JPH01128036A - 光スイッチ・変調器 - Google Patents
光スイッチ・変調器Info
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- JPH01128036A JPH01128036A JP28523487A JP28523487A JPH01128036A JP H01128036 A JPH01128036 A JP H01128036A JP 28523487 A JP28523487 A JP 28523487A JP 28523487 A JP28523487 A JP 28523487A JP H01128036 A JPH01128036 A JP H01128036A
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- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 22
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 22
- 229910003327 LiNbO3 Inorganic materials 0.000 abstract 5
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 abstract 1
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 description 8
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- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
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- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
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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
- 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
- G02F1/03—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 based on ceramics or electro-optical crystals, e.g. exhibiting Pockels effect or Kerr effect
- G02F1/035—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 based on ceramics or electro-optical crystals, e.g. exhibiting Pockels effect or Kerr effect in an optical waveguide structure
-
- G—PHYSICS
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- 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
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- G02F2203/21—Thermal instability, i.e. DC drift, of an optical modulator; Arrangements or methods for the reduction thereof
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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。
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、Ｌ ｉ Ｎ ｂ Ｏ＊基板を用いた導波型の
光スイッチ・変調器に関するものである。
光スイッチ・変調器に関するものである。
ＬｉＮｂｏｓ基板を用いた導波型光スイッチ・変調器は
、光交換機および光通信ネットワークにおける伝送路切
替器、外部変調器などへの応用がある。また、この光ス
イッチ・変調器には、方向性結合器型１反射器型２分岐
干渉型などの種類がある。
、光交換機および光通信ネットワークにおける伝送路切
替器、外部変調器などへの応用がある。また、この光ス
イッチ・変調器には、方向性結合器型１反射器型２分岐
干渉型などの種類がある。
これらの各種の光スイッチ・変調器において、光路をス
イッチするまたは光を変調するため制御信号が印加され
る電極として金属を用いたり、導電性の透明材料を用い
たりする。
イッチするまたは光を変調するため制御信号が印加され
る電極として金属を用いたり、導電性の透明材料を用い
たりする。
宮沢信太部らによる応用物理学会誌第４８巻第９号（１
９７９） ８６５ページから８７４ページによれば、電
極として金属膜を用いる光スイッチ・変調器は、これを
ＴＭモードで動作させる場合には、金属膜による光の吸
収を防ぐために、光導波路と金属膜の間にＬｉＮｂ０ｚ
基板より屈折率が低く、かつ、光の吸収の少ない光学的
なバッファ層を施すことが記載されている。このバッフ
ァ層は通常５ｉｎ２゜Ｓ ｉ、Ｎ４．Ｓ ｉ ＯＮＸな
どが用いられる。しかし、方向性結合器型の光スイッチ
・変調器において、この構造では光スイツチ特性のＤＣ
ドリフト、すなわちスイッチ電圧のシフトが生じる場合
がある。
９７９） ８６５ページから８７４ページによれば、電
極として金属膜を用いる光スイッチ・変調器は、これを
ＴＭモードで動作させる場合には、金属膜による光の吸
収を防ぐために、光導波路と金属膜の間にＬｉＮｂ０ｚ
基板より屈折率が低く、かつ、光の吸収の少ない光学的
なバッファ層を施すことが記載されている。このバッフ
ァ層は通常５ｉｎ２゜Ｓ ｉ、Ｎ４．Ｓ ｉ ＯＮＸな
どが用いられる。しかし、方向性結合器型の光スイッチ
・変調器において、この構造では光スイツチ特性のＤＣ
ドリフト、すなわちスイッチ電圧のシフトが生じる場合
がある。
これは、バッファ層がその主要因であると言われており
、バッファ層を必要としない導電性の透明材料を用いれ
ば前記ＤＣドリフトが回避されることが示されている。
、バッファ層を必要としない導電性の透明材料を用いれ
ば前記ＤＣドリフトが回避されることが示されている。
これを第２図および第３図を参照して説明する。
第２図は、方向性結合器型の光スイッチ・変調器におい
て、電極として金属膜１６ａ、１６ｂを用いた構造の断
面図である。図中、１１はＬｉＮｂ０．基板を、１４ａ
、１４ｂは光導波路、１７はバッファ層である。第３図
は、同じく方向性結合器型の光スイッチ・変調器におい
て、電極として導電性の透明材料（Ｉ ｎｚｏ＊）１５
ａ、１５ｂを用いた構造の断面図である。なお、第２図
と同一の要素には、同一の番号を付して示している。
て、電極として金属膜１６ａ、１６ｂを用いた構造の断
面図である。図中、１１はＬｉＮｂ０．基板を、１４ａ
、１４ｂは光導波路、１７はバッファ層である。第３図
は、同じく方向性結合器型の光スイッチ・変調器におい
て、電極として導電性の透明材料（Ｉ ｎｚｏ＊）１５
ａ、１５ｂを用いた構造の断面図である。なお、第２図
と同一の要素には、同一の番号を付して示している。
第２図と第３図の比較を行えば明らかなように、導電性
の透明材料を用いた電極の構造は金属膜を用いたものに
比ベバソファ層１７を必要とせず簡易であり、また、前
述したバッファ層１７が主要因と考えられるスイッチ特
性のＤＣドリフトが存在しないという利点がある。
の透明材料を用いた電極の構造は金属膜を用いたものに
比ベバソファ層１７を必要とせず簡易であり、また、前
述したバッファ層１７が主要因と考えられるスイッチ特
性のＤＣドリフトが存在しないという利点がある。
しかし、前記文献において使用された透明材料Ｎｎｚｏ
３）はｌ、１Ｎｂｏｓ基板に比べ高い屈折率を有するた
め、光の損失があり、これを防ぐためには、ＬｉＮｂ０
．基板に比べ低い屈折率を有する透明材料を電極として
利用する必要がある。
３）はｌ、１Ｎｂｏｓ基板に比べ高い屈折率を有するた
め、光の損失があり、これを防ぐためには、ＬｉＮｂ０
．基板に比べ低い屈折率を有する透明材料を電極として
利用する必要がある。
このような透明材料としては、ＩＴＯ（ＩｎＯ＊−３ｎ
Ｏ２）や有機導電性材料がある。これら材料は、導電性
はあるものの体積抵抗率が高く、例えばＩＴＯは約５Ｘ
１０−６Ω・ｍであり、金属に比べ高い。金属の一例と
して、Ａｕの体積抵抗率は約２．４ Ｘ １０−’Ω・
ｍである。従って、同一の電極構造で同一の厚さでの高
速応答特性は金属を用いた電極の方が約５０倍程度速い
。つまり゛、ｒＴｏや有機導電材料を用いた電極では高
速スイッチ、高速変調など高周波での使用は困難となる
。
Ｏ２）や有機導電性材料がある。これら材料は、導電性
はあるものの体積抵抗率が高く、例えばＩＴＯは約５Ｘ
１０−６Ω・ｍであり、金属に比べ高い。金属の一例と
して、Ａｕの体積抵抗率は約２．４ Ｘ １０−’Ω・
ｍである。従って、同一の電極構造で同一の厚さでの高
速応答特性は金属を用いた電極の方が約５０倍程度速い
。つまり゛、ｒＴｏや有機導電材料を用いた電極では高
速スイッチ、高速変調など高周波での使用は困難となる
。
本発明の目的は、上述のような問題点を解決し、ＬｉＮ
ｂＯ３基板より低い屈折率をもつ導電膜と金属とを併用
することにより、スイッチ特性のＤＣドリフトがなく、
かつ、光の損失増加も招くことなく、高速動作を可能と
する光スイッチ・変調器を提供することにある。
ｂＯ３基板より低い屈折率をもつ導電膜と金属とを併用
することにより、スイッチ特性のＤＣドリフトがなく、
かつ、光の損失増加も招くことなく、高速動作を可能と
する光スイッチ・変調器を提供することにある。
本発明は、ＬｉＮｂ０ｚ基板を用いた導波型の光スイッ
チ・変調器において、 光路をスイッチするまたは光を変調するための制御信号
が印加される電極としてＬｉＮｂ０ａより屈折率が低い
導電膜を直接にＬｉＮｂ０＋基板上に形成し、かつ、光
導波路上の導電膜領域を除く、前記導電膜上に金属膜を
設けたことを特徴としている。
チ・変調器において、 光路をスイッチするまたは光を変調するための制御信号
が印加される電極としてＬｉＮｂ０ａより屈折率が低い
導電膜を直接にＬｉＮｂ０＋基板上に形成し、かつ、光
導波路上の導電膜領域を除く、前記導電膜上に金属膜を
設けたことを特徴としている。
次に本発明の実施例について図面を参照して説明する。
第１図は本発明の一実施例に係る方向性結合器型の光ス
イッチ・変調器の断面図である。
イッチ・変調器の断面図である。
この光スイッチ・変調器は、光路をスイッチするまたは
光を変調するための制御信号が印加される電極としてＬ
ｉ Ｎ ｂ Ｏ：＋より屈折率が低い導電膜１３ａ、
、１３ｂ、１３ｃを直接にＬｉＮｂ０：ｌ基板１１上に
形成し、かつ、光導波路１４ ａ 、 １４ ｂ 、
１４ ｃ上の導電膜領域を除く導電膜１３ａ、１３ｂ、
１３ｃ上に金属膜１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄを設
けている。
光を変調するための制御信号が印加される電極としてＬ
ｉ Ｎ ｂ Ｏ：＋より屈折率が低い導電膜１３ａ、
、１３ｂ、１３ｃを直接にＬｉＮｂ０：ｌ基板１１上に
形成し、かつ、光導波路１４ ａ 、 １４ ｂ 、
１４ ｃ上の導電膜領域を除く導電膜１３ａ、１３ｂ、
１３ｃ上に金属膜１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄを設
けている。
光導波路１４ａｌ １４ｂ、１４Ｃは、ＬｉＮｂ０：＋
基板１１中へのＴｉＯ熱拡散で製作される。
基板１１中へのＴｉＯ熱拡散で製作される。
ＬｉＮｂＯ５より屈折率が低い導電膜１３ａ、１３ｔ）
、１３ｃとしては、前述したようにＩＴＯ（ＩｎＯ：＋
Ｓ ｎ ＯＲ’）や有機導電膜などがある。それぞ
れの屈折率はＩＴＯが約１．８〜１．９であり、有機導
電膜は約１．５〜２．０であり、Ｌ ｉ Ｎ ｂ Ｏｘ
の約２．２に比べ屈折率は低い。
、１３ｃとしては、前述したようにＩＴＯ（ＩｎＯ：＋
Ｓ ｎ ＯＲ’）や有機導電膜などがある。それぞ
れの屈折率はＩＴＯが約１．８〜１．９であり、有機導
電膜は約１．５〜２．０であり、Ｌ ｉ Ｎ ｂ Ｏｘ
の約２．２に比べ屈折率は低い。
以上のような構造をとれば、すなわち、ＬｉＮｂｏ、よ
り屈折率が低い導電膜１３ａｌ １３ｂ、 １３Ｃの上
に金属膜１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄを設ければ、
引き出し線、パッドを含めた電極自体の抵抗値は低くな
り高速動作が可能となる。
り屈折率が低い導電膜１３ａｌ １３ｂ、 １３Ｃの上
に金属膜１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄを設ければ、
引き出し線、パッドを含めた電極自体の抵抗値は低くな
り高速動作が可能となる。
また、光導波路１４ ａ 、 １４ ｂ 、 １４ ｃ
上の導電膜領域上に金属を設けないのは、その領域上に
金属を設けると金属による光の吸収を受け、光の損失増
加を招くからである。
上の導電膜領域上に金属を設けないのは、その領域上に
金属を設けると金属による光の吸収を受け、光の損失増
加を招くからである。
このように本実施例によれば、光の損失増加を招くこと
なく、かつ、スイッチ特性のＤＣドリフトなく高速動作
が可能となる光スイッチ・変調器を得ることができる。
なく、かつ、スイッチ特性のＤＣドリフトなく高速動作
が可能となる光スイッチ・変調器を得ることができる。
第１図に示す構造において、方向性結合器２０の電極の
形状として幅１０μｍ、ギャップ４μｍ、長さ２．２ｍ
ｍのものを形成した場合の周波数応答特性は、例えばＬ
ｉ Ｎ ｂ Ｏ３より屈折率が低い導電膜としてＩＴ
Ｏのみで形成した場合は約ＩＭＨｚの応答が限界である
。のに対して、ＩＴＯよりなる温電膜１３ｂ、１３Ｃと
金属１９ｃ、１９ｄの厚みを同一にした場合、この構造
により約５０ＭＨｚ以上の応答が得られ、高周波の使用
が可能となる。
形状として幅１０μｍ、ギャップ４μｍ、長さ２．２ｍ
ｍのものを形成した場合の周波数応答特性は、例えばＬ
ｉ Ｎ ｂ Ｏ３より屈折率が低い導電膜としてＩＴ
Ｏのみで形成した場合は約ＩＭＨｚの応答が限界である
。のに対して、ＩＴＯよりなる温電膜１３ｂ、１３Ｃと
金属１９ｃ、１９ｄの厚みを同一にした場合、この構造
により約５０ＭＨｚ以上の応答が得られ、高周波の使用
が可能となる。
以上、本発明の一実施例について説明したが、本発明に
よる光スイッチ・変調器は方向性結合器型に限定される
ものでなく、反射器型１分岐干渉型などのあらゆる光ス
イッチ・変調器にも適用できるのは明らかである。
よる光スイッチ・変調器は方向性結合器型に限定される
ものでなく、反射器型１分岐干渉型などのあらゆる光ス
イッチ・変調器にも適用できるのは明らかである。
以上説明したように、本発明によればＬｊＮｂＯ３基板
を用いた導波型の光スイッチ・変調器において、光路を
スイッチするまたは光を変調するための制御信号が印加
される電極、その引き出し線およびパッドとしてＬ ｉ
Ｎ ｂ Ｏｘより屈折率が低い導電膜を直接にＬ ｉ
Ｎ ｂ ０３基板上に形成し、かつ、光導波路上の導
電膜形成領域を除く、導電膜上に金属膜を設けることに
より、光の損失増加を招くことなく、かつ、スイッチ特
性のＤＣドリフトがなく高速動作を可能とする光スイッ
チ・変調器を実現することができる。
を用いた導波型の光スイッチ・変調器において、光路を
スイッチするまたは光を変調するための制御信号が印加
される電極、その引き出し線およびパッドとしてＬ ｉ
Ｎ ｂ Ｏｘより屈折率が低い導電膜を直接にＬ ｉ
Ｎ ｂ ０３基板上に形成し、かつ、光導波路上の導
電膜形成領域を除く、導電膜上に金属膜を設けることに
より、光の損失増加を招くことなく、かつ、スイッチ特
性のＤＣドリフトがなく高速動作を可能とする光スイッ
チ・変調器を実現することができる。
第１図は本発明の一実施例の光スイッチ・変調器の断面
図、 第２図、第３図は従来例の光スイッチ・変調器における
電極構造の断面図である。 １１・・・・・ＬｉＮｂ０．基板 １３ａ、１３ｂ、１３Ｃ・・・ＬｉＮｂ０１より屈折率
が低い導電膜 １４ａｌ １４ｂｌ １４ｃ ・・・光導波路１５ａ、
１５ｂ・・・・・・導電性の透明材料（ＩｎｇＯｚ） １６ａ、１６ｂ・・・・・・金属膜 １７・・・・・バッファ層 １９ａ、 １９ｂ、 １９ｃ、 １９ｄ ・・−金属膜
２０・・・・・方向性結合器 代理人 弁理士 岩 佐 義 幸 ２゜ １１ ・−−−−Ｌ ｉ Ｎｂ ０３ ａＥＪＲ１３ａ
、 １３ｂ、 １３ｃ −−−−−Ｌｉ ＮｂＯ３より
屈折率が低イ導電膜１４ａ、 １４ｂ、 １４ｃｍ−−
−一光導波路１９ａ、 １９ｂ、 １９ｃ、 １９ｄ−
−−−一金属膜２０−−−−一方向性結合器 第１図
図、 第２図、第３図は従来例の光スイッチ・変調器における
電極構造の断面図である。 １１・・・・・ＬｉＮｂ０．基板 １３ａ、１３ｂ、１３Ｃ・・・ＬｉＮｂ０１より屈折率
が低い導電膜 １４ａｌ １４ｂｌ １４ｃ ・・・光導波路１５ａ、
１５ｂ・・・・・・導電性の透明材料（ＩｎｇＯｚ） １６ａ、１６ｂ・・・・・・金属膜 １７・・・・・バッファ層 １９ａ、 １９ｂ、 １９ｃ、 １９ｄ ・・−金属膜
２０・・・・・方向性結合器 代理人 弁理士 岩 佐 義 幸 ２゜ １１ ・−−−−Ｌ ｉ Ｎｂ ０３ ａＥＪＲ１３ａ
、 １３ｂ、 １３ｃ −−−−−Ｌｉ ＮｂＯ３より
屈折率が低イ導電膜１４ａ、 １４ｂ、 １４ｃｍ−−
−一光導波路１９ａ、 １９ｂ、 １９ｃ、 １９ｄ−
−−−一金属膜２０−−−−一方向性結合器 第１図
Claims (1)
- （１）ＬｉＮｂＯ＿３基板を用いた導波型の光スイッチ
・変調器において、 光路をスイッチするまたは光を変調するための制御信号
が印加される電極としてＬｉＮｂＯ＿３より屈折率が低
い導電膜を直接にＬｉＮｂＯ＿３基板上に形成し、かつ
、光導波路上の導電膜領域を除く、前記導電膜上に金属
膜を設けたことを特徴とする光スイッチ・変調器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28523487A JPH01128036A (ja) | 1987-11-13 | 1987-11-13 | 光スイッチ・変調器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28523487A JPH01128036A (ja) | 1987-11-13 | 1987-11-13 | 光スイッチ・変調器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01128036A true JPH01128036A (ja) | 1989-05-19 |
Family
ID=17688849
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28523487A Pending JPH01128036A (ja) | 1987-11-13 | 1987-11-13 | 光スイッチ・変調器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01128036A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2672398A1 (fr) * | 1991-02-01 | 1992-08-07 | Alcatel Nv | Dispositif electro-optique a guide d'onde. |
| JP2003057616A (ja) * | 2001-07-25 | 2003-02-26 | Corlux Corp | 光導波路素子、光変調器及び光通信システム |
| JP2008171005A (ja) * | 2007-01-12 | 2008-07-24 | Jds Uniphase Corp | 耐湿性電気光学デバイス |
| JP2008281896A (ja) * | 2007-05-14 | 2008-11-20 | Nec Corp | 光学素子及び光集積デバイス |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5569122A (en) * | 1978-11-21 | 1980-05-24 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Light modulating device |
| JPS604923A (ja) * | 1983-06-23 | 1985-01-11 | Murata Mfg Co Ltd | 光シヤツタ |
-
1987
- 1987-11-13 JP JP28523487A patent/JPH01128036A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5569122A (en) * | 1978-11-21 | 1980-05-24 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Light modulating device |
| JPS604923A (ja) * | 1983-06-23 | 1985-01-11 | Murata Mfg Co Ltd | 光シヤツタ |
Cited By (4)
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|---|---|---|---|---|
| FR2672398A1 (fr) * | 1991-02-01 | 1992-08-07 | Alcatel Nv | Dispositif electro-optique a guide d'onde. |
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| JP2008281896A (ja) * | 2007-05-14 | 2008-11-20 | Nec Corp | 光学素子及び光集積デバイス |
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