JPS6111728A - 光変調器 - Google Patents
光変調器Info
- Publication number
- JPS6111728A JPS6111728A JP13237384A JP13237384A JPS6111728A JP S6111728 A JPS6111728 A JP S6111728A JP 13237384 A JP13237384 A JP 13237384A JP 13237384 A JP13237384 A JP 13237384A JP S6111728 A JPS6111728 A JP S6111728A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heater
- refractive index
- optical
- dielectric member
- optical fibers
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- Pending
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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
- G02F1/01—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
- G02F1/03—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 ceramics or electro-optical crystals, e.g. exhibiting Pockels effect or Kerr effect
- G02F1/055—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 ceramics or electro-optical crystals, e.g. exhibiting Pockels effect or Kerr effect the active material being a ceramic
- G02F1/0553—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 ceramics or electro-optical crystals, e.g. exhibiting Pockels effect or Kerr effect the active material being a ceramic specially adapted for gating or modulating in optical waveguides
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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】
〔産業上の利用分野」
本発明は、光ファイバ伝送路中に組込み、光通路を形成
あるいは遮断する光変調器に関する。
あるいは遮断する光変調器に関する。
光変調器は２発光系子とは独立して、電気光学効果、音
響光学効果、磁気光学効果など金利用して、光信号を外
部的に変調するデバイスである。最近熱光学効果を用い
た光変調器が着目されている。例えばＭ＊Ｈａｒｕｎａ
ａｎｄコーＫｏｙａｍａ ；Ａｐｐｌｉｅｄ Ｏｐｔ
ｉｃｍ、 Ｖｏｔ ２１． Ｍｕ、 １９ ＰＰ３４６
１−３４６５゜１９８２ に記述されている光変調器
は誘電体材質基板としてソーダライム系ガラスを用い、
その屈折率の温度変化を用いたものである。
響光学効果、磁気光学効果など金利用して、光信号を外
部的に変調するデバイスである。最近熱光学効果を用い
た光変調器が着目されている。例えばＭ＊Ｈａｒｕｎａ
ａｎｄコーＫｏｙａｍａ ；Ａｐｐｌｉｅｄ Ｏｐｔ
ｉｃｍ、 Ｖｏｔ ２１． Ｍｕ、 １９ ＰＰ３４６
１−３４６５゜１９８２ に記述されている光変調器
は誘電体材質基板としてソーダライム系ガラスを用い、
その屈折率の温度変化を用いたものである。
第４図（、）が上記光変調器の断面図、第４図（ｂ）が
平面図である。ソーダライム系のガラス基板１の表面か
らに＋イオン を拡散し、導波路２１゜２２ヲ形成する
。両導波路２１．２２のギャップ領域４の直上に膜ヒー
タ３を設ける。膜ヒータ３に通電しない場合には導波路
２１からの光束はギャップ領域４で点線で示すように圧
右、上下に拡散するので導波路２２に入る光束が少なく
なる。
平面図である。ソーダライム系のガラス基板１の表面か
らに＋イオン を拡散し、導波路２１゜２２ヲ形成する
。両導波路２１．２２のギャップ領域４の直上に膜ヒー
タ３を設ける。膜ヒータ３に通電しない場合には導波路
２１からの光束はギャップ領域４で点線で示すように圧
右、上下に拡散するので導波路２２に入る光束が少なく
なる。
−万、膜ヒータ５に電流を流し加熱すると、第５図に示
すように、膜ヒータ３の直下のギャップ領域４の屈折率
ｎが、基板１の他の部分に対して大きくなる。この図は
、第１図のＸ方向の屈折率分布？示したもので、点線が
無通電時。
すように、膜ヒータ３の直下のギャップ領域４の屈折率
ｎが、基板１の他の部分に対して大きくなる。この図は
、第１図のＸ方向の屈折率分布？示したもので、点線が
無通電時。
実線が通電時の場合を示す。なお、膜ヒータ３より表面
から２方向に距離が遠ざかるにつれ、通電時の屈折率□
の絶対値は低下する。このように通電時にはギャップ領
域４の屈折率ｎが他の領域より大きくなるので、光が閉
じこめられ、大部分の光束が第４図（−）の実線に示す
ように集束して導波路２２に伝達される。
から２方向に距離が遠ざかるにつれ、通電時の屈折率□
の絶対値は低下する。このように通電時にはギャップ領
域４の屈折率ｎが他の領域より大きくなるので、光が閉
じこめられ、大部分の光束が第４図（−）の実線に示す
ように集束して導波路２２に伝達される。
従って、この光変調器は、膜ヒータに電流をオン・オフ
することで光通路を形成しある込は遮断する機能をもっ
ている。
することで光通路を形成しある込は遮断する機能をもっ
ている。
光変調器の動作指数である消光比、すなわち通過時の光
強度と遮断時の光強度との比は前記参考文献に示す変調
器では１０ｄＢ程度で、不満足なものである。これは、
無通電時ｖｃｓｖ路２１からの光束は拡散□するが、ギ
ャップ領域４の屈折率が一様であるから、光軸方向に配
置された導波路２２に入る光束がそれ程減少しないから
である。また、実際の使用にあたって味、外部の光ファ
イバと導波録２１．２２とを結合させて使うが、この挿
入損失も無視できない。
強度と遮断時の光強度との比は前記参考文献に示す変調
器では１０ｄＢ程度で、不満足なものである。これは、
無通電時ｖｃｓｖ路２１からの光束は拡散□するが、ギ
ャップ領域４の屈折率が一様であるから、光軸方向に配
置された導波路２２に入る光束がそれ程減少しないから
である。また、実際の使用にあたって味、外部の光ファ
イバと導波録２１．２２とを結合させて使うが、この挿
入損失も無視できない。
本発明の目的は、上記の欠点を除去し、消光比が大きく
、挿入損失の小さく、また高密度に集積可能な構造の熱
光学的効果を利用した光変調器を提供することにある。
、挿入損失の小さく、また高密度に集積可能な構造の熱
光学的効果を利用した光変調器を提供することにある。
〔問題点′ｌｒ解決するための手段」
本発明による光変調器は、一対の光ファイバが、屈折率
の温度依存性のある光透過性誘電体部材をはさんで対向
して配置され、該誘電体部材の表面上に、前記一対の光
ファイバのコア全延長した部位の直上に第１の膜ヒータ
を、該膜ヒータの両側に第２の膜ヒータを設け、前記第
１の膜ヒータと第２の膜ヒータとに電流を切替えて通電
し、前記光ファイバ間の元通路を形成あるいｉｌｔ遮断
するものである。
の温度依存性のある光透過性誘電体部材をはさんで対向
して配置され、該誘電体部材の表面上に、前記一対の光
ファイバのコア全延長した部位の直上に第１の膜ヒータ
を、該膜ヒータの両側に第２の膜ヒータを設け、前記第
１の膜ヒータと第２の膜ヒータとに電流を切替えて通電
し、前記光ファイバ間の元通路を形成あるいｉｌｔ遮断
するものである。
〔実 施 例」
第１実施例を、第１図を参照して説明する。
第１図（＆）は断面図、第１図（ｂ）は平面図である。
誘電体材料としてガラス、ＰＬＺＴ などの屈折率ｎ
の温度株数ｄ ａ／ｄ Ｔが正（こ＼でＴは１１のもの
全使用し、第１図（ａ） ＩＣ示すように基板１０の上
面に突起部を設け、切欠き部分に密接して光ファイバ１
２１．１２２を固定する。この突起部が、本発明の熱光
学効果を利用する誘電体部材１１である０誘電体部材１
１上に３本の膜ヒータを設け、第１の膜ヒータ１５はコ
ア１３１．１３２ ｔ−延長した部位の直上にあるよう
に位置させる０そのため誘電体部材１１の上面が略々コ
ア１３１．１３２の外周の高さに揃うようにする。第２
の族ヒータ１６は第１図（ｂ）に示すように膜ヒータ１
５の両側に平行して設ける。
の温度株数ｄ ａ／ｄ Ｔが正（こ＼でＴは１１のもの
全使用し、第１図（ａ） ＩＣ示すように基板１０の上
面に突起部を設け、切欠き部分に密接して光ファイバ１
２１．１２２を固定する。この突起部が、本発明の熱光
学効果を利用する誘電体部材１１である０誘電体部材１
１上に３本の膜ヒータを設け、第１の膜ヒータ１５はコ
ア１３１．１３２ ｔ−延長した部位の直上にあるよう
に位置させる０そのため誘電体部材１１の上面が略々コ
ア１３１．１３２の外周の高さに揃うようにする。第２
の族ヒータ１６は第１図（ｂ）に示すように膜ヒータ１
５の両側に平行して設ける。
このデバイスは、膜ヒータ１５の電流をオン。
膜ヒータ１６の電流をオフにした状ｔｌ Ａ ｔ と
膜ヒータ１５の電流をオフ、膜ヒータ１６の電流をオン
にした状態Ｂと切替えることでスイッチモードの光変調
動作１行なうことができる０比２図く騨゛亀体鄭材１１
の表面における光４１１ｖｃ直角なＸ方向の屈折率別布
を示しであるが、状態Ａでは第２図（−）に示すよう膜
ヒータ１５の直下の部分、すなわち光軸方向がその両側
に対して屈折率が高くなる。状態Ｂでは、第２図（ｂ）
に示すように膜ヒータ１６の直下で、光軸に離れた場所
が屈折率が高くなり、膜ヒータ１５の直下は屈折率か常
温時の値でその両側の屈折率値より低くなっている０従
って、状態Ａでは光ファイバ１２１のコア１３１から放
射された光は膜ヒータ１５の直下の部分に大部分閉じこ
められて、光ファイバ１２２のコア１３２ Ｋ入射する
。ところが状態Ｂでは、コア１５１から放射された光は
光軸の両側に効果的に拡散して行く。そしてこの膜ヒー
タ１６の直下をとおって、とじこめられた光はこの部分
を出て光ファイバ１２２のクラド部分に一部入るが、ク
ラド部分であるから光ファイバ１２２ヲ殆ど伝播しない
。従って状ＤＢでは光ファイバ１２２゜１２２間の光伝
達が殆どなく、消光比は、従来例の率に族ヒータ１５の
み設けｙｃ場合に対して格段と大きくなる。
膜ヒータ１５の電流をオフ、膜ヒータ１６の電流をオン
にした状態Ｂと切替えることでスイッチモードの光変調
動作１行なうことができる０比２図く騨゛亀体鄭材１１
の表面における光４１１ｖｃ直角なＸ方向の屈折率別布
を示しであるが、状態Ａでは第２図（−）に示すよう膜
ヒータ１５の直下の部分、すなわち光軸方向がその両側
に対して屈折率が高くなる。状態Ｂでは、第２図（ｂ）
に示すように膜ヒータ１６の直下で、光軸に離れた場所
が屈折率が高くなり、膜ヒータ１５の直下は屈折率か常
温時の値でその両側の屈折率値より低くなっている０従
って、状態Ａでは光ファイバ１２１のコア１３１から放
射された光は膜ヒータ１５の直下の部分に大部分閉じこ
められて、光ファイバ１２２のコア１３２ Ｋ入射する
。ところが状態Ｂでは、コア１５１から放射された光は
光軸の両側に効果的に拡散して行く。そしてこの膜ヒー
タ１６の直下をとおって、とじこめられた光はこの部分
を出て光ファイバ１２２のクラド部分に一部入るが、ク
ラド部分であるから光ファイバ１２２ヲ殆ど伝播しない
。従って状ＤＢでは光ファイバ１２２゜１２２間の光伝
達が殆どなく、消光比は、従来例の率に族ヒータ１５の
み設けｙｃ場合に対して格段と大きくなる。
第２実施例として、構造は第１実施例と同一にして誘電
体材質として例えばルチルなどのｄｎ／ｄＴ （０なる
誘電体基板を使用することができる。この場合の動作は
、膜ヒータ１６のみに電流を流すと、その直下の屈折率
が低くなり相対的に膜ヒータ１５の直下の部分の屈折率
が高くなるから光ファイバ１２１．１２２間に光伝達が
行なわれるが、膜ヒータ１５のみに電流を流すと、族ヒ
ータ１５の直下の部分の屈折率が低く、その両側が相対
的に高くなるから、光ファイバ１２１からの放射光は効
果的に拡散し、光ファイバ１２２への光伝達は極めて少
なくなる。このように第１実施例と全く同じ変調効果を
得ることができる。
体材質として例えばルチルなどのｄｎ／ｄＴ （０なる
誘電体基板を使用することができる。この場合の動作は
、膜ヒータ１６のみに電流を流すと、その直下の屈折率
が低くなり相対的に膜ヒータ１５の直下の部分の屈折率
が高くなるから光ファイバ１２１．１２２間に光伝達が
行なわれるが、膜ヒータ１５のみに電流を流すと、族ヒ
ータ１５の直下の部分の屈折率が低く、その両側が相対
的に高くなるから、光ファイバ１２１からの放射光は効
果的に拡散し、光ファイバ１２２への光伝達は極めて少
なくなる。このように第１実施例と全く同じ変調効果を
得ることができる。
本発明の光変調器を高密度に１個の共通の誘電体基板に
集積した第３実施例を、第４図に示す。誘電体基板１０
はＰＬＺＴ を用い、こ＼に光ファイバ１２１．１２
２の１０組の対を設ける。光ファイバ１２１．１２２は
コア径５０ ｐｍ、外径１２５ ｐｍの集束形マルチモ
ードファイバである。膜ヒータ１５゜１６ はＮｉ−
Ｃ１金属膜からなり、長さ２ ｍｙｘ 、 巾は３０
ｐｍで４２ ｐｍピッチで配列されている。中央の膜ヒ
ータ１５の接続電極１６１両側の膜ヒータ１６の接続電
極１７とがそれぞれ交叉しなりように基板１０に立体的
に配設されている。
集積した第３実施例を、第４図に示す。誘電体基板１０
はＰＬＺＴ を用い、こ＼に光ファイバ１２１．１２
２の１０組の対を設ける。光ファイバ１２１．１２２は
コア径５０ ｐｍ、外径１２５ ｐｍの集束形マルチモ
ードファイバである。膜ヒータ１５゜１６ はＮｉ−
Ｃ１金属膜からなり、長さ２ ｍｙｘ 、 巾は３０
ｐｍで４２ ｐｍピッチで配列されている。中央の膜ヒ
ータ１５の接続電極１６１両側の膜ヒータ１６の接続電
極１７とがそれぞれ交叉しなりように基板１０に立体的
に配設されている。
このデバイスはＰＬＺＴ の誘電体基板を用いるので
ｄａ／ｄＴ＞０であり、膜ヒータ１５ｉＣ通電したとき
に、光が伝達される０試作例でＦｉ３Ｖ通電時に平均消
光比１６ｄＢ、挿入損６ｄ１％光立上シ、立下りの時間
がａ ５ ｍｓ 程度の特性が得られた。本発明では
、従来例のように誘電体基板上に導波路を設け、さらに
導波路に光ファイバを連結するという２段階の連結方法
によらないから全体が極めて小型化され、面積１０ｍｍ
Ｘ １０ｍｔｙ６厚み５ ｍｍ程度にできた。
ｄａ／ｄＴ＞０であり、膜ヒータ１５ｉＣ通電したとき
に、光が伝達される０試作例でＦｉ３Ｖ通電時に平均消
光比１６ｄＢ、挿入損６ｄ１％光立上シ、立下りの時間
がａ ５ ｍｓ 程度の特性が得られた。本発明では
、従来例のように誘電体基板上に導波路を設け、さらに
導波路に光ファイバを連結するという２段階の連結方法
によらないから全体が極めて小型化され、面積１０ｍｍ
Ｘ １０ｍｔｙ６厚み５ ｍｍ程度にできた。
以上、第１〜第５実施例とも、熱、光学効果を行なわせ
る誘電体部材は光ファイバを支持する基板と一体の同−
材質板から形成しているが、光ファイバ支持基板は本発
明の機能部分でないから、両者を別の材質のものとして
よいことはいうまでもなＬｎ。
る誘電体部材は光ファイバを支持する基板と一体の同−
材質板から形成しているが、光ファイバ支持基板は本発
明の機能部分でないから、両者を別の材質のものとして
よいことはいうまでもなＬｎ。
〔発明の効果」
以上、詳しく説明したように、本発明による光変調器は
、スイッチモードの動作で、極めて消光比が高い動作が
得られた。さらに従来の熱光学効果を利用した光変調器
では、光変調器と光ファイバとをさらに連結するので、
挿入俸失が大きかったが、本発明では光ファイバを直接
、熱光学効果を示す部材に連結するので、この挿入損６
ｄ１なくすることができた。さらに、構造上形状的に小
形化できる利点があるので、集積化に適している。従っ
て、レーザプリンタのヘッド、その他各種端末機器の検
出ヘッドとして有用である。
、スイッチモードの動作で、極めて消光比が高い動作が
得られた。さらに従来の熱光学効果を利用した光変調器
では、光変調器と光ファイバとをさらに連結するので、
挿入俸失が大きかったが、本発明では光ファイバを直接
、熱光学効果を示す部材に連結するので、この挿入損６
ｄ１なくすることができた。さらに、構造上形状的に小
形化できる利点があるので、集積化に適している。従っ
て、レーザプリンタのヘッド、その他各種端末機器の検
出ヘッドとして有用である。
第１図は、本発明の一実施例の断面図、平面図、第２図
は第１図の誘電体部材の表面上の、光軸に垂直方向の屈
折率分布を示す図、第３図は第１図の素子を集積化した
実施例を示す図、第４図は従来の熱光学効果音利用した
光変調器を示す図、第５図は、第４図の素子のギャップ
領域の光軸に垂直方向の屈折率分布を示す図である。 １・・・誘電体基板、 ２１．２２・・・導波路、３
・・・膜ヒータ、 ４・・・ギャップ領域、１２１
．１２２・・・光ファイバ、１０・・・変板、１１・・
・誘電体部材、１５．１６・・・膜ヒータ、１３１、１
３２・・・コア １７．１８・・・電極。 特許出願人 日本電気株式会社 第３図 １只 第４図 第５図
は第１図の誘電体部材の表面上の、光軸に垂直方向の屈
折率分布を示す図、第３図は第１図の素子を集積化した
実施例を示す図、第４図は従来の熱光学効果音利用した
光変調器を示す図、第５図は、第４図の素子のギャップ
領域の光軸に垂直方向の屈折率分布を示す図である。 １・・・誘電体基板、 ２１．２２・・・導波路、３
・・・膜ヒータ、 ４・・・ギャップ領域、１２１
．１２２・・・光ファイバ、１０・・・変板、１１・・
・誘電体部材、１５．１６・・・膜ヒータ、１３１、１
３２・・・コア １７．１８・・・電極。 特許出願人 日本電気株式会社 第３図 １只 第４図 第５図
Claims (1)
- 一対の光ファイバが、屈折率の温度依存性を有する光透
過性の誘電体部材をはさんで、対向して配置され、該誘
電体部材の表面上に、前記一対の光ファイバのコアを延
長した部位の直上に第１の膜ヒータを該膜ヒータの両側
に第２の膜ヒータを設け、前記第１の膜ヒータと第２の
膜ヒータとに電流を切替えて通電し、前記光ファイバ間
の光通路を形成あるいは遮断することを特徴とする光変
調器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13237384A JPS6111728A (ja) | 1984-06-27 | 1984-06-27 | 光変調器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13237384A JPS6111728A (ja) | 1984-06-27 | 1984-06-27 | 光変調器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6111728A true JPS6111728A (ja) | 1986-01-20 |
Family
ID=15079851
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13237384A Pending JPS6111728A (ja) | 1984-06-27 | 1984-06-27 | 光変調器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6111728A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20110002578A1 (en) * | 2008-03-13 | 2011-01-06 | Nec Corporation | Optical device, method for manufacturing the same and optical integrated device using the same |
-
1984
- 1984-06-27 JP JP13237384A patent/JPS6111728A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20110002578A1 (en) * | 2008-03-13 | 2011-01-06 | Nec Corporation | Optical device, method for manufacturing the same and optical integrated device using the same |
| US8515225B2 (en) * | 2008-03-13 | 2013-08-20 | Nec Corporation | Optical device, method for manufacturing the same and optical integrated device using the same |
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