JPH1054962A - 光制御装置および光制御デバイス - Google Patents
光制御装置および光制御デバイスInfo
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- JPH1054962A JPH1054962A JP21099396A JP21099396A JPH1054962A JP H1054962 A JPH1054962 A JP H1054962A JP 21099396 A JP21099396 A JP 21099396A JP 21099396 A JP21099396 A JP 21099396A JP H1054962 A JPH1054962 A JP H1054962A
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- conductor
- optical
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 周波数特性が極めて広帯域で低駆動電圧特性
を有する光制御デバイスを実現する。 【解決手段】 光制御デバイスは、変調電極を構成する
中心導体と接地導体に加えて浮遊導体が設けられ、中心
導体と接地導体との間に印加される変調信号には直流電
圧が重畳されず、中心導体と接地導体のいずれか一方と
浮遊導体との間に直流電圧が印加される。バイアスＴを
用いておらず、そのために、光制御デバイスの周波数特
性を極めて広帯域とすることができる。
を有する光制御デバイスを実現する。 【解決手段】 光制御デバイスは、変調電極を構成する
中心導体と接地導体に加えて浮遊導体が設けられ、中心
導体と接地導体との間に印加される変調信号には直流電
圧が重畳されず、中心導体と接地導体のいずれか一方と
浮遊導体との間に直流電圧が印加される。バイアスＴを
用いておらず、そのために、光制御デバイスの周波数特
性を極めて広帯域とすることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光変調器、光スイッ
チ等の光制御デバイスに関し、特に極めて広帯域な周波
数特性を有する光制御デバイスに関する。
チ等の光制御デバイスに関し、特に極めて広帯域な周波
数特性を有する光制御デバイスに関する。
【０００２】
【従来の技術】光通信システムあるいは光応用計測技術
においては、例えばニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3 ：
ＬＮ）結晶のような電気光学効果を有する強誘電体を利
用した光変調器や光スイッチ、あるいは偏波制御器のよ
うな電気信号によって光の変調、スイッチング、偏波制
御等を行う光制御デバイスが多く用いられている。
においては、例えばニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3 ：
ＬＮ）結晶のような電気光学効果を有する強誘電体を利
用した光変調器や光スイッチ、あるいは偏波制御器のよ
うな電気信号によって光の変調、スイッチング、偏波制
御等を行う光制御デバイスが多く用いられている。
【０００３】ＬＮ結晶を用いた従来の進行波形光強度変
調器の構成およびその動作方法例を図４に示す。図４
（ａ）は中心導体とその両側に形成された接地導体から
なるコプレーナ導波路形変調電極を用いた光強度変調器
の上面図とその駆動回路を示し、図４（ｂ）は図４
（ａ）のＡ−Ａ′線に沿った断面図である。この例で
は、電気光学効果を持つｚカット−ＬＮ基板１にＴｉ熱
拡散によりマッハ−ツェンダ形光導波路２が形成されて
いる。その基板１の上には、変調電極６による光の伝搬
損失を抑制するために、例えばＳｉＯ2 のような誘電体
よりなるバッファ層（光導波路のクラッド層）３が形成
され、そのバッファ層３上にＡｕ，Ａｌ等の中心導体４
および接地導体５から構成される変調電極６が形成され
ている。中心導体４は光導波路２の一方に近接して形成
され、接地導体５は中心導体４を挟むように形成されて
いる。
調器の構成およびその動作方法例を図４に示す。図４
（ａ）は中心導体とその両側に形成された接地導体から
なるコプレーナ導波路形変調電極を用いた光強度変調器
の上面図とその駆動回路を示し、図４（ｂ）は図４
（ａ）のＡ−Ａ′線に沿った断面図である。この例で
は、電気光学効果を持つｚカット−ＬＮ基板１にＴｉ熱
拡散によりマッハ−ツェンダ形光導波路２が形成されて
いる。その基板１の上には、変調電極６による光の伝搬
損失を抑制するために、例えばＳｉＯ2 のような誘電体
よりなるバッファ層（光導波路のクラッド層）３が形成
され、そのバッファ層３上にＡｕ，Ａｌ等の中心導体４
および接地導体５から構成される変調電極６が形成され
ている。中心導体４は光導波路２の一方に近接して形成
され、接地導体５は中心導体４を挟むように形成されて
いる。
【０００４】従来のこのような光強度変調器において
は、通常、電極の寸法は中心導体幅が５〜１０μｍ、中
心導体と接地導体の間隔が１０〜５０μｍ程度に設定さ
れる。ここで、電極の特性インピーダンスＺは変調信号
源７などの出力インピーダンス（通常、５０Ω）に整合
させる必要があり、５０Ωに近い値に設定する。
は、通常、電極の寸法は中心導体幅が５〜１０μｍ、中
心導体と接地導体の間隔が１０〜５０μｍ程度に設定さ
れる。ここで、電極の特性インピーダンスＺは変調信号
源７などの出力インピーダンス（通常、５０Ω）に整合
させる必要があり、５０Ωに近い値に設定する。
【０００５】このような従来の光強度変調器において、
変調信号の伝搬速度と光導波路を伝わる光波速度が一致
していない場合、変調器の動作帯域は主にこの速度不整
合によって制限される。変調信号に対する電極の実効屈
折率をｎm 、光導波路の実効屈折率をｎ0 （波長λ＝
１．５５μｍ帯ではｎ0 ＝２．１５）とすると、インピ
ーダンス整合がとれている時、光変調器の帯域幅Δｆ1
［電気３ｄＢ］は、
変調信号の伝搬速度と光導波路を伝わる光波速度が一致
していない場合、変調器の動作帯域は主にこの速度不整
合によって制限される。変調信号に対する電極の実効屈
折率をｎm 、光導波路の実効屈折率をｎ0 （波長λ＝
１．５５μｍ帯ではｎ0 ＝２．１５）とすると、インピ
ーダンス整合がとれている時、光変調器の帯域幅Δｆ1
［電気３ｄＢ］は、
【０００６】
【数１】 Δｆ1 ＝１．４ｃ／（π｜ｎm −ｎ0 ｜Ｌ） （１） の関係で与えられることが知られている。ここで、ｃは
真空中の光速、Ｌは変調電極の相互作用長である。変調
器の駆動電圧Ｖπの大きさは変調電極長Ｌに反比例する
関係がある。従って、式（１）の関係から、駆動電圧を
大きくすることなく広帯域化を図るためには、Ｚ＝５０
Ωとし、さらにｎm の大きさをｎ0 の大きさに近づける
ように、変調電極６の構造および大きさ、バッファ層３
の厚さ等を設定している。
真空中の光速、Ｌは変調電極の相互作用長である。変調
器の駆動電圧Ｖπの大きさは変調電極長Ｌに反比例する
関係がある。従って、式（１）の関係から、駆動電圧を
大きくすることなく広帯域化を図るためには、Ｚ＝５０
Ωとし、さらにｎm の大きさをｎ0 の大きさに近づける
ように、変調電極６の構造および大きさ、バッファ層３
の厚さ等を設定している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、光変調器へ
の変調信号は、図４（ａ）に示すように、コイル１０１
とコンデンサ１０２からなる３端子素子であるバイアス
Ｔ１０によって、変調信号源７で発生する例えば数ＧＨ
ｚ〜１００ＧＨｚのマイクロ波の変調信号に、直流バイ
アス電源９による直流電圧を重畳したものが用いられて
いる。光導波路２に入射した光１１はこの直流電圧が重
畳した変調信号による電界よって変調され出力光１２と
して出射する。中心導体４と接地導体５の間にはインピ
ーダンス整合を取るために、終端抵抗８を接続するが、
バイアス電圧によって電流が流れないように、コンデン
サ１０３を直列に接続する。コンデンサ１０３として、
バイアスＴのコンデンサを利用する場合は、コイルの一
方の端子は解放とする。
の変調信号は、図４（ａ）に示すように、コイル１０１
とコンデンサ１０２からなる３端子素子であるバイアス
Ｔ１０によって、変調信号源７で発生する例えば数ＧＨ
ｚ〜１００ＧＨｚのマイクロ波の変調信号に、直流バイ
アス電源９による直流電圧を重畳したものが用いられて
いる。光導波路２に入射した光１１はこの直流電圧が重
畳した変調信号による電界よって変調され出力光１２と
して出射する。中心導体４と接地導体５の間にはインピ
ーダンス整合を取るために、終端抵抗８を接続するが、
バイアス電圧によって電流が流れないように、コンデン
サ１０３を直列に接続する。コンデンサ１０３として、
バイアスＴのコンデンサを利用する場合は、コイルの一
方の端子は解放とする。
【０００８】光変調器等の電気光学効果を利用した光制
御デバイスは、光導波路に作用する電界によって光導波
路の屈折率を変化させることにより光の位相を変化させ
て、種々の機能を実現している。このため、光制御デバ
イスが変調信号に従って、適切に動作するためには、変
調信号が印加されていない状態で光の位相が所定の値に
設定されている必要がある。しかし、光導波路中の光の
波長は１μｍ以下であるので、光導波路中の光の位相が
設計どおりの値になるようにデバイスを製造することは
事実上困難である。このため、変調信号に重畳した直流
電圧により光導波路に直流電界を印加し、変調信号非印
加時の光の位相を所定の値にしている。
御デバイスは、光導波路に作用する電界によって光導波
路の屈折率を変化させることにより光の位相を変化させ
て、種々の機能を実現している。このため、光制御デバ
イスが変調信号に従って、適切に動作するためには、変
調信号が印加されていない状態で光の位相が所定の値に
設定されている必要がある。しかし、光導波路中の光の
波長は１μｍ以下であるので、光導波路中の光の位相が
設計どおりの値になるようにデバイスを製造することは
事実上困難である。このため、変調信号に重畳した直流
電圧により光導波路に直流電界を印加し、変調信号非印
加時の光の位相を所定の値にしている。
【０００９】しかしながら、バイアスＴは浮遊容量を伴
うため、その周波数帯域は高周波領域で制限され、さら
に、バイアスＴ１０を構成する容量１０２によって低周
波領域でも帯域が制限される。
うため、その周波数帯域は高周波領域で制限され、さら
に、バイアスＴ１０を構成する容量１０２によって低周
波領域でも帯域が制限される。
【００１０】変調信号は、直流から変調信号のクロック
周波数近傍までの広い帯域の周波数成分によって構成さ
れている。従って、バイアスＴによる帯域制限は光制御
デバイスにとって有害であり、変調信号の周波数が高く
なるほどこの問題は顕在化する。このため、１０ＧＨｚ
以上の高速信号で駆動する光制御デバイスでは、バイア
スＴを必要としない構造を実現することが重要な課題と
なる。
周波数近傍までの広い帯域の周波数成分によって構成さ
れている。従って、バイアスＴによる帯域制限は光制御
デバイスにとって有害であり、変調信号の周波数が高く
なるほどこの問題は顕在化する。このため、１０ＧＨｚ
以上の高速信号で駆動する光制御デバイスでは、バイア
スＴを必要としない構造を実現することが重要な課題と
なる。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明のよる光制御装置
は、第１の態様において、１本または複数の光導波路２
を備えた電気光学効果を有する基板１と、接地導体５と
浮遊導体１０５と、前記１本の光導波路の近傍または複
数の光導波路のいずれかの近傍に設けられた中心導体４
からなり、前記光導波路２の光の入力側と光の出力側の
双方に外部回路への接続点を有する変調電極６とを備え
た光制御デバイスと、前記変調電極の前記入力側で、前
記接地導体５と前記中心導体４の間に、直流電圧を重畳
する手段を伴わず接続された変調信号源７と、前記変調
電極の前記出力側に接続され、前記変調電極にインピー
ダンス整合する回路１００と、前記中心導体４と前記浮
遊導体１０５の間に、交流電流の流れを遮断する手段１
４とともに接続された直流電源９と、前記浮遊導体１０
５と前記接地導体５の間に、直流電流の流れを遮断する
とともに交流電流を流す手段１３を備えている。
は、第１の態様において、１本または複数の光導波路２
を備えた電気光学効果を有する基板１と、接地導体５と
浮遊導体１０５と、前記１本の光導波路の近傍または複
数の光導波路のいずれかの近傍に設けられた中心導体４
からなり、前記光導波路２の光の入力側と光の出力側の
双方に外部回路への接続点を有する変調電極６とを備え
た光制御デバイスと、前記変調電極の前記入力側で、前
記接地導体５と前記中心導体４の間に、直流電圧を重畳
する手段を伴わず接続された変調信号源７と、前記変調
電極の前記出力側に接続され、前記変調電極にインピー
ダンス整合する回路１００と、前記中心導体４と前記浮
遊導体１０５の間に、交流電流の流れを遮断する手段１
４とともに接続された直流電源９と、前記浮遊導体１０
５と前記接地導体５の間に、直流電流の流れを遮断する
とともに交流電流を流す手段１３を備えている。
【００１２】また、本発明による光制御装置は、第２の
態様において、前述した光制御デバイスと、前記変調電
極の前記入力側で、前記接地導体５と前記中心導体４の
間に、直流電圧を重畳する手段を伴わず接続された変調
信号源７と、前記変調電極の前記出力側に接続され、前
記変調電極にインピーダンス整合する回路１００と、前
記浮遊導体１０５と前記接地導体５の間に、交流電流の
流れを遮断する手段１４とともに接続された直流電源９
を備えている。
態様において、前述した光制御デバイスと、前記変調電
極の前記入力側で、前記接地導体５と前記中心導体４の
間に、直流電圧を重畳する手段を伴わず接続された変調
信号源７と、前記変調電極の前記出力側に接続され、前
記変調電極にインピーダンス整合する回路１００と、前
記浮遊導体１０５と前記接地導体５の間に、交流電流の
流れを遮断する手段１４とともに接続された直流電源９
を備えている。
【００１３】本発明による光制御デバイスは、第１の態
様において、１本または複数の光導波路２を備えた電気
光学効果を有する基板１と、接地導体５と浮遊導体１０
５と、前記１本の光導波路の近傍または複数の光導波路
のいずれかの近傍に設けられた中心導体４からなり、前
記接地導体５と前記中心導体４の間に直流電圧の重畳を
伴わない変調信号が印加され、前記中心導体４および前
記接地導体５のいずれかと前記浮遊導体１０５の間に直
流電圧が印加される変調電極６とを備えている。
様において、１本または複数の光導波路２を備えた電気
光学効果を有する基板１と、接地導体５と浮遊導体１０
５と、前記１本の光導波路の近傍または複数の光導波路
のいずれかの近傍に設けられた中心導体４からなり、前
記接地導体５と前記中心導体４の間に直流電圧の重畳を
伴わない変調信号が印加され、前記中心導体４および前
記接地導体５のいずれかと前記浮遊導体１０５の間に直
流電圧が印加される変調電極６とを備えている。
【００１４】さらに、本発明による光制御デバイスは、
第２の態様において、１本または複数の光導波路２を備
えた電気光学効果を有する基板１と、接地導体５と前記
１本の光導波路の近傍または複数の光導波路のいずれか
の近傍に設けられた中心導体４からなる変調電極と、第
１の導体からなる浮遊導体１０５と、前記第１の導体の
上に形成された誘電体１５と、該誘電体１５の上に形成
された第２の導体１６とを備えている。
第２の態様において、１本または複数の光導波路２を備
えた電気光学効果を有する基板１と、接地導体５と前記
１本の光導波路の近傍または複数の光導波路のいずれか
の近傍に設けられた中心導体４からなる変調電極と、第
１の導体からなる浮遊導体１０５と、前記第１の導体の
上に形成された誘電体１５と、該誘電体１５の上に形成
された第２の導体１６とを備えている。
【００１５】さらに、本発明による光制御装置は、第３
の態様において、前述した第２の態様の光制御デバイス
と、前記光導波路の光入力側で、前記接地導体５と前記
中心導体４の間に、直流電圧を重畳する手段を伴わず接
続された変調信号源７と、前記光導波路の光出力側に接
続され、前記変調電極にインピーダンス整合する終端抵
抗８と、前記中心導体４と前記浮遊導体１０５の間に、
交流電流の流れを遮断する手段１４とともに接続された
直流電源９と、前記接地導体５と前記第２の導体１６と
を短絡する手段を備えている。
の態様において、前述した第２の態様の光制御デバイス
と、前記光導波路の光入力側で、前記接地導体５と前記
中心導体４の間に、直流電圧を重畳する手段を伴わず接
続された変調信号源７と、前記光導波路の光出力側に接
続され、前記変調電極にインピーダンス整合する終端抵
抗８と、前記中心導体４と前記浮遊導体１０５の間に、
交流電流の流れを遮断する手段１４とともに接続された
直流電源９と、前記接地導体５と前記第２の導体１６と
を短絡する手段を備えている。
【００１６】
【発明の実施の形態】本発明の光制御装置においては、
１本または複数の光導波路２を備えた電気光学効果を有
する基板１に、接地導体５と浮遊導体１０５と、１本の
光導波路の近傍または複数の光導波路のいずれかの近傍
に設けられた中心導体４からなる変調電極６を形成た光
制御デバイスを用い、接地導体５と中心導体４の間に、
直流電圧を重畳することなく変調信号を印加し、中心導
体４と浮遊導体１０５の間に直流電圧を印加する。一
方、浮遊導体１０５と接地導体５の間にはコンデンサを
接続し、変調信号に対する接地導体と浮遊導体の電位を
ほぼ等しくする。または、接地導体５と中心導体４の間
に、直流電圧を重畳することなく変調信号を印加し、接
地導体５と浮遊導体１０５の間に直流電圧を印加する。
本発明のこのような構成によって、浮遊導体と中心導体
の間には変調信号による交流電界に加えて直流電界が発
生し、光導波路を伝搬する光の位相を調整する。接地導
体と中心導体の間には変調信号が印加され、この変調信
号によって、光導波路を伝搬する光の強度が変調され
る。
１本または複数の光導波路２を備えた電気光学効果を有
する基板１に、接地導体５と浮遊導体１０５と、１本の
光導波路の近傍または複数の光導波路のいずれかの近傍
に設けられた中心導体４からなる変調電極６を形成た光
制御デバイスを用い、接地導体５と中心導体４の間に、
直流電圧を重畳することなく変調信号を印加し、中心導
体４と浮遊導体１０５の間に直流電圧を印加する。一
方、浮遊導体１０５と接地導体５の間にはコンデンサを
接続し、変調信号に対する接地導体と浮遊導体の電位を
ほぼ等しくする。または、接地導体５と中心導体４の間
に、直流電圧を重畳することなく変調信号を印加し、接
地導体５と浮遊導体１０５の間に直流電圧を印加する。
本発明のこのような構成によって、浮遊導体と中心導体
の間には変調信号による交流電界に加えて直流電界が発
生し、光導波路を伝搬する光の位相を調整する。接地導
体と中心導体の間には変調信号が印加され、この変調信
号によって、光導波路を伝搬する光の強度が変調され
る。
【００１７】本発明においては、バイアスＴを用いてお
らず、そのために、光制御デバイスの周波数特性を極め
て広帯域とすることができる。
らず、そのために、光制御デバイスの周波数特性を極め
て広帯域とすることができる。
【００１８】
【実施例】図１は本発明による光制御デバイスの一実施
例を示し、図１はｚ軸カット−ＬＮ基板１上に形成した
マッハ−ツェンダ形光強度変調器の一例の断面と駆動回
路の接続を示す図である。図４に示した従来例と同一部
分は、同じ参照符号を付してその詳細な説明を省略す
る。本実施例においては、２本の光導波路２の一方に近
接して形成された中心導体４の光入力側に接地導体５が
光出力側に浮遊導体１０５が形成されている。いわば、
図４に示した従来例の接地導体５の一方を浮遊導体とし
た構成で、その断面の形状は、接地導体の一方が浮遊導
体となっている以外は図４（ｂ）と類似した形状であ
る。例えばマイクロ波の変調信号を発生する変調信号源
７が中心導体４と接地導体との間に接続され、直流バイ
アス電源９が中心導体４と浮遊導体１０５の間に接続さ
れている。直流バイアス電源に接続されているコイル１
４は直流バイアス電源に対してローパスフィルタの役割
を持たせるものである。さらに、接地導体５と浮遊導体
１０５の間に直流電流を遮断するためのコンデンサ１３
が接続されている。このコンデンサは変調信号源の発生
する交流信号に対して接地導体と浮遊導体の電位をほぼ
等しくし、かつこれら二つの導体間に直流電流が流れる
ことを防ぐためのものである。従って、これらのコイル
のインダクタンスの値、コンデンサの容量の値は必要に
応じて選定すれば良いものであり、マイクロ波の変調信
号に応じたデバイスの高速動作上への制約は少ない。光
出力側の中心導体４と接地導体５の間には終端抵抗８
が、接地導体５の出力側と浮遊導体１０５の間にはコン
デンサ１３が接続され、これらの終端抵抗８とコンデン
サ１３とで変調電極のインピーダンス整合をとるための
回路１００を構成している。本実施例のこのような構成
によって、浮遊導体１０５と中心導体４の間には変調信
号源７による交流電界に加えて直流バイアス電源９によ
る直流電界が発生し、光導波路を伝搬する光の位相を調
節する。一方、接地導体５と中心導体４の間には変調信
号源７による交流電界のみが発生し、この変調信号の交
流電界に応じて光導波路を伝搬する光の強度が変調され
る。
例を示し、図１はｚ軸カット−ＬＮ基板１上に形成した
マッハ−ツェンダ形光強度変調器の一例の断面と駆動回
路の接続を示す図である。図４に示した従来例と同一部
分は、同じ参照符号を付してその詳細な説明を省略す
る。本実施例においては、２本の光導波路２の一方に近
接して形成された中心導体４の光入力側に接地導体５が
光出力側に浮遊導体１０５が形成されている。いわば、
図４に示した従来例の接地導体５の一方を浮遊導体とし
た構成で、その断面の形状は、接地導体の一方が浮遊導
体となっている以外は図４（ｂ）と類似した形状であ
る。例えばマイクロ波の変調信号を発生する変調信号源
７が中心導体４と接地導体との間に接続され、直流バイ
アス電源９が中心導体４と浮遊導体１０５の間に接続さ
れている。直流バイアス電源に接続されているコイル１
４は直流バイアス電源に対してローパスフィルタの役割
を持たせるものである。さらに、接地導体５と浮遊導体
１０５の間に直流電流を遮断するためのコンデンサ１３
が接続されている。このコンデンサは変調信号源の発生
する交流信号に対して接地導体と浮遊導体の電位をほぼ
等しくし、かつこれら二つの導体間に直流電流が流れる
ことを防ぐためのものである。従って、これらのコイル
のインダクタンスの値、コンデンサの容量の値は必要に
応じて選定すれば良いものであり、マイクロ波の変調信
号に応じたデバイスの高速動作上への制約は少ない。光
出力側の中心導体４と接地導体５の間には終端抵抗８
が、接地導体５の出力側と浮遊導体１０５の間にはコン
デンサ１３が接続され、これらの終端抵抗８とコンデン
サ１３とで変調電極のインピーダンス整合をとるための
回路１００を構成している。本実施例のこのような構成
によって、浮遊導体１０５と中心導体４の間には変調信
号源７による交流電界に加えて直流バイアス電源９によ
る直流電界が発生し、光導波路を伝搬する光の位相を調
節する。一方、接地導体５と中心導体４の間には変調信
号源７による交流電界のみが発生し、この変調信号の交
流電界に応じて光導波路を伝搬する光の強度が変調され
る。
【００１９】本実施例の光強度変調器を駆動する場合、
従来の信号経路中に挿入されていたバイアスＴが不要に
なるため、このバイアスＴによる周波数特性の制約がな
くなる。従って、変調電極の構造および特性にほとんど
影響を与えることなく、極めて高速、広帯域な動作が可
能となる。
従来の信号経路中に挿入されていたバイアスＴが不要に
なるため、このバイアスＴによる周波数特性の制約がな
くなる。従って、変調電極の構造および特性にほとんど
影響を与えることなく、極めて高速、広帯域な動作が可
能となる。
【００２０】図２は本発明による光制御デバイスの一実
施例を示し、図１はｚ軸カット−ＬＮ基板１上に形成し
たマッハ−ツェンダ形光強度変調器の一例の断面と駆動
回路の接続を示す図である。本実施例においては、直流
バイアス伝９は接地導体５と浮遊導体１０５の間に接続
されている。本実施例においても従来のバイアスＴは不
要であり、その動作は図１に示した第１の実施例と同様
である。
施例を示し、図１はｚ軸カット−ＬＮ基板１上に形成し
たマッハ−ツェンダ形光強度変調器の一例の断面と駆動
回路の接続を示す図である。本実施例においては、直流
バイアス伝９は接地導体５と浮遊導体１０５の間に接続
されている。本実施例においても従来のバイアスＴは不
要であり、その動作は図１に示した第１の実施例と同様
である。
【００２１】図３は本発明による光制御デバイスの第３
の実施例を示し、図３（ａ）はｚ軸カット−ＬＮ基板１
上に形成したマッハ−ツェンダ形光強度変調器の一例の
上面図と駆動回路の接続図、図３（ｂ）は図３（ａ）の
Ａ−Ａ′線に沿った断面図である。本実施例において
は、浮遊導体１０５の上に誘電体１５が形成され、さら
にその上に接地導体と電気的に接続され、接地された導
体１６が形成され、これら浮遊導体１０５、誘電体１５
および接地された導体１６でコンデンサを形成してい
る。従って、図１の実施例と異なって、接地導体５と浮
遊導体１０５の間に特別のコンデンサを接続していな
い。誘電体１５および導体１６の形状は、所望する周波
数特性に応じて選定される。また、導体１６は、変調部
の特性インピーダンスなどに影響を与えない程度に変調
部から離している。本実施例においても、第１の実施例
と同様に、浮遊導体１０５と中心導体４の間には変調信
号源７による交流電界に加えて直流バイアス電源９によ
る直流電界が発生し、光導波路を伝搬する光の位相を調
節する。一方、接地導体５と中心導体４の間には変調信
号源７による交流電界のみが発生し、この変調信号の交
流電界によって光導波路を伝搬する光の強度が変調され
る。
の実施例を示し、図３（ａ）はｚ軸カット−ＬＮ基板１
上に形成したマッハ−ツェンダ形光強度変調器の一例の
上面図と駆動回路の接続図、図３（ｂ）は図３（ａ）の
Ａ−Ａ′線に沿った断面図である。本実施例において
は、浮遊導体１０５の上に誘電体１５が形成され、さら
にその上に接地導体と電気的に接続され、接地された導
体１６が形成され、これら浮遊導体１０５、誘電体１５
および接地された導体１６でコンデンサを形成してい
る。従って、図１の実施例と異なって、接地導体５と浮
遊導体１０５の間に特別のコンデンサを接続していな
い。誘電体１５および導体１６の形状は、所望する周波
数特性に応じて選定される。また、導体１６は、変調部
の特性インピーダンスなどに影響を与えない程度に変調
部から離している。本実施例においても、第１の実施例
と同様に、浮遊導体１０５と中心導体４の間には変調信
号源７による交流電界に加えて直流バイアス電源９によ
る直流電界が発生し、光導波路を伝搬する光の位相を調
節する。一方、接地導体５と中心導体４の間には変調信
号源７による交流電界のみが発生し、この変調信号の交
流電界によって光導波路を伝搬する光の強度が変調され
る。
【００２２】本実施例においても、第１、第２の実施例
と同様に、バイアスＴは不要となる。なお、本実施例に
おいて、図１の例と同様に、外部コンデンサを接地導体
と浮遊導体の間に付加してもよい。
と同様に、バイアスＴは不要となる。なお、本実施例に
おいて、図１の例と同様に、外部コンデンサを接地導体
と浮遊導体の間に付加してもよい。
【００２３】以上の実施例では光導波路としてＴｉ熱拡
散形光導波路を例として挙げてあるが、リッジ形光導波
路、プロトン交換導波路等の他の光導波路を用いても、
同様の効果を得ることができる。
散形光導波路を例として挙げてあるが、リッジ形光導波
路、プロトン交換導波路等の他の光導波路を用いても、
同様の効果を得ることができる。
【００２４】また、導体１６を浮遊導体１０５上に誘電
体１５を介して形成した例を示したが、導体１６を基板
上に形成し、誘電体１５を介してその上に浮遊導体１０
５を形成してもよい。
体１５を介して形成した例を示したが、導体１６を基板
上に形成し、誘電体１５を介してその上に浮遊導体１０
５を形成してもよい。
【００２５】さらに以上の実施例では、電気光学効果を
有する基板としてｚカット−ＬｉＮｂＯ3 を、バッファ
層としてＳｉＯ2 を用いた高速光強度変調器を例として
本発明の原理、効果、実施例を述べたが、この他に、他
の面方位基板や、電気光学効果を有する基板としてＬｉ
ＴａＯ3 やＰＬＺＴ等の強誘電体や半導体、有機材料等
を使用し、バッファ層として例えばＡｌ2 Ｏ3 やポリイ
ミド等の誘電体を使用しても良い。また、誘電体として
バッファ層と同質の材料、チタン酸バリウム、空気等の
絶縁体を用いても良い。
有する基板としてｚカット−ＬｉＮｂＯ3 を、バッファ
層としてＳｉＯ2 を用いた高速光強度変調器を例として
本発明の原理、効果、実施例を述べたが、この他に、他
の面方位基板や、電気光学効果を有する基板としてＬｉ
ＴａＯ3 やＰＬＺＴ等の強誘電体や半導体、有機材料等
を使用し、バッファ層として例えばＡｌ2 Ｏ3 やポリイ
ミド等の誘電体を使用しても良い。また、誘電体として
バッファ層と同質の材料、チタン酸バリウム、空気等の
絶縁体を用いても良い。
【００２６】さらに、直流バイアス電源に代えて、低周
波電源を用いて、動作点調整を行ってもよい。
波電源を用いて、動作点調整を行ってもよい。
【００２７】また、以上の実施例では光強度変調器を例
として本発明を説明したが、光導波路が１本の光位相変
調器や、光スイッチ、偏波制御器のような、電気信号に
よって光出力を制御するあらゆる光制御デバイスに本発
明を適用できることは自明である。
として本発明を説明したが、光導波路が１本の光位相変
調器や、光スイッチ、偏波制御器のような、電気信号に
よって光出力を制御するあらゆる光制御デバイスに本発
明を適用できることは自明である。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電気光学効果を用いた光制御デバイスの駆動に、バイア
スＴが不要になるので、光制御デバイスの広帯域動作が
可能になる。
電気光学効果を用いた光制御デバイスの駆動に、バイア
スＴが不要になるので、光制御デバイスの広帯域動作が
可能になる。
【図１】本発明の第１の実施例の断面および駆動回路の
接続を示す図である。
接続を示す図である。
【図２】本発明の第２の実施例の断面および駆動回路の
接続を示す図である。
接続を示す図である。
【図３】本発明の第３の実施例を示し、（ａ）はその上
面図と駆動回路の接続を示す図、（ｂ）は図（ａ）のＡ
−Ａ′線に沿う断面図である。
面図と駆動回路の接続を示す図、（ｂ）は図（ａ）のＡ
−Ａ′線に沿う断面図である。
【図４】従来のマッハ−ツェンダ形光強度変調器の一例
を示し、（ａ）はその上面図と駆動回路の接続を示す
図、（ｂ）は図（ａ）のＡ−Ａ′線に沿う断面図であ
る。
を示し、（ａ）はその上面図と駆動回路の接続を示す
図、（ｂ）は図（ａ）のＡ−Ａ′線に沿う断面図であ
る。
１ ＬｉＮｂＯ3 基板 ２ Ｔｉ熱拡散形光導波路 ３ バッファ層 ４ 中心導体 ５ 接地導体 ６ 変調電極 ７ 変調信号源 ８ 終端抵抗 ９ 直流バイアス電源 １０ バイアスＴ １１ 入力光 １２ 出力光 １３ コンデンサ １４ コイル １５ 誘電体 １６ 導体 １７ 接地 １０５ 浮遊導体
Claims (5)
- 【請求項１】 １本または複数の光導波路２を備えた電
気光学効果を有する基板１と、接地導体５と浮遊導体１
０５と、前記１本の光導波路の近傍または複数の光導波
路のいずれかの近傍に設けられた中心導体４からなり、
前記光導波路２の光の入力側と光の出力側の双方に外部
回路への接続点を有する変調電極６とを備えた光制御デ
バイスと、 前記変調電極の前記入力側で、前記接地導体５と前記中
心導体４の間に、直流電圧を重畳する手段を伴わず接続
された変調信号源７と、 前記変調電極の前記出力側に接続され、前記変調電極に
インピーダンス整合する回路１００と、 前記中心導体４と前記浮遊導体１０５の間に、交流電流
の流れを遮断する手段１４とともに接続された直流電源
９と、 前記浮遊導体１０５と前記接地導体５の間に、直流電流
の流れを遮断するとともに交流電流を流す手段１３を備
えた光制御装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載の光制御デバイスと、 前記変調電極の前記入力側で、前記接地導体５と前記中
心導体４の間に、直流電圧を重畳する手段を伴わず接続
された変調信号源７と、 前記変調電極の前記出力側に接続され、前記変調電極に
インピーダンス整合する回路１００と、 前記浮遊導体１０５と前記接地導体５の間に、交流電流
の流れを遮断する手段１４とともに接続された直流電源
９を備えた光制御装置。 - 【請求項３】 １本または複数の光導波路２を備えた電
気光学効果を有する基板１と、 接地導体５と浮遊導体１０５と、前記１本の光導波路の
近傍または複数の光導波路のいずれかの近傍に設けられ
た中心導体４からなり、前記接地導体５と前記中心導体
４の間に直流電圧の重畳を伴わない変調信号が印加さ
れ、前記中心導体４および前記接地導体５のいずれかと
前記浮遊導体１０５の間に直流電圧が印加される変調電
極６とを備えた光制御デバイス。 - 【請求項４】 １本または複数の光導波路２を備えた電
気光学効果を有する基板１と、 接地導体５と前記１本の光導波路の近傍または複数の光
導波路のいずれかの近傍に設けられた中心導体４とから
なる変調電極と、第１の導体からなる浮遊導体１０５
と、前記第１の導体の上に形成された誘電体１５と、該
誘電体１５の上に形成された第２の導体１６とを備えた
光制御デバイス。 - 【請求項５】 請求項４に記載の光制御デバイスと、 前記光導波路の光入力側で、前記接地導体５と前記中心
導体４の間に、直流電圧を重畳する手段を伴わず接続さ
れた変調信号源７と、 前記光導波路の光出力側に接続され、前記変調電極にイ
ンピーダンス整合する終端抵抗８と、 前記中心導体４と前記浮遊導体１０５の間に、交流電流
の流れを遮断する手段１４とともに接続された直流電源
９と、 前記接地導体５と前記第２の導体１６とを短絡する手段
を備えた光制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21099396A JPH1054962A (ja) | 1996-08-09 | 1996-08-09 | 光制御装置および光制御デバイス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21099396A JPH1054962A (ja) | 1996-08-09 | 1996-08-09 | 光制御装置および光制御デバイス |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1054962A true JPH1054962A (ja) | 1998-02-24 |
Family
ID=16598559
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21099396A Pending JPH1054962A (ja) | 1996-08-09 | 1996-08-09 | 光制御装置および光制御デバイス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1054962A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009238965A (ja) * | 2008-03-26 | 2009-10-15 | Eudyna Devices Inc | 光モジュール |
| JP2010211060A (ja) * | 2009-03-11 | 2010-09-24 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光変調器 |
-
1996
- 1996-08-09 JP JP21099396A patent/JPH1054962A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009238965A (ja) * | 2008-03-26 | 2009-10-15 | Eudyna Devices Inc | 光モジュール |
| JP2010211060A (ja) * | 2009-03-11 | 2010-09-24 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光変調器 |
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