JPS6261123B2 - - Google Patents
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- JPS6261123B2 JPS6261123B2 JP55043431A JP4343180A JPS6261123B2 JP S6261123 B2 JPS6261123 B2 JP S6261123B2 JP 55043431 A JP55043431 A JP 55043431A JP 4343180 A JP4343180 A JP 4343180A JP S6261123 B2 JPS6261123 B2 JP S6261123B2
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- arms
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- electric field
- electrodes
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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
- G02F1/21—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 by interference
- G02F1/225—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 by interference in an optical waveguide structure
-
- 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
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- G02F1/0121—Operation of devices; Circuit arrangements, not otherwise provided for in this subclass
- G02F1/0123—Circuits for the control or stabilisation of the bias voltage, e.g. automatic bias control [ABC] feedback loops
-
- 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
- G02F2201/00—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00
- G02F2201/58—Arrangements comprising a monitoring photodetector
-
- 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
- G02F2203/00—Function characteristic
- G02F2203/19—Function characteristic linearised modulation; reduction of harmonic distortions
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は集積光学的光度変調器に係る。
特に強誘電体に於いて明らかな電気光学効果の
利用によつて集積技術と適合し得る種々の形状の
光変調器を製造し得る。これらの方法によれば屈
折率n0の基板の中にn0より大きい屈折率を持つ領
域を形成することによつて光学導波管を製造し得
る。これらの具体例の１個は２個のアームを持つ
干渉計から成り、前記干渉計の中で電気光学効果
によつて２個のアーム内の伝搬速度の差が生じ２
個のアームから出る波の間に電気的に制御された
位相差が生じる。
利用によつて集積技術と適合し得る種々の形状の
光変調器を製造し得る。これらの方法によれば屈
折率n0の基板の中にn0より大きい屈折率を持つ領
域を形成することによつて光学導波管を製造し得
る。これらの具体例の１個は２個のアームを持つ
干渉計から成り、前記干渉計の中で電気光学効果
によつて２個のアーム内の伝搬速度の差が生じ２
個のアームから出る波の間に電気的に制御された
位相差が生じる。
射出光度は位相差に伴なつて変化し、従つて電
気化学効果を誘起する電圧によつて変調され得
る。２個のアーム間の微分位相差の関数として得
られる光度の変化が正弦曲線を描くことは容易に
証明され且つ実験によつて確認され得る。アナロ
グ信号伝送に関する多数の適用では所定範囲の中
に直線状変化を配置することが必要である。この
ような直線状変化は変化曲線の変曲点の近くでの
み確実に得られる。
気化学効果を誘起する電圧によつて変調され得
る。２個のアーム間の微分位相差の関数として得
られる光度の変化が正弦曲線を描くことは容易に
証明され且つ実験によつて確認され得る。アナロ
グ信号伝送に関する多数の適用では所定範囲の中
に直線状変化を配置することが必要である。この
ような直線状変化は変化曲線の変曲点の近くでの
み確実に得られる。
本発明の目的は、公知の干渉計構造を利用しこ
れにオプトエレクトロニツクフイードバツク回路
を付加することによつて直線状変調の範囲を拡大
することである。
れにオプトエレクトロニツクフイードバツク回路
を付加することによつて直線状変調の範囲を拡大
することである。
このために本発明装置は干渉計の２個のアーム
内に電界を生成する能力を利用する。例えば１個
のアームは変調電圧から生じる電界の作用を受
け、別のアームはフイードバツク回路により励起
され出力光度に比例する電界の作用を受ける。従
つて本発明装置は、電気光学性を持つ基板の表面
Ｓに、入射光線を受容するための入力ガイドに接
続された２個のアームを持つ干渉計を含んでお
り、２個のアーム内を伝搬される光線分画が干渉
計の出力で出力ガイド内で結合され、射出光線の
強度がアームの少なくとも１個に印加された変調
電界によつて干渉計の中に導入された位相差の関
数であるように構成された光度変調器である。
内に電界を生成する能力を利用する。例えば１個
のアームは変調電圧から生じる電界の作用を受
け、別のアームはフイードバツク回路により励起
され出力光度に比例する電界の作用を受ける。従
つて本発明装置は、電気光学性を持つ基板の表面
Ｓに、入射光線を受容するための入力ガイドに接
続された２個のアームを持つ干渉計を含んでお
り、２個のアーム内を伝搬される光線分画が干渉
計の出力で出力ガイド内で結合され、射出光線の
強度がアームの少なくとも１個に印加された変調
電界によつて干渉計の中に導入された位相差の関
数であるように構成された光度変調器である。
本発明装置の特徴は、装置が更に出力ガイドに
挿入された光エネルギセパレータを含んでおり、
前記セパレータが得られた強度の１部の抜出して
別の変調電界を供給するホトデテクタに結合させ
得ることである。
挿入された光エネルギセパレータを含んでおり、
前記セパレータが得られた強度の１部の抜出して
別の変調電界を供給するホトデテクタに結合させ
得ることである。
本発明の別の特徴及び利点は添付図面に基く下
記の記載より明らかにされるであろう。
記の記載より明らかにされるであろう。
第１図は公知方法により光度を変調すべく機能
し得る２個のアームを持つ干渉計の概略説明図で
ある。この干渉計は内部に強度ＩEの光波が結合
された単一モード入力導波管１を含む。導波管１
は分岐点B1に於いて、単一モードガイドを構成
する平行な２個のアーム２，３に分岐される。ア
ーム２，３は分岐点B0に於いて再会し単一モー
ド出力導波管４を形成する。導波管４に於いて強
度ＩSを回収し得る。
し得る２個のアームを持つ干渉計の概略説明図で
ある。この干渉計は内部に強度ＩEの光波が結合
された単一モード入力導波管１を含む。導波管１
は分岐点B1に於いて、単一モードガイドを構成
する平行な２個のアーム２，３に分岐される。ア
ーム２，３は分岐点B0に於いて再会し単一モー
ド出力導波管４を形成する。導波管４に於いて強
度ＩSを回収し得る。
４個のガイド内の伝搬方向は同じである。電極
はガイド即ちアーム２，３の夫々の両側に配置さ
れている。例えば中央電極E0とアーム２の別の
側の電圧V2が印加される電極E2とアーム３の別
の側の電圧V3が印加される電極E3とが配置さ
れ、電極E0はアースに接続されている。図示の
如き電極の配置、即ちガイドを被覆せずガイドに
隣接する電極の配置は、ガイド２，３の夫々の中
に、図の平面内に有り光波の伝搬方向に垂直な電
界を生成する。この場合、ガイド内で利用される
伝搬モードはTEモードである。装置のアセンブ
リはニオブ酸リチウム（LiNbO3）、タンタル酸リ
チウム（LiTaO3）、砒化ガリウム（GaAs）の如
き電気光学性を持つ基板の表面に製造される。例
えばニオブ酸リチウム基板の中で光学導波管はチ
タンの拡散により形成される。この拡散は従来の
写真食刻法によつて選択的に行われる。
はガイド即ちアーム２，３の夫々の両側に配置さ
れている。例えば中央電極E0とアーム２の別の
側の電圧V2が印加される電極E2とアーム３の別
の側の電圧V3が印加される電極E3とが配置さ
れ、電極E0はアースに接続されている。図示の
如き電極の配置、即ちガイドを被覆せずガイドに
隣接する電極の配置は、ガイド２，３の夫々の中
に、図の平面内に有り光波の伝搬方向に垂直な電
界を生成する。この場合、ガイド内で利用される
伝搬モードはTEモードである。装置のアセンブ
リはニオブ酸リチウム（LiNbO3）、タンタル酸リ
チウム（LiTaO3）、砒化ガリウム（GaAs）の如
き電気光学性を持つ基板の表面に製造される。例
えばニオブ酸リチウム基板の中で光学導波管はチ
タンの拡散により形成される。この拡散は従来の
写真食刻法によつて選択的に行われる。
図示の如くガイドに印加される電界が図の平面
内にある場合、ニオブ酸リチウムの軸ｃもまた前
記平面内にあり、最大電界効果を有すべくガイド
１〜４の共通伝搬方向に垂直であるのが好まし
い。電圧V2とV3とが同符号を持つときはアーム
２及び３に印加される電界は逆向きである。これ
らの電界は２個のガイドの夫々の中の光波の伝搬
速度の変化を生起する。電圧V3はこの電圧に比
例する変化△B3を生起する。電圧V2は同様にこ
の電圧に比例する逆向きの変化−△B2を生起す
る。これらの速度変化によつて、最初の分岐点
B1では同位相を有していた２個の波が分岐B2に
於いてイド２，３から出るときにこれらの波の間
に位相差が生起される。この位相差△φは△
B3L3＋△B2L2に等しい。式中、L2及びL3は２個
の分岐点B1とB2との間の電極の長さである。通
常はL2＝L3＝Ｌである。従つて△φ＝（△B3＋△
B2）Ｌである。勿論２個の電圧V2又はV3のいず
れかが０であつてもよく、変化△B3又は△B2の
１個のみが生じてもよい。位相差△φを式
π（Ｖ３＋Ｖ２）／Ｖ〓で示すことができる。式中のＶ
〓はπ に等しい位相差△φを生起する電圧の和である。
ガイド４内に回収される光波は分岐点B2に於い
てガイド２と３とから出る波が結合されたもので
ある。即ち、互いに△φの位相差を持つ強度αＩＥ／２ の２個の波が結合されたものである。従つて最終
強度ＩSを式αＩＥ／２（１＋Mcos△φ）＝ＩＥ／２〔
１＋ Mcosπ（Ｖ３＋Ｖ２）／Ｖ〓〕で示すことができる。式
中の α及びＭは、給合損と干渉計の非対称性とに基い
た定数である。
内にある場合、ニオブ酸リチウムの軸ｃもまた前
記平面内にあり、最大電界効果を有すべくガイド
１〜４の共通伝搬方向に垂直であるのが好まし
い。電圧V2とV3とが同符号を持つときはアーム
２及び３に印加される電界は逆向きである。これ
らの電界は２個のガイドの夫々の中の光波の伝搬
速度の変化を生起する。電圧V3はこの電圧に比
例する変化△B3を生起する。電圧V2は同様にこ
の電圧に比例する逆向きの変化−△B2を生起す
る。これらの速度変化によつて、最初の分岐点
B1では同位相を有していた２個の波が分岐B2に
於いてイド２，３から出るときにこれらの波の間
に位相差が生起される。この位相差△φは△
B3L3＋△B2L2に等しい。式中、L2及びL3は２個
の分岐点B1とB2との間の電極の長さである。通
常はL2＝L3＝Ｌである。従つて△φ＝（△B3＋△
B2）Ｌである。勿論２個の電圧V2又はV3のいず
れかが０であつてもよく、変化△B3又は△B2の
１個のみが生じてもよい。位相差△φを式
π（Ｖ３＋Ｖ２）／Ｖ〓で示すことができる。式中のＶ
〓はπ に等しい位相差△φを生起する電圧の和である。
ガイド４内に回収される光波は分岐点B2に於い
てガイド２と３とから出る波が結合されたもので
ある。即ち、互いに△φの位相差を持つ強度αＩＥ／２ の２個の波が結合されたものである。従つて最終
強度ＩSを式αＩＥ／２（１＋Mcos△φ）＝ＩＥ／２〔
１＋ Mcosπ（Ｖ３＋Ｖ２）／Ｖ〓〕で示すことができる。式
中の α及びＭは、給合損と干渉計の非対称性とに基い
た定数である。
唯１対の電極例えばE0とE3とを使用しても同
様の結果が得られる。この場合△B2＝０であり
ＩS＝αＩＥ／２（１＋McosπＶ３／Ｖ〓）である。
様の結果が得られる。この場合△B2＝０であり
ＩS＝αＩＥ／２（１＋McosπＶ３／Ｖ〓）である。
第２図は射出強度ＩSを分岐点B2の場所に存在
する位相差△φ又は電極E2，E3の少なくとも１
個に印加された電圧（又は電圧の和）に等しい電
圧Ｖの関数として示す曲線である。１個（又は複
数個）の電圧の符号はアースを基準とする。Ｖが
０のときは出力電圧ＩSが最大でＩSMの値を持
つ。Ｖの絶対値が増加すると光度ＩSが減少しＶ
＝Ｖ〓のときに最小値Ｉnが得られる。Ｖ〓／２の近 くではＩSの変化は最初のうちは△φ又はＶに従
つた直線状変化であると考えることができる。し
かし乍ら、Ｖ−Ｖ〓／２の関数たるＩSの変化の高調 波率（harmonic rate）はＶ〓／２から遠去かるにつ れて極めて急速に増加する。
する位相差△φ又は電極E2，E3の少なくとも１
個に印加された電圧（又は電圧の和）に等しい電
圧Ｖの関数として示す曲線である。１個（又は複
数個）の電圧の符号はアースを基準とする。Ｖが
０のときは出力電圧ＩSが最大でＩSMの値を持
つ。Ｖの絶対値が増加すると光度ＩSが減少しＶ
＝Ｖ〓のときに最小値Ｉnが得られる。Ｖ〓／２の近 くではＩSの変化は最初のうちは△φ又はＶに従
つた直線状変化であると考えることができる。し
かし乍ら、Ｖ−Ｖ〓／２の関数たるＩSの変化の高調 波率（harmonic rate）はＶ〓／２から遠去かるにつ れて極めて急速に増加する。
本発明によれば、高調波率２を減少させて得ら
れる強度変化曲線性を改良するために、第３図に
概略的に示されるようなフイードバツク回路が干
渉計に接続して備えられている。第３図でブロツ
ク５は第１図に示した干渉計アセンブリを示して
おり、ブロツク５は２個の電圧入力を有する。１
個の入力はＶMで示される変調電圧であり別の入
力はＶRで示されるフイードバツク電圧である。
後者の供給源に関しては後述する。干渉計５の入
力には強度ＩEの光波が到達し、干渉計の出力で
回収される強度ＩMの光波はセパレータ手段６に
よつて２分され射出強度たる定分画ＩSと電圧供
給ホトデテクタ７に印加される別の定分画ＩRと
が得られる。必要な場合ＩRは増幅器８により増
幅され、増幅器８はフイードバツク電圧ＶRを供
給する。干渉計に作用する総電圧Ｖは変調電圧Ｖ
Mと直線状関係によつて強度ＩRとＩMとに直結さ
れたフイードバツク電圧ＶRとの和である。従つ
て強度ＩMを式αＩＥ／２〔１＋Mcos（πＶＭ／Ｖ〓＋ πＧＩＭ／Ｖ〓）〕で示すことができる。式中のＧはセ
パ レータ６の透過係数とホトデテクタ７の係数と増
幅器８の利得とに結合された帰還率である。
れる強度変化曲線性を改良するために、第３図に
概略的に示されるようなフイードバツク回路が干
渉計に接続して備えられている。第３図でブロツ
ク５は第１図に示した干渉計アセンブリを示して
おり、ブロツク５は２個の電圧入力を有する。１
個の入力はＶMで示される変調電圧であり別の入
力はＶRで示されるフイードバツク電圧である。
後者の供給源に関しては後述する。干渉計５の入
力には強度ＩEの光波が到達し、干渉計の出力で
回収される強度ＩMの光波はセパレータ手段６に
よつて２分され射出強度たる定分画ＩSと電圧供
給ホトデテクタ７に印加される別の定分画ＩRと
が得られる。必要な場合ＩRは増幅器８により増
幅され、増幅器８はフイードバツク電圧ＶRを供
給する。干渉計に作用する総電圧Ｖは変調電圧Ｖ
Mと直線状関係によつて強度ＩRとＩMとに直結さ
れたフイードバツク電圧ＶRとの和である。従つ
て強度ＩMを式αＩＥ／２〔１＋Mcos（πＶＭ／Ｖ〓＋ πＧＩＭ／Ｖ〓）〕で示すことができる。式中のＧはセ
パ レータ６の透過係数とホトデテクタ７の係数と増
幅器８の利得とに結合された帰還率である。
第４図は射出強度ＩSの変化曲線の一般的形状
を変調電圧ＶMの関数として示す。
を変調電圧ＶMの関数として示す。
この曲線は鋸歯状形状を有しており、前記の如
くＶMがＶ〓の寄数倍のときに強度ＩSが最小であ
る。
くＶMがＶ〓の寄数倍のときに強度ＩSが最小であ
る。
例えばＶ〓と−Ｖ〓との間に、出力強度の変化
が変調電圧の関数たる直線状であると考えられる
電圧範囲が存在し得る。直線領域の範囲は高調波
率２と同様にフイードバツク率、即ちＧと入力光
度ＩEとに従属する。
が変調電圧の関数たる直線状であると考えられる
電圧範囲が存在し得る。直線領域の範囲は高調波
率２と同様にフイードバツク率、即ちＧと入力光
度ＩEとに従属する。
本発明の具体例は第５図に示されている。
変調器はニオブ酸リチウムから成る基板１１か
ら製造される。基板１１の面の１個Ｓにある厚み
まで写真食刻及びチタンによる拡散を行つてガイ
ド１，２，３及び４が形成される。図示の具体例
でニオブ酸リチウムに配向は、ガイド蒸着表面に
軸ｃが垂直になるように選択されている。ガイド
は第１図と同様に配置されている。第３図のセパ
レータ手段６は分岐点から成り、出力ガイド４の
延長上にアーム９が形成されている。
ら製造される。基板１１の面の１個Ｓにある厚み
まで写真食刻及びチタンによる拡散を行つてガイ
ド１，２，３及び４が形成される。図示の具体例
でニオブ酸リチウムに配向は、ガイド蒸着表面に
軸ｃが垂直になるように選択されている。ガイド
は第１図と同様に配置されている。第３図のセパ
レータ手段６は分岐点から成り、出力ガイド４の
延長上にアーム９が形成されている。
アーム９はエネルギの１分画を回収し、別の分
画はアーム１０内を伝搬される。アーム１０はア
ーム４及び９に対して小さい値の角度を形成して
いる。アーム９及び１０は基板１１の１端まで伸
びている。同様にアーム１は他端まで伸びてい
る。アーム１に結合された光エネルギは例えば、
基板１１の断面に結合された光学繊維１４から到
達する。同様にアーム９内を通る出力エネルギも
また基板１１の断面に結合された光学繊維１２に
より回収され得る。アーム１０内で伝搬されるエ
ネルギは基板１１の対応端に結合されたホトダイ
オード７により回収される。ニオブ酸リチウムの
配向の選択に基いて、電極E0，E2及びE3は、ガ
イド２及び３内に生成される電界が軸ｃに平行で
あり、従つて表面Ｓに垂直になるように配置され
ている。この場合、ガイド内で使用される伝搬モ
ードはTMモードである。このために、各電極対
E0−E3とE0−E2とのうちの１個の電極が夫々ガ
イド３及び２を被覆することが必要である。E0
はガイド３を被覆し、E2はガイド２を被覆す
る。従つて、アースに接続された電極E0に関し
て同じ極性を持つ電圧が電極E2，E3に印加され
ると、ガイド２と３との中で生成される電界は逆
向きである。
画はアーム１０内を伝搬される。アーム１０はア
ーム４及び９に対して小さい値の角度を形成して
いる。アーム９及び１０は基板１１の１端まで伸
びている。同様にアーム１は他端まで伸びてい
る。アーム１に結合された光エネルギは例えば、
基板１１の断面に結合された光学繊維１４から到
達する。同様にアーム９内を通る出力エネルギも
また基板１１の断面に結合された光学繊維１２に
より回収され得る。アーム１０内で伝搬されるエ
ネルギは基板１１の対応端に結合されたホトダイ
オード７により回収される。ニオブ酸リチウムの
配向の選択に基いて、電極E0，E2及びE3は、ガ
イド２及び３内に生成される電界が軸ｃに平行で
あり、従つて表面Ｓに垂直になるように配置され
ている。この場合、ガイド内で使用される伝搬モ
ードはTMモードである。このために、各電極対
E0−E3とE0−E2とのうちの１個の電極が夫々ガ
イド３及び２を被覆することが必要である。E0
はガイド３を被覆し、E2はガイド２を被覆す
る。従つて、アースに接続された電極E0に関し
て同じ極性を持つ電圧が電極E2，E3に印加され
ると、ガイド２と３との中で生成される電界は逆
向きである。
電気結線は、１方では電極E3を源１２に接続
して変調電圧ＶMを供給し、他方ではホトダイオ
ード７の出力を電極E2に接続してフイードバツ
ク電圧ＶRを供給する。軸ｃの配向の選択（第５
図ではガイド形成表面に垂直であり第１図では前
記表面に平行でガイド内の伝搬方向に垂直であ
る）及びその結果として選択される最大電気光学
効果を得るための電極の配置は変調器の効果に関
係がない。前記の如き選択は必要な場合、伝送シ
ステムの同じ基板１１の上に形成され得る別の装
置に基いて行われる。実際にはある種の装置の場
合、軸ｃの配向の選択は無関係ではない。従つて
変調器を別の装置に適応させる。第５図は最も頻
繁に使用される場合である。
して変調電圧ＶMを供給し、他方ではホトダイオ
ード７の出力を電極E2に接続してフイードバツ
ク電圧ＶRを供給する。軸ｃの配向の選択（第５
図ではガイド形成表面に垂直であり第１図では前
記表面に平行でガイド内の伝搬方向に垂直であ
る）及びその結果として選択される最大電気光学
効果を得るための電極の配置は変調器の効果に関
係がない。前記の如き選択は必要な場合、伝送シ
ステムの同じ基板１１の上に形成され得る別の装
置に基いて行われる。実際にはある種の装置の場
合、軸ｃの配向の選択は無関係ではない。従つて
変調器を別の装置に適応させる。第５図は最も頻
繁に使用される場合である。
第５図の装置では、ガイドの幅２μｍ及び深さ
もほぼ等しい値、アーム２，３の長さ５mm、アー
ム間距離60μｍ、分岐点B1，B2の角度１゜であ
る。変調率即ち比ＩＳＭ／Ｉｎの測定値は0.95であり特
性 電圧Ｖ〓は数ボルトであつた。ガイドに結合され
た光は波長λ＝0.63μｍのHeNeレーザーから発
せられ断面結合されている。装置を別の波長（例
えばGaAsレーザー）に使用することも可能であ
る。
もほぼ等しい値、アーム２，３の長さ５mm、アー
ム間距離60μｍ、分岐点B1，B2の角度１゜であ
る。変調率即ち比ＩＳＭ／Ｉｎの測定値は0.95であり特
性 電圧Ｖ〓は数ボルトであつた。ガイドに結合され
た光は波長λ＝0.63μｍのHeNeレーザーから発
せられ断面結合されている。装置を別の波長（例
えばGaAsレーザー）に使用することも可能であ
る。
第５図に示す本発明の変調器の具体例は、特に
電極の配置、セパレータ６の形状及びホトデテク
タ７の位置に関して種々の変形が可能である。第
６図はセパレータ６の方向性結合器から成る本発
明の具体例を示す。干渉計の出力アーム４の延長
上にガイド４６が形成されておりガイド４６から
小間隔を隔ててガイド４６と平行に同様のガイド
１０６が配設されている。ガイド４６内を伝搬さ
れる光は、凋落波現象によつてガイド１０６内に
結合される。ガイド４６と１０６とが結合し得べ
く互いに十分に接近しているように結合長さＬを
適切に選択すると結合器の出力で所定の法則に従
う光エネルギの分配を行うことが可能である。ガ
イド４６の延長上にガイド９が形成されており、
ガイド９内で出力光度ＩSが回収され得る。ガイ
ド１０６の延長上にガイド１０が形成されてお
り、フイードバツク電圧ＶRを供給し得るホトダ
イオード７がガイド１０に結合されている。
電極の配置、セパレータ６の形状及びホトデテク
タ７の位置に関して種々の変形が可能である。第
６図はセパレータ６の方向性結合器から成る本発
明の具体例を示す。干渉計の出力アーム４の延長
上にガイド４６が形成されておりガイド４６から
小間隔を隔ててガイド４６と平行に同様のガイド
１０６が配設されている。ガイド４６内を伝搬さ
れる光は、凋落波現象によつてガイド１０６内に
結合される。ガイド４６と１０６とが結合し得べ
く互いに十分に接近しているように結合長さＬを
適切に選択すると結合器の出力で所定の法則に従
う光エネルギの分配を行うことが可能である。ガ
イド４６の延長上にガイド９が形成されており、
ガイド９内で出力光度ＩSが回収され得る。ガイ
ド１０６の延長上にガイド１０が形成されてお
り、フイードバツク電圧ＶRを供給し得るホトダ
イオード７がガイド１０に結合されている。
第７図は本発明の別の変形具体例を示す。この
変形例では、ホトダイオード７はガイド４を通る
光エネルギの１部を回収すべくガイド４の上で表
面Ｓに固着されている。実際、ホトダイオード７
は例えばニオブ酸リチウムよりも極度に高い屈折
率を持つシリコンから製造されるので光エネルギ
の１分画がホトダイオードの方向に逃げる。別の
分画はガイド４の延長部９の中に回収される。こ
の具体例をセパレータ６が別個に製造されないの
で特に簡単である。
変形例では、ホトダイオード７はガイド４を通る
光エネルギの１部を回収すべくガイド４の上で表
面Ｓに固着されている。実際、ホトダイオード７
は例えばニオブ酸リチウムよりも極度に高い屈折
率を持つシリコンから製造されるので光エネルギ
の１分画がホトダイオードの方向に逃げる。別の
分画はガイド４の延長部９の中に回収される。こ
の具体例をセパレータ６が別個に製造されないの
で特に簡単である。
実際、ガイド―ダイオード接合によつて分割が
自動的に行われる。
自動的に行われる。
第８図は干渉計の制御電極の変形具体例を示
す。
す。
前記の記載では変調電界及びフイードバツク電
界は別個に、片方の電界が干渉計の１個のアーム
に印加され別の電界が別のアームに印加される。
これらの電界を２個のアームに同時的に印加する
ことが可能である。
界は別個に、片方の電界が干渉計の１個のアーム
に印加され別の電界が別のアームに印加される。
これらの電界を２個のアームに同時的に印加する
ことが可能である。
第８図の具体例では干渉計の各アーム長さの１
部が電圧ＶMにより生じる変調電界の作用を受
け、別の１部は電圧ＶRにより生じるフイードバ
ツク電界の作用を受ける。このためにアースに接
続された中央電極E0は前記と同様に２個のアー
ム２と３との間に配置されている。
部が電圧ＶMにより生じる変調電界の作用を受
け、別の１部は電圧ＶRにより生じるフイードバ
ツク電界の作用を受ける。このためにアースに接
続された中央電極E0は前記と同様に２個のアー
ム２と３との間に配置されている。
アーム２，３の両側で、アーム３に対して電極
Ｅ3M，Ｅ3R、アーム２に対してＥ2M，Ｅ2Rが配置
されている。
Ｅ3M，Ｅ3R、アーム２に対してＥ2M，Ｅ2Rが配置
されている。
電極Ｅ3M及びＥ2Mは電圧源ＶMに接続されてい
る。電極Ｅ3R及びＥ2Rはホトダイオード７又は増
幅器８の出力に接続されている。干渉計の２個の
アーム２，３に同じ強度及び逆向きの電界を印加
することによつて変調器の感度を増加し得る。即
ち、所与に位相差を得るために必要な変調電圧を
減少し得る。例えば電極Ｅ3MとＥ2Mとに前記の電
極E2及びE3と同じ長さを与えると、電極Ｅ2R及
びＥ3Rの長さは、所望のフイードバツク率を得る
ためにホトダイオードの出力で得られる電圧ＶR
の値に従つて選択され、変調器の感度は２倍にな
る。他方、装置の対称性の増加に伴なつて変調率
が増加し得る。
る。電極Ｅ3R及びＥ2Rはホトダイオード７又は増
幅器８の出力に接続されている。干渉計の２個の
アーム２，３に同じ強度及び逆向きの電界を印加
することによつて変調器の感度を増加し得る。即
ち、所与に位相差を得るために必要な変調電圧を
減少し得る。例えば電極Ｅ3MとＥ2Mとに前記の電
極E2及びE3と同じ長さを与えると、電極Ｅ2R及
びＥ3Rの長さは、所望のフイードバツク率を得る
ためにホトダイオードの出力で得られる電圧ＶR
の値に従つて選択され、変調器の感度は２倍にな
る。他方、装置の対称性の増加に伴なつて変調率
が増加し得る。
別の電極配置も可能である。例えば２個のガイ
ドの１個に対して２対の電極の片方を省略しても
よく、又は片側に２個の電極を維持して別の側に
唯１個の電極を配置してもよく、又は、１方が変
調電圧に比例し他方がフイードバツクを供給する
出力光度に比例する別個の２個の電界を得ること
が可能な別のいかなる装置を使用してもよい。
ドの１個に対して２対の電極の片方を省略しても
よく、又は片側に２個の電極を維持して別の側に
唯１個の電極を配置してもよく、又は、１方が変
調電圧に比例し他方がフイードバツクを供給する
出力光度に比例する別個の２個の電界を得ること
が可能な別のいかなる装置を使用してもよい。
前記の変調器は別の光学機能素子と共に、例え
ば光学電気通信用伝送システム内で使用され得る
集積光学回路の中に集積され得る。
ば光学電気通信用伝送システム内で使用され得る
集積光学回路の中に集積され得る。
第１図は公知の種類の変調器の概略説明図、第
２図は第１図の変調器の応答曲線の概略図、第３
図は本発明の変調器の概略説明図、第４図は本発
明の変調器の応答曲線の概略図、第５図は本発明
の変調器の具体例の説明図、第６，７及び８図は
第５図の変調器のある種の部分の変形具体例の説
明図である。 １……導波管、２，３……アーム、４……導波
管、５……干渉計アセンブリ、６……セパレー
タ、７……ホトデテクタ、８……増幅器。
２図は第１図の変調器の応答曲線の概略図、第３
図は本発明の変調器の概略説明図、第４図は本発
明の変調器の応答曲線の概略図、第５図は本発明
の変調器の具体例の説明図、第６，７及び８図は
第５図の変調器のある種の部分の変形具体例の説
明図である。 １……導波管、２，３……アーム、４……導波
管、５……干渉計アセンブリ、６……セパレー
タ、７……ホトデテクタ、８……増幅器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 電気光学特性を持つ基板の表面Ｓに、入射光
線を受容すべく単一モード入力ガイドに接続さ
れ、単一モードガイドを形成する２個のアームを
持つ干渉計を含んでおり、２個のアーム内で伝播
される光線分画が単一モード出力ガイド内の干渉
計の出口で結合し、射出光線の強度はアームの少
なくとも一個に印加された変調電界により干渉計
の中に導入された位相差に依存している光度変調
器に於いて、変調器が更に、少なくとも前記アー
ムの他の１個にフイードバツク変調電界を供給す
るホトデテクタに結合すべく、射出強度の一部を
抽出するために、出力ガイドに挿入された光エネ
ルギセパレーターを含んでおり、それにより出力
光強度の直線領域が改善されることを特徴とする
光度変調器。 ２ 干渉計とガイドとが、基板の屈折率より大き
い屈折率を持つ領域の形成によつて基板の面の一
個の上に製造されることを特徴とする特許請求の
範囲第１項に記載の変調器。 ３ 基板がニオブ酸リチウムから成り、干渉計と
ガイドとがチタンの局部拡散によつて形成される
ことを特徴とする特許請求の範囲第２項に記載の
変調器。 ４ 第１電極はアームの１個を選択的に被覆する
ように２個のアーム間に配置されており、第２電
極は前記アームに隣接するように配置されてお
り、第３電極は他の一個のアームを被覆するよう
に配置されており、表面Ｓに垂直な電界がガイド
内に生成されることを特徴とする特許請求の範囲
第３項に記載の変調器。 ５ 基板の軸Ｃがガイド内に生成される電界に平
行になるように基板が配向されることを特徴とす
る特許請求の範囲第３項に記載の変調器。 ６ セパレータが出力ガイド内のホークによつて
形成されていることを特徴とする特許請求の範囲
第２項に記載の変調器。 ７ セパレータが二分岐方向性結合器によつて形
成され、一方の分岐が出力ガイドによつて形成さ
れることを特徴とする特許請求の範囲第２項に記
載の変調器。 ８ ホトデテクタが出力ガイドの上方で基板の面
Ｓに固着されており、セパレータがガイドとホト
ダイオードとの間の光結合により形成されること
を特徴とする特許請求の範囲第２項に記載の変調
器。 ９ 変調電界とフイードバツク電界とが夫々干渉
計の２個のアームに印加され、第１電極と第２電
極との間及び第１電極と第３電極との間で得られ
ること、及び、前記の３個の電極は、第２電極及
び第３電極の夫々に印加され且つ第１電極に関し
て同じ極性を持つ電圧が２個のアーム内に逆向き
の電界を生成するように配置されていることを特
徴とする特許請求の範囲第２項に記載の変調器。 １０ ３個の電極が干渉計のアームに隣接するよ
うに配置されており、第１電極はアーム内に表面
Ｓに平行な電界を生成すべく干渉計の両側に配置
されていることを特徴とする特許請求の範囲第９
項に記載の変調器。 １１ 変調電界とフイードバツク電界とが同方向
を有しており且つアームの１個の長さに沿つて継
続的に配置された２組の電極を介してアームの少
なくとも１個に印加されることを特徴とする特許
請求の範囲第２項に記載の変調器。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR7908372A FR2453426A1 (fr) | 1979-04-03 | 1979-04-03 | Modulateur d'intensite lumineuse en optique integree et circuit optique integre comportant un tel modulateur |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55134818A JPS55134818A (en) | 1980-10-21 |
| JPS6261123B2 true JPS6261123B2 (ja) | 1987-12-19 |
Family
ID=9223892
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4343180A Granted JPS55134818A (en) | 1979-04-03 | 1980-04-02 | Luminuous intensity modulator |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4340272A (ja) |
| EP (1) | EP0017571B1 (ja) |
| JP (1) | JPS55134818A (ja) |
| CA (1) | CA1142251A (ja) |
| DE (1) | DE3069398D1 (ja) |
| FR (1) | FR2453426A1 (ja) |
Families Citing this family (36)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4515430A (en) * | 1980-09-15 | 1985-05-07 | Massachusetts Institute Of Technology | Integrated optical transducers |
| US4415226A (en) * | 1980-12-31 | 1983-11-15 | Battelle Memorial Institute | Apparatus for controlling light in electrooptic waveguides with individually addressable electrodes |
| GB2096785B (en) * | 1981-04-09 | 1984-10-10 | Standard Telephones Cables Ltd | Integrated optic device |
| FR2508659A1 (fr) * | 1981-06-26 | 1982-12-31 | Thomson Csf | Procede et dipositif optique de conversion analogique-numerique |
| FR2510846A1 (fr) * | 1981-07-31 | 1983-02-04 | Trt Telecom Radio Electr | Dispositif de couplage d'un emetteur et d'un recepteur de rayonnement a une extremite d'une fibre optique |
| US4445751A (en) * | 1981-10-19 | 1984-05-01 | Westinghouse Electric Corp. | Metal coated, tapered, optical fiber coupled to substrate and method of fabrication |
| US4474429A (en) * | 1982-03-04 | 1984-10-02 | Westinghouse Electric Corp. | Affixing an optical fiber to an optical device |
| FR2528991A1 (fr) * | 1982-06-22 | 1983-12-23 | Thomson Csf | Dispositif optique integre modulateur independant de la polarisation incidente |
| FR2533714A1 (fr) * | 1982-09-28 | 1984-03-30 | Thomson Csf | Dispositif coupleur optique integre non lineaire et oscillateur parametrique comprenant un tel dispositif |
| FR2558270B1 (fr) * | 1984-01-18 | 1986-04-25 | Comp Generale Electricite | Modulateur electro-optique interferentiel a haute sensibilite |
| US4798437A (en) * | 1984-04-13 | 1989-01-17 | Massachusetts Institute Of Technology | Method and apparatus for processing analog optical wave signals |
| US4887878A (en) * | 1984-06-14 | 1989-12-19 | Polaroid Corporation | Optical modulation device |
| US4607909A (en) * | 1984-06-14 | 1986-08-26 | Polaroid Corporation | Method for modulating a carrier wave |
| DE3671986D1 (de) * | 1985-03-18 | 1990-07-19 | Nec Corp | Vorrichtung zur regelung der polarisation mit einem strahlteiler. |
| SE463740B (sv) * | 1985-04-30 | 1991-01-14 | Ericsson Telefon Ab L M | Elektrooptisk modulator |
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| US4899042A (en) * | 1987-11-17 | 1990-02-06 | The Boeing Company | Integrated optic field sensor consisting of an interferometer formed in substrate |
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| US5015053A (en) * | 1989-04-25 | 1991-05-14 | Massachusetts Institute Of Technology | Reduction of modulator non-linearities with independent bias angle control |
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| SE469458B (sv) * | 1991-12-20 | 1993-07-05 | Ericsson Telefon Ab L M | Foerfarande foer att linearisera en oeverfoeringsfunktion |
| US5361157A (en) * | 1992-08-25 | 1994-11-01 | Nippon Hoso Kyokai | Bidirectional light transmission system and optical device therefor |
| FR2784185B1 (fr) | 1998-10-06 | 2001-02-02 | Thomson Csf | Dispositif pour l'harmonisation entre une voie d'emission laser et une voie passive d'observation |
| US7200289B2 (en) | 2000-03-15 | 2007-04-03 | Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. | Optical waveguide modulator with output light monitor |
| JP2002054998A (ja) * | 2000-08-10 | 2002-02-20 | Agilent Technol Inc | 光サンプリングシステム |
| US7065302B1 (en) | 2000-09-15 | 2006-06-20 | Lockheed Martin Corporation | High efficiency optical feedback modulator and method of operation |
| US6760493B2 (en) * | 2001-06-28 | 2004-07-06 | Avanex Corporation | Coplanar integrated optical waveguide electro-optical modulator |
| GB2408811B (en) * | 2003-12-06 | 2005-11-23 | Bookham Technology Plc | Optical Modulator |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA1013854A (en) * | 1973-02-20 | 1977-07-12 | John S. Winslow | Videodisc mastering system |
| JPS49115562A (ja) * | 1973-03-08 | 1974-11-05 | ||
| US4070094A (en) * | 1975-08-25 | 1978-01-24 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Optical waveguide interferometer modulator-switch |
| US3995311A (en) * | 1975-09-22 | 1976-11-30 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Optical logic elements |
| US4211467A (en) * | 1978-01-13 | 1980-07-08 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Optically-controlled two-channel integrated optical switch |
-
1979
- 1979-04-03 FR FR7908372A patent/FR2453426A1/fr active Granted
-
1980
- 1980-03-28 DE DE8080400419T patent/DE3069398D1/de not_active Expired
- 1980-03-28 EP EP80400419A patent/EP0017571B1/fr not_active Expired
- 1980-04-01 CA CA000348938A patent/CA1142251A/en not_active Expired
- 1980-04-02 JP JP4343180A patent/JPS55134818A/ja active Granted
- 1980-04-02 US US06/136,474 patent/US4340272A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS55134818A (en) | 1980-10-21 |
| EP0017571B1 (fr) | 1984-10-10 |
| FR2453426B1 (ja) | 1982-11-19 |
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| DE3069398D1 (en) | 1984-11-15 |
| CA1142251A (en) | 1983-03-01 |
| US4340272A (en) | 1982-07-20 |
| FR2453426A1 (fr) | 1980-10-31 |
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