JPS60114820A - 光学高速変調方法及び装置 - Google Patents

光学高速変調方法及び装置

Info

Publication number
JPS60114820A
JPS60114820A JP59210643A JP21064384A JPS60114820A JP S60114820 A JPS60114820 A JP S60114820A JP 59210643 A JP59210643 A JP 59210643A JP 21064384 A JP21064384 A JP 21064384A JP S60114820 A JPS60114820 A JP S60114820A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical
signal
interaction distance
modulation
microwave
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
Application number
JP59210643A
Other languages
English (en)
Inventor
ラルス ヘルゲ シイレン
アンデルス グスタフ ドユプスヨーバツカ
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.)
Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Original Assignee
Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB filed Critical Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Publication of JPS60114820A publication Critical patent/JPS60114820A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • G02F1/29Devices 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
    • G02F1/31Digital deflection, i.e. optical switching
    • G02F1/313Digital deflection, i.e. optical switching in an optical waveguide structure
    • G02F1/3132Digital deflection, i.e. optical switching in an optical waveguide structure of directional coupler type
    • G02F1/3134Digital 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
    • 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 
    • G02F1/03Devices 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  based on ceramics or electro-optical crystals, e.g. exhibiting Pockels effect or Kerr effect
    • G02F1/035Devices 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  based on ceramics or electro-optical crystals, e.g. exhibiting Pockels effect or Kerr effect in an optical waveguide structure
    • G02F1/0356Devices 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  based on ceramics or electro-optical crystals, e.g. exhibiting Pockels effect or Kerr effect in an optical waveguide structure controlled by a high-frequency electromagnetic wave component in an electric waveguide structure

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)
  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、一定周波数の光信号の変調が情報担持マ、イ
クロ波Q助けにより与えられる重速変調器の帯域を増大
する方向に関係する。しかしながら本方法と′装置はマ
イクロ波による変調に限定されず、このような信号の利
用に主に応用されるべきものである、なぜなら帯域制限
はこの分野での最大の問題だからである。
従来の技術 本発明による方法は第1図〜第4図に関連して以下に詳
細に説明するそれ自体は公知の集積光学回路から構成さ
れる変調器の使用を意図している。
いわゆる光学方向性カップラは文献(例えば王量子エレ
クトロニクス誌第QB’17巻第6号、1981年6月
)には既述されていて、これらのカップラはいわゆる相
互作用距離を介して平行に配置された2個の光学導体を
含み、一方の導体中の光学信号は相互作用距離に沿って
他の導体とカップル可能であり、又このカップリングは
適当な大きさの電圧の作用により駆動可能である。この
ような方向性カップラは高速変調器を構成するよう修正
可能で、この時電圧は非常な高周波、例えばマイクロ波
信号の変調信号に置換えられる。マイクロ波信号は光学
導体と平行に取られ、このため通常は伝送導体電極、例
えば同一平面ストリッジ線が用いられる。
発明の要約 上述の光学高速変調器では、導波チャネル中の光は両方
の伝送導体電極中のマイクロ波と平行に、異なる伝播速
度で走行する。チャネル中のマイクロ波と光との間のこ
の伝播速度差は、伝播速度の差が大きくなればなるほど
一定距離後のマイクロ波と光との間の累積位相差は大き
くなりかつ、帯域が小さくなるように、光学回路の帯域
を制限する。それ故、伝播速度の差により生じる光学信
号とマイクロ波信号との間の位相差を減少させるため可
能な限り相互作用距離を小さく保持することが有利であ
る。同時に、ドライブ能力、すなわ憾変調に要するマイ
クロ波電力に関しては、可能な限り長い相互作用距離、
従って長い伝送導体を用いることが望ましい。
以上によると、伝播速度の差はマイクロ波と光信号との
間の相対位相シフトを生じ、この位相シフトが180°
以上の時残りの相互作用距離に対して連続カップリング
の変調特性の劣化、すなわち帯域制限を生じる。このよ
うな劣化に対向するための相互作用距離の減少は、上記
によると駆動電力を増大しなければならない事態を生じ
る。
本発明の目的は、十分に長い相互作用距離を保持しつつ
、すなわち一定の駆動電力に対する帯域を増大させ、又
は一定の帯域の駆#電力を減少しつつ変調マイクロ波(
一般に低伝播速度)とマイクロ波信号より大きな伝播速
度の変調光学信号との間に生じる位相シフトの効果を減
少することである。
本発明の方法によると、伝播速度の差により変調信号が
光学信号に対して180°位相シフトした後に変調信号
の極反転が生じる。このようにして、2π位相差に対応
する相互作用距離にもかかわらず光学信号の変調を与え
ることができるように変調信号の変更が得られる。本方
法は特許請求の範囲第1項の特徴部分に開示されるもの
として特徴づけられる。
実施例 本発明は添附図面を参照して以下に詳細に説明される。
第1図は、例えばレーず・ダイオードから光学導波体1
を介して入射する光信号を変調する変調マイクロ波信号
を受取る1対の同一な平面尋波部、すなわちいわゆる−
ス) IJツゾ線路4.5を有するいわゆる光学方向性
カップラから構成される尚連変調器を図示する。変調器
内の両光導体1.2は、例えば導体1を介して距離0−
Lに沿って導入される光が導体2ヘカツプルできるよう
に互いに近接して配置される。千面導波部4.5は互い
に負荷抵抗3を介して接続される。各纏波部4.5の長
さLがいわゆる相互作用距離である。
マイクロ波信号■は導体40入力に印加される。
この信号■は正弦波であるものとし、相互作用距離りに
沿った伝播の間両光棉体1.2間のカップリングを作動
させ、導体2の出力に光信号を得て変調を可能とする。
第4図は断面A−Aに沿った第1図による回路のW=図
である。二オシばリチウム(’LiNO3)の基板I上
にニオゾ藏リチウムより屈折率の大きい2本の光導体1
.2をTi−拡散により作成する。
両マイクロ波導体4.5は(アルミニウムの)ストリッ
プ線路の形式で上平面上に配置する。
第1図では、信号Vは純直流電圧(f=o−、vxV□
 )であり、導体1.2中の光エネルギの分布(第3.
4図に図示)がある特定時間に得られるものとしている
。第6図はv = V□ = Oの場合を図示し、この
ファイバは相互作用距離の開始点、すなわち光導体1へ
の入力点で全ての光を導通させることがわかる。間隔0
<7<L/20間で光1体1から光導体2への光のカッ
プリングが発生するためl−Lで光導体2は全ての光を
導通させる。間隔L/2<J(Lの間で導体2からの光
は同様な方法で導体フヘカツゾルする。このように相互
作用距離0〜Lの間で一方の光導体から他方へ光の交互
転送が得られる。
光導体1.2上に直流電圧が印加されると、光導体1.
2間のカップリングが作動されて、一定電圧v = V
□では導体間のカップリングがなくなり、光強度(又は
エネルギ)は第4図に従って微弱に変動するのみである
以上より、例えば光導体1の出力で得られる光は第1図
による光導体1.2への入力の変調電圧Vにより変調可
能であることが理解できる。この信号が波長λm)Lの
マイクロ波信号を構成する場合、このような光変調によ
り何の問題も生じない。
しかしながら、高速変調のマイクロ波信号の周波数が増
大して、相互作用距離りの後の光とマイクロ波信号間の
位相差が2πに近づいてくると、電圧Vo (−Vo 
)に対応する正の(又は負の)寄与のため、変調を得る
のに問題が生じ、供給変調が得られなくなる。これは、
マイクロ波信号Vと光との間の位相差の全期間に対して
、正及び負の半波が互いに抑止し合い、変調作用が消滅
するためである。これは第1図に図示した型式の変調器
の帯域制限を意味する。
本発明の第5図は帯域制限による上記の問題をより詳細
に図示するためのものである。第5図の図は異なる周波
数の3つの異なるマイクロ波信号vl’% v2’l 
VIJを図示する。最低周波数の信号v1は相互作用距
l171!Lより図では大きい(実際には非常に大きい
)波長λlを有する。この信号は明らかに相互作用距離
内の各位相泣−〇°−36[1’に対して正の寄与を与
え、従って第1図により正しい変調が得られる。信号■
2は距離りに沿った伝播時間の差がマイクロ波周期Tm
に対応するような尚周波で、これは相互作用距離り内で
は伺の変更も行なわれないことを意味する。これはマイ
クロメ、「りの各位相位置に適用できる。従って正しい
変調は得られない。
マイクロ波信号への周波数がさらに増加して信号V、を
与えるlヅ「まで増加した場合、これは全体の加算部(
第5図のハツチ面)を与える。実際には、この加算は変
調を得て帯域を拡大するには不充分である。
相互作用距離の間に変調信号を変更してマイクロ波信号
にも有効変調が与えられるようにし、この信号の周波数
は非常に高いため距離り上の伝播時間が上記によるマイ
クロ波周期に対応することにより第1図に図示した型式
の商運変調器の帯域を増加する本発明による方向か与え
られる。この変更は、例えば極反転後(第5図でv2の
)\ツチングにより図示)信号を整流して必要な全体の
加算を可能とするように相互作用距離の半分の後の信号
の極反転により実行可能である1゜第6図は第1図と同
種の光学方向性カッ70う変調器ではあるが、本発明の
方法により修正したものを図示している。マイクロ波入
力はコンデンサC工を介して平面4技部へ接続され、こ
の導波部はこの場合2つの部分4a、4bに分割され、
これらの部分は互いにちンデンサCを介して接続される
。正の直流′亀圧十EをコンデンサC1と4波部4aへ
の入力との間へインダクタンスζを介して接続する。部
品4a、4bは第1図による回路のような平面ストリッ
プ、鍜路である。導波部4bの出力はコンデンサC2と
負荷6を介して導波部5の出力に接続され、4波部5は
第1図の対応する導波部と同じ構造のものである。負の
直流電圧−EをインダクタンスL2を介して導波部4b
の出力へ接続し、導波部5への入力をアースする。第1
図による回路と同様に、光学導波部11.2は導波部4
a、4bと導波部5と谷々平行であり、両電圧+Eと−
Eにより第5図の回路はアースに対して正と負にバイア
スされ、これにより半相互作用距離後に入力マイクロ波
信号の極反転が行なわれる。
第7図−第10図、は光に対して4つの位相位置、10
図Gは異なる位相位置o0.90’、18o0.270
”の全砿圧分布を図示する。
位相シフトがOa(第711a−第7団C)の時、バイ
アス電圧+Eと−Eからの寄与はマイクロ波信号と協動
作用し、位相シフトが1800(第9図久−第9図C)
となると、直流電圧寄与はマイクロ波信号に対抗して作
用する。協動作用は半周期の間の位相シフ) 90’と
2700の両方グラフの下の面積は最大値(0°位相シ
フト)から最小値(180’位相シフト)まで変化する
。この面積変動が光学信号の所要変調を与える。
上記集積光学方向性カッシラのコンピュータ・シミュー
レーションは、新たな電極構造はバンドパス特性を与え
られ、その帯域は同一の物理長(6)を有する第1図に
よる既知の′fJL極構造と比較して近似的に2倍に増
加する。実際の場曾光学変調は新たな電極構造ではいく
分減少する。これは、方向性カッシラから出た光学変調
を一定に保つ場合1E気変調効果を対応して増大させな
ければならないことを意味する。
光信号の変調を生じる相互作用距離に沿ったマイクロ波
の変更はバイアス電圧を用いずに、すなわち第7図−第
10図のE=Oの時にも達成できる。第11−はこのよ
うな変調器の電極構造を図示し、ここでは第6図と同じ
参照文字が保持されている。
【図面の簡単な説明】
第1図は既知実施例の集積光学回路の形式の高速変調器
を図示し、抛2図は第1図による回路の断面図であり、
第3図と第4図は第1図による回路の光エネルイ分布の
図であり、第5図は第1図による回路に生じる変調マイ
クロ波信号の図であり、第6図は本発明による方法を用
いた方向性カッシラ変調器の電極構造の回路図であり、
第7図から第10図は@6図による変調器の電極に沿っ
た電圧分布の図であり、第11図はiF元明の他の実施
例の電極構造を図示する。 1.2・・・・・・・・・光導波体、3.6・・・・・
・・・・負荷抵抗、4.4a、4b、5・・・・・・・
・・マイクロ波等波部。 代理人浅村 皓

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)光学信号より低い周波数の変調信号(ロ)の一定
    相互作用距離に沿った作用により光学41号を変調する
    際の利用可能帯域を増加するための光学高速変調器の方
    法において、相互作用距離の長さは変調信号と変調信号
    の周期の整数倍の光との間の伝播時間作に対応し、少な
    くとも相対位相シフトで半マイクロ波周期に対応する相
    互作用距離の半分を通過した後の変調信号が極反転され
    て、その位相位置に応答した変調信号の変更が、従って
    光学出力信号の変調が得られる光学高速変調方法。 (2、特許請求の範囲第1項記載の方法において、相互
    作用距離を2部分に分割し、一方の部分を正極性で、他
    方の部分を負極性でバイアスすることにより前記極反転
    を実施する光学高速変調方法。 (3)光学1N号を変調する際の利用可能帯域を増加す
    る光学高速変調器置において、2つの平行な金属性導波
    部であって、その長さが相互作用距離を定め、変調マイ
    クロ波信号が発生する入力を有し、負荷抵抗を介して接
    続される前記導波部と、前記金属性導波部と平行に設け
    られた一定周波数の光学信号を導通させる光学導波体で
    あって、光学信号が一方の光学導波体から他方へのマイ
    クロ波信号に応答してカッゾルされる前記光学導波体と
    を含む光学方向性カッシラ変調器を含み、一方の全属性
    導波部がコンデンサにより互いに接続された2つの等し
    い長さの部分に分割されていて、変調信号の極反転を行
    、なうために一方の部分に正の7′?イアスが、他方の
    部分に負のバイアスが接続されている光学信号を変調す
    る際の利用可能な帯域を増加する光学高速変調装置。
JP59210643A 1983-10-10 1984-10-09 光学高速変調方法及び装置 Pending JPS60114820A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE8305572A SE463739B (sv) 1983-10-10 1983-10-10 Foerfarande och anordning att oeka bandbredden i en hoeghastighetsmodulator
SE83055723 1983-10-10

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS60114820A true JPS60114820A (ja) 1985-06-21

Family

ID=20352837

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP59210643A Pending JPS60114820A (ja) 1983-10-10 1984-10-09 光学高速変調方法及び装置

Country Status (6)

Country Link
US (1) US4658224A (ja)
JP (1) JPS60114820A (ja)
DE (1) DE3435304A1 (ja)
FR (1) FR2553203B1 (ja)
GB (1) GB2148023B (ja)
SE (1) SE463739B (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01163720A (ja) * 1987-12-19 1989-06-28 Fujitsu Ltd 分布干渉型光変調器

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE463740B (sv) * 1985-04-30 1991-01-14 Ericsson Telefon Ab L M Elektrooptisk modulator
GB9208560D0 (en) * 1992-04-21 1992-06-03 British Tech Group Optical modulators
SE501070C2 (sv) * 1993-03-26 1994-11-07 Ericsson Telefon Ab L M System och förfarande för dispersionskompensering i fiberoptiska höghastighetssystem
SE501932C2 (sv) * 1993-04-30 1995-06-26 Ericsson Telefon Ab L M Anordning och förfarande för dispersionskompensering i ett fiberoptiskt transmissionssystem
WO1999019808A1 (en) 1997-10-16 1999-04-22 Int Labs, Inc. Data transfer over wire or wireless medium
GB2375614B (en) * 2000-04-06 2003-07-16 Bookham Technology Plc Optical modulator with pre-determined frequency chirp
GB0008536D0 (en) * 2000-04-06 2000-05-24 Marconi Caswell Ltd Optical modulator with selectable frequency chirp

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5890615A (ja) * 1981-11-16 1983-05-30 ウエスタ−ン・エレクトリツク・カムパニ−・インコ−ポレ−テツド 進行波電子光学デバイス

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3393954A (en) * 1963-12-16 1968-07-23 Gen Electric Optical modulator
US4005927A (en) * 1975-03-10 1977-02-01 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Broad bandwidth optical modulator and switch
US4012113A (en) * 1975-12-17 1977-03-15 Herwig Werner Kogelnik Adjustable optical switch or modulator
FR2385114A1 (fr) * 1977-03-23 1978-10-20 Thomson Csf Dispositif optique non lineaire en couche mince et son procede de fabrication
US4157860A (en) * 1977-10-11 1979-06-12 Bell Telephone Laboratories, Incorporated Dual polarization electromagnetic switch and modulator
US4291939A (en) * 1978-03-24 1981-09-29 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Polarization-independent optical switches/modulators
US4251130A (en) * 1979-07-18 1981-02-17 Bell Telephone Laboratories, Incorporated Velocity matched optical gate
US4262993A (en) * 1980-01-11 1981-04-21 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Electrooptically balanced alternating Δβ switch
DE3218626C1 (de) * 1982-05-18 1983-07-21 Ulrich Dr.-Ing. 4330 Mülheim Langmann Steuerbare integriert-optische Bauelemente

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5890615A (ja) * 1981-11-16 1983-05-30 ウエスタ−ン・エレクトリツク・カムパニ−・インコ−ポレ−テツド 進行波電子光学デバイス
US4448479A (en) * 1981-11-16 1984-05-15 Bell Telephone Laboratories, Incorporated Traveling wave, electrooptic devices with effective velocity matching

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01163720A (ja) * 1987-12-19 1989-06-28 Fujitsu Ltd 分布干渉型光変調器

Also Published As

Publication number Publication date
GB2148023A (en) 1985-05-22
US4658224A (en) 1987-04-14
SE8305572D0 (sv) 1983-10-10
GB2148023B (en) 1987-10-28
GB8424789D0 (en) 1984-11-07
SE463739B (sv) 1991-01-14
FR2553203B1 (fr) 1988-12-30
FR2553203A1 (fr) 1985-04-12
SE8305572L (sv) 1985-04-11
DE3435304A1 (de) 1985-04-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0387832B1 (en) Optical modulator
US4709978A (en) Mach-Zehnder integrated optical modulator
US4127320A (en) Multimode optical modulator/switch
JP2603437B2 (ja) 周期的ドメイン反転電気・光変調器
US7231102B2 (en) Electrooptic modulator employing DC coupled electrodes
US5157744A (en) Soliton generator
CA2405075A1 (en) Optical modulator with pre-determined frequency chirp
JPS5890615A (ja) 進行波電子光学デバイス
US20220334419A1 (en) Coplanar waveguide wire electrode structure and modulator
US6483953B1 (en) External optical modulation using non-co-linear compensation networks
GB2272979A (en) Microwave frequency range electro-optic modulator
CN104246584A (zh) 电光调制器和电光距离测量装置
JPS60114820A (ja) 光学高速変調方法及び装置
US20020154842A1 (en) Drive techniques for loaded-line optical modulators
JPH05257102A (ja) 光位相変調回路
JPH02269309A (ja) 光変調方法及び光変調器
JP2823872B2 (ja) 光送信装置
US6421483B1 (en) Optical monitoring in optical interferometric modulators
JPH0593891A (ja) 導波型光変調器及びその駆動方法
Booth LiNbO3 integrated optic devices for coherent optical fibre systems
Betts Microwave bandpass modulators in lithium niobate
JPH02170142A (ja) 導波形光制御デバイス及びその駆動方法
JP2664749B2 (ja) 光変調装置
JP2725341B2 (ja) 光変調器
US4969701A (en) Integrated electro-optical modulator/commutator with pass-band response