JPH0743652A - 光導波路デバイス - Google Patents
光導波路デバイスInfo
- Publication number
- JPH0743652A JPH0743652A JP18613293A JP18613293A JPH0743652A JP H0743652 A JPH0743652 A JP H0743652A JP 18613293 A JP18613293 A JP 18613293A JP 18613293 A JP18613293 A JP 18613293A JP H0743652 A JPH0743652 A JP H0743652A
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- JP
- Japan
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- optical waveguide
- optical
- optical fiber
- waveguide device
- substrate
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 光ファイバジャイロ用の光導波路デバイスを
低コストで量産できるようにすることである。こうした
光導波路デバイスにおいて、温度変化による光量変動を
抑えることである。 【構成】 光ファイバジャイロ用の光導波路デバイス
が、光導波路素子３と、光導波路素子３に接続された光
ファイバ１とから構成されている。光導波路素子３は、
ＬｉＮｂＯ3 又はＬｉＴａＯ3 からなる基板７、基板７
の主面７ａに設けられた光導波路５、偏光子４及び位相
変調部６を有し、光導波路５が複数の直線状部５ａ、５
ｃ及び一つ以上のＹ字状分岐部５ｂからなる。光導波路
素子３に接続された光ファイバ１として、シングルモー
ドファイバを使用したことを特徴とする。
低コストで量産できるようにすることである。こうした
光導波路デバイスにおいて、温度変化による光量変動を
抑えることである。 【構成】 光ファイバジャイロ用の光導波路デバイス
が、光導波路素子３と、光導波路素子３に接続された光
ファイバ１とから構成されている。光導波路素子３は、
ＬｉＮｂＯ3 又はＬｉＴａＯ3 からなる基板７、基板７
の主面７ａに設けられた光導波路５、偏光子４及び位相
変調部６を有し、光導波路５が複数の直線状部５ａ、５
ｃ及び一つ以上のＹ字状分岐部５ｂからなる。光導波路
素子３に接続された光ファイバ１として、シングルモー
ドファイバを使用したことを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ナビゲーションシステ
ム等に用いられる光ファイバジャイロ用の光導波路デバ
イスに関するものである。
ム等に用いられる光ファイバジャイロ用の光導波路デバ
イスに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】現在、自動車や搬送機械用のナビゲーシ
ョン用として、光ファイバジャイロが実用化段階に入っ
ており、光ファイバジャイロの低価格化が要求されてい
る。光ファイバジャイロのコストを低減するために、光
集積回路を用いた光ファイバジャイロが報告されている
（P.G.Suchoski , T.K.Findakly , F.J. Leonberger ,
ＯＦＣ '９０（１９９０年）２０３）。この光ファイバ
ジャイロにおいては、光ＩＣないし光導波路素子が、Ｙ
分岐光導波路、偏光子及び位相変調器からなっており、
偏波面保存光ファイバを光導波路デバイスの端面に直接
結合している。
ョン用として、光ファイバジャイロが実用化段階に入っ
ており、光ファイバジャイロの低価格化が要求されてい
る。光ファイバジャイロのコストを低減するために、光
集積回路を用いた光ファイバジャイロが報告されている
（P.G.Suchoski , T.K.Findakly , F.J. Leonberger ,
ＯＦＣ '９０（１９９０年）２０３）。この光ファイバ
ジャイロにおいては、光ＩＣないし光導波路素子が、Ｙ
分岐光導波路、偏光子及び位相変調器からなっており、
偏波面保存光ファイバを光導波路デバイスの端面に直接
結合している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、こうした光導
波路デバイスにおいては、次の問題があった。即ち、偏
波面保存光ファイバを光導波路素子の光導波路の端面に
端面結合させる際には、Ｖ溝基板のＶ溝に偏波面保存光
ファイバの末端を挿入し、偏波面保存光ファイバにおけ
る偏波面の振動角度を光導波路における振動角度に合わ
せる必要がある。しかし、このように偏波面を合わせて
端面結合を行うには、非常に時間がかかり、かつ熟練を
要するため、製造コストが上昇する。また、光導波路デ
バイスには約−２０℃〜８０℃の広い温度範囲で安定性
が要求される。しかし、上記の光導波路デバイスでは、
偏波面保存光ファイバの消光比が、温度変化に応じてか
なり大きく変動し、光導波路デバイスの光量変動をもた
らすことが判明した。
波路デバイスにおいては、次の問題があった。即ち、偏
波面保存光ファイバを光導波路素子の光導波路の端面に
端面結合させる際には、Ｖ溝基板のＶ溝に偏波面保存光
ファイバの末端を挿入し、偏波面保存光ファイバにおけ
る偏波面の振動角度を光導波路における振動角度に合わ
せる必要がある。しかし、このように偏波面を合わせて
端面結合を行うには、非常に時間がかかり、かつ熟練を
要するため、製造コストが上昇する。また、光導波路デ
バイスには約−２０℃〜８０℃の広い温度範囲で安定性
が要求される。しかし、上記の光導波路デバイスでは、
偏波面保存光ファイバの消光比が、温度変化に応じてか
なり大きく変動し、光導波路デバイスの光量変動をもた
らすことが判明した。
【０００４】本発明の課題は、光ファイバジャイロ用の
光導波路デバイスを低コストで量産できるようにするこ
とである。また、こうした光導波路デバイスにおいて、
温度変化による光量変動を抑えることである。
光導波路デバイスを低コストで量産できるようにするこ
とである。また、こうした光導波路デバイスにおいて、
温度変化による光量変動を抑えることである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明に係る光ファイバ
ジャイロ用の光導波路デバイスは、光導波路素子と、こ
の光導波路素子に接続された光ファイバとから構成され
ている。この光導波路素子は、ＬｉＮｂＯ3 又はＬｉＴ
ａＯ3 からなる基板、この基板の主面に設けられた光導
波路、偏光子及び位相変調部を有し、光導波路が複数の
直線状部及び一つ以上のＹ字状分岐部からなる。光導波
路素子に接続された光ファイバとして、シングルモード
ファイバを使用したことを特徴とする。
ジャイロ用の光導波路デバイスは、光導波路素子と、こ
の光導波路素子に接続された光ファイバとから構成され
ている。この光導波路素子は、ＬｉＮｂＯ3 又はＬｉＴ
ａＯ3 からなる基板、この基板の主面に設けられた光導
波路、偏光子及び位相変調部を有し、光導波路が複数の
直線状部及び一つ以上のＹ字状分岐部からなる。光導波
路素子に接続された光ファイバとして、シングルモード
ファイバを使用したことを特徴とする。
【０００６】
【作用】本発明者は、光ファイバジャイロ用光導波路素
子に接続された光ファイバとして、シングルモードファ
イバを使用してみた。この結果、まったく問題なく光フ
ァイバジャイロが作動することを確認することができ
た。かかるシングルモードファイバは偏波面保存光ファ
イバよりも調達コストが１／１０ほども低いので、光フ
ァイバジャイロ用光導波路デバイスのコストを従来に比
べて低減することができた。
子に接続された光ファイバとして、シングルモードファ
イバを使用してみた。この結果、まったく問題なく光フ
ァイバジャイロが作動することを確認することができ
た。かかるシングルモードファイバは偏波面保存光ファ
イバよりも調達コストが１／１０ほども低いので、光フ
ァイバジャイロ用光導波路デバイスのコストを従来に比
べて低減することができた。
【０００７】しかも、シングルモードファイバを光導波
路素子の光導波路の端面に端面結合させる際には、偏波
面保存光ファイバの場合と異なり、偏波面の振動角度を
光導波路における振動角度に合わせる偏光方向の調整が
不要である。従って、上記の端面結合を短時間で遂行で
き、熟練を要しないので、製造コストを大幅に低減でき
る。
路素子の光導波路の端面に端面結合させる際には、偏波
面保存光ファイバの場合と異なり、偏波面の振動角度を
光導波路における振動角度に合わせる偏光方向の調整が
不要である。従って、上記の端面結合を短時間で遂行で
き、熟練を要しないので、製造コストを大幅に低減でき
る。
【０００８】更に、驚くべきことに、光ファイバジャイ
ロ用光導波路素子にシングルモードファイバを接続する
と、約−２０℃〜８０℃の広い温度範囲で、シングルモ
ードファイバの消光比が安定し、この結果、光導波路デ
バイスの光量変動を防止できた。この理由については明
確ではないが、次のように推測される。偏波面保存光フ
ァイバにおいては、コアのＸ軸とＹ軸とに異なる応力を
かけ、複屈折率を持たせており、応力が大きいほど、複
屈折率が大きくなり、消光比が大きくなる。
ロ用光導波路素子にシングルモードファイバを接続する
と、約−２０℃〜８０℃の広い温度範囲で、シングルモ
ードファイバの消光比が安定し、この結果、光導波路デ
バイスの光量変動を防止できた。この理由については明
確ではないが、次のように推測される。偏波面保存光フ
ァイバにおいては、コアのＸ軸とＹ軸とに異なる応力を
かけ、複屈折率を持たせており、応力が大きいほど、複
屈折率が大きくなり、消光比が大きくなる。
【０００９】基板により光ファイバを保持する光ファイ
バアレーにおいては、基板のＶ溝当に光ファイバを収容
し、基板の上に蓋を載せる。Ｖ溝と光ファイバとの空隙
に樹脂ないし接着剤を充填し、これらを固着させる。こ
うした光ファイバアレーにおいて、この光ファイバと基
板及び蓋との間の熱膨張差、あるいは光ファイバと接着
剤との熱膨張差により、偏波面保存光ファイバに応力が
加わる。この結果、偏波面保存光ファイバの消光比が、
温度変化に応じてかなり大きく変動するものであろう。
バアレーにおいては、基板のＶ溝当に光ファイバを収容
し、基板の上に蓋を載せる。Ｖ溝と光ファイバとの空隙
に樹脂ないし接着剤を充填し、これらを固着させる。こ
うした光ファイバアレーにおいて、この光ファイバと基
板及び蓋との間の熱膨張差、あるいは光ファイバと接着
剤との熱膨張差により、偏波面保存光ファイバに応力が
加わる。この結果、偏波面保存光ファイバの消光比が、
温度変化に応じてかなり大きく変動するものであろう。
【００１０】
【実施例】光ファイバジャイロ用の光導波路素子中の光
導波路は、入力用の光ファイバ、出力用の光ファイバと
端面結合される直線状部と、光を分岐させ、結合させる
ためのＹ字状分岐部とを含む。ＬｉＮｂＯ3 又はＬｉＴ
ａＯ3 からなる基板は、Ｘ板、Ｙ板、Ｚ板のいずれであ
ってもよい。
導波路は、入力用の光ファイバ、出力用の光ファイバと
端面結合される直線状部と、光を分岐させ、結合させる
ためのＹ字状分岐部とを含む。ＬｉＮｂＯ3 又はＬｉＴ
ａＯ3 からなる基板は、Ｘ板、Ｙ板、Ｚ板のいずれであ
ってもよい。
【００１１】本発明の光導波路デバイスの例を、図１に
概略的に示す。この光導波路デバイスは、光導波路素子
３、Ｖ溝基板２Ａ、２Ｂ及びシングルモードファイバ１
からなる。ＬｉＮｂＯ3 又はＬｉＴａＯ3 からなる基板
７の主面７ａに、光導波路５が形成されている。光導波
路５は、直線状部５ａ、Ｙ字状分岐部５ｂ及び直線状部
５ａの反対側にある一対の直線状部５ｃからなる。各直
線状部５ｃをそれぞれ挟むように、光変調部である電極
６が並行して形成されている。
概略的に示す。この光導波路デバイスは、光導波路素子
３、Ｖ溝基板２Ａ、２Ｂ及びシングルモードファイバ１
からなる。ＬｉＮｂＯ3 又はＬｉＴａＯ3 からなる基板
７の主面７ａに、光導波路５が形成されている。光導波
路５は、直線状部５ａ、Ｙ字状分岐部５ｂ及び直線状部
５ａの反対側にある一対の直線状部５ｃからなる。各直
線状部５ｃをそれぞれ挟むように、光変調部である電極
６が並行して形成されている。
【００１２】Ｙ字状分岐部５ｂは、光を分岐させ、結合
させるためのものである。直線状部５ｃには電界が印加
される。直線状部５ａに偏光子４が設けられている。直
線状部５ａの末端面９、直線状部５ｃの末端面１０に
は、それぞれシングルモードファイバ１が接続される。
各シングルモードファイバ１の末端はＶ溝基板２Ａ、２
Ｂに固定されている。
させるためのものである。直線状部５ｃには電界が印加
される。直線状部５ａに偏光子４が設けられている。直
線状部５ａの末端面９、直線状部５ｃの末端面１０に
は、それぞれシングルモードファイバ１が接続される。
各シングルモードファイバ１の末端はＶ溝基板２Ａ、２
Ｂに固定されている。
【００１３】図１の例では基板７上にＹ字状分岐部５ｂ
が１個形成されているが、Ｙ字状分岐部５ｂを２個以上
ツリー状に形成し、カスケード配列の光導波路を形成し
てもよい。
が１個形成されているが、Ｙ字状分岐部５ｂを２個以上
ツリー状に形成し、カスケード配列の光導波路を形成し
てもよい。
【００１４】光ファイバージャイロ用の光導波路デバイ
スを作製した。まず、Ｘ軸結晶断面を有するＬｉＮｂＯ
3 からなる、直径３インチ、厚さ１ｍｍの円盤状ウエハ
ーを用意した。フォトリソグラフィー技術を用いて、こ
のウエハーに、図１に示す形状の光導波路５を形成し
た。具体的には、幅３μｍ、厚さ５００オングストロー
ムのチタン薄膜を形成し、次いでウエハーを電気炉内に
入れ、温度１０００℃、保持時間６時間で熱処理し、基
板中にチタンを拡散させ、チタン拡散光導波路５を作成
した。
スを作製した。まず、Ｘ軸結晶断面を有するＬｉＮｂＯ
3 からなる、直径３インチ、厚さ１ｍｍの円盤状ウエハ
ーを用意した。フォトリソグラフィー技術を用いて、こ
のウエハーに、図１に示す形状の光導波路５を形成し
た。具体的には、幅３μｍ、厚さ５００オングストロー
ムのチタン薄膜を形成し、次いでウエハーを電気炉内に
入れ、温度１０００℃、保持時間６時間で熱処理し、基
板中にチタンを拡散させ、チタン拡散光導波路５を作成
した。
【００１５】次いで、ＳｉＯ2 をバッファ層とし、Ａｌ
薄膜を直線状部５ａ上に形成し、偏光子４とした。次い
で、一対の直線状部５ｃをそれぞれ挟むように、Ａｕ薄
膜からなる電極６をそれぞれ形成した。この電極６の寸
法は、幅５０μｍ、長さ１５ｍｍ、厚さ２５００オング
ストロームとし、一対の電極６のギャップ間隔は１０μ
ｍとした。このウエハーより１チップ分の光導波路素子
３を切り出した。このチップの偏光消光比は３０ｄＢで
あった。
薄膜を直線状部５ａ上に形成し、偏光子４とした。次い
で、一対の直線状部５ｃをそれぞれ挟むように、Ａｕ薄
膜からなる電極６をそれぞれ形成した。この電極６の寸
法は、幅５０μｍ、長さ１５ｍｍ、厚さ２５００オング
ストロームとし、一対の電極６のギャップ間隔は１０μ
ｍとした。このウエハーより１チップ分の光導波路素子
３を切り出した。このチップの偏光消光比は３０ｄＢで
あった。
【００１６】セラミック製のＶ溝基板２Ａ、２ＢのＶ溝
にそれぞれシングルモードファイバ１を収容してファイ
バアレーを作成し、各シングルモードファイバ１と光導
波路の端面とを光軸調整し、光導波路素子３の端面に各
Ｖ溝基板２Ａ、２Ｂを固着させ、本発明の実施例に係る
光導波路デバイスを組み立てた。ファイバアレーの作
成、光軸調整及び光導波路素子端面への各Ｖ溝基板の固
着に必要な作業時間は、約１時間であった。
にそれぞれシングルモードファイバ１を収容してファイ
バアレーを作成し、各シングルモードファイバ１と光導
波路の端面とを光軸調整し、光導波路素子３の端面に各
Ｖ溝基板２Ａ、２Ｂを固着させ、本発明の実施例に係る
光導波路デバイスを組み立てた。ファイバアレーの作
成、光軸調整及び光導波路素子端面への各Ｖ溝基板の固
着に必要な作業時間は、約１時間であった。
【００１７】一方、上記のようにして製造した光導波路
素子３及びＶ溝基板２Ａ、２Ｂを用い、偏波面保存光フ
ァイバを各直線状部の端面に接続し、比較例の光導波路
デバイスを作製した。ファイバアレーの作成、光軸調
整、偏波面の調整及び光導波路素子端面への各Ｖ溝基板
の固着に必要な作業時間は、約４時間であった。
素子３及びＶ溝基板２Ａ、２Ｂを用い、偏波面保存光フ
ァイバを各直線状部の端面に接続し、比較例の光導波路
デバイスを作製した。ファイバアレーの作成、光軸調
整、偏波面の調整及び光導波路素子端面への各Ｖ溝基板
の固着に必要な作業時間は、約４時間であった。
【００１８】センシングコイル、分岐・結合器、波長
０．８５μｍの光源（ＳＬＤ）、受光素子（フォトダイ
オード）、デポラライザ及び信号処理用の電気回路より
なる光ファイバジャイロ内に、本発明の実施例に係る光
導波路デバイスを結合し、試験したところ、偏波面保存
光ファイバを使用した光導波路デバイスと同様な動作が
得られた。即ち、本発明の実施例に係る光導波路デバイ
スのＹ分岐比は５１：４９であり、挿入損失は５ｄＢ、
駆動電圧は５Ｖであった。
０．８５μｍの光源（ＳＬＤ）、受光素子（フォトダイ
オード）、デポラライザ及び信号処理用の電気回路より
なる光ファイバジャイロ内に、本発明の実施例に係る光
導波路デバイスを結合し、試験したところ、偏波面保存
光ファイバを使用した光導波路デバイスと同様な動作が
得られた。即ち、本発明の実施例に係る光導波路デバイ
スのＹ分岐比は５１：４９であり、挿入損失は５ｄＢ、
駆動電圧は５Ｖであった。
【００１９】また、本発明の実施例及び比較例に係る光
導波路デバイスについて、−２０℃〜８０℃の温度範囲
で、受光光量の変動を測定した。この結果、本発明の実
施例に係る光導波路デバイスにおいては、受光光量の変
動が±０．１％であり、比較例に係る光導波路デバイス
においては、受光光量の変動が±１％であった。
導波路デバイスについて、−２０℃〜８０℃の温度範囲
で、受光光量の変動を測定した。この結果、本発明の実
施例に係る光導波路デバイスにおいては、受光光量の変
動が±０．１％であり、比較例に係る光導波路デバイス
においては、受光光量の変動が±１％であった。
【００２０】
【発明の効果】本発明によれば、シングルモードファイ
バが偏波面保存光ファイバよりも調達コストが１／１０
ほども低いので、光ファイバジャイロ用光導波路デバイ
スのコストを従来に比べて低減することができる。しか
も、シングルモードファイバを光導波路素子の光導波路
の端面に端面結合させる際には、偏波面の振動角度を光
導波路における振動角度に合わせる偏光方向の調整が不
要である。従って、上記の端面結合を短時間で遂行で
き、熟練を要しないので、製造コストを大幅に低減でき
る。
バが偏波面保存光ファイバよりも調達コストが１／１０
ほども低いので、光ファイバジャイロ用光導波路デバイ
スのコストを従来に比べて低減することができる。しか
も、シングルモードファイバを光導波路素子の光導波路
の端面に端面結合させる際には、偏波面の振動角度を光
導波路における振動角度に合わせる偏光方向の調整が不
要である。従って、上記の端面結合を短時間で遂行で
き、熟練を要しないので、製造コストを大幅に低減でき
る。
【００２１】しかも、約−２０℃〜８０℃の広い温度範
囲で、シングルモードファイバの消光比が安定し、この
結果、光導波路デバイスの光量変動を防止できた。よっ
て、本発明は産業上極めて有用である。
囲で、シングルモードファイバの消光比が安定し、この
結果、光導波路デバイスの光量変動を防止できた。よっ
て、本発明は産業上極めて有用である。
【図１】本発明の実施例に係る光導波路デバイスを示す
平面図である。
平面図である。
１ シングルモードファイバ ２Ａ、２Ｂ Ｖ溝基板、
３ 光導波路素子、４偏光子、５ 光導波路、５ａ，５
ｃ 直線状部、５ｂ Ｙ字状分岐部、６ 光変調用の電
極、７ ＬｉＮｂＯ3 又はＬｉＮｂＯ3 からなる基板、
７ａ 主面
３ 光導波路素子、４偏光子、５ 光導波路、５ａ，５
ｃ 直線状部、５ｂ Ｙ字状分岐部、６ 光変調用の電
極、７ ＬｉＮｂＯ3 又はＬｉＮｂＯ3 からなる基板、
７ａ 主面
Claims (1)
- 【請求項１】 ＬｉＮｂＯ3 又はＬｉＴａＯ3 からなる
基板、この基板の主面に設けられた光導波路、偏光子及
び位相変調部を有し、前記光導波路が複数の直線状部及
び一つ以上のＹ字状分岐部からなる能動型の光導波路素
子と、この光導波路素子に接続された光ファイバとから
構成された光ファイバジャイロ用の光導波路デバイスに
おいて、前記光ファイバとしてシングルモードファイバ
を使用したことを特徴とする、光導波路デバイス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18613293A JPH0743652A (ja) | 1993-07-28 | 1993-07-28 | 光導波路デバイス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18613293A JPH0743652A (ja) | 1993-07-28 | 1993-07-28 | 光導波路デバイス |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0743652A true JPH0743652A (ja) | 1995-02-14 |
Family
ID=16182935
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18613293A Pending JPH0743652A (ja) | 1993-07-28 | 1993-07-28 | 光導波路デバイス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0743652A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116107025A (zh) * | 2023-04-14 | 2023-05-12 | 北京世维通科技股份有限公司 | 一种硅等离子体辅助的薄膜铌酸锂y波导混合集成结构 |
-
1993
- 1993-07-28 JP JP18613293A patent/JPH0743652A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116107025A (zh) * | 2023-04-14 | 2023-05-12 | 北京世维通科技股份有限公司 | 一种硅等离子体辅助的薄膜铌酸锂y波导混合集成结构 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20021022 |