerance. To be done.
このように、光結合器部21、22の結合率が50％にチュー
ニングされた第１図の光干渉計は、消光比の優れた光ス
イッチとして動作する。In this way, the optical interferometer of FIG. 1 in which the coupling rate of the optical coupler sections 21 and 22 is tuned to 50% operates as an optical switch having an excellent extinction ratio.
第１図における位相シフタ4a、5a、21c、21d、22c及び2
2dにおいて、石英系ガラス等の材料で光導波路を形成し
ている場合には、結合率をチューニングするのに電気光
学効果原理を利用することはできない。しかしながら、
必要な位相シフト量は２π程度すなわち光路長変化とし
て１波長程度であるので、すべての材料に見られる熱光
学効果を利用することができる。石英系ガラスの熱光学
係数dn/dTは＋10-5/℃程度であるので、5mm長の石英系
ガラス光導波路の温度を20℃程度上昇させると１μｍ程
度の光路長変化を得ることができる。Phase shifters 4a, 5a, 21c, 21d, 22c and 2 in FIG.
In 2d, when the optical waveguide is made of a material such as quartz glass, the electro-optical effect principle cannot be used to tune the coupling rate. However,
Since the necessary phase shift amount is about 2π, that is, about one wavelength as the change in optical path length, it is possible to utilize the thermo-optical effect found in all materials. Since the thermo-optic coefficient dn / dT of silica-based glass is about +10 −5 / ° C., an optical path length change of about 1 μm can be obtained by increasing the temperature of the silica-based glass optical waveguide of 5 mm length by about 20 ° C.
第２図は、温度上昇のためのヒータを石英系ガラス光導
波路に装荷して位相シフタを構成した例であり、第２図
ａは平面図、第２図ｂは線分AA′における断面図を示
す。FIG. 2 is an example in which a heater for raising the temperature is loaded on a silica glass optical waveguide to form a phase shifter, FIG. 2a is a plan view, and FIG. 2b is a sectional view taken along line AA '. Indicates.
第２図に示すように、基板31上に石英系ガラスクラッド
層33cが形成されており、そのクラッド層33cの中に形成
された２本の石英系ガラスコア部が、２本の光導波路33
a、33bを構成している。第２図において、それら２本の
石英系ガラス光導波路33a、33bは、両端において、エバ
ネッセント結合するように近接して方向性結合器32a、3
2bを形成している。それら方向性結合器32a、32bの間を
連結している連結光導波路途上に装荷された位相シフタ
部は、光導波路33a、33bを加熱するために該光導波路上
のクラッド層33c上に設けられたヒータ34a、34bで構成
されている。ヒータ34a、34bにはリード35a、35bを通し
て電圧が印加される。As shown in FIG. 2, the silica-based glass clad layer 33c is formed on the substrate 31, and the two silica-based glass core portions formed in the clad layer 33c have two optical waveguides 33.
It consists of a and 33b. In FIG. 2, the two silica glass optical waveguides 33a and 33b are close to each other at both ends so as to be evanescently coupled, and the directional couplers 32a and 3b are connected.
Forming 2b. The phase shifter part loaded along the connecting optical waveguide connecting the directional couplers 32a and 32b is provided on the clad layer 33c on the optical waveguides to heat the optical waveguides 33a and 33b. And heaters 34a and 34b. A voltage is applied to the heaters 34a and 34b through leads 35a and 35b.
光導波路33a、33bの断面寸法は光干渉計に接続すべき単
一モード光ファイバのコア径に合わせて約10μｍ程度に
設定されており、クラッド層33cの厚みは通常数10μｍ
である。このような石英系ガラス光導波路は、SiCl4、T
iCl4等の原料ガスの火炎加水分解反応によるガラス膜の
堆積技術と反応性イオンエッチング技術との組合せによ
る周知の方法で作製できる。The cross-sectional dimensions of the optical waveguides 33a and 33b are set to about 10 μm according to the core diameter of the single-mode optical fiber to be connected to the optical interferometer, and the thickness of the cladding layer 33c is usually several tens of μm.
Is. Such a silica-based glass optical waveguide is composed of SiCl 4 , T
It can be produced by a well-known method by a combination of a glass film deposition technique by a flame hydrolysis reaction of a source gas such as iCl 4 and a reactive ion etching technique.
ヒータ34a、34bは例えば幅50μｍ、光導波路に沿った長
さ5mmとし、厚さ0.5mm程度にNiCr金属を蒸着することに
より形成することができる。The heaters 34a and 34b have a width of 50 μm, a length of 5 mm along the optical waveguide, and can be formed by depositing NiCr metal to a thickness of about 0.5 mm.
リード35aあるいは35bを通して、例えば数100mW程度の
電力を印加するとヒータ34a、34bの下部の光導波路の温
度が上昇し、２本の光導波路間で伝搬光に数π程度の位
相変化を与えることができる。すなわちリード35aある
いは35bの一方にのみ所要の電力を印加すれば２本の光
導波路間に伝搬光の１波長に相当する光路長変化が生じ
ることになる。When a power of, for example, several hundred mW is applied through the leads 35a or 35b, the temperature of the optical waveguide under the heaters 34a, 34b rises, and a phase change of approximately several π can be given to the propagating light between the two optical waveguides. it can. That is, if a required electric power is applied to only one of the leads 35a or 35b, an optical path length change corresponding to one wavelength of the propagating light will occur between the two optical waveguides.
このようにして構成した光干渉計の光スイッチとしての
挿入損失は、入出力ファイバ持続損を含めて１〜2dB程
度、消光比は25dB以上であった。The insertion loss of the optical interferometer configured as described above as an optical switch was about 1 to 2 dB including the input / output fiber persistence loss, and the extinction ratio was 25 dB or more.
なお、位相シフタとしては、上記の熱光学効果原理に基
づくものの他、光導波路に10μｍ程度のギャップを設け
液晶を封入して、適当な電極構成で液晶分子の配向を変
化させることによって生じる大きな屈折率変化を利用す
る方法を用いることも可能である。The phase shifter is based on the thermo-optic effect principle described above, and a large refraction caused by changing the orientation of liquid crystal molecules with an appropriate electrode configuration by enclosing a liquid crystal with a gap of about 10 μm in the optical waveguide. It is also possible to use a method that utilizes rate changes.
なお、位相シフタは、２本の光導波路間にわずかな光路
長差を与えるものであるから、いずれか一方の光導波路
途上の位相シフタを省略することも可能である。Since the phase shifter gives a slight difference in optical path length between the two optical waveguides, it is possible to omit the phase shifter in the middle of either one of the optical waveguides.
実施例２ 第３図は、本発明による導波形光干渉計を周波数多重光
通信用合分波器に適用した実施例である。Embodiment 2 FIG. 3 is an embodiment in which the waveguide type optical interferometer according to the present invention is applied to a multiplexer / demultiplexer for frequency division multiplexing optical communication.
第１の実施例との相違点は光導波路４、５の間に光路長
差Δｌが設けられていることである。入力ポート1a、2a
から、それぞれ周波数f1、f2の光信号を入射させ、上記
光路長差Δｌを特定値に設定すれば、f1、f2の光信号は
すべて出力端子1bに合波される。例えば、 Δｆ＝|f1−f2|＝10GHz の場合には上記特定の光路長差Δｌは10mm程度である。
位相シフタ4aあるいは5aにより光路長差Δｌに数π程度
以下の変位を与え調節することにより、出力端を2bに切
換えることも可能である。第３図の構成で逆方向に使用
することにより分波器としての作用を持たせることもで
きる。The difference from the first embodiment is that an optical path length difference Δl is provided between the optical waveguides 4 and 5. Input port 1a, 2a
Therefore, if optical signals of frequencies f 1 and f 2 are made incident and the optical path length difference Δl is set to a specific value, all the optical signals of f 1 and f 2 are multiplexed to the output terminal 1b. For example, when Δf = | f 1 −f 2 | = 10 GHz, the specific optical path length difference Δl is about 10 mm.
It is also possible to switch the output end to 2b by adjusting the optical path length difference Δl by a displacement of several π or less by the phase shifter 4a or 5a. By using the configuration of FIG. 3 in the opposite direction, it is possible to have an action as a duplexer.
上記の動作は、光結合部21、22の結合率が正確に50％に
チューニングされていることを前提とするが、これが確
実に達成できることは実施例１の場合と同様である。The above operation is premised on that the coupling rate of the optical coupling sections 21 and 22 is tuned to exactly 50%, but the fact that this can be reliably achieved is the same as in the case of the first embodiment.
このような分合波器においては、光路長差Δｌの異なる
ものを多段に接続して、さらに４波用、８波用等の合分
波器を構成することもできる。In such a demultiplexer / multiplexer, those having different optical path length differences Δl can be connected in multiple stages to further form a multiplexer / demultiplexer for four waves, eight waves, or the like.
なお、第３図において、光導波路伝搬損が無限小でない
ため光路長差Δｌに起因して光干渉計全体のバランスが
くずれることも想定されるが、このアンバランスは位相
シフタ21c、21d、22c、22dの調整により、光結合部21、
22の結合率を50％よりわずかにずらすことにより吸収す
ることができる。In FIG. 3, since the optical waveguide propagation loss is not infinitesimally small, it is assumed that the optical interferometer is out of balance due to the optical path length difference Δl. However, this imbalance is caused by the phase shifters 21c, 21d, and 22c. , 22d by adjusting the optical coupling unit 21,
It can be absorbed by shifting the binding rate of 22 slightly from 50%.
以上２つの実施例において、本発明は、石英ガラス光導
波路より構成される光干渉計のみならず、多成分系ガラ
ス光導波路やプラスチック系光導波路等による導波形光
干渉計に適用することもできる。In the above two embodiments, the present invention can be applied not only to an optical interferometer composed of a silica glass optical waveguide, but also to a waveguide type optical interferometer using a multi-component glass optical waveguide, a plastic optical waveguide, or the like. .
発明の効果 以上の説明から明らかなように、本発明による導波形光
干渉計は、挿入損失が低く、且つ光結合部の結合率の正
確なチューニングが可能である。EFFECTS OF THE INVENTION As is clear from the above description, the waveguide type optical interferometer according to the present invention has a low insertion loss and enables accurate tuning of the coupling rate of the optical coupling section.
また、光干渉計製作時に必要とされる方向性結合器の結
合率設定精度が大幅に緩和されるので、製造歩留りが大
きく向上する。このことは、光スイッチマトリックスや
周波数多重光合分波器等のように光干渉計を単一基板上
に多数個集積して構成する場合に極めて有利である。Further, since the accuracy of setting the coupling ratio of the directional coupler required when manufacturing the optical interferometer is greatly relaxed, the manufacturing yield is greatly improved. This is extremely advantageous when a large number of optical interferometers are integrated on a single substrate, such as an optical switch matrix and a frequency multiplexing optical multiplexer / demultiplexer.
従って、本発明による導波形光干渉計は、光スイッチ、
光センサ及び周波数多重光通信用合分波器等広い範囲に
わたって活用することができる。Therefore, the waveguide type optical interferometer according to the present invention includes an optical switch,
It can be utilized over a wide range such as an optical sensor and a multiplexer / demultiplexer for frequency-multiplexed optical communication.
第１図は、本発明による導波形光干渉計の第１の実施例
の構成を示す概略図である。 第２図は、本発明による導波形光干渉計に装荷する位相
シフタの構造の１例を示す概略図であり、第２図ａは、
上記位相シフタの平面図を、第２図ｂは同じく断面図を
それぞれ示す。 第３図は、本発明による導波形光干渉計の第２の実施例
の概略図であり、周波数多重光合分波器の構成を示す。 第４図は、従来の導波形光干渉計の構成概略図である。 （主な参照番号） １……基板、２、３……方向性結合器、 ４、５……光導波路、1a、2a……入力ポート、 1b、2b……出力ポート、 4a、5a……位相シフタ、 21、22……光結合部、 21a、21b、22a、22b……方向性結合器、 21c、21d、22c、22d……位相シフタ、 31……基板、 32a、32b……方向性結合器、 33a、33b……光導波路、33cクラッド層、 34a,34b……ヒータ、 35a,35b……リードFIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a first embodiment of a waveguide type optical interferometer according to the present invention. FIG. 2 is a schematic view showing an example of the structure of a phase shifter loaded in a waveguide type optical interferometer according to the present invention, and FIG.
FIG. 2b is a plan view of the phase shifter and FIG. 2b is a sectional view of the same. FIG. 3 is a schematic diagram of a second embodiment of the waveguide type optical interferometer according to the present invention, and shows the configuration of the frequency multiplexing optical multiplexer / demultiplexer. FIG. 4 is a schematic diagram of the configuration of a conventional waveguide type optical interferometer. (Main reference numbers) 1 ... Substrate, 2, 3 ... Directional coupler, 4, 5 ... Optical waveguide, 1a, 2a ... Input port, 1b, 2b ... Output port, 4a, 5a ... Phase shifter, 21, 22 ... Optical coupling part, 21a, 21b, 22a, 22b ... Directional coupler, 21c, 21d, 22c, 22d ... Phase shifter, 31 ... Substrate, 32a, 32b. Coupler, 33a, 33b ... Optical waveguide, 33c cladding layer, 34a, 34b ... Heater, 35a, 35b ... Lead
Claims (6)
路と、該２本の光導波路をそれぞれ光導波路の異なる位
置で結合する２つの光結合部と、該２つの光結合部の間
の前記光導波路に設けられ該光導波路の光路長を微調す
る光位相シフタ部とを具備する導波形光干渉計におい
て、前記２つの光結合部の各々は、前記２本の光導波路
をそれぞれ光導波路の異なる位置で結合するように前記
基板に形成された２つの方向性結合器と、該２つの方向
性結合器の間を連結している光導波路の少なくとも一方
の光導波路に設けられて光路長を微調するように前記基
板に形成された光位相シフタとを有することを特徴とす
る導波形光干渉計。1. A substrate, two optical waveguides provided on the substrate, two optical coupling portions for coupling the two optical waveguides at different positions of the optical waveguides, and the two optical coupling portions. In the waveguide type optical interferometer, which is provided in the optical waveguide between the optical waveguides and finely adjusts the optical path length of the optical waveguide, each of the two optical coupling portions includes the two optical waveguides. It is provided on at least one optical waveguide of two directional couplers formed on the substrate so as to couple at different positions of the optical waveguide, and at least one of the optical waveguides connecting the two directional couplers. And a phase shifter formed on the substrate so as to finely adjust the optical path length.
る光導波路のそれぞれに付属して２つの光位相シフタが
前記基板に形成されていることを特徴とする特許請求の
範囲第（１）項記載の導波形光干渉計。2. An optical phase shifter attached to each of the optical waveguides connecting between the two directional couplers, wherein two optical phase shifters are formed on the substrate. A waveguide type optical interferometer according to the item (1).
ラス光導波路またはプラスチック系光導波路であり、前
記方向性結合器の各々は、前記２つの光導波路がエバネ
ッセント結合するように近接された分布結合導波路部分
で構成されていることを特徴とする特許請求の範囲第
（１）項または第（２）項記載の導波形光干渉計。3. The optical waveguide is a glass optical waveguide or a plastic optical waveguide formed on the substrate, and each of the directional couplers is placed close to each other so that the two optical waveguides are evanescently coupled. The waveguide type optical interferometer according to claim (1) or (2), wherein the waveguide type optical interferometer comprises a distributed coupling waveguide portion.
合器の間を連結している前記光導波路の上に形成された
ヒータであることを特徴とする特許請求の範囲第（３）
項記載の導波形光干渉計。4. The optical phase shifter is a heater formed on the optical waveguide connecting between the two directional couplers, wherein the optical phase shifter is a heater.
A waveguide type optical interferometer according to the item.
間を連結している前記光導波路を囲むクラッド層上に蒸
着された金属膜であることを特徴とする特許請求の範囲
第（４）項記載の導波形光干渉計。5. The heater is a metal film deposited on a clad layer surrounding the optical waveguide connecting between the two directional couplers. A waveguide type optical interferometer according to the item 4).
合器の間を連結している前記光導波路の途中に設けられ
た液晶と、該液晶に電界を印加するための電極とから構
成されていることを特徴とする特許請求の範囲第（３）
項記載の導波形光干渉計。6. The optical phase shifter comprises a liquid crystal provided in the middle of the optical waveguide connecting between the two directional couplers, and an electrode for applying an electric field to the liquid crystal. Claims (3) characterized in that
A waveguide type optical interferometer according to the item.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2527386A JPH0672964B2 (en) | 1986-02-07 | 1986-02-07 | Waveguide optical interferometer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2527386A JPH0672964B2 (en) | 1986-02-07 | 1986-02-07 | Waveguide optical interferometer |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62183406A JPS62183406A (en) | 1987-08-11 |
| JPH0672964B2 true JPH0672964B2 (en) | 1994-09-14 |
Family
ID=12161422
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2527386A Expired - Lifetime JPH0672964B2 (en) | 1986-02-07 | 1986-02-07 | Waveguide optical interferometer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0672964B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8254732B2 (en) | 2009-03-11 | 2012-08-28 | Citizen Holdings Co., Ltd. | Phase modulator and optical modulation device |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6470703A (en) * | 1987-09-11 | 1989-03-16 | Hitachi Ltd | Waveguide type optical multiplexer and demultiplexer |
| JPS6476012A (en) * | 1987-09-18 | 1989-03-22 | Nippon Telegraph & Telephone | Periodic type optical filter |
| JPH01129237A (en) * | 1987-11-16 | 1989-05-22 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Optical logical circuit |
| JP2823872B2 (en) * | 1988-12-21 | 1998-11-11 | 富士通株式会社 | Optical transmitter |
| JP2894716B2 (en) * | 1989-03-14 | 1999-05-24 | 富士通株式会社 | Light modulator |
| KR100204026B1 (en) * | 1995-11-15 | 1999-06-15 | 이계철 | Optical signal switching element |
| JP3264193B2 (en) * | 1995-11-27 | 2002-03-11 | 株式会社村田製作所 | Non-reciprocal circuit device |
| JPH09211501A (en) * | 1996-01-31 | 1997-08-15 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Thermooptical optical switch |
| JP2002169104A (en) | 2000-12-01 | 2002-06-14 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Optical device |
| JP2009063835A (en) * | 2007-09-06 | 2009-03-26 | Oki Electric Ind Co Ltd | Optical element integrated module and modulation method |
| JP2010276897A (en) * | 2009-05-29 | 2010-12-09 | National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology | Two-input and two-output optical switch |
| JP5515927B2 (en) | 2010-03-24 | 2014-06-11 | 住友電気工業株式会社 | Semiconductor optical device |
| JP5428987B2 (en) | 2010-03-24 | 2014-02-26 | 住友電気工業株式会社 | Mach-Zehnder light modulator |
| JP5573309B2 (en) | 2010-04-01 | 2014-08-20 | 住友電気工業株式会社 | Mach-Zehnder light modulator |
| JP2013068909A (en) * | 2011-09-26 | 2013-04-18 | Oki Electric Ind Co Ltd | Optical device |
-
1986
- 1986-02-07 JP JP2527386A patent/JPH0672964B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8254732B2 (en) | 2009-03-11 | 2012-08-28 | Citizen Holdings Co., Ltd. | Phase modulator and optical modulation device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62183406A (en) | 1987-08-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4781424A (en) | Single mode channel optical waveguide with a stress-induced birefringence control region | |
| Okuno et al. | Birefringence control of silica waveguides on Si and its application to a polarization-beam splitter/switch | |
| US7590312B2 (en) | Interferometer optical switch and variable optical attenuator | |
| US7356206B2 (en) | Integrated optics polarization beam splitter using form birefringence | |
| EP0304709B1 (en) | Waveguide type optical device | |
| US7035491B2 (en) | Integrated optics polarization beam splitter using form birefringence | |
| JPH0672964B2 (en) | Waveguide optical interferometer | |
| US7389033B2 (en) | Planar lightwave circuit type variable optical attenuator | |
| JPH07191351A (en) | Optical switch | |
| JPH05323246A (en) | Optical multiplexer/demultiplexer | |
| US4983006A (en) | Polarization-independent optical waveguide switch | |
| US20020159684A1 (en) | Novel optical waveguide switch using cascaded mach-zehnder interferometers | |
| Okuno et al. | Silica-based 8/spl times/8 optical matrix switch integrating new switching units with large fabrication tolerance | |
| JP3112193B2 (en) | Optical ring resonator | |
| US20030231279A1 (en) | Liquid crystal phase modulator on integrated optical circuit | |
| US5625726A (en) | Optical waveguide substrate, an article comprising the same and a substrate coupled thereto for holding optical fibers | |
| US20020159702A1 (en) | Optical mach-zehnder interferometers with low polarization dependence | |
| JPH05313109A (en) | Waveguide type polarization controller | |
| JP2653883B2 (en) | Wide wavelength operating waveguide type optical branching device | |
| JP3664933B2 (en) | Optical waveguide type optical switch | |
| Takato et al. | Silica-based single-mode guided-wave devices | |
| JP2625289B2 (en) | Waveguide type optical branching device | |
| JP2659293B2 (en) | Waveguide type optical switch | |
| JPH0660803B2 (en) | Matsu Ha Tsuender-type optical interferometer | |
| JPH0743484B2 (en) | Waveguide optical switch |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |