JPS63300219A - 偏光制御デバイス - Google Patents
偏光制御デバイスInfo
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- JPS63300219A JPS63300219A JP13726887A JP13726887A JPS63300219A JP S63300219 A JPS63300219 A JP S63300219A JP 13726887 A JP13726887 A JP 13726887A JP 13726887 A JP13726887 A JP 13726887A JP S63300219 A JPS63300219 A JP S63300219A
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- Japan
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- electrodes
- polarization control
- waveguide
- control device
- substrate
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- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 15
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- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims description 12
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 9
- GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N lithium niobate Chemical compound [Li+].[O-][Nb](=O)=O GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 9
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
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- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 abstract 1
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- ORQBXQOJMQIAOY-UHFFFAOYSA-N nobelium Chemical compound [No] ORQBXQOJMQIAOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
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Landscapes
- Optical Integrated Circuits (AREA)
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】
（卒業上の利用分野）
本発明は、光通信通信システムや光フアイバセンサ等に
利用される偏光制御デバイスに関するものである。
利用される偏光制御デバイスに関するものである。
（従来の技術）
コヒーレント光通信システムや光フアイバーセンサ等で
は、任意の入射偏光を任意の出射偏光に変換するための
偏光制御器が必要である。偏光制御器に用いられるデバ
イスでは、導波路型のものが、小型、軽量、量産性、他
の素子との集積化が可能などの点から有望である。
は、任意の入射偏光を任意の出射偏光に変換するための
偏光制御器が必要である。偏光制御器に用いられるデバ
イスでは、導波路型のものが、小型、軽量、量産性、他
の素子との集積化が可能などの点から有望である。
このような導波路型偏光制御デバイスは、嶋田らにより
昭和６１年度電子通信学会光・電波部門全国大会講演論
文集、２６９．１９８１年において発表されたフェイズ
シフタおよびモードコンバータを、フェイズシフタ、モ
ードコンバータ、フェイズシフタの順に接続することに
より構成できる。
昭和６１年度電子通信学会光・電波部門全国大会講演論
文集、２６９．１９８１年において発表されたフェイズ
シフタおよびモードコンバータを、フェイズシフタ、モ
ードコンバータ、フェイズシフタの順に接続することに
より構成できる。
（発明が解決しようとする問題点）
前述した導波路型偏光制御デバイスでは、入射光または
出射光の偏光状態たとえば偏光角が一定方向に回転し続
けると、フェイズシフタまたはモードコンバータの駆動
電圧が上昇し続け、ついには限界電圧に達し偏光制御不
能となる。
出射光の偏光状態たとえば偏光角が一定方向に回転し続
けると、フェイズシフタまたはモードコンバータの駆動
電圧が上昇し続け、ついには限界電圧に達し偏光制御不
能となる。
このように、従来技術を用いた導波路型偏光制御デバイ
スでは、偏光制御範囲に制限があるという問題点がある
。
スでは、偏光制御範囲に制限があるという問題点がある
。
（問題点を解決するための手段）
本発明による偏光制御デバイスでは、電気光学効果を有
する基板の表面部分に形成されたチャネル光導波路と、
該チャネル光導波路の光の伝搬方向に垂直な面内の任意
の方向に任意の大きさの電界を前記チャネル光導波路部
分に生じさせるための電極とを含んで構成される第１、
第２、第３の素子を直列に形成して構成されることによ
り前述の問題点を解決した。
する基板の表面部分に形成されたチャネル光導波路と、
該チャネル光導波路の光の伝搬方向に垂直な面内の任意
の方向に任意の大きさの電界を前記チャネル光導波路部
分に生じさせるための電極とを含んで構成される第１、
第２、第３の素子を直列に形成して構成されることによ
り前述の問題点を解決した。
（作用）
本発明による偏光制御デバイスを構成する直列に接続さ
れた第１、第２、第３の素子では、チャネル光導波路の
光の伝搬方向に垂直な面内の任意の方向に任意の大きさ
の複屈折をチャネル導波路部分に生じさせることができ
る。各素子におけるリタデーションを順にｎ／２．、、
、／２ラジアン一定とし、おのおのの複屈折の方向を回
転させることにより、各素子はそれぞれ通常の１ノ４波
長板、１７２波長板、１７４波長板と同様の作用をする
。波長板として動作する各素子の複屈折の方向をそれぞ
れ適当な方向に設定することにより、通常の波長板の場
合と同様に任意の入射偏光を任意の出射偏光に変換でき
る。
れた第１、第２、第３の素子では、チャネル光導波路の
光の伝搬方向に垂直な面内の任意の方向に任意の大きさ
の複屈折をチャネル導波路部分に生じさせることができ
る。各素子におけるリタデーションを順にｎ／２．、、
、／２ラジアン一定とし、おのおのの複屈折の方向を回
転させることにより、各素子はそれぞれ通常の１ノ４波
長板、１７２波長板、１７４波長板と同様の作用をする
。波長板として動作する各素子の複屈折の方向をそれぞ
れ適当な方向に設定することにより、通常の波長板の場
合と同様に任意の入射偏光を任意の出射偏光に変換でき
る。
ここで複屈折の方向を回転させるのに必要な電圧は周期
的に変化し、上昇し続けるようなことはないので、入射
光または出射光のいかなる偏光状態の変化に対しても偏
光制御が可能である。すなわち、本発明による偏光制御
デバイスでは、偏光制御範囲に制限がない。
的に変化し、上昇し続けるようなことはないので、入射
光または出射光のいかなる偏光状態の変化に対しても偏
光制御が可能である。すなわち、本発明による偏光制御
デバイスでは、偏光制御範囲に制限がない。
（実施例）
以下に本発明について図面を用いて詳細に説明する。
第１図は本発明の一実施例を示す偏光制御デバイスの斜
視図である。ニオブ酸リチウム基板１００の表面部分に
選択的にＴｉを拡散することによりチャネル導波路１０
１が形成されている。チャネル導波路１０１における光
の伝搬方向は、ニオブ酸リチウム基板１００のＣ軸方向
にしである。ニオブ酸リチウム基板１００の表面上にお
いて、チャネル導波路１０１の真上および画側に第１、
第２、第３の電極１１０，１１１，１１２を設けること
により第１の素子１０２が構成されている。ここで第２
および第３の電極１１１，１１２は、それぞれ第１の電
極１１０から等距離にある。また、第１図には示してな
いのが、チャネル導波路１０１と第１の電極１１０の間
にはＣＶＤ法により５ｉ０２膜が形成されてい′る。こ
れは金属膜による導波路伝搬光の減衰を防ぐためである
。第２および第３の素子１０３，１０４は、第１の素子
１０２と同様の構造であり、第１、第２、第３の素子１
０２，１０３，１０４は、同一基板上でチャネル導波路
１０１の光の伝搬方向に直列にモノリシックに形成され
ている。
視図である。ニオブ酸リチウム基板１００の表面部分に
選択的にＴｉを拡散することによりチャネル導波路１０
１が形成されている。チャネル導波路１０１における光
の伝搬方向は、ニオブ酸リチウム基板１００のＣ軸方向
にしである。ニオブ酸リチウム基板１００の表面上にお
いて、チャネル導波路１０１の真上および画側に第１、
第２、第３の電極１１０，１１１，１１２を設けること
により第１の素子１０２が構成されている。ここで第２
および第３の電極１１１，１１２は、それぞれ第１の電
極１１０から等距離にある。また、第１図には示してな
いのが、チャネル導波路１０１と第１の電極１１０の間
にはＣＶＤ法により５ｉ０２膜が形成されてい′る。こ
れは金属膜による導波路伝搬光の減衰を防ぐためである
。第２および第３の素子１０３，１０４は、第１の素子
１０２と同様の構造であり、第１、第２、第３の素子１
０２，１０３，１０４は、同一基板上でチャネル導波路
１０１の光の伝搬方向に直列にモノリシックに形成され
ている。
ここで、第１、第２、第３の素子１０２，１０３，１０
４の各電極にそれぞれ後述するような有限である適当な
電圧を印加することにより、１／４波長板、１／２波長
板、１／４波長板と同様の働きをする。第１の素子１０
２側から偏光制御デバイスに入射した任意の偏光は、第
１の素子１０２で直線偏光に変換され、続いて第２の素
子１０３で任意の偏光方向の直線偏光に変換され、最後
に第３の素子１０４で任意の偏光に変換される。ここで
入射光および出射光の偏光状態のいかなる変化に対して
も第１、第２、第３の素子１０２．１０３，１０４の駆
動電圧は、ある一定値を越えることはない。すなわち、
本実施例の偏光制御デバイスでは偏光制御範囲に制限か
ない。尚、本実施例では、１つの基板上に各素子をモノ
シリツクに形成したが、各素子を個々に作製して直列に
接続してもさしつかえない。
４の各電極にそれぞれ後述するような有限である適当な
電圧を印加することにより、１／４波長板、１／２波長
板、１／４波長板と同様の働きをする。第１の素子１０
２側から偏光制御デバイスに入射した任意の偏光は、第
１の素子１０２で直線偏光に変換され、続いて第２の素
子１０３で任意の偏光方向の直線偏光に変換され、最後
に第３の素子１０４で任意の偏光に変換される。ここで
入射光および出射光の偏光状態のいかなる変化に対して
も第１、第２、第３の素子１０２．１０３，１０４の駆
動電圧は、ある一定値を越えることはない。すなわち、
本実施例の偏光制御デバイスでは偏光制御範囲に制限か
ない。尚、本実施例では、１つの基板上に各素子をモノ
シリツクに形成したが、各素子を個々に作製して直列に
接続してもさしつかえない。
第２図は本実施例の偏光制御デバイスを構成する波長板
として動作する素子の断面図であり、この素子は第１図
に示した第１、第２、第３の素子１０２．１０３，１０
４に相当するものである。第１および第２の電極２１０
，２１１には電源２００によってそれぞれ電圧ｖ１およ
びｖ２が印加される。第３の電極２１２は接地する。チ
ャネル導波路１０１の光の伝搬方向に垂直な面内におい
て、ニオブ酸リチウム基板１００の表面に垂直および水
平な方向の電界ＥｖおよびＥＨは、それぞれ電圧ｖ０お
よびｖ２によって生じる成分が支配的である。すなわち
、電界ＥｖおよびＥＨは、それぞれｖｌおよびｖ２によ
って任意に設定でき、近似的に次式で表わされる。
として動作する素子の断面図であり、この素子は第１図
に示した第１、第２、第３の素子１０２．１０３，１０
４に相当するものである。第１および第２の電極２１０
，２１１には電源２００によってそれぞれ電圧ｖ１およ
びｖ２が印加される。第３の電極２１２は接地する。チ
ャネル導波路１０１の光の伝搬方向に垂直な面内におい
て、ニオブ酸リチウム基板１００の表面に垂直および水
平な方向の電界ＥｖおよびＥＨは、それぞれ電圧ｖ０お
よびｖ２によって生じる成分が支配的である。すなわち
、電界ＥｖおよびＥＨは、それぞれｖｌおよびｖ２によ
って任意に設定でき、近似的に次式で表わされる。
１、Ｅ、１＝＝Ｖ２／Ｗ２
■ここでＷｌは第１の電極２１０と第２の
電極２１１、および第１の電極２１０と第３の電極２１
２の間隔である。また、Ｗ２は第２の電極２１１と第３
の電極２１２の間隔である。電界ＥＶＩＥＨを式■で表
わされるような関係にすると、チャネル導波路１０１部
分に生じる合成電界の強度はＥ。で、その方向は電界島
方向を基準としてθだけ回転した方向となる。
■ここでＷｌは第１の電極２１０と第２の
電極２１１、および第１の電極２１０と第３の電極２１
２の間隔である。また、Ｗ２は第２の電極２１１と第３
の電極２１２の間隔である。電界ＥＶＩＥＨを式■で表
わされるような関係にすると、チャネル導波路１０１部
分に生じる合成電界の強度はＥ。で、その方向は電界島
方向を基準としてθだけ回転した方向となる。
したがって、Ｅｏおよびθを適当に選ぶことにより、チ
ャネル導波路１０１部分に、任意の強度の電界を任意の
方向に設定することができる。この電界Ｅ。によって、
三浦らによって電子通信学会技術研究報告０ＱＥ８４−
１２５．１９８５年、２５ページから３２ページに示さ
れているように、導波路部分に一定の大きさの複屈折を
任意の方向に設定することができる。ここで複屈折の大
きさおよびその主軸の方向は、それぞれＥＯおよびｅに
よって一義的に決まる。この素子におけるリタデーショ
ンをｎまたは、／２ラジアンとなるように電界Ｅ。の大
きさを設定することにより、この素子は１／２波長板ま
たは１／４波長板と等価な動作をする。１／２波長板ま
たは１／４波長波長作動必要な電界Ｅ。は、それぞれ次
式で与えられる。
ャネル導波路１０１部分に、任意の強度の電界を任意の
方向に設定することができる。この電界Ｅ。によって、
三浦らによって電子通信学会技術研究報告０ＱＥ８４−
１２５．１９８５年、２５ページから３２ページに示さ
れているように、導波路部分に一定の大きさの複屈折を
任意の方向に設定することができる。ここで複屈折の大
きさおよびその主軸の方向は、それぞれＥＯおよびｅに
よって一義的に決まる。この素子におけるリタデーショ
ンをｎまたは、／２ラジアンとなるように電界Ｅ。の大
きさを設定することにより、この素子は１／２波長板ま
たは１／４波長板と等価な動作をする。１／２波長板ま
たは１／４波長波長作動必要な電界Ｅ。は、それぞれ次
式で与えられる。
ここでｎ。はニオブ酸リチウムの常光に対する屈折率、
ｒ２□はニオブ酸リチウムの電気光学係数、■は素子長
、λは波長である。
ｒ２□はニオブ酸リチウムの電気光学係数、■は素子長
、λは波長である。
Ｗｌ ＝ ４１１ｍ、Ｗ２ ＝ １６ｐｍ、１ ＝ １
０ｍｍ、λ＝ １．５５ｐｍのときの１／２波長波長作
動必要なＶｌおよびＶ２の最大値すなわちＷｌＥｏおよ
びＷ２Ｅｏは、それぞれ８．４ｖおよび３３．６Ｖであ
った。また、１７４波長板動作に必要なり１およびＶ２
の最大値は、１／２波長波長作動場合の半分の値である
。
０ｍｍ、λ＝ １．５５ｐｍのときの１／２波長波長作
動必要なＶｌおよびＶ２の最大値すなわちＷｌＥｏおよ
びＷ２Ｅｏは、それぞれ８．４ｖおよび３３．６Ｖであ
った。また、１７４波長板動作に必要なり１およびＶ２
の最大値は、１／２波長波長作動場合の半分の値である
。
なお、本素子では導波路の構造分散により、わずかな異
方性が生ずるため、これを補償するためにｖｌまたはｖ
２に一定のバイアスを加える必要がある。
方性が生ずるため、これを補償するためにｖｌまたはｖ
２に一定のバイアスを加える必要がある。
以上で述べた偏光制御デバイスにおいて、チャネル導波
路は平面基板上にイオン拡散により形成したものに限ら
ず、イオン交換によるもの、またはリッジ型やリブ型チ
ャネル導波路などでもよい。これらの場合電極は、チャ
ネル導波路の光の伝搬方向に垂直な面内の任意の方向に
任意の大きさの電界をチャネル導波路部分に生じさせる
ものであればよい。
路は平面基板上にイオン拡散により形成したものに限ら
ず、イオン交換によるもの、またはリッジ型やリブ型チ
ャネル導波路などでもよい。これらの場合電極は、チャ
ネル導波路の光の伝搬方向に垂直な面内の任意の方向に
任意の大きさの電界をチャネル導波路部分に生じさせる
ものであればよい。
ニオブ酸リチウム基板上にチャネル導波路を形成する場
合、Ｔｉを拡散した後に、さらに基板表面全体にＭｇＯ
を追拡散してもよい。これにより導波路はより等方向と
なるため、異方性を補償するためのバイアス電圧は減少
する。
合、Ｔｉを拡散した後に、さらに基板表面全体にＭｇＯ
を追拡散してもよい。これにより導波路はより等方向と
なるため、異方性を補償するためのバイアス電圧は減少
する。
偏光制御デバイスに用いる基板はニオブ酸リチウムに限
定されず、３回対称軸を持った電気光学結晶、またはＰ
ＬＺＴなとの電気光学セラミック等でもよい。３回対称
軸を持った電気光学結晶を用いる場合は、チャネル導波
路における光の伝搬方向は、光学軸方向とする。
定されず、３回対称軸を持った電気光学結晶、またはＰ
ＬＺＴなとの電気光学セラミック等でもよい。３回対称
軸を持った電気光学結晶を用いる場合は、チャネル導波
路における光の伝搬方向は、光学軸方向とする。
（発明の効果）
本発明による偏光制御デバイスでは、偏光制御範囲に制
限がない。したがって、入射光または出射光のいかなる
偏光状態の変化に対しても偏光制御を行うことができる
。
限がない。したがって、入射光または出射光のいかなる
偏光状態の変化に対しても偏光制御を行うことができる
。
第１図は本発明の一実施例を示す偏光制御デバイスの斜
視図、第２図は本実施例の偏光制御デバイスを構成する
波長板として動作する素子の断面図である。 図において、
視図、第２図は本実施例の偏光制御デバイスを構成する
波長板として動作する素子の断面図である。 図において、
Claims (1)
- 電気光学効果を有する基板の表面部分に形成されたチャ
ネル光導波路と、該チャネル光導波路の光の伝搬方向に
垂直な面内の任意の方向に任意の大きさの電界を前記チ
ャネル光導波路部部分に生じさせるための電極とを含ん
で構成される第１、第２、第３の素子を直列に形成して
構成されることを特徴とする偏光制御デバイス。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62137268A JP2534710B2 (ja) | 1987-05-29 | 1987-05-29 | 偏光制御デバイス |
| EP88106897A EP0289948B1 (en) | 1987-05-01 | 1988-04-29 | A polarization controller |
| DE8888106897T DE3874199T2 (de) | 1987-05-01 | 1988-04-29 | Einrichtung zur polarisationssteuerung. |
| US07/188,870 US4898441A (en) | 1987-05-01 | 1988-05-02 | Polarization controller |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62137268A JP2534710B2 (ja) | 1987-05-29 | 1987-05-29 | 偏光制御デバイス |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63300219A true JPS63300219A (ja) | 1988-12-07 |
| JP2534710B2 JP2534710B2 (ja) | 1996-09-18 |
Family
ID=15194701
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62137268A Expired - Lifetime JP2534710B2 (ja) | 1987-05-01 | 1987-05-29 | 偏光制御デバイス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2534710B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63313120A (ja) * | 1987-06-16 | 1988-12-21 | Fujitsu Ltd | 光偏波制御素子 |
| GB2362962A (en) * | 2000-02-01 | 2001-12-05 | Sdl Integrated Optics Ltd | Electro-optical polarisation device |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5025344A (ja) * | 1973-07-06 | 1975-03-18 | ||
| JPS6019109A (ja) * | 1983-06-21 | 1985-01-31 | アメリカン・テレフォン・アンド・テレグラフ・カムパニー | 波長同調可能なｔｅ−ｔｍ光モ−ド変換器 |
-
1987
- 1987-05-29 JP JP62137268A patent/JP2534710B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5025344A (ja) * | 1973-07-06 | 1975-03-18 | ||
| JPS6019109A (ja) * | 1983-06-21 | 1985-01-31 | アメリカン・テレフォン・アンド・テレグラフ・カムパニー | 波長同調可能なｔｅ−ｔｍ光モ−ド変換器 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63313120A (ja) * | 1987-06-16 | 1988-12-21 | Fujitsu Ltd | 光偏波制御素子 |
| GB2362962A (en) * | 2000-02-01 | 2001-12-05 | Sdl Integrated Optics Ltd | Electro-optical polarisation device |
| GB2362962B (en) * | 2000-02-01 | 2002-06-26 | Sdl Integrated Optics Ltd | Electro-optical polarisation device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2534710B2 (ja) | 1996-09-18 |
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