JPH06110025A - 光外部変調器 - Google Patents
光外部変調器Info
- Publication number
- JPH06110025A JPH06110025A JP28105492A JP28105492A JPH06110025A JP H06110025 A JPH06110025 A JP H06110025A JP 28105492 A JP28105492 A JP 28105492A JP 28105492 A JP28105492 A JP 28105492A JP H06110025 A JPH06110025 A JP H06110025A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical fiber
- substrate
- piezoelectric element
- sound wave
- optical
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 光ファイバ１と、その光ファイバが一方の面
に接合され、その光ファイバのクラッド層とほぼ同じ音
響インピーダンスを有する基板15と、その基板の他方の
面に設けられた圧電素子部９とからなり、基板15は音波
の伝搬速度が異なる二つの媒質15Ａ、15Ｂを接合したも
のからなり、その接合面19に圧電素子部15から放射され
る音波を光ファイバ１に向けて集束する曲面19ａを設け
た。 【効果】 圧電素子部を平らな基板上に成膜できるた
め、特性の均一な圧電素子部を容易に作製できる。圧電
素子部より発生した音波を光ファイバに向けて集束でき
るため、光ファイバ内を通過する光をきわめて効率よく
変調できる。
に接合され、その光ファイバのクラッド層とほぼ同じ音
響インピーダンスを有する基板15と、その基板の他方の
面に設けられた圧電素子部９とからなり、基板15は音波
の伝搬速度が異なる二つの媒質15Ａ、15Ｂを接合したも
のからなり、その接合面19に圧電素子部15から放射され
る音波を光ファイバ１に向けて集束する曲面19ａを設け
た。 【効果】 圧電素子部を平らな基板上に成膜できるた
め、特性の均一な圧電素子部を容易に作製できる。圧電
素子部より発生した音波を光ファイバに向けて集束でき
るため、光ファイバ内を通過する光をきわめて効率よく
変調できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバ中を伝搬す
る光を変調する光外部変調器に関するものである。
る光を変調する光外部変調器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】光通信等に使用される光変調器としては
従来、光源である半導体レーザー素子または発光ダイオ
ード等への印加電流を変化させて、その出力光を直接変
調する直接変調方式のものが一般的であったが、最近、
光ファイバ中を伝搬する直流光源からの光に外部から信
号を印加し、間接的に変調する光外部変調器が開発され
ている。
従来、光源である半導体レーザー素子または発光ダイオ
ード等への印加電流を変化させて、その出力光を直接変
調する直接変調方式のものが一般的であったが、最近、
光ファイバ中を伝搬する直流光源からの光に外部から信
号を印加し、間接的に変調する光外部変調器が開発され
ている。
【０００３】このような光外部変調器の一例としては、
基板材料にニオブ酸リチウム等を使用し、かつ電気光学
効果を用いた光導波路型のものがある。しかしこのタイ
プの光外部変調器は、高周波領域での変調特性には優れ
ているが、温度依存性が大きい上に非常に高価であると
いう欠点を有している。
基板材料にニオブ酸リチウム等を使用し、かつ電気光学
効果を用いた光導波路型のものがある。しかしこのタイ
プの光外部変調器は、高周波領域での変調特性には優れ
ているが、温度依存性が大きい上に非常に高価であると
いう欠点を有している。
【０００４】そこで、このような欠点を解消するものと
して音響光学効果を利用した図６または図７のような光
外部変調器が提案されている。図６の光外部変調器は、
光ファイバ１の外周面に、アルミニウム等からなる下部
電極３、酸化亜鉛等からなる圧電膜５、クロム−金合金
等からなる上部電極７をこの順で積層被覆して圧電素子
部９を形成したものである。また図７の光外部変調器
は、厚さ１mm程度の石英ガラス基板１１の一方の面に溝
１３を形成して光ファイバ１を配置すると共に、石英ガ
ラス基板１１の他方の面に下部電極３、圧電膜５、上部
電極７をこの順で積層して圧電素子部９を形成したもの
である。いずれも光伝送系への挿入損失がきわめて少な
く、安価である。
して音響光学効果を利用した図６または図７のような光
外部変調器が提案されている。図６の光外部変調器は、
光ファイバ１の外周面に、アルミニウム等からなる下部
電極３、酸化亜鉛等からなる圧電膜５、クロム−金合金
等からなる上部電極７をこの順で積層被覆して圧電素子
部９を形成したものである。また図７の光外部変調器
は、厚さ１mm程度の石英ガラス基板１１の一方の面に溝
１３を形成して光ファイバ１を配置すると共に、石英ガ
ラス基板１１の他方の面に下部電極３、圧電膜５、上部
電極７をこの順で積層して圧電素子部９を形成したもの
である。いずれも光伝送系への挿入損失がきわめて少な
く、安価である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来のこ
の種の光外部変調器には次のような問題があった。すな
わち図６の光外部変調器は、下部電極３、圧電膜５、上
部電極７を真空蒸着やスパッタリングにより成膜してい
るが、光ファイバ１の表面が曲面であるため均一な膜を
形成することが困難であった。
の種の光外部変調器には次のような問題があった。すな
わち図６の光外部変調器は、下部電極３、圧電膜５、上
部電極７を真空蒸着やスパッタリングにより成膜してい
るが、光ファイバ１の表面が曲面であるため均一な膜を
形成することが困難であった。
【０００６】また図７の光外部変調器は、駆動周波数が
高いと圧電素子部９で発生する音波の指向性がきわめて
鋭く、音波が石英ガラス基板１１内を直進するため、光
ファイバ１中の光を変調するのに寄与する圧電素子部は
ごく限られた部分のみとなり、効率がわるい。これを改
善するには圧電膜の縦横比を大きくして光ファイバに対
する有効長を長くすればよいが、そうすると圧電膜の幅
が小さくなるため、圧電膜と光ファイバとの相対位置に
高い精度が要求され、組立が困難になる。
高いと圧電素子部９で発生する音波の指向性がきわめて
鋭く、音波が石英ガラス基板１１内を直進するため、光
ファイバ１中の光を変調するのに寄与する圧電素子部は
ごく限られた部分のみとなり、効率がわるい。これを改
善するには圧電膜の縦横比を大きくして光ファイバに対
する有効長を長くすればよいが、そうすると圧電膜の幅
が小さくなるため、圧電膜と光ファイバとの相対位置に
高い精度が要求され、組立が困難になる。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記のような
課題を解決した光外部変調器を提供するもので、その構
成は、光ファイバと、その光ファイバが一方の面に接合
され、その光ファイバのクラッド層とほぼ同じ音響イン
ピーダンスを有する基板と、その基板の他方の面に下部
電極、圧電膜、上部電極の順で積層された圧電素子部と
からなり、前記基板は音波の伝搬速度が異なる複数の媒
質を接合したものからなり、その接合面に圧電素子部か
ら放射される音波を光ファイバに向けて集束する曲面を
設けたことを特徴とするものである。
課題を解決した光外部変調器を提供するもので、その構
成は、光ファイバと、その光ファイバが一方の面に接合
され、その光ファイバのクラッド層とほぼ同じ音響イン
ピーダンスを有する基板と、その基板の他方の面に下部
電極、圧電膜、上部電極の順で積層された圧電素子部と
からなり、前記基板は音波の伝搬速度が異なる複数の媒
質を接合したものからなり、その接合面に圧電素子部か
ら放射される音波を光ファイバに向けて集束する曲面を
設けたことを特徴とするものである。
【０００８】
【作用】このようにすると、下部電極、圧電膜、上部電
極を平面上に成膜できるため均一な膜が形成できると共
に、圧電素子部から発生した音波を光ファイバに向けて
集束できるため変調効率がよくなる。
極を平面上に成膜できるため均一な膜が形成できると共
に、圧電素子部から発生した音波を光ファイバに向けて
集束できるため変調効率がよくなる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細
に説明する。図１は本発明の一実施例を示す。この光外
部変調器は、音波の伝搬速度が異なる二つの媒質１５Ａ
と１５Ｂ接合した基板１５の一方の面に圧電素子部９を
一体に設け、他方の面に、被覆層を剥いでクラッド層が
むき出しになった光ファイバ１を接着材１７により音響
的に接合したものである。
に説明する。図１は本発明の一実施例を示す。この光外
部変調器は、音波の伝搬速度が異なる二つの媒質１５Ａ
と１５Ｂ接合した基板１５の一方の面に圧電素子部９を
一体に設け、他方の面に、被覆層を剥いでクラッド層が
むき出しになった光ファイバ１を接着材１７により音響
的に接合したものである。
【００１０】基板１５を構成する二つの媒質１５Ａと１
５Ｂは、光ファイバ１のクラッド層とほぼ同じ音響イン
ピーダンス（媒質の密度と音波の伝搬速度の積）を有し
ているが、一方の媒質１５Ａは例えば石英ガラスからな
り、他方の媒質１５Ｂは例えばフリントガラス１５Ｂか
らなっていて、前者の方が音波の伝搬速度が高い。二つ
の媒質１５Ａと１５Ｂの接合面１９には媒質１５Ｂ側が
凸の曲面１９ａを設けてある。
５Ｂは、光ファイバ１のクラッド層とほぼ同じ音響イン
ピーダンス（媒質の密度と音波の伝搬速度の積）を有し
ているが、一方の媒質１５Ａは例えば石英ガラスからな
り、他方の媒質１５Ｂは例えばフリントガラス１５Ｂか
らなっていて、前者の方が音波の伝搬速度が高い。二つ
の媒質１５Ａと１５Ｂの接合面１９には媒質１５Ｂ側が
凸の曲面１９ａを設けてある。
【００１１】このような基板１５は、例えば石英ガラス
の粉末を型に入れて曲面１９ａができるように固めた
後、その上にフリントガラスの粉末を積層し、高圧をか
けたまま昇温して溶融させることにより作ることができ
る。基板１５の厚さは例えば２mmであり、曲面１９ａの
曲率半径は１．２５mm、高さは０．５mmである。なお曲
面１９ａは図２に示すように球面の一部のようなもので
もよく、図３に示すように光ファイバ１の長手方向に伸
びる円筒面の一部のようなものでもよい。要するに曲面
１９ａは圧電素子部９の形状に合わせた形とする。
の粉末を型に入れて曲面１９ａができるように固めた
後、その上にフリントガラスの粉末を積層し、高圧をか
けたまま昇温して溶融させることにより作ることができ
る。基板１５の厚さは例えば２mmであり、曲面１９ａの
曲率半径は１．２５mm、高さは０．５mmである。なお曲
面１９ａは図２に示すように球面の一部のようなもので
もよく、図３に示すように光ファイバ１の長手方向に伸
びる円筒面の一部のようなものでもよい。要するに曲面
１９ａは圧電素子部９の形状に合わせた形とする。
【００１２】圧電素子部９は、基板１５の音波伝搬速度
の高い媒質（石英ガラス）１５Ａ側の面に、下部電極
３、圧電膜５、上部電極７をこの順で積層したものであ
る。下部電極３および上部電極７は厚さ０．２μm のア
ルミニウムからなり、圧電膜５は厚さ７μm の酸化亜鉛
からなる。膜の形成方法は真空蒸着やスパッタリングに
よる。
の高い媒質（石英ガラス）１５Ａ側の面に、下部電極
３、圧電膜５、上部電極７をこの順で積層したものであ
る。下部電極３および上部電極７は厚さ０．２μm のア
ルミニウムからなり、圧電膜５は厚さ７μm の酸化亜鉛
からなる。膜の形成方法は真空蒸着やスパッタリングに
よる。
【００１３】光ファイバ１は、基板１５の音波伝搬速度
の低い媒質（フリントガラス）１５Ｂ側の面に、石英ガ
ラス粉末の焼成体からなる接着材１７により音響的に接
合されている。音響的に接合とは両者の音響インピーダ
ンスがほぼ等しいことをいう。
の低い媒質（フリントガラス）１５Ｂ側の面に、石英ガ
ラス粉末の焼成体からなる接着材１７により音響的に接
合されている。音響的に接合とは両者の音響インピーダ
ンスがほぼ等しいことをいう。
【００１４】次にこの光外部変調器の動作を説明する。
圧電素子部９で発生する音波が例えば２００ＭＨｚ程度
の高周波では、発生する音波は平面波とみなせる。基板
１５内を直進する音波は接合面１９で反射、屈折を起こ
し、その際の入射角、屈折角は二つの媒質１５Ａ、１５
Ｂの音波の伝搬速度で定まる。図１のように媒質１５Ｂ
より媒質１５Ａの音波の伝搬速度を高くし、両媒質の接
合面１９に媒質１５Ｂ側が凸の曲面１９ａを設けておく
と、音波は光ファイバ１に向けて集束するようになる。
圧電素子部９で発生する音波が例えば２００ＭＨｚ程度
の高周波では、発生する音波は平面波とみなせる。基板
１５内を直進する音波は接合面１９で反射、屈折を起こ
し、その際の入射角、屈折角は二つの媒質１５Ａ、１５
Ｂの音波の伝搬速度で定まる。図１のように媒質１５Ｂ
より媒質１５Ａの音波の伝搬速度を高くし、両媒質の接
合面１９に媒質１５Ｂ側が凸の曲面１９ａを設けておく
と、音波は光ファイバ１に向けて集束するようになる。
【００１５】したがって直流光源から光ファイバ１に光
を入射し、下部電極３と上部電極７間に所定周波数の電
圧を印加すると、圧電素子部９から発生する音波が基板
１５中を伝搬するうちに集束され、光ファイバ１内を通
過する光をきわめて効率よく変調することができる。
を入射し、下部電極３と上部電極７間に所定周波数の電
圧を印加すると、圧電素子部９から発生する音波が基板
１５中を伝搬するうちに集束され、光ファイバ１内を通
過する光をきわめて効率よく変調することができる。
【００１６】図４に示す測定系により、この光外部変調
器の変調出力を測定したところ従来のものに比べ１２ｄ
Ｂ以上の向上が認められた。図４において、２１は上記
実施例の光外部変調器、２３は波長１．３３μm の半導
体レーザー素子、２５は偏光子、２７は光外部変調器２
１の駆動電源、２９は検光子、３１は光−電気変換器、
３３はスペクトラムアナライザ、３５はオシロスコープ
である。
器の変調出力を測定したところ従来のものに比べ１２ｄ
Ｂ以上の向上が認められた。図４において、２１は上記
実施例の光外部変調器、２３は波長１．３３μm の半導
体レーザー素子、２５は偏光子、２７は光外部変調器２
１の駆動電源、２９は検光子、３１は光−電気変換器、
３３はスペクトラムアナライザ、３５はオシロスコープ
である。
【００１７】なおこの光外部変調器は、基板１５内の接
合曲面１９ａの曲率を選ぶことにより、音波の集束の精
度をやや落とし、光ファイバ１の取付け精度の公差をゆ
るくすることが可能である。
合曲面１９ａの曲率を選ぶことにより、音波の集束の精
度をやや落とし、光ファイバ１の取付け精度の公差をゆ
るくすることが可能である。
【００１８】次に図５を参照して本発明の他の実施例を
説明する。この光外部変調器は、基板１５として圧電素
子部９側に音波の伝搬速度が低い媒質（例えばフリント
ガラス）１５Ｂを、光ファイバ１側に音波の伝搬速度が
高い媒質（例えば石英ガラス）１５Ａを使用したもので
ある。この場合は、両媒質の接合面１９に図示のように
媒質１５Ｂ側が凸の曲面１９ａを設けることにより、音
波を光ファイバ１に向けて集束させることができる。
説明する。この光外部変調器は、基板１５として圧電素
子部９側に音波の伝搬速度が低い媒質（例えばフリント
ガラス）１５Ｂを、光ファイバ１側に音波の伝搬速度が
高い媒質（例えば石英ガラス）１５Ａを使用したもので
ある。この場合は、両媒質の接合面１９に図示のように
媒質１５Ｂ側が凸の曲面１９ａを設けることにより、音
波を光ファイバ１に向けて集束させることができる。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、圧
電素子部を平らな基板上に成膜できるため、特性の均一
な圧電素子部を容易に作製できると共に、圧電素子部よ
り発生した音波を光ファイバに向けて集束できるため、
光ファイバ内を通過する光をきわめて効率よく変調する
ことができる。
電素子部を平らな基板上に成膜できるため、特性の均一
な圧電素子部を容易に作製できると共に、圧電素子部よ
り発生した音波を光ファイバに向けて集束できるため、
光ファイバ内を通過する光をきわめて効率よく変調する
ことができる。
【図１】 本発明に係る光外部変調器の一実施例を示す
断面図。
断面図。
【図２】 本発明の光外部変調器における基板内の接合
面の形状の一例を示す斜視図。
面の形状の一例を示す斜視図。
【図３】 同じく基板内の接合面の形状の他の例を示す
斜視図。
斜視図。
【図４】 光外部変調器の変調出力の測定系を示すブロ
ック図。
ック図。
【図５】 本発明に係る光外部変調器の他の実施例を示
す断面図。
す断面図。
【図６】 従来の光外部変調器の一例を示す斜視図。
【図７】 従来の光外部変調器の他の例を示す斜視図。
１：光ファイバ ３：下部電極 ５：圧電膜 ７：上部電極 ９：圧電素子部 １５：基板 １５Ａ：音波の伝搬速度が高い媒質 １５Ｂ：音波の伝搬速度が低い媒質 １７：接着材 １９：接合面 １９ａ：曲面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西川 重昭 東京都千代田区丸の内２丁目６番１号 古 河電気工業株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】光ファイバと、その光ファイバが一方の面
に接合され、その光ファイバのクラッド層とほぼ同じ音
響インピーダンスを有する基板と、その基板の他方の面
に下部電極、圧電膜、上部電極の順で積層された圧電素
子部とからなり、前記基板は音波の伝搬速度が異なる複
数の媒質を接合したものからなり、その接合面に圧電素
子部から放射される音波を光ファイバに向けて集束する
曲面を設けたことを特徴とする光外部変調器。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28105492A JPH06110025A (ja) | 1992-09-28 | 1992-09-28 | 光外部変調器 |
| PCT/JP1993/000148 WO1993022706A1 (en) | 1992-04-28 | 1993-02-05 | External modulator for optical communication |
| EP93903316A EP0591540A4 (en) | 1992-04-28 | 1993-02-05 | External modulator for optical communication |
| US08/170,346 US5506721A (en) | 1992-04-28 | 1993-02-05 | External modulator for optical communication |
| CA002112480A CA2112480A1 (en) | 1992-04-28 | 1993-02-05 | External modulator for optical communication |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28105492A JPH06110025A (ja) | 1992-09-28 | 1992-09-28 | 光外部変調器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06110025A true JPH06110025A (ja) | 1994-04-22 |
Family
ID=17633669
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28105492A Pending JPH06110025A (ja) | 1992-04-28 | 1992-09-28 | 光外部変調器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06110025A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8004485B2 (en) | 2006-11-16 | 2011-08-23 | Au Optronics Corp. | Liquid crystal display and gate modulation method thereof |
-
1992
- 1992-09-28 JP JP28105492A patent/JPH06110025A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8004485B2 (en) | 2006-11-16 | 2011-08-23 | Au Optronics Corp. | Liquid crystal display and gate modulation method thereof |
| US8558823B2 (en) | 2006-11-16 | 2013-10-15 | Au Optronics Corp. | Liquid crystal display and gate modulation method thereof |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4658658B2 (ja) | 光変調器 | |
| US4257016A (en) | Piezo-optic, total internal reflection modulator | |
| JP5421595B2 (ja) | 進行波型光変調器 | |
| US5471545A (en) | Optical external modulator for optical telecommunications | |
| JPS5821213A (ja) | 光結合装置 | |
| JP4907574B2 (ja) | 光変調器 | |
| US5506721A (en) | External modulator for optical communication | |
| WO2009096237A1 (ja) | 光導波路デバイス | |
| JPH06110025A (ja) | 光外部変調器 | |
| US5757987A (en) | Acousto-optic modulator for optical waveguides | |
| JPH06222314A (ja) | 光外部変調器 | |
| JPS58125025A (ja) | ２次元光偏向器 | |
| JPS6210411B2 (ja) | ||
| WO2024075277A1 (ja) | 光導波路素子及びそれを用いた光変調器並びに光送信装置 | |
| JP2734708B2 (ja) | 光変調器 | |
| JPS6150291B2 (ja) | ||
| WO2024069952A1 (ja) | 光導波路素子及びそれを用いた光変調デバイス並びに光送信装置 | |
| JP2959881B2 (ja) | 光通信用外部変調器 | |
| JP2625926B2 (ja) | 音響光学素子 | |
| JPH0949993A (ja) | 光通信用外部変調器 | |
| JPH06230332A (ja) | 外部光変調器 | |
| JPH09179083A (ja) | 光通信用外部変調器 | |
| JPS6212489B2 (ja) | ||
| JPH07270736A (ja) | 導波路型音響光学素子 | |
| JPH06308436A (ja) | 光外部変調器 |