JPH1184326A - 光変調器 - Google Patents
光変調器Info
- Publication number
- JPH1184326A JPH1184326A JP24425897A JP24425897A JPH1184326A JP H1184326 A JPH1184326 A JP H1184326A JP 24425897 A JP24425897 A JP 24425897A JP 24425897 A JP24425897 A JP 24425897A JP H1184326 A JPH1184326 A JP H1184326A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- waveguides
- waveguide
- optical modulator
- electrode
- light
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Abstract
効率よく変調を行い、変調動作時の電圧を低減したいと
いう要望がある。 【解決手段】光変調器1に入射された光は、第1のY型
分岐導波路で分岐され2本の直線導波路22,23に入
射される。この2本の導波路22,23に対しては、外
側のLiNbO3 基板10を掘って形成された溝11,
12に電極30 -1,30-3が、導波路22,23の間の
基板10の表面に電極30-3が設けられている。したが
って、この電極30-1〜30-3を介して所望の変調信号
に基づいた電界を導波路22,23に印加する。この電
界により、2本の直線導波路22,23を導波している
光の位相が各々変化される。そして、各々位相の変化さ
れた2つの光が、第2のY型分岐導波路で合波され、生
成された干渉光が出射される。
Description
の電圧に対して、効率よく変調を行うことができ、変調
動作時の電圧を低減することができる光変調器に関す
る。
超高速、大容量の双方向通信システムである光通信シス
テムの実用化が、FTTH(Fiber To The Home) 計画の
下に進んでいる。この計画においては、全国の家庭端末
まで、光ファイバを導入することが必要となる。このよ
うなシステムを実用化するためには、光回線に対応した
光送受信機を設置することになり、高性能な光変調器、
光スイッチなどの光デバイスの開発が必要である。とこ
ろで、たとえばそのような光送信器などに用いられる光
変調器としては、レーザーダイオード(LD)などの半
導体レーザにより直接変調を行う変調器と、外部の変調
器とがあるが、超高速、長距離伝送に効果的に用いるこ
とができることから、後者の外部変調器が広く使用され
つつある。
は、通常、電圧の印加によってその屈折率が変化する電
気光学効果を有する材料により構成される。換言すれ
ば、電界により屈折率が変化する電気光学効果を利用し
て導波路を伝搬する光を制御するものが、光変調器、光
スイッチ、光分波器といった光デバイスである。そのよ
うな電気光学効果を示す材料の中で、Ti拡散ニオブ酸
リチウム(LiNbO3 )を用いた光導波路型変調器
は、大きな電気光学効果を示すとともに、低損失の導波
路形成が可能であるため、よく利用されている。
うな光変調器においては、印加する電圧に対してより効
率よく変調を行い、変調動作時の電圧を低減したいとい
う要望がある。前述したように、このような光変調器に
おいては、電界による屈折率変化を利用して変調を行っ
ており、効率よく変調を行うためには、実際に光波が伝
搬する導波路に有効に電界をかける必要がある。
ンダー型光変調器の平行導波路部分の断面図を図4に示
す。図4に示すように、これまでの光変調器90におい
ては、LiNbO3 基板91内にTi拡散平行導波路9
2-1,92-2が形成され、その両脇のLiNbO3基板
91の表面に、電極93-1〜93-3が設けられている。
そのため電極93-1〜93-3によりTi拡散平行導波路
92-1,92-2内に形成される電界は、Ti拡散平行導
波路92-1,92-2の中心位置からはずれてLiNbO
3 基板91の表面に集中し、効率よくTi拡散平行導波
路92-1,92-2に電界をかけられないという問題があ
った。
には、光波もLiNbO3 基板91の表面に集中させる
方がよい。しかし、基板表面に光波を集中させた場合、
光変調器90に結合する光ファイバのコア径と導波路と
の乖離が大きくなり、光変調器90と光ファイバの結合
効率が低下するという新たな問題が生じる。なお、ここ
で結合効率とは、導波路へ入射され伝搬した導波光のパ
ワーと、導波路へ入射させる光ファイバからの出射光の
パワーとの比である。通常は、この光変調器90と光フ
ァイバとの結合効率を重要視するため、そのような電界
集中の方策は取られていない。
圧に対してより効率よく変調を行い、変調動作時の電圧
を低減できるような光変調器を提供することにある。
に、導波路の側面に溝を掘り、その中に電極を配置する
ことで、導波路への電界強度を上げるようにした。
と、前記基材中に形成され、電気光学材料からなり、2
つの導波路を有し、該2つの導波路により各々導波され
た光の干渉光を出射する導波路部と、前記導波路部の前
記2つの導波路の側面付近に各々設けられ、当該導波路
に対して所望の変調信号に基づく電界を印加する電極で
あって、前記各導波路に対して電界を印加する2つの電
極の少なくともいずれか一方が、前記基材中の当該導波
路の中心深さとほぼ等しい深さに形成されている電極と
を有する。
された光を分岐する第1のY分岐型導波路と、前記第1
のY分岐型導波路により分岐された2つの光を各々導波
させる前記2つの導波路と、前記2つの導波路により導
波された光を合波し生成された干渉光を端部より出射す
る第2のY分岐型導波路とを有する。
波路の外側に形成された第1および第3の電極と、前記
2つの導波路の間に形成された当該2つの導波路に対し
て共通の第2の電極からなり、少なくとも前記第1およ
び第3の電極は前記基材中の前記導波路の中心深さとほ
ぼ等しい深さに形成されている。
の前記深さに形成される電極の位置に、所定の溝を有
し、前記電極の中の前記基材中の前記深さに形成される
電極は、前記基材に形成された溝中に配置される。
図1〜図3を参照して説明する。本実施の形態において
は、従来よりよく用いられているマッハツェンダ型干渉
計で構成された光変調器を例示して本発明を説明する。
であって、光変調器の構成を模式的に示した図である。
図1に示すように、光変調器1は、LiNbO3 基板1
0上に、導波路20が形成され、その平行直線導波路部
分に電極30-1〜30-3が形成された構成である。導波
路20は、対向する2つのY型分岐導波路21,24
と、これを結ぶ2本の直線導波路22,23とで構成さ
れる。これらの導波路20は、LiNbO3基板10に
対し、導波路パタン形状にTiを熱拡散して形成する。
なお、図1において、導波路の幅aは4〜8μm、Y型
分岐導波路21,24の分岐部分の長さbは1mm、直
線導波路22,23の長さcは15mm,2本の直線導
波路22,23の間隔dは20μmである。
図2を参照して説明する。図2は、光変調器1の図1の
A−Aにおける断面図である。図示のごとく、電極30
の中の直線導波路22,23の両脇の電極30-1,30
-3は、直線導波路22,23の側面に設けられた溝1
1,12の中に配置されている。なお、2本の直線導波
路22,23に挟まれる電極30-2は、従来通りLiN
bO3 基板10の表面に配置してよい。導波路20の深
さeは、通常と同じく1.5〜4μm程度であり、溝1
1,12の深さは、0.5〜1μmであるのが好適であ
る。また、そにように溝11,12の深さは、1μm以
下であるので、通常行われるドライエッチングなどの方
法により簡単に形成することができる。
場合に、直線導波路22,23に印加される電界につい
て図3を参照して説明する。図3は、光変調器の導波路
に対して印加される電界の状態を説明するための図であ
り、(A)は本実施の形態の光変調器1の電極30-1〜
30-3により生じる電界を示す図であり、(B)は比較
のための図4にその断面図を示したような従来の光変調
器90の電極93-1〜93-3により生じる電界を示す図
であり、各々等電位線を示す図である。なお、この電界
分布は、変分法によるシミュレーション結果である。図
示のごとく、図3(A)に示す本実施の形態の光変調器
1においては、直線導波路22,23の中心部分を中心
として、そのコア部分全体について電界が集中している
ことがわかる。図3(B)に示すような、比較的LiN
bO3 基板10の表面付近に電界が集中している例と比
較して、直線導波路22,23に適切に電界が印加され
ていることがわかる。
て説明する。第1のY型分岐導波路21の端部に光ファ
イバが接続され、この光ファイバにより伝搬されてきた
シングルモードのコヒーレント光が、この端部より光変
調器1に入射される。光変調器1に入射された光は、第
1のY型分岐導波路21のY分岐部分で分岐され、2本
の直線導波路22,23に入射される。
は、各々両脇に設けられている電極30-1〜30-3を介
して、所望の変調信号に基づいた電界を印加する。その
結果この電界により、2本の直線導波路22,23を導
波している光の位相が各々変化される。そして、各々位
相の変化された2つの光が、第2のY型分岐導波路24
のY分岐部分で合波され、元の光の位相変化に基づいて
光強度が変化する干渉光が生成され、第2のY型分岐導
波路24の端部より、この端部に接続されている光ファ
イバに出射される。これにより、前記所望の変調信号に
基づいて光強度が変化する変調された光を得ることがで
きる。
おいては、導波路20への実効的な電界強度が増大して
おり、変調時の動作電圧を低減化することができる。ま
た、光変調器1においては変調効率を上げるために光変
調器1と光ファイバの接続状態を変えたわけではないの
で、光変調器1に結合する光ファイバのコア径と導波路
との乖離が大きくなり、光変調器1と光ファイバの結合
効率が低下するという問題は生じない。
のではなく、種々の改変が可能である。たとえば、光変
調器1を構成する材料としては、前述したニオブ酸リチ
ウム(LiNbO3 )に限られるものではない。たとえ
ば、LiTaO3 結晶基板などの任意の電気光学材料を
用いてよい。
ジアソ系色素を結合させたものなどの非線形有機材料を
用いてもよい。その場合、たとえばSiウェハなどの基
板上に、コア層より屈折率の低いエポキシ系の透明樹脂
などのポリマーをクラッド層として、またアクリル系高
分子の主鎖にジアゾ系色素を結合させたものをコア層と
して塗布する。そして、コア層を図1に示したような2
つのY型分岐導波路および2本の直線導波路からなる導
波路形状に加工したあと、ガラス転移点付近の温度で直
流電界を印加しポーリング処理をすることにより光変調
器1を製造する。このように非線形有機材料を用いるこ
とにより、前述した結晶基板を用いた場合と比べて、高
温処理工程を必要としないなど製作工程が簡素化され、
装置の低コスト化ができる。
は、2本の直線導波路22,23の外側と、その間の3
箇所に電極30-1〜30-3を配置し、これにより直線導
波路22,23に対して電圧を印加するようにした。し
かし、たとえば、2本の直線導波路22,23の各々に
対して、その両脇、すなわち4箇所に電極を設け、この
電極を介して電界を印加するようにしてもよい。
は、2本の直線導波路22,23で挟まれる真ん中の電
極30-2については、従来通りLiNbO3 基板10の
表面に配置していた。このような構成でも、従来と比較
すると十分効率的に直線導波路22,23に対して電界
を印加することができる。しかし、もちろんこの中央の
電極30-2についても、LiNbO3 基板10に凹部を
形成し、そこに埋め込むようにしてもよい。
電界集中を行い、実行的に電界強度を上げることができ
るので、印加する電圧に対してより効率よく変調を行う
ことができ、変調動作時の電圧を低減することができ
る。
って、光変調器の構成を模式的に示した図である。
である。
態を説明するための図であり、(A)は図1に示した本
発明に係わる変調器において導波路に対して印加される
電界の状態を示す図であり、(B)は従来の変調器にお
いて導波路に対して印加される電界の状態を示す図であ
る。
る。
Claims (4)
- 【請求項1】基材と、 前記基材中に形成され、電気光学材料からなり、2つの
導波路を有し、該2つの導波路により各々導波された光
の干渉光を出射する導波路部と、 前記導波路部の前記2つの導波路の側面付近に各々設け
られ、当該導波路に対して所望の変調信号に基づく電界
を印加する電極であって、前記各導波路に対して電界を
印加する2つの電極の少なくともいずれか一方が、前記
基材中の当該導波路の中心深さとほぼ等しい深さに形成
されている電極とを有する光変調器。 - 【請求項2】前記導波路部は、 端部より入射された光を分岐する第1のY分岐型導波路
と、 前記第1のY分岐型導波路により分岐された2つの光を
各々導波させる前記2つの導波路と、 前記2つの導波路により導波された光を合波し生成され
た干渉光を端部より出射する第2のY分岐型導波路とを
有する請求項1記載の光変調器。 - 【請求項3】前記電極は、前記2つの導波路の外側に形
成された第1および第3の電極と、前記2つの導波路の
間に形成された当該2つの導波路に対して共通の第2の
電極からなり、少なくとも前記第1および第3の電極は
前記基材中の前記導波路の中心深さとほぼ等しい深さに
形成されている請求項2記載の光変調器。 - 【請求項4】前記基材は、前記基材中の前記深さに形成
される電極の位置に、所定の溝を有し、前記電極の中の
前記基材中の前記深さに形成される電極は、前記基材に
形成された溝中に配置される請求項2または3記載の光
変調器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24425897A JP3740803B2 (ja) | 1997-09-09 | 1997-09-09 | 光変調器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24425897A JP3740803B2 (ja) | 1997-09-09 | 1997-09-09 | 光変調器 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1184326A true JPH1184326A (ja) | 1999-03-26 |
JP3740803B2 JP3740803B2 (ja) | 2006-02-01 |
Family
ID=17116084
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP24425897A Expired - Fee Related JP3740803B2 (ja) | 1997-09-09 | 1997-09-09 | 光変調器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3740803B2 (ja) |
-
1997
- 1997-09-09 JP JP24425897A patent/JP3740803B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3740803B2 (ja) | 2006-02-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4340272A (en) | Light intensity modulator in an integrated optical circuit with feedback means | |
US8942516B2 (en) | Multi-port optical circulator system | |
JP5092573B2 (ja) | 光導波路デバイス | |
KR19980703289A (ko) | 편향에 영향받지 않는 광전 변조기 | |
JP2009053499A (ja) | 光変調器および光変調モジュール | |
JP2856880B2 (ja) | 偏光無依存性光スイッチ/変調器及びその製造方法 | |
JP2008039859A (ja) | 光変調器 | |
JP2003121806A (ja) | 光変調器 | |
JPH09105894A (ja) | 偏光独立性光学装置 | |
JP2005221999A (ja) | 光変調器及び光変調器アレイ | |
KR100472056B1 (ko) | 편광 무관형 폴리머 광세기 변조기 | |
JPWO2010082673A1 (ja) | 分岐型光導波路、光導波路基板および光変調器 | |
US20090162014A1 (en) | Optical waveguide device and optical apparatus using optical waveguide device | |
US4184738A (en) | Light coupling and modulating means | |
JPH07318986A (ja) | 導波路型光スイッチ | |
US8606053B2 (en) | Optical modulator | |
JPH1184434A (ja) | 光制御回路および動作方法 | |
US6421483B1 (en) | Optical monitoring in optical interferometric modulators | |
JPH0996731A (ja) | 導波路形光デバイス | |
JP3740803B2 (ja) | 光変調器 | |
JP2001350046A (ja) | 集積型光導波路素子 | |
JPH04172316A (ja) | 導波型光制御デバイス | |
JPH0553157A (ja) | 光制御デバイス | |
JPH1184327A (ja) | 光変調器とその製造方法 | |
WO1996016350A1 (en) | Sagnac interferometer and reflective modulator comprising same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040303 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040316 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040514 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20040706 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
A521 | Written amendment |
Effective date: 20040903 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20051018 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20051031 |
|
R150 | Certificate of patent (=grant) or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |