JPS6368825A - 光変調素子アレイ - Google Patents

光変調素子アレイ

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JPS6368825A
JPS6368825A JP61211563A JP21156386A JPS6368825A JP S6368825 A JPS6368825 A JP S6368825A JP 61211563 A JP61211563 A JP 61211563A JP 21156386 A JP21156386 A JP 21156386A JP S6368825 A JPS6368825 A JP S6368825A
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JP
Japan
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waveguide
optical
optical modulation
adjacent
light
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Pending
Application number
JP61211563A
Other languages
English (en)
Inventor
Keiji Kataoka
慶二 片岡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL 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
    • G02F1/00Devices 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
    • G02F1/01Devices 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 
    • G02F1/21Devices 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
    • G02F1/225Devices 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

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Integrated Circuits (AREA)
  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は導波路光変調素子に係り、特にレーザプリンタ
に好適な光変調素子アレイに関する。
〔従来の技術〕
従来の素子は「集積光学(発行元オーム社)」に記載の
ように単一の光変調部からなっている。
すなわち、L i N b Oa結晶上に第2図中1,
2゜3.4で示すような、Ti拡散した先導波路を設け
、レーザ光9をレンズ8により光導波路に導く。
光導波路1に導かれた単波光は2分岐光導波路2゜3に
分岐され、合流し先導波路4から出射する。
光が分岐し、合流するまでの光導波路長が等しく設定さ
れていると、分岐したレーザ光の位相は合流点では等し
くなり、強い光強度のレーザ光が結晶から出射する。分
岐導波路部上には電極5,6が配置してあり、電極に電
圧を印加すると導波路部では図中Z方向の電場が印加さ
れることになり、かつその方向はそれぞれの分岐した導
波路部では逆方向である。L i N b Oa結晶を
Zカット板とすると大きな電気光学定数r3gを利用で
き、比較的低い電圧で分岐した導波光の合流点での光の
位相差はπに設定できる。
以上のように設定すると、分岐した導波光は合流すると
干渉し光強度が弱められる。以−1−が第2図に示した
素子の変調原理であり、マツハツエーンダー型導波路光
変調素子とも称せられる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ところで、この技術は単一の光変調素子であり、複数個
アレイ化する時には多くの問題点が生じる。
すなわち、複数の光変調部へのレーザ光の導き方および
電圧が印加され、駆動された光変調部の隣りの光変調部
への電界のもれ等による誤動作の問題を解決しなければ
ならない。
本発明の目的はこれら課題を解決し、良好に動作する光
変調素子アレイを実現することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
」−記目的は、単一の光源からのレーザ光を複数個の光
変調部に導く光入力結合用導波層部とテーパーアレイ導
波路部を設けかつ、隣り合う光変調部の隣り合う分岐導
波路上に配置した電極を同電位とし駆動するあるいは、
隣り合う光変調部間に配置した電極をすべて同電位とす
ることにより達成される。、 〔実施例〕 以下、本発明の一実施例を第1図により説明する。
ZカットL i N b Os結晶7 、J:、 ニT
 i拡散した光導波路が設けられている。光入力結合用
導波層部10にはグレーティング11が設けられ、グレ
ーティング11に一様に拡げられたレーザ光9が照射さ
れている。
グレーティング11を照射したレーザ光9は導波層部に
導波される。光入力結合用導波層部10を導波した光は
テーパーアレイ導波路部12で分割され、入力光導波路
部1を通って複数の光変調部に導かれる。
テーパーアレイ導波路部12の動作を第3図で説明する
図(b)は(a)に示した切断面に沿った屈折率分布を
示す。
′J゛〕拡散した領域は高い屈折率をもち、非拡散領域
は低い屈折率をもつ。また拡散領域と非拡散領域との境
界は滑らかな屈折率分布をもっている。
このため図(a)に示すようにテーパー領域に入射して
くる光線15は上記した境界で滑らかにテーパ部内に閉
じこめられ、テーパー外部にもれることなく高効率に入
力光導波路部1に導かれる。
第1図において複数の光変調部の入力光導波路部1に導
かれた光は分岐光導波路部2,3に導かれ、合流し、出
力光導波路部4に達する。分岐光導波路部2,3には電
極5,6が配置され、ワイヤボンディング用電極パッド
13から電圧が印加される。出力光導波路部4の結晶端
面付近ではテーパ状光導波路で拡い導波路14になって
いる。
これは結晶端面から出射する光は導波路が拡い場合、回
折で拡がる角度が狭くなり、外部光学系による光束のけ
られ等の問題が無くせるからである。
第1図に示す電極構造の動作原理を第4図に示す。
相隣り合う光変調部の隣り合う分岐光導波路部の上に設
けられろ電極5は電気的に短絡させた構造となっている
。このような構造をとると、相隣り合う光変調部間には
電界が発生せずある光変調部が電圧を印加され駆動され
ても、隣りの光変調部がそれに影響されないようにする
ことができる。
このような電極構造を設定するために電極に印加する電
圧も差動駆動法を取る。すなわち、明点を発生させる時
隣り合う電極間の電位差を無くし、暗点を発生させる時
、隣り合う電極間に電位差を発生させる。
以下、駆動例を具体的に示す。
第4図に示すように出刃先導波路部4の結晶端面Ml、
M2・・・M6から出力したい光の分布を“101.1
010”とする。ただし、ここで1は光強度の明るいこ
と、0は光強度の暗いことを示す。
この場合、El、E2・・E8に印加する電圧パターン
はo、o、v、v、v、o、o、v、とする。
第4図(b)は(a)図に示すA−A’の結晶断面を示
す。電極5の下には分岐導波路2,3が有る。第4図(
a)に示したように電極5に電圧が印加されると、電圧
差のある導波路には22で示す電気力線が主トこ生じ、
電圧差のない導波路には電気力線がほとんど生じない。
導波路2,3に生じる電気力線の向きは主に結晶の厚み
方向であり、したがって図のように結晶の厚み方向をZ
軸とするようなZカットLiNb0a結晶を用いると、
大きな電気光学定数rgaを利用でき、小電圧で有効な
光変調が可能となる。
第5図はYカットL j、Nb0B結晶を用いた本発明
の光変調素子アレイを示す。複数の光変調部はZ方向に
配列されており、大きい電気光学係数r88を利用する
ために2方向に平行な電界を発生させる。この構造にお
いては隣り合う光変調部間に配置した電極23をすべて
コモン電位たとえば0ボルトとし、分岐導波路間に設け
た電極24(情報構成用電極と称する)に印加する電圧
で任意の光パターンと構成させる。23’ 、24’は
電圧を素子に供給するためのボンディングワイヤ用パッ
ドである。この構成では相隣り合う光変調部間にコモン
電位をもつ電極を設けたので、情報構成用電極24に任
意の電圧パターンを与えても電磁シールド効果のため光
変調部に駆動された電界が隣りの光変調部にもれ出る大
きさは小さくすることが可能である。図中25は結晶端
面から出射する変調された光を示す。
第6図は第5図に示した光変調素子アレイにおいて電極
に印加される電圧と得られる光パターンとの関係を説明
するための図である。情報構成用電極24にたとえば“
ovoovov”を印加した例を示している。第6図(
b)は第6図(a)におけるB−B′の断面図を示して
いる。電気力線26は電圧■の印加された部分に発生し
、その電界は主に2方向に平行である。この場合、Et
E2・・・E8に印加する電圧パターンはoovvv。
Ovvとする。
第7図は第1図に示した素子を用いた光情報構成装置を
示す。半導体レーザ18からの光をレンズ8でコリメー
トし、本発明の変調素子アレイに入射させる。素子アレ
イを出射する光は導波層の厚み方向に大きな角度でもっ
て出射するので、円筒レンズ19で平行光とし、レンズ
20で素子アレイが構成した光情報を所望の倍率で投影
する。
第5図の素子においては分岐導波路2,3が分岐してか
ら合流するまでの距離が等しい場合について説明した。
この場合は情報構成用電極24がコモン電極23と同電
位の時、明るい光強度が出力されるが、一方、電極23
と24が同電位のとき暗い光強度が出力される場合が便
利な時がある。
この時には分岐導波路2,3が分岐してから合流するま
での距離の差をλ/2に設定すると良い。
ただしここでλは導波光の実効的な光波長である。
〔発明の効果〕
本発明によれば小さな素子で大容量の光情報を構成でき
ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す図、第2図は従来の単
一の光変調素子を示す図、第3図はテーバアレイ主導波
路の動作を説明する図、第4図は第1図に示した電極構
造の動作を説明する図、第5図は第1図と異なる本発明
の光変調素子アレイを示す図、第6図は第5図に示した
電極構造の動作を説明する図、第7図は本発明の光変調
素子を用いた光情報構成装置の一実施例を示す図である
。 ■6図 ■Z

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、2分岐光導波路と電極部からなるマツハツエーンダ
    型波路光変調部を複数個並べ、単一の光源からのレーザ
    光を該複数個の該光変調部に導く光入力結合用導波層部
    と、テーパーアレイ導波路部とを設けたことを特徴とす
    る光変調素子アレイ。 2、特許請求の範囲第1項において、隣り合う光変調部
    の隣り合う導波路上に配置した電極を同電位として駆動
    することを特徴とする光変調素子アレイ。 3、特許請求の範囲第1項において、隣り合う光変調素
    子間に配置した電極をすべて同電位とすることを特徴と
    する光変調素子アレイ。
JP61211563A 1986-09-10 1986-09-10 光変調素子アレイ Pending JPS6368825A (ja)

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US4840447A (en) 1989-06-20

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