JPH10325944A - 光変調素子およびその製造方法 - Google Patents
光変調素子およびその製造方法Info
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- JPH10325944A JPH10325944A JP10072615A JP7261598A JPH10325944A JP H10325944 A JPH10325944 A JP H10325944A JP 10072615 A JP10072615 A JP 10072615A JP 7261598 A JP7261598 A JP 7261598A JP H10325944 A JPH10325944 A JP H10325944A
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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
- G02F1/01—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
- G02F1/011—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 in optical waveguides, not otherwise provided for in this subclass
- G02F1/0115—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 in optical waveguides, not otherwise provided for in this subclass in optical fibres
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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
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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
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- G02F2203/20—Intrinsic phase difference, i.e. optical bias, of an optical modulator; Methods for the pre-set thereof
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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
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Abstract
(57)【要約】
【課題】光ファイバを分極処理した電気光学素子の複屈
折の影響が考慮されていなかったため、変調強度が十分
でなかったり、温度特性が大きかった。 【解決手段】所定の形状の光ファイバ１１と、光ファイ
バ１１を固定するための光ファイバ固定用溝を有する基
板１９と、光ファイバ１１の所定の箇所に設けられた光
学素子挿入用溝１７に取り付けられた少なくとも偏光子
１３、検光子１４、電気光学素子１５からなる光ファイ
バセンサにおいて、電気光学素子１５が分極処理された
光ファイバからなり、電圧を印加しない時、電気光学素
子１５を透過した光の各誘電主軸に対応する光の位相差
の絶対値が（ｍ／２±１／６）π以内（ここでｍが奇
数）となるように分極処理した電気光学素子を用いた光
ファイバセンサを作製する。この結果、温度特性の良好
なあるいは、波長板の不要な光ファイバセンサが実現可
能となる。
折の影響が考慮されていなかったため、変調強度が十分
でなかったり、温度特性が大きかった。 【解決手段】所定の形状の光ファイバ１１と、光ファイ
バ１１を固定するための光ファイバ固定用溝を有する基
板１９と、光ファイバ１１の所定の箇所に設けられた光
学素子挿入用溝１７に取り付けられた少なくとも偏光子
１３、検光子１４、電気光学素子１５からなる光ファイ
バセンサにおいて、電気光学素子１５が分極処理された
光ファイバからなり、電圧を印加しない時、電気光学素
子１５を透過した光の各誘電主軸に対応する光の位相差
の絶対値が（ｍ／２±１／６）π以内（ここでｍが奇
数）となるように分極処理した電気光学素子を用いた光
ファイバセンサを作製する。この結果、温度特性の良好
なあるいは、波長板の不要な光ファイバセンサが実現可
能となる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、２次の非
線形光学効果を有する分極処理された光ファイバを電気
光学素子として用いた光変調素子及びその製造方法に関
する。
線形光学効果を有する分極処理された光ファイバを電気
光学素子として用いた光変調素子及びその製造方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来、光ファイバセンサに用いられる電
圧（または電界）測定用の電気光学素子として、２次の
非線形光学材料材料であるＬｉＮｂＯ3（ＬＮ）や、Ｂ
ｉ12ＳｉＯ20（ＢＳＯ）や、Ｂｉ12ＧｅＯ20（ＢＧ
Ｏ）、そしてＢｉ4Ｇｅ3Ｏ12などの光学結晶が知られて
いた。例えば、大越孝敬編著「光ファイバセンサ」 オ
ーム社（１９８６年）ｐｐ１４９−１５３に示されるよ
うに、光ファイバ電圧センサは高い絶縁性を有し、特に
高電圧測定用の光ファイバセンサとして開発されてき
た。
圧（または電界）測定用の電気光学素子として、２次の
非線形光学材料材料であるＬｉＮｂＯ3（ＬＮ）や、Ｂ
ｉ12ＳｉＯ20（ＢＳＯ）や、Ｂｉ12ＧｅＯ20（ＢＧ
Ｏ）、そしてＢｉ4Ｇｅ3Ｏ12などの光学結晶が知られて
いた。例えば、大越孝敬編著「光ファイバセンサ」 オ
ーム社（１９８６年）ｐｐ１４９−１５３に示されるよ
うに、光ファイバ電圧センサは高い絶縁性を有し、特に
高電圧測定用の光ファイバセンサとして開発されてき
た。
【０００３】また、近年光ファイバセンサに使用する光
学素子削減のため、レンズやミラーを省略し、光ファイ
バからなる光路途中に磁気光学素子または電気光学素子
を組み込んだ光ファイバセンサが検討されてきた（例え
ば特開平５−２９７０８６、特開平６−７４９７９、特
開平８−２１９８２５等）。
学素子削減のため、レンズやミラーを省略し、光ファイ
バからなる光路途中に磁気光学素子または電気光学素子
を組み込んだ光ファイバセンサが検討されてきた（例え
ば特開平５−２９７０８６、特開平６−７４９７９、特
開平８−２１９８２５等）。
【０００４】更にまた、ごく最近、光ファイバを分極処
理する事により２次の非線形光学効果が発現する事が明
らかになり、光ファイバを用いた光変調素子が作製され
るようになって来ている（例えばA.C.Liu 他：Opt. L
ett. Vol.19 pp.466-468(1994)、T. Fujiwara他：IE
EE Photonics Lett. Vol.7 PP.1177-1179(1995)、
特開平９−２３０２９３など）。
理する事により２次の非線形光学効果が発現する事が明
らかになり、光ファイバを用いた光変調素子が作製され
るようになって来ている（例えばA.C.Liu 他：Opt. L
ett. Vol.19 pp.466-468(1994)、T. Fujiwara他：IE
EE Photonics Lett. Vol.7 PP.1177-1179(1995)、
特開平９−２３０２９３など）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の代表的
な２次の非線形光学材料であるＬＮを用いた光ファイバ
センサでは、特開平３−４４５６２や大越孝敬編著「光
ファイバセンサ」オーム社（１９８６年）ｐ１５３に示
すように、約０.１〜０.２度以下の軸ずれ角にする必要
があった。これは、次に述べる様な課題の発生を排除す
るためである。
な２次の非線形光学材料であるＬＮを用いた光ファイバ
センサでは、特開平３−４４５６２や大越孝敬編著「光
ファイバセンサ」オーム社（１９８６年）ｐ１５３に示
すように、約０.１〜０.２度以下の軸ずれ角にする必要
があった。これは、次に述べる様な課題の発生を排除す
るためである。
【０００６】以下に、図１１（ａ）、（ｂ）を用いて、
上記課題について説明する。
上記課題について説明する。
【０００７】図１１（ａ），（ｂ）は、代表的な光ファ
イバ電圧（電界）センサの動作原理を示す図である。
イバ電圧（電界）センサの動作原理を示す図である。
【０００８】図１１（ａ）において、光ファイバから伝
搬したランダム偏光の入射光は、偏光子で直線偏光成分
のみが透過する。ここで、１／４波長板を透過した光
は、各誘電主軸に対する光の位相差がπ／２だけ発生し
て円偏光となる。
搬したランダム偏光の入射光は、偏光子で直線偏光成分
のみが透過する。ここで、１／４波長板を透過した光
は、各誘電主軸に対する光の位相差がπ／２だけ発生し
て円偏光となる。
【０００９】さらに、電気光学素子を通過することによ
り、素子に印加された電圧に対応した位相差が発生し、
図１１（ａ）に示す様な円偏光から直線偏光まで変化す
る。
り、素子に印加された電圧に対応した位相差が発生し、
図１１（ａ）に示す様な円偏光から直線偏光まで変化す
る。
【００１０】そして検光子を透過する事により、偏光状
態の変化が光強度の変化として観測される。
態の変化が光強度の変化として観測される。
【００１１】図１１（ｂ）は、光学バイアスとセンサの
光出力の関係を表した模式図である。
光出力の関係を表した模式図である。
【００１２】同図に示すように、出射光の透過光量は、
電気光学効果と光学バイアス（波長板により決まる）で
与えられる光の位相差で決まるが、関数形はＳＩＮ関数
で表される。光学バイアスがπ／２（またはπ／２の奇
数倍）の時は、ＳＩＮ関数の直線性のよい部分を使用出
来るのに対し、光学バイアスがπ／２からずれる（例え
ば光学バイアス３π／４）と出力波形が歪んだり、さら
に大きく光学バイアスがずれる（例えば光学バイアス
０）の場合は出力波形が大きく歪む他に変調度が著しく
小さくなることが分かる。
電気光学効果と光学バイアス（波長板により決まる）で
与えられる光の位相差で決まるが、関数形はＳＩＮ関数
で表される。光学バイアスがπ／２（またはπ／２の奇
数倍）の時は、ＳＩＮ関数の直線性のよい部分を使用出
来るのに対し、光学バイアスがπ／２からずれる（例え
ば光学バイアス３π／４）と出力波形が歪んだり、さら
に大きく光学バイアスがずれる（例えば光学バイアス
０）の場合は出力波形が大きく歪む他に変調度が著しく
小さくなることが分かる。
【００１３】ところで、ＬＮではちょうど結晶軸（Ｚ
軸）から光が入射すると複屈折を感じないので、１／４
波長板によるπ／２の位相差のみであり、歪みのない設
計値通りの変調信号を得ることが出来る。
軸）から光が入射すると複屈折を感じないので、１／４
波長板によるπ／２の位相差のみであり、歪みのない設
計値通りの変調信号を得ることが出来る。
【００１４】しかし、入射光がＺ軸からずれると、ＬＮ
の大きな自然複屈折のため大きな位相差が発生し、本来
の光学バイアスからずれ変調度が小さかったり、波形が
歪んだり、あるいは複屈折の温度変化により大きな変調
度の温度変化が発生するという課題があった。
の大きな自然複屈折のため大きな位相差が発生し、本来
の光学バイアスからずれ変調度が小さかったり、波形が
歪んだり、あるいは複屈折の温度変化により大きな変調
度の温度変化が発生するという課題があった。
【００１５】そこで、これらの課題を解決するため、自
然複屈折のない結晶を用いる方法が考えられる。
然複屈折のない結晶を用いる方法が考えられる。
【００１６】即ち、自然複屈折のない非線形光学材料
（結晶）としては、ＢＧＯ、ＢＳＯ、そしてＢｉ4Ｇｅ3
Ｏ12等が知られている。
（結晶）としては、ＢＧＯ、ＢＳＯ、そしてＢｉ4Ｇｅ3
Ｏ12等が知られている。
【００１７】しかし、ＢＧＯやＢＳＯは旋光性（光の偏
光面が結 晶長に比例して回転する効果）のため結晶長
を長くできず、光の変調度を任意に設定できなかった
り、変調度を十分大きくできないという課題があった
（例えば大越孝敬編著「光ファイバセンサ」オーム社
（１９８６年）ｐｐ．１５２−１５３）。また、Ｂｉ4
Ｇｅ3Ｏ12は、高温でＤＣドリフトが存在するため、光
変調素子として安定した温度特性を実現できないという
課題があった（例えばO.Kamada他 Appl.Phys. Vol.32
(1993) pp.4288-4291）。
光面が結 晶長に比例して回転する効果）のため結晶長
を長くできず、光の変調度を任意に設定できなかった
り、変調度を十分大きくできないという課題があった
（例えば大越孝敬編著「光ファイバセンサ」オーム社
（１９８６年）ｐｐ．１５２−１５３）。また、Ｂｉ4
Ｇｅ3Ｏ12は、高温でＤＣドリフトが存在するため、光
変調素子として安定した温度特性を実現できないという
課題があった（例えばO.Kamada他 Appl.Phys. Vol.32
(1993) pp.4288-4291）。
【００１８】又、従来の様に、光ファイバの途中に電気
光学素子を配置した光ファイバセンサに於いては、レン
ズが省略されておりビーム広がりの影響を抑える必要か
ら十分長い結晶長がとることができず、比較的大きな電
気光学定数を有するＬＮを電気光学素子として用いた場
合でも光ファイバセンサとしての感度が小さいという課
題があった。また、液晶を用いた場合は応答速度が非常
に遅く電圧値の急速な変化が測定できなっかたり、低温
で液晶が固体化し使用出来なくなるなどの課題があっ
た。
光学素子を配置した光ファイバセンサに於いては、レン
ズが省略されておりビーム広がりの影響を抑える必要か
ら十分長い結晶長がとることができず、比較的大きな電
気光学定数を有するＬＮを電気光学素子として用いた場
合でも光ファイバセンサとしての感度が小さいという課
題があった。また、液晶を用いた場合は応答速度が非常
に遅く電圧値の急速な変化が測定できなっかたり、低温
で液晶が固体化し使用出来なくなるなどの課題があっ
た。
【００１９】更に又、光ファイバの一部を分極処理して
電気光学素子として用いた場合、ＬＮ結晶を電気光学素
子として用いかつ入射光が光軸（Ｚ軸）からずれた場合
に生じるものと同様の課題が発生することを本願発明者
が初めて発見した。すなわち、新たに発見された課題と
は、光ファイバを従来の方法で分極処理する事により、
非線形光学効果（電気光学効果）のみならず、屈折率の
異方性（自然複屈折）が発生するため、それを光ファイ
バセンサとして用いた場合、目的とする光学バイアスの
状態にする事が困難であという課題である。
電気光学素子として用いた場合、ＬＮ結晶を電気光学素
子として用いかつ入射光が光軸（Ｚ軸）からずれた場合
に生じるものと同様の課題が発生することを本願発明者
が初めて発見した。すなわち、新たに発見された課題と
は、光ファイバを従来の方法で分極処理する事により、
非線形光学効果（電気光学効果）のみならず、屈折率の
異方性（自然複屈折）が発生するため、それを光ファイ
バセンサとして用いた場合、目的とする光学バイアスの
状態にする事が困難であという課題である。
【００２０】尚、片方の誘電主軸の電気光学効果による
屈折率変化を利用した従来の光変調器では、上記課題が
発生する余地が無かったため、上記課題自体は、まった
く認識されなかった。
屈折率変化を利用した従来の光変調器では、上記課題が
発生する余地が無かったため、上記課題自体は、まった
く認識されなかった。
【００２１】一方、特開平９−２３０２９３に開示され
ている光変調素子に於いても、電気光学効果のみしか考
慮されていないため、当然のことながら自然複屈折によ
る光学バイアスが考慮されておらず、直線性が悪い変調
素子となる。さらに上記例に於いては、光ファイバのク
ラッド部に電極挿入用孔が作製されており、この結果分
極処理により発生する自然複屈折以上に、光ファイバ断
面構造の異方性に起因する非常に大きな自然複屈折が発
生する。この結果、この光ファイバはいわゆる偏波面保
存ファイバと同様の機能を有し、誘電主軸（２対の孔を
結んだ直線およびそれに垂直な方向）以外に入射した光
の偏光状態は非常に不安定となり、温度や外圧が加わる
と著しく変化する光ファイバとなる。この結果特に上記
光ファイバを電気光学素子として用い誘電主軸とは異な
る方向に偏光方向をもつ光を入射した場合、例えば温度
が数℃変化しただけでも変調度が大きく変化し、著しく
温度特性の悪い、また歪み率の大きな電気光学素子にな
るという課題があった。
ている光変調素子に於いても、電気光学効果のみしか考
慮されていないため、当然のことながら自然複屈折によ
る光学バイアスが考慮されておらず、直線性が悪い変調
素子となる。さらに上記例に於いては、光ファイバのク
ラッド部に電極挿入用孔が作製されており、この結果分
極処理により発生する自然複屈折以上に、光ファイバ断
面構造の異方性に起因する非常に大きな自然複屈折が発
生する。この結果、この光ファイバはいわゆる偏波面保
存ファイバと同様の機能を有し、誘電主軸（２対の孔を
結んだ直線およびそれに垂直な方向）以外に入射した光
の偏光状態は非常に不安定となり、温度や外圧が加わる
と著しく変化する光ファイバとなる。この結果特に上記
光ファイバを電気光学素子として用い誘電主軸とは異な
る方向に偏光方向をもつ光を入射した場合、例えば温度
が数℃変化しただけでも変調度が大きく変化し、著しく
温度特性の悪い、また歪み率の大きな電気光学素子にな
るという課題があった。
【００２２】本発明は、上記従来の課題を考慮して、従
来に比べて自然複屈折の発生を抑えた光変調素子、及び
その製造方法を提供することを目的とする。
来に比べて自然複屈折の発生を抑えた光変調素子、及び
その製造方法を提供することを目的とする。
【００２３】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１記載の本発明は、所定の形状の光ファイバ
と、前記光ファイバを固定するための光ファイバ固定用
溝を有する基板と、前記光ファイバの所定の箇所に設け
られた光学素子挿入用溝、又は前記光ファイバ固定用溝
に取り付けられた偏光子、電気光学素子、及び検光子と
を備えた光変調素子であって、前記電気光学素子が分極
処理された光ファイバを含み、前記電気光学素子に電界
が印加されない時に、前記電気光学素子を透過した光の
位相差の絶対値δが数１で表される光変調素子である。
に、請求項１記載の本発明は、所定の形状の光ファイバ
と、前記光ファイバを固定するための光ファイバ固定用
溝を有する基板と、前記光ファイバの所定の箇所に設け
られた光学素子挿入用溝、又は前記光ファイバ固定用溝
に取り付けられた偏光子、電気光学素子、及び検光子と
を備えた光変調素子であって、前記電気光学素子が分極
処理された光ファイバを含み、前記電気光学素子に電界
が印加されない時に、前記電気光学素子を透過した光の
位相差の絶対値δが数１で表される光変調素子である。
【００２４】
【数１】 （ｍ／２−１／６）π≦δ≦（ｍ／２＋１／６）π ここでｍは奇数。
【００２５】又、請求項２記載の本発明は、前記電気光
学素子を透過した光の位相差の絶対値δが数２で表され
る請求項２記載の光変調素子である。
学素子を透過した光の位相差の絶対値δが数２で表され
る請求項２記載の光変調素子である。
【００２６】
【数２】π／３≦δ≦２π／３ 又、請求項３記載の本発明は、所定の形状の光ファイバ
と、前記光ファイバを固定するための光ファイバ固定用
溝を有する基板と、前記光ファイバの所定の箇所に設け
られた光学素子挿入用溝、又は前記光ファイバ固定用溝
に取り付けられた偏光子、波長板、電気光学素子、及び
検光子とを備えた光変調素子であって、前記電気光学素
子が分極処理された光ファイバを含み、前記電気光学素
子に電界が印加されない時に、前記波長板及び電気光学
素子を透過した光の位相差の絶対値δが数３で表される
光変調素子である。
と、前記光ファイバを固定するための光ファイバ固定用
溝を有する基板と、前記光ファイバの所定の箇所に設け
られた光学素子挿入用溝、又は前記光ファイバ固定用溝
に取り付けられた偏光子、波長板、電気光学素子、及び
検光子とを備えた光変調素子であって、前記電気光学素
子が分極処理された光ファイバを含み、前記電気光学素
子に電界が印加されない時に、前記波長板及び電気光学
素子を透過した光の位相差の絶対値δが数３で表される
光変調素子である。
【００２７】
【数３】 （ｎ／２−１／６）π≦δ≦（ｎ／２＋１／６）π ここでｎは奇数。
【００２８】又、請求項４記載の本発明は、前記電気光
学素子及び波長板を透過した光の位相差の絶対値δが数
４で表される請求項３記載の光変調素子である。
学素子及び波長板を透過した光の位相差の絶対値δが数
４で表される請求項３記載の光変調素子である。
【００２９】
【数４】π／３≦δ≦２π／３ 又、請求項５記載の本発明は、前記光ファイバは、相異
なる２方向から分極処理されたものである請求項１又は
３記載の光変調素子である。
なる２方向から分極処理されたものである請求項１又は
３記載の光変調素子である。
【００３０】又、請求項６記載の本発明は、前記相異な
る２方向が、９０度±１０度の範囲で互いに実質上直交
している請求項５記載の光変調素子である。
る２方向が、９０度±１０度の範囲で互いに実質上直交
している請求項５記載の光変調素子である。
【００３１】又、請求項７記載の本発明は、前記所定の
形状が、直線である請求項１又は３記載の光変調素子で
ある。
形状が、直線である請求項１又は３記載の光変調素子で
ある。
【００３２】又、請求項８記載の本発明は、前記所定の
形状が、底面がフラット形状のＵ字型である請求項１又
は請求項３記載の光変調素子である。
形状が、底面がフラット形状のＵ字型である請求項１又
は請求項３記載の光変調素子である。
【００３３】又、請求項９記載の本発明は、所定の形状
の光ファイバと、前記光ファイバを固定するための光フ
ァイバ固定用溝を有する基板と、前記光ファイバの所定
の箇所に設けられた光学素子挿入用溝、又は前記光ファ
イバ固定用溝に取り付けられた偏光子、電気光学素子、
及び検光子とを備えた光変調素子の製造方法であって、
前記光ファイバを分極処理することにより、前記電気光
学素子を作製するものであり、前記電気光学素子に電界
が印加されない時に前記電気光学素子を透過した光の位
相差の絶対値δが、数１又は数２を満たすように、前記
分極処理を行う光変調素子の製造方法である。
の光ファイバと、前記光ファイバを固定するための光フ
ァイバ固定用溝を有する基板と、前記光ファイバの所定
の箇所に設けられた光学素子挿入用溝、又は前記光ファ
イバ固定用溝に取り付けられた偏光子、電気光学素子、
及び検光子とを備えた光変調素子の製造方法であって、
前記光ファイバを分極処理することにより、前記電気光
学素子を作製するものであり、前記電気光学素子に電界
が印加されない時に前記電気光学素子を透過した光の位
相差の絶対値δが、数１又は数２を満たすように、前記
分極処理を行う光変調素子の製造方法である。
【００３４】
【数１】 （ｍ／２−１／６）π≦δ≦（ｍ／２＋１／６）π ここでｍは奇数。
【００３５】
【数２】π／３≦δ≦２π／３ 又、請求項１０記載の本発明は、前記電気光学素子に交
流電界を印加した時、前記検光子を透過した光の変調信
号の歪み率が、実質上極小になるように前記電気光学素
子の分極処理を行う請求項９記載の光変調素子の製造方
法である。
流電界を印加した時、前記検光子を透過した光の変調信
号の歪み率が、実質上極小になるように前記電気光学素
子の分極処理を行う請求項９記載の光変調素子の製造方
法である。
【００３６】又、請求項１１記載の本発明は、所定の形
状の光ファイバと、前記光ファイバを固定するための光
ファイバ固定用溝を有する基板と、前記光ファイバの所
定の箇所に設けられた光学素子挿入用溝、又は前記光フ
ァイバ固定用溝に取り付けられた偏光子、波長板、電気
光学素子、及び検光子とを備えた光変調素子の製造方法
であって、前記光ファイバに電界を印加して分極処理す
ることにより、前記電気光学素子を作製するものであ
り、前記電気光学素子に電界が印加されない時、前記波
長板及び前記電気光学素子を透過した光の位相差の絶対
値δが、数３又は数４を満たす様に、前記分極処理を行
う光変調素子の製造方法である。
状の光ファイバと、前記光ファイバを固定するための光
ファイバ固定用溝を有する基板と、前記光ファイバの所
定の箇所に設けられた光学素子挿入用溝、又は前記光フ
ァイバ固定用溝に取り付けられた偏光子、波長板、電気
光学素子、及び検光子とを備えた光変調素子の製造方法
であって、前記光ファイバに電界を印加して分極処理す
ることにより、前記電気光学素子を作製するものであ
り、前記電気光学素子に電界が印加されない時、前記波
長板及び前記電気光学素子を透過した光の位相差の絶対
値δが、数３又は数４を満たす様に、前記分極処理を行
う光変調素子の製造方法である。
【００３７】
【数３】 （ｎ／２−１／６）π≦δ≦（ｎ／２＋１／６）π ここでｎは奇数。
【００３８】
【数４】π／３≦δ≦２π／３ 又、請求項１２記載の本発明は、前記電気光学素子に交
流電圧を印加した時、前各検光子を透過した直後の光の
変調信号の歪み率が、実質上極小になるように、前記電
気光学素子の分極処理を行う請求項１１記載の光変調素
子の製造方法である。
流電圧を印加した時、前各検光子を透過した直後の光の
変調信号の歪み率が、実質上極小になるように、前記電
気光学素子の分極処理を行う請求項１１記載の光変調素
子の製造方法である。
【００３９】又、請求項１３記載の本発明は、前記分極
処理は、前記電気光学素子を透過した光の偏光状態を観
測しながら行う請求項９又は１１記載の光変調素子の製
造方法である。
処理は、前記電気光学素子を透過した光の偏光状態を観
測しながら行う請求項９又は１１記載の光変調素子の製
造方法である。
【００４０】又、請求項１４記載の本発明は、相異なる
２方向から前記光ファイバを分極処理する請求項９又は
１１記載の光変調素子の製造方法である。
２方向から前記光ファイバを分極処理する請求項９又は
１１記載の光変調素子の製造方法である。
【００４１】又、請求項１５記載の本発明は、前記相異
なる２方向が、９０度±１０度の範囲内で互いに実質上
直交するものである請求項１４記載の光変調素子の製造
方法である。
なる２方向が、９０度±１０度の範囲内で互いに実質上
直交するものである請求項１４記載の光変調素子の製造
方法である。
【００４２】又、請求項１６記載の本発明は、前記所定
の形状が、直線である請求項９又は１１記載の光変調素
子の製造方法である。
の形状が、直線である請求項９又は１１記載の光変調素
子の製造方法である。
【００４３】又、請求項１７記載の本発明は、前記所定
の形状が、底面がフラット形状のＵ字型である請求項９
又は請求項１１記載の光変調素子の製造方法である。
の形状が、底面がフラット形状のＵ字型である請求項９
又は請求項１１記載の光変調素子の製造方法である。
【００４４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する。
て、図面を参照しながら説明する。
【００４５】ガラス（又は光ファイバ）の分極処理は非
線形光学効果（電気光学効果）と同時に、屈折率の異方
性を発生させる。図１０（ａ）〜（ｂ）に本発明による
光ファイバセンサ用電気光学素子作製の原理図を示す。
線形光学効果（電気光学効果）と同時に、屈折率の異方
性を発生させる。図１０（ａ）〜（ｂ）に本発明による
光ファイバセンサ用電気光学素子作製の原理図を示す。
【００４６】まず、図１０（ａ）に非線形光学材料（ガ
ラスブロック、または光ファイバなどの分極処理できる
材料に電極を取り付けたもの）からなる電気光学素子７
０１と、ｘ，ｙ，ｚ軸を示す。同図では説明が容易なよ
うに、ｘ，ｙ軸は直交して示してあるが、必ずしも直交
する必要はない。ただし、ｘ、ｙ軸を直交させた場合、
ｘ軸の分極処理がｙ方向の分極処理の結果に影響を与え
にくくする事ができ、実用上は９０度±１０度以内にす
る事により容易に各屈折率成分コントロールできる。ま
た、ｚ軸は、このｘ軸及びｙ軸に、９０度±１０度の範
囲内でほぼ直交している。
ラスブロック、または光ファイバなどの分極処理できる
材料に電極を取り付けたもの）からなる電気光学素子７
０１と、ｘ，ｙ，ｚ軸を示す。同図では説明が容易なよ
うに、ｘ，ｙ軸は直交して示してあるが、必ずしも直交
する必要はない。ただし、ｘ、ｙ軸を直交させた場合、
ｘ軸の分極処理がｙ方向の分極処理の結果に影響を与え
にくくする事ができ、実用上は９０度±１０度以内にす
る事により容易に各屈折率成分コントロールできる。ま
た、ｚ軸は、このｘ軸及びｙ軸に、９０度±１０度の範
囲内でほぼ直交している。
【００４７】本発明では、光ファイバを分極処理するこ
とにより電気光学素子作製するので、光の伝搬方向（光
ファイバの軸方向）がｚ軸となる。
とにより電気光学素子作製するので、光の伝搬方向（光
ファイバの軸方向）がｚ軸となる。
【００４８】まず、周囲温度を例えば１５０〜３００℃
に昇温し、次に、ｘ軸方向に１×１０4〜１×１０6ｃｍ
／Ｖ程度の電界を印加し分極処理を行う。このとき、ｘ
軸方向に分極処理すると、ｘ軸方向の電子分極が大きく
なり、ｘ軸方向に偏光した光（ｘ軸方向に光電界が振動
する光）が感じる屈折率ｎxは増加する（図７（ｂ）参
照）。図１０（ｂ）は、本実施の形態の分極処理による
屈折率変化を説明する図である。
に昇温し、次に、ｘ軸方向に１×１０4〜１×１０6ｃｍ
／Ｖ程度の電界を印加し分極処理を行う。このとき、ｘ
軸方向に分極処理すると、ｘ軸方向の電子分極が大きく
なり、ｘ軸方向に偏光した光（ｘ軸方向に光電界が振動
する光）が感じる屈折率ｎxは増加する（図７（ｂ）参
照）。図１０（ｂ）は、本実施の形態の分極処理による
屈折率変化を説明する図である。
【００４９】ここで、分極処理の過程で、図１１
（ａ），（ｂ）の様な光学系（ただしこのとき１／４波
長板は配置しない、また入射光（直線偏光）の偏光面は
ｘ軸からｙ軸に向かって４５度の方向とする）を作製
し、偏光状態を観測する。
（ａ），（ｂ）の様な光学系（ただしこのとき１／４波
長板は配置しない、また入射光（直線偏光）の偏光面は
ｘ軸からｙ軸に向かって４５度の方向とする）を作製
し、偏光状態を観測する。
【００５０】このとき、電気光学素子を透過した光が円
偏光、即ち、ｘ軸およびｙ軸の誘電主軸を透過した光の
位相差が、π／２またはπ／２の奇数倍となるところで
分極処理を終了する。ここで作製した電気光学素子は、
電気光学効果と光学バイアスを与える素子（波長板）の
機能を持った素子である。したがって、この素子を用い
た場合、図１１（ａ）の光学素子のなかで、１／４波長
板を用いなくとも直線性のよい光ファイバセンサを作製
することが可能となる。また、光学バイアスの大きさは
理想値π／２（またはその奇数倍）で有ることが望まし
い。しかし出力波形の歪みをさける必要が無い場合は、
位相差の絶対値δの理想値からのずれは±π／６程度ま
でなら変調度として大きな設計値からのずれがないの
で、使用可能である。したがって、光ファイバに分極処
理を行い電気光学素子を作製する場合、透過した光の位
相差の絶対値δが、数１で表される条件を満足する様に
分極することにより波長板の不要な光ファイバセンサを
実現する事が出来る。
偏光、即ち、ｘ軸およびｙ軸の誘電主軸を透過した光の
位相差が、π／２またはπ／２の奇数倍となるところで
分極処理を終了する。ここで作製した電気光学素子は、
電気光学効果と光学バイアスを与える素子（波長板）の
機能を持った素子である。したがって、この素子を用い
た場合、図１１（ａ）の光学素子のなかで、１／４波長
板を用いなくとも直線性のよい光ファイバセンサを作製
することが可能となる。また、光学バイアスの大きさは
理想値π／２（またはその奇数倍）で有ることが望まし
い。しかし出力波形の歪みをさける必要が無い場合は、
位相差の絶対値δの理想値からのずれは±π／６程度ま
でなら変調度として大きな設計値からのずれがないの
で、使用可能である。したがって、光ファイバに分極処
理を行い電気光学素子を作製する場合、透過した光の位
相差の絶対値δが、数１で表される条件を満足する様に
分極することにより波長板の不要な光ファイバセンサを
実現する事が出来る。
【００５１】
【数１】 （ｍ／２−１／６）π≦δ≦（ｍ／２＋１／６）π ここでｍは奇数。
【００５２】また、位相差が大きい場合、自然複屈折の
温度変化により変調度の温度変化が大きくなるので、ｍ
の数は少ない方が温度に対して安定な光ファイバセンサ
が実現できる。したがって、位相差の絶対値δが数２で
表される電気光学素子を用いた場合、より温度特性の安
定した光ファイバセンサを実現できる。
温度変化により変調度の温度変化が大きくなるので、ｍ
の数は少ない方が温度に対して安定な光ファイバセンサ
が実現できる。したがって、位相差の絶対値δが数２で
表される電気光学素子を用いた場合、より温度特性の安
定した光ファイバセンサを実現できる。
【００５３】
【数２】π／３≦δ≦２π／３ また、前記出射光の偏光状態を観測する代わりに、電気
光学素子に交流電圧を印加し得られる光出力の歪み率が
ほぼ極小となったとき分極処理を終了しても、電気光学
素子を通過した光の位相差の絶対値δが数１又は数２を
満たした素子を作製するこができる。
光学素子に交流電圧を印加し得られる光出力の歪み率が
ほぼ極小となったとき分極処理を終了しても、電気光学
素子を通過した光の位相差の絶対値δが数１又は数２を
満たした素子を作製するこができる。
【００５４】次に、ｙ軸方向に、先ほどのｘ軸方向と同
じ要領で電界を印加することにより分極処理を行う（図
１０（ｂ）参照）。
じ要領で電界を印加することにより分極処理を行う（図
１０（ｂ）参照）。
【００５５】この分極処理により、ｙ軸方向の偏光を持
つ光が感じる屈折率ｎｙが大きくなる。このとき、同様
に図１１（ａ）、（ｂ）の様な光学系を作製し（この場
合、波長板を配置する）、電気光学素子の偏光状態を観
測する。分極処理時間や分極電圧を適当に選ぶことによ
り、電気光学素子を透過した光の偏光状態が円偏光にな
る事を確認するまで分極処理をおこなう。この時得られ
る波長板と電気光学素子で発生する合計の位相差の絶対
値δはπ／２の奇数倍である。この時電気光学素子のみ
で与えられる位相差の絶対値δはπ／２の偶数倍とな
る。
つ光が感じる屈折率ｎｙが大きくなる。このとき、同様
に図１１（ａ）、（ｂ）の様な光学系を作製し（この場
合、波長板を配置する）、電気光学素子の偏光状態を観
測する。分極処理時間や分極電圧を適当に選ぶことによ
り、電気光学素子を透過した光の偏光状態が円偏光にな
る事を確認するまで分極処理をおこなう。この時得られ
る波長板と電気光学素子で発生する合計の位相差の絶対
値δはπ／２の奇数倍である。この時電気光学素子のみ
で与えられる位相差の絶対値δはπ／２の偶数倍とな
る。
【００５６】したがって、光ファイバに分極処理を行い
電気光学素子を作製する場合、波長板と電気光学素子を
透過した光の位相差の絶対値δが、数３で表される条件
で分極することにより電気光学素子としてはほぼ等方的
な素子を得るが出来る。
電気光学素子を作製する場合、波長板と電気光学素子を
透過した光の位相差の絶対値δが、数３で表される条件
で分極することにより電気光学素子としてはほぼ等方的
な素子を得るが出来る。
【００５７】
【数３】 （ｎ／２−１／６）π≦δ≦（ｎ／２＋１／６）π ここでｎは奇数。
【００５８】また、位相差が大きい場合、自然複屈折の
温度変化により変調度の温度変化が大きくなるので、ｎ
の数は少ない方が温度に対して安定な光ファイバセンサ
が実現できる。したがって、より望ましくは電気光学素
子を透過した光の位相差の絶対値δが数４であらわせる
事が望ましい。
温度変化により変調度の温度変化が大きくなるので、ｎ
の数は少ない方が温度に対して安定な光ファイバセンサ
が実現できる。したがって、より望ましくは電気光学素
子を透過した光の位相差の絶対値δが数４であらわせる
事が望ましい。
【００５９】
【数４】π／３≦δ≦２π／３ 波長板としては、設計の容易性から１／４波長板が用い
られが、原理的には必ずしも１／４波長板である必要は
ない。波長板と電気光学素子の両方を通過した光の位相
差の絶対値δが、数３または数４を満たしていれば、光
ファイバセンサとして機能する。しかし、特に波長板が
１／４波長板であり、δ≒π／２の時、電気光学素子
は、光の透過方向に対して自然複屈折のほとんどない状
態となる。この時、ｎx≒ｎyとなり、電気光学素子で発
生する複屈折は、ｚ軸方向に伝搬する光（ｘ偏光、ｙ偏
光またはｘ軸とｙ軸の間に偏光方向を持つ光）に対して
はほぼゼロとすることが可能となる。
られが、原理的には必ずしも１／４波長板である必要は
ない。波長板と電気光学素子の両方を通過した光の位相
差の絶対値δが、数３または数４を満たしていれば、光
ファイバセンサとして機能する。しかし、特に波長板が
１／４波長板であり、δ≒π／２の時、電気光学素子
は、光の透過方向に対して自然複屈折のほとんどない状
態となる。この時、ｎx≒ｎyとなり、電気光学素子で発
生する複屈折は、ｚ軸方向に伝搬する光（ｘ偏光、ｙ偏
光またはｘ軸とｙ軸の間に偏光方向を持つ光）に対して
はほぼゼロとすることが可能となる。
【００６０】また、ｘ軸及びｙ軸方向に分極処理する事
により、ｎzが小さくなるが、等方的なガラスを分極処
理した場合の複屈折量（屈折率の最大値と最小値の差）
は、通常０．００１程度以下である。
により、ｎzが小さくなるが、等方的なガラスを分極処
理した場合の複屈折量（屈折率の最大値と最小値の差）
は、通常０．００１程度以下である。
【００６１】一方、ＬＮの複屈折量は、約０．０９であ
る。０．０９／０．００１＝９０となることから、ＬＮ
の複屈折量は、本発明による非線形光学材料の複屈折量
より約２桁大きいと言える。従って、非線形光学材料に
入射する光の角度精度もＬＮの場合に比べて約２桁近く
大きくなり、電気光学素子の作製がきわめて容易にな
る。さらに、ｚ軸方向に伝搬する光に関しては等方的で
あるため、ｎxとｎyが等しくない場合に比べて、複屈折
率の温度変化は小さくなる。即ち温度変化により屈折率
が変化した場合でもｎx≒ｎyの関係は保たれるため、電
気光学素子の光学バイアスの温度変化は小さくなり、温
度特性の非常に良好な光ファイバ電圧（電界）センサを
作製する事が可能となる。
る。０．０９／０．００１＝９０となることから、ＬＮ
の複屈折量は、本発明による非線形光学材料の複屈折量
より約２桁大きいと言える。従って、非線形光学材料に
入射する光の角度精度もＬＮの場合に比べて約２桁近く
大きくなり、電気光学素子の作製がきわめて容易にな
る。さらに、ｚ軸方向に伝搬する光に関しては等方的で
あるため、ｎxとｎyが等しくない場合に比べて、複屈折
率の温度変化は小さくなる。即ち温度変化により屈折率
が変化した場合でもｎx≒ｎyの関係は保たれるため、電
気光学素子の光学バイアスの温度変化は小さくなり、温
度特性の非常に良好な光ファイバ電圧（電界）センサを
作製する事が可能となる。
【００６２】また、ここでは、本発明の光変調素子の光
ファイバセンサへの適応例を述べたが、光通信や光計測
用の光変調素子として用いることも可能である。この場
合、温度特性の良好な低歪みの光変調素子となる。
ファイバセンサへの適応例を述べたが、光通信や光計測
用の光変調素子として用いることも可能である。この場
合、温度特性の良好な低歪みの光変調素子となる。
【００６３】また、前記出射光の偏光状態を観測する代
わりに、電気光学素子に交流電圧を印加して得られる光
出力の歪み率が極小となったとき、分極処理を終了して
も、波長板と電気光学素子を通過した光の位相差の絶対
値δが、（ｎ／２−１／６）π≦δ≦（ｎ／２＋１／
６）πまたはπ／３≦δ≦２π／３の条件を満足する光
ファイバセンサを作製する事ができる。
わりに、電気光学素子に交流電圧を印加して得られる光
出力の歪み率が極小となったとき、分極処理を終了して
も、波長板と電気光学素子を通過した光の位相差の絶対
値δが、（ｎ／２−１／６）π≦δ≦（ｎ／２＋１／
６）πまたはπ／３≦δ≦２π／３の条件を満足する光
ファイバセンサを作製する事ができる。
【００６４】電気光学素子として、光ファイバを用いた
場合、電気光学素子をレンズを用いずに長くする事が可
能であり、したがって変調度の大きな光ファイバセンサ
を実現できる。また、特に底面がフラットなＵ字型光フ
ァイバを用いた場合、光入射方向と光出射方向の光ファ
イバの向きを同じにすることが可能となるので、光ファ
イバセンサを小型化する事が可能となる。
場合、電気光学素子をレンズを用いずに長くする事が可
能であり、したがって変調度の大きな光ファイバセンサ
を実現できる。また、特に底面がフラットなＵ字型光フ
ァイバを用いた場合、光入射方向と光出射方向の光ファ
イバの向きを同じにすることが可能となるので、光ファ
イバセンサを小型化する事が可能となる。
【００６５】また、以下の実施の形態例では、分極処理
方法として加温中に高電圧を印加し分極処理を行う方法
を示すが、紫外線を照射しながら室温で高電界を印加し
て分極処理を行う方法、コロナポーリングによる方法、
そして高真空・高温条件で分極を行う方法などを用いて
も本質的に同様の機能を得ることができる。
方法として加温中に高電圧を印加し分極処理を行う方法
を示すが、紫外線を照射しながら室温で高電界を印加し
て分極処理を行う方法、コロナポーリングによる方法、
そして高真空・高温条件で分極を行う方法などを用いて
も本質的に同様の機能を得ることができる。
【００６６】以下、さらに詳細な実施の形態を用いて本
発明を説明する。
発明を説明する。
【００６７】（実施の形態１）本発明の第１の実施の形
態を、図１及び図２（ａ）〜図２（ｃ）用いて説明す
る。
態を、図１及び図２（ａ）〜図２（ｃ）用いて説明す
る。
【００６８】まず、図２を用いて、光ファイバの分極処
理について説明する。
理について説明する。
【００６９】両端にフェルール２０を取り付けた光ファ
イバ心線２１を用意する（図２（ａ））。光ファイバと
しては、石英ガラス系光ファイバであれば、シングルモ
ード光ファイバでもマルチモード光ファイバでもいずれ
でも用いることが出来るが、ここではＬＥＤ光源を用い
た場合に光量を多くとる事の出来るマルチモード光ファ
イバを用いた。光ファイバは、石英系のコア系２００μ
ｍ、クラッド系２５０μｍの光ファイバである。コア部
には屈折率を高めるためにＧｅＯ2がドープされてい
る。 次に、光ファイバ心線の被覆を一部除去し光ファ
イバ素線部２２が見える状態にする（図２（ｂ））。
イバ心線２１を用意する（図２（ａ））。光ファイバと
しては、石英ガラス系光ファイバであれば、シングルモ
ード光ファイバでもマルチモード光ファイバでもいずれ
でも用いることが出来るが、ここではＬＥＤ光源を用い
た場合に光量を多くとる事の出来るマルチモード光ファ
イバを用いた。光ファイバは、石英系のコア系２００μ
ｍ、クラッド系２５０μｍの光ファイバである。コア部
には屈折率を高めるためにＧｅＯ2がドープされてい
る。 次に、光ファイバ心線の被覆を一部除去し光ファ
イバ素線部２２が見える状態にする（図２（ｂ））。
【００７０】次に、図２（ｃ）に示す様に、光ファイバ
素線部をヒータ２３の上に固定し電極で挟み込む。最初
に分極処理する方向を図のようにｘ軸、それとほぼ直角
な方向（９０度±１０度以内で）をｙ軸、光の伝搬方向
をｚ軸とする。ここで、光ファイバを直線に保持しかつ
入射光はほぼコリメート光を入射させ、あらかじめファ
イバ伝搬中に偏光状態が乱れない事を確認した。その後
ヒータの分極処理部での温度を３００℃とし、５ｋＶの
電圧（電極間隔０.５ｍｍ）を３０分〜１００分印加し
ｘ軸方向の分極処理を行った。このとき、分極用電圧の
印加を途中で中断し、電圧を印加しない時透過した光の
位相差が、（ｍ／２±１／６）π以内であることを偏光
状態を観測しながら分極処理をくり返した（図２（ｃ）
の状態）。 この様にして得られた光ファイバを用い
て、図１に示す直線型の光ファイバセンサを作製した。
素線部をヒータ２３の上に固定し電極で挟み込む。最初
に分極処理する方向を図のようにｘ軸、それとほぼ直角
な方向（９０度±１０度以内で）をｙ軸、光の伝搬方向
をｚ軸とする。ここで、光ファイバを直線に保持しかつ
入射光はほぼコリメート光を入射させ、あらかじめファ
イバ伝搬中に偏光状態が乱れない事を確認した。その後
ヒータの分極処理部での温度を３００℃とし、５ｋＶの
電圧（電極間隔０.５ｍｍ）を３０分〜１００分印加し
ｘ軸方向の分極処理を行った。このとき、分極用電圧の
印加を途中で中断し、電圧を印加しない時透過した光の
位相差が、（ｍ／２±１／６）π以内であることを偏光
状態を観測しながら分極処理をくり返した（図２（ｃ）
の状態）。 この様にして得られた光ファイバを用い
て、図１に示す直線型の光ファイバセンサを作製した。
【００７１】以下に、図１を用いて上記の工程で分極処
理した光ファイバを直線型の光ファイバセンサに作製す
る手順を説明する。
理した光ファイバを直線型の光ファイバセンサに作製す
る手順を説明する。
【００７２】即ち、基板の材料としては、ガラス、セラ
ミックス、樹脂など、絶縁性の材料であればいずれの材
料でもよいが、加工性と絶縁性に優れるガラスエポキシ
基板１９を用いた。
ミックス、樹脂など、絶縁性の材料であればいずれの材
料でもよいが、加工性と絶縁性に優れるガラスエポキシ
基板１９を用いた。
【００７３】基板に回転式ブレードソーを用いて光ファ
イバ固定用溝１８を作製する。作製した溝に前記工程で
作製した光ファイバを接着固定した。
イバ固定用溝１８を作製する。作製した溝に前記工程で
作製した光ファイバを接着固定した。
【００７４】次に、分極処理を行った部分の両端に光学
素子挿入用溝１７を回転式ブレードソーで作製した。こ
の時、光ファイバ素線部１２も同時に切断し光路途中に
光学素子を設置できるようにする。光学素子挿入用溝１
７には、偏光子１３及び検光子１４を挿入し接着固定し
た。
素子挿入用溝１７を回転式ブレードソーで作製した。こ
の時、光ファイバ素線部１２も同時に切断し光路途中に
光学素子を設置できるようにする。光学素子挿入用溝１
７には、偏光子１３及び検光子１４を挿入し接着固定し
た。
【００７５】最後に光ファイバを挟み込むように電極１
０を設置した。ここで、基板裏面の電極に関しては、電
極を接着する部分の基板の厚みを０.１ｍｍまで薄くし
て、その電極を接着固定した。
０を設置した。ここで、基板裏面の電極に関しては、電
極を接着する部分の基板の厚みを０.１ｍｍまで薄くし
て、その電極を接着固定した。
【００７６】電極から出たリード線に、交流電圧１００
０Ｖを印加して、出力光の変調度を測定したところ、変
調度は１.８％、歪み率は１％であった。
０Ｖを印加して、出力光の変調度を測定したところ、変
調度は１.８％、歪み率は１％であった。
【００７７】また、歪み率は、電気光学素子を透過した
光の位相差の絶対値δがちょうどｍπ／２からずれると
劣化したが、設定値に対して±π／６の範囲内では変調
信号の低下は少なく光ファイバセンサとして使用可能で
あった。
光の位相差の絶対値δがちょうどｍπ／２からずれると
劣化したが、設定値に対して±π／６の範囲内では変調
信号の低下は少なく光ファイバセンサとして使用可能で
あった。
【００７８】さらに、上記１.８％の変調度を示した素
子の−２０〜＋８０℃の範囲で温度特性を測定したとこ
ろ、室温での変調度を１００と規格化して±５％以内の
結果を示した。この時、光ファイバが波長板と電気光学
素子の両方の役割をかねるので、波長板は必要がなかっ
た。
子の−２０〜＋８０℃の範囲で温度特性を測定したとこ
ろ、室温での変調度を１００と規格化して±５％以内の
結果を示した。この時、光ファイバが波長板と電気光学
素子の両方の役割をかねるので、波長板は必要がなかっ
た。
【００７９】さらに、７０℃以上の高温においても、Ｂ
ｉ4Ｇｅ3Ｏ12結晶を用いた場合問題となるＤＣドリフト
が観測されず安定した温度特性を実現を実現可能であっ
た。
ｉ4Ｇｅ3Ｏ12結晶を用いた場合問題となるＤＣドリフト
が観測されず安定した温度特性を実現を実現可能であっ
た。
【００８０】（実施の形態２）本発明の第２の実施の形
態による、電気光学素子と波長板を組み合わせた場合の
例を図２（ｃ）〜図２（ｄ）及び図３を用いて説明す
る。
態による、電気光学素子と波長板を組み合わせた場合の
例を図２（ｃ）〜図２（ｄ）及び図３を用いて説明す
る。
【００８１】実施の形態１と同様に、光ファイバを直線
に保持し、あらかじめファイバ伝搬中に偏光状態が乱れ
ない事を確認した。
に保持し、あらかじめファイバ伝搬中に偏光状態が乱れ
ない事を確認した。
【００８２】最初に、分極処理する方向を図のようにｘ
軸、それとほぼ直角な方向（９０度±１０度以内で）を
ｙ軸、光の伝搬方向をｚ軸とする。その後ヒータの分極
処理部での温度を３００℃とし、５ｋＶの電圧（電極間
隔０.５ｍｍ）を１００分印加しｘ軸方向の分極処理
い、ｘ軸方向に分極処理を行った（図２（ｃ））。
軸、それとほぼ直角な方向（９０度±１０度以内で）を
ｙ軸、光の伝搬方向をｚ軸とする。その後ヒータの分極
処理部での温度を３００℃とし、５ｋＶの電圧（電極間
隔０.５ｍｍ）を１００分印加しｘ軸方向の分極処理
い、ｘ軸方向に分極処理を行った（図２（ｃ））。
【００８３】次に、ｚ軸の回りに光ファイバを９０度±
１０度の範囲で回転し、同様に３００℃で３０分間の分
極処理を行った（図２（ｄ））。
１０度の範囲で回転し、同様に３００℃で３０分間の分
極処理を行った（図２（ｄ））。
【００８４】この状態で、一度試料を完全に室温に戻し
た状態で、光ファイバの左側端面から直線偏光の光を入
射させ、出射光の偏光状態を観測した。
た状態で、光ファイバの左側端面から直線偏光の光を入
射させ、出射光の偏光状態を観測した。
【００８５】入射光の直線偏光の偏光面が、ｘ軸からｙ
軸に向かって４５度の角度になる様に光を入射した。こ
こで、出射光の楕円率が大きい場合はさらに分極処理を
行い、試料を室温に戻す。
軸に向かって４５度の角度になる様に光を入射した。こ
こで、出射光の楕円率が大きい場合はさらに分極処理を
行い、試料を室温に戻す。
【００８６】次に、前記と同様に偏光状態を観測し、ほ
ぼ透過光が直線偏光になる状態で分極処理を終了した。
この状態で入射光側に１／４波長板を設置し、１０００
Ｖの電圧を印加した場合、１.５％の変調度が得られる
事を確認した。
ぼ透過光が直線偏光になる状態で分極処理を終了した。
この状態で入射光側に１／４波長板を設置し、１０００
Ｖの電圧を印加した場合、１.５％の変調度が得られる
事を確認した。
【００８７】光ファイバを、図３に示すような光ファイ
バに組みあげる手順は、実施の形態１と同様である。
尚、図３に示す、電極３０〜基板３９は、図１の電極１
０〜基板１９にそれぞれ対応している。又、図１の偏光
子１３は、図３では、偏光子と１／４波長板を張り合わ
せた素子３３に対応する。この素子３３は、入射光側に
偏光子ががくるように配置されている。
バに組みあげる手順は、実施の形態１と同様である。
尚、図３に示す、電極３０〜基板３９は、図１の電極１
０〜基板１９にそれぞれ対応している。又、図１の偏光
子１３は、図３では、偏光子と１／４波長板を張り合わ
せた素子３３に対応する。この素子３３は、入射光側に
偏光子ががくるように配置されている。
【００８８】この様にして得られた素子に、１０００Ｖ
の交流電圧を印加した時１.４％の変調度信号が得られ
た。このときの歪み率は、０.８％以内と低歪みであっ
た。さらに、この素子の−２０℃〜＋８０℃の温度範囲
での変調度の変化は、室温での変調度を１００％に規格
化すると±１.５％と非常に良好であった。さらに７０
℃以上の高温においても、Ｂｉ4Ｇｅ3Ｏ12結晶を用いた
場合問題となるＤＣドリフトが観測されず温度特性の安
定した光ファイバセンサを作製できた。
の交流電圧を印加した時１.４％の変調度信号が得られ
た。このときの歪み率は、０.８％以内と低歪みであっ
た。さらに、この素子の−２０℃〜＋８０℃の温度範囲
での変調度の変化は、室温での変調度を１００％に規格
化すると±１.５％と非常に良好であった。さらに７０
℃以上の高温においても、Ｂｉ4Ｇｅ3Ｏ12結晶を用いた
場合問題となるＤＣドリフトが観測されず温度特性の安
定した光ファイバセンサを作製できた。
【００８９】さらに、波長板と電気光学素子を透過した
光の位相差の絶対値δがπ／２の奇数倍の時直線性がよ
く、δの設定値からのずれが±π／６以内であれば変調
信号を得ることが可能であり、光ファイバセンサとして
使用可能である事を確認した。また、温度特性は上記の
ようにδ＝π／２の時最も良好であった。
光の位相差の絶対値δがπ／２の奇数倍の時直線性がよ
く、δの設定値からのずれが±π／６以内であれば変調
信号を得ることが可能であり、光ファイバセンサとして
使用可能である事を確認した。また、温度特性は上記の
ようにδ＝π／２の時最も良好であった。
【００９０】なお、波長板と電気光学素子の順番は、波
長板の誘電主軸と電気光学素子の誘電主軸とが同じ方向
であれば、順序を入れ替える（即ち検光子の前に波長板
を張り付ける）事も可能であった。
長板の誘電主軸と電気光学素子の誘電主軸とが同じ方向
であれば、順序を入れ替える（即ち検光子の前に波長板
を張り付ける）事も可能であった。
【００９１】ここでは、本発明の光変調素子の光ファイ
バセンサへの応用例について述べたが、上記素子は、直
線状で低光損失に出来るため、光通信用の光変調素子や
光スイッチとして用いることが出来ることは勿論であ
る。
バセンサへの応用例について述べたが、上記素子は、直
線状で低光損失に出来るため、光通信用の光変調素子や
光スイッチとして用いることが出来ることは勿論であ
る。
【００９２】（実施の形態３）本発明による第３の実施
の形態を図４（ａ）〜図７（ｄ）を用いて説明する。
の形態を図４（ａ）〜図７（ｄ）を用いて説明する。
【００９３】ここでは、底面がフラットなＵ字型光ファ
イバを用い、基板上に偏光子、電気光学素子（波長板の
働きも兼ねる）、検光子、光ファイバ等をハイブリッド
に集積化した光ファイバセンサの例を示す。基板の材料
としては、後ほどの分極処理時の加温の事を考えてＢＫ
７ガラス基板を用いた。通常のＢＫ７ガラス基板４９の
上に、回転式ブレードソーを用いて光ファイバ固定用溝
４８、電極挿入用溝４０３を作製する（図４（ｂ））。
イバを用い、基板上に偏光子、電気光学素子（波長板の
働きも兼ねる）、検光子、光ファイバ等をハイブリッド
に集積化した光ファイバセンサの例を示す。基板の材料
としては、後ほどの分極処理時の加温の事を考えてＢＫ
７ガラス基板を用いた。通常のＢＫ７ガラス基板４９の
上に、回転式ブレードソーを用いて光ファイバ固定用溝
４８、電極挿入用溝４０３を作製する（図４（ｂ））。
【００９４】次に、別に作製した屈曲光ファイバを基板
上に接着固定する。このとき、接着材としては、アルミ
ナ、シリカを主成分とするセラミック系接着剤を用い
た。
上に接着固定する。このとき、接着材としては、アルミ
ナ、シリカを主成分とするセラミック系接着剤を用い
た。
【００９５】ここで、屈曲光ファイバ作製の方法を図７
を用いて示す。
を用いて示す。
【００９６】即ち、光ファイバ心線５１の一部の被覆を
除去し、光ファイバ素線部５２が見える状態とし、この
光ファイバ素線部５２に加熱処理にを行いう（図７
（ｃ））。ここで、用いた光ファイバは石英系のコア径
２００μｍ、クラッド径２５０μｍであり、コア部部は
屈折率を高める為にＧｅＯ2がドープされている。この
ファイバの軟化点は９００〜１０００℃程度であるた
め、マイクロガスバーナを用いて加熱処理する事により
底面がフラットなＵ字型の光ファイバ（屈曲光ファイバ
５６）を作製した。
除去し、光ファイバ素線部５２が見える状態とし、この
光ファイバ素線部５２に加熱処理にを行いう（図７
（ｃ））。ここで、用いた光ファイバは石英系のコア径
２００μｍ、クラッド径２５０μｍであり、コア部部は
屈折率を高める為にＧｅＯ2がドープされている。この
ファイバの軟化点は９００〜１０００℃程度であるた
め、マイクロガスバーナを用いて加熱処理する事により
底面がフラットなＵ字型の光ファイバ（屈曲光ファイバ
５６）を作製した。
【００９７】次に、図５（ｂ）に示す用に光学素子挿入
用溝４７を回転式ブレードソーで２本作製し、この溝に
偏光子４３、検光子４６を挿入する。
用溝４７を回転式ブレードソーで２本作製し、この溝に
偏光子４３、検光子４６を挿入する。
【００９８】さらに、電極挿入用溝４０３にテンレス薄
板からなる電極を２本挿入固定する（図６参照）。この
とき、電極の間隔は１ｍｍである。次に電極からリード
線４０１を取り出し分極処理用電源又は変調度測定用電
源に接続する。
板からなる電極を２本挿入固定する（図６参照）。この
とき、電極の間隔は１ｍｍである。次に電極からリード
線４０１を取り出し分極処理用電源又は変調度測定用電
源に接続する。
【００９９】ここで、光ファイバに光源からの光ファイ
バと受光器からの光ファイバを接続し、光ファイバセン
サの変調信号を測定できる系を構成する。次にこのガラ
ス基板４９の先端部にヒータを密着させ、乾燥雰囲気中
で２００℃に加温し両端に１０ｋＶの電圧を印加し３０
分放置した。ここで、一度分極処理を中断し、電極間に
１０００Ｖの交流を印加し変調信号の歪み率を測定す
る。ここで、歪み率が大きい場合はさらに分極処理を続
けて、１０００Ｖの交流電圧を印加した場合の歪み率が
１％以下となったところで、試料を室温にもどし、分極
処理を終了した。このとき、１０００Ｖの印加電圧に対
して、光変調度１.０％、ＳＩＮ波の交流波形に 対する
歪み率は０.８％の光ファイバセンサを得た。本構成の
センサに於いては、光ファイバの分極処理した部分が電
気光学素子と波長板の両方の役割をはたすため、波長板
がなくいても直線性のよい変調信号をえることができ
た。
バと受光器からの光ファイバを接続し、光ファイバセン
サの変調信号を測定できる系を構成する。次にこのガラ
ス基板４９の先端部にヒータを密着させ、乾燥雰囲気中
で２００℃に加温し両端に１０ｋＶの電圧を印加し３０
分放置した。ここで、一度分極処理を中断し、電極間に
１０００Ｖの交流を印加し変調信号の歪み率を測定す
る。ここで、歪み率が大きい場合はさらに分極処理を続
けて、１０００Ｖの交流電圧を印加した場合の歪み率が
１％以下となったところで、試料を室温にもどし、分極
処理を終了した。このとき、１０００Ｖの印加電圧に対
して、光変調度１.０％、ＳＩＮ波の交流波形に 対する
歪み率は０.８％の光ファイバセンサを得た。本構成の
センサに於いては、光ファイバの分極処理した部分が電
気光学素子と波長板の両方の役割をはたすため、波長板
がなくいても直線性のよい変調信号をえることができ
た。
【０１００】（実施の形態４）本発明による第４の実施
の形態を図７、図８（ａ）〜図９（ｂ）を用いて説明す
る。ここでは、底面がフイラットなＵ字型光ファイバ
（屈曲光ファイバ）を用い基板上に偏光子、波長板、電
気光学素子、検光子、光ファイバ等をハイブリッドに集
積化した光ファイバセンサの例を示す。光ファイバを分
極処理する方法は実施の形態１と同様にｘ軸及びｙ軸の
２方向から行った素子を用いた。即ち１／４波長板及び
光ファイバを透過した光の位相差がちょうどπ／２にな
る条件で分極処理したものを用いた。
の形態を図７、図８（ａ）〜図９（ｂ）を用いて説明す
る。ここでは、底面がフイラットなＵ字型光ファイバ
（屈曲光ファイバ）を用い基板上に偏光子、波長板、電
気光学素子、検光子、光ファイバ等をハイブリッドに集
積化した光ファイバセンサの例を示す。光ファイバを分
極処理する方法は実施の形態１と同様にｘ軸及びｙ軸の
２方向から行った素子を用いた。即ち１／４波長板及び
光ファイバを透過した光の位相差がちょうどπ／２にな
る条件で分極処理したものを用いた。
【０１０１】次に、この分極処理した光ファイバを図７
（ｂ）〜図７（ｄ） に示すようにマイクロガスバーナ
ーで加熱して底面がフラットなＵ字型光ファイバ（屈曲
ファイバ）を作製した。この時分極処理した箇所に熱が
加わらないよう、各コーナの加工時間を１０〜３０秒と
し、さらに火炎は細く絞って使用した。
（ｂ）〜図７（ｄ） に示すようにマイクロガスバーナ
ーで加熱して底面がフラットなＵ字型光ファイバ（屈曲
ファイバ）を作製した。この時分極処理した箇所に熱が
加わらないよう、各コーナの加工時間を１０〜３０秒と
し、さらに火炎は細く絞って使用した。
【０１０２】完成した屈曲光ファイアバを用いて、図８
（ａ）〜図９（ｂ）に示す手順に従って光ファイバセン
サを作製した。ガラスエポキシ基板６９に作製した光フ
ァイバ固定用溝６８に上記の分極処理した屈曲光ファイ
アバを接着固定した（図８（ｂ）参照）。
（ａ）〜図９（ｂ）に示す手順に従って光ファイバセン
サを作製した。ガラスエポキシ基板６９に作製した光フ
ァイバ固定用溝６８に上記の分極処理した屈曲光ファイ
アバを接着固定した（図８（ｂ）参照）。
【０１０３】次に、この屈曲光ファイバ及び基板に光学
素子挿入用溝６７を回転式ブレードソーで作製した（図
９（ａ）参照）。
素子挿入用溝６７を回転式ブレードソーで作製した（図
９（ａ）参照）。
【０１０４】次に、この溝の光入射側に偏光子と水晶製
１／４波長板を一体化した偏光素子６３を、また出射側
には検光子６６を挿入し固定した。また、光ファイバの
分極した部分にステンレス薄板の電極を、同様にガラス
エポキシ基板６９の裏面（電極を接着する部分の基板６
９の厚みは約０.２ｍｍに薄く加工してある）にも同様
に電極を接着して光ファイバセンサを作製した（図９
（ｂ）参照）。なお、図では、電極からのリード線は、
図面をわかりやすくするために省略してある。この光フ
ァイバセンサに交流電圧１０００Ｖを印加したところ、
光の変調度１.４％であっ た。また、その時のＳＩＮ波
形の電圧に対する歪み率は０.５％以下であった。さら
にこのセンサを−２０〜＋８０℃の範囲で温度特性を測
定したところ、室温での変調度を１００と規格化して±
２％以内の良好な温度特性であった。これは、光ファイ
バの分極処理部の屈折率差がほぼゼロの複屈折のない状
態の電気光学素子が作製されたため、複屈折の温度特性
などによる光学バイアスのずれの発生がないことのため
である。更に、７０℃以上の高温においても、Ｂｉ4Ｇ
ｅ3Ｏ12結晶を用いた場合問題となるＤＣドリフトが観
測されず安定した温度特性を実現を実現可能であった。
１／４波長板を一体化した偏光素子６３を、また出射側
には検光子６６を挿入し固定した。また、光ファイバの
分極した部分にステンレス薄板の電極を、同様にガラス
エポキシ基板６９の裏面（電極を接着する部分の基板６
９の厚みは約０.２ｍｍに薄く加工してある）にも同様
に電極を接着して光ファイバセンサを作製した（図９
（ｂ）参照）。なお、図では、電極からのリード線は、
図面をわかりやすくするために省略してある。この光フ
ァイバセンサに交流電圧１０００Ｖを印加したところ、
光の変調度１.４％であっ た。また、その時のＳＩＮ波
形の電圧に対する歪み率は０.５％以下であった。さら
にこのセンサを−２０〜＋８０℃の範囲で温度特性を測
定したところ、室温での変調度を１００と規格化して±
２％以内の良好な温度特性であった。これは、光ファイ
バの分極処理部の屈折率差がほぼゼロの複屈折のない状
態の電気光学素子が作製されたため、複屈折の温度特性
などによる光学バイアスのずれの発生がないことのため
である。更に、７０℃以上の高温においても、Ｂｉ4Ｇ
ｅ3Ｏ12結晶を用いた場合問題となるＤＣドリフトが観
測されず安定した温度特性を実現を実現可能であった。
【０１０５】なお、ここでは屈曲ファイバの曲げ部分で
の光損失を押さえる対策は特に施していないが、光損失
を極力小さくしたい場合など、光ファイバ屈曲部に光の
反射構造（誘電体多層膜や金属ペーストによるコーティ
ング膜）を作製してもよい。
の光損失を押さえる対策は特に施していないが、光損失
を極力小さくしたい場合など、光ファイバ屈曲部に光の
反射構造（誘電体多層膜や金属ペーストによるコーティ
ング膜）を作製してもよい。
【０１０６】以上、本願発明によれば以下の効果があ
る。
る。
【０１０７】（１）光ファイバに分極処理をするだけ
で、電気光学効果を有しかつ波長板の機能をかね備えた
電気光学素子を作製可能であり、その結果光ファイバセ
ンサを容易に作製する事ができる。
で、電気光学効果を有しかつ波長板の機能をかね備えた
電気光学素子を作製可能であり、その結果光ファイバセ
ンサを容易に作製する事ができる。
【０１０８】（２）分極処理した光ファイバの、電圧を
印加しない時の、透過光に対する位相差の絶対値δがほ
ぼπ／２の奇数倍となる用に分極処理することにより、
直線性のよい光ファイバセンサを実現できる。 （３）分極処理した光ファイバの、電圧を印加しない時
の、透過光に対する位相差の絶対値δがほぼゼロとなる
用に分極処理することにより、光学バイアスの温度によ
るずれなどがなく、良好な温度特性のかつ直線性の良好
な光ファイバセンサを実現できる。
印加しない時の、透過光に対する位相差の絶対値δがほ
ぼπ／２の奇数倍となる用に分極処理することにより、
直線性のよい光ファイバセンサを実現できる。 （３）分極処理した光ファイバの、電圧を印加しない時
の、透過光に対する位相差の絶対値δがほぼゼロとなる
用に分極処理することにより、光学バイアスの温度によ
るずれなどがなく、良好な温度特性のかつ直線性の良好
な光ファイバセンサを実現できる。
【０１０９】（４）従来、等方的結晶（Ｂｉ4Ｇｅ
3Ｏ12）などで問題となるＤＣドリフトの問題がない光
変調素子を実現できる。
3Ｏ12）などで問題となるＤＣドリフトの問題がない光
変調素子を実現できる。
【０１１０】（５）光ファイバの分極領域を長くするこ
とにより、電気光学素子の素子長を長くする事が可能と
なり、その結果、レンズがない集積型光ファイバセンサ
においても大きな感度を有した光ファイバセンサを作製
できる。
とにより、電気光学素子の素子長を長くする事が可能と
なり、その結果、レンズがない集積型光ファイバセンサ
においても大きな感度を有した光ファイバセンサを作製
できる。
【０１１１】（６）底面がフラットなＵ字型光ファイバ
を用いることにより、光の入射方向と出射方向が平行
な、センサとして利用が容易な光ファイバセンサを実現
できる。
を用いることにより、光の入射方向と出射方向が平行
な、センサとして利用が容易な光ファイバセンサを実現
できる。
【０１１２】以上説明したような数々の優れた特徴があ
り、本発明の工業的価値は高い。
り、本発明の工業的価値は高い。
【０１１３】尚、本発明の光変調素子は、上述した実施
の形態では、光ファイバセンサとして利用する場合を中
心に述べたが、これに限らず例えば、光通信用や光計測
用の光源の変調素子や光スイッチ等にも適用出来るもの
である。
の形態では、光ファイバセンサとして利用する場合を中
心に述べたが、これに限らず例えば、光通信用や光計測
用の光源の変調素子や光スイッチ等にも適用出来るもの
である。
【０１１４】
【発明の効果】以上述べたところから明らかなように本
発明は、自然複屈折の発生を抑えた光変調素子を提供出
来るという長所を有する。
発明は、自然複屈折の発生を抑えた光変調素子を提供出
来るという長所を有する。
【図１】本発明による第１の実施の形態による光ファイ
バセンサの構成を示す図
バセンサの構成を示す図
【図２】本発明による第１及び第２の実施の形態による
電気光学素子を作製する手順を示す図
電気光学素子を作製する手順を示す図
【図３】本発明による第２の実施の形態による光ファイ
バセンサの構成を示す図
バセンサの構成を示す図
【図４】（ａ）〜（ｂ）：本発明による第３の実施の形
態による光ファイバセンサの作製手順を示す図
態による光ファイバセンサの作製手順を示す図
【図５】（ａ）〜（ｂ）：本発明による第３の実施の形
態による光ファイバセンサの作製手順を示す図
態による光ファイバセンサの作製手順を示す図
【図６】本発明による第３の実施の形態による光ファイ
バセンサの作製手順を示す図
バセンサの作製手順を示す図
【図７】（ａ）〜（ｄ）：本発明による屈曲光ファイバ
の作製手順を示す図
の作製手順を示す図
【図８】（ａ）〜（ｂ）：本発明による第４の実施の形
態による光ファイバセンサの作製手順を示す図
態による光ファイバセンサの作製手順を示す図
【図９】（ａ）〜（ｂ）：本発明による第４の実施の形
態による光ファイバセンサの作製手順を示す図
態による光ファイバセンサの作製手順を示す図
【図１０】（ａ）〜（ｂ）：本発明の実施の形態による
電気光学素子作製の原理図
電気光学素子作製の原理図
【図１１】（ａ）〜（ｂ）：従来の光ファイバセンサの
構成およびその動作原理を示す図
構成およびその動作原理を示す図
１０，２０，３０，４０，６２ 電極 １１，２１，３１，５１ 光ファイバ心線 １２，２２，３２，５２ 光ファイバ素線 １３，４３ 偏光子 １５，３５，４５，６５ 電気光学素子 １４，３４，４６，６６ 検光子 １７，３７，４７，６７ 光学素子挿入用溝 ３８，４８，６８ 光ファイバ固定用溝 １９，３９，４９，６９ 基板 １７，３７ 光学素子挿入用溝 ２０１，５０１ フェルール ２３ ヒータ ２５ 分極処理用電源 ３３，６３ 偏光子と１／４波長板
を張り合わせた素子 ５５ マイクロガスバーナ ５６ 屈曲光ファイバ ４０１ リード線 ４０３ 電極挿入用溝
を張り合わせた素子 ５５ マイクロガスバーナ ５６ 屈曲光ファイバ ４０１ リード線 ４０３ 電極挿入用溝
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１０年３月２７日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正内容】
【００４８】まず、周囲温度を例えば１５０〜３００℃
に昇温し、次に、ｘ軸方向に１×１０4〜１×１０ 6Ｖ／
ｃｍ程度の電界を印加し分極処理を行う。このとき、ｘ
軸方向に分極処理すると、ｘ軸方向の電子分極が大きく
なり、ｘ軸方向に偏光した光（ｘ軸方向に光電界が振動
する光）が感じる屈折率ｎxは増加する（図７（ｂ）参
照）。図１０（ｂ）は、本実施の形態の分極処理による
屈折率変化を説明する図である。
に昇温し、次に、ｘ軸方向に１×１０4〜１×１０ 6Ｖ／
ｃｍ程度の電界を印加し分極処理を行う。このとき、ｘ
軸方向に分極処理すると、ｘ軸方向の電子分極が大きく
なり、ｘ軸方向に偏光した光（ｘ軸方向に光電界が振動
する光）が感じる屈折率ｎxは増加する（図７（ｂ）参
照）。図１０（ｂ）は、本実施の形態の分極処理による
屈折率変化を説明する図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石塚 訓 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (17)
- 【請求項１】 所定の形状の光ファイバと、 前記光ファイバを固定するための光ファイバ固定用溝を
有する基板と、 前記光ファイバの所定の箇所に設けられた光学素子挿入
用溝、又は前記光ファイバ固定用溝に取り付けられた偏
光子、電気光学素子、及び検光子とを備えた光変調素子
であって、 前記電気光学素子が分極処理された光ファイバを含み、
前記電気光学素子に電界が印加されない時に、前記電気
光学素子を透過した光の位相差の絶対値δが数１で表さ
れる事を特徴とする光変調素子。 【数１】 （ｍ／２−１／６）π≦δ≦（ｍ／２＋１／６）π ここでｍは奇数。 - 【請求項２】 前記電気光学素子を透過した光の位相差
の絶対値δが数２で表される事を特徴とする請求項２記
載の光変調素子。 【数２】π／３≦δ≦２π／３ - 【請求項３】 所定の形状の光ファイバと、 前記光ファイバを固定するための光ファイバ固定用溝を
有する基板と、 前記光ファイバの所定の箇所に設けられた光学素子挿入
用溝、又は前記光ファイバ固定用溝に取り付けられた偏
光子、波長板、電気光学素子、及び検光子とを備えた光
変調素子であって、 前記電気光学素子が分極処理された光ファイバを含み、
前記電気光学素子に電界が印加されない時に、前記波長
板及び電気光学素子を透過した光の位相差の絶対値δが
数３で表される事を特徴とする光変調素子。 【数３】 （ｎ／２−１／６）π≦δ≦（ｎ／２＋１／６）π ここでｎは奇数。 - 【請求項４】 前記電気光学素子及び波長板を透過した
光の位相差の絶対値δが数４で表される事を特徴とする
請求項３記載の光変調素子。 【数４】π／３≦δ≦２π／３ - 【請求項５】 前記光ファイバは、相異なる２方向から
分極処理されたものである事を特徴とする請求項１又は
３記載の光変調素子。 - 【請求項６】 前記相異なる２方向が、９０度±１０度
の範囲で互いに実質上直交している事を特徴とする請求
項５記載の光変調素子。 - 【請求項７】 前記所定の形状が、直線である事を特徴
とする請求項１又は３記載の光変調素子。 - 【請求項８】 前記所定の形状が、底面がフラット形状
のＵ字型である事を特徴とする請求項１又は請求項３記
載の光変調素子。 - 【請求項９】 所定の形状の光ファイバと、 前記光ファイバを固定するための光ファイバ固定用溝を
有する基板と、 前記光ファイバの所定の箇所に設けられた光学素子挿入
用溝、又は前記光ファイバ固定用溝に取り付けられた偏
光子、電気光学素子、及び検光子とを備えた光変調素子
の製造方法であって、 前記光ファイバを分極処理することにより、前記電気光
学素子を作製するものであり、 前記電気光学素子に電界が印加されない時に前記電気光
学素子を透過した光の位相差の絶対値δが、数１又は数
２を満たすように、前記分極処理を行うことを特徴とす
る光変調素子の製造方法。 【数１】 （ｍ／２−１／６）π≦δ≦（ｍ／２＋１／６）π ここでｍは奇数。 【数２】π／３≦δ≦２π／３ - 【請求項１０】 前記電気光学素子に交流電界を印加し
た時、前記検光子を透過した光の変調信号の歪み率が、
実質上極小になるように前記電気光学素子の分極処理を
行う事を特徴とする請求項９記載の光変調素子の製造方
法。 - 【請求項１１】 所定の形状の光ファイバと、 前記光ファイバを固定するための光ファイバ固定用溝を
有する基板と、 前記光ファイバの所定の箇所に設けられた光学素子挿入
用溝、又は前記光ファイバ固定用溝に取り付けられた偏
光子、波長板、電気光学素子、及び検光子とを備えた光
変調素子の製造方法であって、 前記光ファイバに電界を印加して分極処理することによ
り、前記電気光学素子を作製するものであり、 前記電気光学素子に電界が印加されない時、前記波長板
及び前記電気光学素子を透過した光の位相差の絶対値δ
が、数３又は数４を満たす様に、前記分極処理を行うこ
とを特徴とする光変調素子の製造方法。 【数３】 （ｎ／２−１／６）π≦δ≦（ｎ／２＋１／６）π ここでｎは奇数。 【数４】π／３≦δ≦２π／３ - 【請求項１２】 前記電気光学素子に交流電圧を印加し
た時、前各検光子を透過した直後の光の変調信号の歪み
率が、実質上極小になるように、前記電気光学素子の分
極処理を行う事を特徴とする請求項１１記載の光変調素
子の製造方法。 - 【請求項１３】 前記分極処理は、前記電気光学素子を
透過した光の偏光状態を観測しながら行う事を特徴とす
る請求項９又は１１記載の光変調素子の製造方法。 - 【請求項１４】 相異なる２方向から前記光ファイバを
分極処理する事を特徴とする請求項９又は１１記載の光
変調素子の製造方法。 - 【請求項１５】 前記相異なる２方向が、９０度±１０
度の範囲内で互いに実質上直交するものである事を特徴
とする請求項１４記載の光変調素子の製造方法。 - 【請求項１６】 前記所定の形状が、直線である事を特
徴とする請求項９又は１１記載の光変調素子の製造方
法。 - 【請求項１７】 前記所定の形状が、底面がフラット形
状のＵ字型である事を特徴とする請求項９又は請求項１
１記載の光変調素子の製造方法。
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