JPH0695048A - モード変換スイッチ - Google Patents
モード変換スイッチInfo
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- JPH0695048A JPH0695048A JP24344192A JP24344192A JPH0695048A JP H0695048 A JPH0695048 A JP H0695048A JP 24344192 A JP24344192 A JP 24344192A JP 24344192 A JP24344192 A JP 24344192A JP H0695048 A JPH0695048 A JP H0695048A
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- 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
- G02F1/03—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 based on ceramics or electro-optical crystals, e.g. exhibiting Pockels effect or Kerr effect
- G02F1/035—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 based on ceramics or electro-optical crystals, e.g. exhibiting Pockels effect or Kerr effect in an optical waveguide structure
- G02F1/0356—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 based on ceramics or electro-optical crystals, e.g. exhibiting Pockels effect or Kerr effect in an optical waveguide structure controlled by a high-frequency electromagnetic wave component in an electric waveguide structure
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 より高速応答ができ、スイッチング速度を向
上させる。 【構成】 導波モードであるＴＥモードをＴＭモードに
あるいはＴＭモードをＴＥモードに変換するモード変換
スイッチにおいて、主表面に導波路が形成され、その導
波路の延在方向に周期的なドメイン反転構造を有する非
線形形光学結晶基板と、この非線形光学結晶基板の該主
表面に絶縁膜を介して形成され、前記導波路を間にしか
つ該導波路に沿って形成されたマイクロ波伝搬用の電極
ストリップ線路とを備え、前記ドメイン反転構造の周期
Λと前記導波路を伝搬する導波モードであるＴＥモード
の伝搬定数差Δβの間にΛ＝２π／Δβの関係をもたせ
てなる。
上させる。 【構成】 導波モードであるＴＥモードをＴＭモードに
あるいはＴＭモードをＴＥモードに変換するモード変換
スイッチにおいて、主表面に導波路が形成され、その導
波路の延在方向に周期的なドメイン反転構造を有する非
線形形光学結晶基板と、この非線形光学結晶基板の該主
表面に絶縁膜を介して形成され、前記導波路を間にしか
つ該導波路に沿って形成されたマイクロ波伝搬用の電極
ストリップ線路とを備え、前記ドメイン反転構造の周期
Λと前記導波路を伝搬する導波モードであるＴＥモード
の伝搬定数差Δβの間にΛ＝２π／Δβの関係をもたせ
てなる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、モード変換スイッチに
係り、たとえば光通信あるいは光情報処理の分野で高速
光スイッチあるいは光波長フィルタとして用いられるモ
ード変換スイッチに関する。
係り、たとえば光通信あるいは光情報処理の分野で高速
光スイッチあるいは光波長フィルタとして用いられるモ
ード変換スイッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】いわゆる一次の電気光学効果を利用した
ＴＥ−ＴＭモード変換スイッチは、図２に示すように構
成されている。
ＴＥ−ＴＭモード変換スイッチは、図２に示すように構
成されている。
【０００３】同図において、ＬｉＮｂＯ3基板２０１が
あり、その主表面に厚さ１μｍのＳｉＯ2膜からなる絶
縁膜が形成されている。ＬｉＮｂＯ3基板は、その結晶
軸として、光の伝搬方向にｘ軸を、このｘ軸と直交し該
基板に水平な方向にｚ軸を、該基板に垂直な方向にｙ軸
を有している。
あり、その主表面に厚さ１μｍのＳｉＯ2膜からなる絶
縁膜が形成されている。ＬｉＮｂＯ3基板は、その結晶
軸として、光の伝搬方向にｘ軸を、このｘ軸と直交し該
基板に水平な方向にｚ軸を、該基板に垂直な方向にｙ軸
を有している。
【０００４】そして、前記絶縁膜下におけるＬｉＮｂＯ
3基板２０１の表面には、ｘ軸方向に延在する光導波路
のコア２０２があり、このコア２０２は、該ＬｉＮｂＯ
3基板２０１にチタン（Ｔｉ）がドープされて形成さ
れ、これにより屈折率が高められた領域となっている。
3基板２０１の表面には、ｘ軸方向に延在する光導波路
のコア２０２があり、このコア２０２は、該ＬｉＮｂＯ
3基板２０１にチタン（Ｔｉ）がドープされて形成さ
れ、これにより屈折率が高められた領域となっている。
【０００５】前記絶縁膜の表面には、前記コア２０２を
股がり、かつ該コア２０２の延在方向に並設された電極
が形成され、それら一つおきに配置される各電極が共通
接続されて全体としていわゆるくし形電極２０３を構成
している。そして、このくし形電極２０３は共通接続さ
れたそれぞれの電極の互いに対応する辺の間の長さがΛ
となっており、周期Λの間隔を有して配置されている。
股がり、かつ該コア２０２の延在方向に並設された電極
が形成され、それら一つおきに配置される各電極が共通
接続されて全体としていわゆるくし形電極２０３を構成
している。そして、このくし形電極２０３は共通接続さ
れたそれぞれの電極の互いに対応する辺の間の長さがΛ
となっており、周期Λの間隔を有して配置されている。
【０００６】ここで、Λは、レーザ発振波長におけるＴ
Ｅ−ＴＭ伝搬モード間の伝搬定数差をΔβとした場合、
Λ＝２π／Δβの関係があるようになっている。
Ｅ−ＴＭ伝搬モード間の伝搬定数差をΔβとした場合、
Λ＝２π／Δβの関係があるようになっている。
【０００７】そして、このくし形電極２０３を構成する
それぞれの電極間には電源２０４によって電圧が印加さ
れ、コア２０２に電界が印加されるようになっている。
それぞれの電極間には電源２０４によって電圧が印加さ
れ、コア２０２に電界が印加されるようになっている。
【０００８】このような構成において、コア２０２に電
界が印加されていない場合には、一次の電気光学効果が
ひき起こされず、入射光２０５はそのモード状態（ＴＥ
モード）が保持されたままコア２０２に伝搬されること
になる。
界が印加されていない場合には、一次の電気光学効果が
ひき起こされず、入射光２０５はそのモード状態（ＴＥ
モード）が保持されたままコア２０２に伝搬されること
になる。
【０００９】また、コア２０２に電界が印加された場合
には、一次の電気光学効果によって、入射光２０５の偏
光は前記くし形電極２０３下で回転し、ＴＥ−ＴＭモー
ド変換されることになる。
には、一次の電気光学効果によって、入射光２０５の偏
光は前記くし形電極２０３下で回転し、ＴＥ−ＴＭモー
ド変換されることになる。
【００１０】ここで、ＴＥ−ＴＭモード変換の機構は次
の通りである。ＬｉＮｂＯ3結晶は一次の電気光学定数
としてｒ42成分（＝２８×１０-12ｍ／Ｖ）をもち、ｙ
軸方向に電界を印加することにより、ｙ−ｚ面内の屈折
率主軸が回転するようになる。この屈折率主軸の回転に
よりｚ軸偏光（ＴＥモード）とｙ軸偏光（ＴＭモード）
の間に結合が生じ、その結合係数κは次式で示される。 κ＝απｎ3ｒ42Ｖ／λ・ｄ ……………（１） ここで、αは係数、λはレーザ発振波長、ｎはコアの平
均屈折率、Ｖは印加電圧、ｄはｙ軸方向に印加される電
界の深さを示す。
の通りである。ＬｉＮｂＯ3結晶は一次の電気光学定数
としてｒ42成分（＝２８×１０-12ｍ／Ｖ）をもち、ｙ
軸方向に電界を印加することにより、ｙ−ｚ面内の屈折
率主軸が回転するようになる。この屈折率主軸の回転に
よりｚ軸偏光（ＴＥモード）とｙ軸偏光（ＴＭモード）
の間に結合が生じ、その結合係数κは次式で示される。 κ＝απｎ3ｒ42Ｖ／λ・ｄ ……………（１） ここで、αは係数、λはレーザ発振波長、ｎはコアの平
均屈折率、Ｖは印加電圧、ｄはｙ軸方向に印加される電
界の深さを示す。
【００１１】ＴＥモードとＴＭモードの伝搬定数差をΔ
βとすると、レーザ発振光の伝搬方向（ｘ軸方向）に沿
ってΛ＝２π／Δβの周期で電圧を周的に印加すること
によりＴＥ−ＴＭモード間で選択的な結合が起こり、印
加電圧Ｖおよび電圧印加部の長さ（くし形電極２０３の
長さ）の最適化により完全なＴＥ−ＴＭモード変換が可
能になる。
βとすると、レーザ発振光の伝搬方向（ｘ軸方向）に沿
ってΛ＝２π／Δβの周期で電圧を周的に印加すること
によりＴＥ−ＴＭモード間で選択的な結合が起こり、印
加電圧Ｖおよび電圧印加部の長さ（くし形電極２０３の
長さ）の最適化により完全なＴＥ−ＴＭモード変換が可
能になる。
【００１２】これにより、入射光２０５としてｚ軸方向
に偏光したＴＥモードの光を入射することによって、ｙ
軸方向に偏光したＴＭモードの出射光２０６が得られる
ようになる。
に偏光したＴＥモードの光を入射することによって、ｙ
軸方向に偏光したＴＭモードの出射光２０６が得られる
ようになる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに構成されたモード変換スイッチでは、くし形電極に
印加する制御用の電圧としてマイクロ波を用いた場合、
このマイクロ波と光波との位相整合がとり難いという問
題点が残されていた。
うに構成されたモード変換スイッチでは、くし形電極に
印加する制御用の電圧としてマイクロ波を用いた場合、
このマイクロ波と光波との位相整合がとり難いという問
題点が残されていた。
【００１４】また、素子中の光波の走行時間を考慮した
場合に、制御用のマイクロ波と光波との位相速度のずれ
が生じてしまうという問題点が残されていた。
場合に、制御用のマイクロ波と光波との位相速度のずれ
が生じてしまうという問題点が残されていた。
【００１５】したがって、これらのためにスイッチング
効率が低下し、スイッチング速度はほぼ１ＧＨｚが限界
となっていた。
効率が低下し、スイッチング速度はほぼ１ＧＨｚが限界
となっていた。
【００１６】それ故、本発明はこのような事情に基づい
てなされたものであり、その目的とするところのもの
は、より高速応答ができ、スイッチング速度を向上させ
ることのできるモード変換スイッチを提供することにあ
る。
てなされたものであり、その目的とするところのもの
は、より高速応答ができ、スイッチング速度を向上させ
ることのできるモード変換スイッチを提供することにあ
る。
【００１７】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明によるモード変換スイッチは、基本的
には、主表面に導波路が形成され、その導波路の延在方
向に周期的なドメイン反転構造を有する非線形形光学結
晶基板と、この非線形光学結晶基板の該主表面に絶縁膜
を介して形成され、前記導波路を間にしかつ該導波路に
沿って形成されたマイクロ波伝搬用の電極ストリップ線
路とを備え、前記ドメイン反転構造の周期Λと前記導波
路を伝搬する導波モードであるＴＥモードの伝搬定数差
Δβの間にΛ＝２π／Δβの関係をもたせてなることを
特徴とするものである。
るために、本発明によるモード変換スイッチは、基本的
には、主表面に導波路が形成され、その導波路の延在方
向に周期的なドメイン反転構造を有する非線形形光学結
晶基板と、この非線形光学結晶基板の該主表面に絶縁膜
を介して形成され、前記導波路を間にしかつ該導波路に
沿って形成されたマイクロ波伝搬用の電極ストリップ線
路とを備え、前記ドメイン反転構造の周期Λと前記導波
路を伝搬する導波モードであるＴＥモードの伝搬定数差
Δβの間にΛ＝２π／Δβの関係をもたせてなることを
特徴とするものである。
【００１８】
【作用】このように構成したモード変換スイッチによれ
ば、非線形光学結晶に光路の伝搬方向に周期的なドメイ
ン反転構造を形成することにより、空間的に均一な電界
の印加により該非線形光学結晶内で周期的な一次の電気
光学効果をひき起こすことができるようになる。
ば、非線形光学結晶に光路の伝搬方向に周期的なドメイ
ン反転構造を形成することにより、空間的に均一な電界
の印加により該非線形光学結晶内で周期的な一次の電気
光学効果をひき起こすことができるようになる。
【００１９】そして、変換したいＴＥモードとＴＭモー
ドの伝搬定数差Δβに対応させてドメイン反転の周期を
２π／Δβとすることにより、各モードの選択的変換を
行なうことができるようになる。
ドの伝搬定数差Δβに対応させてドメイン反転の周期を
２π／Δβとすることにより、各モードの選択的変換を
行なうことができるようになる。
【００２０】また、電極ストリップ線路を介してマイク
ロ波を進行波として伝搬させるようになっているため、
光波とマイクロ波の位相整合がとれるようになってい
る。
ロ波を進行波として伝搬させるようになっているため、
光波とマイクロ波の位相整合がとれるようになってい
る。
【００２１】このことから、本発明によるモード変換ス
イッチによれば、従来のようにくし形電極を用いること
なく、ＴＥ−ＴＭモード変換を行なうようにすることが
でき、マイクロ波による光波に対する進行波を形成して
いることから、極めて高速のＴＥ−ＴＭモード変換を行
なうようにすることができるようになる。
イッチによれば、従来のようにくし形電極を用いること
なく、ＴＥ−ＴＭモード変換を行なうようにすることが
でき、マイクロ波による光波に対する進行波を形成して
いることから、極めて高速のＴＥ−ＴＭモード変換を行
なうようにすることができるようになる。
【００２２】
【実施例】図１は、本発明によるモード変換スイッチの
一実施例を示す構成図である。
一実施例を示す構成図である。
【００２３】同図において、ＬｉＮｂＯ3基板１０１が
あり、その主表面に厚さ１μｍのＳｉＯ2膜からなる絶
縁膜が形成されている。ＬｉＮｂＯ3基板１０１は、そ
の結晶軸として、光の伝搬方向にｘ軸を、このｘ軸と直
交し該基板に水平な方向にｚ軸を、該基板に垂直な方向
にｙ軸を有している。
あり、その主表面に厚さ１μｍのＳｉＯ2膜からなる絶
縁膜が形成されている。ＬｉＮｂＯ3基板１０１は、そ
の結晶軸として、光の伝搬方向にｘ軸を、このｘ軸と直
交し該基板に水平な方向にｚ軸を、該基板に垂直な方向
にｙ軸を有している。
【００２４】さらに、このＬｉＮｂＯ3基板１０１は、
そのｙ軸方向に延在しかつｘ軸方向に周期的に配置され
たドメイン反転層を有するドメイン反転構造となってい
る。この周期的なドメイン反転構造は、たとえば電子ビ
ーム描画装置を用いて結晶基板の−ｚ面に周期的に電子
ビームを照射することにより形成される。この電子ビー
ム照射によるドメイン反転については、たとえば、（H.
Ito et al.,Electron.,Vol.27,No.14,pp.1221-1222,199
1）等の文献に詳述されている。
そのｙ軸方向に延在しかつｘ軸方向に周期的に配置され
たドメイン反転層を有するドメイン反転構造となってい
る。この周期的なドメイン反転構造は、たとえば電子ビ
ーム描画装置を用いて結晶基板の−ｚ面に周期的に電子
ビームを照射することにより形成される。この電子ビー
ム照射によるドメイン反転については、たとえば、（H.
Ito et al.,Electron.,Vol.27,No.14,pp.1221-1222,199
1）等の文献に詳述されている。
【００２５】ドメイン反転構造の周期は、Λ＝２π／Δ
βとなっており、ここで、Δβは伝搬送光であるＴＥ−
ＴＭモード間の伝搬定数差である。
βとなっており、ここで、Δβは伝搬送光であるＴＥ−
ＴＭモード間の伝搬定数差である。
【００２６】そして、前記絶縁膜下におけるＬｉＮｂＯ
3基板１０１の表面には、ｘ軸方向に延在する光導波路
のコア１０２があり、このコア１０２は、該ＬｉＮｂＯ
3基板１０１にチタン（Ｔｉ）がドープされて形成さ
れ、これにより屈折率が高められた領域となっている。
3基板１０１の表面には、ｘ軸方向に延在する光導波路
のコア１０２があり、このコア１０２は、該ＬｉＮｂＯ
3基板１０１にチタン（Ｔｉ）がドープされて形成さ
れ、これにより屈折率が高められた領域となっている。
【００２７】このコア１０２を間にして、該コア１０２
に沿って形成された電極ストリップ線路１０３ａおよび
１０３ｂがあり、このうちの一方の電極ストリップ線路
１０３ｂ上には、この電極ストリップ線路１０３に電気
的に接続されて前記コア１０２の延在方向に沿って延在
された真ちゅうブロック１０４が配置されている。ま
た、この真ちゅうブロック１０４は接地されたものとな
っている。
に沿って形成された電極ストリップ線路１０３ａおよび
１０３ｂがあり、このうちの一方の電極ストリップ線路
１０３ｂ上には、この電極ストリップ線路１０３に電気
的に接続されて前記コア１０２の延在方向に沿って延在
された真ちゅうブロック１０４が配置されている。ま
た、この真ちゅうブロック１０４は接地されたものとな
っている。
【００２８】これに対して、他方の電極ストリップ線路
１０３ａは、前記真ちゅうブロック１０４に対して絶縁
され、その入射側における端部において、マイクロ波発
振器１０５、５０Ω終端１０６に接続されている。
１０３ａは、前記真ちゅうブロック１０４に対して絶縁
され、その入射側における端部において、マイクロ波発
振器１０５、５０Ω終端１０６に接続されている。
【００２９】次にこのように構成されたモード変換スイ
ッチの動作について説明する。
ッチの動作について説明する。
【００３０】電極ストリップ線路１０３に電圧が印加さ
れない場合、コア１０２には電界が印加されず、したが
って、一次の電気光学効果によるＴＥ−ＴＭモード間の
結合は生じない。すなわち、電圧が印加されない状態で
は、ＴＥモードとして入射した光はそのままＴＥモード
として出力されることになる。
れない場合、コア１０２には電界が印加されず、したが
って、一次の電気光学効果によるＴＥ−ＴＭモード間の
結合は生じない。すなわち、電圧が印加されない状態で
は、ＴＥモードとして入射した光はそのままＴＥモード
として出力されることになる。
【００３１】これに対して、電極ストリップ線路０３に
電圧が印加された場合、コア１０２にｙ軸方向の電界が
印加され一次の電気光学効果により屈折率変化が生じ
る。ｙ軸方向の電界による一次の電気光学効果として
は、電気光学定数のｒ42成分（＝２８×１０-12ｍ／
Ｖ）を介したものが主体となり、この効果によってｚ−
ｙ面内の屈折率の主軸が回転するようになる。この屈折
率主軸の回転によりｙ軸偏光（ＴＥモード）とｚ軸偏光
（ＴＭモード）の間に結合が生じ、その結合係数κは次
式で示される。 κ＝απｎ3ｒ42Ｖｄ／２ｄ ……………（２） ここで、αは係数、λはレーザ発振波長、ｎはコアの平
均屈折率、Ｖは印加電圧、ｄは電極の間隔を示す。
電圧が印加された場合、コア１０２にｙ軸方向の電界が
印加され一次の電気光学効果により屈折率変化が生じ
る。ｙ軸方向の電界による一次の電気光学効果として
は、電気光学定数のｒ42成分（＝２８×１０-12ｍ／
Ｖ）を介したものが主体となり、この効果によってｚ−
ｙ面内の屈折率の主軸が回転するようになる。この屈折
率主軸の回転によりｙ軸偏光（ＴＥモード）とｚ軸偏光
（ＴＭモード）の間に結合が生じ、その結合係数κは次
式で示される。 κ＝απｎ3ｒ42Ｖｄ／２ｄ ……………（２） ここで、αは係数、λはレーザ発振波長、ｎはコアの平
均屈折率、Ｖは印加電圧、ｄは電極の間隔を示す。
【００３２】光路の伝搬方向（ｘ軸）に沿ってΛ＝２π
／Δβの周期で結合係数κを周期的に変動させることに
よりＴＥ−ＴＭモード間での選択的な結合が起こり、さ
らに印加電圧Ｖおよび電極ストリップ線路１０３の長さ
等を最適化することによって、完全なＴＥ−ＴＭモード
変換ができるようになる。
／Δβの周期で結合係数κを周期的に変動させることに
よりＴＥ−ＴＭモード間での選択的な結合が起こり、さ
らに印加電圧Ｖおよび電極ストリップ線路１０３の長さ
等を最適化することによって、完全なＴＥ−ＴＭモード
変換ができるようになる。
【００３３】ＬｉＮｂＯ3基板１０１内の反転ドメイン
と反転していないドメインとでは印加電界による屈折率
変化の符号が逆になり、したがって、上記（２）式で示
される結合係数κも各ドメインごとにその符号が変わ
り、結合係数κはドメイン反転構造の周期Λで周期的に
変動するようになる。
と反転していないドメインとでは印加電界による屈折率
変化の符号が逆になり、したがって、上記（２）式で示
される結合係数κも各ドメインごとにその符号が変わ
り、結合係数κはドメイン反転構造の周期Λで周期的に
変動するようになる。
【００３４】すなわち、ドメイン反転の周期Λを２π／
Δβに等しくすることにより選択的なＴＥ−ＴＭモード
変換を行なうことができるようになる。
Δβに等しくすることにより選択的なＴＥ−ＴＭモード
変換を行なうことができるようになる。
【００３５】このような構成において、印加電圧Ｖ＝１
２Ｖ、電極ストリップ線路の長さＬ＝１ｃｍ、周期Λ＝
２０μｍの値に設定することにより、波長１．５６μｍ
において完全なＴＥ−ＴＭモード変換を行なうことがで
きた。
２Ｖ、電極ストリップ線路の長さＬ＝１ｃｍ、周期Λ＝
２０μｍの値に設定することにより、波長１．５６μｍ
において完全なＴＥ−ＴＭモード変換を行なうことがで
きた。
【００３６】なお、ここで、伝搬定数差Δβは波長分散
を持つため、ＴＥ−ＴＭモード変換動作はある光波長領
域に限られ、その波長領域の半値幅Δλは近似的に次式
で表される。 Δλ＝Λ・λ／Ｌ ………（３） 本実施例においては、波長１．５６μｍを中心に半値幅
Δλが約３ｎｍの領域でＴＥ−ＴＭモード変換が達成で
きることが判明している。
を持つため、ＴＥ−ＴＭモード変換動作はある光波長領
域に限られ、その波長領域の半値幅Δλは近似的に次式
で表される。 Δλ＝Λ・λ／Ｌ ………（３） 本実施例においては、波長１．５６μｍを中心に半値幅
Δλが約３ｎｍの領域でＴＥ−ＴＭモード変換が達成で
きることが判明している。
【００３７】このような実施例に示したモード変換スイ
ッチによれば、非線形光学結晶に光路の伝搬方向に周期
的なドメイン反転構造を形成することにより、空間的に
均一な電界の印加により該非線形光学結晶内で周期的な
一次の電気光学効果をひき起こすことができるようにな
る。
ッチによれば、非線形光学結晶に光路の伝搬方向に周期
的なドメイン反転構造を形成することにより、空間的に
均一な電界の印加により該非線形光学結晶内で周期的な
一次の電気光学効果をひき起こすことができるようにな
る。
【００３８】そして、変換したいＴＥモードとＴＭモー
ドの伝搬定数差Δβに対応させてドメイン反転の周期を
２π／Δβとすることにより、各モードの選択的変換を
行なうことができるようになる。
ドの伝搬定数差Δβに対応させてドメイン反転の周期を
２π／Δβとすることにより、各モードの選択的変換を
行なうことができるようになる。
【００３９】また、電極ストリップ線路を介してマイク
ロ波を進行波として伝搬させるようになっているため、
光波とマイクロ波の位相整合がとれるようになってい
る。
ロ波を進行波として伝搬させるようになっているため、
光波とマイクロ波の位相整合がとれるようになってい
る。
【００４０】このことから、本発明によるモード変換ス
イッチによれば、従来のようにくし形電極を用いること
なく、ＴＥ−ＴＭモード変換を行なうようにできる。
イッチによれば、従来のようにくし形電極を用いること
なく、ＴＥ−ＴＭモード変換を行なうようにできる。
【００４１】そして、マイクロ波による光波に対する進
行波を形成していることから、極めて高速のＴＥ−ＴＭ
モード変換を行なうようにすることができるようにな
る。たとえば、繰返し周波数が１０ＧＨｚのマイクロ波
パルスを印加することにより、１０ＧＨｚの周期でＴＥ
−ＴＭモード変換できることが確かめられた。
行波を形成していることから、極めて高速のＴＥ−ＴＭ
モード変換を行なうようにすることができるようにな
る。たとえば、繰返し周波数が１０ＧＨｚのマイクロ波
パルスを印加することにより、１０ＧＨｚの周期でＴＥ
−ＴＭモード変換できることが確かめられた。
【００４２】上述した実施例では、ＴＥモードの入射光
をＴＭモードの出射光に変換するようにしたものである
が、出射端側に偏光子を配置するように構成してもよい
ことはもちろんである。このようにした場合、ＯＮ−Ｏ
ＦＦスイッチを構成することができるようになる。
をＴＭモードの出射光に変換するようにしたものである
が、出射端側に偏光子を配置するように構成してもよい
ことはもちろんである。このようにした場合、ＯＮ−Ｏ
ＦＦスイッチを構成することができるようになる。
【００４３】また、本実施例では、基板としてＬｉＮｂ
Ｏ3を用いたものであるが、ドメイン反転構造を形成し
得る他の材料であってもよいことはいうまでもない。た
とえば、ＬｉＴａＯ3、ＫＴｉＯＰＯ4（ＫＴＰ）、ＫＮ
ｂＯ3等を利用することができる。ここで、特に、ＫＮ
ｂＯ3においては、その電気光学定数がｒ42＝２７０×
１０-12ｍ／Ｖであり、ＬｉＮｂＯ3に比べて１０倍程度
大きく、大幅な動作電圧の低減を図ることができるよう
になる。
Ｏ3を用いたものであるが、ドメイン反転構造を形成し
得る他の材料であってもよいことはいうまでもない。た
とえば、ＬｉＴａＯ3、ＫＴｉＯＰＯ4（ＫＴＰ）、ＫＮ
ｂＯ3等を利用することができる。ここで、特に、ＫＮ
ｂＯ3においては、その電気光学定数がｒ42＝２７０×
１０-12ｍ／Ｖであり、ＬｉＮｂＯ3に比べて１０倍程度
大きく、大幅な動作電圧の低減を図ることができるよう
になる。
【００４４】
【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明によるモード変換スイッチによれば、より高速応
答ができ、スイッチング速度を向上させることができる
ようになる。
本発明によるモード変換スイッチによれば、より高速応
答ができ、スイッチング速度を向上させることができる
ようになる。
【図１】 本発明によるモード変換スイッチの一実施例
を示す構成図である。
を示す構成図である。
【図２】 従来のモード変換スイッチの一例を示す構成
図である。
図である。
１０１…ＬｉＮｂＯ3、１０２…コア、１０３…電極ス
トリップ線路、１０４…真ちゅうブロック、１０５…マ
イクロ波発生器、１０６…５０Ω終端。
トリップ線路、１０４…真ちゅうブロック、１０５…マ
イクロ波発生器、１０６…５０Ω終端。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 界 義久 東京都千代田区内幸町一丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】 導波モードであるＴＥモードをＴＭモー
ドにあるいはＴＭモードをＴＥモードに変換するモード
変換スイッチにおいて、 主表面に導波路が形成され、その導波路の延在方向に周
期的なドメイン反転構造を有する非線形形光学結晶基板
と、この非線形光学結晶基板の該主表面に絶縁膜を介し
て形成され、前記導波路を間にしかつ該導波路に沿って
形成されたマイクロ波伝搬用の電極ストリップ線路とを
備え、 前記ドメイン反転構造の周期Λと前記導波路を伝搬する
導波モードであるＴＥモードの伝搬定数差Δβの間にΛ
＝２π／Δβの関係をもたせてなることを特徴とするモ
ード変換スイッチ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24344192A JPH0695048A (ja) | 1992-09-11 | 1992-09-11 | モード変換スイッチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24344192A JPH0695048A (ja) | 1992-09-11 | 1992-09-11 | モード変換スイッチ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0695048A true JPH0695048A (ja) | 1994-04-08 |
Family
ID=17103926
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24344192A Pending JPH0695048A (ja) | 1992-09-11 | 1992-09-11 | モード変換スイッチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0695048A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0783719A1 (en) * | 1994-09-09 | 1997-07-16 | Deacon Research | Method for manipulating optical energy using poled structure |
-
1992
- 1992-09-11 JP JP24344192A patent/JPH0695048A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0783719A1 (en) * | 1994-09-09 | 1997-07-16 | Deacon Research | Method for manipulating optical energy using poled structure |
| EP0783719A4 (en) * | 1994-09-09 | 1998-05-13 | Deacon Research | METHOD FOR MANIPULATING OPTICAL ENERGY USING A POLARIZED STRUCTURE |
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