JPS6020723B2 - 導波形電気光学光変調器の製造方法 - Google Patents
導波形電気光学光変調器の製造方法Info
- Publication number
- JPS6020723B2 JPS6020723B2 JP4524774A JP4524774A JPS6020723B2 JP S6020723 B2 JPS6020723 B2 JP S6020723B2 JP 4524774 A JP4524774 A JP 4524774A JP 4524774 A JP4524774 A JP 4524774A JP S6020723 B2 JPS6020723 B2 JP S6020723B2
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- waveguide
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Description
【発明の詳細な説明】
この発明は電気光学結晶を利用した高速度、高能率の動
作が可能な導波形光変調器の製造方法に関する。
作が可能な導波形光変調器の製造方法に関する。
光伝送用変調器としては、光ファイバー、即ち光学繊維
との結合を容易にし、また低電圧で高周波動作を可能な
らしめるために、導波形光変調器が必要とされている。
との結合を容易にし、また低電圧で高周波動作を可能な
らしめるために、導波形光変調器が必要とされている。
そのため、電気光学結晶の薄膜を作成する方法、電気光
学結晶中に拡散等の手段で導波路を作成する方法が考案
されている。また変調方式としては、導波路表面上にプ
ラナー形電極対をつけ、電極間に電圧を印加する方法、
くし形電極によりブラッグ形光回折を起こさせ、光変調
を行なう方法、導波路を研磨等により薄片化し、その両
面につけた電極間に電圧を印加する方法が試みられてい
る。しかしながら、プラナ−電極を用いた変調器では、
電気光学導波路中での印加電界の均一性をうろことがむ
づかしく、そのため屈折度の低下、SN化の劣化をきた
す欠点があった。また、くし形電極構成の変調器では、
二次元導波路の作成および光ファイバーとの高能率な結
合がむずかしい欠点があった。さらに、導波略を薄片化
する方法では薄片化技術に限界があるため、単一モード
用変調器の作成がむづかしく、また駆動電圧を下げるこ
とができない欠点があった。この発明の目的は光伝播特
性、変調特性が殴れ、機械的強度が大で単一モード用と
することが容易であり、駆動電圧が低い、更に光ファイ
バーとの結合も容易な導波形電気光学変調器の製造方法
を提供するにある。
学結晶中に拡散等の手段で導波路を作成する方法が考案
されている。また変調方式としては、導波路表面上にプ
ラナー形電極対をつけ、電極間に電圧を印加する方法、
くし形電極によりブラッグ形光回折を起こさせ、光変調
を行なう方法、導波路を研磨等により薄片化し、その両
面につけた電極間に電圧を印加する方法が試みられてい
る。しかしながら、プラナ−電極を用いた変調器では、
電気光学導波路中での印加電界の均一性をうろことがむ
づかしく、そのため屈折度の低下、SN化の劣化をきた
す欠点があった。また、くし形電極構成の変調器では、
二次元導波路の作成および光ファイバーとの高能率な結
合がむずかしい欠点があった。さらに、導波略を薄片化
する方法では薄片化技術に限界があるため、単一モード
用変調器の作成がむづかしく、また駆動電圧を下げるこ
とができない欠点があった。この発明の目的は光伝播特
性、変調特性が殴れ、機械的強度が大で単一モード用と
することが容易であり、駆動電圧が低い、更に光ファイ
バーとの結合も容易な導波形電気光学変調器の製造方法
を提供するにある。
この発明によれば電気光学結晶の本体の一面にその結晶
と一体結晶の突条が形成される。
と一体結晶の突条が形成される。
その突条の両側面は互に平行とされ、かっこの突条の外
周面に付着層が付着される。その付着層の両側面に対向
した一対の電極が形成され、これ等電極間に変調電圧が
印加される。上記突条の屈折率は上記本体及び付着層の
各屈折率よりも高く選定されて光導波路が構成される。
第1図はこの発明の製造方法を用いた光変調器の一例を
示す。
周面に付着層が付着される。その付着層の両側面に対向
した一対の電極が形成され、これ等電極間に変調電圧が
印加される。上記突条の屈折率は上記本体及び付着層の
各屈折率よりも高く選定されて光導波路が構成される。
第1図はこの発明の製造方法を用いた光変調器の一例を
示す。
1はLITa03,GaAs,Zn○等の電気光学結晶
である。
である。
その本体1の一面中央にその一端より他端に達する突条
2が形成される。突条2の両側面は互に平行とされ、ま
た突条2は本体1と一体に同一結晶とされてある。突条
2の周面をお)って突条2よりも小さい屈折率の物質の
付着層3が付着される。その付着層3の両側面の全面に
わたって電極4a,4bがそれぞれ形成され、その電極
4a,4b間に変調電圧の高周波電源5が接続される。
所で突条2は不純物の熱拡散、イオン打込み拡散等(以
下“拡散”という用語で代表させる)の手段により本体
1及び付着層3の各屈折率よりも高くされて光導波路と
される。拡散用の物質としてはC山Cr,Nb,Fe等
使用する電気光学結晶の種類に応じて、それぞれ適した
物質が使用される。拡散により屈折率が増加する不純物
を使用する時は、光導波路2自体が拡散層となっており
、逆に拡散により屈折率が減少する不純物の場合には光
導波路2と近接した本体1が拡散層となっている。通常
の場合は一種類の拡散物質を使用することにより、その
目的を達することができるが、場合によっては二種類以
上の物質を拡散させることにより所望の屈折率分布を得
る方法も用いられる。つぎに第2図を用いて本発明の光
変調器製造方法について詳細に記す。
2が形成される。突条2の両側面は互に平行とされ、ま
た突条2は本体1と一体に同一結晶とされてある。突条
2の周面をお)って突条2よりも小さい屈折率の物質の
付着層3が付着される。その付着層3の両側面の全面に
わたって電極4a,4bがそれぞれ形成され、その電極
4a,4b間に変調電圧の高周波電源5が接続される。
所で突条2は不純物の熱拡散、イオン打込み拡散等(以
下“拡散”という用語で代表させる)の手段により本体
1及び付着層3の各屈折率よりも高くされて光導波路と
される。拡散用の物質としてはC山Cr,Nb,Fe等
使用する電気光学結晶の種類に応じて、それぞれ適した
物質が使用される。拡散により屈折率が増加する不純物
を使用する時は、光導波路2自体が拡散層となっており
、逆に拡散により屈折率が減少する不純物の場合には光
導波路2と近接した本体1が拡散層となっている。通常
の場合は一種類の拡散物質を使用することにより、その
目的を達することができるが、場合によっては二種類以
上の物質を拡散させることにより所望の屈折率分布を得
る方法も用いられる。つぎに第2図を用いて本発明の光
変調器製造方法について詳細に記す。
まず、第2図Aに示すように電気光学結晶7の一面に拡
散層8が形成される。その拡散層8の深さは通常1仏m
〜100仏m程度に選ばれる。拡散層8は第2図Aに示
すように結晶7の表面の全面に形成する場合のみならず
、その面の大部分に形成してもよいし、かなり限定され
た部分に形成してもよい。すなわち第1図の光導波路2
の中と略々同程度の中の細長い部分にのみ拡散層を形成
してもよい。次にこの拡散層8を形成した電気光学結晶
7の表面をイオンエッチング、スパッタエッチング、化
学エッチング、研磨等の適当な手段で選択的に中央の細
長い部分を残して浅く削り、第2図Bに示すように突条
9を形成する。この突条9の中は使用する光波長あるい
は変調器の使用目的によって異なるが通常ILm〜10
0仏m程度とし、突条9の高さは拡散層8の深さと同程
度に選び、実際にはそれより大きく選ぶのが有利である
。突条9の長さは通常1肌から数cm程度とする。この
突条9の筒面に、さらに屈折率が突条9のそれより小さ
い物質の付着層10を第2図Cに示すように、蒸着、ス
パッタ、液相ェピタキシャル成長、気相成長等の手段で
付着する。付着層10は、即ち第1図の付着層3は光導
波特性が光導波路9の周辺部、特に電極4a,4bと直
接懐することによって劣化しないように絶縁層を介在さ
せ、また光導波路9が単一モードあるいは低次のモード
のみしか伝播しないように構成する場合に、光導波路の
中及び高さを、加工上容易な程度にできるだけ大きくし
たい時に光導波路9の屈折率とその周囲の屈折率との差
を小さくする必要があり、この付着層10,3によりそ
れが達成できる。
散層8が形成される。その拡散層8の深さは通常1仏m
〜100仏m程度に選ばれる。拡散層8は第2図Aに示
すように結晶7の表面の全面に形成する場合のみならず
、その面の大部分に形成してもよいし、かなり限定され
た部分に形成してもよい。すなわち第1図の光導波路2
の中と略々同程度の中の細長い部分にのみ拡散層を形成
してもよい。次にこの拡散層8を形成した電気光学結晶
7の表面をイオンエッチング、スパッタエッチング、化
学エッチング、研磨等の適当な手段で選択的に中央の細
長い部分を残して浅く削り、第2図Bに示すように突条
9を形成する。この突条9の中は使用する光波長あるい
は変調器の使用目的によって異なるが通常ILm〜10
0仏m程度とし、突条9の高さは拡散層8の深さと同程
度に選び、実際にはそれより大きく選ぶのが有利である
。突条9の長さは通常1肌から数cm程度とする。この
突条9の筒面に、さらに屈折率が突条9のそれより小さ
い物質の付着層10を第2図Cに示すように、蒸着、ス
パッタ、液相ェピタキシャル成長、気相成長等の手段で
付着する。付着層10は、即ち第1図の付着層3は光導
波特性が光導波路9の周辺部、特に電極4a,4bと直
接懐することによって劣化しないように絶縁層を介在さ
せ、また光導波路9が単一モードあるいは低次のモード
のみしか伝播しないように構成する場合に、光導波路の
中及び高さを、加工上容易な程度にできるだけ大きくし
たい時に光導波路9の屈折率とその周囲の屈折率との差
を小さくする必要があり、この付着層10,3によりそ
れが達成できる。
これらの点から、付着層10の屈折率は光導波路9のそ
れに対してわずかに小さい物質を選ぶ方が有利である。
例えば電気光学物質1,7としてLITa03を用いる
場合には付着層3,10としてはCe02,Teガラス
、アモルフオスTe02などから選定される。付着層3
,1 0の屈折率は蒸着あるいはスパッタの条件によっ
て大きく変わるから、その条件を適当に選ぶことにより
、比較的容易に所望の屈折率差を得ることができる。こ
の付着層10の厚さは使用波長、屈折率差によって異な
るが、例えばlAm前後の波長の光に対しては0.5仏
m程度あれば充分その目的を達する。つぎに、付着層3
の両側面に電極4a,4bを付けることにより第1図に
示した光変調器が完成する。また、付着層10の厚さが
必要以上に厚いと、それだけ電極4a,4b間の間隔が
広くなり、低電圧駆動の妨げになる。なお付着層10を
使用するかわりに拡散および適当な熱処理によって突条
2の外周面の屈折率をさげることが考えられるが、lA
m以下の拡散層を制御することは容易でない場合が多く
、実用上は本発明光変調器のように付着層3を付着させ
る方が有利である。上述の作成工程において、電気光学
結晶の表面に拡散することなく突条をまず形成し、その
突条に対して拡散を行なって屈折率を高くした後、付着
層10を形成してもよい。以上述べた本発明の製造方法
を用いた光変調器を動作させるには、第1図で示したよ
うに付着層3の側面に付けた電極4a,4b間に電圧を
印加する。
れに対してわずかに小さい物質を選ぶ方が有利である。
例えば電気光学物質1,7としてLITa03を用いる
場合には付着層3,10としてはCe02,Teガラス
、アモルフオスTe02などから選定される。付着層3
,1 0の屈折率は蒸着あるいはスパッタの条件によっ
て大きく変わるから、その条件を適当に選ぶことにより
、比較的容易に所望の屈折率差を得ることができる。こ
の付着層10の厚さは使用波長、屈折率差によって異な
るが、例えばlAm前後の波長の光に対しては0.5仏
m程度あれば充分その目的を達する。つぎに、付着層3
の両側面に電極4a,4bを付けることにより第1図に
示した光変調器が完成する。また、付着層10の厚さが
必要以上に厚いと、それだけ電極4a,4b間の間隔が
広くなり、低電圧駆動の妨げになる。なお付着層10を
使用するかわりに拡散および適当な熱処理によって突条
2の外周面の屈折率をさげることが考えられるが、lA
m以下の拡散層を制御することは容易でない場合が多く
、実用上は本発明光変調器のように付着層3を付着させ
る方が有利である。上述の作成工程において、電気光学
結晶の表面に拡散することなく突条をまず形成し、その
突条に対して拡散を行なって屈折率を高くした後、付着
層10を形成してもよい。以上述べた本発明の製造方法
を用いた光変調器を動作させるには、第1図で示したよ
うに付着層3の側面に付けた電極4a,4b間に電圧を
印加する。
この電極4a,4b間の方向に露場を与えた場合に、有
効に電気光学変調が行なわれるように、電気光学結晶1
の方位が選ばれる。例えば電気光学結晶としてLITa
03あるいはLiNb03を使用する場合には、電場が
C軸方向に印加されるように構成することが望ましい。
光ビーム6が光導波路2の一端面より入射される。その
光ビーム6の偏光方向は通常の強度変調器においては、
電場方向と45oの角度をなす方向に向けられる。その
結果、光導波路2中には二つの独立なモードが伝播し、
そのモード間の位相差が電極4a,4b間の電圧により
変化され、光導波路2の他端面よりの出力光の偏光方向
が回転し、その出力光を検光子に通せば強度変調させた
光出力が得られる。本発明になる光変調器の製造方法の
主な特徴は、導光路の製造過程でマスク合せが不要にな
り製造工程が簡略化できる。また導光路部と付着層の境
界面で屈折率を明確にすることができる。したがって導
光路の導波特性を大中に改善できる等が上げられる。ま
た本発明の製造方法でもつて製造された光変調器の特徴
は、電極4a,4bが平行して導波路2中での雷場分布
が均一なため、変調特性が極めて良好なこと、光導波路
2の中を狭くすることができるため、低電圧で駆動でき
、しかも光導波路2の周辺には屈折率が光導波路2のそ
れよりわずかに小さい付着層3がつけられているため、
単一モード用変調器が容易に構成できること、本体1に
突条2が同一結晶として一体に動作されているため変調
器が機械的に強く、こわれにくし、こと、形状が光ファ
イバーとの結合に適していること等である。この種の電
気光学変調器では複屈折とその温度変化の補償のために
同一形状の素子を二個ならべることがよく行なわれる。
効に電気光学変調が行なわれるように、電気光学結晶1
の方位が選ばれる。例えば電気光学結晶としてLITa
03あるいはLiNb03を使用する場合には、電場が
C軸方向に印加されるように構成することが望ましい。
光ビーム6が光導波路2の一端面より入射される。その
光ビーム6の偏光方向は通常の強度変調器においては、
電場方向と45oの角度をなす方向に向けられる。その
結果、光導波路2中には二つの独立なモードが伝播し、
そのモード間の位相差が電極4a,4b間の電圧により
変化され、光導波路2の他端面よりの出力光の偏光方向
が回転し、その出力光を検光子に通せば強度変調させた
光出力が得られる。本発明になる光変調器の製造方法の
主な特徴は、導光路の製造過程でマスク合せが不要にな
り製造工程が簡略化できる。また導光路部と付着層の境
界面で屈折率を明確にすることができる。したがって導
光路の導波特性を大中に改善できる等が上げられる。ま
た本発明の製造方法でもつて製造された光変調器の特徴
は、電極4a,4bが平行して導波路2中での雷場分布
が均一なため、変調特性が極めて良好なこと、光導波路
2の中を狭くすることができるため、低電圧で駆動でき
、しかも光導波路2の周辺には屈折率が光導波路2のそ
れよりわずかに小さい付着層3がつけられているため、
単一モード用変調器が容易に構成できること、本体1に
突条2が同一結晶として一体に動作されているため変調
器が機械的に強く、こわれにくし、こと、形状が光ファ
イバーとの結合に適していること等である。この種の電
気光学変調器では複屈折とその温度変化の補償のために
同一形状の素子を二個ならべることがよく行なわれる。
そのように構成した重用的な光変調器の一実施例を第3
図に示す。即ち第1図における本体1、突条2、付着層
3、電極4a,4bの第1の光変調器が形成され、その
光導波路2の一端よりの入力光6は光導波路2の他端よ
りモード変換器11へ供給され、これにてその偏光方向
が例えば180度変換される。そのモード変換された光
は、第1の光変調器と同様構成の第2の光変調器へ入射
される。第2の光変調器の第1の光変調器と対応する部
分には同一番号にダッシュ「′」を付けて示す。よって
モ−ド変換出力光は光導波路2′の一端へ入射され、そ
の他端よりの出力光は検光子12へ入射される。光導波
略2,2′内での電極4a,4b,4a′,4b′によ
り各変調により通過した光の偏光方向は相加されるが、
温度変化による影響は両光導波路2,2′間において互
に打消される。よって検光子12から変調信号のみによ
り強度変調された光出力が得られることになる。
図に示す。即ち第1図における本体1、突条2、付着層
3、電極4a,4bの第1の光変調器が形成され、その
光導波路2の一端よりの入力光6は光導波路2の他端よ
りモード変換器11へ供給され、これにてその偏光方向
が例えば180度変換される。そのモード変換された光
は、第1の光変調器と同様構成の第2の光変調器へ入射
される。第2の光変調器の第1の光変調器と対応する部
分には同一番号にダッシュ「′」を付けて示す。よって
モ−ド変換出力光は光導波路2′の一端へ入射され、そ
の他端よりの出力光は検光子12へ入射される。光導波
略2,2′内での電極4a,4b,4a′,4b′によ
り各変調により通過した光の偏光方向は相加されるが、
温度変化による影響は両光導波路2,2′間において互
に打消される。よって検光子12から変調信号のみによ
り強度変調された光出力が得られることになる。
第1図は本発明の製造方法を用いて製造した光変調器の
一実施例を示す斜視図、第2図は本発明光変調器の製造
方法の一例を示す斜視図、第3図は本発明の製造方法を
用いた光変調器の他の実施例を示す斜視図である。 1:本体、2:突条、3:付着層、4a,4b:電極。 第 2 図繁 イ 図 穿 る 図
一実施例を示す斜視図、第2図は本発明光変調器の製造
方法の一例を示す斜視図、第3図は本発明の製造方法を
用いた光変調器の他の実施例を示す斜視図である。 1:本体、2:突条、3:付着層、4a,4b:電極。 第 2 図繁 イ 図 穿 る 図
Claims (1)
- 1 電気光学結晶の一面に該電気光学結晶中の他の部分
より高屈折率を有する導光路となるべき拡散層を形成し
、該拡散層を所定の形状にエツチングすることにより突
条形状の導光路を形成し、該突条形状の導光路の側面に
屈折率が該突条形状の導光路より小さな物質を付着層を
設け、上記突条形状の導光路を挾み込むように付着層上
に一対の電極を取付けたことを特徴とする導波形電気光
学光変調器の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4524774A JPS6020723B2 (ja) | 1974-04-22 | 1974-04-22 | 導波形電気光学光変調器の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4524774A JPS6020723B2 (ja) | 1974-04-22 | 1974-04-22 | 導波形電気光学光変調器の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5129943A JPS5129943A (ja) | 1976-03-13 |
JPS6020723B2 true JPS6020723B2 (ja) | 1985-05-23 |
Family
ID=12713919
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4524774A Expired JPS6020723B2 (ja) | 1974-04-22 | 1974-04-22 | 導波形電気光学光変調器の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6020723B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01204020A (ja) * | 1988-02-09 | 1989-08-16 | Fujitsu Ltd | 光導波路進行波電極の形成方法 |
-
1974
- 1974-04-22 JP JP4524774A patent/JPS6020723B2/ja not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5129943A (ja) | 1976-03-13 |
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