JPS5993430A - 光回路素子 - Google Patents
光回路素子Info
- Publication number
- JPS5993430A JPS5993430A JP20306682A JP20306682A JPS5993430A JP S5993430 A JPS5993430 A JP S5993430A JP 20306682 A JP20306682 A JP 20306682A JP 20306682 A JP20306682 A JP 20306682A JP S5993430 A JPS5993430 A JP S5993430A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electric field
- light guide
- comb
- electrodes
- electrode
- 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
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Classifications
-
- 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
- G02F1/29—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 position or the direction of light beams, i.e. deflection
- G02F1/31—Digital deflection, i.e. optical switching
- G02F1/313—Digital deflection, i.e. optical switching in an optical waveguide structure
- G02F1/3137—Digital deflection, i.e. optical switching in an optical waveguide structure with intersecting or branching waveguides, e.g. X-switches and Y-junctions
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (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】
（ａ） 発明の技術分野
本発明は光導波路と平行してこれに電界を与えて使用す
る光回路素子に関する。
る光回路素子に関する。
（ｂ） 技術の背景
ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３） 、タンタル酸リチ
ウム（ＬｉＴａ（ｈ ）など電気光学結晶を用いて各種
の光回路素子が作られている。
ウム（ＬｉＴａ（ｈ ）など電気光学結晶を用いて各種
の光回路素子が作られている。
その方法はこれらの単結晶から切り出された結晶基板の
上にリフトオフ法によりチタン（Ｔｉ）などの金属薄膜
よりなる導波路パターンを形成し、次にこれを熱処理す
ることにより金属を結晶基板中に拡散せしめ、これによ
り屈折率が基板結晶より増加した透明領域を作り、これ
を光導波路として用いるものである。
上にリフトオフ法によりチタン（Ｔｉ）などの金属薄膜
よりなる導波路パターンを形成し、次にこれを熱処理す
ることにより金属を結晶基板中に拡散せしめ、これによ
り屈折率が基板結晶より増加した透明領域を作り、これ
を光導波路として用いるものである。
光回路素子は分岐或は交叉した光導波路を結晶基板上に
形成し、これに電界を加えること番こより効果的ｔこ屈
折率変化を起させて光スイッチングなどの動作を起させ
るものである。
形成し、これに電界を加えること番こより効果的ｔこ屈
折率変化を起させて光スイッチングなどの動作を起させ
るものである。
本発明はＬｉＮｂＯ５結晶基板上に形成された光導波路
に光信号の伝播方向に電界を与えて使用する光回路素子
に関するものである。
に光信号の伝播方向に電界を与えて使用する光回路素子
に関するものである。
（Ｃ） 従来技術と問題点
Ｌ ＋ Ｎ’ ｂ Ｏａ Ｌ Ｉ Ｔ ａＯａなどの
電気光学結晶は結晶軸により屈折率が異る。
電気光学結晶は結晶軸により屈折率が異る。
例えばＬｊＮｂＯｓについては波長６３３（ｍμ〕での
値はＸ軸およびＹ軸方向では２２８６またＺ軸方向では
２２２０であり、Ｔｉを拡散して得た光導波路について
も同様に軸方向によりその値を異にする。
値はＸ軸およびＹ軸方向では２２８６またＺ軸方向では
２２２０であり、Ｔｉを拡散して得た光導波路について
も同様に軸方向によりその値を異にする。
またこれらの結晶の誘電率は電界強度に依存して変化す
ることから屈折率も変化しその値は軸方向により異る。
ることから屈折率も変化しその値は軸方向により異る。
それで今までこのような光導波路を用いて各種のデバイ
スが提案されているがその多くは偏光依存性をもつ素子
であり、この偏光依存性を無くするためには偏光の分離
と合成の過程を必要としていた。
スが提案されているがその多くは偏光依存性をもつ素子
であり、この偏光依存性を無くするためには偏光の分離
と合成の過程を必要としていた。
すなわち光を電界成分が基板面と平行に振動する成分か
らなるＴＥモード光と垂直に振動する成分からなるＴＭ
モード光に分離し、この一方のみを使用するか或はデバ
イスの出力側で両モード光を再結合させて元の偏光性の
ない光とする使用法かとられていた。
らなるＴＥモード光と垂直に振動する成分からなるＴＭ
モード光に分離し、この一方のみを使用するか或はデバ
イスの出力側で両モード光を再結合させて元の偏光性の
ない光とする使用法かとられていた。
然し乍らＬＩＮｂＯａのＺ軸を光伝播方向とす光導波路
を用い、Ｚ軸方向に電界を与えるようにすれば偏光依存
性のないデバイスが得られる筈である。その理由を砦、
明すると、ＬｉＮｂＯ５型の結晶において屈折率の電界
依存性は次式により表わされる。
を用い、Ｚ軸方向に電界を与えるようにすれば偏光依存
性のないデバイスが得られる筈である。その理由を砦、
明すると、ＬｉＮｂＯ５型の結晶において屈折率の電界
依存性は次式により表わされる。
１ｍ Ｅｙ ’ＪＺ ＋ ２ｒ５１ ＥＸ ＺＸ ＝
１−−−−−−（１）こ＼で ｎｏ ・・・常光線屈折率 ｎｅ ・・・−・・・異常光線屈折率Ｅｘ 、 Ｅｙ
、 Ｅｚ ”・Ｘ 、 Ｙ 、 Ｚ方向にか＼る電界
強度ｒ２２ 、 ｒ１３ 、 ｒａｓ 、 ｒ５１ ”
’ ”’ ”電気光学係数こ＼で２軸方向のみに電界が
与えられる場合はＥＸＥｙは０であるから（１）式は次
のように簡略化することができる。
１−−−−−−（１）こ＼で ｎｏ ・・・常光線屈折率 ｎｅ ・・・−・・・異常光線屈折率Ｅｘ 、 Ｅｙ
、 Ｅｚ ”・Ｘ 、 Ｙ 、 Ｚ方向にか＼る電界
強度ｒ２２ 、 ｒ１３ 、 ｒａｓ 、 ｒ５１ ”
’ ”’ ”電気光学係数こ＼で２軸方向のみに電界が
与えられる場合はＥＸＥｙは０であるから（１）式は次
のように簡略化することができる。
Ｅ ｚ ） ｚ２＝ １−−−−−−−
−（２）これは電界印加により屈折率がＸ軸とＹ軸方
向では、大きさが等しく一方Ｚ方向では異る回転楕円体
状に変化することを示している。
−（２）これは電界印加により屈折率がＸ軸とＹ軸方
向では、大きさが等しく一方Ｚ方向では異る回転楕円体
状に変化することを示している。
それで２軸方向に電界を加えるとＸ軸方向およびＹ軸方
向の屈折率が等量変化するため偏光依存性をもたない光
デバイスが実現されることになる。
向の屈折率が等量変化するため偏光依存性をもたない光
デバイスが実現されることになる。
然しＺ軸方向に電界を加える通常の方法としては光回路
素子の両端に電極を設けこれに電圧を印加することが考
えられるが、素子長が長いため実３− 動的な電界を与えるときはこのような方法では不可能で
ある。
素子の両端に電極を設けこれに電圧を印加することが考
えられるが、素子長が長いため実３− 動的な電界を与えるときはこのような方法では不可能で
ある。
（ｄ） 発明の目的
本発明は光導波路にこれと平行に電界を力え偏光依存性
のない光スィッチを形成する電極構成方法を提供するこ
とを目的とする。
のない光スィッチを形成する電極構成方法を提供するこ
とを目的とする。
（ｅ）発明の構成
本発明の目的はＬｉＮｂＯ５結晶基板の２軸を光の伝播
方向として形成されている光導波路において、この導波
路が形成されている基板上に伝播方向と平行して一対の
櫛型電極が相互の櫛歯間隔が異る形状で噛み合う形で対
向して設けるこＬにより達成することができる。
方向として形成されている光導波路において、この導波
路が形成されている基板上に伝播方向と平行して一対の
櫛型電極が相互の櫛歯間隔が異る形状で噛み合う形で対
向して設けるこＬにより達成することができる。
（ｆ） 発明の実施例
第１図は本発明に係る電極配置に示すもので蒸着金属よ
りなる櫛歯状電極１，２が対向して設けられているが、
互に対向する櫛歯間の距離は違っている。
りなる櫛歯状電極１，２が対向して設けられているが、
互に対向する櫛歯間の距離は違っている。
例えば上側の櫛歯をそれぞれ１−１．１−２・・・山１
．下佃１の櫛歯水２−１ 、２−２．−、−０入オわ、
げ、４− 上側の櫛歯１−１．１−２ ・・、ｌｌ！：隣接する
下側の櫛歯２−１．２−２− ・との電極間隔はそれぞ
れ異っている。
．下佃１の櫛歯水２−１ 、２−２．−、−０入オわ、
げ、４− 上側の櫛歯１−１．１−２ ・・、ｌｌ！：隣接する
下側の櫛歯２−１．２−２− ・との電極間隔はそれぞ
れ異っている。
か＼る電極１，２の間に電圧を印加すると結晶基板３内
の電界分布は第２図のような電気力線４で表わすことが
できる。
の電界分布は第２図のような電気力線４で表わすことが
できる。
すなわち近接した電極間（例えば１−１と２−１）の電
界強度は一定の距離を隔てた電極間（例えば１−１と２
−２）と較べると超かに大きく、表面部では第３図のよ
うに表わすこさができる。
界強度は一定の距離を隔てた電極間（例えば１−１と２
−２）と較べると超かに大きく、表面部では第３図のよ
うに表わすこさができる。
すなわち近接電極間の電界強度５は一定距離の電極間の
電界強度６よりも超かに大きい。こ＼で符号を逆とした
理由は電気力線の方向が反対であることによる。然し乍
ら結晶基板３の深さ方向における電気力線４の分布を考
えると第２図から判るように表面から一定の深さにおい
ては電界強度は一定の距離を隔て＼存在する電極間（例
えば１−１と２−２）の方が犬となる。
電界強度６よりも超かに大きい。こ＼で符号を逆とした
理由は電気力線の方向が反対であることによる。然し乍
ら結晶基板３の深さ方向における電気力線４の分布を考
えると第２図から判るように表面から一定の深さにおい
ては電界強度は一定の距離を隔て＼存在する電極間（例
えば１−１と２−２）の方が犬となる。
さて、光導波路内における光伝播は結晶基板の表面より
一定の深さの位置で行われるため、導波路内の電界強度
は第４図に示すように第３図と異り、一定の距離を隔て
た電極間の電界強度７の方が近接する電極間の電界強度
８よりも犬となり、櫛型電極１，２の噛み合わせ部を結
んだ方向に電界を生ずることが判る。
一定の深さの位置で行われるため、導波路内の電界強度
は第４図に示すように第３図と異り、一定の距離を隔て
た電極間の電界強度７の方が近接する電極間の電界強度
８よりも犬となり、櫛型電極１，２の噛み合わせ部を結
んだ方向に電界を生ずることが判る。
本発明はＬｉＮｂＯ３のＺ軸方向に設けた光導波路上に
第１図に示すような形状の櫛型電極を設けることにより
光導波路に平行に電界を与えるものである。
第１図に示すような形状の櫛型電極を設けることにより
光導波路に平行に電界を与えるものである。
以下光スィッチへの適用例について説明する。
第５図はＬｉＮｂＯ３単結晶からＸカット或はＹカッ］
・された結晶基板上にＺ方向を伝搬方向として形成され
た従来構造のスイッチであって、矩形の導波域９の入力
側（こは２つの入射光導波路１０゜１１がありまた出力
側には２つの出射光導波路１２゜１３があり、才た導波
域９の上に一方の電極１４が、才た導波域９の両側にも
２つの電極１５．１６があって光スィッチが構成されて
いる。それで導波域９の上の電極１４と両側の電極１５
．１６との間に電圧を印加することにより導波域９に垂
直な電界を与えこれにより導波域９の屈折率を変化さげ
てスイッチ作用を行っていた。
・された結晶基板上にＺ方向を伝搬方向として形成され
た従来構造のスイッチであって、矩形の導波域９の入力
側（こは２つの入射光導波路１０゜１１がありまた出力
側には２つの出射光導波路１２゜１３があり、才た導波
域９の上に一方の電極１４が、才た導波域９の両側にも
２つの電極１５．１６があって光スィッチが構成されて
いる。それで導波域９の上の電極１４と両側の電極１５
．１６との間に電圧を印加することにより導波域９に垂
直な電界を与えこれにより導波域９の屈折率を変化さげ
てスイッチ作用を行っていた。
然し乍らこの場合は導波域９に対して垂部に電界が加わ
るため入射光としてはＴＥモード光或はＴＭモード光の
何れかを選択する必要があった。
るため入射光としてはＴＥモード光或はＴＭモード光の
何れかを選択する必要があった。
然し乍ら第６図に示すように２伝播の方向に本発明に係
る櫛型電極１７．１８を対向して設けると導波路方向に
電界を与えることが可能となり、そのため偏光依存性の
無い光スィッチを得ることができる。
る櫛型電極１７．１８を対向して設けると導波路方向に
電界を与えることが可能となり、そのため偏光依存性の
無い光スィッチを得ることができる。
（ｇ） 発明の効果
本発明の実施により偏光依存性のない光デバイスの製作
が可能となった。
が可能となった。
第１図は本発明に係る櫛型電極の電極配置、第２図は電
極間に生ずる電気力線の模式図、第３図は結晶基板表面
部の電界強度を示す説明図、第４図は導波路内の電界強
度を示す説明図、第５図は従来の光スィッチの構成図ま
たは第６図は本発明を実施した光スィッチの構成図であ
る。 ７− 図において、 １．２，１．７．１８は櫛歯電極、３は結晶基板、４は
電気力線、５，６，７．８は電界強度。 １８７− ８−
極間に生ずる電気力線の模式図、第３図は結晶基板表面
部の電界強度を示す説明図、第４図は導波路内の電界強
度を示す説明図、第５図は従来の光スィッチの構成図ま
たは第６図は本発明を実施した光スィッチの構成図であ
る。 ７− 図において、 １．２，１．７．１８は櫛歯電極、３は結晶基板、４は
電気力線、５，６，７．８は電界強度。 １８７− ８−
Claims (1)
- ニオブ酸リチウム単結晶のＺ軸を光の伝播方向として形
成されてなる導波路において、該導波路が形成されてい
る基板上に伝播方向と平行して一対の櫛型電極が相互の
櫛歯間隔が異る形状で噛み合って設けられていることを
特徴とする光回路素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20306682A JPS5993430A (ja) | 1982-11-19 | 1982-11-19 | 光回路素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20306682A JPS5993430A (ja) | 1982-11-19 | 1982-11-19 | 光回路素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5993430A true JPS5993430A (ja) | 1984-05-29 |
| JPH0352612B2 JPH0352612B2 (ja) | 1991-08-12 |
Family
ID=16467769
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20306682A Granted JPS5993430A (ja) | 1982-11-19 | 1982-11-19 | 光回路素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5993430A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63116118A (ja) * | 1986-11-04 | 1988-05-20 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | 方向性結合器 |
| US4832431A (en) * | 1986-08-18 | 1989-05-23 | Siemens Aktiengesellschaft | Apparatus for continuous polarization and phase control |
| WO2004083953A1 (ja) * | 2003-03-19 | 2004-09-30 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | 光スイッチ、光変調器および波長可変フィルタ |
-
1982
- 1982-11-19 JP JP20306682A patent/JPS5993430A/ja active Granted
Cited By (14)
| 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 |
| JPS63116118A (ja) * | 1986-11-04 | 1988-05-20 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | 方向性結合器 |
| US7356227B2 (en) | 2003-03-19 | 2008-04-08 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Optical switch, optical modulator and wavelength variable filter |
| US7336854B2 (en) | 2003-03-19 | 2008-02-26 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Optical switch, optical modulator and wavelength variable filter |
| US7340116B2 (en) | 2003-03-19 | 2008-03-04 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Optical switch, optical modulator and wavelength variable filter |
| JP2008065354A (ja) * | 2003-03-19 | 2008-03-21 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 波長可変フィルタ |
| WO2004083953A1 (ja) * | 2003-03-19 | 2004-09-30 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | 光スイッチ、光変調器および波長可変フィルタ |
| JP2008090320A (ja) * | 2003-03-19 | 2008-04-17 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | デジタル光スイッチ |
| JP2008097023A (ja) * | 2003-03-19 | 2008-04-24 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光変調器 |
| CN100410796C (zh) * | 2003-03-19 | 2008-08-13 | 日本电信电话株式会社 | 光开关、光调制器和波长可变滤光器 |
| US7492975B2 (en) | 2003-03-19 | 2009-02-17 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Optical switch, optical modulator and wavelength variable filter |
| JP4703627B2 (ja) * | 2003-03-19 | 2011-06-15 | 日本電信電話株式会社 | １×２偏波スプリッタおよび１×２偏波無依存型光スイッチ |
| JP4711351B2 (ja) * | 2003-03-19 | 2011-06-29 | 日本電信電話株式会社 | 光変調器 |
| EP2667249A1 (en) * | 2003-03-19 | 2013-11-27 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Optical modulator |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0352612B2 (ja) | 1991-08-12 |
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