JPS60166921A - ブラツグ回折を利用した光の周波数シフタ - Google Patents
ブラツグ回折を利用した光の周波数シフタInfo
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- JPS60166921A JPS60166921A JP2358584A JP2358584A JPS60166921A JP S60166921 A JPS60166921 A JP S60166921A JP 2358584 A JP2358584 A JP 2358584A JP 2358584 A JP2358584 A JP 2358584A JP S60166921 A JPS60166921 A JP S60166921A
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- 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
- G02F1/11—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 based on acousto-optical elements, e.g. using variable diffraction by sound or like mechanical waves
- G02F1/125—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 based on acousto-optical elements, e.g. using variable diffraction by sound or like mechanical waves in an optical waveguide structure
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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】
発明の背景
この発明は、光ヘテロゲイン干渉法において用いられる
ブラッグ回折を利用した光の周波数シフタに関する。
ブラッグ回折を利用した光の周波数シフタに関する。
光ヘテロダイン干渉法は、周波数の異なる２種類の光の
干渉光を光電変換し、その周波数差を表わす電気信号を
得る方法である。
干渉光を光電変換し、その周波数差を表わす電気信号を
得る方法である。
異なる周波数の２つの光波をＥ＋（ｊ）、Ｅ２ （ｔ）
とし、これを次のように表わす。
とし、これを次のように表わす。
Ｅ＋ （ｊ ） ＝Ａ＋ （ｊ ）ＣＯ３’ （２πｒ
、ｔ＋φ＋（ｊ）） Ｅ２ （ｔ）＝Ａｚ （ｔ）ＣＯ３（２πｆ２ｔ＋φ２
（ｊ）） ・・・（１） ここで、ＡＩ、Ａ２は振幅、ｆ、１ｆ２は周波数、φ１
、φ２は位相を示している。
、ｔ＋φ＋（ｊ）） Ｅ２ （ｔ）＝Ａｚ （ｔ）ＣＯ３（２πｆ２ｔ＋φ２
（ｊ）） ・・・（１） ここで、ＡＩ、Ａ２は振幅、ｆ、１ｆ２は周波数、φ１
、φ２は位相を示している。
光電変換器は二乗検出器であり、光の強度（パワー）に
比例する電気用ツノを発生する。上記２つの光波を重ね
合せた場合のその強度Ｉ（１）は次式で与えられる。
比例する電気用ツノを発生する。上記２つの光波を重ね
合せた場合のその強度Ｉ（１）は次式で与えられる。
１ （ｊ ＞＝ｌＥ＋ （ｔ ）、＋Ｅ２ （ｔ ）
ｌ２−Ａ＋ ２＋Ａ２２＋２Ａ曾Ａ２ＣＯ３で２πΔ［
ｔ＋Δφ） ・・・（２） ただしΔｆ＝ｆ、−ｆ２ Δφ＝φ冨−φ２ 第（２）式から明らかなように、光電変換器から得られ
る電気信号は２つの光波の周波数の差Δｆで変動するビ
ート信号となる。そして、このビート信号は、２つの光
波の振幅、周波数および位相を含んでいるので、ビート
信号からこれらの情報を取出すことができる。これが光
ヘテロダイン干渉法である。
ｌ２−Ａ＋ ２＋Ａ２２＋２Ａ曾Ａ２ＣＯ３で２πΔ［
ｔ＋Δφ） ・・・（２） ただしΔｆ＝ｆ、−ｆ２ Δφ＝φ冨−φ２ 第（２）式から明らかなように、光電変換器から得られ
る電気信号は２つの光波の周波数の差Δｆで変動するビ
ート信号となる。そして、このビート信号は、２つの光
波の振幅、周波数および位相を含んでいるので、ビート
信号からこれらの情報を取出すことができる。これが光
ヘテロダイン干渉法である。
光ヘテロダイン干渉法の最大の利点は電気的計測が可能
な範囲の周波数を取扱うことができることにある。光波
の周波数は非常に高く可視光で１０の１４乗ヘルツ（ト
ｌｚ）オーダである。
な範囲の周波数を取扱うことができることにある。光波
の周波数は非常に高く可視光で１０の１４乗ヘルツ（ト
ｌｚ）オーダである。
電気計測器はこのように高い周波数には応答し得ない。
ビート信号の周波数（２つの光波の差周波数）を１０の
６乗から７乗へルッオーダ程度またはこれら以下に設定
できれば、電気計測器によって充分に観測可能である。
６乗から７乗へルッオーダ程度またはこれら以下に設定
できれば、電気計測器によって充分に観測可能である。
光ヘテロダイン干渉法は種々の計測に応用可能である。
たとえば、流速を測定するレーザ・ドツプラ速度計もそ
の１つである。これは１つのレーザ光をビーム・スプリ
ッタで２つに分け、一方を参照光とし、他方を流体内の
微小粒子に照射する。微小粒子からの散乱光はドツプラ
′効果によって周波数がシフトするので、この散乱光と
上記参照光とを干渉させれば微小粒子の速度がまる。
の１つである。これは１つのレーザ光をビーム・スプリ
ッタで２つに分け、一方を参照光とし、他方を流体内の
微小粒子に照射する。微小粒子からの散乱光はドツプラ
′効果によって周波数がシフトするので、この散乱光と
上記参照光とを干渉させれば微小粒子の速度がまる。
あらかじめ周波数の異なる２つの光波をつくっておき、
これらの光波を利用する応用も多い。
これらの光波を利用する応用も多い。
周波数の異なる２つの光波の一方を参照光とし、他方を
物体に照射する。物体からの反射または散乱光と上記参
照光とを干渉させ、そのビート信号の位相、振幅の変化
などにより物体の変位や振動を測定Ｊることができる。
物体に照射する。物体からの反射または散乱光と上記参
照光とを干渉させ、そのビート信号の位相、振幅の変化
などにより物体の変位や振動を測定Ｊることができる。
寸法や長さ、表面粗さ、形状、変位パターンの測定も同
様にして可能である。また、光ファイバ・ジャイロも光
ヘテロゲイン干渉法の応用の１つである。
様にして可能である。また、光ファイバ・ジャイロも光
ヘテロゲイン干渉法の応用の１つである。
光ヘテロダイン干渉法はこのような各種物１ｕｌｌを高
精度に測定できるという特徴をもっている。
精度に測定できるという特徴をもっている。
上述のように光の周波数は非常に高いので、周波数安定
度の＾いレーザであってもその周波数変動は上記の差周
波数のオーダ程度になる。
度の＾いレーザであってもその周波数変動は上記の差周
波数のオーダ程度になる。
このため、２つの異なる周波数の光波を得るために２つ
の異なるレーザを用いたとすると正確な測定が期待でき
ない。そこで、一般には１つのレーザからの光波を２つ
に分け、それぞれの光波に異なる周波数シフトを与える
か、または一方にのみ周波数シフトを与えるやり方が採
用されている。
の異なるレーザを用いたとすると正確な測定が期待でき
ない。そこで、一般には１つのレーザからの光波を２つ
に分け、それぞれの光波に異なる周波数シフトを与える
か、または一方にのみ周波数シフトを与えるやり方が採
用されている。
光の周波数をシフトさせるやり方の１つにブラッグ回折
現象を利用したものがある。第１図に示すように、圧電
性基板（５）の表面に形成イ番 された光導波層または光導波路（６）内を伝瞭する先に
、波面がブラック角θで交差する弾性表面波（以下、Ｓ
ＡＷという）をインターディジタル・１−ランスデュー
サ（以下、ＥＤＴという） （７）から発生させかつ相
互作用させると、光はＳＡＷの波面に対してブラッグ角
θで回折する（すなわち、光波は角度２θ偏向する）。
現象を利用したものがある。第１図に示すように、圧電
性基板（５）の表面に形成イ番 された光導波層または光導波路（６）内を伝瞭する先に
、波面がブラック角θで交差する弾性表面波（以下、Ｓ
ＡＷという）をインターディジタル・１−ランスデュー
サ（以下、ＥＤＴという） （７）から発生させかつ相
互作用させると、光はＳＡＷの波面に対してブラッグ角
θで回折する（すなわち、光波は角度２θ偏向する）。
そして１次回折光にはＳＡＷの周波数Ｆに等しい周波数
のシフトが生じる。基板（５）から非回折光（ＵＤ）と
回折光（Ｄ）とを取出せば、周波数の異なる２つの光波
が得られることになる。このようなブラッグ回折を利用
した光の導波型周波数シフタの例として、周波数Ｆが３
２０ＭＨｚのＳＡＷを用いたものが報告されている（た
とえば、Ｃ，Ｓ、 Ｔｓａｉ ｅｔ ａｌ、”１９８２
Ｕ Ｉｔｒａｓｏｎｉｃｓ Ｓ ｙｍｐｏｓｉｕｍ
Ｐ ｒｏｃｅｄｉｎｏｓｐ、４２２）。しかしながら、
この周波数シフタを用いると得られるビート周波数もま
た３２０ Ｍ ｌ］Ｚとなり、きわめて高速に応答する
光このような導波型周波数シフタには次のような事項が
要請されている。
のシフトが生じる。基板（５）から非回折光（ＵＤ）と
回折光（Ｄ）とを取出せば、周波数の異なる２つの光波
が得られることになる。このようなブラッグ回折を利用
した光の導波型周波数シフタの例として、周波数Ｆが３
２０ＭＨｚのＳＡＷを用いたものが報告されている（た
とえば、Ｃ，Ｓ、 Ｔｓａｉ ｅｔ ａｌ、”１９８２
Ｕ Ｉｔｒａｓｏｎｉｃｓ Ｓ ｙｍｐｏｓｉｕｍ
Ｐ ｒｏｃｅｄｉｎｏｓｐ、４２２）。しかしながら、
この周波数シフタを用いると得られるビート周波数もま
た３２０ Ｍ ｌ］Ｚとなり、きわめて高速に応答する
光このような導波型周波数シフタには次のような事項が
要請されている。
（１） 小型化が可能であること。たとえば、基板（５
）の長さしをできるだけ小さくすること。
）の長さしをできるだけ小さくすること。
（２） 周波数の異なる２つの光を分離して取出せるこ
と。すなわち、２つの光導波路の両端間の間隔ｌが比較
的大きいこと。
と。すなわち、２つの光導波路の両端間の間隔ｌが比較
的大きいこと。
（３） ２つの光の周波数の差Δｆ （またはＦ）がで
きるだけ低いこと。通常の光電検出器が応°答できる周
波数でなければならない。
きるだけ低いこと。通常の光電検出器が応°答できる周
波数でなければならない。
しかしながら、従来の導波型周波数シフタは、次の理由
により、必ずしも上記の条件を満足するものではなかっ
た。
により、必ずしも上記の条件を満足するものではなかっ
た。
ブラッグ角θは次式で与えられる。
ｓｉｎ θ＝λＦ／２Ｖ ’ ・・・（３）ある。導波
型周波数シフタに用いられる材料（たとえば、ＬｉＮ１
）Ｏａ、ＬｉＴａＯ３、ＺｎＱなど）では５ＡＷ（７）
速度Ｖが速く、１０３ｍ／ｓｅｃのＡ−ダであるから、
第（３）式よりブラッグ角θは比較的小さな値となる。
型周波数シフタに用いられる材料（たとえば、ＬｉＮ１
）Ｏａ、ＬｉＴａＯ３、ＺｎＱなど）では５ＡＷ（７）
速度Ｖが速く、１０３ｍ／ｓｅｃのＡ−ダであるから、
第（３）式よりブラッグ角θは比較的小さな値となる。
ブラック角θが小さいと、間隔ｌを比較的大きく確保し
ようとづれば、基板（５）の長さしを相当長くとらなけ
ればならず必然的に大型となる。小型化のために長さし
を知くするとすれば、必要な間隔ｌを確保ヅ“るために
はブラッグ角θを大きくする必要がある。そのためには
、ＳＡＷの周波数Ｆを高くしなければならない。したが
って、上述の従来例のようにビート信号の周波数が比較
的高くなってしまうのである。
ようとづれば、基板（５）の長さしを相当長くとらなけ
ればならず必然的に大型となる。小型化のために長さし
を知くするとすれば、必要な間隔ｌを確保ヅ“るために
はブラッグ角θを大きくする必要がある。そのためには
、ＳＡＷの周波数Ｆを高くしなければならない。したが
って、上述の従来例のようにビート信号の周波数が比較
的高くなってしまうのである。
発明の概要
この発明は、差周波数が低い２つの異なる周波数の光波
が得られ、しかも比較的小型化を図ることの可能なブラ
ッグ回折を利用した導波型周波数シックを提供すること
を目的とする。
が得られ、しかも比較的小型化を図ることの可能なブラ
ッグ回折を利用した導波型周波数シックを提供すること
を目的とする。
この発明によるブラッグ回折を利用した光の周波数シフ
タは、基板上に１つの入力用先導波路と少なくとも２つ
の出力用光導波路とが形成され、これらの光導波路の所
定部分の屈折率を周期的に変化させる２つの手段が基板
上に設けられ、これらの屈折率変化周期が異なるように
化との相互作用によってブラッグ回折された光に周波数
シフトが生じ、屈折率変化周期の差に対応する周波数差
をもつ２つの光が出力用光導波路に導かれるように光導
波路が構成されていることを特徴とする。ここで屈折率
変化の周期性は場所的な周期性であり時間的なそれでは
ない。
タは、基板上に１つの入力用先導波路と少なくとも２つ
の出力用光導波路とが形成され、これらの光導波路の所
定部分の屈折率を周期的に変化させる２つの手段が基板
上に設けられ、これらの屈折率変化周期が異なるように
化との相互作用によってブラッグ回折された光に周波数
シフトが生じ、屈折率変化周期の差に対応する周波数差
をもつ２つの光が出力用光導波路に導かれるように光導
波路が構成されていることを特徴とする。ここで屈折率
変化の周期性は場所的な周期性であり時間的なそれでは
ない。
屈折率を周期的に変化させる手段の１つに弾性表面波発
生手段がある。基板上をＳＡＷが伝４４ト 搬するとその周波数と伝搬速度とに応じた周期的な屈折
率変化が生じる。光はＳＡＷとの相互作用によってブラ
ック回折し、回折光にはＳＡＷの周波数に等しい周波数
分だ−け周波数シフトが生じる。
生手段がある。基板上をＳＡＷが伝４４ト 搬するとその周波数と伝搬速度とに応じた周期的な屈折
率変化が生じる。光はＳＡＷとの相互作用によってブラ
ック回折し、回折光にはＳＡＷの周波数に等しい周波数
分だ−け周波数シフトが生じる。
この発明では、上述の構成によって、２つのＳＡＷの周
波数の差に等しい差周波数の２つの光が１９られる。Ｓ
ＡＷの周波数は任意に設定したり調整したりすることが
可能であるから、２つの光の舵周波数を充分に低くする
ことが可能である。またＳＡＷの周波数そのもの４才大
きい値でもよいから、ブラッグ回折角を大きくとること
が可能であり、２つの出り用光導波路の出力端間の間隔
も大きくとれる。２つのＳＡＷ発生手段等を設けなけれ
ばならないので周波数シフタの構成は多少複雑にケるが
、全体として比較的小型化を図ることが可能である。
波数の差に等しい差周波数の２つの光が１９られる。Ｓ
ＡＷの周波数は任意に設定したり調整したりすることが
可能であるから、２つの光の舵周波数を充分に低くする
ことが可能である。またＳＡＷの周波数そのもの４才大
きい値でもよいから、ブラッグ回折角を大きくとること
が可能であり、２つの出り用光導波路の出力端間の間隔
も大きくとれる。２つのＳＡＷ発生手段等を設けなけれ
ばならないので周波数シフタの構成は多少複雑にケるが
、全体として比較的小型化を図ることが可能である。
実施例の説明
第２図において、ＬｉＮｂ０ａ暴板（１０）上にＴｉを
熱拡散することにより３次元光導波路（１２） （１３
）および（１４）が形成されている。
熱拡散することにより３次元光導波路（１２） （１３
）および（１４）が形成されている。
光導波路（１２）は基板（１０）の一端から他端に向っ
て一直線状に形成されている。先導波路（１３）は、光
導波路（１２）の途中から第２図手前側に先導波路（１
２）の前方部分に対して２θ１の角度で分岐している。
て一直線状に形成されている。先導波路（１３）は、光
導波路（１２）の途中から第２図手前側に先導波路（１
２）の前方部分に対して２θ１の角度で分岐している。
先導波路（１４）は、光導波路（１３）の先端部から基
板（１０）の他端までのびており、光導波路（１２）側
に先導波路（１３）の延長線に対して２θ２の角度で屈
折している。基板（１０）の手６１側には２つのＩＤＴ
（１５） （１６）が設けられている。これらのＩＤＴ
（１５） （１６）はたとえばフォトリゾラフィ技術
によって作製することができる。ＩＤＴ（１５）は、光
導波路（１３）が光導波路（１２）から分岐４番 する部分（１７）に向って伝鵬する５ＡＷ１を発生する
ものである。５ＡＷＩの進行方向が光導波路（１２）と
（１３）とのなす角２θ、を丁度２等分する方向に対し
て直角になるように、ＩＤＴ（ｉｓ）が配置されている
。ＩＤＴ（１６）は、光導波路（１３）と（１４）との
結合部（１８）に向榛 って伝搬する５ＡＷ２を発生するものである。
板（１０）の他端までのびており、光導波路（１２）側
に先導波路（１３）の延長線に対して２θ２の角度で屈
折している。基板（１０）の手６１側には２つのＩＤＴ
（１５） （１６）が設けられている。これらのＩＤＴ
（１５） （１６）はたとえばフォトリゾラフィ技術
によって作製することができる。ＩＤＴ（１５）は、光
導波路（１３）が光導波路（１２）から分岐４番 する部分（１７）に向って伝鵬する５ＡＷ１を発生する
ものである。５ＡＷＩの進行方向が光導波路（１２）と
（１３）とのなす角２θ、を丁度２等分する方向に対し
て直角になるように、ＩＤＴ（ｉｓ）が配置されている
。ＩＤＴ（１６）は、光導波路（１３）と（１４）との
結合部（１８）に向榛 って伝搬する５ＡＷ２を発生するものである。
５ＡＷ２の進行方向が光導波路（１３）と（１４）との
なす角［１８０°−２θ２］を２等分する方向と一致す
るように、ＩＤＴ（１６）が配置されている。
なす角［１８０°−２θ２］を２等分する方向と一致す
るように、ＩＤＴ（１６）が配置されている。
光導波路（１２）にその左端から入射する光（ＩＢ＞の
周波数をｆとする。５ＡＷ１の周波数をＦ＋ とする。
周波数をｆとする。５ＡＷ１の周波数をＦ＋ とする。
これらの周波数ｆ （λ）、Ｆτおよび角度θ１は第（
３）式を満足するものとする。入射光（１Ｂ）は分岐部
（１７）において５ＡＷ１と相互作用し、その一部の光
はブラッグ回折して角度２θ１だけ偏向され先導波路（
１３）に進む。偏向された光（Ｄ＋ ）の周波数は１：
、だけダウンシフトし、［ｆＦ＋］となる。
３）式を満足するものとする。入射光（１Ｂ）は分岐部
（１７）において５ＡＷ１と相互作用し、その一部の光
はブラッグ回折して角度２θ１だけ偏向され先導波路（
１３）に進む。偏向された光（Ｄ＋ ）の周波数は１：
、だけダウンシフトし、［ｆＦ＋］となる。
５ＡＷ２の周波数をＦ２とする。周波数［ｆＦｌ］、Ｆ
２および角度θ２も第（３）式を満足Ｊるように設定さ
れているものとする。回折光り、は結合部（１８）にお
いて５ＡＷ２と相互相しその一部はブラッグ回折して角
度２θ２だ（）偏向され、光導波路（１４）に進む。偏
向された光（Ｄ２）の周波数はＦ２だけアップシフトし
、［ｆ Ｆｌ ＋Ｆ２ ］となる。
２および角度θ２も第（３）式を満足Ｊるように設定さ
れているものとする。回折光り、は結合部（１８）にお
いて５ＡＷ２と相互相しその一部はブラッグ回折して角
度２θ２だ（）偏向され、光導波路（１４）に進む。偏
向された光（Ｄ２）の周波数はＦ２だけアップシフトし
、［ｆ Ｆｌ ＋Ｆ２ ］となる。
このようにして、光導波路（１２）の右端からは周波Ｗ
ｉｆの非回折光（ＵＤ）が、先導波路（１４）からは周
波数［ｆ Ｆｌ ＋Ｆ２ ］の回折光（Ｄ２）がそれぞ
れ得られることになる。これらの２つの光の差周波数Δ
［は、 Δｆ ＝Ｉｆ −［ｆ −Ｆｌ ＋Ｆ２ ］ １＝ＩＦ
＋ Ｆ２１ ・・・（４） となる。光へテロダイン干渉法において、第２図に示さ
れる周波数シフタから出力される２つの光波（ＵＤ）（
Ｄ２ ＞を用いた場合に得られるビート信号の周波数は
第（４）式で表わされることになる。
ｉｆの非回折光（ＵＤ）が、先導波路（１４）からは周
波数［ｆ Ｆｌ ＋Ｆ２ ］の回折光（Ｄ２）がそれぞ
れ得られることになる。これらの２つの光の差周波数Δ
［は、 Δｆ ＝Ｉｆ −［ｆ −Ｆｌ ＋Ｆ２ ］ １＝ＩＦ
＋ Ｆ２１ ・・・（４） となる。光へテロダイン干渉法において、第２図に示さ
れる周波数シフタから出力される２つの光波（ＵＤ）（
Ｄ２ ＞を用いた場合に得られるビート信号の周波数は
第（４）式で表わされることになる。
周波数Ｆ＋ 、Ｆ２はＳＡＷ１．５ＡＷ２の周波数、す
なわちＩ Ｄ Ｔ （１５） （１６）に印加される高
周波信号の周波数であるから任意に設定したり、調整し
たりすることが可能である。したがって、ビート信号の
周波数へｆを充分に低くすることが可能である。また、
周波数Ｆ＋ 、Ｆ２それ自体は大きい埴でもよいから、
角度２θ、を充分に大きくとることが可能であり、光導
波路（１２） （１４）の出力端間の間隔も大きくとれ
るし、周波数シフタ自体を比較的小型化することも可能
である。このようにして、＄導波型周波数シックに要求
される上述の条件（１）〜（３）が満足される。
なわちＩ Ｄ Ｔ （１５） （１６）に印加される高
周波信号の周波数であるから任意に設定したり、調整し
たりすることが可能である。したがって、ビート信号の
周波数へｆを充分に低くすることが可能である。また、
周波数Ｆ＋ 、Ｆ２それ自体は大きい埴でもよいから、
角度２θ、を充分に大きくとることが可能であり、光導
波路（１２） （１４）の出力端間の間隔も大きくとれ
るし、周波数シフタ自体を比較的小型化することも可能
である。このようにして、＄導波型周波数シックに要求
される上述の条件（１）〜（３）が満足される。
なお、ＳＡＷの発生手段としては、ＩＤＴの他にたとえ
ばガンダイオードなどを挙げることができる。また光導
波路への光の入射、出射はレンズ結合、グレーティング
結合、プリズム結合その他任意の方法で実現することが
可能であるのはいうまでもない。
ばガンダイオードなどを挙げることができる。また光導
波路への光の入射、出射はレンズ結合、グレーティング
結合、プリズム結合その他任意の方法で実現することが
可能であるのはいうまでもない。
第３図は変形例を示している。ここでは、光導波路（１
３） （１４）が光導波路（１２）を中心として第２図
と丁度対称になるように配置されている。そして、回折
光（Ｄ、）の周波数がアップシフトして［ｆ ＋Ｆ＋
］となり、回折光（Ｄ２）の周波数がダウンシフトシて
［ｆ ＋Ｆ＋−Ｆ２ ］となる点で第２図の実施例と異
なっている。２つの光（ＬＪ、Ｄ）とくＤ２）との差周
波数はΔｆ ＝ ｌ Ｆ２−Ｆｌ ｌとなり、その絶対
値は第２図の実施例のものと同じになる。
３） （１４）が光導波路（１２）を中心として第２図
と丁度対称になるように配置されている。そして、回折
光（Ｄ、）の周波数がアップシフトして［ｆ ＋Ｆ＋
］となり、回折光（Ｄ２）の周波数がダウンシフトシて
［ｆ ＋Ｆ＋−Ｆ２ ］となる点で第２図の実施例と異
なっている。２つの光（ＬＪ、Ｄ）とくＤ２）との差周
波数はΔｆ ＝ ｌ Ｆ２−Ｆｌ ｌとなり、その絶対
値は第２図の実施例のものと同じになる。
第４図は他の実施例を示している。先導波路（１３）は
、第３図に示すものと同じように光導波路（１２）の途
中から分岐している。光導波路（２０）もまた、分岐部
（１７）よりも前方の部分（２１）において、光導波路
（１２）から先導波路（１３）と同じ側に向って、先導
波路（１２）の前方部分に対して角度２θ３で分岐して
いる。上述の実施例の場合と同じようにして、先導波路
（１２）への入射光（ＩＢ）の一部は分岐部（１７）に
おいて５ＡＷＩによって回折され、光導波路（１３）へ
と進む。この回折光（Ｄｌ）の周波数はア・ツブジフト
して［ｆ ＋Ｆ＋ １となる。
、第３図に示すものと同じように光導波路（１２）の途
中から分岐している。光導波路（２０）もまた、分岐部
（１７）よりも前方の部分（２１）において、光導波路
（１２）から先導波路（１３）と同じ側に向って、先導
波路（１２）の前方部分に対して角度２θ３で分岐して
いる。上述の実施例の場合と同じようにして、先導波路
（１２）への入射光（ＩＢ）の一部は分岐部（１７）に
おいて５ＡＷＩによって回折され、光導波路（１３）へ
と進む。この回折光（Ｄｌ）の周波数はア・ツブジフト
して［ｆ ＋Ｆ＋ １となる。
ＥＤＴ（２２）は分岐部（２１）に向う５ＡＷ３を発生
するものである。５ＡＷ３０周波数Ｆ３、入射光（ＩＳ
）の周波数ｆおよび角度θ３は第（３）式を満足するも
のとする。先導波路（１２）、ｓｌ を伝播する非回折光（周波数ｆ）の一部がさらに分岐部
（２１）において５ＡＷ３によって回折され、この回折
光（Ｄ３）は光導波路（２ｏ）に進む。回折光（Ｄ３）
の周波数はアップジノ１〜して［ｒ ＋Ｆ３ ］となる
。
するものである。５ＡＷ３０周波数Ｆ３、入射光（ＩＳ
）の周波数ｆおよび角度θ３は第（３）式を満足するも
のとする。先導波路（１２）、ｓｌ を伝播する非回折光（周波数ｆ）の一部がさらに分岐部
（２１）において５ＡＷ３によって回折され、この回折
光（Ｄ３）は光導波路（２ｏ）に進む。回折光（Ｄ３）
の周波数はアップジノ１〜して［ｒ ＋Ｆ３ ］となる
。
光ヘテロダイン干渉法において、光導波路（１３）と（
２０）から出力される光（Ｄ＋ ） （Ｄ３）を用いれ
ば、そのビート信号の周波数（差周波数）Δｔは、 △ｆ＝Ｉ［ｆ＋Ｆ＋］ ［ｆ＋Ｆａ］Ｉ＝ｌＦ＋ Ｆａ
ｔ ・・・（５） となる。この実施例においても、差周波数を低い値に設
定することが可能となることが理解されよう。
２０）から出力される光（Ｄ＋ ） （Ｄ３）を用いれ
ば、そのビート信号の周波数（差周波数）Δｔは、 △ｆ＝Ｉ［ｆ＋Ｆ＋］ ［ｆ＋Ｆａ］Ｉ＝ｌＦ＋ Ｆａ
ｔ ・・・（５） となる。この実施例においても、差周波数を低い値に設
定することが可能となることが理解されよう。
第５図は第４図の変形例を示している。基板（１０）と
してガラスが用いられ、３次元光導波路（１２） （１
３） （２０）はイオン交換によりつくられている。基
板（１０）上に作製されたＩＤＴ（１５） （２２）上
にはこれを覆うようにＺｎＯ等の圧電材料（２３）が装
荷されている。この装荷膜（２３）の光導波路（１２）
側の一部の上面は、先端にいくにしたがって膜厚が小さ
くなるようにテーパ状に形成されている。このような構
成によって、ＩＤＴ （１５） （２２）から発生した
ＳＡＷは効率よく基板（１０）に伝わるようになる。
してガラスが用いられ、３次元光導波路（１２） （１
３） （２０）はイオン交換によりつくられている。基
板（１０）上に作製されたＩＤＴ（１５） （２２）上
にはこれを覆うようにＺｎＯ等の圧電材料（２３）が装
荷されている。この装荷膜（２３）の光導波路（１２）
側の一部の上面は、先端にいくにしたがって膜厚が小さ
くなるようにテーパ状に形成されている。このような構
成によって、ＩＤＴ （１５） （２２）から発生した
ＳＡＷは効率よく基板（１０）に伝わるようになる。
上記実施例ではいずれも、光導波路の所定部分の屈折率
を周期的に変化させる手段としてＳＡＷ発生手段が用い
られているが、光導波路の分岐部上や結合部上にＩＤＴ
を設け、この１０丁に直流電圧を印加するようにしても
よい。このことにより、■Ｄ丁直下の部分には、ＩＤＴ
の電極間隔の周期の屈折率変化が生じる。この周期Ｔは
、上述のＳＡＷの周波数Ｆと速度Ｖとを用いてＴ＝Ｖ／
Ｆで表わすことができる。屈折率の周期的変化構造はさ
らに、イオン注入技術やグレーティング作製等により実
現することも可能である。
を周期的に変化させる手段としてＳＡＷ発生手段が用い
られているが、光導波路の分岐部上や結合部上にＩＤＴ
を設け、この１０丁に直流電圧を印加するようにしても
よい。このことにより、■Ｄ丁直下の部分には、ＩＤＴ
の電極間隔の周期の屈折率変化が生じる。この周期Ｔは
、上述のＳＡＷの周波数Ｆと速度Ｖとを用いてＴ＝Ｖ／
Ｆで表わすことができる。屈折率の周期的変化構造はさ
らに、イオン注入技術やグレーティング作製等により実
現することも可能である。
第１図は、従来例を示す斜視図、第２図はこの発明の実
施例を示す斜視図、第３図は第２図の変形例を示す斜視
図、第４図は他の実施例を示す斜視図、第５図は第４図
の変形例を示す斜視図である。 （１０）・・・基板、（１２） （１３） （１４）
（２０）・・・光導波路、（１５） （１６） （２２
）・・・ｒＤＴ、（１１）（２１）・・・分岐部、（１
８）・・・結合部、（２３）・・・圧電材＄１３１装帽
Ｌ （Ｄ＋ ）〜（Ｄ３）・・・回折光、（ｔＪＤ）・
・・非回折光。 以 上 特許出願人 立石電機 株式会社
施例を示す斜視図、第３図は第２図の変形例を示す斜視
図、第４図は他の実施例を示す斜視図、第５図は第４図
の変形例を示す斜視図である。 （１０）・・・基板、（１２） （１３） （１４）
（２０）・・・光導波路、（１５） （１６） （２２
）・・・ｒＤＴ、（１１）（２１）・・・分岐部、（１
８）・・・結合部、（２３）・・・圧電材＄１３１装帽
Ｌ （Ｄ＋ ）〜（Ｄ３）・・・回折光、（ｔＪＤ）・
・・非回折光。 以 上 特許出願人 立石電機 株式会社
Claims (1)
- 基板上に１つの入力用光導波路と少なくとも２つの出力
用光導波路とが形成され、これらの光導波路の所定部分
の屈折率を周期的に変化させる２つの手段が基板上に設
けられ、これらの屈折率変化周期が異なるように設定さ
れており、入力用光導波路に入射されかつ光導波路を伝
瞥づ′ろ過程で屈折率の周期的変化との相互作用によっ
てブラッグ回折された光に周波数シフトが生じ、屈折率
変化周期の差に対応する周波数差をもつ２つの光が出力
用光導波路に導かれるように光導波路が構成されて（す
る、ブラッグ回折を利用した光の周波数シフタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2358584A JPS60166921A (ja) | 1984-02-10 | 1984-02-10 | ブラツグ回折を利用した光の周波数シフタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2358584A JPS60166921A (ja) | 1984-02-10 | 1984-02-10 | ブラツグ回折を利用した光の周波数シフタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60166921A true JPS60166921A (ja) | 1985-08-30 |
Family
ID=12114652
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2358584A Pending JPS60166921A (ja) | 1984-02-10 | 1984-02-10 | ブラツグ回折を利用した光の周波数シフタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60166921A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03188417A (ja) * | 1989-12-18 | 1991-08-16 | Anritsu Corp | 導波型光変調素子 |
| JPH09325226A (ja) * | 1996-06-06 | 1997-12-16 | Nec Corp | Ｙ分岐及び折れ曲がり光導波路装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5672414A (en) * | 1979-11-16 | 1981-06-16 | Fujitsu Ltd | Light frequency shifter |
-
1984
- 1984-02-10 JP JP2358584A patent/JPS60166921A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5672414A (en) * | 1979-11-16 | 1981-06-16 | Fujitsu Ltd | Light frequency shifter |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03188417A (ja) * | 1989-12-18 | 1991-08-16 | Anritsu Corp | 導波型光変調素子 |
| JPH09325226A (ja) * | 1996-06-06 | 1997-12-16 | Nec Corp | Ｙ分岐及び折れ曲がり光導波路装置 |
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