JPH0727131B2 - 光導波路型変調器 - Google Patents
光導波路型変調器Info
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- JPH0727131B2 JPH0727131B2 JP2223993A JP22399390A JPH0727131B2 JP H0727131 B2 JPH0727131 B2 JP H0727131B2 JP 2223993 A JP2223993 A JP 2223993A JP 22399390 A JP22399390 A JP 22399390A JP H0727131 B2 JPH0727131 B2 JP H0727131B2
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- JP
- Japan
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- optical waveguide
- crystal substrate
- optical
- plane
- modulator
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- G—PHYSICS
- 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
-
- G—PHYSICS
- 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
- G02F2203/00—Function characteristic
- G02F2203/21—Thermal instability, i.e. DC drift, of an optical modulator; Arrangements or methods for the reduction thereof
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- Physics & Mathematics (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は電気光学効果を有する結晶基板上に形成され
た光導波路を伝播する光の位相を変調する光導波路型変
調器に関し、特に強誘電体である結晶基板の焦電効果に
起因する変調器の温度特性の劣化を防止したものであ
る。
た光導波路を伝播する光の位相を変調する光導波路型変
調器に関し、特に強誘電体である結晶基板の焦電効果に
起因する変調器の温度特性の劣化を防止したものであ
る。
「従来の技術」 従来のこの種の光導波路型変調器１及びそれを利用した
光ファイバジャイロをそれぞれ第２図、第３図を参照し
て説明する。
光ファイバジャイロをそれぞれ第２図、第３図を参照し
て説明する。
例えばニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウムのような
電気光学効果を有する結晶の両端面をカットし、例え
ば、幅約5mm、長さ20mm、厚さ約1mmの矩形状の結晶基板
２上に光導波路が形成される。光導波路は結晶基板に比
べて僅かに屈折率の高い部分を作り、その中に光を閉じ
込めて導波させるものである。基板２の一方の端面に入
出力ポートP1が形成される。ポートP1に続いてＹ形の分
岐部３が形成され、分岐部３より光導波路l1，12が基板
の２の長手方向に沿って延長され、基板２の他端面に形
成された入出力ポートP2，P3に達する。光導波路l1上及
びその近傍に矩形状の対向電極4a,4bが形成され、それ
ら両電極間に発振器５が接続される。光導波路l1を通る
光は発振器５より供給される変調波により位相変調され
る。このように結晶基板２上に形成された分岐部３、光
導波路l1，l2，電極4a,4bにより光導波路型変調器１が
構成される。なお、分岐部３における２つの分岐片3a,3
bの長さは必ずしも等しくなくても良い。
電気光学効果を有する結晶の両端面をカットし、例え
ば、幅約5mm、長さ20mm、厚さ約1mmの矩形状の結晶基板
２上に光導波路が形成される。光導波路は結晶基板に比
べて僅かに屈折率の高い部分を作り、その中に光を閉じ
込めて導波させるものである。基板２の一方の端面に入
出力ポートP1が形成される。ポートP1に続いてＹ形の分
岐部３が形成され、分岐部３より光導波路l1，12が基板
の２の長手方向に沿って延長され、基板２の他端面に形
成された入出力ポートP2，P3に達する。光導波路l1上及
びその近傍に矩形状の対向電極4a,4bが形成され、それ
ら両電極間に発振器５が接続される。光導波路l1を通る
光は発振器５より供給される変調波により位相変調され
る。このように結晶基板２上に形成された分岐部３、光
導波路l1，l2，電極4a,4bにより光導波路型変調器１が
構成される。なお、分岐部３における２つの分岐片3a,3
bの長さは必ずしも等しくなくても良い。
入出力ポートP1は光ファイバ６を介して光源７に接続さ
れ、入出力ポートP2，P3はそれぞれ光ファイバ8,9を介
して光ファイバコイル10の一端及び他端にそれぞれ接続
される。光源７より入出力ポートP1に入る入射光E0は分
岐部３により２分岐される。入出力ポートP2より光ファ
イバコイル10に入射した分岐光E1は光ファイバコイル10
を進行して入出力ポートP3より光導波路l2に戻される。
同様に入出力ポートP3より光ファイバコイル10に入射し
た分岐光E2は光ファイバコイル10を逆回りして入出力ポ
ートP2より光導波路l1に戻される。
れ、入出力ポートP2，P3はそれぞれ光ファイバ8,9を介
して光ファイバコイル10の一端及び他端にそれぞれ接続
される。光源７より入出力ポートP1に入る入射光E0は分
岐部３により２分岐される。入出力ポートP2より光ファ
イバコイル10に入射した分岐光E1は光ファイバコイル10
を進行して入出力ポートP3より光導波路l2に戻される。
同様に入出力ポートP3より光ファイバコイル10に入射し
た分岐光E2は光ファイバコイル10を逆回りして入出力ポ
ートP2より光導波路l1に戻される。
光ファイバ６の中間に光カプラ12が挿入され、その一端
に、分岐光E1とE2との干渉光を検出するための光検出部
13が接続される。なお分岐光E1，E2はそれぞれ左回り
光、右回り光とも呼ばれる。また第３図では光ファイバ
コイル10として１ターンしか示していないが、一般には
複数ターン巻回される。
に、分岐光E1とE2との干渉光を検出するための光検出部
13が接続される。なお分岐光E1，E2はそれぞれ左回り
光、右回り光とも呼ばれる。また第３図では光ファイバ
コイル10として１ターンしか示していないが、一般には
複数ターン巻回される。
光ファイバジャイロの原理はサニャック効果に基づくも
のである。第３図の系全体が角速度Ωで回転すると、光
E1，E2間で見掛け上光路長に差ができる。これがサニャ
ック効果である。光路長差による位相差（サニャック位
相差と言う）Ｓは以下の式で表わされる。
のである。第３図の系全体が角速度Ωで回転すると、光
E1，E2間で見掛け上光路長に差ができる。これがサニャ
ック効果である。光路長差による位相差（サニャック位
相差と言う）Ｓは以下の式で表わされる。
Ｓ＝（８πA/λＣ）Ω（１） ここでＡはコイルの囲む面積、λは光源波長、Ｃは光速
である。
である。
第３図においては通常オープンループ方式と呼ばれる検
知方式を示している。光E1，E2の干渉光は光検出部分13
の検出子14に導かれて光電変換され、そして得られた電
気的出力はロックインアンプ15で同期検波される。その
検波出力よりサニャック位相差Ｓを求め、更に（１）式
より回転角速度Ωが計算される。
知方式を示している。光E1，E2の干渉光は光検出部分13
の検出子14に導かれて光電変換され、そして得られた電
気的出力はロックインアンプ15で同期検波される。その
検波出力よりサニャック位相差Ｓを求め、更に（１）式
より回転角速度Ωが計算される。
「発明が解決しようとする課題」 Ｚカットされたニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム
など電気光学効果を有する結晶基板２は強誘電体であっ
て、周囲温度変化によって分極し、第２図Ｂに示すよう
に、基板の上面及び下面に正及び負の電荷がそれぞれ帯
電し（焦電効果と呼ばれている）、この帯電による高電
界のために変調動作点が変動したり、光の閉じ込め度合
が変わり光導波路の損失が増加したり、結晶基板２の表
面上で放電が発生して変調動作点が不連続的に変動した
り、結晶表面を破壊する不都合があった。この発明の目
的は、光変調器のこのような焦電効果にもとずく温度特
性の劣化を防止しようとするものである。
など電気光学効果を有する結晶基板２は強誘電体であっ
て、周囲温度変化によって分極し、第２図Ｂに示すよう
に、基板の上面及び下面に正及び負の電荷がそれぞれ帯
電し（焦電効果と呼ばれている）、この帯電による高電
界のために変調動作点が変動したり、光の閉じ込め度合
が変わり光導波路の損失が増加したり、結晶基板２の表
面上で放電が発生して変調動作点が不連続的に変動した
り、結晶表面を破壊する不都合があった。この発明の目
的は、光変調器のこのような焦電効果にもとずく温度特
性の劣化を防止しようとするものである。
「課題を解決するための手段」 （１）この発明の光導波路型変調器は、電気光学効果を
示しＺ面を有する結晶基板２枚を具備し、一方の結晶基
板のＺ面に光導波路および光導波路を伝播する光の位相
を変調する変調信号を印加する一組の電極を形成し、一
方の結晶基板の光導波路および電極の形成されるＺ面に
対して他方の結晶基板のＺ面をそのＺ軸方向を一方の結
晶基板のＺ軸方向と同一にして張り合わせて構成され
る。
示しＺ面を有する結晶基板２枚を具備し、一方の結晶基
板のＺ面に光導波路および光導波路を伝播する光の位相
を変調する変調信号を印加する一組の電極を形成し、一
方の結晶基板の光導波路および電極の形成されるＺ面に
対して他方の結晶基板のＺ面をそのＺ軸方向を一方の結
晶基板のＺ軸方向と同一にして張り合わせて構成され
る。
（２）上記（１）項において、上記一方の結晶基板上
に、入射した光を２つに分岐する分岐部と、その分岐部
より延長された２本の光導波路と、それら光導波路の一
方の近傍に配された一対の対向電極とが形成されていて
もよい。
に、入射した光を２つに分岐する分岐部と、その分岐部
より延長された２本の光導波路と、それら光導波路の一
方の近傍に配された一対の対向電極とが形成されていて
もよい。
（３）上記（１）又は（２）項において、上記一方の結
晶基板はその一側端部が、上記他方の結晶基板に対して
僅かに突出され、その突出された側端部の上面に、外部
より変調信号を印加するための一対の端子が形成されて
いるのが望ましい。
晶基板はその一側端部が、上記他方の結晶基板に対して
僅かに突出され、その突出された側端部の上面に、外部
より変調信号を印加するための一対の端子が形成されて
いるのが望ましい。
「実施例」 この発明の実施例を第１図に第２図と対応する部分に同
じ符号を付し、重複説明を省略する。この発明の光変調
器はニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウムなどの電気
光学効果をもつ結晶基板２の上面に、結晶基板２と同じ
材料で同じ面方向をもつ結晶基板22が、同一方向に張り
合わされて構成される。結晶基板２には対向電極4a側の
側縁の近傍に電極（端子）4b1が形成され、対向電極4b
は光導波路l1上を交叉する狭い導電路によってこの電極
4b1に接続されている。電極4a,4b1に発振器５からのリ
ード線を接続できるようにするために、結晶基板22はそ
れら電極の端部と重ならないようにずらされている。
じ符号を付し、重複説明を省略する。この発明の光変調
器はニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウムなどの電気
光学効果をもつ結晶基板２の上面に、結晶基板２と同じ
材料で同じ面方向をもつ結晶基板22が、同一方向に張り
合わされて構成される。結晶基板２には対向電極4a側の
側縁の近傍に電極（端子）4b1が形成され、対向電極4b
は光導波路l1上を交叉する狭い導電路によってこの電極
4b1に接続されている。電極4a,4b1に発振器５からのリ
ード線を接続できるようにするために、結晶基板22はそ
れら電極の端部と重ならないようにずらされている。
このように２枚の結晶基板2,22を張り合せると、周囲温
度変化によりこれらの基板が焦電効果により帯電して
も、これら基板の対接する板面の正及び負の電荷は互い
に打ち消し合ってゼロとなる。従って、焦電効果に起因
する光導波路の損失増大及び変調器の温度特性の劣化が
防止される。
度変化によりこれらの基板が焦電効果により帯電して
も、これら基板の対接する板面の正及び負の電荷は互い
に打ち消し合ってゼロとなる。従って、焦電効果に起因
する光導波路の損失増大及び変調器の温度特性の劣化が
防止される。
これ迄の説明では光導波路型変調器１は光ファイバジャ
イロに用いられるものとして分岐部３及び２つの光導波
路l1，l2を有するものとしたが、この発明はこの場合に
限るものでなく、例えば単に１つの光導波路と、それを
伝播する光を変調するために変調信号を印加する一対の
対向電極とを有する変調器にも適用できることは明らか
である。
イロに用いられるものとして分岐部３及び２つの光導波
路l1，l2を有するものとしたが、この発明はこの場合に
限るものでなく、例えば単に１つの光導波路と、それを
伝播する光を変調するために変調信号を印加する一対の
対向電極とを有する変調器にも適用できることは明らか
である。
「発明の効果」 この発明の光導波路型変調器は、一方の結晶基板の光導
波路および電極の形成されるＺ面に対して他方の結晶基
板のＺ面をそのＺ軸方向を一方の結晶基板のＺ軸方向と
同一にして張り合わせて構成されるものであるので、こ
の張り合わせＺ面において焦電荷が誘起されても、これ
は互に逆極性となるところから、瞬時に中和されること
となり、この張り合わせＺ面に形成される光導波路およ
び電極に対する焦電荷に起因する悪影響を緩和して光導
波路型変調器の動作を安定化することができる。この場
合の中和は、一方の結晶基板のＺ面に対して他方の結晶
基板のＺ面をそのＺ軸方向を一方の結晶基板のＺ軸方向
と同一にして単に張り合わせることのみにより極く簡単
に達成される。従って、従来のように帯電による高電界
のために変調動作点が変動したり、光導波路の損失が増
加したり、放電により変調動作点が不連続的に変動する
などの不都合は完全に防止される。
波路および電極の形成されるＺ面に対して他方の結晶基
板のＺ面をそのＺ軸方向を一方の結晶基板のＺ軸方向と
同一にして張り合わせて構成されるものであるので、こ
の張り合わせＺ面において焦電荷が誘起されても、これ
は互に逆極性となるところから、瞬時に中和されること
となり、この張り合わせＺ面に形成される光導波路およ
び電極に対する焦電荷に起因する悪影響を緩和して光導
波路型変調器の動作を安定化することができる。この場
合の中和は、一方の結晶基板のＺ面に対して他方の結晶
基板のＺ面をそのＺ軸方向を一方の結晶基板のＺ軸方向
と同一にして単に張り合わせることのみにより極く簡単
に達成される。従って、従来のように帯電による高電界
のために変調動作点が変動したり、光導波路の損失が増
加したり、放電により変調動作点が不連続的に変動する
などの不都合は完全に防止される。
第１図はこの発明の実施例を示す図で、Ａは斜視図、Ｂ
は側面図、第２図は従来の光導波路型変調器の一例を示
す図で、Ａは斜視図、Ｂは側面図、第３図は第２図の光
導波路型変調器を用いた光ファイバジャイロのブロツク
図である。
は側面図、第２図は従来の光導波路型変調器の一例を示
す図で、Ａは斜視図、Ｂは側面図、第３図は第２図の光
導波路型変調器を用いた光ファイバジャイロのブロツク
図である。
Claims (3)
- 【請求項１】電気光学効果を示しＺ面を有する結晶基板
２枚を具備し、 一方の結晶基板のＺ面に光導波路および光導波路を伝播
する光の位相を変調する変調信号を印加する一組の電極
を形成し、 一方の結晶基板の光導波路および電極の形成されるＺ面
に対して他方の結晶基板のＺ面をそのＺ軸方向を一方の
結晶基板のＺ軸方向と同一にして張り合わせたことを特
徴とする光導波路型変調器。 - 【請求項２】請求項（１）において、上記一方の結晶基
板上に、入射した光を２つに分岐する分岐部と、その分
岐部より延長された２本の光導波路と、それら光導波路
の一方の近傍に配された一対の対向電極とが形成されて
いることを特徴とする光導波路型変調器。 - 【請求項３】請求項（１）又は（２）において、上記一
方の結晶基板はその一側端部が、上記他方の結晶基板に
対して僅かに突出され、その突出された側端部の上面
に、外部より変調信号を印加するための一対の端子が形
成されていることを特徴とする光導波路型変調器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2223993A JPH0727131B2 (ja) | 1990-08-24 | 1990-08-24 | 光導波路型変調器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2223993A JPH0727131B2 (ja) | 1990-08-24 | 1990-08-24 | 光導波路型変調器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04104221A JPH04104221A (ja) | 1992-04-06 |
| JPH0727131B2 true JPH0727131B2 (ja) | 1995-03-29 |
Family
ID=16806908
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2223993A Expired - Fee Related JPH0727131B2 (ja) | 1990-08-24 | 1990-08-24 | 光導波路型変調器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0727131B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5621839A (en) * | 1993-08-26 | 1997-04-15 | Ngk Insulators, Ltd. | Optical waveguide device having substrate made of ferroelectric crystals |
| US6044184A (en) * | 1998-03-31 | 2000-03-28 | Litton Systems Inc. | Integrated optics chip with reduced thermal errors due to pyroelectric effects |
| JP2007256534A (ja) * | 2006-03-22 | 2007-10-04 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | 光制御素子及びその製造方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01182824A (ja) * | 1988-01-14 | 1989-07-20 | Ngk Insulators Ltd | 光学素子 |
| JP2621313B2 (ja) * | 1988-03-18 | 1997-06-18 | 日本電気株式会社 | 光スイッチ・変調器 |
-
1990
- 1990-08-24 JP JP2223993A patent/JPH0727131B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04104221A (ja) | 1992-04-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |