JPS6038689B2 - 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
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- JPS6038689B2 JPS6038689B2 JP49050510A JP5051074A JPS6038689B2 JP S6038689 B2 JPS6038689 B2 JP S6038689B2 JP 49050510 A JP49050510 A JP 49050510A JP 5051074 A JP5051074 A JP 5051074A JP S6038689 B2 JPS6038689 B2 JP S6038689B2
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Description
【発明の詳細な説明】
この発明は電気光学物質を使用して光導波路を形成し、
高速度、高能率の光変調に適する導波形電気光学光変調
器の製造方法に関する。
高速度、高能率の光変調に適する導波形電気光学光変調
器の製造方法に関する。
光伝送用変調器として光フアィバ（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。
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。
そのために電気光学結晶の薄膜を作成する方法や、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
、櫛形電極によりプラッグ形光回折を起こさせ、光変調
を行う方法、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ー電極を用いた変調器、即ち電気
光学物質の一平面に２本の平面電極を平行して形成した
変調器では、これ等平面電極間の電気光学導波路中に印
加される電界を均一にすることが難かしく、変調度が低
下し、ＳＮ比が劣化する欠点があった。また櫛形電極構
成の変調器では、二次元導波路の作成及び光ファィバと
の高能率な結合がむずかしい欠点があった。さらに導波
路を薄片化するもの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ずかしく、また駆動電圧
をさげることができない欠点があった。この発明の目的
は光導波路の作成が簡単で、その光導波路に均一な電界
を印加でき、光フアィバとの結合も容易にして高能率変
調が可能な導波形電気光学光変調器の製造方法を提供す
るにある。
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
、櫛形電極によりプラッグ形光回折を起こさせ、光変調
を行う方法、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ー電極を用いた変調器、即ち電気
光学物質の一平面に２本の平面電極を平行して形成した
変調器では、これ等平面電極間の電気光学導波路中に印
加される電界を均一にすることが難かしく、変調度が低
下し、ＳＮ比が劣化する欠点があった。また櫛形電極構
成の変調器では、二次元導波路の作成及び光ファィバと
の高能率な結合がむずかしい欠点があった。さらに導波
路を薄片化するもの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ずかしく、また駆動電圧
をさげることができない欠点があった。この発明の目的
は光導波路の作成が簡単で、その光導波路に均一な電界
を印加でき、光フアィバとの結合も容易にして高能率変
調が可能な導波形電気光学光変調器の製造方法を提供す
るにある。
この発明の製造方法によれば基板の一面上にこれと別の
材質からなる細長い電気光学物質の光導波路が突出して
取付けられる。その光導波路の対向側面は略平行し、こ
の平行な面に相対向して一対の電極が形成される。さら
に光導波路の少くとも一柳面にその光導波路の屈折率よ
りも４・さし、屈折率の外囲層が形成される。この外囲
層は別の物質を光導波路に被着したもの、あるいは光導
波路の外周部を外部からの物質の拡散などにより屈折率
を下げて形成することもできる。第１図はこの発明の製
造方法を用いた光変調器の一例である。
材質からなる細長い電気光学物質の光導波路が突出して
取付けられる。その光導波路の対向側面は略平行し、こ
の平行な面に相対向して一対の電極が形成される。さら
に光導波路の少くとも一柳面にその光導波路の屈折率よ
りも４・さし、屈折率の外囲層が形成される。この外囲
層は別の物質を光導波路に被着したもの、あるいは光導
波路の外周部を外部からの物質の拡散などにより屈折率
を下げて形成することもできる。第１図はこの発明の製
造方法を用いた光変調器の一例である。
基板１の一面中央部に細長い電気光学物質よりなる光導
波路２が突出して取付けられ、突出された光導波路２の
対向する側面は略平行とされている。前記光導波路２の
外周面には前記光導波路２よりも小さい屈折率を有する
物質からなる外園層９が設けられている。さらに該外圏
層９の両側面の全面にわたって電極３及び４がそれぞれ
形成されている。光変調器を使用する際、該電極３及び
４間には変調用電圧源として高周波電源５が接続される
。光信号８は光導波路２の一端面から他端面に向って入
射される。光導波路２は基板１に対し液相成長、気相成
長、蒸発スパッタ等の手段により取付けられる。光導波
路２の電気光学物質としては例えばＬｉＮｂ０３、ＬＩ
Ｔａ０３等の強議電体、ＧａＡｓ、ＺｎＯ等の半導体物
質が使われ、基板１としてはこれらの光導波路用物質が
附着あるいは成長しやすく、しかもそれより屈折率が小
さい物質からは選ばれ、同一物質でもよい。一例として
はＬｉＮｂ０３にて光導波路２を形成する場合には基板
１はＬＩＴａ０３、Ｌｉ（ＴａＮｂ）０８といったもの
が適しており、Ｚｎ○の光導波路２に対してはＮ２０３
、水晶等が基板１に適する。つぎに第２図を用いて本発
明の光変調器の製造方法を詳細に託す。
波路２が突出して取付けられ、突出された光導波路２の
対向する側面は略平行とされている。前記光導波路２の
外周面には前記光導波路２よりも小さい屈折率を有する
物質からなる外園層９が設けられている。さらに該外圏
層９の両側面の全面にわたって電極３及び４がそれぞれ
形成されている。光変調器を使用する際、該電極３及び
４間には変調用電圧源として高周波電源５が接続される
。光信号８は光導波路２の一端面から他端面に向って入
射される。光導波路２は基板１に対し液相成長、気相成
長、蒸発スパッタ等の手段により取付けられる。光導波
路２の電気光学物質としては例えばＬｉＮｂ０３、ＬＩ
Ｔａ０３等の強議電体、ＧａＡｓ、ＺｎＯ等の半導体物
質が使われ、基板１としてはこれらの光導波路用物質が
附着あるいは成長しやすく、しかもそれより屈折率が小
さい物質からは選ばれ、同一物質でもよい。一例として
はＬｉＮｂ０３にて光導波路２を形成する場合には基板
１はＬＩＴａ０３、Ｌｉ（ＴａＮｂ）０８といったもの
が適しており、Ｚｎ○の光導波路２に対してはＮ２０３
、水晶等が基板１に適する。つぎに第２図を用いて本発
明の光変調器の製造方法を詳細に託す。
まず第２図Ａに示すように基板１の一面全面に電気光学
物質層６が通常ｌＡｍ〜１００山肌程度の厚味に形成さ
れる。次に、この層６の中央部を細長く残してイオンエ
ッチング、スパッタエッチング、化学エッチング、研磨
等の適当な手段により選択的に除去し、第２図Ｂに示す
ように光導波路２を作成する。光導波路２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ｌＡｗ〜１００ム肌程度とし、電気光学物質６の除去
の際にこれが被着された基板１の一部も同時に除去して
基板１上に一体に形成された低い突条の上に光導波路２
が取付けられるようにするを可とする。なお所定の大き
さとされた光導波路２を基板１に取付けてもよい。更に
光導波路２において、入射した光ビームが導波路２の表
面及び電極３，４の影響を受けないようにするため、か
つ単一モードの寸法を大きくするためこの発明の製造方
法では第３図Ａに光に入射方向から見た図を示すように
光導波路２の外周面に拡散、イオン打込み等の手段によ
り屈折率が減少された外囲層９が形成され、この外囲層
９の内部が光導波路２となる。
物質層６が通常ｌＡｍ〜１００山肌程度の厚味に形成さ
れる。次に、この層６の中央部を細長く残してイオンエ
ッチング、スパッタエッチング、化学エッチング、研磨
等の適当な手段により選択的に除去し、第２図Ｂに示す
ように光導波路２を作成する。光導波路２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ｌＡｗ〜１００ム肌程度とし、電気光学物質６の除去
の際にこれが被着された基板１の一部も同時に除去して
基板１上に一体に形成された低い突条の上に光導波路２
が取付けられるようにするを可とする。なお所定の大き
さとされた光導波路２を基板１に取付けてもよい。更に
光導波路２において、入射した光ビームが導波路２の表
面及び電極３，４の影響を受けないようにするため、か
つ単一モードの寸法を大きくするためこの発明の製造方
法では第３図Ａに光に入射方向から見た図を示すように
光導波路２の外周面に拡散、イオン打込み等の手段によ
り屈折率が減少された外囲層９が形成され、この外囲層
９の内部が光導波路２となる。
そして外囲層９の外面に電極３，４が形成されることに
より第１図に示した光変調器が完成する。このように光
導波路２の外周にそれよりも低屈折率の外囲層９を設け
ることにより光導波路２中を通る光ビームは表面及び電
極３，４の影響を受けず、良好な光伝播特性が得られる
。外因層９の形成は第３図Ｂに示すように光導波路２の
周囲に蒸着、スパッタ、液相成長、気相成長法等により
光導波路２と同一又は別の電気的絶縁物質を附着させる
こともできる。外囲層９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ム肌程度あれば充分その目的を達することがで
きる。ただし、第３図Ｂの場合は、電極３，４が外囲層
９の対向側面に取付けられるため、電極３，４間隔が広
くなり、外因層９の厚みを使用波長に比して十分うすく
する必要がある。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、電極３，４間に変調電圧を
印加すればよい。
より第１図に示した光変調器が完成する。このように光
導波路２の外周にそれよりも低屈折率の外囲層９を設け
ることにより光導波路２中を通る光ビームは表面及び電
極３，４の影響を受けず、良好な光伝播特性が得られる
。外因層９の形成は第３図Ｂに示すように光導波路２の
周囲に蒸着、スパッタ、液相成長、気相成長法等により
光導波路２と同一又は別の電気的絶縁物質を附着させる
こともできる。外囲層９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ム肌程度あれば充分その目的を達することがで
きる。ただし、第３図Ｂの場合は、電極３，４が外囲層
９の対向側面に取付けられるため、電極３，４間隔が広
くなり、外因層９の厚みを使用波長に比して十分うすく
する必要がある。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、電極３，４間に変調電圧を
印加すればよい。
電気光学物質である光導波路２の方位は、印加電圧によ
って有効な電気光学変調が行われるように選ばれる。例
えばＬｍａ０３、ＬｉＮｂ０３を使用する場合には、露
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。光は光導波路２の端面から入射され、導波路２中を
長さ方向に沿って伝播する。通常の強度変調器において
は、入射光の偏向方向を導波路２内の印加電場と４５ｏ
の角度をなす方向に向ける。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
が電場で変化することにより、出力光の偏光方向が回転
し、これを一方向の偏光成分のみを通過させる検光子を
通して強度変調を得る。この発明になる光変調器の製造
方法の主な特徴は光導波路と外園層の境界面で屈折率を
明確にすることができることである。
って有効な電気光学変調が行われるように選ばれる。例
えばＬｍａ０３、ＬｉＮｂ０３を使用する場合には、露
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。光は光導波路２の端面から入射され、導波路２中を
長さ方向に沿って伝播する。通常の強度変調器において
は、入射光の偏向方向を導波路２内の印加電場と４５ｏ
の角度をなす方向に向ける。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
が電場で変化することにより、出力光の偏光方向が回転
し、これを一方向の偏光成分のみを通過させる検光子を
通して強度変調を得る。この発明になる光変調器の製造
方法の主な特徴は光導波路と外園層の境界面で屈折率を
明確にすることができることである。
これにより光導波路の導波特性を大幅に改善することが
できる。また本発明の製造方法で製造された光変調器の
特徴は平行した電極３，４間に電圧が印加されるため光
導波路２中での露場分布が均一となり、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、かつ単一モード用変調器が容
易に構成できること、基板１に光導波路２が保持され、
変調器が機械的に強く、こわれにくし、こと、光導波路
２が細く、光フアィバとの結合に適していること等があ
げられる。なお、導波特性において電極３，４の影響を
避けるためには電極３，４と光導波路２との間にのみ外
園層９を設けてもよい。
できる。また本発明の製造方法で製造された光変調器の
特徴は平行した電極３，４間に電圧が印加されるため光
導波路２中での露場分布が均一となり、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、かつ単一モード用変調器が容
易に構成できること、基板１に光導波路２が保持され、
変調器が機械的に強く、こわれにくし、こと、光導波路
２が細く、光フアィバとの結合に適していること等があ
げられる。なお、導波特性において電極３，４の影響を
避けるためには電極３，４と光導波路２との間にのみ外
園層９を設けてもよい。
また外囲層９と光導波路２との屈折率差を小さくするこ
とにより、単一モード変調器としての寸法を大きくする
ことができる導波路２の形成を容易にする。この点から
は光導波路２の少なくとも一面に外圏層９が在れば効果
が生じる。電気光学変調器においては複屈折とその温度
変化の補償を行うために同一形状の変調素子を２個直列
に使用することが行われる。
とにより、単一モード変調器としての寸法を大きくする
ことができる導波路２の形成を容易にする。この点から
は光導波路２の少なくとも一面に外圏層９が在れば効果
が生じる。電気光学変調器においては複屈折とその温度
変化の補償を行うために同一形状の変調素子を２個直列
に使用することが行われる。
この発明の製造方法を用いた光変調器においても例えば
第４図に示すように基板１、光導波路２、外囲層９、電
極３，４よりなる変調素子１０が設けられ、その光導波
路２を通過した光は導波化されたモード変換器１１にて
例えば１８０度偏光方向に変換される。この変換出力光
は、変調素子１０と同様構成の基板１′、光導波路２′
、外園層９′、電極３′，４′よりなる変調素子１０′
の光導波路２′へ入射される。電極３′，４′間には電
極３，４間と同一の変調電圧が印加され、変調素子１０
′を通過する光は変調素子１川こて受けた印加電圧によ
る変調は相加されるが、温度変動による変動は互に打消
される。変調素子１０′の出力光は検光子１２を通って
強度変調光となる。変調素子１０，１０′の基板１，１
′を共通とし、光導波路２，２′を形成し、その間にモ
ード変換器１１を介在させ、検光子１２も共通基板上に
設けることもできる。モ−ド変換器１１、検光子１２を
液相成長、気相成長、黍着、スパッタなどにより共通基
板上に形成し、モノリシツク構造にすることができる。
第４図に示すように基板１、光導波路２、外囲層９、電
極３，４よりなる変調素子１０が設けられ、その光導波
路２を通過した光は導波化されたモード変換器１１にて
例えば１８０度偏光方向に変換される。この変換出力光
は、変調素子１０と同様構成の基板１′、光導波路２′
、外園層９′、電極３′，４′よりなる変調素子１０′
の光導波路２′へ入射される。電極３′，４′間には電
極３，４間と同一の変調電圧が印加され、変調素子１０
′を通過する光は変調素子１川こて受けた印加電圧によ
る変調は相加されるが、温度変動による変動は互に打消
される。変調素子１０′の出力光は検光子１２を通って
強度変調光となる。変調素子１０，１０′の基板１，１
′を共通とし、光導波路２，２′を形成し、その間にモ
ード変換器１１を介在させ、検光子１２も共通基板上に
設けることもできる。モ−ド変換器１１、検光子１２を
液相成長、気相成長、黍着、スパッタなどにより共通基
板上に形成し、モノリシツク構造にすることができる。
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図は本発明光変調器の製
造方法の一例を示す断面図、第４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……基板、２……光導波路、３，４……電極、９・・
・・・・外囲層。 菊／図 第２ 図 第 ３ 図 算 ４ 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図は本発明光変調器の製
造方法の一例を示す断面図、第４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……基板、２……光導波路、３，４……電極、９・・
・・・・外囲層。 菊／図 第２ 図 第 ３ 図 算 ４ 図
Claims (1)
- １ 基板の一面に高屈折率を有する電気光学物質層を附
着形成し、該電気光学物質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光導波路を形成し、該突条形
状の光導波路の外周面に屈折率が前記突条形状の光導波
路より小さな物質の外囲層を設け、前記突条形状の光導
波路を挾み込むように外囲層上に一対の電極を取付ける
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 |
|---|---|---|---|
| JP49050510A JPS6038689B2 (ja) | 1974-05-07 | 1974-05-07 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP49050510A JPS6038689B2 (ja) | 1974-05-07 | 1974-05-07 | 導波形電気光学光変調器の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5194948A JPS5194948A (ja) | 1976-08-20 |
| JPS6038689B2 true JPS6038689B2 (ja) | 1985-09-02 |
Family
ID=12860945
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP49050510A Expired JPS6038689B2 (ja) | 1974-05-07 | 1974-05-07 | 導波形電気光学光変調器の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6038689B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62113884U (ja) * | 1986-01-06 | 1987-07-20 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5246251U (ja) * | 1975-09-30 | 1977-04-01 | ||
| JPS5336256A (en) * | 1976-09-16 | 1978-04-04 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Waveguide type light modulator |
| JPS5336255A (en) * | 1976-09-16 | 1978-04-04 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Waveguide type light modulator |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4924161A (ja) * | 1972-06-26 | 1974-03-04 |
-
1974
- 1974-05-07 JP JP49050510A patent/JPS6038689B2/ja not_active Expired
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4924161A (ja) * | 1972-06-26 | 1974-03-04 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62113884U (ja) * | 1986-01-06 | 1987-07-20 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5194948A (ja) | 1976-08-20 |
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