JPH06222403A - 方向性結合形光導波路 - Google Patents
方向性結合形光導波路Info
- Publication number
- JPH06222403A JPH06222403A JP1216993A JP1216993A JPH06222403A JP H06222403 A JPH06222403 A JP H06222403A JP 1216993 A JP1216993 A JP 1216993A JP 1216993 A JP1216993 A JP 1216993A JP H06222403 A JPH06222403 A JP H06222403A
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- Japan
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- optical waveguide
- optical
- coupling type
- waveguides
- waveguide
- Prior art date
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-
- 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
- G02F2203/21—Thermal instability, i.e. DC drift, of an optical modulator; Arrangements or methods for the reduction thereof
Landscapes
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 光導波路を用いた方向性結合器の電極パター
ン（導波路上）を簡易化することにより、導波路と電極
パターンのマスク合わせを容易にし、強電界や基板の焦
電気効果によるショート及び破断を防止できる方向性結
合形光導波路を提供する。 【構成】 電気光学効果を有する強誘電体基板上に設置
した光導波路１と、この光導波路１に近接した他の光導
波路とで方向性結合形光導波路を形成し、光導波路１に
近接した他の光導波路の一部分に、分極反転させた光導
波路部分２を形成してなる。
ン（導波路上）を簡易化することにより、導波路と電極
パターンのマスク合わせを容易にし、強電界や基板の焦
電気効果によるショート及び破断を防止できる方向性結
合形光導波路を提供する。 【構成】 電気光学効果を有する強誘電体基板上に設置
した光導波路１と、この光導波路１に近接した他の光導
波路とで方向性結合形光導波路を形成し、光導波路１に
近接した他の光導波路の一部分に、分極反転させた光導
波路部分２を形成してなる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光導波路により入射光
を制御する光制御デバイスに関し、光の導波路内での変
換制御を行なう方向性結合形光導波路に関する。
を制御する光制御デバイスに関し、光の導波路内での変
換制御を行なう方向性結合形光導波路に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、光導波路により入射光を制御する
光制御デバイスは、電気光学効果を有する強誘電体基板
上（特にＬｉＮｂＯ3 結晶基板）に２本の光導波路を形
成し、この２本の光導波路を基板内で近接させることに
よって、光路切り換え及び光強度分配を行なうようにし
ている。この時、近接させる導波路上に電界をかけて屈
折率を変化させることにより、分配強度を制御してい
る。これを方向性結合形光導波路デバイスと称する。
光制御デバイスは、電気光学効果を有する強誘電体基板
上（特にＬｉＮｂＯ3 結晶基板）に２本の光導波路を形
成し、この２本の光導波路を基板内で近接させることに
よって、光路切り換え及び光強度分配を行なうようにし
ている。この時、近接させる導波路上に電界をかけて屈
折率を変化させることにより、分配強度を制御してい
る。これを方向性結合形光導波路デバイスと称する。
【０００３】通常、光導波路を用いた方向性結合器は、
２つの導波路を近接させ、進行させることにより、一方
の導波路を他方の導波路に移行させて光の分配を行なう
（カップリングモードセオリー）。
２つの導波路を近接させ、進行させることにより、一方
の導波路を他方の導波路に移行させて光の分配を行なう
（カップリングモードセオリー）。
【０００４】この光導波路の光の分配率は、近接する光
導波路の断面形状、近接平行進行距離（結合長）、導波
路及び基板の屈折率によって決定される。ここで、光導
波路の製作上、光導波路の断面形状及び近接平行進行距
離（結合長）は可変ではない。
導波路の断面形状、近接平行進行距離（結合長）、導波
路及び基板の屈折率によって決定される。ここで、光導
波路の製作上、光導波路の断面形状及び近接平行進行距
離（結合長）は可変ではない。
【０００５】ところが、電気光学効果を有する強誘電体
基板は、結晶軸方向にかける印加電界によってその屈折
率を変化させる特性があるため、光導波路上に電極を形
成して印加電界をかけることにより、その屈折率を変動
させ、光の分配率を制御することが可能となる。
基板は、結晶軸方向にかける印加電界によってその屈折
率を変化させる特性があるため、光導波路上に電極を形
成して印加電界をかけることにより、その屈折率を変動
させ、光の分配率を制御することが可能となる。
【０００６】この光の分配率制御のための印加電界は、
Ｚ基板を用いたときは導波路上（図２）に、Ｘ基板を用
いたときは導波路を挾む形で配置（図３）しなければな
らない。また、電界の導波路への印加方向は、２本の導
波路のそれぞれの方向が相反した方向にかけられること
により、それぞれの屈折率を、＋Δｎ，−Δｎ変化させ
る（図２、図３）。
Ｚ基板を用いたときは導波路上（図２）に、Ｘ基板を用
いたときは導波路を挾む形で配置（図３）しなければな
らない。また、電界の導波路への印加方向は、２本の導
波路のそれぞれの方向が相反した方向にかけられること
により、それぞれの屈折率を、＋Δｎ，−Δｎ変化させ
る（図２、図３）。
【０００７】ここで問題になるのは、光導波路の大きさ
と近接する光導波路間隔である。
と近接する光導波路間隔である。
【０００８】光導波路の大きさは、光の波長にもよる
が、１．３１μｍ波長で７〜９μｍ、また、光導波路間
隔は、６〜８μｍと、両寸法とも非常に小さく、これに
電極を形成するためには、細く長い電極を数μｍに近接
して平行に配置する必要がある。
が、１．３１μｍ波長で７〜９μｍ、また、光導波路間
隔は、６〜８μｍと、両寸法とも非常に小さく、これに
電極を形成するためには、細く長い電極を数μｍに近接
して平行に配置する必要がある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】従来の方向性結合形光
導波路においては、前述のように細分化した電極を用い
ると、導波路と電極パターンのマスク合わせを難易にす
るばかりか、強電界がかかった時や、基板の焦電気効果
によるチャージによって、ショートして破断してしまう
現象が発生する。
導波路においては、前述のように細分化した電極を用い
ると、導波路と電極パターンのマスク合わせを難易にす
るばかりか、強電界がかかった時や、基板の焦電気効果
によるチャージによって、ショートして破断してしまう
現象が発生する。
【００１０】本発の課題明は、光導波路を用いた方向性
結合器の電極パターン（導波路上）を簡易化することに
より、導波路と電極パターンのマスク合わせを容易に
し、強電界や基板の焦電気効果によるショート及び破断
を防止できる方向性結合形光導波路を提供することにあ
る。
結合器の電極パターン（導波路上）を簡易化することに
より、導波路と電極パターンのマスク合わせを容易に
し、強電界や基板の焦電気効果によるショート及び破断
を防止できる方向性結合形光導波路を提供することにあ
る。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、電気光
学効果を有する強誘電体基板上に設置した第１の光導波
路と、この第１の光導波路に近接した第２の光導波路よ
りなる方向性結合体形光導波路において、上記第１また
は第２の光導波路の少なくとも一方の光導波路の一部分
を分極反転させることを特徴とする方向性結合形光導波
路が得られる。
学効果を有する強誘電体基板上に設置した第１の光導波
路と、この第１の光導波路に近接した第２の光導波路よ
りなる方向性結合体形光導波路において、上記第１また
は第２の光導波路の少なくとも一方の光導波路の一部分
を分極反転させることを特徴とする方向性結合形光導波
路が得られる。
【００１２】
【作用】前述のように、上記第１または第２の光導波路
の少なくとも一方の光導波路の一部分を分極反転させる
ことにより、電界の導波路への印加方向は、２本の導波
路に対して同一の方向でよく、この場合の電界の導波路
への印加方向は、２本の導波路のそれぞれの方向が、結
晶軸に対し相反した方向にかけられることになり、それ
ぞれの屈折率を、＋Δｎ，−Δｎ変化させることができ
るので、特性的には、前記従来の方向性結合器による光
制御デバイスと何等変わることがなくなる。
の少なくとも一方の光導波路の一部分を分極反転させる
ことにより、電界の導波路への印加方向は、２本の導波
路に対して同一の方向でよく、この場合の電界の導波路
への印加方向は、２本の導波路のそれぞれの方向が、結
晶軸に対し相反した方向にかけられることになり、それ
ぞれの屈折率を、＋Δｎ，−Δｎ変化させることができ
るので、特性的には、前記従来の方向性結合器による光
制御デバイスと何等変わることがなくなる。
【００１３】また、本発明の光導波路は、従来の光導波
路に比べて、その電極形状を大きくすることができるの
で、導波路と電極パターンのマスク合わせが容易化さ
れ、強電界や基板の焦電気効果によるショート及び破断
が防止される。
路に比べて、その電極形状を大きくすることができるの
で、導波路と電極パターンのマスク合わせが容易化さ
れ、強電界や基板の焦電気効果によるショート及び破断
が防止される。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の実施例を図によって詳細に説
明する。
明する。
【００１５】本発明の実施例としては、図１に示すよう
に、ＺカットのＬｉＮｂＯ3 結晶基板を用い、表面（＋
Ｚ面）に、幅８μｍ、深さ６μｍの光導波路１を、方向
性結合形にＴｉ熱拡散によって形成した。
に、ＺカットのＬｉＮｂＯ3 結晶基板を用い、表面（＋
Ｚ面）に、幅８μｍ、深さ６μｍの光導波路１を、方向
性結合形にＴｉ熱拡散によって形成した。
【００１６】ここで、光導波路１と分極反転させた光導
波路部分２との、導波路間の近接ギャップは７μｍ、近
接結合長は２０ｍｍとした。また、この分岐干渉形光変
調器に、ＳｉＯ2 を約０．５μｍ堆積し、フォトレジス
トパターニングとＳｉＯ2 エッチングで、近接光導波路
の１本の部分を図１に示す通りに露出させた。
波路部分２との、導波路間の近接ギャップは７μｍ、近
接結合長は２０ｍｍとした。また、この分岐干渉形光変
調器に、ＳｉＯ2 を約０．５μｍ堆積し、フォトレジス
トパターニングとＳｉＯ2 エッチングで、近接光導波路
の１本の部分を図１に示す通りに露出させた。
【００１７】次ぎに、ＷＥＴ酸素雰囲気中で、１０００
℃、２時間の熱処理を行ない、加熱終了後、電気炉内で
自然冷却させた。これにより、光導波路の分極反転部を
作成した。
℃、２時間の熱処理を行ない、加熱終了後、電気炉内で
自然冷却させた。これにより、光導波路の分極反転部を
作成した。
【００１８】なお、結晶表面に残ったＳｉＯ2 は、バッ
ファエッチング液で一旦除去した後、光導波路基板の全
体に、バッファー層として、３０００ のＳｉＯ2 膜を
堆積した。
ファエッチング液で一旦除去した後、光導波路基板の全
体に、バッファー層として、３０００ のＳｉＯ2 膜を
堆積した。
【００１９】電極３は、図４に示すように、下地をＣｒ
＋Ａｕとして、１μｍに堆積した金膜を、リフトオフに
よりパターン形成して作成した。
＋Ａｕとして、１μｍに堆積した金膜を、リフトオフに
よりパターン形成して作成した。
【００２０】このようにして製造した方向性結合形光導
波路に、光ファイバー（伝搬レーザ光波長を、１．３１
μｍとした偏波面保持ファイバー）を接続して、この方
向性結合器の片側の入力ポートからレーザ光を入射し、
電極３に電圧を印加して、クロスした出力ポートからの
出力光を測定したところ、従来品に比べて特性劣化のな
い、スイッチング曲線が確認された。
波路に、光ファイバー（伝搬レーザ光波長を、１．３１
μｍとした偏波面保持ファイバー）を接続して、この方
向性結合器の片側の入力ポートからレーザ光を入射し、
電極３に電圧を印加して、クロスした出力ポートからの
出力光を測定したところ、従来品に比べて特性劣化のな
い、スイッチング曲線が確認された。
【００２１】なお、上記実施例では、光導波路１上に電
極３を形成設置したが、電界を計測するような光デバイ
スには、電極３を付けない光デバイスも適用できる。
極３を形成設置したが、電界を計測するような光デバイ
スには、電極３を付けない光デバイスも適用できる。
【００２２】また、この光導波路を用いて光交換器を製
造することにより、電極のショートや破断のない、信頼
性の高い光交換器が得られる。
造することにより、電極のショートや破断のない、信頼
性の高い光交換器が得られる。
【００２３】
【発明の効果】上述したように、本発明によれば、従来
の光導波路に比べて、その電極形状を大きくすることが
できるので、導波路と電極パターンのマスク合わせを容
易化でき、強電界や基板の焦電気効果によるショート及
び破断を防止できる。
の光導波路に比べて、その電極形状を大きくすることが
できるので、導波路と電極パターンのマスク合わせを容
易化でき、強電界や基板の焦電気効果によるショート及
び破断を防止できる。
【００２４】また、本発明を利用して光導波路形方向性
結合器を作製することにより、従来品と特性的に変わる
ことなく、その工程の簡易化及び信頼性の向上を図るこ
とができる。
結合器を作製することにより、従来品と特性的に変わる
ことなく、その工程の簡易化及び信頼性の向上を図るこ
とができる。
【図１】本発明の実施例の方向性結合形光導波路を示す
概略構成図である。
概略構成図である。
【図２】方向性結合器における近接ギャップ断面での電
界（Ｚ基板）を示す概略図である。
界（Ｚ基板）を示す概略図である。
【図３】方向性結合器における近接ギャップ断面での電
界（Ｘ基板）を示す概略図である。
界（Ｘ基板）を示す概略図である。
【図４】本発明を利用した方向性結合器における近接ギ
ャップ断面での電界（Ｚ基板）を示す概略図である。
ャップ断面での電界（Ｚ基板）を示す概略図である。
１ 光導波路 ２ 分極反転させた光導波路部分 ３ 電極
Claims (2)
- 【請求項１】 電気光学効果を有する強誘電体基板上に
設置した第１の光導波路と、この第１の光導波路に近接
した第２の光導波路よりなる方向性結合体形光導波路に
おいて、上記第１または第２の光導波路の少なくとも一
方の光導波路の一部分を分極反転させることを特徴とす
る方向性結合形光導波路。 - 【請求項２】 請求項１に記載の方向性結合形光導波路
を用いた光交換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5012169A JP2739405B2 (ja) | 1993-01-28 | 1993-01-28 | 電界センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5012169A JP2739405B2 (ja) | 1993-01-28 | 1993-01-28 | 電界センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06222403A true JPH06222403A (ja) | 1994-08-12 |
| JP2739405B2 JP2739405B2 (ja) | 1998-04-15 |
Family
ID=11797938
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5012169A Expired - Fee Related JP2739405B2 (ja) | 1993-01-28 | 1993-01-28 | 電界センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2739405B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001023969A1 (de) * | 1999-09-29 | 2001-04-05 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und vorrichtung zur funktionsauswahl einer steuereinheit |
| US6334008B2 (en) | 1998-02-19 | 2001-12-25 | Nec Corporation | Optical circuit and method of fabricating the same |
| JP2011075928A (ja) * | 2009-09-30 | 2011-04-14 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | 方向性結合器 |
| JP2013047627A (ja) * | 2011-08-29 | 2013-03-07 | Toyota Industries Corp | 光導波路型電圧センサ |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0688974A (ja) * | 1992-09-08 | 1994-03-29 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | 光導波路型電気光学素子における電界印加方法 |
-
1993
- 1993-01-28 JP JP5012169A patent/JP2739405B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0688974A (ja) * | 1992-09-08 | 1994-03-29 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | 光導波路型電気光学素子における電界印加方法 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6334008B2 (en) | 1998-02-19 | 2001-12-25 | Nec Corporation | Optical circuit and method of fabricating the same |
| WO2001023969A1 (de) * | 1999-09-29 | 2001-04-05 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und vorrichtung zur funktionsauswahl einer steuereinheit |
| US7437448B1 (en) | 1999-09-29 | 2008-10-14 | Robert Bosch Gmbh | Method and device for function selection of a control unit |
| JP2011075928A (ja) * | 2009-09-30 | 2011-04-14 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | 方向性結合器 |
| JP2013047627A (ja) * | 2011-08-29 | 2013-03-07 | Toyota Industries Corp | 光導波路型電圧センサ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2739405B2 (ja) | 1998-04-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19971203 |
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