JPS59197012A - 光変調装置 - Google Patents

光変調装置

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JPS59197012A
JPS59197012A JP7124083A JP7124083A JPS59197012A JP S59197012 A JPS59197012 A JP S59197012A JP 7124083 A JP7124083 A JP 7124083A JP 7124083 A JP7124083 A JP 7124083A JP S59197012 A JPS59197012 A JP S59197012A
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JP
Japan
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optical waveguide
interference type
light
waves
type optical
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JP7124083A
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JPS6412367B2 (ja
Inventor
Akira Miura
明 三浦
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Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Hokushin Electric Corp
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Publication date
Application filed by Yokogawa Hokushin Electric Corp filed Critical Yokogawa Hokushin Electric Corp
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Publication of JPS6412367B2 publication Critical patent/JPS6412367B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL 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
    • G02F1/00Devices 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
    • G02F1/01Devices 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 
    • G02F1/21Devices 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
    • G02F1/225Devices 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。

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、さらに、温度変化の影響
が小さく、犬ぎな出力信号を得ることができる装置を提
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基の高い先導波路が形成
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。このような光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。
このような光導波路体の一種に、第1図に示すような分
岐干渉形光導波路体がある。
第1図において、10ば基板、20は光導波路、30は
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ラム(L
iNbOo)のような電気光学材料で構成されたもので
あり、X、Z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敵することにより線
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、Y字形の分岐部21.互いに平行な位相推移部2
2及びY字形の結合部23が連続的に一体化されている
。電極30は光導波路20ぞ通過する光を強度変調する
ために先導波路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
Y字形の分岐部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
、Y字形の結合部23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このような構成において、先導
波路20のY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40の出力の
大きさに応じた位相差が与えられる。
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λ/4の位相差を与えて強度
変調された光を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で偏波面
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。また、出力信号が比較
的小さく、光をX軸方向に通過させているので温度変化
の影響を受けやすい。
本発明は、このような従来の欠点を解決したものであり
、Z軸を中心にしてY軸及びY軸を45度回転させた面
が水平面となるようにカットされた基板で構成された分
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、さらに、温度変化の影響が小さく、大きな
出力信号を得ることが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−,80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Z軸を中心にしてY軸及びY軸を45度回転さ
せた面が水平面となるようにカットされた基板10上に
、光導波路20が単一モード伝送体として形成されたも
のを用いる。
定偏波光ファイバー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
にして光導波路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1
0の水平軸と平行に入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先導波路20の入力部に加
えられると、光導波路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軸方向に治った偏
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波及びTE波の速度はそれぞれの
方向に関連した屈折率変化に応じて変化する。ここで、
基板10の水平方向に電界Eを加えるとすると、TM波
に関連した方向の屈折率の変化は十に−r−・Eとなり
、TE波に関連した方向の屈折率の変化は−に−r、t
4となる。
表わされる定数であり、λは光の波長、Lは光路長であ
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、TE両波が独立して伝送される。ビー
ムスプリッタ80はTM’、TE−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
100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
えられているものとすると、受光素子90の出力信号I
、は、T、=1.(1+5in(+に−r、、4)’)
/2    (1)となり、受光素子100の出力信号
I、は、L−1,(1+5in(−に−r−4))/2
    (2)となる。従って、これらI、とI、との
比をとることにより、 1、/L−(1+5in(+に−r−・E))/(1+
 5in(k・丁、、・E)) −p (1+に−r**’E)/(1−に−r**’E
)* 1+2・k−r、、4    (3)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I。の影響を打
ち消すことができ、比較的大きな出力信号を得ることが
できる。また、光を2軸方向に通過させているので温度
変化の影響を極めて小さくすることができる。
なお、必要に応じて、次のような信号処理を行うことも
できる。すなわち、受光素子9oの出力信号I8と受光
素子90の出力信号1tどの和をとると、 T、+I、−r。   α) となり、これらの差をとると、 1 + −I * = I e ・sn (k−r *
 * ・E )    (5)となる。従って、これら
和と差の比をとると、L−L/L+L=sin (k−
r、、−E)    (6)となって、前述(3)式と
同様な■、と無関係な出力を得ることができる。
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。すなわち、
TM波とTE波は符号の異なる相補的な信号となるので
、デジタルデータ伝送時におけるピットエラーチェック
を簡単に行うことができる。
また、必要に応じて、光源50にフィードバックをかけ
ることもできる。この場合には、 (4)式で表わされ
る受光素子90の出力信号■1と受光素子100の出力
信号I2との和の信号を用いればよく、これにより、印
加電界Eとは無関係に光源50にフィードバックをかけ
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
、先導波路2oの位相推移部22のバタニンに光路差を
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。
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、伝送体自体の特性変化、光の伝送損失などを簡
単な構成で補償でき、さらに、温度変化の影響が小さく
、大きな出力信号を得ることができる光変調装置が実現
でき、実用上の効果は大きい。
【図面の簡単な説明】
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
光導波路体の入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、60.70・・
・定偏波光フアイバ−,80・・・ビームスプリッタ、
90,100・・・受光素子。 薯 / 田 3 第 21田 Z/

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. Z軸を中心にしてX軸及びY軸を45度回転させた面が
    水平面となるようにカットされた基板上に光導波路が単
    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、楕円クラッドの長袖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。
JP7124083A 1983-04-22 1983-04-22 光変調装置 Granted JPS59197012A (ja)

Priority Applications (1)

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JP7124083A JPS59197012A (ja) 1983-04-22 1983-04-22 光変調装置

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JPS59197012A true JPS59197012A (ja) 1984-11-08
JPS6412367B2 JPS6412367B2 (ja) 1989-02-28

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ID=13454972

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JP7124083A Granted JPS59197012A (ja) 1983-04-22 1983-04-22 光変調装置

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JP (1) JPS59197012A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07120631A (ja) * 1993-09-06 1995-05-12 Ngk Insulators Ltd 光導波路型部品
EP1736749A1 (en) 2005-06-22 2006-12-27 Fujitsu Limited Light intensity measurement system

Cited By (4)

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EP1736749A1 (en) 2005-06-22 2006-12-27 Fujitsu Limited Light intensity measurement system
JP2007003728A (ja) * 2005-06-22 2007-01-11 Fujitsu Ltd 光強弱検出装置
US7291829B2 (en) 2005-06-22 2007-11-06 Fujitsu Limited Light intensity detector

Also Published As

Publication number Publication date
JPS6412367B2 (ja) 1989-02-28

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