JPS59197011A - 光変調装置 - Google Patents
光変調装置Info
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- JPS59197011A JPS59197011A JP7123983A JP7123983A JPS59197011A JP S59197011 A JPS59197011 A JP S59197011A JP 7123983 A JP7123983 A JP 7123983A JP 7123983 A JP7123983 A JP 7123983A JP S59197011 A JPS59197011 A JP S59197011A
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- JP
- Japan
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- optical waveguide
- light
- polarization
- interference type
- waves
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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)
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- 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、光変調装置に関するものであって、詳しくは
、分岐干渉形光導波路体を通過する光を強度変調するよ
うに構成された光変調装置の改良に関するものであり、
光源の出力変動、伝送体自体の特性変化、光の伝送損失
などを簡単な構成で補償できる装置を提供するものであ
る。
、分岐干渉形光導波路体を通過する光を強度変調するよ
うに構成された光変調装置の改良に関するものであり、
光源の出力変動、伝送体自体の特性変化、光の伝送損失
などを簡単な構成で補償できる装置を提供するものであ
る。
ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯｏ）のような電気光学材
料よりなる基板にチタンＴｉなどの金属不純物を熱拡散
することにより基板よりも屈折率の高い光導波路が形成
され、電気光学効果の効率の極めて高い光導波路体が得
られる。このような先導波路に電界を加えると、光導波
路を通過する光は電気光学効果により強度変調される。
料よりなる基板にチタンＴｉなどの金属不純物を熱拡散
することにより基板よりも屈折率の高い光導波路が形成
され、電気光学効果の効率の極めて高い光導波路体が得
られる。このような先導波路に電界を加えると、光導波
路を通過する光は電気光学効果により強度変調される。
このような先導波路体の一種に、第１図に示すような分
岐干渉形光導波路体がある。
岐干渉形光導波路体がある。
第１図において、１０は基板、２０は光導波路、３０は
電極、４０は信号源である。
電極、４０は信号源である。
基板１０は電気光学効果を有するニオブ酸リチウム（Ｌ
ｉＮｂＯｏ）のような電気光学材料で構成されている。
ｉＮｂＯｏ）のような電気光学材料で構成されている。
光導波路２０は基板１０にチタン（Ｔｉ）のような金属
不純物を熱拡散することにより線状に形成され基板１０
よりも高い屈折率を有するものであり、７字形の分岐部
２１．互いに平行な位相推移部２２及び７字形の結合部
２３が連続的に一体化されている。電極３ｏは光導波路
２０を通過する光を強度変調するために光導波路２０に
電界を印加するものであり、位相推移部２２を挟むよう
にして第１の電極３１及び第２の電極３２が基板１０上
に設けられている。信号源４０は電界を供給するもので
あり、第１の電極３１と第２の電極３２との間に接続さ
れている。なお、光導波路２０の７字形の分岐′＠２１
の端部にはレーザダイオードなどの光源からの光を伝送
するための光ファイバーが接続され、７字形の結合部２
３の端部には強度変調された光をフォトトランジスタな
どの受光素子に伝送するための光ファイバーが接続され
るが図示しない。
不純物を熱拡散することにより線状に形成され基板１０
よりも高い屈折率を有するものであり、７字形の分岐部
２１．互いに平行な位相推移部２２及び７字形の結合部
２３が連続的に一体化されている。電極３ｏは光導波路
２０を通過する光を強度変調するために光導波路２０に
電界を印加するものであり、位相推移部２２を挟むよう
にして第１の電極３１及び第２の電極３２が基板１０上
に設けられている。信号源４０は電界を供給するもので
あり、第１の電極３１と第２の電極３２との間に接続さ
れている。なお、光導波路２０の７字形の分岐′＠２１
の端部にはレーザダイオードなどの光源からの光を伝送
するための光ファイバーが接続され、７字形の結合部２
３の端部には強度変調された光をフォトトランジスタな
どの受光素子に伝送するための光ファイバーが接続され
るが図示しない。
このような構成において、光導波路２ｏの７字形の分岐
部２１の端部に光源からの光が加えらると、光は分岐部
２１で２分割されて位相推移部２２に伝送される。位相
推移部２２では２分割された光の間に電極３０を介して
加えられる信号源４そして、位相差を有するこれら光は
結合部２３で再び結合される。これにより、結合部２３
の端部から強度変調された光が送出されることになる。
部２１の端部に光源からの光が加えらると、光は分岐部
２１で２分割されて位相推移部２２に伝送される。位相
推移部２２では２分割された光の間に電極３０を介して
加えられる信号源４そして、位相差を有するこれら光は
結合部２３で再び結合される。これにより、結合部２３
の端部から強度変調された光が送出されることになる。
ここで、位相推移部２２に＾／４の位相差を与えて強度
変調された光を結合部２３から受光素子に加えることに
より電極３０を介して加えられる信号源４０の出力の大
きさに応じた電気信号を得ることができる。
変調された光を結合部２３から受光素子に加えることに
より電極３０を介して加えられる信号源４０の出力の大
きさに応じた電気信号を得ることができる。
ところで、一般にこのような装置では、光伝送時の損失
、伝送体自体の特性変化、光源の出力光の変動などによ
り測定誤差を生じるという欠点がある。特に、従来、こ
のような分岐干渉形光導波路体との間で光の伝送を行う
伝送体としては、伝送体を通過する過程において偏波面
が変化するおそれのある光ファイバーが用いられている
ので、光ファイバーに振動や外力が加わって光ファイバ
ーの配置状態が変化すると偏波面が変化して強度変調誤
差を生じるという問題点がある。
、伝送体自体の特性変化、光源の出力光の変動などによ
り測定誤差を生じるという欠点がある。特に、従来、こ
のような分岐干渉形光導波路体との間で光の伝送を行う
伝送体としては、伝送体を通過する過程において偏波面
が変化するおそれのある光ファイバーが用いられている
ので、光ファイバーに振動や外力が加わって光ファイバ
ーの配置状態が変化すると偏波面が変化して強度変調誤
差を生じるという問題点がある。
本発明は、このような従来の欠点を解決したものであり
、分岐干渉形光導波路体と定偏波光ファイバーとを組み
合わせ、光源の出カ変動、伝送体自体の特性変化、光の
伝送損失などを簡単な構成で補償できる装置を提供する
ものである。
、分岐干渉形光導波路体と定偏波光ファイバーとを組み
合わせ、光源の出カ変動、伝送体自体の特性変化、光の
伝送損失などを簡単な構成で補償できる装置を提供する
ものである。
以下、図面を用いて詳細に説明する。
第２図は、本発明の一実施例を示すブロック図であり、
５０はレーザダイオードなどの光源、６０．７０は定偏
波光フアイバ−，８ｏはビームスプリッタ、９０．１０
０はフォトトランジスタなどの受光素子である。
５０はレーザダイオードなどの光源、６０．７０は定偏
波光フアイバ−，８ｏはビームスプリッタ、９０．１０
０はフォトトランジスタなどの受光素子である。
分岐干渉形光導波路体は、第１図に示した分岐干渉形光
導波路体と同形状に形成されたものであり、第３図に示
すようにＸ２ｚ軸が水平面となりＹ軸が垂直面となるよ
うにカットされた基板ｌ。
導波路体と同形状に形成されたものであり、第３図に示
すようにＸ２ｚ軸が水平面となりＹ軸が垂直面となるよ
うにカットされた基板ｌ。
上に、光導波路２ｏが単一モード伝送体として形成され
たものを用いる。定偏波光フアイバ−６０゜７０は光の
偏波面を保存して伝送できるものであり、第４図に示す
ように、円形のコアＡ、このコアＡを中心とする楕円形
の第１クラツドＢ及び円形の第２クラツドＣとで構成さ
れている。分岐干渉形光導波路体の光導波路２０に光源
５０の出力光を伝送する第１の定偏波光フアイバ−６０
は、第５図に示すように、楕円クラッドＢの長軸が分岐
干渉形光導波路体の基板１０の水平軸に対して４５度の
角度で交わるようにして先導波路２０の入力部に接続さ
れている。一方、分岐干渉形光導波路体で強度変調され
た光を伝送する第２の定偏波光フアイバ−７０は、第６
図に示すように、楕円クラッドＢの長軸が分岐干渉形光
導波路体の基板１０の水平軸と平行になるようにして光
導波路２０の出力部に接続されている。
たものを用いる。定偏波光フアイバ−６０゜７０は光の
偏波面を保存して伝送できるものであり、第４図に示す
ように、円形のコアＡ、このコアＡを中心とする楕円形
の第１クラツドＢ及び円形の第２クラツドＣとで構成さ
れている。分岐干渉形光導波路体の光導波路２０に光源
５０の出力光を伝送する第１の定偏波光フアイバ−６０
は、第５図に示すように、楕円クラッドＢの長軸が分岐
干渉形光導波路体の基板１０の水平軸に対して４５度の
角度で交わるようにして先導波路２０の入力部に接続さ
れている。一方、分岐干渉形光導波路体で強度変調され
た光を伝送する第２の定偏波光フアイバ−７０は、第６
図に示すように、楕円クラッドＢの長軸が分岐干渉形光
導波路体の基板１０の水平軸と平行になるようにして光
導波路２０の出力部に接続されている。
このような構成において、定偏波光ファイバーは前述の
ように光の偏波面を保存して伝送できるので、第１の定
偏波光フアイバ−６０を介して光源５０の直線偏波出力
光が分岐干渉形光導波路体の光導波路２０の入力部に加
えられると、先導波路２０には結晶軸の２軸方向に沿っ
た偏波面を有するＴＥ波と結晶軸のＹ軸方向に沿った偏
波面を有するＴＭ波とが発生する。また、光導波路２０
は前述のように単一モード伝送体として形成されている
ので、両波は互いに干渉することなく独立して伝送され
る。このような光導波路２０の屈折率が電気光学効果に
・より変化すると、ＴＭ波はＹ軸方向の屈折率変化に応
じてその速度が変化し、ＴＥ波はＺ軸方向の屈折率変化
に応じてその速度が変化する。ここで、Ｚ軸方向に電界
Ｅｚを加えるとすると、Ｚ軸方向の屈折率ｎｅは、 −（ｎｅ’−ｒｏａ４ｚ）／ま たけ変化し、Ｘ軸方向の屈折率ｎｏは、−（ｎｏ’−ｒ
、ａ４ｚ）／ま たけ変化することにな、る。なお、ｒ、、。は２軸方向
の電気光学係数であり、ｒ、。はＸ軸方向の電気光学係
数である。
ように光の偏波面を保存して伝送できるので、第１の定
偏波光フアイバ−６０を介して光源５０の直線偏波出力
光が分岐干渉形光導波路体の光導波路２０の入力部に加
えられると、先導波路２０には結晶軸の２軸方向に沿っ
た偏波面を有するＴＥ波と結晶軸のＹ軸方向に沿った偏
波面を有するＴＭ波とが発生する。また、光導波路２０
は前述のように単一モード伝送体として形成されている
ので、両波は互いに干渉することなく独立して伝送され
る。このような光導波路２０の屈折率が電気光学効果に
・より変化すると、ＴＭ波はＹ軸方向の屈折率変化に応
じてその速度が変化し、ＴＥ波はＺ軸方向の屈折率変化
に応じてその速度が変化する。ここで、Ｚ軸方向に電界
Ｅｚを加えるとすると、Ｚ軸方向の屈折率ｎｅは、 −（ｎｅ’−ｒｏａ４ｚ）／ま たけ変化し、Ｘ軸方向の屈折率ｎｏは、−（ｎｏ’−ｒ
、ａ４ｚ）／ま たけ変化することにな、る。なお、ｒ、、。は２軸方向
の電気光学係数であり、ｒ、。はＸ軸方向の電気光学係
数である。
一方、ビームスプリッタ８０には定偏波光フアイバ−７
０を介してＴＭ、ＴＲ両波が独立して伝送される。ビー
ムスプリッタ８０はＴＭ、ＴＩＥ両波をそれぞれ分離し
、ＴＭ波を受光素子９０に伝送してＴＥ波を受光素子１
００に伝送する。ここで、ビームスプリッタ８０に伝送
される光の大きさをＩｏとし、λ／４のバイアスが与え
られているＩ ＋＝Ｔ、 （１＋ｓｉｎ （−に−ｎｏ
ｏ・ｒ、、４ｚ／２））／２どなり、受光素子９０の出
力信号Ｉｔは、Ｌ＝Ｉｏ （ｌ”ｓｌｎ （−？ｎｅ’
・ｒａａ４ｚ／２））／２となる。なお、ｋ＝２πＬ／
λであり、λは光の波長、Ｌは光路長である。従って、
これら■、と１２との比をとることにより、 Ｔ、／Ｌ−（１＋５ｉｎ（−？ｎｏ”ｒ、ａ４ｚ／２）
）／（１＋５ｉｎ（−に−ｎｅ”ｒ、、・Ｅｚ／２）） となり、光伝送時の損失、伝送体自体の特性変化。
０を介してＴＭ、ＴＲ両波が独立して伝送される。ビー
ムスプリッタ８０はＴＭ、ＴＩＥ両波をそれぞれ分離し
、ＴＭ波を受光素子９０に伝送してＴＥ波を受光素子１
００に伝送する。ここで、ビームスプリッタ８０に伝送
される光の大きさをＩｏとし、λ／４のバイアスが与え
られているＩ ＋＝Ｔ、 （１＋ｓｉｎ （−に−ｎｏ
ｏ・ｒ、、４ｚ／２））／２どなり、受光素子９０の出
力信号Ｉｔは、Ｌ＝Ｉｏ （ｌ”ｓｌｎ （−？ｎｅ’
・ｒａａ４ｚ／２））／２となる。なお、ｋ＝２πＬ／
λであり、λは光の波長、Ｌは光路長である。従って、
これら■、と１２との比をとることにより、 Ｔ、／Ｌ−（１＋５ｉｎ（−？ｎｏ”ｒ、ａ４ｚ／２）
）／（１＋５ｉｎ（−に−ｎｅ”ｒ、、・Ｅｚ／２）） となり、光伝送時の損失、伝送体自体の特性変化。
光源の出力光の変動などにより変化する１つの影響を打
ち消すことができる。そして、ＥＺが十分小さいものと
すると、 １、／１．中（１−（ｋ／２）（ｎｏｏ−ｒ、 。・Ｅ
ｚ／２））／（１−（ｋ／２）（ｎｅ″・ｒｏｅ・Ｅｚ
／２））＊ １＋（ｋ／２）（ｎｅ”ｒ、、−ｎｏｏ”
＋ｏ）ＥＺとなる。
ち消すことができる。そして、ＥＺが十分小さいものと
すると、 １、／１．中（１−（ｋ／２）（ｎｏｏ−ｒ、 。・Ｅ
ｚ／２））／（１−（ｋ／２）（ｎｅ″・ｒｏｅ・Ｅｚ
／２））＊ １＋（ｋ／２）（ｎｅ”ｒ、、−ｎｏｏ”
＋ｏ）ＥＺとなる。
このような構成によれば、例えば信号源の出力信号の大
きさを電気的に完全に絶縁した状態で測定できる光電圧
計が実現できるのをはじめ、光通信システムにおける各
種の光信号処理装置に用いることができる。
きさを電気的に完全に絶縁した状態で測定できる光電圧
計が実現できるのをはじめ、光通信システムにおける各
種の光信号処理装置に用いることができる。
なお、ビームスプリッタに入力される光にλ／４のバイ
アス位相を与えるのにあたっては、分岐干渉形光導波路
体の光導波路２０に電気的なバイアスを加えてもよいし
、光導波路２０の位相推移部２２のパターンに光路差を
与えるようにしてもよい。
アス位相を与えるのにあたっては、分岐干渉形光導波路
体の光導波路２０に電気的なバイアスを加えてもよいし
、光導波路２０の位相推移部２２のパターンに光路差を
与えるようにしてもよい。
また、基板としては、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａｏ
。）で構成されたものを用いてもよい。
。）で構成されたものを用いてもよい。
これらから明らかなように、本発明によれば、光源の出
力変動、伝送体自体の特牲変化、光の伝送損失などを簡
単な構成で補償できる光変調装置が実現でき、実用上の
効果は大きい。
力変動、伝送体自体の特牲変化、光の伝送損失などを簡
単な構成で補償できる光変調装置が実現でき、実用上の
効果は大きい。
第１図は分岐干渉形光導波路体の一例を示す構成説明図
、第２図は本発明の一実施例を示すブロック図、第３図
は本発明で用いる分岐干渉形光導波路体の基板の結晶方
位を示す説明図、第４図は本発明で用いる定偏波光ファ
イバーの断面図、第５図は本発明における分岐干渉形光
導波路体のノ（力部での定偏波光ファイバーの接続説明
図、第６図はその出力部での定偏波光ファイバーの接続
説明図である。 １０・・・基板、２０・・・光導波路、３０・・電極、
４０・・・信号源、５０・・・光源、６０バ０・・・定
偏波光フアイバ−，８０・・・ビームスプリッタ、９０
．１００・・・受光素子。 躬 ｌ 昭 Ｚ３ 第 ２１囚 ′！Ｊ３圃 寡４凹 第５１利 第、１利
、第２図は本発明の一実施例を示すブロック図、第３図
は本発明で用いる分岐干渉形光導波路体の基板の結晶方
位を示す説明図、第４図は本発明で用いる定偏波光ファ
イバーの断面図、第５図は本発明における分岐干渉形光
導波路体のノ（力部での定偏波光ファイバーの接続説明
図、第６図はその出力部での定偏波光ファイバーの接続
説明図である。 １０・・・基板、２０・・・光導波路、３０・・電極、
４０・・・信号源、５０・・・光源、６０バ０・・・定
偏波光フアイバ−，８０・・・ビームスプリッタ、９０
．１００・・・受光素子。 躬 ｌ 昭 Ｚ３ 第 ２１囚 ′！Ｊ３圃 寡４凹 第５１利 第、１利
Claims (1)
- 光導波路が単一モード伝送体として形成された分岐干渉
形光導波路体と、楕円クラッドの長軸が分岐干渉形光導
波路体の水平軸に対して４５度の角度で交わるようにし
て分岐干渉形光導波路体の入力部に接続され分岐干渉形
光導波路体に光を伝送する第１の定偏波光ファイバーと
、分岐干渉形光導波路体を通過する光に電界を印加して
強度変調するように分岐干渉形光導波路体に形成された
電極と、楕円クラッドの長軸が分岐干渉形光導波路体の
水平軸と平行になるようにして分岐干渉形光導波路体の
出力部に接続され強度変調された光を伝送する第２の定
偏波光ファイバーとで構成されたことを特徴とする光変
調装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7123983A JPS59197011A (ja) | 1983-04-22 | 1983-04-22 | 光変調装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7123983A JPS59197011A (ja) | 1983-04-22 | 1983-04-22 | 光変調装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59197011A true JPS59197011A (ja) | 1984-11-08 |
| JPH0157890B2 JPH0157890B2 (ja) | 1989-12-07 |
Family
ID=13454943
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7123983A Granted JPS59197011A (ja) | 1983-04-22 | 1983-04-22 | 光変調装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59197011A (ja) |
-
1983
- 1983-04-22 JP JP7123983A patent/JPS59197011A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0157890B2 (ja) | 1989-12-07 |
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