JPS5891425A - 導波形偏光調整器 - Google Patents
導波形偏光調整器Info
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- JPS5891425A JPS5891425A JP19032381A JP19032381A JPS5891425A JP S5891425 A JPS5891425 A JP S5891425A JP 19032381 A JP19032381 A JP 19032381A JP 19032381 A JP19032381 A JP 19032381A JP S5891425 A JPS5891425 A JP S5891425A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical
- modes
- optical waveguide
- light
- substrate
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- Pending
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-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- 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
- G02F1/21—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 by interference
- G02F1/225—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 by interference in an optical waveguide structure
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は光波の偏光状態を調整する偏光調整器に関し、
特に光波を基板上に設は九九導波路に閉込め、電気光学
効果を用いて電気的に調整可能な導波形偏光調整器に関
する。
特に光波を基板上に設は九九導波路に閉込め、電気光学
効果を用いて電気的に調整可能な導波形偏光調整器に関
する。
光通信システムや光情報処理システムの実用化が進めら
れておシ、それらのシステムでは、さらに情報量の増大
やシステムの機能の拡大が計られている。そこで、多種
、多様の情報の制御やシステムの信頼性を向上させるた
めに情報伝送路を任意に高速に切換えることのできる光
スィッチが必要となりている。現在、電磁石等による機
械的な移動を用いた光スィッチが実用化されているが、
高速性、多点間の切換え、シングルモードファイバ系へ
の適応性、信頼性等に関しては、十分な性能は得られな
い。上記のような条件を全て満足させる光スィッチを得
る手段としては、基板上に投置した光導波路を利用して
光スィッチを構成する方法、すなわち、導波形の光スィ
ッチを用いる方法が知られている。導波形の光スィッチ
では光導波路中の光波を電気的に制御するために電気光
学効果や音響光学効果が利用される。
れておシ、それらのシステムでは、さらに情報量の増大
やシステムの機能の拡大が計られている。そこで、多種
、多様の情報の制御やシステムの信頼性を向上させるた
めに情報伝送路を任意に高速に切換えることのできる光
スィッチが必要となりている。現在、電磁石等による機
械的な移動を用いた光スィッチが実用化されているが、
高速性、多点間の切換え、シングルモードファイバ系へ
の適応性、信頼性等に関しては、十分な性能は得られな
い。上記のような条件を全て満足させる光スィッチを得
る手段としては、基板上に投置した光導波路を利用して
光スィッチを構成する方法、すなわち、導波形の光スィ
ッチを用いる方法が知られている。導波形の光スィッチ
では光導波路中の光波を電気的に制御するために電気光
学効果や音響光学効果が利用される。
しかし、これらの効果は導波光の偏光方向によって大き
さが異なるので、通常光スイッチの入射部では、ＴＲモ
ード又はＴＭモードの一方のみを入射させてスイッチン
グを行なっている。−刀先７アイパを通過した光は入射
端で直線偏光を入射したときでも出射端では、一般に直
線偏光とはならない。そこで、光スィッチに入射する前
に偏光千によって一方の偏光成分だけを取多出し、光ス
ィッチに入射する方法が考えられているが、この方法を
用いると、不要な偏光成分が損失となってしまう・ＴＥ
、ＴＭモードに対して、それぞれ異なる電極を設けて独
立にスイッチングを行なう方法も考えられるが、電圧印
加方法が複雑であるという欠点がある。導波形の光スィ
ッチを光７アイパ系へ適用するためＫは入射光を有効な
一方の偏光すなわちＴＭモードｉＴＥモードにそろえて
しまうｆ偏光調整器を用いるのが望ましい。このような
偏光調整器は可変位相板と阿波長板を用いて構成される
ことが知られているが、上記の構成では入射光の偏光状
態が変化した場合に、その都廣調整を行なう必要がある
。まだ、上述の構成の偏光ｇａｓはビーム状の光波に対
してのみ適用されるので、光７アイパと光スィッチの間
に挿入するためには、レンズ光学系を必要とし、挿入損
失が大きくなってしまう。そこで導波形の光スイッチＫ
ｍ用する偏光調整器は光スィッチと同じ基板上に光導波
路を用いて形成されるのが望ましい。
さが異なるので、通常光スイッチの入射部では、ＴＲモ
ード又はＴＭモードの一方のみを入射させてスイッチン
グを行なっている。−刀先７アイパを通過した光は入射
端で直線偏光を入射したときでも出射端では、一般に直
線偏光とはならない。そこで、光スィッチに入射する前
に偏光千によって一方の偏光成分だけを取多出し、光ス
ィッチに入射する方法が考えられているが、この方法を
用いると、不要な偏光成分が損失となってしまう・ＴＥ
、ＴＭモードに対して、それぞれ異なる電極を設けて独
立にスイッチングを行なう方法も考えられるが、電圧印
加方法が複雑であるという欠点がある。導波形の光スィ
ッチを光７アイパ系へ適用するためＫは入射光を有効な
一方の偏光すなわちＴＭモードｉＴＥモードにそろえて
しまうｆ偏光調整器を用いるのが望ましい。このような
偏光調整器は可変位相板と阿波長板を用いて構成される
ことが知られているが、上記の構成では入射光の偏光状
態が変化した場合に、その都廣調整を行なう必要がある
。まだ、上述の構成の偏光ｇａｓはビーム状の光波に対
してのみ適用されるので、光７アイパと光スィッチの間
に挿入するためには、レンズ光学系を必要とし、挿入損
失が大きくなってしまう。そこで導波形の光スイッチＫ
ｍ用する偏光調整器は光スィッチと同じ基板上に光導波
路を用いて形成されるのが望ましい。
を九、入射光の偏光状態が変化しても調整が不要である
ものが望ましい。
ものが望ましい。
本発明の目的は、上述の条件を全て満たすデバイス、す
なわち、光スィッチと同じ基板上に形成され、いかなる
偏光状態の入射光でも、常に調整なしで、一定の偏光成
分に変換することが可能な偏光調整器を提供することに
ある。
なわち、光スィッチと同じ基板上に形成され、いかなる
偏光状態の入射光でも、常に調整なしで、一定の偏光成
分に変換することが可能な偏光調整器を提供することに
ある。
本発明では、互いに近接して配列した互いに異なる伝搬
定数をもつ２つの光導波路を合流させてＹ形分絃光回路
を構成し、前記２つの光導波路上に光透過方向に周期を
もつ電極を設置する。上記の伝書定数を異ならしめる方
法としては、２つの光導波路の屈折率分布、光導波路の
幅等を互いに異ならしめるか又は片側の光導波路トｉ（
のみ直接に電極又は金属膜を設置する等の方法がある。
定数をもつ２つの光導波路を合流させてＹ形分絃光回路
を構成し、前記２つの光導波路上に光透過方向に周期を
もつ電極を設置する。上記の伝書定数を異ならしめる方
法としては、２つの光導波路の屈折率分布、光導波路の
幅等を互いに異ならしめるか又は片側の光導波路トｉ（
のみ直接に電極又は金属膜を設置する等の方法がある。
本発明の偏光調整器は光スィッチと同じ基板上に構成す
ることができ、かつ、一定の１王を上記の電極に印加し
ておくことにより、いかなる偏光状態の入射光に対して
も調整なしで、一定の偏光成分Ｋｍ換して出射すること
ができる。
ることができ、かつ、一定の１王を上記の電極に印加し
ておくことにより、いかなる偏光状態の入射光に対して
も調整なしで、一定の偏光成分Ｋｍ換して出射すること
ができる。
以下図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第１図は本発明による偏光調整器の一実施例を示す平面
図である。第１図において、Ｚ軸に亜直に切出したニオ
ブ酸リチウム結晶（Ｌ ｉＮｂ Ｏｓ ）基板１０の上
にＴｉを拡散して形成され先光導波路１．２．３が形成
されている。２〜５μｍＩＭ度まで互いに近接し先光導
波路ｌと２は合流して光導波路３に接続されＹ形分妓光
回路を構成している。
図である。第１図において、Ｚ軸に亜直に切出したニオ
ブ酸リチウム結晶（Ｌ ｉＮｂ Ｏｓ ）基板１０の上
にＴｉを拡散して形成され先光導波路１．２．３が形成
されている。２〜５μｍＩＭ度まで互いに近接し先光導
波路ｌと２は合流して光導波路３に接続されＹ形分妓光
回路を構成している。
ここで、光導波路ｌは幅が廟であり、ＴＥ及びＴＭモー
ドに対する伝搬定数は、それぞれβＴＥＩ 。
ドに対する伝搬定数は、それぞれβＴＥＩ 。
β？Ｍ１である。一方、光導波路２は幅がＷ、であ抄Ｔ
Ｅ及びＴＭモードに対する伝搬定数は、それぞれβテ冨
２．βＴＭ２である。幅Ｗ、、Ｗ、の大きさは５−２０
μｍであるが、本実施例ではＷｔ ） Ｗｔであるので
、光導波路ｌと２０伝搬定数は異表っでいる。第２図は
上記の伝搬定数の大きさの関係を示すもの５りβテＭｌ
）１７Ｍ２）ｉＴＥ１〉ｉＴＥ２なる関係が成立して−
る。図中の各部はＴＦｉ、ＴＭモードに対する各光導波
路における伝搬定数を水口ている。また、Ｋは下記（１
）式で表わされる２ｇ／７ＬであるＯ光導波路ｌ及び２
の上にはＳｉｎ、膜がコーティングされ、その上に光透
過方向に周期をもつ電極４．５が設置されている。電極
４．５のｉＭＭｎ２は下式を満たすように選ばれている
。Ｌ ｓ ＮｂＯ５基板では光波長１．３μｍにおいて
１．の値は、１４〜１６μｍ一度である。
Ｅ及びＴＭモードに対する伝搬定数は、それぞれβテ冨
２．βＴＭ２である。幅Ｗ、、Ｗ、の大きさは５−２０
μｍであるが、本実施例ではＷｔ ） Ｗｔであるので
、光導波路ｌと２０伝搬定数は異表っでいる。第２図は
上記の伝搬定数の大きさの関係を示すもの５りβテＭｌ
）１７Ｍ２）ｉＴＥ１〉ｉＴＥ２なる関係が成立して−
る。図中の各部はＴＦｉ、ＴＭモードに対する各光導波
路における伝搬定数を水口ている。また、Ｋは下記（１
）式で表わされる２ｇ／７ＬであるＯ光導波路ｌ及び２
の上にはＳｉｎ、膜がコーティングされ、その上に光透
過方向に周期をもつ電極４．５が設置されている。電極
４．５のｉＭＭｎ２は下式を満たすように選ばれている
。Ｌ ｓ ＮｂＯ５基板では光波長１．３μｍにおいて
１．の値は、１４〜１６μｍ一度である。
２π／ Ａ ｔ −βＴＭ２−β丁ＥＩ ・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
（υ以下に本実施例の動作を説明する。本実施例におい
て入射光６は光導波路１に結合される。ここで入射光６
は光７アイバから出射した光であるので、一般に楕円偏
光となっており、光導波路１に入射したときにＴＥ、Ｔ
Ｍ両モードを励起する。電極４と５の間に電圧を印加す
ると、ｙ方向の電界成分とＬｉＮｂ０．基板１０の電気
光学定数ｒ４ｔによｉＴＥ、ＴＭ両モモ−１間結合が生
ずる。一方、光導波路ｌと２は近接しているので両光導
波路間にも結合が生ずる。
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
（υ以下に本実施例の動作を説明する。本実施例におい
て入射光６は光導波路１に結合される。ここで入射光６
は光７アイバから出射した光であるので、一般に楕円偏
光となっており、光導波路１に入射したときにＴＥ、Ｔ
Ｍ両モードを励起する。電極４と５の間に電圧を印加す
ると、ｙ方向の電界成分とＬｉＮｂ０．基板１０の電気
光学定数ｒ４ｔによｉＴＥ、ＴＭ両モモ−１間結合が生
ずる。一方、光導波路ｌと２は近接しているので両光導
波路間にも結合が生ずる。
上記のようなＴＥ、ＴＭモード間及び光導波Ｍ１１，２
間の結合は、結合する伝搬モード間の位相が整合してい
る場合のみ有効に行なわれる。本実施列では（１式のよ
うに１１Ｅ４１！ｉ４．５の周期を設定し、光導波路ｌ
のＴＥモードと光導波路２のＴＭモードの間のみに位相
整合条件が満足される。−例として本発明者つにΩ、を
決定すると、恍導波路１のＴＭモードと」 光導波路２のＴＥモードの間には、△β−４，８Ｘ１０
という大きな位相不整合が生ずる。そこで、第１図にお
いて光導波路１のＴＥモードのみがＴＭモードに変換さ
れなから光導波路２へ結合され、光導波路ｌのＴＭモー
ドは、そのｔま光導波路ｌ中を伝搬する。その結果、光
導波路１及び２中にはＴＭモードのみ存在し、それらが
合成されて光導波路３に入射する。
間の結合は、結合する伝搬モード間の位相が整合してい
る場合のみ有効に行なわれる。本実施列では（１式のよ
うに１１Ｅ４１！ｉ４．５の周期を設定し、光導波路ｌ
のＴＥモードと光導波路２のＴＭモードの間のみに位相
整合条件が満足される。−例として本発明者つにΩ、を
決定すると、恍導波路１のＴＭモードと」 光導波路２のＴＥモードの間には、△β−４，８Ｘ１０
という大きな位相不整合が生ずる。そこで、第１図にお
いて光導波路１のＴＥモードのみがＴＭモードに変換さ
れなから光導波路２へ結合され、光導波路ｌのＴＭモー
ドは、そのｔま光導波路ｌ中を伝搬する。その結果、光
導波路１及び２中にはＴＭモードのみ存在し、それらが
合成されて光導波路３に入射する。
以上述べたように、本実施例においては入射光が、いか
危る偏光状１１にあってもＴ ＭモードとなるようＶＣ
１４ｍされる。
危る偏光状１１にあってもＴ ＭモードとなるようＶＣ
１４ｍされる。
第３図は本発明による偏光調整器の他の実施例を示す。
第３図（ａ）は平面図であし、第３図（ｂ）は電極部に
おける断面図である。第３図において、Ｘ軸に垂直に切
出したＬｉＮｂ０．基板２０の上にＴｉ拡散法に−より
光導波路１１．１２．１３が形成され、光導波路１１と
１２は２〜５ｎｍ程度接近し、合流して先導波路１３に
接続されている。本実施例では光導波路１１と１２は幅
は同じであるが、第３図（ｂ）に示すように光導波路ｌ
ｌ上にはＳｉｎ、 ｇ １６を介してくし形電＆１４，
１５が設置さｎ１光導波路１２上には直接に、くシ形−
ｄＬ極１４．１５が設置されている。
おける断面図である。第３図において、Ｘ軸に垂直に切
出したＬｉＮｂ０．基板２０の上にＴｉ拡散法に−より
光導波路１１．１２．１３が形成され、光導波路１１と
１２は２〜５ｎｍ程度接近し、合流して先導波路１３に
接続されている。本実施例では光導波路１１と１２は幅
は同じであるが、第３図（ｂ）に示すように光導波路ｌ
ｌ上にはＳｉｎ、 ｇ １６を介してくし形電＆１４，
１５が設置さｎ１光導波路１２上には直接に、くシ形−
ｄＬ極１４．１５が設置されている。
そこで光導波ｗ１１１と１２のＴ’Ｍモードは伝搬定数
極１４，１５の周期Ａ、は光導波路１１（２）’Ｉ’Ｍ
モードと光４波Ｍ１２のＴＥモードの間にのみ位相整合
が得られるように設定されている。本実施例の動作ｒｉ
Ｘ理は、第１図の実施例と同様であるが、本実施例にお
いては、先導波＃１１１１に励起されたＴ Ｍモードに
変換されて光導波路１２に結合し、光導波路１１に倒起
されたＴＥモードは、そのまま伝搬する。
極１４，１５の周期Ａ、は光導波路１１（２）’Ｉ’Ｍ
モードと光４波Ｍ１２のＴＥモードの間にのみ位相整合
が得られるように設定されている。本実施例の動作ｒｉ
Ｘ理は、第１図の実施例と同様であるが、本実施例にお
いては、先導波＃１１１１に励起されたＴ Ｍモードに
変換されて光導波路１２に結合し、光導波路１１に倒起
されたＴＥモードは、そのまま伝搬する。
また、本実施例では、〈シ彫を極１４，１５への印加電
圧により生じたＸ方向の電界と電気光学定数ｒｓｔを利
用している。本実施例では入射光６の偏光状１１によら
ず、ＴＩモードが出力される。なお、本実施例において
製作の不良などによりＴＭモードのもれが生じた場合で
も、光導波路１３の上に第３図（ａｌに示すように金属
嘆１７を設置することによりＴＭモードだけｔ赦奴して
除去することができる。
圧により生じたＸ方向の電界と電気光学定数ｒｓｔを利
用している。本実施例では入射光６の偏光状１１によら
ず、ＴＩモードが出力される。なお、本実施例において
製作の不良などによりＴＭモードのもれが生じた場合で
も、光導波路１３の上に第３図（ａｌに示すように金属
嘆１７を設置することによりＴＭモードだけｔ赦奴して
除去することができる。
以と述べたように本発明によれば、いかなる偏光状態の
光が入射しても、一定の電圧を印加しておくことにより
、常に一宇の偏光成分に変換することがｒｔ（能な偏光
１Ｉ１１１！！、器が得られる。
光が入射しても、一定の電圧を印加しておくことにより
、常に一宇の偏光成分に変換することがｒｔ（能な偏光
１Ｉ１１１！！、器が得られる。
を九、本発明の偏光調整器は導波形の光スィッチと同じ
基板上に設置することができ、光導波路により上記光ス
イッチと低損失で結合することができる。
基板上に設置することができ、光導波路により上記光ス
イッチと低損失で結合することができる。
本発明は上記の実施例に限定されるものではなψ。例え
ば、伝搬定数を興ならしめる手段としては、一方の光導
波路上にのみ光導波路と異人る屈折率をもつ物質をコー
ティングする方法が考えられる。光導波路材料としては
、ＴＭ、ＴＥモード間の結合を生じさせる電気光学効果
を有する物質例えばＬｉＴａ０．結晶や磁気光学効果を
有する物質例えばＹＩＧ結晶を用いることができる。
ば、伝搬定数を興ならしめる手段としては、一方の光導
波路上にのみ光導波路と異人る屈折率をもつ物質をコー
ティングする方法が考えられる。光導波路材料としては
、ＴＭ、ＴＥモード間の結合を生じさせる電気光学効果
を有する物質例えばＬｉＴａ０．結晶や磁気光学効果を
有する物質例えばＹＩＧ結晶を用いることができる。
磁気光学効果を用いる場合には、光導波路を横切って流
れる電流の向きが周期的に反転するようなジグザグ形の
電極を用いればよい１゜
れる電流の向きが周期的に反転するようなジグザグ形の
電極を用いればよい１゜
ｆａ１図、第３図（ａ）、 （ｂ）は本発明による偏光
調整器の実施例を示す図、第２図は第１図で示した各光
７１Ｊ波路における伝搬定数の大きさの関係を示す図で
ある。図において、１０．２０はＬｉＮｂ０．基板、１
．２及び１１．１２は互いに伝播定数の異なる光４波路
４．５．１４．１５は光透過方向に周期をもつ電極であ
る。 オ １１ 組１２ 番表路１ 第５胆 （ｂ）
調整器の実施例を示す図、第２図は第１図で示した各光
７１Ｊ波路における伝搬定数の大きさの関係を示す図で
ある。図において、１０．２０はＬｉＮｂ０．基板、１
．２及び１１．１２は互いに伝播定数の異なる光４波路
４．５．１４．１５は光透過方向に周期をもつ電極であ
る。 オ １１ 組１２ 番表路１ 第５胆 （ｂ）
Claims (1)
- 互いに近接して並列配置した互いに伝搬定数の異なる２
つの光導波路を合流させてＹ形分岐先回路を構成し、前
記２つの光導波路上に光透過方向に周期をもつ電極を設
置したことを特徴とする導波形偏光調整器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19032381A JPS5891425A (ja) | 1981-11-27 | 1981-11-27 | 導波形偏光調整器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19032381A JPS5891425A (ja) | 1981-11-27 | 1981-11-27 | 導波形偏光調整器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5891425A true JPS5891425A (ja) | 1983-05-31 |
Family
ID=16256261
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19032381A Pending JPS5891425A (ja) | 1981-11-27 | 1981-11-27 | 導波形偏光調整器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5891425A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4832431A (en) * | 1986-08-18 | 1989-05-23 | Siemens Aktiengesellschaft | Apparatus for continuous polarization and phase control |
| JPH01189636A (ja) * | 1988-01-26 | 1989-07-28 | Asahi Glass Co Ltd | 光導波路型光方向性結合器 |
| WO2001061401A1 (fr) * | 2000-02-18 | 2001-08-23 | Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd | Guide d'ondes optiques et procede de realisation |
-
1981
- 1981-11-27 JP JP19032381A patent/JPS5891425A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4832431A (en) * | 1986-08-18 | 1989-05-23 | Siemens Aktiengesellschaft | Apparatus for continuous polarization and phase control |
| JPH01189636A (ja) * | 1988-01-26 | 1989-07-28 | Asahi Glass Co Ltd | 光導波路型光方向性結合器 |
| WO2001061401A1 (fr) * | 2000-02-18 | 2001-08-23 | Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd | Guide d'ondes optiques et procede de realisation |
| US6806113B2 (en) | 2000-02-18 | 2004-10-19 | Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. | Optical waveguide device and method for forming optical waveguide device |
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