JPH0193718A - 光変調器 - Google Patents

光変調器

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JPH0193718A
JPH0193718A JP62251851A JP25185187A JPH0193718A JP H0193718 A JPH0193718 A JP H0193718A JP 62251851 A JP62251851 A JP 62251851A JP 25185187 A JP25185187 A JP 25185187A JP H0193718 A JPH0193718 A JP H0193718A
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JP
Japan
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electro
pyroelectric body
optic crystal
light
voltage
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Application number
JP62251851A
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English (en)
Inventor
Akira Kumada
明 久万田
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.)
Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
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Publication date
Application filed by Murata Manufacturing Co Ltd filed Critical Murata Manufacturing Co Ltd
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Pending legal-status Critical Current

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    • 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
    • G02F1/055Devices 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 the active material being a ceramic
    • G02F1/0555Operation of the cell; Circuit arrangements

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  • Nonlinear Science (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (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】 [産業上の利用分野コ 本発明は、光を変調するための光変調器、特に電気光学
結晶を用いた光変調器に関するものである。
[従来の技術] 電気光学結晶を用いた光変調器は高速動作が可能なので
、従来、電気光学結晶は光フアイバ中を伝達する光信号
の変調などに用いられてきた。その−例を示す第6図に
おいて、電気光学結晶1は、その上下面に電極2,3を
有している。電極2゜3には変調信号発生装置4が接続
されており、これによって画電極2,3間に所定の電圧
を印加するようになっている。また、電気光学結晶1に
対して光入力方向(矢印A)の間隔を隔てて、入力側の
偏光子5および出力側の検光子6が設けられている。偏
光子5および検光子6に示された矢印は偏光面の方向を
示している。
また、一般に電気光学結晶は強誘電体であり、圧電性お
よび焦電性を併せ持っている。その特性を利用して、従
来、温度センサや電界センサなどへ電気光学結晶が応用
されてきた。
[発明が解決しようとする問題点] しかしながら、電気光学結晶は、通常の圧電体や焦電体
と比較すればその圧電能および焦電能は大幅に低下する
。このため、電気光学結晶自体を加熱することよって無
電荷を発生させ、それに基づく電圧を用いて光の変調を
行なうことは極めて困難であった。また、電気光学結晶
内の分極方向と結晶の誘電率の異方性の問題から、効率
の良い素子の設計が困難であった。
したがって、電気光学結晶を用いた高感度でかつ安価な
温度センサや電界センサなどは、実質上実現不可能であ
った。
本発明の目的は、熱エネルギ入力による変調動作が可能
な、電気光学結晶を用いた光変調器を実現することにあ
る。
[問題点を解決するための手段] 本発明は、電圧が印加されることによって透過する光の
変調を行なう電気光学結晶と、加熱により電荷を生じ、
それに基づく電圧を電気光学結晶に印加するべく電気光
学結晶に接続された焦電体とからなる光変調器である。
[作用] 熱エネルギが焦電体に入力されると、焦電体は電荷を生
じる。それに基づく電圧は電気光学結晶に印加される。
これによって、電気光学結晶では、内部に一次及び二次
の電気光学効果が生じ、電気光学結晶内を透過する光の
偏光面に回転を生じ、この偏光面の回転を基にして透過
光の変調を行なう。
[実施例] 本発明に係る実施例の基本的構造を示す第1図において
、電気光学結晶11には、配線12,13を介して焦電
体14が接続されている。電気光学結晶11に対し、光
入力方向(矢印A方向)に間隔を隔てて、入力側に偏光
子15、出力側に検光子16がそれぞれ配置されている
。偏光子15および検光子16は、光変調系として用い
られ、たとえば1軸方向に偏光面を持つ偏光子の1対か
らなる。なお、検光子16の直後に1/4波長板を置き
、光学的なバイアスを与える構成とすることもできる。
第1図に示す光変調器において、何らかの手段により焦
電体14に熱エネルギが供給されると、焦電体14に電
荷が発生する。発生した電荷は電気光学結晶11に印加
され、焦電体14と電気光学結晶11の静電容量に応じ
た電圧が発生する。
この電圧により電気光学結晶11内に電界が形成され、
電気光学結晶11中を透過する光の偏光面が変化する。
前記光変調器は、数10〜数100vの発生電圧に相当
する入射エネルギに対応可能なものである。また、本発
明の光変調器は、何らがの熱入力、たとえば光エネルギ
、電気エネルギなどを用いて変調することが可能な比較
的低速の光変調器として使用することも可能である。以
下、より具体的な実施例について説明する。
実施例1 実施例1は、焦電体への加熱手段として、被変調光とは
異なる波長で光伝送路中を送られる光を用いた場合であ
る。
第2図において、第1図に対応する部分には同一符号が
付されている。さらに、第2図では、偏光子15に、光
ファイバ17から変調光が供給されるようになっている
。光ファイバ17は途中で分岐し、その分岐路18はフ
ィルタ19を介して焦電体14に熱エネルギ、を与える
ための光を焦電体14に供給し得るようになっている。
光ファイバ17の他端には、発光ダイオードからなる被
変調光l!A20が配置されている。また、光ファイバ
17の他端部において、分岐路21には発光ダイオード
からなる変調用光源22が設けられている。
さらに、偏光子16からの変調光を受けるべくフォトト
ランジスタからなる光検知部23が設けられている。
光ファイバ17にて変調光を伝送する場合、長距離を伝
送するとファイバ17内での吸収・散乱などによりS/
Nが悪化する。低い周波数の信号を伝送する場合には、
信号はよりアナログ的となるために、S/Nはより一層
悪化しがちとなる。
しかしながら、第2図の構成によれば、被変調光と変調
光とを波長を変えて同一光ファイバ17中を送り、偏光
子15とフィルタ19とによって両光を分離する。この
場合には、信号伝達先である光検知部23の直前で変調
することができることから、S/Nの良い信号伝達が可
能となる。なお、この実施例については、低周波信号を
用いる測定機器や制御機器への応用が考えられる。
実施例2 実施例2は、焦電体への加熱手段として、被変調光とは
異なる光伝送路を送られる光を用いた場合である。
第3図において、第1図および第2図に相当する部分に
は同一符号が付されている。さらに、第3図では、焦電
体14は、5X5mmXO,itのPZTセラミック製
である。電気光学結晶11には、10X110X10.
5tのPLZTセラミックに、対向櫛形電極を同一面に
形成したものが用いられている。電気光学結晶11の前
後には、偏光軸を一致させた1組の偏光子15と検光子
16が設置されている。焦電体14の表面には黒化膜2
4が印刷によって形成されており、黒化膜24に光ファ
イバ25からレーザ光が照射されるようになっている。
光ファイバ25の他端には、Arレーザ26が設けられ
ている。
Arレーザ26は、たとえば100mWのレーザであり
、これをたとえば長さ10mの光ファイバ25を通して
焦電体14に照射する。焦電体14に形成された黒化膜
24により、レーザ光の吸収率の向上が図られる。レー
ザ光は、たとえば、チョッパにより1秒間照射される。
一方、近赤外発光ダイオードよりなる被変調光源20か
ら発生した被変調光は、フォトトランジスタからなる光
検知部23によって検出される。
電気光学結晶11に電圧が印加されない場合には、電気
光学結晶11内での偏光面の回転は生じず、光検知部2
3に入射する被変調光は最大となる。
ここで、焦電体14にレーザ光が入射すると、焦電体1
4の温度が上昇し、その結果、電気光学結晶11の対向
櫛形電極に電圧が印加される。この場合、約2℃の温度
上昇によって、約100Vの電圧が電気光学結晶11に
印加される。これにより、電気光学結晶11内で偏光面
の回転が生じ、偏光子15と検光子16との間を透過す
る光量は減少する。たとえば、約100Vの電圧が印加
されれば、光量は約1/3に減少する。
この実施例を用いれば、電気的信号を直接用いず、光信
号のみで変調された光信号を得ることが可能となる。実
施例2については、低周波信号を用いる測定器・制御機
器などへの応用が考えられる。
実施例3 実施例3は、焦電体への加熱手段として、ジュール熱を
用いた場合である。
第4図において、第1図および第2図に相当する部分は
同一符号が付されている。さらに、第4図では、焦電体
14に隣接して抵抗体27が配置されている。抵抗体2
7は変調用信号源28に接続され、変調用信号源28か
らの電圧信号を受けて発熱するようになっている。した
がって、焦電体14と抵抗体27とは熱的に結合してお
り、焦電体14の加熱は、被抵抗体27からのジュール
熱によって行なわれることになる。
変調用信号源28からの信号電圧に基づいて抵抗体27
が発熱すると、焦電体14の温度は上昇し、電気光学結
晶11に電圧が印加される。これにより、電気光学結晶
11内で偏光面の回転が生じ、被変調光源20からの被
変調光は変調されて光検知部23に至る。
この実施例は、パワーメータ、発熱モニタ、加熱センサ
などに応用される。
実施例4 実施例4は、焦電体への加熱手段がいわゆる光線以外の
電磁波または放射線である場合である。
第5図において、第1図および第2図に相当する部分は
同一符号が付されている。さらに、第5図では、焦電体
14の外面に、電磁波や放射線を吸収して熱エネルギに
変える吸収体29が塗布されている。
電磁波や放射線が吸収体29に吸収されて熱に変換され
ると、焦電体14の温度は上昇する。この結果、電気光
学結晶11に電圧が印加され、電気光学結晶11内で偏
光面の回転が生じる。これにより、被変調光源20から
の被変調光は変調されて光検知部23に至る。
この実施例によれば、電気的信号を直接用いず、光信号
のみで変調された光信号を得ることが可能となる。なお
、この実施例は、光ファイバによる放射線などの遠隔モ
ニタとして応用し得る。
[他の実施例] 本発明を実施するにあたっては、光の振幅変調のみなら
ず位相変調も行なうことが可能である。
また、焦電体の加熱手段としては、前記実施例の場合に
限られることはなく、外部より伝導・放射・対流のうち
の少なくとも1つの形態により焦電体に加えられる熱エ
ネルギであればよい。
[発明の効果] 本発明に係る光変調器によれば、加熱により電荷を生じ
、それに基づく電圧を電気光学結晶に印加するべく電気
光学結晶に接続された焦電体を用いたことから、熱的な
入力エネルギにより変調可能な光変調器を実現すること
ができるようになる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明に係る基本的な実施例の平面略図であ
る。第2図は、別の実施例の平面略図である。第3図は
、さらに別の実施例の斜視略図である。第4図および第
5図は、それぞれさらに別の実施例の平面略図である。 第6図は、従来の光変調器の斜視略図である。 11は電気光学結晶、14は焦電体である。 第6図 第1図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 電圧が印加されることによって透過する光の変調を行な
    う電気光学結晶と、 加熱により電荷を生じ、それに基づく電圧を前記電気光
    学結晶に印加するべく電気光学結晶に接続された焦電体
    とを含む光変調器。
JP62251851A 1987-10-06 1987-10-06 光変調器 Pending JPH0193718A (ja)

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JP62251851A JPH0193718A (ja) 1987-10-06 1987-10-06 光変調器
US07/254,456 US4974945A (en) 1987-10-06 1988-10-06 Optical modulator

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US4974945A (en) 1990-12-04

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