JPH0868965A - 光非相反回路 - Google Patents
光非相反回路Info
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- JPH0868965A JPH0868965A JP20632894A JP20632894A JPH0868965A JP H0868965 A JPH0868965 A JP H0868965A JP 20632894 A JP20632894 A JP 20632894A JP 20632894 A JP20632894 A JP 20632894A JP H0868965 A JPH0868965 A JP H0868965A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 光通信や光計測等に用いられる光アイソレー
タにおいて、従来の高価な部品を高精度に調整して使用
していた点を改善し、光集積に適した小型で安価な光ア
イソレータを実現する。 【構成】 基板３上の磁気光学膜２にリブ導波路１を形
成し、これに外部磁界より磁気光学膜２の中に誘起され
た磁化ベクトル４により、導波路１に入射された光の前
進波と後進波とで導波モードから放射モードへの変換係
数を異ならせ、光非相反回路を形成して光アイソレーシ
ョンを行なう。
タにおいて、従来の高価な部品を高精度に調整して使用
していた点を改善し、光集積に適した小型で安価な光ア
イソレータを実現する。 【構成】 基板３上の磁気光学膜２にリブ導波路１を形
成し、これに外部磁界より磁気光学膜２の中に誘起され
た磁化ベクトル４により、導波路１に入射された光の前
進波と後進波とで導波モードから放射モードへの変換係
数を異ならせ、光非相反回路を形成して光アイソレーシ
ョンを行なう。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光通信、光計測等に用
いる光アイソレータに係り、特に、導波型の光非相反回
路に関するものである。
いる光アイソレータに係り、特に、導波型の光非相反回
路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】光アイソレータの従来例を、図１０に示
す。５１、５２はポート、５３、５４はＳ偏光のみを透
過する偏光ビームスプリッタ、５５はＹＩＧ等のファラ
ディ回転子、５６はファラディ回転子５５中を通る磁界
を示す。まず、ポート５１から入射したＳ偏光（垂直な
偏光）を持つ光は偏光ビームスプリッタ５３を透過し、
ファラディ回転子５５を通ることにより偏波が４５度回
転し、同じ方向に４５度傾けられた偏光ビームスプリッ
タ５４を透過した後、ポート５２から出射する。これに
対して、逆に、ポート５２から入射したＳ偏光（垂直か
ら４５度傾いた偏光）は偏光ビームスプリッタ５４を透
過し、ファラディ回転子５５を通ることにより偏波が４
５度回転して水平となり、偏光ビームスプリッタ５３に
対しＰ偏光（水平な偏光）となり、透過することができ
ない。
す。５１、５２はポート、５３、５４はＳ偏光のみを透
過する偏光ビームスプリッタ、５５はＹＩＧ等のファラ
ディ回転子、５６はファラディ回転子５５中を通る磁界
を示す。まず、ポート５１から入射したＳ偏光（垂直な
偏光）を持つ光は偏光ビームスプリッタ５３を透過し、
ファラディ回転子５５を通ることにより偏波が４５度回
転し、同じ方向に４５度傾けられた偏光ビームスプリッ
タ５４を透過した後、ポート５２から出射する。これに
対して、逆に、ポート５２から入射したＳ偏光（垂直か
ら４５度傾いた偏光）は偏光ビームスプリッタ５４を透
過し、ファラディ回転子５５を通ることにより偏波が４
５度回転して水平となり、偏光ビームスプリッタ５３に
対しＰ偏光（水平な偏光）となり、透過することができ
ない。
【０００３】また、従来提案されていた導波型光アイソ
レータの構造を、図１１に示す。図１１において、６１
は基板、６２はＹＩＧ磁気光学膜、６３は導波光、６４
は入射プリズム、６５はＬｉＮｂＯ3光学結晶、６６は
出射プリズムでＺ軸方向に磁界が印加されている。この
導波型光アイソレータでは、光学結晶６５と磁気光学膜
６２との相互作用により、ＴＥ基本モードで入射した順
方向の光波はそのまま出射するが、ＴＥ基本モードで逆
方向から入射した光波は、光学結晶６５の方に放射さ
れ、出力されない。
レータの構造を、図１１に示す。図１１において、６１
は基板、６２はＹＩＧ磁気光学膜、６３は導波光、６４
は入射プリズム、６５はＬｉＮｂＯ3光学結晶、６６は
出射プリズムでＺ軸方向に磁界が印加されている。この
導波型光アイソレータでは、光学結晶６５と磁気光学膜
６２との相互作用により、ＴＥ基本モードで入射した順
方向の光波はそのまま出射するが、ＴＥ基本モードで逆
方向から入射した光波は、光学結晶６５の方に放射さ
れ、出力されない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図１０
に示した従来例の光アイソレータにおいては、ファラデ
ィ回転子５５が高価な上、ファラディ回転子５５及び偏
光ビームスプリッタ５３、５４を、光軸及び偏光角度を
高精度に調整する必要がある。このため、信頼性に乏し
く、非常に高価となる欠点があった。さらに、この光ア
イソレータでは、光回路の集積化が困難である。
に示した従来例の光アイソレータにおいては、ファラデ
ィ回転子５５が高価な上、ファラディ回転子５５及び偏
光ビームスプリッタ５３、５４を、光軸及び偏光角度を
高精度に調整する必要がある。このため、信頼性に乏し
く、非常に高価となる欠点があった。さらに、この光ア
イソレータでは、光回路の集積化が困難である。
【０００５】また、図１１に示した導波型光アイソレー
タは、構造が複雑で、高度な調整が必要な上、光学結晶
６５を用いているため、製造性が悪く、高価となる問題
があった。そして、現実に、アイソレーション特性とし
て１０ｄＢ程度しか得られていなかった。
タは、構造が複雑で、高度な調整が必要な上、光学結晶
６５を用いているため、製造性が悪く、高価となる問題
があった。そして、現実に、アイソレーション特性とし
て１０ｄＢ程度しか得られていなかった。
【０００６】本発明はこのような課題を解決するために
なされたもので、従来例の高価な部品を用い、かつ、そ
れらの高精度な調整を必要としていた点を解決し、光集
積化に適した安価な小型の光アイソレータである光非相
反回路を提供することを目的とする。
なされたもので、従来例の高価な部品を用い、かつ、そ
れらの高精度な調整を必要としていた点を解決し、光集
積化に適した安価な小型の光アイソレータである光非相
反回路を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明においては、少なくともその一部が磁気光学
材料で形成された光導波路からなり、この磁気光学材料
内の磁化ベクトルが少なくとも光の導波方向に対して垂
直の成分を有し、ＴＥモードのカットオフがＴＭモード
のカットオフよりも大きく、かつ、ＴＭ導波モードがＴ
Ｅ放射モードと位相整合をなしており、ＴＭ導波モード
からＴＥ放射モードへの結合係数を前進波と後進波とで
異ならせて、光非相反回路を形成する。
に、本発明においては、少なくともその一部が磁気光学
材料で形成された光導波路からなり、この磁気光学材料
内の磁化ベクトルが少なくとも光の導波方向に対して垂
直の成分を有し、ＴＥモードのカットオフがＴＭモード
のカットオフよりも大きく、かつ、ＴＭ導波モードがＴ
Ｅ放射モードと位相整合をなしており、ＴＭ導波モード
からＴＥ放射モードへの結合係数を前進波と後進波とで
異ならせて、光非相反回路を形成する。
【０００８】
【作用】本発明の光非相反回路は、磁気光学材料を用い
た導波路からなり、ＴＭ導波モードがＴＥ放射モードと
位相整合をなしており、かつ、磁気光学材料内の磁化ベ
クトルが、少なくとも光の導波方向に対して垂直な成分
を有している。このため、この垂直方向の磁化ベクトル
成分による磁気光学効果により、ＴＭ導波モードからＴ
Ｅ放射モードへの結合係数が、前進波と後進波とでは異
なるようになり、順方向の光は導波路中を導波するが、
逆方向の光は放射して導波しなくなり、光非相反回路が
形成される。そして、この技術は、従来の技術とは構
成、形成方法、及び動作原理が異なり、小型で安価に形
成でき、光集積化に適合している。
た導波路からなり、ＴＭ導波モードがＴＥ放射モードと
位相整合をなしており、かつ、磁気光学材料内の磁化ベ
クトルが、少なくとも光の導波方向に対して垂直な成分
を有している。このため、この垂直方向の磁化ベクトル
成分による磁気光学効果により、ＴＭ導波モードからＴ
Ｅ放射モードへの結合係数が、前進波と後進波とでは異
なるようになり、順方向の光は導波路中を導波するが、
逆方向の光は放射して導波しなくなり、光非相反回路が
形成される。そして、この技術は、従来の技術とは構
成、形成方法、及び動作原理が異なり、小型で安価に形
成でき、光集積化に適合している。
【０００９】
【実施例】図１は、本発明に係る光非相反回路の第１の
実施例を説明する図である。ここで、１は磁気光学膜で
形成されたリブ導波路、２は磁気光学膜、３は基板、４
は印加された外部磁界により誘起された磁気光学膜２中
の磁化ベクトル、５は座標である。光は屈折率の高いリ
ブ導波路１を導波する。
実施例を説明する図である。ここで、１は磁気光学膜で
形成されたリブ導波路、２は磁気光学膜、３は基板、４
は印加された外部磁界により誘起された磁気光学膜２中
の磁化ベクトル、５は座標である。光は屈折率の高いリ
ブ導波路１を導波する。
【００１０】まず、本実施例１のＴＭモードで動作する
光アイソレータとしての動作原理を、図２に示す位相定
数により説明する。上側はＴＥモードの位相定数β（Ｔ
Ｅ）を、下側はＴＭモードの位相定数β（ＴＭ）を示
す。ＴＥモードのカットオフβCがＴＭモードのカット
オフより大きくなる導波路の構造異方性を利用して、Ｔ
Ｍ導波モードがＴＥ放射モードと常に位相整合状態とな
るようにする。ここで、β+、β-は、それぞれ後進波、
及び前進波の位相定数を示し、Ｋ+、Ｋ-は、それぞれＴ
Ｍ導波モードからＴＥ放射モードへの変換係数を示す。
この変換係数は磁気光学効果（磁化ベクトルのｙ軸また
はｚ軸成分により生じる）、または歪みや膜成長誘導に
よる光学異方性により生じる。また、磁気光学膜２中の
ｙ軸方向の磁化ベクトル成分により非相反移相効果が生
じ、ＴＭモード光の位相定数は前進波と後進波とで異な
る。このような状態において、Ｋ+≠０、Ｋ-＝０がなり
たつとき、変換係数Ｋ+は０でないためＴＭ導波モード
の後進波はＴＥ放射モードに変換し、光が導波路１の側
方に散逸する。これに対して、前進波はＫ-＝０で放射
モードに変換しないので、そのままＴＭ導波モードとし
て導波路１を出射する。したがって、光のアイソレータ
として動作する。なお、Ｋ+＝０、Ｋ-≠０でも光の進行
方向が逆となるが、同じ効果が得られる。
光アイソレータとしての動作原理を、図２に示す位相定
数により説明する。上側はＴＥモードの位相定数β（Ｔ
Ｅ）を、下側はＴＭモードの位相定数β（ＴＭ）を示
す。ＴＥモードのカットオフβCがＴＭモードのカット
オフより大きくなる導波路の構造異方性を利用して、Ｔ
Ｍ導波モードがＴＥ放射モードと常に位相整合状態とな
るようにする。ここで、β+、β-は、それぞれ後進波、
及び前進波の位相定数を示し、Ｋ+、Ｋ-は、それぞれＴ
Ｍ導波モードからＴＥ放射モードへの変換係数を示す。
この変換係数は磁気光学効果（磁化ベクトルのｙ軸また
はｚ軸成分により生じる）、または歪みや膜成長誘導に
よる光学異方性により生じる。また、磁気光学膜２中の
ｙ軸方向の磁化ベクトル成分により非相反移相効果が生
じ、ＴＭモード光の位相定数は前進波と後進波とで異な
る。このような状態において、Ｋ+≠０、Ｋ-＝０がなり
たつとき、変換係数Ｋ+は０でないためＴＭ導波モード
の後進波はＴＥ放射モードに変換し、光が導波路１の側
方に散逸する。これに対して、前進波はＫ-＝０で放射
モードに変換しないので、そのままＴＭ導波モードとし
て導波路１を出射する。したがって、光のアイソレータ
として動作する。なお、Ｋ+＝０、Ｋ-≠０でも光の進行
方向が逆となるが、同じ効果が得られる。
【００１１】次に、等価屈折率法を用い、導波路構造を
調整して、図２の位相条件を満足する方法について述べ
る。ここで、図３の実線は、３層スラブ導波路における
導波モードの位相定数と導波路膜厚との関係を示す。一
般に、図に示すように、スラブ導波路の位相定数は、Ｔ
Ｅモードの方がＴＭモードより大きい。また、スラブ部
（リブ部外）の磁気光学膜の膜厚ｔ2により、カットオ
フβCが決まる。したがって、図３に示すように、リブ
の高さｔ1−ｔ2を小さくすることにより、ＴＥモードの
カットオフβCは大きくなり、ＴＭ導波モードの位相定
数β+、β-より大きくすることができる。また、リブの
パターン幅を小さくすることにより、β+、β-は小さく
なる。したがって、リブの高さと幅を小さくすることに
より、図２の位相条件を満足させることができる。
調整して、図２の位相条件を満足する方法について述べ
る。ここで、図３の実線は、３層スラブ導波路における
導波モードの位相定数と導波路膜厚との関係を示す。一
般に、図に示すように、スラブ導波路の位相定数は、Ｔ
Ｅモードの方がＴＭモードより大きい。また、スラブ部
（リブ部外）の磁気光学膜の膜厚ｔ2により、カットオ
フβCが決まる。したがって、図３に示すように、リブ
の高さｔ1−ｔ2を小さくすることにより、ＴＥモードの
カットオフβCは大きくなり、ＴＭ導波モードの位相定
数β+、β-より大きくすることができる。また、リブの
パターン幅を小さくすることにより、β+、β-は小さく
なる。したがって、リブの高さと幅を小さくすることに
より、図２の位相条件を満足させることができる。
【００１２】次に、ＴＭ導波モードからＴＥ放射モード
への変換係数を前進波と後進波とで異ならせる方法につ
いて、以下、２つの方法について述べる。
への変換係数を前進波と後進波とで異ならせる方法につ
いて、以下、２つの方法について述べる。
【００１３】その１つは、その変換係数が位相定数によ
って異なることを利用する。図４に示すように、放射モ
ードへの変換係数は位相定数の関数である。一方、上述
したように、磁気光学膜中のｙ軸方向の磁化ベクトル成
分により非相反移相効果が生じ、ＴＭモード光の位相定
数は前進波と後進波とで異なっている。したがって、図
４に示したように、前進波の位相定数β-を変換係数が
０となるようにし、後進波の位相定数β+の変換係数が
０でないように設計することにより、Ｋ+≠０、Ｋ-＝０
の条件が可能となる。あるいは、Ｋ+＝０、Ｋ-≠０の条
件でもよい。
って異なることを利用する。図４に示すように、放射モ
ードへの変換係数は位相定数の関数である。一方、上述
したように、磁気光学膜中のｙ軸方向の磁化ベクトル成
分により非相反移相効果が生じ、ＴＭモード光の位相定
数は前進波と後進波とで異なっている。したがって、図
４に示したように、前進波の位相定数β-を変換係数が
０となるようにし、後進波の位相定数β+の変換係数が
０でないように設計することにより、Ｋ+≠０、Ｋ-＝０
の条件が可能となる。あるいは、Ｋ+＝０、Ｋ-≠０の条
件でもよい。
【００１４】もう１つの方法は、磁気光学膜以外の膜の
歪みや膜成長誘導等による相反な光学異方性を利用する
方法である。すなわち、Ｋm、Ｋsを磁気光学、歪み異方
性による変換係数とすると、後進波、前進波の放射モー
ドへの変換係数Ｋ+、Ｋ-は、以下の（１）、（２）式で
与えられる。すなわち、
歪みや膜成長誘導等による相反な光学異方性を利用する
方法である。すなわち、Ｋm、Ｋsを磁気光学、歪み異方
性による変換係数とすると、後進波、前進波の放射モー
ドへの変換係数Ｋ+、Ｋ-は、以下の（１）、（２）式で
与えられる。すなわち、
【００１５】
【数１】
【００１６】
【数２】
【００１７】従って、Ｋm＝Ｋsのとき、前進波において
Ｋ-＝０となり、放射モード変換は生じない。一方、後
進波においては、Ｋ+＝２Ｋmとなり、放射モード変換が
生じる。
Ｋ-＝０となり、放射モード変換は生じない。一方、後
進波においては、Ｋ+＝２Ｋmとなり、放射モード変換が
生じる。
【００１８】次に、本発明に係る光非相反回路の製造法
と、それによる実験結果について述べる。図５は、その
製造工程を示す。まず、（ａ）に示すように、ＧＧＧ
（Ｇｄ3Ｇａ5Ｏ12）、ＮＧＧ（Ｎｄ3Ｇａ5Ｏ12）、カチ
オンドープＧＧＧ等のガーネット基板３上に、Ｃe置換
ＹＩＧ等の磁気光学膜２をＲＦスパッタにより形成す
る。ここでは、磁気光学効果の大きなＣe置換ＹＩＧ膜
を用いた。次に、（ｂ）に示すように、フォトリソグラ
フィ技術を用い、磁気光学膜２上に、フォトレジスト、
Ｃｒ、Ｔｉ等により、マスク６を形成する。次に、
（ｃ）に示すように、ＢＣｌ3等の塩素系ガスによるリ
アクティブイオンエッチング、Ａｒイオン等によるイオ
ンミーリング、または、燐酸等によるケミカルエッチン
グなどを行い、導波路を形成する。最後に、（ｄ）に示
すように、マスク６を除去すると、磁気光学導波路１が
形成される。そして、外部磁界をほぼｙ軸方向（導波路
１に垂直な方向）に印加した。ＴＭ導波モードとＴＥ放
射モードの結合は、ｚ方向成分の磁界成分が存在しなく
ても、磁気光学膜２形成時の膜応力等によって誘起され
る光学異方性によって達成される。
と、それによる実験結果について述べる。図５は、その
製造工程を示す。まず、（ａ）に示すように、ＧＧＧ
（Ｇｄ3Ｇａ5Ｏ12）、ＮＧＧ（Ｎｄ3Ｇａ5Ｏ12）、カチ
オンドープＧＧＧ等のガーネット基板３上に、Ｃe置換
ＹＩＧ等の磁気光学膜２をＲＦスパッタにより形成す
る。ここでは、磁気光学効果の大きなＣe置換ＹＩＧ膜
を用いた。次に、（ｂ）に示すように、フォトリソグラ
フィ技術を用い、磁気光学膜２上に、フォトレジスト、
Ｃｒ、Ｔｉ等により、マスク６を形成する。次に、
（ｃ）に示すように、ＢＣｌ3等の塩素系ガスによるリ
アクティブイオンエッチング、Ａｒイオン等によるイオ
ンミーリング、または、燐酸等によるケミカルエッチン
グなどを行い、導波路を形成する。最後に、（ｄ）に示
すように、マスク６を除去すると、磁気光学導波路１が
形成される。そして、外部磁界をほぼｙ軸方向（導波路
１に垂直な方向）に印加した。ＴＭ導波モードとＴＥ放
射モードの結合は、ｚ方向成分の磁界成分が存在しなく
ても、磁気光学膜２形成時の膜応力等によって誘起され
る光学異方性によって達成される。
【００１９】次に、上記の導波路１に波長１．５５μｍ
の光を導波させたときの、出射端におけるニャフィール
ドパタンを図６に示す。なお、実験では簡単のために、
光の進行方向を変える代わりに、磁界の方向を逆転させ
た。光の方向を変えても同じ結果が得られることは確認
している。（ａ）は、磁界を−５０Ｏｅ印加したときの
前進波に対応する出射光のパターンで、中央の導波路１
のコア部に集中したきれいな導波モードとなっている。
これに対して、（ｂ）は、磁界を５０Ｏｅ印加したとき
の後進波に対応するパターンで、中央のコア部には出射
光は殆どなく、コア側方の磁気光学膜２内に光が放射さ
れていることがわかる。この光アイソレータのアイソレ
ーションを測定するため、先端が凸球面に研磨された偏
波保持シングルモード光ファイバーを用いて、波長１．
５５μｍのＴＭモード光をサンプルの導波路１に導波さ
せ、サンプルの出射光を、先端が球面研磨された通常の
シングルモード光ファイバーを用いて、コア外の放射モ
ードを除去して、導波路１を導波した光のみを受光器で
検出した。磁界をｙ軸方向に−５０ Ｏｅ（前進波に対
応）と５０ Ｏｅ（後進波に対応）印加して、アイソレ
ーションを測定したところ、約２０ｄＢの値が得られ
た。
の光を導波させたときの、出射端におけるニャフィール
ドパタンを図６に示す。なお、実験では簡単のために、
光の進行方向を変える代わりに、磁界の方向を逆転させ
た。光の方向を変えても同じ結果が得られることは確認
している。（ａ）は、磁界を−５０Ｏｅ印加したときの
前進波に対応する出射光のパターンで、中央の導波路１
のコア部に集中したきれいな導波モードとなっている。
これに対して、（ｂ）は、磁界を５０Ｏｅ印加したとき
の後進波に対応するパターンで、中央のコア部には出射
光は殆どなく、コア側方の磁気光学膜２内に光が放射さ
れていることがわかる。この光アイソレータのアイソレ
ーションを測定するため、先端が凸球面に研磨された偏
波保持シングルモード光ファイバーを用いて、波長１．
５５μｍのＴＭモード光をサンプルの導波路１に導波さ
せ、サンプルの出射光を、先端が球面研磨された通常の
シングルモード光ファイバーを用いて、コア外の放射モ
ードを除去して、導波路１を導波した光のみを受光器で
検出した。磁界をｙ軸方向に−５０ Ｏｅ（前進波に対
応）と５０ Ｏｅ（後進波に対応）印加して、アイソレ
ーションを測定したところ、約２０ｄＢの値が得られ
た。
【００２０】図７は、本発明に係る第２の実施例の断面
図である。磁気光学膜２上に、Ｓｉ、ＴｉＯ2等の高屈
折率膜３１を形成し、これをリブ形導波路に加工した。
このような構造にすることにより、伝搬定数の非相反変
化量が大きくなる。
図である。磁気光学膜２上に、Ｓｉ、ＴｉＯ2等の高屈
折率膜３１を形成し、これをリブ形導波路に加工した。
このような構造にすることにより、伝搬定数の非相反変
化量が大きくなる。
【００２１】また、図８は、本発明に係る第３の実施例
の断面図である。実施例２における高屈折率膜３１をス
トリップ状３２にしたもので、実施例２と同じ効果を持
つ。
の断面図である。実施例２における高屈折率膜３１をス
トリップ状３２にしたもので、実施例２と同じ効果を持
つ。
【００２２】図９は、本発明に係る第４の実施例の断面
図である。実施例１において、コアを導波する光に影響
を与えない位置に吸収体３３を付加したものである。順
方向の光は、リブが形成されたコア内に閉込められ、吸
収体３３の影響を受けないため、損失なく導波するが、
逆方向の光は、放射モードとなり吸収体３３で吸収され
るため、大きな損失となる。したがって、大きなアイソ
レーションを得ることができる。
図である。実施例１において、コアを導波する光に影響
を与えない位置に吸収体３３を付加したものである。順
方向の光は、リブが形成されたコア内に閉込められ、吸
収体３３の影響を受けないため、損失なく導波するが、
逆方向の光は、放射モードとなり吸収体３３で吸収され
るため、大きな損失となる。したがって、大きなアイソ
レーションを得ることができる。
【００２３】なお、実施例１〜４において、導波路１の
上層にさらにＳｉＯ2、プラスチック等のカバー層（ク
ラッド層）をもうけて、導波路１を保護することができ
る。
上層にさらにＳｉＯ2、プラスチック等のカバー層（ク
ラッド層）をもうけて、導波路１を保護することができ
る。
【００２４】さらに、その上層に磁性材の層を形成し、
磁石を構成することもできる。そして、特性向上のた
め、外部磁界の方向θを調整することもできるようにす
る。
磁石を構成することもできる。そして、特性向上のた
め、外部磁界の方向θを調整することもできるようにす
る。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る光非
相反回路においては、基板上に形成した磁気光学材料の
薄膜導波路により、光の進行方向の違いにより順方向の
光は導波路中を導波し、逆方向の光は放射して導波しな
い光アイソレータを構成することができるため、基板上
に小型の光アイソレータを一体形成することができ、光
集積化に適した安価な光アイソレータを実現することが
できる。
相反回路においては、基板上に形成した磁気光学材料の
薄膜導波路により、光の進行方向の違いにより順方向の
光は導波路中を導波し、逆方向の光は放射して導波しな
い光アイソレータを構成することができるため、基板上
に小型の光アイソレータを一体形成することができ、光
集積化に適した安価な光アイソレータを実現することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光非相反回路の第１の実施例の構
成図である。
成図である。
【図２】本発明に係る導波路の動作原理を説明するため
の、光のＴＥモード及びＴＭモードの位相定数を示す図
である。
の、光のＴＥモード及びＴＭモードの位相定数を示す図
である。
【図３】３層スラブ導波路の位相定数と磁気光学膜の膜
厚との関係を示す図である。
厚との関係を示す図である。
【図４】導波モード光の位相定数と放射モードへの変換
係数との関係を示す図である。
係数との関係を示す図である。
【図５】実施例１の光非相反回路の製造工程を示す図で
ある。
ある。
【図６】本発明に係る光アイソレータの導波路に、前進
波（ａ）と後進波（ｂ）の光を導波したときの、出射端
でのニャフィールドパタンを示す。
波（ａ）と後進波（ｂ）の光を導波したときの、出射端
でのニャフィールドパタンを示す。
【図７】本発明に係る導波路の実施例２の断面図であ
る。
る。
【図８】本発明に係る導波路の実施例３の断面図であ
る。
る。
【図９】本発明に係る導波路の実施例４の断面図であ
る。
る。
【図１０】従来例の光アイソレータの構成図である。
【図１１】従来例の導波型光アイソレータの構成図であ
る。
る。
１…磁気光学リブ導波路 ２…磁気光学膜 ３…基板 ４…磁化ベクトル ５…座標 ６…マスク ３１、３２…高屈折率層 ３３…吸収体 ５１、５２…ポート ５３、５４…偏光ビー
ムスプリッタ ５５…ファラディ回転子 ５６…ファラディ回転子中の磁界 ６１…基板 ６２…ＹＩＧ磁気光学
膜 ６３…導波光 ６４…入射プリズム ６５…ＬｉＮｂＯ3光学結晶 ６６…出射プリズム
ムスプリッタ ５５…ファラディ回転子 ５６…ファラディ回転子中の磁界 ６１…基板 ６２…ＹＩＧ磁気光学
膜 ６３…導波光 ６４…入射プリズム ６５…ＬｉＮｂＯ3光学結晶 ６６…出射プリズム
Claims (2)
- 【請求項１】少なくともその一部が磁気光学材料で形成
された非相反性を示す光導波路からなり、上記磁気光学
材料内の磁化ベクトルが少なくとも光の導波方向に対し
て垂直の成分を有し、ＴＥモードのカットオフがＴＭモ
ードのカットオフよりも大きく、かつ、ＴＭ導波モード
がＴＥ放射モードと位相整合をなしており、ＴＭ導波モ
ードからＴＥ放射モードへの結合係数が前進波と後進波
とで異なることを特徴とする光非相反回路。 - 【請求項２】上記導波路のコア部以外のところに光の吸
収体を設けたことを特徴とする請求項１に記載の光非相
反回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20632894A JPH0868965A (ja) | 1994-08-31 | 1994-08-31 | 光非相反回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20632894A JPH0868965A (ja) | 1994-08-31 | 1994-08-31 | 光非相反回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0868965A true JPH0868965A (ja) | 1996-03-12 |
Family
ID=16521486
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20632894A Pending JPH0868965A (ja) | 1994-08-31 | 1994-08-31 | 光非相反回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0868965A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009512898A (ja) * | 2005-10-24 | 2009-03-26 | アールピーオー・ピーティワイ・リミテッド | 導波路ベースの光学タッチスクリーン用の改善された光学素子 |
| JPWO2010023738A1 (ja) * | 2008-08-27 | 2012-01-26 | 学校法人 芝浦工業大学 | 光非相反素子製造方法及び光非相反素子 |
| US8335407B2 (en) | 2008-02-25 | 2012-12-18 | Shibaura Institute Of Technology | Method for manufacturing optical nonreciprocal element |
-
1994
- 1994-08-31 JP JP20632894A patent/JPH0868965A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009512898A (ja) * | 2005-10-24 | 2009-03-26 | アールピーオー・ピーティワイ・リミテッド | 導波路ベースの光学タッチスクリーン用の改善された光学素子 |
| US8335407B2 (en) | 2008-02-25 | 2012-12-18 | Shibaura Institute Of Technology | Method for manufacturing optical nonreciprocal element |
| JPWO2010023738A1 (ja) * | 2008-08-27 | 2012-01-26 | 学校法人 芝浦工業大学 | 光非相反素子製造方法及び光非相反素子 |
| US8306371B2 (en) | 2008-08-27 | 2012-11-06 | Shibaura Institute Of Technology | Method for manufacturing optical nonreciprocal element, and optical nonreciprocal element |
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