JPS59102203A - 光偏波面分離素子 - Google Patents
光偏波面分離素子Info
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- JPS59102203A JPS59102203A JP21233682A JP21233682A JPS59102203A JP S59102203 A JPS59102203 A JP S59102203A JP 21233682 A JP21233682 A JP 21233682A JP 21233682 A JP21233682 A JP 21233682A JP S59102203 A JPS59102203 A JP S59102203A
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- JP
- Japan
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- waveguide
- optical
- refractive index
- light
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/27—Optical coupling means with polarisation selective and adjusting means
- G02B6/2726—Optical coupling means with polarisation selective and adjusting means in or on light guides, e.g. polarisation means assembled in a light guide
- G02B6/274—Optical coupling means with polarisation selective and adjusting means in or on light guides, e.g. polarisation means assembled in a light guide based on light guide birefringence, e.g. due to coupling between light guides
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- 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
- G02B6/126—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 using polarisation effects
-
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- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/27—Optical coupling means with polarisation selective and adjusting means
- G02B6/2753—Optical coupling means with polarisation selective and adjusting means characterised by their function or use, i.e. of the complete device
- G02B6/2773—Polarisation splitting or combining
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (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】
（発明の分野）
この発明は、入射光を２つの導波モード成分に分離する
光偏波面分離素子に関する。
光偏波面分離素子に関する。
（従来技術とその問題点）
従来、この種光偏波面分１１１１ｔ素子としては、例え
ば第１図に示すものが知られている。同図において、基
板１はａ−カットのニオブ酸リチウムがらなり、この基
板１上にはＹ分岐導波路２が次のようにして形成されて
いる。すなわち、まず、チタンを拡散させて結合導波路
部２ａと一方の分岐導波路２ｂを形成し、次いで他方の
分岐導波路２ｃを銀を拡散して形成する。このとき、結
合導波路部２ａにも銀を拡散する。その結果、分岐導波
路２ｂは異常屈折率と常屈折率とが共に増加し、また分
岐導波路２ｃは異常屈折率のみが増加したものになる。
ば第１図に示すものが知られている。同図において、基
板１はａ−カットのニオブ酸リチウムがらなり、この基
板１上にはＹ分岐導波路２が次のようにして形成されて
いる。すなわち、まず、チタンを拡散させて結合導波路
部２ａと一方の分岐導波路２ｂを形成し、次いで他方の
分岐導波路２ｃを銀を拡散して形成する。このとき、結
合導波路部２ａにも銀を拡散する。その結果、分岐導波
路２ｂは異常屈折率と常屈折率とが共に増加し、また分
岐導波路２ｃは異常屈折率のみが増加したものになる。
そして、分岐導波路２ｃにおける異常屈折率の増加値は
分岐導波路２ｂにおけるものよりも大きくしである。従
って、結合導波路部２ａにおいては、異常屈折率の増加
値は分岐導波路２Ｃと略等しく、常屈折率の増加値は分
岐導波路２ｂと等しい。
分岐導波路２ｂにおけるものよりも大きくしである。従
って、結合導波路部２ａにおいては、異常屈折率の増加
値は分岐導波路２Ｃと略等しく、常屈折率の増加値は分
岐導波路２ｂと等しい。
以上の構成において、結合導波路部２ａに入射する光Ｐ
は、結合導波路部２ａにおいて、異常光線に対応する導
波モードと常光線に対応する導波モードになり、それぞ
れ異なる位相速度で伝搬する。このとぎ、基板１はａ−
カットであるから、異常光線に対応する導波モードは振
動方向がＣ軸方向にあるＴＦモードであり、また常光線
に対応する導波モードは振動方向がａ軸方向にあるＴＭ
モードである。そして、両分枝導波路２ｂ、２ｃの異常
屈折率値の大小関係からして、ＴＥモードは分岐導波路
２Ｃに導波され、ＴＭモードは分岐導波路２１）に導波
される。
は、結合導波路部２ａにおいて、異常光線に対応する導
波モードと常光線に対応する導波モードになり、それぞ
れ異なる位相速度で伝搬する。このとぎ、基板１はａ−
カットであるから、異常光線に対応する導波モードは振
動方向がＣ軸方向にあるＴＦモードであり、また常光線
に対応する導波モードは振動方向がａ軸方向にあるＴＭ
モードである。そして、両分枝導波路２ｂ、２ｃの異常
屈折率値の大小関係からして、ＴＥモードは分岐導波路
２Ｃに導波され、ＴＭモードは分岐導波路２１）に導波
される。
しかし、このようなＹ分岐形の光偏波面分離素子にあっ
ては次のような問題がある。まず、結合導波部２ａでは
チタンを拡散し、更に銀を拡散するのであるが、銀はチ
タン拡散領域に拡散しにくいので、銀の拡散制御が困難
で、またこの銀の拡散が結晶に歪を生じさせる原因にな
る。また、ＴＥモードとＴＭモードの分離を効率良く行
なうＩ〔めには、分岐導波路２Ｃの異常屈折率の値を分
岐導波路２ｂにお【プるそれよりも大きくしなければな
らないが、上）小のように、銀の拡散制御が困難である
から、両導波路２ｂ、２ｃにおける異常屈折率の増加値
の差は僅かなものとなり、ＴＥモードは分岐導波路２ｂ
側にも導波されてしまう。つまり、偏波面の分離が不充
分である。更に、導波路が分岐形であるため、曲がりに
よる損失に加えて、分岐による損失が生ずる。
ては次のような問題がある。まず、結合導波部２ａでは
チタンを拡散し、更に銀を拡散するのであるが、銀はチ
タン拡散領域に拡散しにくいので、銀の拡散制御が困難
で、またこの銀の拡散が結晶に歪を生じさせる原因にな
る。また、ＴＥモードとＴＭモードの分離を効率良く行
なうＩ〔めには、分岐導波路２Ｃの異常屈折率の値を分
岐導波路２ｂにお【プるそれよりも大きくしなければな
らないが、上）小のように、銀の拡散制御が困難である
から、両導波路２ｂ、２ｃにおける異常屈折率の増加値
の差は僅かなものとなり、ＴＥモードは分岐導波路２ｂ
側にも導波されてしまう。つまり、偏波面の分離が不充
分である。更に、導波路が分岐形であるため、曲がりに
よる損失に加えて、分岐による損失が生ずる。
・Ｋ発明の目的）
この発明は、方向性結合器タイプのものとヅることによ
り、製造が容易であり、かつ偏波面の分離が効率良く行
なえるとともに導波光の損失を低減化できる光偏波面分
離素子を提供することにある。
り、製造が容易であり、かつ偏波面の分離が効率良く行
なえるとともに導波光の損失を低減化できる光偏波面分
離素子を提供することにある。
（発明の構成と効果）
この発明は、上記目的を達成するために、光学結晶基板
上に、異常屈折率と常屈折率とを共に該基板よりも大き
くさせた第１の光導波路と、異常屈折率が上記第１の光
導波路のそれと略等しく、かつ常屈折率が上記第１の光
導波路のそれと異なる第２の光導波路とを所定長さ平行
に並設してなることを特徴とする。
上に、異常屈折率と常屈折率とを共に該基板よりも大き
くさせた第１の光導波路と、異常屈折率が上記第１の光
導波路のそれと略等しく、かつ常屈折率が上記第１の光
導波路のそれと異なる第２の光導波路とを所定長さ平行
に並設してなることを特徴とする。
この構成によれば、第１の先導波路に入射した光の２つ
の導波モードのうち、一方が第２の光導波路に光波結合
によって移行し該第２の光導波路を導波され、他方が第
１の先導波路にそのまま導波される。よって、両導波路
の光波結合長が適宜になされているから、導波モード従
って偏波面の分離を略完全に行なうことができる。また
、両導波路は独立に形成でき、かつ各導波路の高屈折率
形成物質はそれぞれ１種で良いので、従来のような拡散
制御の困難性や複数物質の拡散による結晶歪の誘発等の
問題はなく−なり、製造容易である。
の導波モードのうち、一方が第２の光導波路に光波結合
によって移行し該第２の光導波路を導波され、他方が第
１の先導波路にそのまま導波される。よって、両導波路
の光波結合長が適宜になされているから、導波モード従
って偏波面の分離を略完全に行なうことができる。また
、両導波路は独立に形成でき、かつ各導波路の高屈折率
形成物質はそれぞれ１種で良いので、従来のような拡散
制御の困難性や複数物質の拡散による結晶歪の誘発等の
問題はなく−なり、製造容易である。
更に、各導波路は略直線状に形成でき、導波光の損失を
著しく低減させ得る。
著しく低減させ得る。
（実施例の説明）
第２図において、基板２１はＣ−カットのニオブ酸リチ
ウムからなり、この基板２１上には長さしに渡って２つ
の光導波路２２．２３が一定の間隔で平行に形成しであ
る。
ウムからなり、この基板２１上には長さしに渡って２つ
の光導波路２２．２３が一定の間隔で平行に形成しであ
る。
上記光導波路２２は、基板１上面にチタンを蒸着等によ
り該導波路の平面形状（Ｌ×５μｍ）に付着させ、これ
を１０００℃の雰囲気中で５時間放置し、熱拡散させた
もので、常屈折率と異常屈折率が共に１０−３オーダの
値に増加したものになっている。
り該導波路の平面形状（Ｌ×５μｍ）に付着させ、これ
を１０００℃の雰囲気中で５時間放置し、熱拡散させた
もので、常屈折率と異常屈折率が共に１０−３オーダの
値に増加したものになっている。
上記光導波路２３は、基板１にアルミニウムを蒸着して
上記光導波路２２をマスクし、該光導波路２２から平行
に間隔５μｍの部位に１−×５μｍの大きさの窓を設け
た基板１を３５０℃のへｇＮＯ３液に３時間浸し、上記
窓から銀イオンを拡散させ、その後アルミニウムを除去
したもので、異常屈折率のみが１０−３オーダの値に増
加したものになっている。
上記光導波路２２をマスクし、該光導波路２２から平行
に間隔５μｍの部位に１−×５μｍの大きさの窓を設け
た基板１を３５０℃のへｇＮＯ３液に３時間浸し、上記
窓から銀イオンを拡散させ、その後アルミニウムを除去
したもので、異常屈折率のみが１０−３オーダの値に増
加したものになっている。
以上のような構成としたので、光導波路２２に端面から
入射する光Ｐは、光導波路２２において、前述と同様に
２つの導波モードになる。このとき、基板１はＣ−カッ
トであるから、異常光線に対応する導波モードは振動方
向がＣ軸方向にあるＴＭモードであり、また常光線に対
応する導波モードは振動方向がａ軸方向にあるＴ’ Ｅ
モードである。
入射する光Ｐは、光導波路２２において、前述と同様に
２つの導波モードになる。このとき、基板１はＣ−カッ
トであるから、異常光線に対応する導波モードは振動方
向がＣ軸方向にあるＴＭモードであり、また常光線に対
応する導波モードは振動方向がａ軸方向にあるＴ’ Ｅ
モードである。
周知のように、２つの光導波路が隣接する場合、光波結
合によって、一方の先導波路から他方の光導波路に光波
が移行するが、この実施例においては、光導波路２３は
異常屈折率のみを光導波路２２のそれと等しくし、常屈
折率は異ならしめであるから、７Ｍモードの偏波光のみ
が光導波路２３に移行することになる。そして、長さし
はＴＭモード偏波光のエネルギが完全に光導波路２３に
移行するのに必要な最小の結合長Ｌｏ （後述：第３図
参照）の奇数倍にしであるので、光導波路２２からはＴ
Ｅモードの偏波光Ｐ１が出射され、また光導波路２３か
らは７Ｍモードの偏波光Ｐ２が出射される。
合によって、一方の先導波路から他方の光導波路に光波
が移行するが、この実施例においては、光導波路２３は
異常屈折率のみを光導波路２２のそれと等しくし、常屈
折率は異ならしめであるから、７Ｍモードの偏波光のみ
が光導波路２３に移行することになる。そして、長さし
はＴＭモード偏波光のエネルギが完全に光導波路２３に
移行するのに必要な最小の結合長Ｌｏ （後述：第３図
参照）の奇数倍にしであるので、光導波路２２からはＴ
Ｅモードの偏波光Ｐ１が出射され、また光導波路２３か
らは７Ｍモードの偏波光Ｐ２が出射される。
次に、光導波路２２から光導波路２３に７Ｍモードの偏
波光が完全に移行するに必要な最小の平行長Ｌ○につい
て説明する。
波光が完全に移行するに必要な最小の平行長Ｌ○につい
て説明する。
周知のように、適宜間隔で平行する２つの光導波路の光
波結合方程式は次式で与えられる。
波結合方程式は次式で与えられる。
ここで、ａ、ｂは２つの光導波路を伝搬づる光の複素振
幅、β１．β２は各伝搬光の伝搬定数、またＣは両導波
路の光波結合係数である。
幅、β１．β２は各伝搬光の伝搬定数、またＣは両導波
路の光波結合係数である。
この実施例においては、光導波路２２．２３の異常屈折
率増加値は等しいから、β１−β２であり、またａｏ−
１かつす。−０となる。この条件を上式に代入して、光
導波路２３に移行するＴＭモード偏波光の移行量（光波
エネルギ量〉と平行長りとの関係を求めたものが第３図
である。なお、縦軸の移行量は正規化して示しである。
率増加値は等しいから、β１−β２であり、またａｏ−
１かつす。−０となる。この条件を上式に代入して、光
導波路２３に移行するＴＭモード偏波光の移行量（光波
エネルギ量〉と平行長りとの関係を求めたものが第３図
である。なお、縦軸の移行量は正規化して示しである。
同図より明らかなように、長さＬがＬ−Ｌｏで移行量は
最大（完全移行）となり、Ｌ−２Ｌｏで最低（移行なし
）となり、以後最小結合長Ｌｏを単位としてこの関係を
繰り返す。つまり、光導波路２３に丁Ｍモード偏波光が
完全に移行するのは長さＬが１＝ （２７２−１）Ｌｏ
のとぎである。よって、上記長さしはこのＬｏの奇数倍
にしたのである。
最大（完全移行）となり、Ｌ−２Ｌｏで最低（移行なし
）となり、以後最小結合長Ｌｏを単位としてこの関係を
繰り返す。つまり、光導波路２３に丁Ｍモード偏波光が
完全に移行するのは長さＬが１＝ （２７２−１）Ｌｏ
のとぎである。よって、上記長さしはこのＬｏの奇数倍
にしたのである。
第１図は従来の光偏波面分離素子を示す概略斜視図、第
２図はこの発明の一実施例に係る光偏波面分離素子を示
す概略斜視図、第３図は第２の先導波路に移行する導波
モードの移行量と結合長の関係を示す図である。 ２１・・・・・・・・・・・・光学結晶基板２２．２３
・・・光導波路 Ｐ・・・・・・・・・・・・・・・入射光Ｐ１・・・・
・・・・・・・・偏波光（ＴＥモード）β２・・・・・
・・・・・・・偏波光（７Ｍモード）特許出願人 立石電機株式会社 第２図 第３図 桔＠″長
２図はこの発明の一実施例に係る光偏波面分離素子を示
す概略斜視図、第３図は第２の先導波路に移行する導波
モードの移行量と結合長の関係を示す図である。 ２１・・・・・・・・・・・・光学結晶基板２２．２３
・・・光導波路 Ｐ・・・・・・・・・・・・・・・入射光Ｐ１・・・・
・・・・・・・・偏波光（ＴＥモード）β２・・・・・
・・・・・・・偏波光（７Ｍモード）特許出願人 立石電機株式会社 第２図 第３図 桔＠″長
Claims (1)
- （１）光学結晶基板上に、異常屈折率と常屈折率とを共
に該基板よりも大きくさせた第１の光導波路と、異常屈
折率が上記第１の光導波路のそれと略等しく、かつ常屈
折率が上記第１の光導波路のそれと異なる第２の光導波
路とを所定長さ平行に並設してなり、第１の光導波路に
入射した光の２つの導波モードのうち、一方が上記第２
の光導波路に光波結合によって移行し該第２の光導波路
に導波され、他方が該第１の先導波路に導波されるよう
にしたことを特徴とする光偏波面分離素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21233682A JPS59102203A (ja) | 1982-12-03 | 1982-12-03 | 光偏波面分離素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21233682A JPS59102203A (ja) | 1982-12-03 | 1982-12-03 | 光偏波面分離素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59102203A true JPS59102203A (ja) | 1984-06-13 |
Family
ID=16620846
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21233682A Pending JPS59102203A (ja) | 1982-12-03 | 1982-12-03 | 光偏波面分離素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59102203A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2626082A1 (fr) * | 1988-01-14 | 1989-07-21 | Commissariat Energie Atomique | Dispositif d'optique integree permettant de separer les composantes polarisees d'un champ electromagnetique guide et procede de realisation du dispositif |
| EP0389172A2 (en) * | 1989-03-23 | 1990-09-26 | AT&T Corp. | Adiabatic polarization manipulating device |
| WO2002039165A1 (en) * | 2000-11-08 | 2002-05-16 | Bookham Technology Plc | Polarisation beam splitters/combiners |
| CN103901535A (zh) * | 2012-12-29 | 2014-07-02 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 垂直式光波导及其制造方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS553682A (en) * | 1978-06-23 | 1980-01-11 | Dx Antenna | Method of attaching electric part to printed circuit board |
-
1982
- 1982-12-03 JP JP21233682A patent/JPS59102203A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS553682A (en) * | 1978-06-23 | 1980-01-11 | Dx Antenna | Method of attaching electric part to printed circuit board |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2626082A1 (fr) * | 1988-01-14 | 1989-07-21 | Commissariat Energie Atomique | Dispositif d'optique integree permettant de separer les composantes polarisees d'un champ electromagnetique guide et procede de realisation du dispositif |
| EP0389172A2 (en) * | 1989-03-23 | 1990-09-26 | AT&T Corp. | Adiabatic polarization manipulating device |
| JPH02275402A (ja) * | 1989-03-23 | 1990-11-09 | American Teleph & Telegr Co <Att> | 断熱偏波操作デバイス |
| WO2002039165A1 (en) * | 2000-11-08 | 2002-05-16 | Bookham Technology Plc | Polarisation beam splitters/combiners |
| CN103901535A (zh) * | 2012-12-29 | 2014-07-02 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 垂直式光波导及其制造方法 |
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