JPS6020723B2 - 導波形電気光学光変調器の製造方法 - Google Patents
導波形電気光学光変調器の製造方法Info
- Publication number
- JPS6020723B2 JPS6020723B2 JP4524774A JP4524774A JPS6020723B2 JP S6020723 B2 JPS6020723 B2 JP S6020723B2 JP 4524774 A JP4524774 A JP 4524774A JP 4524774 A JP4524774 A JP 4524774A JP S6020723 B2 JPS6020723 B2 JP S6020723B2
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Description
【発明の詳細な説明】
この発明は電気光学結晶を利用した高速度、高能率の動
作が可能な導波形光変調器の製造方法に関する。
作が可能な導波形光変調器の製造方法に関する。
光伝送用変調器としては、光ファイバー、即ち光学繊維
との結合を容易にし、また低電圧で高周波動作を可能な
らしめるために、導波形光変調器が必要とされている。
との結合を容易にし、また低電圧で高周波動作を可能な
らしめるために、導波形光変調器が必要とされている。
そのため、電気光学結晶の薄膜を作成する方法、電気光
学結晶中に拡散等の手段で導波路を作成する方法が考案
されている。また変調方式としては、導波路表面上にプ
ラナー形電極対をつけ、電極間に電圧を印加する方法、
くし形電極によりブラッグ形光回折を起こさせ、光変調
を行なう方法、導波路を研磨等により薄片化し、その両
面につけた電極間に電圧を印加する方法が試みられてい
る。しかしながら、プラナ−電極を用いた変調器では、
電気光学導波路中での印加電界の均一性をうろことがむ
づかしく、そのため屈折度の低下、ＳＮ化の劣化をきた
す欠点があった。また、くし形電極構成の変調器では、
二次元導波路の作成および光ファイバーとの高能率な結
合がむずかしい欠点があった。さらに、導波略を薄片化
する方法では薄片化技術に限界があるため、単一モード
用変調器の作成がむづかしく、また駆動電圧を下げるこ
とができない欠点があった。この発明の目的は光伝播特
性、変調特性が殴れ、機械的強度が大で単一モード用と
することが容易であり、駆動電圧が低い、更に光ファイ
バーとの結合も容易な導波形電気光学変調器の製造方法
を提供するにある。
学結晶中に拡散等の手段で導波路を作成する方法が考案
されている。また変調方式としては、導波路表面上にプ
ラナー形電極対をつけ、電極間に電圧を印加する方法、
くし形電極によりブラッグ形光回折を起こさせ、光変調
を行なう方法、導波路を研磨等により薄片化し、その両
面につけた電極間に電圧を印加する方法が試みられてい
る。しかしながら、プラナ−電極を用いた変調器では、
電気光学導波路中での印加電界の均一性をうろことがむ
づかしく、そのため屈折度の低下、ＳＮ化の劣化をきた
す欠点があった。また、くし形電極構成の変調器では、
二次元導波路の作成および光ファイバーとの高能率な結
合がむずかしい欠点があった。さらに、導波略を薄片化
する方法では薄片化技術に限界があるため、単一モード
用変調器の作成がむづかしく、また駆動電圧を下げるこ
とができない欠点があった。この発明の目的は光伝播特
性、変調特性が殴れ、機械的強度が大で単一モード用と
することが容易であり、駆動電圧が低い、更に光ファイ
バーとの結合も容易な導波形電気光学変調器の製造方法
を提供するにある。
この発明によれば電気光学結晶の本体の一面にその結晶
と一体結晶の突条が形成される。
と一体結晶の突条が形成される。
その突条の両側面は互に平行とされ、かっこの突条の外
周面に付着層が付着される。その付着層の両側面に対向
した一対の電極が形成され、これ等電極間に変調電圧が
印加される。上記突条の屈折率は上記本体及び付着層の
各屈折率よりも高く選定されて光導波路が構成される。
第１図はこの発明の製造方法を用いた光変調器の一例を
示す。
周面に付着層が付着される。その付着層の両側面に対向
した一対の電極が形成され、これ等電極間に変調電圧が
印加される。上記突条の屈折率は上記本体及び付着層の
各屈折率よりも高く選定されて光導波路が構成される。
第１図はこの発明の製造方法を用いた光変調器の一例を
示す。
１はＬＩＴａ０３，ＧａＡｓ，Ｚｎ○等の電気光学結晶
である。
である。
その本体１の一面中央にその一端より他端に達する突条
２が形成される。突条２の両側面は互に平行とされ、ま
た突条２は本体１と一体に同一結晶とされてある。突条
２の周面をお）って突条２よりも小さい屈折率の物質の
付着層３が付着される。その付着層３の両側面の全面に
わたって電極４ａ，４ｂがそれぞれ形成され、その電極
４ａ，４ｂ間に変調電圧の高周波電源５が接続される。
所で突条２は不純物の熱拡散、イオン打込み拡散等（以
下“拡散”という用語で代表させる）の手段により本体
１及び付着層３の各屈折率よりも高くされて光導波路と
される。拡散用の物質としてはＣ山Ｃｒ，Ｎｂ，Ｆｅ等
使用する電気光学結晶の種類に応じて、それぞれ適した
物質が使用される。拡散により屈折率が増加する不純物
を使用する時は、光導波路２自体が拡散層となっており
、逆に拡散により屈折率が減少する不純物の場合には光
導波路２と近接した本体１が拡散層となっている。通常
の場合は一種類の拡散物質を使用することにより、その
目的を達することができるが、場合によっては二種類以
上の物質を拡散させることにより所望の屈折率分布を得
る方法も用いられる。つぎに第２図を用いて本発明の光
変調器製造方法について詳細に記す。
２が形成される。突条２の両側面は互に平行とされ、ま
た突条２は本体１と一体に同一結晶とされてある。突条
２の周面をお）って突条２よりも小さい屈折率の物質の
付着層３が付着される。その付着層３の両側面の全面に
わたって電極４ａ，４ｂがそれぞれ形成され、その電極
４ａ，４ｂ間に変調電圧の高周波電源５が接続される。
所で突条２は不純物の熱拡散、イオン打込み拡散等（以
下“拡散”という用語で代表させる）の手段により本体
１及び付着層３の各屈折率よりも高くされて光導波路と
される。拡散用の物質としてはＣ山Ｃｒ，Ｎｂ，Ｆｅ等
使用する電気光学結晶の種類に応じて、それぞれ適した
物質が使用される。拡散により屈折率が増加する不純物
を使用する時は、光導波路２自体が拡散層となっており
、逆に拡散により屈折率が減少する不純物の場合には光
導波路２と近接した本体１が拡散層となっている。通常
の場合は一種類の拡散物質を使用することにより、その
目的を達することができるが、場合によっては二種類以
上の物質を拡散させることにより所望の屈折率分布を得
る方法も用いられる。つぎに第２図を用いて本発明の光
変調器製造方法について詳細に記す。
まず、第２図Ａに示すように電気光学結晶７の一面に拡
散層８が形成される。その拡散層８の深さは通常１仏ｍ
〜１００仏ｍ程度に選ばれる。拡散層８は第２図Ａに示
すように結晶７の表面の全面に形成する場合のみならず
、その面の大部分に形成してもよいし、かなり限定され
た部分に形成してもよい。すなわち第１図の光導波路２
の中と略々同程度の中の細長い部分にのみ拡散層を形成
してもよい。次にこの拡散層８を形成した電気光学結晶
７の表面をイオンエッチング、スパッタエッチング、化
学エッチング、研磨等の適当な手段で選択的に中央の細
長い部分を残して浅く削り、第２図Ｂに示すように突条
９を形成する。この突条９の中は使用する光波長あるい
は変調器の使用目的によって異なるが通常ＩＬｍ〜１０
０仏ｍ程度とし、突条９の高さは拡散層８の深さと同程
度に選び、実際にはそれより大きく選ぶのが有利である
。突条９の長さは通常１肌から数ｃｍ程度とする。この
突条９の筒面に、さらに屈折率が突条９のそれより小さ
い物質の付着層１０を第２図Ｃに示すように、蒸着、ス
パッタ、液相ェピタキシャル成長、気相成長等の手段で
付着する。付着層１０は、即ち第１図の付着層３は光導
波特性が光導波路９の周辺部、特に電極４ａ，４ｂと直
接懐することによって劣化しないように絶縁層を介在さ
せ、また光導波路９が単一モードあるいは低次のモード
のみしか伝播しないように構成する場合に、光導波路の
中及び高さを、加工上容易な程度にできるだけ大きくし
たい時に光導波路９の屈折率とその周囲の屈折率との差
を小さくする必要があり、この付着層１０，３によりそ
れが達成できる。
散層８が形成される。その拡散層８の深さは通常１仏ｍ
〜１００仏ｍ程度に選ばれる。拡散層８は第２図Ａに示
すように結晶７の表面の全面に形成する場合のみならず
、その面の大部分に形成してもよいし、かなり限定され
た部分に形成してもよい。すなわち第１図の光導波路２
の中と略々同程度の中の細長い部分にのみ拡散層を形成
してもよい。次にこの拡散層８を形成した電気光学結晶
７の表面をイオンエッチング、スパッタエッチング、化
学エッチング、研磨等の適当な手段で選択的に中央の細
長い部分を残して浅く削り、第２図Ｂに示すように突条
９を形成する。この突条９の中は使用する光波長あるい
は変調器の使用目的によって異なるが通常ＩＬｍ〜１０
０仏ｍ程度とし、突条９の高さは拡散層８の深さと同程
度に選び、実際にはそれより大きく選ぶのが有利である
。突条９の長さは通常１肌から数ｃｍ程度とする。この
突条９の筒面に、さらに屈折率が突条９のそれより小さ
い物質の付着層１０を第２図Ｃに示すように、蒸着、ス
パッタ、液相ェピタキシャル成長、気相成長等の手段で
付着する。付着層１０は、即ち第１図の付着層３は光導
波特性が光導波路９の周辺部、特に電極４ａ，４ｂと直
接懐することによって劣化しないように絶縁層を介在さ
せ、また光導波路９が単一モードあるいは低次のモード
のみしか伝播しないように構成する場合に、光導波路の
中及び高さを、加工上容易な程度にできるだけ大きくし
たい時に光導波路９の屈折率とその周囲の屈折率との差
を小さくする必要があり、この付着層１０，３によりそ
れが達成できる。
これらの点から、付着層１０の屈折率は光導波路９のそ
れに対してわずかに小さい物質を選ぶ方が有利である。
例えば電気光学物質１，７としてＬＩＴａ０３を用いる
場合には付着層３，１０としてはＣｅ０２，Ｔｅガラス
、アモルフオスＴｅ０２などから選定される。付着層３
，１ ０の屈折率は蒸着あるいはスパッタの条件によっ
て大きく変わるから、その条件を適当に選ぶことにより
、比較的容易に所望の屈折率差を得ることができる。こ
の付着層１０の厚さは使用波長、屈折率差によって異な
るが、例えばｌＡｍ前後の波長の光に対しては０．５仏
ｍ程度あれば充分その目的を達する。つぎに、付着層３
の両側面に電極４ａ，４ｂを付けることにより第１図に
示した光変調器が完成する。また、付着層１０の厚さが
必要以上に厚いと、それだけ電極４ａ，４ｂ間の間隔が
広くなり、低電圧駆動の妨げになる。なお付着層１０を
使用するかわりに拡散および適当な熱処理によって突条
２の外周面の屈折率をさげることが考えられるが、ｌＡ
ｍ以下の拡散層を制御することは容易でない場合が多く
、実用上は本発明光変調器のように付着層３を付着させ
る方が有利である。上述の作成工程において、電気光学
結晶の表面に拡散することなく突条をまず形成し、その
突条に対して拡散を行なって屈折率を高くした後、付着
層１０を形成してもよい。以上述べた本発明の製造方法
を用いた光変調器を動作させるには、第１図で示したよ
うに付着層３の側面に付けた電極４ａ，４ｂ間に電圧を
印加する。
れに対してわずかに小さい物質を選ぶ方が有利である。
例えば電気光学物質１，７としてＬＩＴａ０３を用いる
場合には付着層３，１０としてはＣｅ０２，Ｔｅガラス
、アモルフオスＴｅ０２などから選定される。付着層３
，１ ０の屈折率は蒸着あるいはスパッタの条件によっ
て大きく変わるから、その条件を適当に選ぶことにより
、比較的容易に所望の屈折率差を得ることができる。こ
の付着層１０の厚さは使用波長、屈折率差によって異な
るが、例えばｌＡｍ前後の波長の光に対しては０．５仏
ｍ程度あれば充分その目的を達する。つぎに、付着層３
の両側面に電極４ａ，４ｂを付けることにより第１図に
示した光変調器が完成する。また、付着層１０の厚さが
必要以上に厚いと、それだけ電極４ａ，４ｂ間の間隔が
広くなり、低電圧駆動の妨げになる。なお付着層１０を
使用するかわりに拡散および適当な熱処理によって突条
２の外周面の屈折率をさげることが考えられるが、ｌＡ
ｍ以下の拡散層を制御することは容易でない場合が多く
、実用上は本発明光変調器のように付着層３を付着させ
る方が有利である。上述の作成工程において、電気光学
結晶の表面に拡散することなく突条をまず形成し、その
突条に対して拡散を行なって屈折率を高くした後、付着
層１０を形成してもよい。以上述べた本発明の製造方法
を用いた光変調器を動作させるには、第１図で示したよ
うに付着層３の側面に付けた電極４ａ，４ｂ間に電圧を
印加する。
この電極４ａ，４ｂ間の方向に露場を与えた場合に、有
効に電気光学変調が行なわれるように、電気光学結晶１
の方位が選ばれる。例えば電気光学結晶としてＬＩＴａ
０３あるいはＬｉＮｂ０３を使用する場合には、電場が
Ｃ軸方向に印加されるように構成することが望ましい。
光ビーム６が光導波路２の一端面より入射される。その
光ビーム６の偏光方向は通常の強度変調器においては、
電場方向と４５ｏの角度をなす方向に向けられる。その
結果、光導波路２中には二つの独立なモードが伝播し、
そのモード間の位相差が電極４ａ，４ｂ間の電圧により
変化され、光導波路２の他端面よりの出力光の偏光方向
が回転し、その出力光を検光子に通せば強度変調させた
光出力が得られる。本発明になる光変調器の製造方法の
主な特徴は、導光路の製造過程でマスク合せが不要にな
り製造工程が簡略化できる。また導光路部と付着層の境
界面で屈折率を明確にすることができる。したがって導
光路の導波特性を大中に改善できる等が上げられる。ま
た本発明の製造方法でもつて製造された光変調器の特徴
は、電極４ａ，４ｂが平行して導波路２中での雷場分布
が均一なため、変調特性が極めて良好なこと、光導波路
２の中を狭くすることができるため、低電圧で駆動でき
、しかも光導波路２の周辺には屈折率が光導波路２のそ
れよりわずかに小さい付着層３がつけられているため、
単一モード用変調器が容易に構成できること、本体１に
突条２が同一結晶として一体に動作されているため変調
器が機械的に強く、こわれにくし、こと、形状が光ファ
イバーとの結合に適していること等である。この種の電
気光学変調器では複屈折とその温度変化の補償のために
同一形状の素子を二個ならべることがよく行なわれる。
効に電気光学変調が行なわれるように、電気光学結晶１
の方位が選ばれる。例えば電気光学結晶としてＬＩＴａ
０３あるいはＬｉＮｂ０３を使用する場合には、電場が
Ｃ軸方向に印加されるように構成することが望ましい。
光ビーム６が光導波路２の一端面より入射される。その
光ビーム６の偏光方向は通常の強度変調器においては、
電場方向と４５ｏの角度をなす方向に向けられる。その
結果、光導波路２中には二つの独立なモードが伝播し、
そのモード間の位相差が電極４ａ，４ｂ間の電圧により
変化され、光導波路２の他端面よりの出力光の偏光方向
が回転し、その出力光を検光子に通せば強度変調させた
光出力が得られる。本発明になる光変調器の製造方法の
主な特徴は、導光路の製造過程でマスク合せが不要にな
り製造工程が簡略化できる。また導光路部と付着層の境
界面で屈折率を明確にすることができる。したがって導
光路の導波特性を大中に改善できる等が上げられる。ま
た本発明の製造方法でもつて製造された光変調器の特徴
は、電極４ａ，４ｂが平行して導波路２中での雷場分布
が均一なため、変調特性が極めて良好なこと、光導波路
２の中を狭くすることができるため、低電圧で駆動でき
、しかも光導波路２の周辺には屈折率が光導波路２のそ
れよりわずかに小さい付着層３がつけられているため、
単一モード用変調器が容易に構成できること、本体１に
突条２が同一結晶として一体に動作されているため変調
器が機械的に強く、こわれにくし、こと、形状が光ファ
イバーとの結合に適していること等である。この種の電
気光学変調器では複屈折とその温度変化の補償のために
同一形状の素子を二個ならべることがよく行なわれる。
そのように構成した重用的な光変調器の一実施例を第３
図に示す。即ち第１図における本体１、突条２、付着層
３、電極４ａ，４ｂの第１の光変調器が形成され、その
光導波路２の一端よりの入力光６は光導波路２の他端よ
りモード変換器１１へ供給され、これにてその偏光方向
が例えば１８０度変換される。そのモード変換された光
は、第１の光変調器と同様構成の第２の光変調器へ入射
される。第２の光変調器の第１の光変調器と対応する部
分には同一番号にダッシュ「′」を付けて示す。よって
モ−ド変換出力光は光導波路２′の一端へ入射され、そ
の他端よりの出力光は検光子１２へ入射される。光導波
略２，２′内での電極４ａ，４ｂ，４ａ′，４ｂ′によ
り各変調により通過した光の偏光方向は相加されるが、
温度変化による影響は両光導波路２，２′間において互
に打消される。よって検光子１２から変調信号のみによ
り強度変調された光出力が得られることになる。
図に示す。即ち第１図における本体１、突条２、付着層
３、電極４ａ，４ｂの第１の光変調器が形成され、その
光導波路２の一端よりの入力光６は光導波路２の他端よ
りモード変換器１１へ供給され、これにてその偏光方向
が例えば１８０度変換される。そのモード変換された光
は、第１の光変調器と同様構成の第２の光変調器へ入射
される。第２の光変調器の第１の光変調器と対応する部
分には同一番号にダッシュ「′」を付けて示す。よって
モ−ド変換出力光は光導波路２′の一端へ入射され、そ
の他端よりの出力光は検光子１２へ入射される。光導波
略２，２′内での電極４ａ，４ｂ，４ａ′，４ｂ′によ
り各変調により通過した光の偏光方向は相加されるが、
温度変化による影響は両光導波路２，２′間において互
に打消される。よって検光子１２から変調信号のみによ
り強度変調された光出力が得られることになる。
第１図は本発明の製造方法を用いて製造した光変調器の
一実施例を示す斜視図、第２図は本発明光変調器の製造
方法の一例を示す斜視図、第３図は本発明の製造方法を
用いた光変調器の他の実施例を示す斜視図である。 １：本体、２：突条、３：付着層、４ａ，４ｂ：電極。 第 ２ 図繁 イ 図 穿 る 図
一実施例を示す斜視図、第２図は本発明光変調器の製造
方法の一例を示す斜視図、第３図は本発明の製造方法を
用いた光変調器の他の実施例を示す斜視図である。 １：本体、２：突条、３：付着層、４ａ，４ｂ：電極。 第 ２ 図繁 イ 図 穿 る 図
Claims (1)
- １ 電気光学結晶の一面に該電気光学結晶中の他の部分
より高屈折率を有する導光路となるべき拡散層を形成し
、該拡散層を所定の形状にエツチングすることにより突
条形状の導光路を形成し、該突条形状の導光路の側面に
屈折率が該突条形状の導光路より小さな物質を付着層を
設け、上記突条形状の導光路を挾み込むように付着層上
に一対の電極を取付けたことを特徴とする導波形電気光
学光変調器の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4524774A JPS6020723B2 (ja) | 1974-04-22 | 1974-04-22 | 導波形電気光学光変調器の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4524774A JPS6020723B2 (ja) | 1974-04-22 | 1974-04-22 | 導波形電気光学光変調器の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5129943A JPS5129943A (ja) | 1976-03-13 |
| JPS6020723B2 true JPS6020723B2 (ja) | 1985-05-23 |
Family
ID=12713919
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4524774A Expired JPS6020723B2 (ja) | 1974-04-22 | 1974-04-22 | 導波形電気光学光変調器の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6020723B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01204020A (ja) * | 1988-02-09 | 1989-08-16 | Fujitsu Ltd | 光導波路進行波電極の形成方法 |
-
1974
- 1974-04-22 JP JP4524774A patent/JPS6020723B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5129943A (ja) | 1976-03-13 |
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