JPH08297265A

JPH08297265A - 波長選択用音響光学導波路

Info

Publication number: JPH08297265A
Application number: JP8092438A
Authority: JP
Inventors: Steffen Schmidt; シュテフェン・シュミット; Bosso Sergio; セルジオ・ボッソ
Original assignee: Pirelli Cavi SpA; Cavi Pirelli SpA
Current assignee: Pirelli and C SpA
Priority date: 1995-04-14
Filing date: 1996-04-15
Publication date: 1996-11-12
Also published as: NO961471L; TW295634B; CZ288701B6; RU2169936C2; HU216560B; AU5060496A; CA2174070C; CN1160854A; PL180680B1; PE48097A1; HU9600977D0; BR9601553A; SK47496A3; HUP9600977A3; HUP9600977A2; NZ286334A; AU699027B2; ITMI950771A1; EP0737880A1; NO961471D0

Abstract

(57)【要約】【課題】複屈折性および光弾性の材料の１つの基板を
含む波長選択のための音響導波装置において、偏光子が
エバネッセント波偏光結合器を含むことにより、製造が
簡単となり、サイズが小さくなり、広い同調間隔が提供
され、時間的に安定したスペクトル特性を提供する。【解決手段】複屈折性および光弾性の材料の１つの基
板（３０）を含む波長選択のための音響光学的導波装置
において、第１の波長間隔における光信号の偏光面の第
１段および第２段がその上に形成され、各段が信号が移
動する少なくとも１つの光導波路（３５、３６）と、２
つの段を接続してエバネッセント波偏光結合器（４０）
からなる１つの光導波路を担持する少なくとも１つの光
導波路と、第２段の下流側に最後に設けられる１つの偏
光子（３７）を担持する少なくとも１つの光導波路とを
含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、波長選択用の音響
光学的導波装置（ａｃｏｕｓｔｏｏｐｔｉｃａｌｗａｖ
ｅｇｕｉｄｅｄｅｖｉｃｅ）に関する。

【０００２】

【従来の技術】音響光学的導波装置の動作は、複屈折兼
光弾性材料の基板上に形成された光学的導波路に沿って
伝播する光信号と、適当にトランスジューサにより生成
され基板表面上で伝播する音波との間の相互作用に基く
ものである。

【０００３】このような装置は、特に、光ファイバとし
て使用可能である。音波の周波数を制御することによ
り、フィルタのスペクトル応答カーブを同調させること
が可能であり、このことが、例えば、光波長分割多重通
信システムにおけるチャンネル分割、レーザ・キャビテ
ィにおける放出波長の同調、あるいはパルス光通信シス
テムにおけるパルス形状の再生に対してフィルタを適合
化する。

【０００４】波長分離多重（ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ−ｄ
ｉｖｉｓｉｏｎｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ；通常は、
ＷＤＭと呼ばれる）伝送による光通信システムにおいて
は、幾つかのチャンネル、即ち相互に独立的な幾つかの
伝送信号が、通常は光ファイバからなる同じ線上に光波
長多重によって送出される。伝送されたチャンネルは、
ディジタルまたはアナログの両方でよく、それらの各々
が特定の波長と関連させられる故に、相互に弁別するこ
とが可能である。個々のチャンネルを再び分割するため
には、１つのチャンネルの波長を中心として隣接するチ
ャンネルを止めるに充分に狭い波長帯域を伝送すること
が可能でなければならないフィルタが必要とされる。同
調可能なフィルタは、特に、チャンネルの選択を変更す
ること、従って構成要素のケーブル接続（ｃａｂｌｉｎ
ｇ）を変更することなくシステムを再構成することを可
能にする。

【０００５】音響光学フィルタは特に、このような用途
に適している。これらのフィルタはまた、幾つかのチャ
ンネルの同時の選択を可能にするもので、基板表面を伝
播する音波が異なる周波数における音波の重畳であるな
らば、フィルタは音波の周波数によって定まる異なる波
長の間隔の和に対応する通過帯域を有する。このような
周波数を適切に選択することにより、フィルタの通過帯
域は、選択されたチャンネルに対応する所望の波長のみ
を伝送するように制御することができる。

【０００６】偏光独立型の平面導波路音響光学フィルタ
については、ＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓｉｃｓＬｅｔ
ｔｅｒｓの第５６巻、第３部、１９９０年３月１５日の
２０９〜２１１ページに刊行されたＤ．Ａ．Ｓｍｉｔｈ
等の論文に記載されている。この装置（図１Ａ）は、Ｌ
ｉＮｂＯ₃の基板上に偏光結合器を含み、これが入射信
号のＴＥ成分とＴＭ成分とを分離し、２つの音響光学偏
光コンバータが並列に前記２つの成分に対して働き、偏
光結合器が信号を再結合する。

【０００７】前記装置のスペクトル伝送カーブは、１．
３ｎｍの帯域幅とサイドローブ（ｓｉｄｅｌｏｂｅ）
を持つ中心ピークを有する。（例えば、Ｈ．Ｈｅｒｒｍ
ａｎｎ等の「ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＬｅｔｔｅｒｓ
第２８巻、第１１部」（１９９２年１１月２１日発行９
７９〜９８０ページ）に報告される如き）理論によっ
て、上記論文に記載された種類のフィルタにおいて、第
１のサイドローブが−９．４ｄＢの理論的限度より低く
ないことが示される。

【０００８】前記論文に記載されたフィルタは、単一の
音響光学的相互作用段を有する。この種類のフィルタ
は、伝送される帯域外の波長で減衰を生じ、これは上記
の用途に対しては不充分である。

【０００９】更に、フィルタを通過すると、２つの偏光
における成分が音波との相互作用により２つの成分では
異なるある波長の変化を受ける。

【００１０】複屈折を生じかつ光弾性材料の同一の基板
における第２の濾波段が設けられた音響光学フィルタを
作ることが可能であり、２段の装置は、単一段のフィル
タよりも大きな通過帯域外の減衰を特徴とするスペクト
ル応答カーブを呈し、かつ低減した伝送サイドローブを
有する。２段の装置においては、更に、第２段は、音波
周波数に対応する量だけ第１段に生じる光周波数の変動
を補償することができ、そのため初期周波数を復元す
る。

【００１１】２段の平面導波路の集積音響光学フィルタ
（ｔｗｏ−ｓｔａｇｅｐｌａｎａｒ−ｗａｖｅｇｕｉ
ｄｅｉｎｔｅｇｒａｔｅｄａｃｏｕｓｔｏｏｐｔｉ
ｃａｌｆｉｌｔｅｒ）は、出願人名義の米国特許第
５，３８１，４２６号（図１Ｂ）に開示され、この装置
は、能動モード・ロッキング・レーザのキャビティ内の
制御された波長選択フィルタとして使用されるため提供
される。

【００１２】Ｃｈｅｕｎｇ等の名義の米国特許第５，０
０２，３４９号は、ＬｉＮｂＯ₃基板上の平面導波路の
集積音響光学装置を開示している。図２Ａに示されるそ
の１つの変更例では、この装置は、２つの偏光独立型音
響光学フィルタを同じ基板上に整合することにより作ら
れ、前記フィルタの各々は、音響光学的相互作用段の前
後でＴＥ成分およびＴＭ成分の２つをそれぞれ分離して
再結合するための２つの導波路偏光スプリッタ（ｗａｖ
ｅｇｕｉｄｅｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎｓｐｌｉｔ
ｔｅｒ）を含む。この偏光分離特性を校正するために、
偏光スプリッタはそれぞれ電極が設けられ、各偏光スプ
リッタを毎に１つの独立的な調整が前記電極によって行
われる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】出願人は、偏光スプリ
ッタを介する４回の通過によってこの装置を通過する際
に光信号が受ける減衰が単一段装置の約２倍であること
に注目した。

【００１４】出願人はまた、電気的調整回路および制御
回路が必要となるが、前記装置が校正電極の存在の故に
複雑になることを観察した。

【００１５】更に、電極がない場合、各スプリッタの伝
送が偏光には依存しない許りでなく構造公差の結果とし
て波長にも僅かに依存し、各スプリッタ毎に、伝送され
た偏光成分の低い減衰に対応する波長間隔が僅かに異な
ることになる。幾つかのスプリッタを直列に配置するこ
とにより、全体的に低い減衰帯域が各個のスプリッタの
低減衰間隔の交差点まで低下する。直列の４つの偏光ス
プリッタの存在のため、この装置は、先に列記した用途
の要件と比較して、過剰の減衰、あるいは少なくとも低
減した同調間隔を呈することになる。

【００１６】更にまた、上記装置の全長が単一段装置の
少なくとも２倍となり、これにより最も広く入手可能な
ＬｉＮｂＯ₃基板の制限された大きさに対して限界的な
嵩に達する。

【００１７】２段平面導波路の集積偏光独立型音響光学
フィルタもまた、Ｆ．Ｔｉａｎ等の「Ｊｏｕｒｎａｌ
ｏｆＬｉｇｈｔｗａｖｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ第１
２巻、第７部」（１９９４年７月、１１９２〜１１９７
ページ）の論文に開示されている。このフィルタは、偏
光が相互に直角をなす並列に動作するＬｉＮｂＯ₃基板
上の２つの単一偏光フィルタと、２つの直角の偏光に従
って光信号成分を分離し再結合する２つの偏光結合器／
スプリッタとを含む（図２Ｂ）。

【００１８】単一偏光フィルタは、それぞれＴＥ通過／
ＴＭ通過型偏光子を含む。

【００１９】ＴＭ通過偏光子（ＴＭｐａｓｓｐｏｌ
ａｒｉｚｅｒ〕は、特に、２つの１．５ｍｍ長さの領域
において両側の導波路に隣接する導波路からなり、異常
屈折率が基板を形成する材料におけるよりも大きい。こ
れは、ＴＭ偏光成分は構造体を通過し得るが、案内され
なくなったＴＥ偏光成分を基板に外結合させる（ｏｕｔ
ｅｒｃｏｕｐｌｅｄ）。

【００２０】異常屈折率の増大は、Ｈ⁺イオンによる基
板中のＬｉ⁺イオンの一部の置換を行うように、前記領
域を予め定めた期間適切な温度で酸性溶液と接触するよ
う露呈させ、以降の任意の熱的アニーリング工程を実施
することからなる陽子交換手法（ｐｒｏｔｏｎｅｘｃ
ｈａｎｇｅｔｅｃｈｎｉｑｕｅ）によって獲得され
る。

【００２１】上記論文の場合、陽子交換は、１５．５時
間の期間にわたり２５０℃の希釈安息香酸中で実行さ
れ、３３０℃で４時間の熱的アニーリングが後続した。

【００２２】出願人の実験は、特にフォトリトグラフ法
マスクの定置に要求される高精度と陽子交換プロセスを
パラメータ制御するための制限された許容範囲の故に、
上記の種類の陽子交換偏光子の製造が非常に厳しいこと
を示した。

【００２３】更に、偏光子のスペクトル特性の時間的不
安定性が注目された。

【００２４】更にまた、ＴＭおよびＴＥ通過タイプの偏
光子の製造が、各偏光子タイプに対して異なりかつ装置
の他の構成要素の製造のため要求されるものとは異なる
特定のプロセス工程を要求し、これが装置の生産プロセ
スを長くかつ複雑なものにする。

【００２５】

【課題を解決するための手段】本発明は、製造が簡単
で、大きさが小さく、広い同調間隔が供され、かつ時間
的に安定するスペクトル特性を呈する波長選択のための
音響光学的導波装置を構成する。

【００２６】本発明は更に、波長選択のための音響光学
的導波装置を製造する簡単かつ信頼し得るプロセスを構
成する。

【００２７】本発明は、一特質によれば、波長選択のた
めの音響光学的導波装置に関するものであり、形成され
る複屈折性および光弾性材料の１つの基板を含み、光信
号がその上を移動する少なくとも１つの導波路を含む第
１の波長間隔における光信号の偏光面の第１の回転段
と、光信号がその上を移動する少なくとも１つの光学的
導波路を含む第２の波長間隔における光信号の偏光面の
第２の回転段と、単一の偏光選択要素を担持する前記第
１と第２の段を接続する少なくとも１つの光学的導波路
と、偏光選択要素を担持する前記第２の段の下流側の少
なくとも１つの光学的導波路とを含む音響光学的導波装
置において、前記単一の偏光選択要素がエバネッセント
波の偏光結合器からなることを特徴とする。

【００２８】望ましい解決法において、前記第１段およ
び第２段の少なくとも一方は、表面超音波（ｓｕｒｆａ
ｃｅａｃｏｕｓｔｉｃｗａｖｅ；表面弾性波）を生
成する手段を含み、最も望ましくは、前記基板は、前記
第１段および第２段の前記光学的導波路の１つの少なく
とも１つの部分を含む音響光学的導波路からなってい
る。

【００２９】特定の実施例においては、当該音響光学装
置は、前記第１段の前記光学的導波路を含む基板部分に
延在する第１の音響導波路と、前記第２段の前記光学的
導波路を含む基板部分に延在する第２の音響導波路とを
含む。

【００３０】望ましくは、表面超音波を生成する前記手
段は、前記音響導波路における前記音波の一方向の伝播
を生じるように音響導波路の少なくとも１つの一端部に
近くに配置され、望ましくは、前記音響導波路を横切っ
て配置された一連の相互に組合った電極を含み、前記音
響光学装置は、前記音響導波路の前記端部に配置された
音響吸収部を含む。

【００３１】本装置は更に、表面超音波を生成する前記
手段が配置される端部とは反対側の前記音響導波路の端
部に配置された音響吸収部を含む。

【００３２】あるいはまた、表面超音波を生成する前記
手段は、それぞれ第１の交番する電圧信号と、前記第１
の電気信号を一方向の音波を生じるように９０°にわた
り前記第１の電気信号をオフセットすることにより得ら
れる第２の電気信号とが供給される、相互に予め定めた
距離に配置された２連の相互に組合った電極からなり得
る。

【００３３】本装置は、望ましい実施例において、前記
第１段および第２段の各々における２つの並列の光学的
導波路と、前記第１段と第２段間の２つの光学的接続導
波路とを含み、各光学的接続導波路が２つの相互に直角
をなす偏光要素の一方を伝送させるための単一の偏光選
択要素を担持し、前記単一の偏光選択要素の少なくとも
一方がエバネッセント波の偏光結合器からなっている。

【００３４】本例において、前記単一の偏光選択要素の
一方は、ＴＥ通過偏光子でよく、第１段と第２段間の対
応する光学的接続導波路に重なる金属層を含み得、その
間にバッファ層が存在する。

【００３５】あるいはまた、前記単一偏光選択要素の両
方がエバネッセント波偏光結合器からなることができ
る。

【００３６】最後に述べた代替的解決法においては、前
記の両方のエバネッセント波偏光結合器は、それぞれの
通過する偏光に対するバー伝送結合器でよく、あるいは
前記エバネッセント波偏光結合器の一方は、通過する各
偏光に対するバー伝送結合器でよいが、前記エバネッセ
ント波偏光結合器の第２のものは、通過する各偏光に対
する交差伝送結合器であり、前記第２のエバネッセント
波偏光結合器は、湾曲した導波路部分によりそれぞれの
光学的接続導波路に接続されることが望ましく、それぞ
れの接続導波路とゼロでない角度を形成する直線状の中
心部分を含む。

【００３７】望ましい実施例においては、前記の複屈折
性および光弾性材料がＬｉＮｂＯ₃であり、前記実施例
においては、前記光学的導波路およびエバネッセント波
偏光結合器は、フォトリトグラフ法マスキング、金属層
のデポジション、およびその後の基板内の金属の拡散法
によって作られることが望ましく、前記金属はチタニウ
ムであることが望ましい。

【００３８】別の特質においては、本発明は、波長選択
のための音響光学的導波装置を製造するためのプロセス
に関するものであり、複屈折性および光弾性材料から作
られた１つの基板上に、第１の金属の前記基板内の拡散
によって少なくとも１つの音響導波路を形成するステッ
プと、フォトリトグラフ・デポジション、および基板自
体の内部における第２の金属のその後の拡散によって前
記基板上に第１および第２のエバネッセント波偏光結合
器を、ならびに前記偏光結合器間の接続のための、前記
音響導波路に少なくとも部分的に含まれる少なくとも１
つの光学的導波路を形成するステップと、前記光学的接
続導波路に沿って１つの単一偏光要素を形成するステッ
プと、前記基板に対して第３の金属のフォトリトグラフ
・デポジション法により前記音響導波路の少なくとも１
つの内部に相互に組合った電極を含む電気音響的トラン
スジューサを形成するステップとを含むプロセスにおい
て、単一の偏光選択要素を形成する前記ステップが、前
記第１および第２の偏光結合器と前記光学的接続導波路
とを形成する前記ステップに含まれ、かつ第３のエバネ
ッセント波偏光結合器の形成ステップを含む。望ましく
は、前記第１、第２および第３のエバネッセント波偏光
結合器は相互に同じものである。

【００３９】望ましい変更例においては、このプロセス
は、前記第１および第２の偏光結合器間の第１および第
２の光学的接続導波路の前記第２の金属の前記基板内部
のフォトリトグラフ・デポジションおよびその後の拡散
による前記基板上の形成を含み、前記光学的導波路は、
少なくとも部分的に前記音響導波路に含まれ、かつ前記
光学的接続導波路の各々に沿った１つの単一偏光選択要
素の形成を含む。

【００４０】望ましくは、前記偏光選択要素を形成する
前記ステップは、前記第１および第２の偏光結合器およ
び前記光学的接続導波路の前記形成ステップに含まれ、
かつ前記第１および第２の光学的接続導波路に沿って第
３および第４のエバネッセント波偏光結合器をそれぞれ
形成することからなっている。

【００４１】最も望ましくは、前記第１、第２、第３お
よび第４のエバネッセント波偏光結合器は相互に同じも
のである。

【００４２】添付図面に関する以降の記述から更なる詳
細が明らかになるであろう。

【００４３】

【発明の実施の形態】導波路集積音響光学フィルタは、
同じ出願人の名義における米国特許第５，３８１，４２
６号に開示されている。同フィルタについては、前記米
国特許の図３に対応する図２に関して記載される。

【００４４】フィルタ１６は、ｘ軸に対して直角に裁断
されたＬｉＮｂＯ₃結晶を用いる基板１８からなり、そ
の上に問題となる波長帯域（１５３０＜λ＜１５６０）
におけるｙ軸伝播配向の単一モードを持つ光チャンネル
導波路１９がチタニウム拡散によって作られ、これによ
り基板中のニオブ酸リチウム（ｌｉｔｈｉｕｍｎｉｏ
ｂａｔｅ）の屈折率が要求される経路内に光信号を閉込
めるように局部的に増加される。

【００４５】光導波路１９に沿って１対の音響光学的ト
ランスジューサ２０が存在し、このトランスジューサ
は、印加される電気的励起後の圧電作用によって結晶中
を伝播する音波を生じるため交互に配置され導波路に対
して重ね合わされた幾つかの櫛形電極（ｃｏｍｂｅｌ
ｅｃｔｒｏｄｅ）２１を持つ金属板からなる。

【００４６】中心領域２２に音波をガイドするように中
心領域に関して２つの側面領域２３を介する音波の伝播
速度を増すために、チタニウムがニオブ酸リチウム基板
中に拡散される前記２つの側面領域によって限定された
音響導波路２２が光導波路１９の側面に対して画定され
る。

【００４７】２つのＴＥ通過偏光子２４は、電極２１の
上流側および導波路１９の終端部に沿って、かつ電極２
１自体の下流側に存在するが、ＴＭ通過偏光子２５は２
つの偏光子２４間の中間位置に存在する。

【００４８】ＴＥ通過偏光子２４は、例えば光導波路１
９に予め定めた厚さで塗布され金属層で被覆されたシリ
カ（ｓｉｌｉｃａ）で作られた誘電体層により形成さ
れ、これらの偏光子は、基板結晶の表面に偏波された光
信号のＴＥモード成分のみの通過を可能にする。

【００４９】ＴＭ通過偏光子２５は更に、長さが数ミリ
メートルにわたって導波路の側面に作られた２つの陽子
交換領域で形成され、この偏光子は基板結晶の表面と直
角をなす面内で偏波された光信号のＴＭモード成分のみ
の通過を可能にする。

【００５０】電極２１とは反対側にはＴＭ通過偏光子２
５から予め定めた距離に音響吸収部２６が存在し、この
吸収部は音波を吸収して、従って音波が光波と更に相互
作用することを防止するために結晶表面に塗布された遮
音材料層で形成される。

【００５１】音響光学フィルタを制御するＲＦ（無線周
波）発生器が、所定の範囲（１５３０＜λ＜１５６０）
内の通過帯域中心の波長の選択のため１７０ＭＨz乃至
１８０ＭＨz間で選択可能な周波数を有する。

【００５２】この装置の動作は、光導波路に沿って伝播
し、適切な帯域内の波長を有する偏波光信号のＴＥ成分
とＴＭ成分（および、その逆）間の変換に基く。この変
換は、光波と同じ方向に音響導波路２２に沿って伝播す
る音波と光信号との相互作用によって行われる。導波路
１９の上流側に配置された偏光子２４に進入する光信号
のＴＥ成分のみが導波路自体へ伝送される。偏光子２５
の上流側の第１のガイド部分に沿って、音波パラメータ
により決定される通過帯域に含まれる波長がＴＥ偏波か
らＴＭ偏波へ変換される。対照的に、この帯域外の波長
は変換されず、基板面内にその偏波を保持する。従っ
て、先に述べた波長は偏光子２５によって止められ、前
記通過帯域内の波長をもつ信号のＴＭ成分のみを伝送
し、その偏波は音波との相互作用によって変換された。
偏光子２５の下流側の導波路部分はフィルタの第２段と
して働き、音波の終端が導波路２２内を伝播してＴＭ光
信号と相互作用する。この第２段は第１段と同じ動作を
有するが、相互に交換された偏波を行う。前記通過帯域
内の波長をもつ信号は、ＴＭ偏波からＴＥ偏波へ変換さ
れ、導波路１９の下流側で偏光子２４によって伝送さ
れ、通過帯域外の信号は前記偏光子２４によって止めら
れる。

【００５３】２段導波路の集積偏波独立型音響光学フィ
ルタは、ＪｏｕｒｎａｌｏｆＬｉｇｈｔｗａｖｅ
Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙに刊行されたＦ．Ｔｉａｎ等の先
に述べた論文に開示されている。

【００５４】図４に示されるように、この装置に対する
入力信号は、基板に形成された導波路偏光結合器により
ＴＥとＴＭの２つの成分に分離される。偏光結合器から
のこの２つの出力は２つの２段フィルタに接続され、こ
れらフィルタの各々はＴＭ通過とＴＥ通過の２つの段間
にそれぞれ偏光子を有する。前記２つのフィルタは、同
じ音響導波路に沿って基板上に並列に配置され、適切な
相互に組合ったトランスジューサにより生じる音波が光
信号と同じ方向に伝播する。この２つの２段フィルタの
出力は、最後に偏光結合器によって組合わされる。音響
吸収部は、残留する表面超音波を減衰させる目的のため
音響導波路の終端に配置される。

【００５５】ＴＭ通過偏光子は、特に、両側で光導波路
に隣接して約１．５ｍｍ長さの２つの領域における陽子
交換によって作られる。この陽子交換は、異常屈折率を
成長させ、その結果ＴＥ成分はもはや案内されずに基板
中で分散されることになる。対照的に、ＴＭ成分は小さ
な損失で偏光子を通過する。

【００５６】出願人の実験は、この種の陽子交換偏光子
の製造が音響光学装置の全製造過程を特に厳しいものに
することを証明した。

【００５７】出願人は、ＬｉＮｂＯ₃基板上にＴＭ通過
偏光子のサンプルを作り、この基板上で単一モードの光
導波路が１０３０℃で９時間チタニウムの拡散によって
形成された。偏光子は、２乃至７時間の範囲の期間にわ
たり２３０℃乃至２４０℃の範囲内の異なる温度で希釈
しない安息香酸におけるマスキングおよびその後の陽子
交換によって生成された。光導波路の両側に配置された
陽子交換を受ける２つの領域間の距離は、１２μｍ乃至
１３．５μｍであった。

【００５８】得られたサンプルにおける消光率（ｅｘｔ
ｉｎｃｔｉｏｎｒａｔｉｏ；全出力電力に対する、減
衰した成分、この場合ＴＥ成分に対する装置の出力電力
の比）の値は、−２５．３ｄＢ乃至−３．９ｄＢの間に
あった。対照的に、伝送された偏光（この場合、ＴＭ成
分）に対する減衰値は非常に低い値から１．１ｄＢまで
の範囲にわたった。

【００５９】一部のサンプルは、１５乃至９０分の期間
だけ３２０℃で後の熱的アニーリング工程（ａｎｎｅａ
ｌｉｎｇｓｔｅｐ）を受け、これにより−２５ｄＢ乃
至−２０ｄＢの間の値までの消光率における低減を略々
達成したが、同時に２ｄＢ程度の値までのＴＭ成分に対
する減衰の増加を達成した。

【００６０】２段の音響光学フィルタにおいては、第１
段と第２段との間に配置された偏光子に対する消光率の
値が、全体として装置に対する残留する暗騒音値を決定
し、この場合残留暗騒音とは、装置を通過する際の伝送
帯域外の波長を持つ信号が遭遇する最大減衰を意味す
る。

【００６１】２段の音響光学フィルタにおいて用いられ
る偏光子は、同時に−２０ｄＢより低い消光率と、０．
５ｄＢより低い伝送モードに対する減衰とを持たねばな
らない。

【００６２】出願人は、陽子交換を受ける領域の閉込め
のための基板上のフォトリトグラフ・マスクの配置に
は、導波路の製造中のチタニウム拡散の閉込めのため使
用される如き、あるいは相互に組合った電極とＴＥ通過
偏光子に対して用いられる如き音響光学装置の他の製造
工程において必要とされるフォトリトグラフ・マスクに
対して要求されるよりもはるかに高い精度を必要とする
ことを観察し得た。陽子交換プロセスおよび以降のあり
得る熱的アニーリング工程を制御する全てのパラメータ
もまた非常に厳しいことを証明しており、１つのパラメ
ータにおける非常に小さな変動さえも要求される規格を
満たすものではなく従って棄却される偏光子を結果とし
て生じることがある。

【００６３】更に、製造されたＴＭ通過偏光子の一部
は、数時間８０℃より高い温度に曝され、時間に関する
スペクトル応答における著しい変化を呈した。図５に
は、２０時間の間１００℃の温度への露呈前（ａ）と露
呈後（ｂ）に測定された偏光子の１つに対する消光率を
示すグラフが示される。波長が高くなるに伴う約２５ｎ
ｍのスペクトル・カーブの変位と、その後の各波長にお
ける消光率における数ｄＢの変化とが認められる。同じ
熱処理を受けた幾つかの異なる偏光子においてばらつき
を観察することができ、スペクトル応答カーブの変位は
２０乃至３０ｎｍの範囲内に含まれる。

【００６４】陽子交換にょり作られたＴＭ通過偏光子の
スペクトル応答におけるばらつきもまた比較的長い時間
において比較的低い温度で生じ、これらの構成要素の使
用を危うくする一因をなす。

【００６５】高温度に対する露呈によるスペクトル応答
カーブにおける恒久的なばらつきに加えて、陽子交換に
よって作られたＴＭ通過偏光子もまた、温度に対するス
ペクトル応答の逆の種類の依存性を呈する。例えば１０
℃と３０℃の温度における偏光子に対する消光率のスペ
クトル・カーブを再生する図６は、ある波長において１
０ｄＢに達するばらつきを呈する。

【００６６】出願人はまた、Ｆ．Ｔｉａｎ等の先に述べ
た論文に記載された音響光学フィルタの製造のためのプ
ロセスが、光導波路、結合器および偏光結合器、音響導
波路および組合い型トランスジューサの製造に必要なプ
ロセス工程に加えて、当該装置において用いられる偏光
子、即ちＴＭ通過およびＴＥ通過偏光子の各々に対する
特定のプロセス工程を提供する必要により長くなりかつ
複雑になることを見出すことができる。

【００６７】本発明による２段導波路の集積音響光学装
置について、図７に関して次に記述する。

【００６８】基板３０上に、下記の構成要素が形成され
る。即ち、チャンネル光導波路３１は基板縁部に一端部
を有し、例えば適当に接続された光ファイバを介して装
置に入力される光信号を受取るようにされ、導波路３１
の他端部は偏光結合器３２のアクセス・ガイド（ａｃｃ
ｅｓｓｇｕｉｄｅ）１に接続され、光導波路２８は基
板縁部に一端部を持ち、他端部は結合器３２のアクセス
・ガイド４に接続され、結合器３２のアクセス・ガイド
３は導波路（ｗａｖｅｇｕｉｄｅ）３５に接続されて偏
光結合器４０のアクセス・ガイド４と接続し、結合器４
８のアクセス・ガイド３は導波路３６に接続されて結合
器３７のアクセス・ガイド４と接続し、最後に述べた結
合器のアクセス・ガイド２は導波路３８に接続されて基
板縁部で終端をなし、例えば光ファイバとの結合を介し
て光信号出力を可能状態にし、結合器３７のアクセス・
ガイド３は最後に導波路２９に接続されて基板終端で終
わる。

【００６９】基板３０上には、光導波路３５、３６に対
して対称的に配置された２つのストリップ４２、４３に
より閉込められた光導波路３５、３６を含む基板部分上
に延在する音響導波路４１も形成され、これにおいて
は、音波速度は導波路４１におけるよりも高く、音響導
波路４１内部に表面超音波を生じるため結合器３２に接
続された導波路３５の終端に近い音響導波路４１に沿っ
て配置された電気音響トランスジューサ４４、音響導波
路４１に沿って結合器３７に接続された導波路３６の終
端に近い、残留表面超音波を吸収するための音響吸収手
段４５、および音響導波路４１に沿って結合器３２に接
続された導波路３４の終端に近い、光信号の方向とは逆
方向に伝播するトランスジューサ４４により生じる音波
を吸収するための音響吸収手段４６も形成される。

【００７０】出願人により作られた音響光学装置におい
ては、光通信のため特に関心のある略々１５５０ｎｍを
中心とする少なくとも１００ｎｍの光波長帯域において
室温で動作するように製造パラメータが選択された。特
に、光導波路、偏光結合器および音響導波路で伝送され
る音波の適切なパラメータ値を選定することによって、
当業者は、他の温度あるいは他の波長帯域、例えばこれ
もまた光通信に対して関心となる約１３００ｎｍの波長
帯域に対して当該装置を適応させることが可能である。

【００７１】基板３０は、ｘ軸と直角に裁断されたＬｉ
ＮｂＯ₃結晶で形成され、導波路３１、３５、３６、３
８および偏光結合器３２、４０、３７の導波路５が結晶
のｙ軸に沿って配向される。

【００７２】ＬｉＮｂＯ₃の代わりに、別の複屈折性お
よび光弾性材料も基板に対して用いることができる。可
能な材料は、例えばＬｉＴａＯ₃、ＴｅＯ₂、ＣａＭｏＯ
₄である。

【００７３】音響導波路を限定する帯域における音波の
速度における増加は、基板中の適切な物質の拡散によっ
て得ることができる。

【００７４】出願人により作られた装置においては、約
３０ｍｍの全長の音響導波路４１が、１１０ｎｍの距離
だけ相互に分離された基板ストリップ４２、４３を閉込
めるフォトリトグラフ・マスクの生成、閉込められた面
内で１６０ｎｍの厚さのチタニウム層のデポジション、
および１０６０℃の温度の炉内で３１時間の期間におけ
るその後のチタニウムの拡散によって作られた。拡散の
効果により、音波の速度は約０．３％だけ増加され、そ
の結果、領域４２、４３の作用によって、音波が導波路
４１に沿って閉込められる。この導波路は、用いられた
音波に対する単一モードの導波路である。音波に対する
減衰係数は約０．１ｄＢ／ｃｍである。

【００７５】光導波路および偏光結合器は、屈折率を増
加することが可能な物質の基板中の拡散によって作るこ
とができる。

【００７６】出願人により作られた装置においては、光
導波路および偏光結合器は、フォトリトグラフ・マス
ク、１０５ｎｍ厚さのチタニウム層のデポジション（ｄ
ｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、および１０３０℃の温度で９時
間にわたるその後の拡散によって得られる。

【００７７】光導波路においては、フォトリトグラフ・
マスクは約７．０μｍの幅の開口を有する。

【００７８】多数のこの形式の直線型導波路についての
伝送テストが、ＴＭ成分に対して約０．０３ｄＢ／ｃｍ
およびＴＥ成分に対して０．０７ｄＢ／ｃｍの減衰値を
呈した。

【００７９】偏光結合器３２、３７、４０は、平坦基板
上のエバネッセント波結合器（ｅｖａｎｅｓｃｅｎｔ−
ｗａｖｅｃｏｕｐｌｅｒ）である。

【００８０】エバネッセント波結合器とは、２つの導波
路間の放射の結合および相互間の光パワーの伝送を可能
にするように、各導波路が他の導波路で伝播する放射の
エバネッセント波以内である程度まである部分にわたり
相互に接近した２つの光導波路からなる装置を意味す
る。

【００８１】偏光スプリッタを作るためニオブ酸リチウ
ム基板上にエバネッセント波結合器を用いることは、例
えば、参考のため本文に援用される「Ａｐｐｌｉｅｄ
ＰｈｙｓｉｃｓＬｅｔｔｅｒｓ」第５５巻、第１０部
のＡ．Ｎｅｙｅｒの論文（１９８９年９月４日、９２７
〜９２９ページ）から公知である。

【００８２】本発明の装置に使用するため提供されるエ
バネッセント波偏光結合器（ｅｖａｎｅｓｃｅｎｔ−ｗ
ａｖｅｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎｃｏｕｐｌｅｒ）
は、図８に示される図に従って作られる。これら結合器
は、相互に並列でありかつ距離Ｃだけ相互に分離され、
それぞれ単一モードのアクセス導波路１、２および３、
４に接続された長さＬ_cの２つの単一モード導波路から
なる。導波路５の２つの外縁部間の距離はＤにより示さ
れる。導波路１〜５は、導波路３１、３５、３６、３８
と同じ幅を有する。同じ角度θが、アクセス導波路１と
４間およびアクセス導波路２と３間に存在する。アクセ
ス導波路１と４の中心線間の最大距離は、Ａにより示さ
れる。アクセス導波路２と３の中心線間の最大距離は、
Ｂによって示される。Ｅは、結合器の全長を表わす。

【００８３】距離Ｃは、２つの導波路５間の放射の結合
を可能にするのに充分に小さく選定される。特に、Ｃ＝
０である結合器を作ることが可能であり、この場合２つ
の平行な導波路が、全幅＝Ｄの単一の２モード導波路５
によって置換される。以降の記述においては、この場合
が参照され、Ｃ＞０なる場合に対する一般化は当業者に
とっては明らかである。

【００８４】エバネッセント波偏光結合器の動作は下記
の如くである。即ち、例えばアクセス導波路１からの導
波路５に対する単一モード光信号が、導波路５における
基本的な対称モードと第１次の非対称モードの両方を励
起し、２モードの導波路５に沿って、有効屈折率は２つ
のモードの各々に対して相互に異なり、かつ各モードに
対しては、ＴＥとＴＭ偏波のそれぞれに対して異なり、
この２つのモードが導波路５に沿ってＴＥおよびＴＭ成
分に対してそれぞれ成長する位相差ΔΦ_TEおよびΔΦ_TM
と干渉して、偏光に依存する行程を持つ光パワーにおけ
るうなりを生じ、従って導波路５の出力では、２つの偏
光が長さＬ_cおよび有効屈折率に影響を及ぼすパラメー
タの適切な選定に対する２つの単一モード導波路２と３
に沿って分離することができる。

【００８５】製造されたエバネッセント波偏光結合器に
おいては、下記のパラメータ値が選定された。即ち、Ｃ＝０μｍＤ＝１４μｍＥ＝５ｎｍ０＝０．５５° 当装置から出るＴＥ成分とＴＭ成分間の有効な分離のた
めに、距離ＡおよびＢは、上記のパラメータを持つ偏光
結合器に対しては少なくとも３０μｍでなければならな
い。

【００８６】出願人により作られた装置においては、結
合器３２、４０、３７に対する値ＡおよびＢは３０μｍ
である。

【００８７】また、音波より高い速度における導波路３
５、３６と領域４２、４３間の距離は、材料の光学的特
徴および導波路の諸元寸法に従って、最小距離より大き
くなければならない。基板と光導波路の双方が出願人に
より作られた装置のそれと類似する場合には、チタニウ
ムの拡散により基板より高い光学的屈折率を持つ領域４
２、４３に対して光信号の一部を結合することから結果
として生じる光損失を避けるために、前記距離は少なく
とも３５μｍ、望ましくは少なくとも４０μｍである。

【００８８】結合器３２のアクセス導波路２および結合
器４０のアクセス導波路２は、他のアクセス導波路より
も大きな長さで作られる。これらの導波路からの放射
は、基板より高い屈折率を持つ音響導波路を閉込めるス
トリップ４２を介して伝播し、ストリップ面からの拡散
により、あるいはストリップ自体の終端におけるフレネ
ル損失（Ｆｒｅｓｎｅｌｌｏｓｓｅｓ）によりストリ
ップ４２から放出する。

【００８９】これらのアクセス導波路に沿って伝播する
放射の吸収を改善するため、例えば各導波路上に３また
は４ｍｍの長さにわたって金属層を被着することにより
作られる光吸収部５１を用いることができる。この光吸
収部は、電気音響トランスジューサが作られる同じプロ
セス行程の間に作ることができる。

【００９０】エバネッセント波偏光結合器３２、４０、
３７に対する光学的値Ｌ_cを確立するために、実験テス
トが行われ、その結果が図９に要約される。

【００９１】図８に示された図に従って幾つかの異なる
エバネッセント波結合器が作られ、この結合器は上記パ
ラメータ値と、１４０μｍ乃至５４０μｍの範囲内の長
さＬ_cとを持つ。

【００９２】μｍ単位で表わされる長さＬ_cに従って図
９のグラフに再現されているのは、下記の如き規定され
る結合器の測定された分離比ＳＲ_x（ｄＢ単位で表わさ
れる）である。即ち、ＳＲ_x＝ｌｏｇ（Ｐ_x,₁／Ｐ_x,₂）但し、Ｐ_x,₁は出力導波路の１つ（例えば、アクセス導
波路２）からのｘ（ＴＥまたはＴＭ）偏波の出力パワー
であるが、Ｐ_x,₂は出力導波路の他方（図示された事例
では、アクセス導波路３）からのｘ偏波の出力パワーで
ある。

【００９３】図９のグラフでは、カーブ６１はＳＲ_TMと
関連するが、カーブ６２はＳＲ_TEと関連する。この２つ
のカーブは、２つの偏波（ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ）
に対する異なる周期を持つＬ_cの変動下のＳＲ_xの周期的
挙動を示す。

【００９４】所与の偏波に対する絶対値で表わされる高
い分離比は、２つの出力ポートの一方へのこのような偏
波を持つ成分の略々完全な分離と対応している。この分
離比の正の値は、装置を介するバー伝送、即ち、導波路
５の中心線に関して入力導波路と同じ側に配置された出
力導波路（図８に関して、信号入力がアクセス導波路１
から生じるならば、アクセス導波路２）に信号が略々完
全に指向される伝送と対応する。その代わり、分離比の
負の値は、装置を介する交差伝送、即ち、導波路５の中
心線に関して入力導波路から反対側に配置された出力導
波路（図８に関して、信号入力がアクセス導波路１から
生じるならば、アクセス導波路３）に信号が略々完全に
指向される伝送と対応する。

【００９５】カーブ６１（ＴＭ偏波）の場合は、１８０
μｍの大きさにおけるＬ_cの値に対して再現された最大
値がバー伝送と対応する。

【００９６】対照的に、カーブ６２（ＴＥ偏波）の場合
は、２００μｍ程度のＬ_cの値に対して再現された最小
値は交差伝送と対応している。

【００９７】一方の偏波に対するバー伝送と他方の偏波
に対する交差伝送の、同時に両方の偏波に対して絶対値
で表わされる高い分離比が存在する時、Ｌ_cの最適値が
得られる。

【００９８】上記の考察に基いて、本発明の装置におい
て用いられるべきエバネッセント波偏光結合器に対し
て、Ｌ_c＝１８０μｍの値が選定され、この値がＴＭ成
分に対して約２５ｄＢとＴＥ成分に対して約２５ｄＢの
測定分離比を保証し、ＴＭ成分に対してはバー伝送、Ｔ
Ｅ成分に対しては交差伝送となる。

【００９９】対応する測定減衰は、ＴＭ成分に対しては
約０．４ｄＢ、ＴＥ成分に対しては約０．５ｄＢであっ
た。

【０１００】図１０および図１１は、ＴＭ偏波（ＴＭ
ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ）に対して（図１０）および
ＴＥ偏波（ＴＥｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ）に対して
（図１１）それぞれＬ_c＝１４０μｍであるエバネッセ
ント波偏光結合器に対する波長に応じた分離比を示して
いる。

【０１０１】図７の音響光学装置において、結合器３２
および３７は、これらがＴＥ偏波偏光子として動作する
ように交差伝送を利用するように接続され、結合器４０
は、ＴＭ偏波偏光子として動作するようにバー伝送（ｂ
ａｒｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）を利用するように接
続される。

【０１０２】電気音響トランスジューサ４４は、適切な
周波数の電気信号から始動して、音響導波路４１内を伝
播する音波を生じる。（ＬｉＮｂＯ₃の如き）圧電性基
板の場合、このトランスジューサは、基板３０上に被着
された組合型電極で作られることが望ましい。非圧電性
材料から作られた基板の場合は、組合型電極を基板に重
なる圧電性材料上に被着することができる。

【０１０３】前掲の米国特許第５，００２，３４９号に
示されるように、基板がＬｉＮｂＯ₃で作られるなら
ば、電気音響トランスジューサをｙ軸に対して約５°の
傾斜で配置することができる。

【０１０４】出願人により作られた音響光学装置におい
ては、電気音響トランスジューサは、約１５５０ｎｍの
光波長におけるＴＥ／ＴＭ間変換のため必要である約１
７３．５ＭＨzの周波数を持つ表面超音波のＬｉＮｂＯ₃
における波長値である２１．６μｍの周期性を有する５
対の組合型電極からなっている。電極の周期性を変更す
ることによって、他の波長帯域において動作する音響光
学装置に対するものである電気音響トランスジューサを
作ることが可能であることは明らかであろう。

【０１０５】組合型電極は、金属（例えば、アルミニウ
ム）を例えば５００ｎｍの厚さだけ基板上に被着させる
（ｄｅｐｏｓｉｔｉｎｇ）ことにより作ることができ
る。中間のＹ₂Ｏ₃層の介挿が下側の光導波路における損
失を低減する上で役立つことが観察でき、約１００ｎｍ
の厚さの中間層により無視し得る損失を得ることができ
る。この中間層に対してＳｉＯ₂またはＡｌ₂Ｏ₃の如き
異なる種類の材料を用いることもでき、また厚さは基板
における音波の生成を損なうことなく下側の光ガイドに
おける損失を最小化するように選定されねばならない。

【０１０６】音響光学装置は、１５００ｎｍまたは１６
００ｎｍ、即ち１５５０ｎｍの中心波長から５０ｎｍだ
け外れた波長に同調することができ、これにより中心波
長における動作のため必要な５０ｍＷに対して組合型電
極に約１００ｍＷの電力を供給する。

【０１０７】本発明による音響光学装置を作るため用い
られるプロセスは、公知技術により装置を作るためのプ
ロセスと比較して著しく簡単になる。特に、ＴＭ通過偏
光子が導波路偏光結合器からなるので、残る偏光結合器
と光導波路が作られる同じプロセス工程において、この
偏光子を基板上に刻み込むことができる。

【０１０８】音響光学装置の場合、２．５ｄＢ乃至３．
５ｄＢ間に含まれる値の挿入損は、ＴＥ偏波を有する信
号に対して決定された（減衰は、装置を通過する際に、
ＴＥ偏波と通過帯域の中心と対応する波長とを有する光
信号により生じた）。

【０１０９】もしまた、導波路と、音響光学装置を光回
路の他の構成要素と接続するため必要な２つの光ファイ
バ部分との間の結合から結果として生じる入出力の減衰
が考えられるならば、ＴＥ偏波の信号に対する挿入損は
４．０ｄＢ乃至５．０ｄＢ間に含まれる値の範囲内にあ
る。

【０１１０】半分の最大通過帯域幅は、１．２ｎｍ乃至
２．０ｎｍ間に含まれると結論された。

【０１１１】通過帯域のサイドローブは、中心伝送ピー
クに関して少なくとも２０ｄＢの低減を有する。最も望
ましい場合には、サイドローブにおける２５ｄＢの低減
が結論された。

【０１１２】残留暗騒音（通過帯域害の波長を持つ信号
の減衰）は、２５ｄＢより小さい。

【０１１３】上記の音響光学装置は、規定された偏波の
信号に対して波長制御フィルタとして用いられるもので
あり、特に、この装置は、能動型光ファイバ形式のもの
でよいレーザ・キャビティ内の波長選択フィルタとして
用いられるものである。

【０１１４】上記の音響光学装置に対して特に有利な構
成は、第１段および第２段の長さが約１：１．６の比に
なるように、これら長さを適当に選定することによって
達成される。このため、第１段に関するスペクトル応答
カーブの最小値は、第２段に関してスペクトル応答カー
ブにおけるサイドローブの最大値と一致し、その結果音
響光学装置における全スペクトル応答カーブは著しく減
衰されることになる。

【０１１５】異なる長さの２段によって完全なＴＥ→Ｔ
Ｍ→ＴＥ変換を実施するためには、第１段における音響
パワーが第２段における音響パワーより約４ｄＢだけ高
いことが必要である。

【０１１６】以上のことは、例えば、マイクロリトグラ
フ・プロセスによって、第１段と第２段間の音響導波路
に沿って設けられた適切な音響吸収部による第２段にお
ける音響パワーを減衰させることにより達成することが
できる。

【０１１７】あるいはまた、音響光学装置の上記の構成
は、結合器４０と結合された導波路３５の終端に近い音
響導波路４１に沿って配置され、かつ残留表面超音波を
吸収するための音響吸収手段４６と、結合器４０と結合
された導波路３６の終端に近い音響導波路４１に沿って
配置され、かつ音響導波路４１内に表面超音波を生じる
ための第２の電気音響トランスジューサ４７と、結合器
４０と結合された導波路３６の終端に近い音響導波路４
１に沿って配置され、かつ光信号と反対方向に伝播する
トランスジューサ４７により生成される音波を吸収する
ための音響吸収手段４９とを付設することによって修正
することができる。

【０１１８】このように、第１段および第２段に伝播す
る表面超音波は、相互に独立的に生成される。このた
め、２つの段における音響パワーは、音響光学装置のス
ペクトル特性を最適化するように異なることができる。

【０１１９】また、２つの段における表面超音波のこの
ような独立的な制御により、装置に対するより広い通過
帯域を得るように相互に僅かに分離された２つの段にお
ける通過帯域の中心を選択することも可能である。

【０１２０】最後に、２つの段の独立的な駆動は、音響
光学装置の同調のため必要とされる時間を半分にまで低
減することを可能にする。実際には、音波が装置におけ
る２つの段の長い方を移動するのに要する時間は、音響
導波路全体に沿って伝播するのに必要な時間より短く、
同じ長さを有する段の場合にはこの値の半分である。音
響光学装置が波長分離多重通信システムにおいて多重チ
ャンネル選択のためのフィルタとして用いられる時、よ
り短い同調時間はシステムのより迅速な再構成の利点を
もたらす。

【０１２１】光信号に関して逆に伝播する表面超音波の
吸収のための音響吸収手段４６（および、おそらくは４
９）の使用に対する別の解決法は、電気音響トランスジ
ューサ４４（および、任意に４７）の代わりに、一方向
性の電気音響トランスジューサを用いることを含む。

【０１２２】この形式のトランスジューサは、Ｊ．Ｈ．
Ｃｏｌｌｉｎｓ等の論文「一方向性表面波トランスジュ
ーサ（Ｕｎｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌｓｕｒｆａｃｅ
ｗａｖｅｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）」（Ｐｒｏｃｅｅ
ｄｉｎｇｓｏｆｔｈｅＩＥＥＥ、１９６９年５月の
ＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓＬｅｔｔｅｒｓ、８３３〜８
３５ページ）に示される。

【０１２３】これらのトランスジューサは、図１２に示
される如く、相互に（１／４＋ｎ）・λ_Aの距離（但
し、λ_Aは音波の長さ、ｎは整数）で基板３０上に被着
され、９０°だけオフセットされた電気信号により駆動
される２連の組合型電極４４′および４４″によって作
ることができる。発生器７１により生成されるＲＦ電気
信号は、一連の電極４４′へ入力される。同じ信号は、
回路７２による９０°の位相遅延を生じた後、一連の電
極４４″へ入力される。

【０１２４】この構成は、一連の電極４４′から一連の
電極４４″への方向に基板表面上に生成される音波の破
壊的な干渉を生じる。反対に、一連の電極４４″から一
連の電極４４′への方向には、基板表面上の表面超音波
７３の生成による建設的な干渉が存在する。

【０１２５】一方向性の電気音響トランスジューサの使
用は、音響吸収手段４６（および、おそらくは４９）を
省略することを可能にし、この手段付近で基板の発熱を
避けることを可能にし、この発熱は通過する音響エネル
ギの発散によるもので、更に電気音響変換の効率を２倍
にすることにより、低減したパワーのＲＦ源を用いるこ
とができる。

【０１２６】導波路集積音響光学装置の別のバージョン
については、図１３に関して次に述べることにする。

【０１２７】このバージョンによれば、図７に関して述
べた形式の、同じ形態で配置された光導波路と導波路に
おけるエバネッセント波偏光結合器とは、基板３０上に
設けられる。

【０１２８】光導波路３４、３６は、音響導波路８１、
８３内部に含まれる基板部分に位置している。

【０１２９】電気音響トランスジューサ（ｅｌｅｃｔｒ
ｏａｃｏｕｓｔｉｃｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）４４、４
７は、音響結合器を形成するように、それぞれ導波路８
１、８３に対して並列に配置された音響導波路８２、８
４を介して伝播する表面超音波を生成する。

【０１３０】光導波路の結合器と同じように動作するこ
れらの音響導波路の結合器は、音響導波路が相互に接近
して一方の導波路から他方の導波路への表面超音波の通
過が可能である中心部分を有する。

【０１３１】例えば、Ｈ．Ｈｅｒｒｍａｎｎ等の論文
（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＬｅｔｔｅｒｓ、第２８
巻、第１１部、１９９２年５月２１日刊行、９７９〜９
８０ページ）に開示される如き公知技術によれば、これ
ら結合器は、導波路８１、８３に沿った表面超音波の強
さの特性がこれら導波路の中心部分に１つの最大値を、
またその終端部に２つの最小値を持つように作られ、光
導波路３５、３６に沿って伝播する光信号が経路の最初
の半分において成長し経路の第２の半分において強さを
減少する強さの音波と相互に作用する。

【０１３２】音響吸収部は、音響導波路８２、８４のど
ちらかの終端部に存在して残留表面超音波と、光信号に
関して逆に伝播する表面超音波とを減衰させる。音響エ
ネルギの散逸による基板のあり得る発熱は、この装置に
おいては光導波路により移動されない基板部分に局在化
され、従って、装置自体の動作のための問題となること
はない。

【０１３３】代替的な当該バージョンによる音響光学装
置のスペクトル応答カーブは、図７に示された装置より
大きいサイドローブの減衰を有する。

【０１３４】本発明による２段の集積導波路の偏波独立
型音響光学装置（ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎｉｎｄｅ
ｐｅｎｄｅｎｔａｃｏｕｓｔｏ−ｏｐｔｉｃａｌｄ
ｅｖｉｃｅ）については、次に図１４に関して記述する
ことにする。

【０１３５】下記の構成要素は基板３０上に存在し、チ
ャンネル光導波路３１は基板エッジに一端部を持ち、例
えば、適当に接続された光ファイバを介して装置へ入力
される光信号を受取るようになっており、３１の他の端
部は偏光結合器３２のアクセス導波路１に接続され、光
導波路２８は基板の縁部に一端部を持ち、他端部は結合
器３２のアクセス導波路４に接続され、結合器３２のア
クセス導波路２は導波路３３、ＴＥ通過偏光子３９およ
び導波路３４を介して、偏光結合器３７のアクセス導波
路１に接続され、結合器３２のアクセス導波路３は導波
路３５に接続されて偏光結合器４０のアクセス導波路１
と接続し、結合器４０のアクセス導波路２は導波路３６
と接続されて結合器３７のアクセス導波路４と接続し、
結合器３７のアクセス導波路２は導波路３８と接続され
て基板縁部で終端して、例えば光ファイバとの接続を介
して光信号出力を可能にし、最後に、結合器３７のアク
セス導波路３は導波路２９に接続されて基板終端で終端
する。

【０１３６】また基板３０上には、光導波路３３、３
４、３５、３６を含む基板部分上に延在して、音波の速
度が導波路４１におけるよりも高い２つのストリップ４
２、４３により閉込められた音響導波路４１と、結合器
３２に接続された導波路３３、３５の終端近くで音響導
波路４１に沿って配置され、音響導波路内に表面超音波
を生じるための一方向性の電気音響トランスジューサ４
４′、４４″と、結合器３７に接続された導波路３４、
３６の終端近くで音響導波路４１に沿って配置され、残
留表面超音波を吸収するための音響吸収手段４５とが形
成される。

【０１３７】出願人により作られた偏波独立がた音響光
学装置においては、同じ材料が用いられ、図７に関して
先に述べた音響光学装置のそれと同じ構造パラメータ値
が選択された。

【０１３８】公知の複屈折性および光弾性材料（ｐｈｏ
ｔｏｅｌａｓｔｉｃｍａｔｅｒｉａｌ）から選択され
た異なる材料および異なるパラメータ値は、異なる動作
条件における、特に通過帯域の中心波長に関する限り、
装置の動作を最適化するように、当業者によって選定す
ることができる。

【０１３９】出願人により作られた装置においては、基
板３０は、ｘ軸と直角に裁断されたＬｉＮｂＯ₃結晶か
らなり、導波路３１、３３、３４、３５、３６、３８お
よび偏光結合器３２、４０、３７の導波路５の部分は、
結晶のｙ軸に沿って配向されている。

【０１４０】音響導波路、光導波路および偏光結合器
は、基板を介するチタニウムのデポジションおよびその
後のデポジション（ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）によって作
られる。これらの構成要素に対する寸法および製造の諸
相は、図７に関して述べた装置について記述したものと
同じである。

【０１４１】更に、導波路自体を伝播する信号のサイド
・テール（ｓｉｄｅｔａｉｌｓ；エバネッセント波）
の重なり、およびその結果の導波路間の信号干渉結合を
避けるために、光導波路３３、３５および３４、３６は
それぞれ最小距離だけ分離されねばならない。この距離
は、用いられる材料の光学的特性（特に、屈折率）およ
び導波路のサイズに応じて、当業者によって選定され
る。基板および光導波路が出願人により作られた装置の
それと類似する場合は、この最小距離は約４０μｍであ
る。音響導波路の中心線に近い最大音響強さの領域内に
導波路を保持する要件と一致するように、光導波路間の
距離に対するより大きな値を選定することができる。

【０１４２】また、導波路３３、３４および音波のより
大きな速度における領域４２との間の距離、またそれぞ
れ導波路３５、３６と音波のより大きな速度の領域４３
との間の距離は、材料の光学的特性および導波路のサイ
ズに従って、最小距離より高くねばならない。基板と光
導波路が出願人により作られた装置と同じである場合、
チタニウムの拡散により基板のそれより高い光学的屈折
率を持つ領域４２、４３に対する光信号の部分の結合の
結果として生じる光損失を避けるために、この距離は少
なくとも３５μｍ、望ましくは少なくとも４０μｍであ
る。

【０１４３】出願人により作られる装置において、結合
器３２に対するＡ、結合器４０に対するＡおよびＢ、お
よび結合器３７に対するＢは、３０μｍの値を有する。
その代わり、結合器３２に対するＢおよび結合器３７に
対するＡの値は３０μｍである。

【０１４４】結合器４０の導波路３は、他のアクセス導
波路より長く作られる。この導波路からの放射は、基板
より高い屈折率を持つ音響導波路を閉込めるストリップ
４３に伝播して、このストリップ表面からの拡散によ
り、あるいはストリップ自体の終端におけるフレネル損
失によりストリップ４３から放出する。

【０１４５】このアクセス導波路に沿って伝播する放射
の吸収を改善するために、例えば導波路に対する３また
は４ｍｍの長さにわたる金属層のデポジションによって
作られる光吸収部５１が用いられる。この光吸収部は、
電気音響トランスジューサを作るために提供されるプロ
セス工程において作ることができる。

【０１４６】公知の原理（例えば、Ｆ．Ｔｉａｎ等の前
記論文参照）により作られるＴＥ通過偏光子３９は、図
１５に断面で示される。この偏光子は、他の導波路およ
び偏光結合器と同時に作られる既に述べたと同じ形式の
単一モード光導波路１０１の長さが約１．５ｍｍの部分
からなり、その上にＳｉＯ₂から作られた１７ｎｍの厚
さのバッファ層１０２と１００ｎｍの厚さのアルミニウ
ム層１０３とが約３０μｍの幅にわたって被着される。
偏光子３９は、２５ｄＢより大きな消光率を持ち、０．
５ｄＢより低い減衰で放射のＴＥ成分を供給する。先に
述べたＴＥ通過偏光子は、１５５０ｎｍ付近の帯域に含
まれる波長の放射による動作のため最適化される。

【０１４７】当業者は、構造パラメータ、特にバッファ
層の厚さあるいは材料を適合させることにより、異なる
波長に適するＴＥ通過偏光子を作ることができるであろ
う。

【０１４８】出願人により作られた音響光学装置におい
ては、一方向性の電気音響トランスジューサが、相互に
約５μｍだけ隔てられた、約１５５０ｎｍの光波長にお
けるＴＥ／ＴＭ間の変換のため必要である約１７３．５
ＭＨzの周波数を持つ表面超音波のＬｉＮｂＯ₃における
波長値である２１．６μｍの周期性を有する５対の相互
に組合った電極の２連の４４′、４４″を含んでいる。
電極の周期性を修正することにより、他の波長帯域にお
いて動作する光フィルタに適する電気音響トランスジュ
ーサを作ることが可能なことは明らかである。相互組合
型電極は、図７の装置に関して既に述べた様相に従って
作られる。

【０１４９】先に述べた音響光学装置の場合は、２．５
ｄＢ乃至３．５ｄＢに含まれる値の挿入損（装置を通過
する際、通過帯域中心と対応する波長の光信号が遭遇す
る減衰）が決められた。

【０１５０】また、当該装置の光回路の他の構成要素と
の接続のため必要な導波路と２つの光ファイバ部分間の
結合の結果として生じる入出力の減衰が考えられるなら
ば、挿入損は４．０ｄＢ乃至５．０ｄＢの値に達する。

【０１５１】通過帯域の半分の最大幅は、１．２ｎｍ乃
至２．０ｎｍ間に含まれると決められた。

【０１５２】通過帯域のサイドローブは、中心伝送ピー
クに関して少なくとも２０ｄＢの低減を有する。最も好
ましい場合において、サイドローブにおける２５ｄＢの
低減が決められた。

【０１５３】偏波依存損（ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ
ｄｅｐｅｎｄｅｎｔｌｏｓｓ）（直角偏波による光信
号の２つの成分間の減衰における差）は、０．５ｄＢ乃
至１．０ｄＢ間に含まれる値に制限される。

【０１５４】残留暗騒音（通過帯域害の波長を持つ信号
の減衰）は、−２５ｄＢより低い。

【０１５５】先に述べた偏波独立型音響光学装置は、波
長制御されるフィルタとして使用されるものである。特
に、この音響光学装置は、ＷＤＭ光通信システムにおけ
るチャンネル選択のためのフィルタとして使用されるも
のである。異なる周波数の幾つかの電気信号の重なりで
ある電気信号による電気音響トランスジューサの駆動に
より、駆動用電気信号の異なる周波数成分と同数の幾つ
かの異なる波長間隔の和からなるフィルタに対する通過
帯域が得られ、この場合前記間隔の各々の中心と対応す
る導波路は駆動用電気信号の前記成分の周波数に依存す
る。このように、音響光学フィルタは、駆動用電気信号
により制御されるべき異なる波長の幾つかのチャンネル
の同時の選択のために使用することができる。

【０１５６】先に述べた偏波独立型音響光学装置は、パ
ルス光通信システムにおけるパルスの形状を再現するた
めにも使用される。

【０１５７】また、先に述べた偏波独立型音響光学装置
の場合にも、例えば、偏光子３９と結合器４０に接続さ
れて音響導波路４１内に表面超音波を生じるための導波
路３４、３６の終端に近く音響導波路４１に沿って配置
される図１２に関して述べたトランスジューサと同じ方
法で作られる２連の相互組合型電極と、偏光子３９と結
合器４０とに接続されて、装置の第１段における残留表
面超音波を吸収するための導波路３３、３５の終端に近
い音響導波路４１に沿って配置された音響吸収手段４６
（図１４には示さない）とからなる、図１４には示され
ない第２の一方向性電気音響トランスジューサによる、
装置の２段における表面超音波の独立的な生成の代替的
バージョンを誘導することが可能である。

【０１５８】本発明による２段の導波路集積音響光学装
置もまた、共に導波路におけるエバネッセント波偏光結
合器からなる第１段および第２段間のＴＥ通過偏光子と
ＴＭ通過偏光子を用いて作ることができる。

【０１５９】図１６に示されるこの構成の第１の実施例
は下記の構成要素を含む。即ち、複屈折性および光弾性
の材料製の基板３０上の、図８に関して述べたものと同
じ形式の、その長さＬ_cがＴＭ成分に対するバー伝送と
ＴＥ成分に対する交差伝送とを可能にするほうに選択さ
れる導波路における３つのエバネッセント波偏光結合器
３２、４０、３７と、図８に関して述べた形式の、その
長さＬ_cがＴＥ成分に対するバー伝送とＴＭ成分に対す
る交差伝送とを可能にするように選択されるエバネッセ
ント波偏光結合器１１１と、基板の終端で始まり結合器
３２のアクセス導波路１に接続されたチャンネル光導波
路３１と、基板縁部で始まり結合器３２のアクセス導波
路４に接続された光導波路２８と、結合器３２のアクセ
ス導波路２と結合器１１１のアクセス導波路４との間に
接続された導波路３３と、結合器１１１のアクセス導波
路３と結合器３７のアクセス導波路１との間に接続され
た導波路３４と、結合器３２のアクセス導波路３と結合
器４０のアクセス導波路１との間に接続された導波路３
５と、結合器４０のアクセス導波路２と結合器３７のア
クセス導波路４との間に接続された導波路３６と、結合
器３７のアクセス導波路２に接続されて基板縁部で終る
導波路３８と、結合器３７のアクセス導波路３に接続さ
れて基板縁部で終る導波路２９と、音波速度が導波路４
１におけるよりも高い２つのストリップ４２、４３によ
り閉込められた光導波路３３、３４、３５、３６を含む
基板部分にわたり延在した音響導波路４１と、導波路３
３、３５の終端近くで音響導波路４１に沿って配置され
て音響導波路内に表面超音波を生じるための電気音響ト
ランスジューサ４４と、結合器３７に接続された導波路
３４、３６の終端近くで音響導波路４１に沿って配置さ
れて残留表面超音波を吸収するための音響吸収手段４５
とである。

【０１６０】導波路３１、３３、３４、３５、３６、３
８、および偏光結合器３２、１１１、４０、３７の導波
路５の部分は相互に平行である。

【０１６１】結合器１１１のアクセス導波路２と結合器
４０のアクセス導波路３とは、他のアクセス導波路より
大きな長さで作られる。これらの導波路からの放射は、
基板より高い屈折率を持つ音響導波路を閉込めるストリ
ップ４２、４３で伝播し、ストリップ表面からの散乱に
より、あるいはストリップ自体の終端におけるフレネル
損失によりストリップ４２、４３から放出する。

【０１６２】これらのアクセス導波路の光学系に沿って
伝播する放射の吸収を改善するため、各導波路に対す
る、例えば３または４ｍｍの長さにわたる金属層のデポ
ジションによって作られる吸収部５１が用いられる。こ
の光吸収部は、電気音響トランスジューサを作るために
提供される同じプロセス工程において作ることができ
る。

【０１６３】約１５５０ｎｍの波長におけるＴＭ成分の
バー伝送とＴＥ成分の交差伝送を可能にするための偏光
結合器１１１の導波路５の長さＬ_cは、アクセス導波路
間の複屈折角θ＝０．５５°に対して５００μｍと１０
００μｍの間に含まれ、この角度を増加することによ
り、出願人が行った計算によれば、先に述べた値に関し
て長さＬ_cを減じることが可能である。

【０１６４】基板材料およびその配向、光導波路および
音響導波路、偏光結合器および電気音響トランスジュー
サに対するサイズおよび製造技術の選択は、図１４に関
して述べた装置において使用された類似の成分について
述べたものと同じ基準を順守し得る。

【０１６５】当該実施例は、非常に簡単な方法で製造で
きるという利点を有する。特に、光導波路および偏光結
合器は、基板に同時に刻み込むことができ、これにより
ＴＥ通過偏光子を作る工程を除いて、その結果装置の製
造のため必要なプロセス工程数を減じる。

【０１６６】図１７に略図的に示される第２の代替例に
おいては、第１段と第２段間のＴＭ通過偏光子として働
く偏光結合器３２、３７、４０と同じエバネッセント波
偏光結合器１２１が交差伝送モードを利用する方法で導
波路５の中心線から反対側に配置されたアクセス導波路
１、３によって基板上の光回路の残部に接続される使用
法が判る。

【０１６７】導波路３３の結合器１２１のアクセス導波
路１との接続は、長さＦのチャンネル光導波路の湾曲部
分１２２により生じる。ストリップ自体に向けて湾曲部
分１２２に伝播する光信号に対する損失となり得る、こ
の湾曲部分１２２と音響導波路を閉込めるストリップと
の間の重なりを避けるため、音響導波路および関連する
閉込めストリップは、中心部分では遮断されねばならな
い。このように、それぞれストリップ１２４、１２５お
よび１２７、１２８により画定される装置の各段毎に１
つずつ、２つの音響導波路１２３、１２６が表面超音波
に対する更に大きな速度で形成される。

【０１６８】光導波路３３、３５および３４、３６は、
それぞれ音響導波路１２３、１２６が延在する基板部分
に含まれる。

【０１６９】更に、音響導波路１２３、１２６に対応し
ているのは、それぞれ結合器３２および結合器１２１、
４０に接続された端部における導波路に沿って配置さ
れ、各音響導波路に表面超音波を生じるための位置方向
性の電気音響トランスジューサ４４′、４４″および４
７′、４７″、およびそれぞれ結合器１２１、４０およ
び結合器３７に接続された端部で導波路に沿って配置さ
れた音響吸収手段４６、４５である。

【０１７０】この第２の代替例における装置は、その記
述を参照される同じ形態で配置された全解決法において
用いられるものと似た構成要素で完成される。

【０１７１】一例においては、光導波路の湾曲によるあ
り得る損失を減じるため、湾曲部分１２２の長さＦは約
４ｍｍであり、光導波路の対応する曲率半径は１００ｎ
ｍより小さくなかった。

【０１７２】当該第２の代替例による装置の製造プロセ
スは、必要な工程数における減少に照らして、第１の実
施例に対して同じ利点を有し、更に、第２の実施例にお
いては、全ての偏光結合器が相互に同じであり、このこ
とは、他の結合器とは異なり、１つの偏光結合器の大き
さを最適化してＴＥ成分のバー伝送およびＴＭ成分の同
時の交差伝送を可能にする必要が無いので、装置のプロ
セスの変化に対する影響を更に少なくし設計工程を簡単
にする。

【０１７３】図１８に略図的に示される第３の代替例
は、１つのエバネッセント波偏光結合器１３１が導波路
３１、３３、３４、３５、３６、３８の方向に関して回
転された位置に配置されるので、第２の実施例とは異な
る。

【０１７４】結合器自体のアクセス導波路間の複屈折角
（ｂｉｆｕｒａｃｔｉｏｎａｎｇｌｅ）θの半分に対
応する角度にわたる回転は、結合器のアクセス導波路と
装置の光導波路との間の湾曲接続部１３２の長さを減じ
ることを可能にする。特に、湾曲接続部１３２の長さは
０．５ｍｍより小さくすることができる。

【０１７５】基板がＬｉＮｂＯ₃材料から形成される場
合には、回転角度θ／２が基板に対する結晶のｙ軸の配
向を固定することが可能である精度より小さくなるなら
ば、結晶のｙ軸に沿った放射の伝播によって、回転され
た結合器は他の結合器と略々同じ方法で動作し、この精
度は約０．３°である。

【０１７６】他の方法で、可能な小さな相違を補償する
ために、フィルタ構造全体を約θ／４だけ反対方向に回
転することができ、装置の第３の実施例に関する利点は
維持される。

【０１７７】本発明による装置の記述において、表面超
音波および各並列導波路に沿った同じ方向に伝播する光
信号に言及してきた。また、表面超音波が光信号とは反
対の方向に伝播する実施例を提供することも可能であ
る。

【０１７８】音波の方向品質の改善、および最大音響強
さの領域の光導波路に近くの維持のため、音響導波路の
使用について記述した。しかし、本発明によれば、音響
導波路が存在せずに光導波路の方向に伝播する表面超音
波を生成する方向性トランスジューサを使用することも
可能である。

【０１７９】同様に、本文に述べた装置の一部に関して
行われる代替例もまた、当業者には明瞭な適切な適合を
実施した後に、本文に述べた他の装置に対しても適用可
能である。

【０１８０】本発明が装置の２つの音波の相互作用段を
接続する偏光器が１つのエバネッセント波偏光結合器か
らなる場合に関して記載されたとしても、全長および装
置の減衰の僅かな増加が受入れられる時、２段を接続す
る一方あるいは各々の偏光子が２つの（あるいは、おそ
らくはそれ以上の）直列に接続されたエバネッセント波
偏光結合器を接続し、これによりより各偏光子毎に更に
低い消光率と、装置全体により低い暗騒音とを得られる
ことは、当業者には明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

【図１】公知技術による音響光学フィルタを示す図であ
る。

【図２】公知技術による音響光学フィルタを示す図であ
る。

【図３】公知技術による音響光学フィルタを示す図であ
る。

【図４】公知技術による音響光学フィルタを示す図であ
る。

【図５】公知技術によるＴＭ通過偏光子のスペクトル応
答の温度変化に関するグラフである。

【図６】公知技術によるＴＭ通過偏光子のスペクトル応
答の温度変化に関するグラフである。

【図７】本発明による音響光学フィルタを示す図であ
る。

【図８】本発明において用いられるエバネッセント波偏
光結合器を示す図である。

【図９】共通導波路部分の長さに関する導波路における
エバネッセント波偏光結合器の分離比を示すグラフであ
る。

【図１０】波長に関する導波路におけるエバネッセント
波偏光結合器の分離比を示すグラフである。

【図１１】波長に関する導波路におけるエバネッセント
波偏光結合器の分離比を示すグラフである。

【図１２】一方向性電気音響トランスジューサの図であ
る。

【図１３】本発明の別の実施例による音響光学フィルタ
の図である。

【図１４】本発明による偏光独立型音響光学フィルタの
図である。

【図１５】図１４に示された装置において用いられる導
波路ＴＥ通過偏光子の図である。

【図１６】本発明による偏光独立型音響光学フィルタの
図である。

【図１７】本発明の別の実施例による偏光独立型音響光
学フィルタの図である。

【図１８】本発明の更に別の実施例による偏光独立型音
響光学フィルタの図である。

【符号の説明】

１アクセス導波路２アクセス導波路３アクセス導波路４アクセス導波路５導波路１６フィルタ１９光チャンネル導波路２０音響光学トランスジューサ２１櫛形電極２２音響導波路２３側面領域２４ＴＥ通過偏光子２５ＴＭ通過偏光子２６音響吸収材２８光導波路２９導波路３０基板３１チャンネル光導波路３２偏光結合器３３光導波路３４光導波路３５光導波路３６光導波路３７偏光結合器３８導波路３９ＴＥ通過偏光子４０偏光結合器４１音響導波路４２ストリップ４３ストリップ４４電気音響トランスジューサ４５音響吸収手段４６音響吸収手段４７第２の電気音響トランスジューサ４８結合器４９音響吸収手段５１光吸収部８１音響導波路８２音響導波路８３音響導波路８４音響導波路１０１単一モード光導波路１０２バッファ層１０３アルミニウム層１１１エバネッセント波偏光結合器１２１結合器１２２湾曲部分１２３音響導波路１２６音響導波路１３１エバネッセント波偏光結合器１３２湾曲接続部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複屈折性および光弾性の材料の１つの基
板を含む波長選択のための音響光学導波装置であって、光信号により移動される少なくとも１つの光導波路を含
む、第１の波長インターバルにおける前記光信号の偏光
面の第１の回転ステージと、前記光信号により移動される少なくとも１つの光導波路
を含む、第２の波長インターバルにおける光信号の偏光
面の第２の回転ステージと、偏光子を担持する、前記第１ステージおよび第２ステー
ジを接続する少なくとも１つの光導波路と、偏光選択素子を担持する、前記第２ステージの下流側に
おける少なくとも１つの光導波路とが前記基板上に形成
された音響光学導波装置において、前記偏光子がエバネッセント波偏光結合器を含むことを
特徴とする音響光学導波装置。
【請求項２】前記第１ステージおよび第２ステージの
少なくとも１つが表面超音波を生成する手段を含むこと
を特徴とする請求項１記載の音響光学導波装置。
【請求項３】前記基板が、前記第１ステージおよび第
２ステージの前記光導波路の１つの少なくとも１つの部
分を含む音響導波路を含むことを特徴とする請求項２記
載の音響光学導波装置。
【請求項４】前記第１ステージの前記光導波路を含む
基板部分上に延在する第１の音響導波路と、前記第２ス
テージの前記光導波路を含む基板部分上に延在する第２
の音響導波路とを含むことを特徴とする請求項３記載の
音響光学導波装置。
【請求項５】表面超音波を生成する前記手段が、前記
音響導波路における前記音波の一方向性伝播のため、前
記音響導波路の少なくとも１つの内部に該導波路の一端
部付近に配置されることを特徴とする請求項３記載の音
響光学導波装置。
【請求項６】表面超音波を生成する前記手段が、前記
音響導波路を横切って配置される一連の相互に組合った
電極を含むことを特徴とする請求項５記載の音響光学導
波装置。
【請求項７】前記音響導波路の前記端部に配置された
音響吸収部を含むことを特徴とする請求項６記載の音響
光学導波装置。
【請求項８】表面超音波を生成する前記手段が配置さ
れる端部とは反対側の前記音響導波路の端部に配置され
た音響吸収部を含むことを特徴とする請求項５記載の音
響光学導波装置。
【請求項９】表面超音波を生成する前記手段が、相互
に予め定めた距離に配置され、それぞれ第１の交番電圧
電気信号と、該第１の電気信号を９０°だけオフセット
することにより得られる第２の電気信号とが供給されて
一方向性の音波を生成する２連の相互に組合った電極か
らなることを特徴とする請求項５記載の音響光学導波装
置。
【請求項１０】前記第１ステージおよび第２ステージ
の各々における２つの平行な光導波路と、前記第１ステ
ージおよび第２ステージ間の２つの光接続導波路とを備
え、各光接続導波路が、２つの相互に直角をなす偏波成
分の１つを伝送するための１つの偏光子を担持し、前記
偏光子の少なくとも１つがエバネッセント波偏光結合器
からなることを特徴とする請求項１記載の音響光学導波
装置。
【請求項１１】前記偏光子の１つがＴＥ通過偏光子で
あり、バッファ層が間に介挿された、第１ステージおよ
び第２ステージ間の対応する光接続導波路と重なり合う
金属層を含むことを特徴とする請求項１０記載の音響光
学導波装置。
【請求項１２】前記偏光子の各々がエバネッセント波
偏光結合器を含むことを特徴とする請求項１０記載の音
響光学導波装置。
【請求項１３】前記エバネッセント波偏光結合器の両
方が、それぞれの通過偏光に対するバー伝送結合器であ
ることを特徴とする請求項１２記載の音響光学導波装
置。
【請求項１４】前記エバネッセント波偏光結合器の１
つが各通過偏光に対するバー伝送結合器であり、前記エ
バネッセント波偏光結合器の第２の結合器が各通過偏光
に対する交差伝送結合器であることを特徴とする請求項
１２記載の音響光学導波装置。
【請求項１５】前記第２のエバネッセント波偏光結合
器が、湾曲した導波路部分により各光接続導波路に接続
されることを特徴とする請求項１４記載の音響光学導波
装置。
【請求項１６】前記第２のエバネッセント波偏光結合
器が、各接続導波路とゼロでない角度をなす直線状の中
心部分を含むことを特徴とする請求項１４記載の音響光
学導波装置。
【請求項１７】前記偏光子の少なくとも１つが２つの
エバネッセント波偏光結合器を含むことを特徴とする請
求項１２記載の音響光学導波装置。
【請求項１８】前記偏光子の各々が、２つのエバネッ
セント波偏光結合器を含むことを特徴とする請求項１７
記載の音響光学導波装置。
【請求項１９】前記複屈折性および光弾性の材料がＬ
ｉＮｂＯ₃であることを特徴とする請求項１記載の音響
光学導波装置。
【請求項２０】前記光導波路とエバネッセント波偏光
結合器が、フォトリトグラフ・マスキング、金属層のデ
ポジション、およびその後の基板内の金属の拡散によっ
て作られることを特徴とする請求項１９記載の音響光学
導波装置。
【請求項２１】前記金属がチタニウムであることを特
徴とする請求項２０記載の音響光学導波装置。
【請求項２２】波長の選択のための音響光学導波装置
を作る方法において、基板内の第１の金属の拡散によって、複屈折性および光
弾性の材料で作られた基板上に少なくとも１つの音響導
波路を形成するステップと、前記基板内の第２の金属のフォトリトグラフ・デポジシ
ョンおよびその後の拡散によって前記基板上に第１およ
び第２のエバネッセント波偏光結合器、ならびに該偏光
結合器間の接続のための、前記音響導波路に少なくとも
部分的に含まれる少なくとも１つの光導波路を形成する
ステップと、前記光接続導波路に沿って偏光子を形成するステップ
と、第３の金属の前記基板に対するフォトリトグラフ・デポ
ジションによって、前記音響導波路の少なくとも１つの
内部に相互に組合った電極を含む電気音響トランスジュ
ーサを形成するステップとを含む方法において、偏光子を形成する前記ステップが、前記第１および第２
の偏光結合器と前記光接続導波路とを形成する前記ステ
ップに含まれ、かつ第３のエバネッセント波偏光結合器
を形成するステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項２３】前記第１と第２と第３のエバネッセン
ト波偏光結合器が相互に同じであることを特徴とする請
求項２２記載の音響光学導波装置を作る方法。
【請求項２４】前記第１および第２の偏光結合器間の
音響導波路が前記光導波路に少なくとも部分的に含まれ
る第１および第２の光接続導波路の、基板自体内部にお
ける前記第２の金属のフォトリトグラフ・デポジション
およびその後の拡散による前記基板上での形成と、前記
光接続導波路の各々に沿った偏光子の形成とを含むこと
を特徴とする請求項２２記載の音響光学導波装置を作る
方法。
【請求項２５】前記偏光子を形成する前記ステップ
が、前記第１および第２の偏光結合器と前記光接続導波
路とを形成する前記ステップに含まれ前記第１および第
２の光接続導波路に沿って第３および第４のエバネッセ
ント波偏光結合器をそれぞれ形成するステップを含むこ
とを特徴とする請求項２４記載の音響光学導波装置を作
る方法。
【請求項２６】前記第１と第２と第３と第４のエバネ
ッセント波偏光結合器が相互に同じであることを特徴と
する請求項２５記載の音響光学導波装置を作る方法。