JPH10228039A - 導波型光アレスター - Google Patents
導波型光アレスターInfo
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- JPH10228039A JPH10228039A JP9030361A JP3036197A JPH10228039A JP H10228039 A JPH10228039 A JP H10228039A JP 9030361 A JP9030361 A JP 9030361A JP 3036197 A JP3036197 A JP 3036197A JP H10228039 A JPH10228039 A JP H10228039A
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- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
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- 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
- G02F1/35—Non-linear optics
- G02F1/3515—All-optical modulation, gating, switching, e.g. control of a light beam by another light beam
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- 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
- G02F1/35—Non-linear optics
- G02F1/3511—Self-focusing or self-trapping of light; Light-induced birefringence; Induced optical Kerr-effect
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- Nonlinear Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 外部制御することなしに自動的に電界強度の
許容範囲を超えた信号光を伝送路から効率的に回避させ
ることのできるデバイスを提供する。 【解決手段】 基板１１の表面に線形導波路１２を設け
る。その線形導波路１２に接触して若しくは所定の間隔
をおいて、光の電界強度に応じて屈折率が変化する非線
形導波路１３を設ける。２つの導波路により分岐構造を
形成する。線形導波路１２は本来の光伝送路である。非
線形導波路１３は、入射光の電界強度が設定値を超えた
場合の光の回避路である。材料の選択等により線形導波
路１２および非線形導波路１３の屈折率を調整し、入射
光１４が、設定値以下の強度のときは線形導波路１２中
を伝搬し、設定値を超えた場合には非線形導波路１３を
伝搬するようにする。
許容範囲を超えた信号光を伝送路から効率的に回避させ
ることのできるデバイスを提供する。 【解決手段】 基板１１の表面に線形導波路１２を設け
る。その線形導波路１２に接触して若しくは所定の間隔
をおいて、光の電界強度に応じて屈折率が変化する非線
形導波路１３を設ける。２つの導波路により分岐構造を
形成する。線形導波路１２は本来の光伝送路である。非
線形導波路１３は、入射光の電界強度が設定値を超えた
場合の光の回避路である。材料の選択等により線形導波
路１２および非線形導波路１３の屈折率を調整し、入射
光１４が、設定値以下の強度のときは線形導波路１２中
を伝搬し、設定値を超えた場合には非線形導波路１３を
伝搬するようにする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば光通信等に
おいて、入射光の電界強度が許容値を超える場合に入射
光を他へ回避させ、後段に接続される光デバイス、装
置、あるいはシステムを保護する機能を有する光アレス
ターに関し、特に基板上部表面に形成された光導波路を
用いて光出力を自動制御する導波型光アレスターに関す
る。
おいて、入射光の電界強度が許容値を超える場合に入射
光を他へ回避させ、後段に接続される光デバイス、装
置、あるいはシステムを保護する機能を有する光アレス
ターに関し、特に基板上部表面に形成された光導波路を
用いて光出力を自動制御する導波型光アレスターに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】光を通信に用いる光通信システムは実用
化に向け進展しており、大容量且つ多機能の高度な光通
信システムの開発が進められている。特に最近では、光
の特徴を生かして複数の波長の光に情報をのせて伝送す
る波長多重通信（以下、ＷＤＭ通信と言う）が脚光を浴
びている。また、光アンプの実用化により、伝送路のロ
ス・レス（ｌｏｓｓ ｌｅｓｓ）化が進み、伝送距離も
飛躍的に延びている。しかし、この光アンプを多段に接
続した長距離光通信システムでは、光アンプの利得の波
長依存性により、異なった波長であるチャンネル間でレ
ベル差が生じる。多段に接続された光アンプの利得の積
み重ねにより、結果として光の電界強度の増幅過多とな
り、後段に接続されるシステム及び光デバイスの最大許
容限度を超えてしまう場合もある。しかし、現在のとこ
ろ、光通信あるいは光インターフェースなどの光伝送に
おいて、伝搬する入射光の電界強度（パワー）に対しシ
ステム若しくはシステムを構成する光デバイスを保守す
るための特定の保安器はない。
化に向け進展しており、大容量且つ多機能の高度な光通
信システムの開発が進められている。特に最近では、光
の特徴を生かして複数の波長の光に情報をのせて伝送す
る波長多重通信（以下、ＷＤＭ通信と言う）が脚光を浴
びている。また、光アンプの実用化により、伝送路のロ
ス・レス（ｌｏｓｓ ｌｅｓｓ）化が進み、伝送距離も
飛躍的に延びている。しかし、この光アンプを多段に接
続した長距離光通信システムでは、光アンプの利得の波
長依存性により、異なった波長であるチャンネル間でレ
ベル差が生じる。多段に接続された光アンプの利得の積
み重ねにより、結果として光の電界強度の増幅過多とな
り、後段に接続されるシステム及び光デバイスの最大許
容限度を超えてしまう場合もある。しかし、現在のとこ
ろ、光通信あるいは光インターフェースなどの光伝送に
おいて、伝搬する入射光の電界強度（パワー）に対しシ
ステム若しくはシステムを構成する光デバイスを保守す
るための特定の保安器はない。
【０００３】従来の一般的な対応策は、光アンプからの
出力光をモニタし、必要に応じて光強度を減衰させる、
あるいは光スイッチで光路を切り替える等のフィードバ
ック制御によるものである。例えば、アンプ出力光をモ
ニタし、ＬＤ光の出力レベルあるいは光アンプの利得レ
ベルをフィードバック制御する方法がある。また、光ア
ンプの利得は固定（一定）とし、モニタ情報から光アン
プ後段に接続した可変光減衰器の透過出力レベルを制御
する方法もある。これらは、いずれも、伝送路内を伝搬
する波長多重された信号光（入射光）の電界強度をチャ
ンネル間で一定レベルに制御するために、つまり等価に
するために提案されているシステム構成であるが、保安
器（保安システム）としても流用することができる。
出力光をモニタし、必要に応じて光強度を減衰させる、
あるいは光スイッチで光路を切り替える等のフィードバ
ック制御によるものである。例えば、アンプ出力光をモ
ニタし、ＬＤ光の出力レベルあるいは光アンプの利得レ
ベルをフィードバック制御する方法がある。また、光ア
ンプの利得は固定（一定）とし、モニタ情報から光アン
プ後段に接続した可変光減衰器の透過出力レベルを制御
する方法もある。これらは、いずれも、伝送路内を伝搬
する波長多重された信号光（入射光）の電界強度をチャ
ンネル間で一定レベルに制御するために、つまり等価に
するために提案されているシステム構成であるが、保安
器（保安システム）としても流用することができる。
【０００４】例えば、１９９６年電子情報通信学会総合
大会において「アレイ格子型フィルタを用いたＥＤＦＡ
利得等化回路の検討（Ｂ‐１１８３）」と題して、図６
に示すような、光中継器のプリアンプ１２２とポストア
ンプ１２０間に、各波長チャンネル毎に可変光減衰器を
配置する方法が発表されている。図６に示す利得等化回
路は、モニタ１１０、１１２、１１４、１１６にて検出
された各波長の強度を基に、カウンタ１１８により光減
衰器１０２、１０４、１０６、１０８を制御するもので
ある。
大会において「アレイ格子型フィルタを用いたＥＤＦＡ
利得等化回路の検討（Ｂ‐１１８３）」と題して、図６
に示すような、光中継器のプリアンプ１２２とポストア
ンプ１２０間に、各波長チャンネル毎に可変光減衰器を
配置する方法が発表されている。図６に示す利得等化回
路は、モニタ１１０、１１２、１１４、１１６にて検出
された各波長の強度を基に、カウンタ１１８により光減
衰器１０２、１０４、１０６、１０８を制御するもので
ある。
【０００５】上述の可変光減衰器のような光デバイス構
造については種々の提案がなされており、レンズ、ミラ
ー等の光学系技術を用いたものから、集積光学技術を用
いた光導波路デバイスまで幅広い。この光導波路デバイ
スでは、単一モード導波であるので、電気光学効果や音
響光学効果などによる制御が簡単にできる利点があり、
光通信、光インターコネクション等への適用が有効であ
る。
造については種々の提案がなされており、レンズ、ミラ
ー等の光学系技術を用いたものから、集積光学技術を用
いた光導波路デバイスまで幅広い。この光導波路デバイ
スでは、単一モード導波であるので、電気光学効果や音
響光学効果などによる制御が簡単にできる利点があり、
光通信、光インターコネクション等への適用が有効であ
る。
【０００６】図７は、光導波路型光デバイスの一例であ
る光路切り替え等に適した方向性結合型光スイッチの斜
視図を示す。光学軸に垂直に切り出して整形したＬｉＮ
ｂＯ 3結晶基板７１上にＴｉ等の金属を熱拡散して光導
波路７２、７３が形成されている。これら光導波路７
２、７３は数μｍ程度の間隔で接近して設置されること
により光方向性結合器７５を構成している。光導波路７
２、７３上にはバッファ層（不図示）を介して制御電極
７６が設置されている。なお、ここでの光導波路は、伝
搬光に対して屈折率が常に一定である。このスイッチの
基本的な動作原理は、先ず、片方の光導波路、例えば光
導波路７３の端面から入射した入射光７９が光導波路７
３中を伝搬し、光方向性結合器７５の部分で近接した光
導波路７２にエネルギーが移行する。光方向性結合器７
５の結合領域の長さを表す結合長Ｌを完全結合長Ｌｃに
一致させた場合、ほぼ１００％のエネルギーが光導波路
７２に移って出射光８１となる。一方、制御電極７６に
電圧を印加した場合、電気光学効果によって光導波路７
２、７３の屈折率が変化して両者の屈折率が非対称とな
り、両者を伝搬する入射光の間で位相不整合が生じて結
合状態が変化し、適当な印加電圧のもとでは元の光導波
路７３へエネルギーが移り出射光８２となる。従って、
電圧を印加することにより光路の切り替えが行える。こ
の光導波路デバイスは、一般的には、入射側、出対側に
それぞれ２本の光ファイバーを接続し、２×２の光路切
り替え光スイッチとして用いられるが、例えば、入射側
として光導波路７３、出対側として光導波路７２へそれ
ぞれ光ファイバーを接続すれば、可変減衰器としても適
用できる。
る光路切り替え等に適した方向性結合型光スイッチの斜
視図を示す。光学軸に垂直に切り出して整形したＬｉＮ
ｂＯ 3結晶基板７１上にＴｉ等の金属を熱拡散して光導
波路７２、７３が形成されている。これら光導波路７
２、７３は数μｍ程度の間隔で接近して設置されること
により光方向性結合器７５を構成している。光導波路７
２、７３上にはバッファ層（不図示）を介して制御電極
７６が設置されている。なお、ここでの光導波路は、伝
搬光に対して屈折率が常に一定である。このスイッチの
基本的な動作原理は、先ず、片方の光導波路、例えば光
導波路７３の端面から入射した入射光７９が光導波路７
３中を伝搬し、光方向性結合器７５の部分で近接した光
導波路７２にエネルギーが移行する。光方向性結合器７
５の結合領域の長さを表す結合長Ｌを完全結合長Ｌｃに
一致させた場合、ほぼ１００％のエネルギーが光導波路
７２に移って出射光８１となる。一方、制御電極７６に
電圧を印加した場合、電気光学効果によって光導波路７
２、７３の屈折率が変化して両者の屈折率が非対称とな
り、両者を伝搬する入射光の間で位相不整合が生じて結
合状態が変化し、適当な印加電圧のもとでは元の光導波
路７３へエネルギーが移り出射光８２となる。従って、
電圧を印加することにより光路の切り替えが行える。こ
の光導波路デバイスは、一般的には、入射側、出対側に
それぞれ２本の光ファイバーを接続し、２×２の光路切
り替え光スイッチとして用いられるが、例えば、入射側
として光導波路７３、出対側として光導波路７２へそれ
ぞれ光ファイバーを接続すれば、可変減衰器としても適
用できる。
【０００７】以上が、最大許容限度を超えた光波から光
デバイス、システムを保護するための従来技術である。
これに対し、後述するように本発明では屈折率が入射光
電界強度により変化する非線形媒質からなる光導波路を
用いることにより、外部制御することなしに自動的に電
界強度の許容範囲を超えた信号光を伝送路から効率的に
回避させるものである。ここで、非線形媒質を用いた光
デバイスとして、特開平０３−１７４５２３号公報に光
ニューロ素子に係る技術が開示されている。このデバイ
スは、入力光導波路と出力光導波路と、両者の間に非線
形媒質からなる平行平板が配置されてなるものであり、
以下の機能を有するものである。すなわち、入力光が一
定強度に達すると非線形媒質からなる平行平板の屈折率
が変化して共鳴状態となる。このとき入力光導波路と出
力光導波路との間に強い結合が生じ、出力光強度が飛躍
的に増大するという機能を有するものである。換言すれ
ば、非線形媒質からなる平行平板において共鳴状態を起
こさせることにより、出力光強度を増大させる機能を有
するものである。このデバイスにおいては、非線形媒質
は光導波路ではなく共鳴状態を起こさせる部材として用
いられている。一方、本発明は、非線形媒質を光導波路
として用い、線形導波路および非線形導波路の構造上の
特徴により、入力光が一定強度に達したときに自動的に
回避路に導かれるという効果を奏するものである。した
がって、上記公報に開示された技術は目的、構成、作用
効果とも本発明とは相違するデバイスである。また、特
開平６２−５０２７８２号公報には低損失光導波路を有
するデバイスに係る技術が開示されている。このデバイ
スは、屈折率が一定の光導波路における曲がり部、ある
いは導波路幅の変換部のように過剰伝搬損失（放射損
失、モード変換損失など）が発生する部位に選択的に非
線形媒質を配置することにより過剰損失の発生を抑圧す
るものである。また導波路自体を非線形媒質によって形
成させるという技術でもない。したがって、目的、構
成、作用効果とも本発明と相違するデバイスである。
デバイス、システムを保護するための従来技術である。
これに対し、後述するように本発明では屈折率が入射光
電界強度により変化する非線形媒質からなる光導波路を
用いることにより、外部制御することなしに自動的に電
界強度の許容範囲を超えた信号光を伝送路から効率的に
回避させるものである。ここで、非線形媒質を用いた光
デバイスとして、特開平０３−１７４５２３号公報に光
ニューロ素子に係る技術が開示されている。このデバイ
スは、入力光導波路と出力光導波路と、両者の間に非線
形媒質からなる平行平板が配置されてなるものであり、
以下の機能を有するものである。すなわち、入力光が一
定強度に達すると非線形媒質からなる平行平板の屈折率
が変化して共鳴状態となる。このとき入力光導波路と出
力光導波路との間に強い結合が生じ、出力光強度が飛躍
的に増大するという機能を有するものである。換言すれ
ば、非線形媒質からなる平行平板において共鳴状態を起
こさせることにより、出力光強度を増大させる機能を有
するものである。このデバイスにおいては、非線形媒質
は光導波路ではなく共鳴状態を起こさせる部材として用
いられている。一方、本発明は、非線形媒質を光導波路
として用い、線形導波路および非線形導波路の構造上の
特徴により、入力光が一定強度に達したときに自動的に
回避路に導かれるという効果を奏するものである。した
がって、上記公報に開示された技術は目的、構成、作用
効果とも本発明とは相違するデバイスである。また、特
開平６２−５０２７８２号公報には低損失光導波路を有
するデバイスに係る技術が開示されている。このデバイ
スは、屈折率が一定の光導波路における曲がり部、ある
いは導波路幅の変換部のように過剰伝搬損失（放射損
失、モード変換損失など）が発生する部位に選択的に非
線形媒質を配置することにより過剰損失の発生を抑圧す
るものである。また導波路自体を非線形媒質によって形
成させるという技術でもない。したがって、目的、構
成、作用効果とも本発明と相違するデバイスである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】前述の従来方法には以
下のような問題点があった。第１の問題点は、モニタを
要することである。モニタからの情報により伝搬される
信号光電界強度がどの程度かを認知し、回避路へ切り替
えたり電界強度を減衰させるように光源或いは光アンプ
をフィードバック制御する必要があり、装置（システ
ム）が複雑になり部品点数が増えるという問題があっ
た。また、第２の問題点は、高精度の制御が要求される
場合に、チャンネルの数だけ検出および制御回路が必要
となることである。制御系が更に複雑となり商用化に不
向きとなることが問題であった。以上のように、従来の
制御方法はいずれもシステムが複雑になり、システムの
信頼性および生産性、ひいては保守性の低下をもたらす
という問題があった。
下のような問題点があった。第１の問題点は、モニタを
要することである。モニタからの情報により伝搬される
信号光電界強度がどの程度かを認知し、回避路へ切り替
えたり電界強度を減衰させるように光源或いは光アンプ
をフィードバック制御する必要があり、装置（システ
ム）が複雑になり部品点数が増えるという問題があっ
た。また、第２の問題点は、高精度の制御が要求される
場合に、チャンネルの数だけ検出および制御回路が必要
となることである。制御系が更に複雑となり商用化に不
向きとなることが問題であった。以上のように、従来の
制御方法はいずれもシステムが複雑になり、システムの
信頼性および生産性、ひいては保守性の低下をもたらす
という問題があった。
【０００９】上記問題点をふまえ、本発明は、外部制御
することなしに自動的に電界強度の許容範囲を超えた信
号光を伝送路から効率的に回避させることを課題とす
る。
することなしに自動的に電界強度の許容範囲を超えた信
号光を伝送路から効率的に回避させることを課題とす
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明は、伝送路を伝搬してきた許容限度を越えた信号光パ
ワーを自動的に回避路へ誘導するものである。すなわ
ち、伝搬光の電界強度により自動的に光路を切り替える
デバイスを提供するものである。本発明の導波型光アレ
スターは、フィードバック制御系を用いず、また、制御
回路の複雑化による部品点数の増加を招くことも無いの
で、回路・装置構成を大幅に簡易化することができる。
したがって、装置の小型・軽量化および低消費電力化・
高速化といった性能向上が可能となる。また、伝送路に
挿入して用いるものであるため、操作性、保守性にも優
れる。
明は、伝送路を伝搬してきた許容限度を越えた信号光パ
ワーを自動的に回避路へ誘導するものである。すなわ
ち、伝搬光の電界強度により自動的に光路を切り替える
デバイスを提供するものである。本発明の導波型光アレ
スターは、フィードバック制御系を用いず、また、制御
回路の複雑化による部品点数の増加を招くことも無いの
で、回路・装置構成を大幅に簡易化することができる。
したがって、装置の小型・軽量化および低消費電力化・
高速化といった性能向上が可能となる。また、伝送路に
挿入して用いるものであるため、操作性、保守性にも優
れる。
【００１１】本発明の導波型光アレスターは、基板上に
光導波路が設けられ、該光導波路が光の進行方向に対し
て２以上の方向に分岐する構造を有し、分岐した一の導
波路を分岐導波路Ａ、分岐した他の一の導波路を分岐導
波路Ｂとし、前記分岐導波路Ａの分岐角度をα、前記分
岐導波路Ｂの分岐角度をβとしたとき、α＜βであり、
前記分岐導波路Ａが線形導波路であって分岐前の導波路
および前記分岐導波路Ｂからなる導波路が非線形導波路
であるか、または、前記分岐導波路Ａが非線形導波路で
あって分岐前の導波路および前記分岐導波路Ｂからなる
導波路が線形導波路であり、前記分岐導波路Ａが、分岐
前の導波路および前記分岐導波路Ｂからなる導波路と接
触して、若しくは所定の間隔をおいて設けられてなるこ
とを特徴とする。
光導波路が設けられ、該光導波路が光の進行方向に対し
て２以上の方向に分岐する構造を有し、分岐した一の導
波路を分岐導波路Ａ、分岐した他の一の導波路を分岐導
波路Ｂとし、前記分岐導波路Ａの分岐角度をα、前記分
岐導波路Ｂの分岐角度をβとしたとき、α＜βであり、
前記分岐導波路Ａが線形導波路であって分岐前の導波路
および前記分岐導波路Ｂからなる導波路が非線形導波路
であるか、または、前記分岐導波路Ａが非線形導波路で
あって分岐前の導波路および前記分岐導波路Ｂからなる
導波路が線形導波路であり、前記分岐導波路Ａが、分岐
前の導波路および前記分岐導波路Ｂからなる導波路と接
触して、若しくは所定の間隔をおいて設けられてなるこ
とを特徴とする。
【００１２】本発明の導波型光アレスターの機能につい
て図１を参照して説明する。図１に示す導波型光アレス
ターは、入射する光の強度が一定値以上になると非線形
導波路１３に光を回避させる機能を有する。すなわち、
入射光１４は、その光強度が一定値以下のときには光導
波路１２中を伝搬し、分岐部では非線形導波路１３との
境界領域に反射され、出射光１５となる。一方、入射光
１４の電界強度が一定値を超えると、電界強度に応じて
非線形導波路１３の屈折率がｎｂからｎａへと変化す
る。これにより、光導波路１２を伝搬した入射光１４は
分岐部にて反射されることなく直進し、非線形導波路１
３を伝搬し出射光１６となる。このとき、光導波路１２
を伝搬した出射光１５への入射光１４の漏れはわずかで
あり、後段にて検出されることはない。以上の機能によ
り、伝搬する最大許容限度を越える入射光の電界強度か
ら後段の光デバイス、システムを保護することができ
る。
て図１を参照して説明する。図１に示す導波型光アレス
ターは、入射する光の強度が一定値以上になると非線形
導波路１３に光を回避させる機能を有する。すなわち、
入射光１４は、その光強度が一定値以下のときには光導
波路１２中を伝搬し、分岐部では非線形導波路１３との
境界領域に反射され、出射光１５となる。一方、入射光
１４の電界強度が一定値を超えると、電界強度に応じて
非線形導波路１３の屈折率がｎｂからｎａへと変化す
る。これにより、光導波路１２を伝搬した入射光１４は
分岐部にて反射されることなく直進し、非線形導波路１
３を伝搬し出射光１６となる。このとき、光導波路１２
を伝搬した出射光１５への入射光１４の漏れはわずかで
あり、後段にて検出されることはない。以上の機能によ
り、伝搬する最大許容限度を越える入射光の電界強度か
ら後段の光デバイス、システムを保護することができ
る。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明の導波型光アレスターは、
基板上に分岐構造を有する光導波路が設けられてなるも
のである。本発明における基板は、低損失な光導波路が
形成可能な材料であれば特に限定されないが、ガラス、
シリコン、石英、あるいは電気光学効果を有する誘電体
材料であることが好ましく、不純物が添加されていても
良い。ここで、電気光学効果とは、ＬｉＮｂＯ3、Ｌｉ
ＴａＯ3結晶に代表されるような強誘電体結晶に電界を
加えると、結晶の屈折率が変化する効果をいう。この変
化は原理上、瞬時に起こるため光導波路上に電極を形成
して電圧を印可することで高速動作するスイッチや光変
調器を作製することができる。電気光学効果を有する誘
電体材料としては、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3）
結晶やタンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ3）結晶等が挙
げられる。
基板上に分岐構造を有する光導波路が設けられてなるも
のである。本発明における基板は、低損失な光導波路が
形成可能な材料であれば特に限定されないが、ガラス、
シリコン、石英、あるいは電気光学効果を有する誘電体
材料であることが好ましく、不純物が添加されていても
良い。ここで、電気光学効果とは、ＬｉＮｂＯ3、Ｌｉ
ＴａＯ3結晶に代表されるような強誘電体結晶に電界を
加えると、結晶の屈折率が変化する効果をいう。この変
化は原理上、瞬時に起こるため光導波路上に電極を形成
して電圧を印可することで高速動作するスイッチや光変
調器を作製することができる。電気光学効果を有する誘
電体材料としては、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3）
結晶やタンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ3）結晶等が挙
げられる。
【００１４】本発明の光導波路は、基板の材質に応じ適
した方法により形成される。例えば以下のものが低損失
な光導波路として有効である。基板がガラスの場合はイ
オン交換により形成されたものが好適である。基板がニ
オブ酸リチウム結晶からなる場合は、プロトン交換また
はチタン（Ｔｉ）の熱拡散により形成されてなるものが
良い。また、基板がタンタル酸リチウム結晶を主体とし
てなる場合は、ニオブ（Ｎｂ）の熱拡散またはニオブ酸
リチウムのパタン化により形成されてなるものが良い。
基板がシリコンまたは石英である場合は、酸化ケイ素が
好ましい。本発明の光導波路は、例えば図９のような分
岐構造を有する。少なくとも２以上の分岐路を有する。
分岐前の導波路９１と分岐導波路Ｂ９３は同一の材料か
らなり、強度が一定値以下のときは、入射光９４は、分
岐前の導波路９１および分岐導波路Ｂ９３からなる導波
路を伝搬するようになっている。ここで、前記分岐導波
路Ａ９２、または、分岐前の光導波路９１および前記分
岐導波路Ｂ９３からなる導波路のいずれか一方が線形導
波路であり、他方が非線形導波路である。線形導波路と
は、入射光の電界強度によらず屈折率の値がほぼ一定で
ある導波路をいい、非線形導波路とは、入射光の電界強
度に応じて屈折率が変化する導波路をいう（図２
（ｃ））。分岐前の光導波路９１および分岐導波路Ｂ９
３が線形導波路であり分岐導波路Ａ９２が非線形導波路
である場合は、本来の伝送路の屈折率が一定値であり、
許容限度を超える光の回避路の屈折率が変化する。一
方、分岐前の光導波路９１および分岐導波路Ｂが非線形
導波路であり分岐導波路Ａが線形導波路である場合は、
本来の伝送路の屈折率が変化し、許容限度を超える光の
回避路の屈折率は一定値となる。上記のいずれの場合に
おいても、各導波路の屈折率の値を以下のように設定す
ることにより、本発明の目的が効果的に達成される。す
なわち、線形導波路の屈折率をｎa、前記非線形導波路
の屈折率をｎbとしたときに、光が入射しない状態では
ｎa＞ｎbであり、入射光の電界強度が設定値に達したと
きｎa＝ｎbとなるように設定する。こうすることによ
り、入射光は、その電界強度が設定値以下のときは分岐
導波路Ｂを、設定値以上のときは分岐導波路Ａ９２を伝
搬することとなる。
した方法により形成される。例えば以下のものが低損失
な光導波路として有効である。基板がガラスの場合はイ
オン交換により形成されたものが好適である。基板がニ
オブ酸リチウム結晶からなる場合は、プロトン交換また
はチタン（Ｔｉ）の熱拡散により形成されてなるものが
良い。また、基板がタンタル酸リチウム結晶を主体とし
てなる場合は、ニオブ（Ｎｂ）の熱拡散またはニオブ酸
リチウムのパタン化により形成されてなるものが良い。
基板がシリコンまたは石英である場合は、酸化ケイ素が
好ましい。本発明の光導波路は、例えば図９のような分
岐構造を有する。少なくとも２以上の分岐路を有する。
分岐前の導波路９１と分岐導波路Ｂ９３は同一の材料か
らなり、強度が一定値以下のときは、入射光９４は、分
岐前の導波路９１および分岐導波路Ｂ９３からなる導波
路を伝搬するようになっている。ここで、前記分岐導波
路Ａ９２、または、分岐前の光導波路９１および前記分
岐導波路Ｂ９３からなる導波路のいずれか一方が線形導
波路であり、他方が非線形導波路である。線形導波路と
は、入射光の電界強度によらず屈折率の値がほぼ一定で
ある導波路をいい、非線形導波路とは、入射光の電界強
度に応じて屈折率が変化する導波路をいう（図２
（ｃ））。分岐前の光導波路９１および分岐導波路Ｂ９
３が線形導波路であり分岐導波路Ａ９２が非線形導波路
である場合は、本来の伝送路の屈折率が一定値であり、
許容限度を超える光の回避路の屈折率が変化する。一
方、分岐前の光導波路９１および分岐導波路Ｂが非線形
導波路であり分岐導波路Ａが線形導波路である場合は、
本来の伝送路の屈折率が変化し、許容限度を超える光の
回避路の屈折率は一定値となる。上記のいずれの場合に
おいても、各導波路の屈折率の値を以下のように設定す
ることにより、本発明の目的が効果的に達成される。す
なわち、線形導波路の屈折率をｎa、前記非線形導波路
の屈折率をｎbとしたときに、光が入射しない状態では
ｎa＞ｎbであり、入射光の電界強度が設定値に達したと
きｎa＝ｎbとなるように設定する。こうすることによ
り、入射光は、その電界強度が設定値以下のときは分岐
導波路Ｂを、設定値以上のときは分岐導波路Ａ９２を伝
搬することとなる。
【００１５】本発明においては、導波路の分岐直後にお
いて一以上の線形導波路および一以上の非線形導波路が
設けられていれば良い。したがって、図１０に示す構造
も含まれる。図で分岐導波路Ａは非線形導波路であり、
分岐導波路Ｂは線形導波路である。分岐導波路Ａの後に
は線形導波路Ｃが設けられている。分岐導波路Ａの長さ
は許容限度の設定値等に応じて適宜決定される。
いて一以上の線形導波路および一以上の非線形導波路が
設けられていれば良い。したがって、図１０に示す構造
も含まれる。図で分岐導波路Ａは非線形導波路であり、
分岐導波路Ｂは線形導波路である。分岐導波路Ａの後に
は線形導波路Ｃが設けられている。分岐導波路Ａの長さ
は許容限度の設定値等に応じて適宜決定される。
【００１６】本発明において、分岐角度とは、分岐前の
導波路と分岐導波路Ａ若しくは分岐導波路Ｂとのなす角
度をいう（図８）。分岐導波路Ａの分岐角度をα、前記
分岐導波路Ｂの分岐角度をβとしたとき、α＜βとなる
ように導波路が設けられている。本発明において分岐導
波路Ａは許容限度を超えた入射光の回避路であり、入射
光の回避効率を高めるためには、αを一定の値以下と
し、βを一定の値以上とすることが好ましい。すなわ
ち、αは２°以下とすることが好ましく、１°以下とす
ることがさらに好ましい。また、α＝０°とすることが
最も好ましい。一方、βについては３°以上とすること
が好ましく、７°以上とすることがさらに好ましい。
導波路と分岐導波路Ａ若しくは分岐導波路Ｂとのなす角
度をいう（図８）。分岐導波路Ａの分岐角度をα、前記
分岐導波路Ｂの分岐角度をβとしたとき、α＜βとなる
ように導波路が設けられている。本発明において分岐導
波路Ａは許容限度を超えた入射光の回避路であり、入射
光の回避効率を高めるためには、αを一定の値以下と
し、βを一定の値以上とすることが好ましい。すなわ
ち、αは２°以下とすることが好ましく、１°以下とす
ることがさらに好ましい。また、α＝０°とすることが
最も好ましい。一方、βについては３°以上とすること
が好ましく、７°以上とすることがさらに好ましい。
【００１７】本発明において分岐導波路Ａは、分岐前の
導波路および前記分岐導波路Ｂと接触して、若しくは所
定の間隔をおいて設けられる。ここで、所定の間隔と
は、用いられる光の波長の５倍程度の距離をいう。用い
られる光の波長に応じて適宜な値が選択されるが、通常
は１〜９μｍである。このように所定の間隔を設けた構
成は、一般に光方向性結合器と呼ばれており、原理的に
２本の導波路間で１００％の光パワーの授受が可能であ
る。
導波路および前記分岐導波路Ｂと接触して、若しくは所
定の間隔をおいて設けられる。ここで、所定の間隔と
は、用いられる光の波長の５倍程度の距離をいう。用い
られる光の波長に応じて適宜な値が選択されるが、通常
は１〜９μｍである。このように所定の間隔を設けた構
成は、一般に光方向性結合器と呼ばれており、原理的に
２本の導波路間で１００％の光パワーの授受が可能であ
る。
【００１８】本発明における非線形導波路は、伝搬する
入射光の電界強度に応じて屈折率が変化する媒質であれ
ばいかなる材料からなるものであってもよいが、例えば
有機材料または誘電体材料からなるものが用いられる。
具体的には、誘電性材料としてはＡＤＰ（ＮＨ4・Ｈ2Ｐ
Ｏ4）、ＫＤＰ（ＫＨ2ＰＯ4）等、有機材料としてはＰ
ＴＳポリマー（ポリジアセチレン）等を挙げることがで
きる。
入射光の電界強度に応じて屈折率が変化する媒質であれ
ばいかなる材料からなるものであってもよいが、例えば
有機材料または誘電体材料からなるものが用いられる。
具体的には、誘電性材料としてはＡＤＰ（ＮＨ4・Ｈ2Ｐ
Ｏ4）、ＫＤＰ（ＫＨ2ＰＯ4）等、有機材料としてはＰ
ＴＳポリマー（ポリジアセチレン）等を挙げることがで
きる。
【００１９】本発明の導波型光アレスターの動作につい
て図１を参照して説明する。図１に示される導波型光ア
レスターは、基板１１の表面に線形導波路１２を有し、
その線形導波路１２に接触して非線形導波路１３が配置
されており、２つの導波路により分岐構造を成してい
る。線形導波路１２は本来の伝送路である。非線形導波
路１３は、入射光の電界強度が設定値を超えた場合の光
の回避路であり、本来の伝送路（線形導波路１２）に結
合しない様に別ポートへ出射する（出射光１６）。非線
形導波路１３の屈折率はｎｂであり、光が入射しない状
態ではｎa＞ｎbと設定されている。尚、伝送路との接続
光ファイバーは、入出射ともに線形導波路１２に接続さ
れる。線形導波路１２へ入射された入射光１４は、その
光強度がａ（図２）以下のとき、線形導波路１２中を伝
搬し、分岐部ては非線形導波路との境界領域に反射さ
れ、出射光１５となる。ここで、入射光１４の電界強度
は非線形導波路１３を伝搬するには小さいため、非線形
導波路１３の屈折率ｎbをｎaまで増大させるには至ら
ず、出射光１６は観測されない。次に、入射光１４の電
界強度がａを超えると、非線形導波路１３の屈折率ｎb
は入射光１４の電界強度に応じてｎaと同程度になるま
で増大し、線形導波路１２を伝搬した入射光１４は、分
岐部にて反射されることなく直進し、非線形導波路１３
を伝搬し出射光１６となる。このとき、線形導波路１２
を伝搬した出射光１５への入射光１４の漏れはわずかで
あり、後段にて検出されることはない。このようにし
て、伝搬する最大許容限度を越える入射光を効率的に回
避させることができる。
て図１を参照して説明する。図１に示される導波型光ア
レスターは、基板１１の表面に線形導波路１２を有し、
その線形導波路１２に接触して非線形導波路１３が配置
されており、２つの導波路により分岐構造を成してい
る。線形導波路１２は本来の伝送路である。非線形導波
路１３は、入射光の電界強度が設定値を超えた場合の光
の回避路であり、本来の伝送路（線形導波路１２）に結
合しない様に別ポートへ出射する（出射光１６）。非線
形導波路１３の屈折率はｎｂであり、光が入射しない状
態ではｎa＞ｎbと設定されている。尚、伝送路との接続
光ファイバーは、入出射ともに線形導波路１２に接続さ
れる。線形導波路１２へ入射された入射光１４は、その
光強度がａ（図２）以下のとき、線形導波路１２中を伝
搬し、分岐部ては非線形導波路との境界領域に反射さ
れ、出射光１５となる。ここで、入射光１４の電界強度
は非線形導波路１３を伝搬するには小さいため、非線形
導波路１３の屈折率ｎbをｎaまで増大させるには至ら
ず、出射光１６は観測されない。次に、入射光１４の電
界強度がａを超えると、非線形導波路１３の屈折率ｎb
は入射光１４の電界強度に応じてｎaと同程度になるま
で増大し、線形導波路１２を伝搬した入射光１４は、分
岐部にて反射されることなく直進し、非線形導波路１３
を伝搬し出射光１６となる。このとき、線形導波路１２
を伝搬した出射光１５への入射光１４の漏れはわずかで
あり、後段にて検出されることはない。このようにし
て、伝搬する最大許容限度を越える入射光を効率的に回
避させることができる。
【００２０】
（実施例１）本発明の実施例について図３を参照して詳
細に説明する。本実施例の導波型光アレスターは、ソー
ダガラス基板３１の表面に本来の伝送路に挿入されるイ
オン交換光導波路３２を有し、その光導波路３２に接触
してＰＴＳポリマー非線形導波路３３が埋め込まれてい
る。イオン交換光導波路３２は、以下のようにして形成
される。先ず、ソーダガラス３１表面にＥＢ蒸着により
形成した約８００ｎｍ厚程度のチタン（Ｔｉ）を形成
後、幅４μｍ程度の直線光導波路パタン部位を窓開けす
る。次に、このガラス基板を約３５０℃の硝酸カリウム
（ＫＮＯ3）に浸漬する。１時間程度放置することによ
り、チタン膜の窓あけされたされた部分が選択的にナト
リウムイオン（Ｎａ+）とカリウムイオン（Ｋ+）とのイ
オン交換が起こり、三次元導波路が形成される。ただ
し、形成された光導波路幅は、カリウムイオンの横方向
拡散広がりのため、約６μｍ程度となっている。導波路
形成のためのマスク材料は、Ｔｉ以外にもアルミニウム
（Ａｌ）等、イオン交換液に溶解しにくいものを用いる
ことができる。一方、ＰＴＳポリマー非線形導波路２３
は、予めポリマーを埋め込むための溝を形成しておき、
その溝にＰＴＳポリマーを充墳することによって形成さ
れる。溝の形成方法としては、イオン交換導波路の形成
と同様にマスクを形成し、ドライあるいはウエット・エ
ッチングによる方法が一般的である。また、電解質液中
にてエキシマレーザ光を照射することによっても精密な
溝加工ができる。この方法によれば、製造方法の簡素化
を図ることができる。
細に説明する。本実施例の導波型光アレスターは、ソー
ダガラス基板３１の表面に本来の伝送路に挿入されるイ
オン交換光導波路３２を有し、その光導波路３２に接触
してＰＴＳポリマー非線形導波路３３が埋め込まれてい
る。イオン交換光導波路３２は、以下のようにして形成
される。先ず、ソーダガラス３１表面にＥＢ蒸着により
形成した約８００ｎｍ厚程度のチタン（Ｔｉ）を形成
後、幅４μｍ程度の直線光導波路パタン部位を窓開けす
る。次に、このガラス基板を約３５０℃の硝酸カリウム
（ＫＮＯ3）に浸漬する。１時間程度放置することによ
り、チタン膜の窓あけされたされた部分が選択的にナト
リウムイオン（Ｎａ+）とカリウムイオン（Ｋ+）とのイ
オン交換が起こり、三次元導波路が形成される。ただ
し、形成された光導波路幅は、カリウムイオンの横方向
拡散広がりのため、約６μｍ程度となっている。導波路
形成のためのマスク材料は、Ｔｉ以外にもアルミニウム
（Ａｌ）等、イオン交換液に溶解しにくいものを用いる
ことができる。一方、ＰＴＳポリマー非線形導波路２３
は、予めポリマーを埋め込むための溝を形成しておき、
その溝にＰＴＳポリマーを充墳することによって形成さ
れる。溝の形成方法としては、イオン交換導波路の形成
と同様にマスクを形成し、ドライあるいはウエット・エ
ッチングによる方法が一般的である。また、電解質液中
にてエキシマレーザ光を照射することによっても精密な
溝加工ができる。この方法によれば、製造方法の簡素化
を図ることができる。
【００２１】次に、本実施例の導波型光アレスターの動
作について説明する。イオン交換導波路３２へ入射され
た入射光１４は、その電界強度が許容以下のとき、イオ
ン交換導波路３２中を伝搬し、出射光１５となる。この
とき、入射光１４の電界強度がＰＴＳポリマー導波路３
３を伝搬するには小さいため、ＰＴＳポリマー導波路３
３の屈折率ｎbをｎaまで増加させるには至らず、出射光
１６は観測されない。しかし、入射光１４の電界強度が
許容（設定値）を越えると、ＰＴＳポリマー導波路３３
の屈折率ｎbが入射光の電界強度に応じて増加し、ｎaと
同程度の値となったとき、入射光１４の大部分がＰＴＳ
ポリマー導波路３３を伝搬し、出射光１６となる。一
方、このとき、イオン交換導波路３２を伝搬した出射光
１５は、イオン交換導波路３２とＰＴＳポリマー導波路
３３との分岐角度を１０°以上とすれば、２０ｄＢ程度
の減衰量は実現できる。
作について説明する。イオン交換導波路３２へ入射され
た入射光１４は、その電界強度が許容以下のとき、イオ
ン交換導波路３２中を伝搬し、出射光１５となる。この
とき、入射光１４の電界強度がＰＴＳポリマー導波路３
３を伝搬するには小さいため、ＰＴＳポリマー導波路３
３の屈折率ｎbをｎaまで増加させるには至らず、出射光
１６は観測されない。しかし、入射光１４の電界強度が
許容（設定値）を越えると、ＰＴＳポリマー導波路３３
の屈折率ｎbが入射光の電界強度に応じて増加し、ｎaと
同程度の値となったとき、入射光１４の大部分がＰＴＳ
ポリマー導波路３３を伝搬し、出射光１６となる。一
方、このとき、イオン交換導波路３２を伝搬した出射光
１５は、イオン交換導波路３２とＰＴＳポリマー導波路
３３との分岐角度を１０°以上とすれば、２０ｄＢ程度
の減衰量は実現できる。
【００２２】（実施例２）次に、本発明の第２の実施例
について図４を参照して説明する。本実施例において
は、ソーダガラス基板３１表面のイオン交換導波路３２
に近接した基板表面にＰＴＳポリマー導波路４３を装荷
する。その方法は、「IEE PR0CEEDINGS,Vol.130,Pt.1,N
0.5,0CT.1993」の”LB electron-beam resists”に記載
されているＬＢ膜レジストを用いるリソグラフィー技術
を応用することなどで、微細かつ低損失の光導波路が形
成でき、上記と同様な動作が実現できる。
について図４を参照して説明する。本実施例において
は、ソーダガラス基板３１表面のイオン交換導波路３２
に近接した基板表面にＰＴＳポリマー導波路４３を装荷
する。その方法は、「IEE PR0CEEDINGS,Vol.130,Pt.1,N
0.5,0CT.1993」の”LB electron-beam resists”に記載
されているＬＢ膜レジストを用いるリソグラフィー技術
を応用することなどで、微細かつ低損失の光導波路が形
成でき、上記と同様な動作が実現できる。
【００２３】以上の実施例では、ガラス基板にイオン交
換導波路を作製したものであったが、強誘電体結晶基板
であるニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3）またはタンタ
ル酸リチウム（ＬｉＴａＯ3）でも良好な特性が得られ
る。ＬｉＮｂＯ3結晶基板であれば、チタン（Ｔｉ）を
１０００℃程度で熱拡散したもの、若しくは、２００〜
２５０℃程度の安息香酸液中そのプロトン（Ｈ+）とリ
チウムイオン（Ｌｉ+）をイオン交換したものなどが低
損失な光導波路として有効である。ＬｉＴａＯ3結晶基
板の場合には、ニオブ（Ｎｂ）を熱拡散したものを光導
波路（埋め込み型）としても良いが、ＬｉＮｂＯ3薄膜
をパタン化し光導波路（リッジ型）としても良い。非線
形導波路の形成については、上述したような埋め込み型
あるいはリッジ型により実現できる。また、シリコン若
しくは石英を基板とし、光導波路、非線形導波路ともリ
ッジ型として構成することもできる（図５）。
換導波路を作製したものであったが、強誘電体結晶基板
であるニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3）またはタンタ
ル酸リチウム（ＬｉＴａＯ3）でも良好な特性が得られ
る。ＬｉＮｂＯ3結晶基板であれば、チタン（Ｔｉ）を
１０００℃程度で熱拡散したもの、若しくは、２００〜
２５０℃程度の安息香酸液中そのプロトン（Ｈ+）とリ
チウムイオン（Ｌｉ+）をイオン交換したものなどが低
損失な光導波路として有効である。ＬｉＴａＯ3結晶基
板の場合には、ニオブ（Ｎｂ）を熱拡散したものを光導
波路（埋め込み型）としても良いが、ＬｉＮｂＯ3薄膜
をパタン化し光導波路（リッジ型）としても良い。非線
形導波路の形成については、上述したような埋め込み型
あるいはリッジ型により実現できる。また、シリコン若
しくは石英を基板とし、光導波路、非線形導波路ともリ
ッジ型として構成することもできる（図５）。
【００２４】
【発明の効果】以上のように本発明の導波型光アレスタ
ーは、光の電界強度により屈折率が変化する非線形導波
路を用いているため、外部制御することなしに自動的に
電界強度の許容範囲を超えた信号光を伝送路から効率的
に回避することができる。また、伝搬光をモニタする必
要がないため、制御回路の複雑化による部品点数の増加
を招くことも無く、回路・装置構成を大幅に簡易化する
ことができる。
ーは、光の電界強度により屈折率が変化する非線形導波
路を用いているため、外部制御することなしに自動的に
電界強度の許容範囲を超えた信号光を伝送路から効率的
に回避することができる。また、伝搬光をモニタする必
要がないため、制御回路の複雑化による部品点数の増加
を招くことも無く、回路・装置構成を大幅に簡易化する
ことができる。
【００２５】また本発明の導波型光アレスターは、伝送
路に挿入して用いられ、伝搬する各チャンネル毎の元信
号をシーケンシャルに処理できる。このため、一つのデ
バイスで高精度の制御が可能となる。操作性、保守性に
も優れる。
路に挿入して用いられ、伝搬する各チャンネル毎の元信
号をシーケンシャルに処理できる。このため、一つのデ
バイスで高精度の制御が可能となる。操作性、保守性に
も優れる。
【図１】本発明の導波型光アレスターの概略図である。
【図２】図２（ａ）は光導波路１２の出射光強度の変化
を示す図であり、図２（ｂ）は光導波路１３の出射光強
度の変化を示す図であり、図２（ｃ）は光導波路１３の
屈折率変化を示す図である。
を示す図であり、図２（ｂ）は光導波路１３の出射光強
度の変化を示す図であり、図２（ｃ）は光導波路１３の
屈折率変化を示す図である。
【図３】本発明の導波型光アレスターの概略図である。
【図４】本発明の導波型光アレスターの出射側から見た
模式的断面図である。
模式的断面図である。
【図５】本発明の導波型光アレスターの出射側から見た
模式的断面図である。
模式的断面図である。
【図６】従来例である光減衰器を用いた利得等化回路の
構成を示す図である。
構成を示す図である。
【図７】従来の導波路型光デバイスの構成を示す斜視図
である。
である。
【図８】分岐角度を説明するための図である。
【図９】本発明の導波型光アレスターの概略図である。
【図１０】本発明の導波型光アレスターの概略図であ
る。
る。
１１ 基板 １２ 線形導波路 １３ 非線形導波路 １４ 入射光 １５ 出射光 １６ 出射光 ３１ ソーダガラス基板 ３２ イオン交換導波路 ３３ ＰＴＳポリマー非線形導波路 ４３ ＰＴＳポリマー非線形導波路 ５１ シリコン基板 ５２ 酸化シリコン導波路 ７１ ニオブ酸リチウム結晶基板 ７２ Ｔｉ拡散導波路 ７３ Ｔｉ拡散導波路 ７５ 光方向性結合器 ７６ 制御電極 ７７ 入射光 ７８ 出射光 ７９ 出射光 ８１ 分岐前の導波路 ８２ 分岐路Ａ ８３ 分岐路Ｂ ８４ 分岐角α ８５ 分岐角β ９１ 分岐前の光導波路 ９２ 分岐導波路Ａ ９３ 分岐導波路Ｂ １０１ 線形導波路Ｃ １０２ 光減衰器 １０４ 光減衰器 １０６ 光減衰器 １０８ 光減衰器 １１０ モニタ １１２ モニタ １１４ モニタ １１６ モニタ １１８ カウンタ １２０ ポストアンプ １２２ プリアンプ
Claims (12)
- 【請求項１】基板上に光導波路が設けられ、該光導波路
が光の進行方向に対して２以上の方向に分岐する構造を
有し、分岐した一の導波路を分岐導波路Ａ、分岐した他
の一の導波路を分岐導波路Ｂとし、前記分岐導波路Ａの
分岐角度をα、前記分岐導波路Ｂの分岐角度をβとした
とき、α＜βであり、前記分岐導波路Ａが線形導波路で
あって分岐前の導波路および前記分岐導波路Ｂからなる
導波路が非線形導波路であるか、または、前記分岐導波
路Ａが非線形導波路であって分岐前の導波路および前記
分岐導波路Ｂからなる導波路が線形導波路であり、前記
分岐導波路Ａが、分岐前の導波路および前記分岐導波路
Ｂからなる導波路と接触して、若しくは所定の間隔をお
いて設けられてなることを特徴とする導波型光アレスタ
ー。 - 【請求項２】 分岐前の光導波路および前記分岐導波路
Ｂが線形導波路であり前記分岐導波路Ａが非線形導波路
であって、前記線形導波路の屈折率をｎa、前記非線形
導波路の屈折率をｎbとしたときに、光が入射しない状
態ではｎa＞ｎ bであり、入射光の電界強度が設定値に達
したときｎa＝ｎbとなることを特徴とする請求項１に記
載の導波型光アレスター。 - 【請求項３】 分岐前の光導波路および前記分岐導波路
Ｂが非線形導波路であり前記分岐導波路Ａが線形導波路
であって、前記線形導波路の屈折率をｎa、前記非線形
導波路の屈折率をｎbとしたときに、光が入射しない状
態ではｎa＞ｎ bであり、入射光の電界強度が設定値に達
したときｎa＝ｎbとなることを特徴とする請求項１に記
載の導波型光アレスター。 - 【請求項４】 ０°≦α≦２°、３°≦β＜９０°であ
る請求項１乃至３いずれかに記載の導波型光アレスタ
ー。 - 【請求項５】 ０°≦α≦１°である請求項１乃至４い
ずれかに記載の導波型光アレスター。 - 【請求項６】 前記非線形導波路が有機材料からなる請
求項１乃至５いずれかに記載の導波型光アレスター。 - 【請求項７】 前記非線形導波路が誘電体材料からなる
請求項１乃至５いずれかに記載の導波型光アレスター。 - 【請求項８】 前記基板がガラスであり前記線形導波路
がイオン交換により形成されてなる請求項１乃至７いず
れかに記載の導波型光アレスター。 - 【請求項９】 前記基板がシリコンまたは石英からな
り、前記線形導波路が酸化ケイ素からなる請求項１乃至
７いずれかに記載の導波型光アレスター。 - 【請求項１０】 前記基板が電気光学効果を有する誘電
体結晶からなる請求項１乃至７いずれかに記載の導波型
光アレスター。 - 【請求項１１】 前記誘電体結晶がニオブ酸リチウム結
晶であり、前記線形導波路がプロトン交換またはチタン
（Ｔｉ）の熱拡散により形成されてなる請求項１０に記
載の導波型光アレスター。 - 【請求項１２】 前記誘電体結晶がタンタル酸リチウム
結晶であり、前記線形導波路がニオブ（Ｎｂ）の熱拡散
またはニオブ酸リチウムのパターン化により形成されて
なる請求項１０に記載の導波型光アレスター。
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|---|---|---|---|
| JP9030361A JP2877125B2 (ja) | 1997-02-14 | 1997-02-14 | 導波型光アレスター |
| US09/008,739 US5917973A (en) | 1997-02-14 | 1998-01-21 | Waveguide type of optical arrester |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9030361A JP2877125B2 (ja) | 1997-02-14 | 1997-02-14 | 導波型光アレスター |
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|---|---|
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| JP2877125B2 JP2877125B2 (ja) | 1999-03-31 |
Family
ID=36942606
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9030361A Expired - Lifetime JP2877125B2 (ja) | 1997-02-14 | 1997-02-14 | 導波型光アレスター |
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