JPH07234391A - 光制御デバイス - Google Patents
光制御デバイスInfo
- Publication number
- JPH07234391A JPH07234391A JP6025822A JP2582294A JPH07234391A JP H07234391 A JPH07234391 A JP H07234391A JP 6025822 A JP6025822 A JP 6025822A JP 2582294 A JP2582294 A JP 2582294A JP H07234391 A JPH07234391 A JP H07234391A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical
- electrode
- control device
- ground
- electrodes
- 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.)
- Granted
Links
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
- G02F1/2255—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 controlled by a high-frequency electromagnetic component in an electric 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
- G02F1/29—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 position or the direction of light beams, i.e. deflection
- G02F1/31—Digital deflection, i.e. optical switching
- G02F1/313—Digital deflection, i.e. optical switching in an optical waveguide structure
- G02F1/3132—Digital deflection, i.e. optical switching in an optical waveguide structure of directional coupler type
- G02F1/3134—Digital deflection, i.e. optical switching in an optical waveguide structure of directional coupler type controlled by a high-frequency electromagnetic wave component in an electric 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
- G02F2201/00—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00
- G02F2201/12—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 electrode
- G02F2201/127—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 electrode travelling wave
-
- 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
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Electromagnetism (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】
【目的】 高速動作を維持し、かつ環境に対する動作の
安定した光制御デバイスを提供する。 【構成】 光制御デバイスは、２本の光導波路２ａ，２
ｂに対する電極配置が対称になる部分が形成されてい
る。光導波路２ｂの上に形成されたアース電極４ｂにお
いて、光導波路２ｂの上のアース電極４ｂの一部分４ｄ
が信号電極４ａと同じ幅になるように、アース電極４ｂ
の一部分がくりぬかれている。歪が２本の光導波路の間
で同じように発生するようなアース電極構造を一部分、
または全部分に適用し、また周波数帯域を劣化させない
ためにアースを強化した電極構造を用いているので、周
波数帯域を維持したまま、温度や衝撃などの環境に対す
る動作の安定性を得ることができる。
安定した光制御デバイスを提供する。 【構成】 光制御デバイスは、２本の光導波路２ａ，２
ｂに対する電極配置が対称になる部分が形成されてい
る。光導波路２ｂの上に形成されたアース電極４ｂにお
いて、光導波路２ｂの上のアース電極４ｂの一部分４ｄ
が信号電極４ａと同じ幅になるように、アース電極４ｂ
の一部分がくりぬかれている。歪が２本の光導波路の間
で同じように発生するようなアース電極構造を一部分、
または全部分に適用し、また周波数帯域を劣化させない
ためにアースを強化した電極構造を用いているので、周
波数帯域を維持したまま、温度や衝撃などの環境に対す
る動作の安定性を得ることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は高周波のマイクロ波を用
いて光波の変調、光路切り替えを行う光制御デバイスに
関し、特に電気光学結晶基板中に形成された光導波路を
用いて制御を行う導波型光制御デバイスに関するもので
ある。
いて光波の変調、光路切り替えを行う光制御デバイスに
関し、特に電気光学結晶基板中に形成された光導波路を
用いて制御を行う導波型光制御デバイスに関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】光通信システムの実用化に伴い、更に大
容量で多機能の高度なシステムが求められており、より
高速の光信号の発生や光伝送路の切り替え、交換等の新
たな機能の付加が必要とされている。現在の実用システ
ムでは光信号は直接半導体レーザや発光ダイオードの注
入電流を変調することによって得られているが、直接変
調では緩和振動等の効果のため数ＧＨｚ以上の高速変調
が難しいこと、波長変動が発生するためコヒーレント光
伝送方式には適用が難しい等の欠点がある。これを解決
する手段としては、外部変調器を使用する方法があり、
特に電気光学結晶基板中に形成されたマッハツェンダ型
光導波路により構成される導波型の光変調器は小型、高
効率、高速という特徴がある。
容量で多機能の高度なシステムが求められており、より
高速の光信号の発生や光伝送路の切り替え、交換等の新
たな機能の付加が必要とされている。現在の実用システ
ムでは光信号は直接半導体レーザや発光ダイオードの注
入電流を変調することによって得られているが、直接変
調では緩和振動等の効果のため数ＧＨｚ以上の高速変調
が難しいこと、波長変動が発生するためコヒーレント光
伝送方式には適用が難しい等の欠点がある。これを解決
する手段としては、外部変調器を使用する方法があり、
特に電気光学結晶基板中に形成されたマッハツェンダ型
光導波路により構成される導波型の光変調器は小型、高
効率、高速という特徴がある。
【０００３】一方、光伝送路の切り替えやネットワーク
の交換機能を得る手段としては、光スイッチが使用され
ている。現在実用化されている光スイッチはプリズム、
ミラー、ファイバ等を機械的に移動させて光路を切り替
えるものであり、低速であること、形状が大きくマトリ
クス化に不適等の欠点がある。これを解決する手段とし
ても光導波路を用いた導波型の光スイッチの開発が進め
られており、高速、多素子の集積化が可能、高信頼等の
特徴がある。
の交換機能を得る手段としては、光スイッチが使用され
ている。現在実用化されている光スイッチはプリズム、
ミラー、ファイバ等を機械的に移動させて光路を切り替
えるものであり、低速であること、形状が大きくマトリ
クス化に不適等の欠点がある。これを解決する手段とし
ても光導波路を用いた導波型の光スイッチの開発が進め
られており、高速、多素子の集積化が可能、高信頼等の
特徴がある。
【０００４】特にニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3 ）結
晶等の強誘電体材料を用いたものは、光吸収が小さく低
損失であること、大きな電気光学効果を有しているため
高効率である等の特徴があり、方向性結合器型光変調器
・光スイッチ、マッハツェンダ型光変調器、バランスブ
リッジ型光変調器・光スイッチ、全反射型光スイッチ等
の種々の方式の光制御デバイスが報告されている。例え
ば、カワノ（ＫＡＷＡＮＯ）他の文献エレクトロニクス
レターズ（ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ ＬＥＴＴＥＲＳ）
Ｖｏｌ．２５ Ｎｏ．２０ １９８９並びに清野実他１
９９０年電子情報通信学会秋季全国大会予稿集Ｃ−１４
０によれば２０ＧＨｚを越える高速光強度変調器のよう
な単一素子からなる光制御デバイスの研究開発も盛んに
進められている。
晶等の強誘電体材料を用いたものは、光吸収が小さく低
損失であること、大きな電気光学効果を有しているため
高効率である等の特徴があり、方向性結合器型光変調器
・光スイッチ、マッハツェンダ型光変調器、バランスブ
リッジ型光変調器・光スイッチ、全反射型光スイッチ等
の種々の方式の光制御デバイスが報告されている。例え
ば、カワノ（ＫＡＷＡＮＯ）他の文献エレクトロニクス
レターズ（ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ ＬＥＴＴＥＲＳ）
Ｖｏｌ．２５ Ｎｏ．２０ １９８９並びに清野実他１
９９０年電子情報通信学会秋季全国大会予稿集Ｃ−１４
０によれば２０ＧＨｚを越える高速光強度変調器のよう
な単一素子からなる光制御デバイスの研究開発も盛んに
進められている。
【０００５】このような光制御デバイスの特性項目に
は、周波数帯域、スイッチング電圧（電力）、クロスト
ーク、消光比、損失、温度や衝撃などの環境に対する動
作の安定性などがある。
は、周波数帯域、スイッチング電圧（電力）、クロスト
ーク、消光比、損失、温度や衝撃などの環境に対する動
作の安定性などがある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述した特性項目の中
でも周波数帯域を維持したまま、温度や衝撃などの環境
に対する動作の安定性を得ることが最も重要な課題であ
る。
でも周波数帯域を維持したまま、温度や衝撃などの環境
に対する動作の安定性を得ることが最も重要な課題であ
る。
【０００７】ここで従来の技術を図面を用いて説明す
る。図４（ａ）、（ｂ）はマッハツェンダ型光回路５を
用いた従来の高速光変調器の構造を示す斜視図である。
図５（ａ）、（ｂ）は図４（ａ）、（ｂ）の従来の高速
光変調器の断面図である。図４，５において、多くはＺ
板ＬｉＮｂＯ3 基板を電気光学結晶基板１に用いられて
いる。電気光学結晶基板１に２つのＹ分岐光導波路６と
電気光学効果を作用させる２本の光導波路アーム２ａ、
２ｂからなるマッハツェンダ型光回路５が形成されてい
る。更に、前記電気光学結晶基板１上にバッファ層３が
装荷され、前記バッファ層３を介して金属材料からなる
マイクロ波を伝達する信号電極４ａと図４（ａ）、図５
（ａ）では信号電極４ａを挟む様に２つのアース電極４
ｂ、４ｃが、また図４（ｂ）、図５（ｂ）では１つのア
ース電極が光導波路２ａ、２ｂの近傍に形成される。前
記バッファ層３は、金属電極４ａ、４ｂによる光の吸収
を防ぐための光学的バッファ層として用いられ、各電極
４ａ、４ｂ、４ｃは高速動作が行えるように体積抵抗率
が小さい、たとえば金（Ａｕ）が用いられる。
る。図４（ａ）、（ｂ）はマッハツェンダ型光回路５を
用いた従来の高速光変調器の構造を示す斜視図である。
図５（ａ）、（ｂ）は図４（ａ）、（ｂ）の従来の高速
光変調器の断面図である。図４，５において、多くはＺ
板ＬｉＮｂＯ3 基板を電気光学結晶基板１に用いられて
いる。電気光学結晶基板１に２つのＹ分岐光導波路６と
電気光学効果を作用させる２本の光導波路アーム２ａ、
２ｂからなるマッハツェンダ型光回路５が形成されてい
る。更に、前記電気光学結晶基板１上にバッファ層３が
装荷され、前記バッファ層３を介して金属材料からなる
マイクロ波を伝達する信号電極４ａと図４（ａ）、図５
（ａ）では信号電極４ａを挟む様に２つのアース電極４
ｂ、４ｃが、また図４（ｂ）、図５（ｂ）では１つのア
ース電極が光導波路２ａ、２ｂの近傍に形成される。前
記バッファ層３は、金属電極４ａ、４ｂによる光の吸収
を防ぐための光学的バッファ層として用いられ、各電極
４ａ、４ｂ、４ｃは高速動作が行えるように体積抵抗率
が小さい、たとえば金（Ａｕ）が用いられる。
【０００８】図４、図５の従来の高速光変調器における
電極配置は、２本の光導波路アーム２ａ、２ｂに対して
対称ではない。つまり、片方の光導波路アーム２ａの上
には光導波路２ａの幅とほぼ同じ幅の信号電極４ａが形
成されている。すなわち信号電極４ａの両方のエッジが
光導波路２ａの近傍にあるのに対して、もう一方の光導
波路アーム２ｂにおいては、アース電極４ｂ、４ｃの片
方のエッジだけが光導波路２ｂの近傍にあるように形成
される。
電極配置は、２本の光導波路アーム２ａ、２ｂに対して
対称ではない。つまり、片方の光導波路アーム２ａの上
には光導波路２ａの幅とほぼ同じ幅の信号電極４ａが形
成されている。すなわち信号電極４ａの両方のエッジが
光導波路２ａの近傍にあるのに対して、もう一方の光導
波路アーム２ｂにおいては、アース電極４ｂ、４ｃの片
方のエッジだけが光導波路２ｂの近傍にあるように形成
される。
【０００９】温度変動により発生する歪や外部からの衝
撃などで加えられた歪は、弾性波の不連続点である信号
電極４ａやアース電極４ｂ、４ｃのエッジに集中する。
この歪により光弾性効果などにより、歪が発生した信号
電極４ａやアース電極４ｂ、４ｃのエッジ付近の電気光
学結晶基板１部分、すなわち２本の光導波路２ａ，２ｂ
近傍の屈折率が変動する。従って、２本の光導波路２
ａ，２ｂの伝搬定数が変動することになる。図４
（ａ）、（ｂ）、図５（ａ）、（ｂ）の構造では、２本
の光導波路２ａ，２ｂ間では上部に形成された各種電極
４ａ，４ｂ、４ｃの構造が異なるため、すなわち２本の
光導波路２ａ，２ｂの間で各種電極４ａ，４ｂ、４ｃの
エッジの位置が異なるため、２本の光導波路２ａ，２ｂ
の間で歪による伝搬定数の変動も異なる。２本の光導波
路２ａ，２ｂの伝搬定数が異なると、等価的に印加電圧
に対する光出力特性が印加電圧軸に沿って平行移動した
特性を示すことになり、高速光変調器の消光比の変動や
動作電圧点のシフトが発生する。従って、従来のマイク
ロ波で駆動する高速光変調器の電極配置では温度変動や
外部からの衝撃などがあると、消光比の変動や動作電圧
点のシフトが発生するという問題があるが、解決方法が
与えられていない。
撃などで加えられた歪は、弾性波の不連続点である信号
電極４ａやアース電極４ｂ、４ｃのエッジに集中する。
この歪により光弾性効果などにより、歪が発生した信号
電極４ａやアース電極４ｂ、４ｃのエッジ付近の電気光
学結晶基板１部分、すなわち２本の光導波路２ａ，２ｂ
近傍の屈折率が変動する。従って、２本の光導波路２
ａ，２ｂの伝搬定数が変動することになる。図４
（ａ）、（ｂ）、図５（ａ）、（ｂ）の構造では、２本
の光導波路２ａ，２ｂ間では上部に形成された各種電極
４ａ，４ｂ、４ｃの構造が異なるため、すなわち２本の
光導波路２ａ，２ｂの間で各種電極４ａ，４ｂ、４ｃの
エッジの位置が異なるため、２本の光導波路２ａ，２ｂ
の間で歪による伝搬定数の変動も異なる。２本の光導波
路２ａ，２ｂの伝搬定数が異なると、等価的に印加電圧
に対する光出力特性が印加電圧軸に沿って平行移動した
特性を示すことになり、高速光変調器の消光比の変動や
動作電圧点のシフトが発生する。従って、従来のマイク
ロ波で駆動する高速光変調器の電極配置では温度変動や
外部からの衝撃などがあると、消光比の変動や動作電圧
点のシフトが発生するという問題があるが、解決方法が
与えられていない。
【００１０】本発明の目的は、周波数帯域、すなわち高
速動作を維持したまま、温度や衝撃などの環境に対する
動作の安定性が得られる光制御デバイスを与えることに
ある。
速動作を維持したまま、温度や衝撃などの環境に対する
動作の安定性が得られる光制御デバイスを与えることに
ある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明による光制御デバ
イスは、電気光学効果を有する結晶基板に形成された２
本の近接した光導波路からなる光回路と、前記２本の各
光導波路の近傍に形成されたマイクロ波が伝搬する信号
線電極とそれを挟む２つのアース電極からなる光制御デ
バイスにおいて、前記２つのアース電極のうち一方のア
ース電極の一部分を信号線電極と同様な形状にせしめる
ことにより、信号電極とアース電極からなる電極配置の
一部分が、前記光回路をなす２本の光導波路の真中の軸
に対して対称化されていることを特徴とする。
イスは、電気光学効果を有する結晶基板に形成された２
本の近接した光導波路からなる光回路と、前記２本の各
光導波路の近傍に形成されたマイクロ波が伝搬する信号
線電極とそれを挟む２つのアース電極からなる光制御デ
バイスにおいて、前記２つのアース電極のうち一方のア
ース電極の一部分を信号線電極と同様な形状にせしめる
ことにより、信号電極とアース電極からなる電極配置の
一部分が、前記光回路をなす２本の光導波路の真中の軸
に対して対称化されていることを特徴とする。
【００１２】また、前記電極配置が対称化されている部
分が複数からなり、前記電極配置が対称化されている部
分の間の間隔が、光制御デバイスを動作させるマイクロ
波が前記信号電極を伝搬する際の波長の２分の１より短
いことを特徴とする。
分が複数からなり、前記電極配置が対称化されている部
分の間の間隔が、光制御デバイスを動作させるマイクロ
波が前記信号電極を伝搬する際の波長の２分の１より短
いことを特徴とする。
【００１３】また、電気光学効果を有する結晶基板に形
成された２本の近接した光導波路からなる光回路と、前
記２本の各光導波路の近傍に形成されたマイクロ波が伝
搬する信号電極とそれを挟むアース電極からなる光制御
デバイスにおいて、前記アース電極のうち１つのアース
電極を信号電極と同様な形状にせしめ、信号電極とアー
ス電極からなる電極配置が、前記光回路をなす２本の光
導波路の真中の軸に対して対称化されて、かつ前記光導
波路上のアース電極が隣接したアース電極と全長にわた
り空中配線により接続せしめていることを特徴とする。
成された２本の近接した光導波路からなる光回路と、前
記２本の各光導波路の近傍に形成されたマイクロ波が伝
搬する信号電極とそれを挟むアース電極からなる光制御
デバイスにおいて、前記アース電極のうち１つのアース
電極を信号電極と同様な形状にせしめ、信号電極とアー
ス電極からなる電極配置が、前記光回路をなす２本の光
導波路の真中の軸に対して対称化されて、かつ前記光導
波路上のアース電極が隣接したアース電極と全長にわた
り空中配線により接続せしめていることを特徴とする。
【００１４】
【作用】本発明による光制御デバイスを用いれば、周波
数帯域を維持したまま、温度や衝撃などの環境に対する
動作の安定性が得られる。すなわち、本発明では従来の
構造と異なり、歪が２本の光導波路の間で同じように発
生するようなアース電極構造を一部分に適用し、その他
の部分は周波数帯域を劣化させないために従来の電極構
造を適用している構造を用いているためである。
数帯域を維持したまま、温度や衝撃などの環境に対する
動作の安定性が得られる。すなわち、本発明では従来の
構造と異なり、歪が２本の光導波路の間で同じように発
生するようなアース電極構造を一部分に適用し、その他
の部分は周波数帯域を劣化させないために従来の電極構
造を適用している構造を用いているためである。
【００１５】
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。
る。
【００１６】図１（ａ）は本発明の一実施例に係わるマ
ッハツェンダ型光回路５を用いた高速動作用の光制御デ
バイスの構造を示す斜視図である。
ッハツェンダ型光回路５を用いた高速動作用の光制御デ
バイスの構造を示す斜視図である。
【００１７】図１において、Ｚ板ＬｉＮｂＯ3 基板を電
気光学結晶基板１に用いる。電気光学結晶基板１に２つ
のＹ分岐光導波路６と電気光学効果を作用させる２本の
光導波路アーム２ａ、２ｂからなるマッハツェンダ型光
回路５が形成されている。更に、前記電気光学結晶基板
１上にバッファ層が装荷され、前記バッファ層３を介し
て金属材料からなるマイクロ波が伝達する信号電極４ａ
と信号電極４ａを挟む様に２つのアース電極４ｂ、４ｃ
が形成される。信号電極４ａは片方の光導波路２ａの上
に形成され、光導波路２ａとほぼ同じ幅を有する。アー
ス電極４ｂ、４ｃのうち片方のアース電極４ｂは他方の
光導波路２ｂを覆うように形成される。信号電極４ａに
高周波数のマイクロ波を伝達させて、強度変調やスイッ
チングの高速動作を得る。前記バッファ層３は、金属電
極４ａ、４ｂによる光の吸収を防ぐための光学的バッフ
ァ層として用いられ、例えばＳｉＯ2 が用いられる。各
電極には４ａ、４ｂ、４ｃは高速動作が行えるように体
積抵抗率が小さい、たとえば金（Ａｕ）が用いられる。
気光学結晶基板１に用いる。電気光学結晶基板１に２つ
のＹ分岐光導波路６と電気光学効果を作用させる２本の
光導波路アーム２ａ、２ｂからなるマッハツェンダ型光
回路５が形成されている。更に、前記電気光学結晶基板
１上にバッファ層が装荷され、前記バッファ層３を介し
て金属材料からなるマイクロ波が伝達する信号電極４ａ
と信号電極４ａを挟む様に２つのアース電極４ｂ、４ｃ
が形成される。信号電極４ａは片方の光導波路２ａの上
に形成され、光導波路２ａとほぼ同じ幅を有する。アー
ス電極４ｂ、４ｃのうち片方のアース電極４ｂは他方の
光導波路２ｂを覆うように形成される。信号電極４ａに
高周波数のマイクロ波を伝達させて、強度変調やスイッ
チングの高速動作を得る。前記バッファ層３は、金属電
極４ａ、４ｂによる光の吸収を防ぐための光学的バッフ
ァ層として用いられ、例えばＳｉＯ2 が用いられる。各
電極には４ａ、４ｂ、４ｃは高速動作が行えるように体
積抵抗率が小さい、たとえば金（Ａｕ）が用いられる。
【００１８】図１では、２本の光導波路２ａ，２ｂに対
する電極配置が対称になる部分が形成されている。すな
わち、光導波路２ｂの上に形成されたアース電極４ｂに
おいて、光導波路２ｂの上のアース電極４ｂの一部分４
ｄ（今後、細線アース電極と呼ぶ）が信号電極４ａと同
じ幅になるように、アース電極４ｂの一部分がくりぬか
れた構造となっている。この部分では、２本の光導波路
に対する電極配置が対称部位７（今後、対称電極部位と
呼ぶ）になり、温度変動により発生する歪や外部からの
衝撃などで加えられた歪があったとしても２本の光導波
路２ａ，２ｂには同じ歪がかかるため、２本の光導波路
２ａ，２ｂの間に伝搬定数差は発生しない。従って、こ
のような電極構造を一部分でも有する光制御デバイス
は、従来の光制御デバイスと比較して、消光比変動、動
作電圧点シフトが少ない安定な動作が得られる。また、
高周波のマイクロ波に対して細線アース電極４ｄが隣接
したアース電極４ｂと接続しているため、周波数帯域内
の特性劣化も少ない。
する電極配置が対称になる部分が形成されている。すな
わち、光導波路２ｂの上に形成されたアース電極４ｂに
おいて、光導波路２ｂの上のアース電極４ｂの一部分４
ｄ（今後、細線アース電極と呼ぶ）が信号電極４ａと同
じ幅になるように、アース電極４ｂの一部分がくりぬか
れた構造となっている。この部分では、２本の光導波路
に対する電極配置が対称部位７（今後、対称電極部位と
呼ぶ）になり、温度変動により発生する歪や外部からの
衝撃などで加えられた歪があったとしても２本の光導波
路２ａ，２ｂには同じ歪がかかるため、２本の光導波路
２ａ，２ｂの間に伝搬定数差は発生しない。従って、こ
のような電極構造を一部分でも有する光制御デバイス
は、従来の光制御デバイスと比較して、消光比変動、動
作電圧点シフトが少ない安定な動作が得られる。また、
高周波のマイクロ波に対して細線アース電極４ｄが隣接
したアース電極４ｂと接続しているため、周波数帯域内
の特性劣化も少ない。
【００１９】より安定な動作を得るためには、対称電極
部位７の領域を増やしていけばよい。このとき、対称電
極部位７の長さＰが、光制御デバイスを動作させるマイ
クロ波が信号電極４ａを伝搬する際の波長の２分の１よ
り長い場合には、信号電極４ａに隣接したアース電極４
ｂがマイクロ波にとってアースとして働かなくなること
を発明者は見いだした。従って、複数個存在する対称電
極部位７の長さＰは、マイクロ波が信号電極４ａを伝搬
する際の波長の２分の１より短くさせる。これにより、
信号電極を伝播しているマイクロ波が細線アース電極に
誘導されないので、周波数帯域内の特性劣化は全く観測
されなかった。従って、本発明により周波数帯域、すな
わち高速動作を維持したまま、温度や衝撃などの環境に
対する動作が安定した高速動作の光制御デバイスが得ら
れる。
部位７の領域を増やしていけばよい。このとき、対称電
極部位７の長さＰが、光制御デバイスを動作させるマイ
クロ波が信号電極４ａを伝搬する際の波長の２分の１よ
り長い場合には、信号電極４ａに隣接したアース電極４
ｂがマイクロ波にとってアースとして働かなくなること
を発明者は見いだした。従って、複数個存在する対称電
極部位７の長さＰは、マイクロ波が信号電極４ａを伝搬
する際の波長の２分の１より短くさせる。これにより、
信号電極を伝播しているマイクロ波が細線アース電極に
誘導されないので、周波数帯域内の特性劣化は全く観測
されなかった。従って、本発明により周波数帯域、すな
わち高速動作を維持したまま、温度や衝撃などの環境に
対する動作が安定した高速動作の光制御デバイスが得ら
れる。
【００２０】図２（ａ）、（ｂ）は本発明の一実施例に
係わる光制御デバイスにおける対称電極部位７以外の部
分の断面図である。図２（ａ）はアース電極４ｂと細線
アース電極４ｄとのアース接続部８を示し、底面から接
続させている。このアース接続部８の形成にはリソグラ
フィ技術を用いて、他の電極と同時に一括形成する方法
や光ＣＶＤ法を用いて他の電極の形成後に堆積する方法
などが用いられる。図２（ｂ）はアース接続部８として
空中配線が用いられ、アース電極４ｂと細線アース電極
４ｄが接続されている。このアース接続部８の形成には
光ＣＶＤ法、ボンディング法や金リボン接続などが用い
られる。本構造では、２本の光導波路２ａ、２ｂに対し
て加わる歪が電極全長Ｌの領域に渡って対称化されてい
るため、周波数帯域、すなわち高速動作を維持したま
ま、温度や衝撃などの環境に対する動作がさらに安定し
た高速動作の光制御デバイスが得られる。図２（ｃ）は
本発明の一実施例に係わる光制御デバイスにおける対称
電極部位の断面図である。
係わる光制御デバイスにおける対称電極部位７以外の部
分の断面図である。図２（ａ）はアース電極４ｂと細線
アース電極４ｄとのアース接続部８を示し、底面から接
続させている。このアース接続部８の形成にはリソグラ
フィ技術を用いて、他の電極と同時に一括形成する方法
や光ＣＶＤ法を用いて他の電極の形成後に堆積する方法
などが用いられる。図２（ｂ）はアース接続部８として
空中配線が用いられ、アース電極４ｂと細線アース電極
４ｄが接続されている。このアース接続部８の形成には
光ＣＶＤ法、ボンディング法や金リボン接続などが用い
られる。本構造では、２本の光導波路２ａ、２ｂに対し
て加わる歪が電極全長Ｌの領域に渡って対称化されてい
るため、周波数帯域、すなわち高速動作を維持したま
ま、温度や衝撃などの環境に対する動作がさらに安定し
た高速動作の光制御デバイスが得られる。図２（ｃ）は
本発明の一実施例に係わる光制御デバイスにおける対称
電極部位の断面図である。
【００２１】図３（ａ）、（ｂ）は本発明の一実施例に
係わるマッハツェンダ型光回路５を用いた高速動作用の
光制御デバイスの構造を示す斜視図と断面図である。図
３（ａ）は細線アース電極４ｄが電極の全長Ｌに渡って
形成されており、空中配線でアース電極４ｂと細線アー
ス電極４ｄが接続されており、光ＣＶＤ法、ボンディン
グ法や金リボン接続などが用いられる。本発明では、す
べての領域が対称電極部位となっているとともに、すべ
ての領域でアース電極４ｂと細線アース電極４ｄが接続
している。従って、本発明により周波数帯域内外の特性
が全く劣化せず、温度や衝撃などの環境に対する動作が
極めて安定した光制御デバイスが得られる。
係わるマッハツェンダ型光回路５を用いた高速動作用の
光制御デバイスの構造を示す斜視図と断面図である。図
３（ａ）は細線アース電極４ｄが電極の全長Ｌに渡って
形成されており、空中配線でアース電極４ｂと細線アー
ス電極４ｄが接続されており、光ＣＶＤ法、ボンディン
グ法や金リボン接続などが用いられる。本発明では、す
べての領域が対称電極部位となっているとともに、すべ
ての領域でアース電極４ｂと細線アース電極４ｄが接続
している。従って、本発明により周波数帯域内外の特性
が全く劣化せず、温度や衝撃などの環境に対する動作が
極めて安定した光制御デバイスが得られる。
【００２２】なお、本発明による光制御デバイスは方向
性結合器、マッハツェンダ型、バランスブリッジ型など
なんでもよく、なんら制限が無いのは明らかである。
性結合器、マッハツェンダ型、バランスブリッジ型など
なんでもよく、なんら制限が無いのは明らかである。
【００２３】なお、バッファ層３としては主にＳｉＯ2
系が用いられるが、その他にＡｌ2Ｏ3 、ＭｇＦ2 、Ｓ
ｉＯＮ、Ｓｉ3 Ｎ4 などが用いられ、厚さは０．２から
２μｍ程度を用いる。電極４ａ、４ｂ、４ｃ及びアース
電極接続部８としては主にＡｕが用いられるが、その他
にＡｌ、Ｍｏ、ＩＴＯ、ＺｎＯ系材料、導電性高分子な
どが用いられ、厚さは１μｍから３０μｍ程度を用い
る。厚い金属膜を堆積する方法には、主にメッキ法が適
用されるが、その他に蒸着法、スパッタリング法なども
用いられる。
系が用いられるが、その他にＡｌ2Ｏ3 、ＭｇＦ2 、Ｓ
ｉＯＮ、Ｓｉ3 Ｎ4 などが用いられ、厚さは０．２から
２μｍ程度を用いる。電極４ａ、４ｂ、４ｃ及びアース
電極接続部８としては主にＡｕが用いられるが、その他
にＡｌ、Ｍｏ、ＩＴＯ、ＺｎＯ系材料、導電性高分子な
どが用いられ、厚さは１μｍから３０μｍ程度を用い
る。厚い金属膜を堆積する方法には、主にメッキ法が適
用されるが、その他に蒸着法、スパッタリング法なども
用いられる。
【００２４】
【発明の効果】本発明を用いれば、従来の構造と異な
り、歪が２本の光導波路の間で同じように発生するよう
なアース電極構造を一部分、または全部分に適用し、ま
た周波数帯域を劣化させないためにアースを強化した電
極構造を用いているため、周波数帯域を維持したまま、
温度や衝撃などの環境に対する動作の安定性を得ること
ができる。
り、歪が２本の光導波路の間で同じように発生するよう
なアース電極構造を一部分、または全部分に適用し、ま
た周波数帯域を劣化させないためにアースを強化した電
極構造を用いているため、周波数帯域を維持したまま、
温度や衝撃などの環境に対する動作の安定性を得ること
ができる。
【図１】本発明の光制御デバイスの構造を示す斜視図で
ある。
ある。
【図２】光制御デバイスの構造を示す断面図である。
【図３】光制御デバイスの構造を示す斜視図（ａ）と断
面図（ｂ）である。
面図（ｂ）である。
【図４】従来の光制御デバイスの構造を示す斜視図であ
る。
る。
【図５】従来の光制御デバイスの構造を示す断面図であ
る。
る。
１ 電気光学結晶基板 ２ａ、２ｂ 光導波路 ３ バッファ層 ４ａ 信号電極 ４ｂ、４ｃ アース電極 ５ マッハツェンダ型光回路 ６ Ｙ分岐光導波路 ７ 対称電極部位 ８ アース接続部
Claims (3)
- 【請求項１】電気光学効果を有する結晶基板に形成され
た２本の近接した光導波路からなる光回路と、前記２本
の各光導波路の近傍に形成されたマイクロ波が伝搬する
信号電極とそれを挟む２つのアース電極からなる光制御
デバイスにおいて、前記２つのアース電極のうち一方の
アース電極の一部分を信号電極と同様な形状にせしめる
ことにより、信号電極とアース電極からなる電極配置の
少なくとも一部分が、前記光回路をなす２本の光導波路
の真中の軸に対して対称化されていることを特徴とする
光制御デバイス。 - 【請求項２】前記電極配置が対称化されている部分が複
数からなり、前記電極配置が対称化されている部分の間
の間隔が、光制御デバイスを動作させるマイクロ波が前
記信号電極を伝搬する際の波長の２分の１より短いこと
を特徴とする請求項１記載の光制御デバイス。 - 【請求項３】電気光学効果を有する結晶基板に形成され
た２本の近接した光導波路からなる光回路と、前記２本
の各光導波路の近傍に形成されたマイクロ波が伝搬する
信号電極とそれを挟むアース電極からなる光制御デバイ
スにおいて、前記アース電極のうち１つのアース電極を
信号電極と同様な形状にせしめ、信号電極とアース電極
からなる電極配置が、前記光回路をなす２本の光導波路
の真中の軸に対して対称化されて、かつ前記光導波路上
のアース電極が隣接したアース電極の全長に渡り、前記
光導波路上のアース電極が隣接したアース電極のそれぞ
れの電極の上面間により接続せしめていることを特徴と
する光制御デバイス。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6025822A JP2825056B2 (ja) | 1994-02-24 | 1994-02-24 | 光制御デバイス |
| US08/388,454 US5712933A (en) | 1994-02-24 | 1995-02-14 | Waveguide-type optical device |
| EP95102455A EP0669546B1 (en) | 1994-02-24 | 1995-02-21 | Waveguide-type optical device |
| DE69512694T DE69512694T2 (de) | 1994-02-24 | 1995-02-21 | Optische Vorrichtung von Wellenleitertyp |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6025822A JP2825056B2 (ja) | 1994-02-24 | 1994-02-24 | 光制御デバイス |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07234391A true JPH07234391A (ja) | 1995-09-05 |
| JP2825056B2 JP2825056B2 (ja) | 1998-11-18 |
Family
ID=12176560
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6025822A Expired - Lifetime JP2825056B2 (ja) | 1994-02-24 | 1994-02-24 | 光制御デバイス |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5712933A (ja) |
| EP (1) | EP0669546B1 (ja) |
| JP (1) | JP2825056B2 (ja) |
| DE (1) | DE69512694T2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002107682A (ja) * | 2000-09-29 | 2002-04-10 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | 光変調素子のチャープ制御方法 |
| JP2006084537A (ja) * | 2004-09-14 | 2006-03-30 | Fujitsu Ltd | 光デバイス |
| US7292739B2 (en) | 2002-09-12 | 2007-11-06 | Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. | Optical modulator |
| JP2009015206A (ja) * | 2007-07-09 | 2009-01-22 | Anritsu Corp | 光変調器 |
| JP2009069616A (ja) * | 2007-09-14 | 2009-04-02 | Anritsu Corp | 光変調器 |
| JP2009098640A (ja) * | 2007-09-12 | 2009-05-07 | Anritsu Corp | 光変調器 |
| JP2017156648A (ja) * | 2016-03-03 | 2017-09-07 | 日本電信電話株式会社 | 光変調器 |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5787211A (en) * | 1996-04-03 | 1998-07-28 | General Instrument Corporation Of Delaware | Optical modulator for CATV systems |
| JP2002517780A (ja) * | 1998-05-11 | 2002-06-18 | カリフォルニア インスチュート オブ テクノロジー | ニオブ酸リチウムの加圧アニーリング方法及び得られたニオブ酸リチウム構造 |
| US6069729A (en) * | 1999-01-20 | 2000-05-30 | Northwestern University | High speed electro-optic modulator |
| US6381379B1 (en) | 2000-02-10 | 2002-04-30 | Codeon Corporation | Optical modulator having coplanar electrodes for controlling chirp |
| US6449080B1 (en) | 2000-03-08 | 2002-09-10 | Jds Uniphase Corporation | Electro-optic modulator with enhanced bias stability |
| JP3362126B2 (ja) * | 2000-03-09 | 2003-01-07 | 住友大阪セメント株式会社 | 光導波路素子 |
| CA2338607A1 (en) * | 2000-03-27 | 2001-09-27 | Lucent Technologies, Inc. | High speed optoelectronic devices |
| GB2374945A (en) * | 2001-04-26 | 2002-10-30 | Jds Uniphase Corp | Mach-Zehnder Optical Modulator |
| US6760493B2 (en) * | 2001-06-28 | 2004-07-06 | Avanex Corporation | Coplanar integrated optical waveguide electro-optical modulator |
| JP3851825B2 (ja) * | 2002-02-07 | 2006-11-29 | 富士通株式会社 | 光変調器モジュールおよび光変調器 |
| US20030219187A1 (en) * | 2002-05-21 | 2003-11-27 | Agere Systems Inc. | Ladder electrode optical modulator and method of manufacture thereof |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03200924A (ja) * | 1989-12-28 | 1991-09-02 | Fujitsu Ltd | 光変調器 |
| JPH03229213A (ja) * | 1990-02-02 | 1991-10-11 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光制御素子 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB8812180D0 (en) * | 1988-05-23 | 1988-06-29 | Bt & D Technologies Ltd | Electro-optic device |
| CA2011954C (en) * | 1989-03-14 | 1994-02-22 | Hiroshi Hamano | Optical modulator |
| US5208697A (en) * | 1990-03-30 | 1993-05-04 | Hughes Aircraft Company | Microwave frequency range electro-optic modulator with efficient input coupling and smooth wideband frequency response |
| FR2670589B1 (fr) * | 1990-12-14 | 1994-04-15 | Thomson Csf | Dispositif de modulation electrooptique integre. |
| JPH05173099A (ja) * | 1991-12-17 | 1993-07-13 | Hikari Keisoku Gijutsu Kaihatsu Kk | 光制御素子 |
| JP3570735B2 (ja) * | 1993-02-10 | 2004-09-29 | 住友大阪セメント株式会社 | 光導波路デバイス |
| JP3490486B2 (ja) * | 1993-12-28 | 2004-01-26 | 富士通株式会社 | 光変調器 |
-
1994
- 1994-02-24 JP JP6025822A patent/JP2825056B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1995
- 1995-02-14 US US08/388,454 patent/US5712933A/en not_active Expired - Fee Related
- 1995-02-21 EP EP95102455A patent/EP0669546B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-02-21 DE DE69512694T patent/DE69512694T2/de not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03200924A (ja) * | 1989-12-28 | 1991-09-02 | Fujitsu Ltd | 光変調器 |
| JPH03229213A (ja) * | 1990-02-02 | 1991-10-11 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光制御素子 |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002107682A (ja) * | 2000-09-29 | 2002-04-10 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | 光変調素子のチャープ制御方法 |
| JP4495326B2 (ja) * | 2000-09-29 | 2010-07-07 | 住友大阪セメント株式会社 | 光変調素子のチャープ制御方法 |
| US7292739B2 (en) | 2002-09-12 | 2007-11-06 | Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. | Optical modulator |
| JP2006084537A (ja) * | 2004-09-14 | 2006-03-30 | Fujitsu Ltd | 光デバイス |
| JP4713866B2 (ja) * | 2004-09-14 | 2011-06-29 | 富士通オプティカルコンポーネンツ株式会社 | 光デバイス |
| JP2009015206A (ja) * | 2007-07-09 | 2009-01-22 | Anritsu Corp | 光変調器 |
| JP2009098640A (ja) * | 2007-09-12 | 2009-05-07 | Anritsu Corp | 光変調器 |
| JP2012141634A (ja) * | 2007-09-12 | 2012-07-26 | Anritsu Corp | 光変調器 |
| JP2009069616A (ja) * | 2007-09-14 | 2009-04-02 | Anritsu Corp | 光変調器 |
| JP2017156648A (ja) * | 2016-03-03 | 2017-09-07 | 日本電信電話株式会社 | 光変調器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE69512694T2 (de) | 2000-05-31 |
| DE69512694D1 (de) | 1999-11-18 |
| EP0669546A2 (en) | 1995-08-30 |
| EP0669546B1 (en) | 1999-10-13 |
| EP0669546A3 (en) | 1995-12-13 |
| JP2825056B2 (ja) | 1998-11-18 |
| US5712933A (en) | 1998-01-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2825056B2 (ja) | 光制御デバイス | |
| JP4711351B2 (ja) | 光変調器 | |
| JP3929814B2 (ja) | マッハ−ツェンダ電子−光学変調器 | |
| US8600197B2 (en) | Optical control device | |
| US5185830A (en) | Optical waveguide directional coupler including control electrodes | |
| US8983239B2 (en) | Optical control element having a plurality of optical control portions | |
| US6700691B2 (en) | Electro-optic modulator having high bandwidth and low drive voltage | |
| JP2674535B2 (ja) | 光制御デバイス | |
| Gheorma et al. | Thin layer design of X-cut LiNbO 3 modulators | |
| US20230007949A1 (en) | Optical Device | |
| JP3200629B2 (ja) | フォトニックバンドギャップ構造を用いた光変調器及び光変調方法 | |
| JP2940141B2 (ja) | 導波型光制御デバイス | |
| US7373025B2 (en) | Waveguide-type optical device | |
| JP2000131658A (ja) | 光導波路デバイス | |
| JP2564999B2 (ja) | 光変調器 | |
| JP2903700B2 (ja) | 導波路型光デバイス | |
| JP2720654B2 (ja) | 光制御デバイス | |
| JPH06250131A (ja) | 光制御素子 | |
| WO2004015470A1 (en) | Optical device | |
| JP2995832B2 (ja) | 光制御デバイス | |
| JP2606552B2 (ja) | 光制御デバイス | |
| CN117908281A (zh) | 一种基于非平行薄膜波导的光开关及其控制方法 | |
| CN115728970A (zh) | 光电集成结构及其形成方法 | |
| JPH05224246A (ja) | 光制御デバイス | |
| JPH06347839A (ja) | 光制御デバイス |
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: 19980811 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080911 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080911 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090911 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090911 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100911 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110911 Year of fee payment: 13 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120911 Year of fee payment: 14 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130911 Year of fee payment: 15 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |