JPH02220036A - 光周波数偏移デバイス及び該デバイスを用いた変調器 - Google Patents

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】 〔発明の背景〕 ｌＪへ１１ 本発明は、光波の周波数を変更するべく機能するデバイ
スに係わる９本発明はまた、搬送波として用いられる光
波の変調に上記のようなデバイスを用いる変調器にも係
わる。

九ＬＬｔＬへ１弧 電気的変調信号による光信号の振幅変調を可能にする、
光集積回路内に組み込まれた電気光学変調器は既に公知
である。第１図に概略的に示したこのような変調器では
、変調されるべき光信号は基板１０２の表面に集積され
た光回路に光ファイバ１０１を経て到着する。上記光回
路は２つのアーム１０３及び１０４を有するマツハーツ
エンダー型干渉計を含み、光信号はアーム１０３及び１
０４に分割して付与される。２つの電極１０５及び１０
６が基板表面上に、干渉計の一方のアーム沿いに伸長し
て設置されている。電気的変調信号■は電ｆｆ！１０５
．１０６の給電端子に付与される。基板１０２は例えば
ニオブ酸リチウムのような電気光学材料から成り、電極
に囲まス れたアームの屈折率はホッケルミ効果によって変化する
。従って、２つのアームの接合点で、電極の作用を受け
るアームを通ってきた信号の位相は他方のアームを通っ
てきた信号の位相からずれており、これら２信号の和か
ら得られる信号の強度はこの位相ずれの値に従属する。

こうして、集積回路の出力において光信号の強度の振幅
変調が達成される。出力信号は、所望用途に付するべく
出力光ファイバ１０７に渡される。

第２図に示した光振幅変調器を用いることも公知であり
、この変調器でも光信号は電気光学基板２０２の表面に
設置された！積回路に入力光ファイバ２０１を経て到着
する。この変調器では、光信号はやはり２つの導波路２
０４及び２０３に分配されるが、これらの導波路は長さ
しにわたって比較的近接しており、数波長に等しい距離
しか互いに離隔していない、従って、善導波路間に光結
合が上記距離を越えて生起する。導波路２０４と２０３
とは長さしの先で、もはや結合しないようにより遠く隔
てられており、これらの導波路２０４及び２０３は２つ
の出力光ファイバ２０７及び２１７を励起する。２つの
電極２０５及び２０６が２つのアーム２０３及び２０４
沿いにそれぞれ伸長し、かつ関連するアーム２０３．２
０４を覆っている。それによって、電極に給電する接続
部の端子に電圧Ｖが印加されると導波２６２０３．２０
４の屈折率が電気光学効果によって変更され得る。この
種のアセンブリでは印加電圧の極性に従って一方の導波
路の屈折率が増大し、他方の導波路の屈折率が減小する
。“Ｙ結合器”として知られているこの変調器の場合、
２つの導波路間の結合の固有共が規定され、Ｌ、と呼称
されるこの長さは結合が強いほど短い、結合器の長さＬ
が Ｌ＝７７ であると出力光ファイバ２０フ及び２１７において、第
３図のグラフに示したように電圧Ｖに従ってほぼ正弦曲
線状に変化する光強度が得られる。即ち、第３図のグラ
フの、実質的に直線状である中央部分が維持されるよう
に電圧Ｖを変化させれば、入力光ファイバ２０１によっ
てもたらされた光は振幅変調され得る。出力光ファイバ
２０７及び２１７上の出力信号は互いに相補的である。

これらの公知袋：は光信号の振幅変調しか可能にぜず、
周波数の変更は実現しないことが指摘されるべきである
。これらの装置では変調に起因して対称の側波帯が現れ
るが、これは周波数偏移に相当するものでは全くない。

■肛Ｅ会報に参照番号００９０−５６０７／８７１００
００−０４７１の下に公表された１９８フ旧ｔｒａｓｏ
ｎｉｃｓ　ＳｙｍｐｏｓｉｕｍにおいてＹａｓｕｍｉＬ
ｓｕ　Ｎ１ｙａｚａｋｉ及びＮｏＬ＋ｕｏ　Ｃｏｃｏは
、光信号を周波数に従って選択的に切り替える音響光学
装置を提案した。この装置は、ＢＬＵ変調と等価の結果
をもたらす光学的偏移効果を達成することを可能にする
。しかし、周波数偏移が音波の作用下での屈折率変調に
よって実現されるこの装置は周波数において制限されて
おり、この装ごの構成には実際の適用が困難である技術
を用いなければならない。

〔発明の概要〕

真の光学的面８を実現するべく、本発明は光周波数を光
学的に偏移させるデバイスを提供し、このデバイスは電
気光学材料から成る基板を含み、基板上には２つの光伝
送導波路と、少なくとも２つの電極と、モード変換手段
とが集積されており、２つの光伝送導波路は長さ１．１
にわたって実質的に互いに平行で、かつ距離ｄ１だけ互
いに離隔しており、これらの導波路沿いに距離Ｌ＋にわ
なって伸長する前記ｔｉは特性インピーダンスで連結さ
れてマイクロ波伝搬ラインを構成し、このマイクロ波伝
搬ラインは周波数Ｆのマイクロ波信号を付与され得、そ
の際し１、ｄ、及びＦの値は伝送光波の対称モードから
非対称モードへのび行を可能にするような値で、非対称
モードの光波はＦに等しい値だけ周波数偏移し、前記モ
ード変換手段は周波数Ｆによって周波数偏移しな光信号
が出力において得られるように後で非対称モードを対称
モードに変換する。

〔好ましい例の説明〕

第４図に示した本発明によるデバイスは、例えばニオブ
酸リチウムのような電気光学材料から成る基板４０２を
含む、基［４０２の表面に、光回路及び制御電極が集積
されている。集積された構成要素は番号１〜４を付した
４つの主要セクションに分割され得、これら４つのセク
ションは同数の異なるｔＩＩｌ能に対応する。

セクション１は、２つのアーム４１２及び４１３に分岐
した光導波路４１１によって構成された対称入力分岐部
を含む、この対称分岐部は、導波路４１１に接続された
入力光ファイバ４０１を経て到着した入射光束を２つの
アーム４１２と４１３とに均等に分割して付与するべく
８！能する。

セクション２は、距離り、にわなって互いに平行で、か
つ距離ｄ、だけ互いに離隔している２つの光導波路４２
２及び４２３を含む、入力分岐部のアーム４１２及び４
１３は導波路４２２及び４２３に接続されて、これら２
つの導波路４２２．４２３によって構成された構造体の
対称モードの励起を可能にする。実際、上記のような構
造体中を光波が２つの固有モード、即ち対称モード及び
非対称モードで伝搬し得ることは公知である。他の現象
、特に不均整及び電気光学効果が生起しなければ、非対
称モードは励起されず対称モードでの伝搬のみが実現す
る。

例えば金属から成る２つの導？！　？！　ｆｌ１４２４
及び４２５が２つの導波路４２２及び４２３上に、距離
し、にわたって伸長して設置されている。電極４２４．
４２５はストリップの形態であり、その幅、厚み及び間
隔は該電極４２４．４２５が、例えば５０オームである
所定の特性インピーダンスを有する電気的伝搬ラインを
構成するようなものである。上記ラインは一端で、即ち
図示した導波路に光エネルギが入射する側の端部におい
て抵抗４０３で連結されており、抵抗４０３の値はライ
ンの特性インピーダンスの値に等しい。

このラインは他方の端部で電圧Ｖ（ｔ、Ｆ）によって励
起され、電圧Ｖ（Ｌ、Ｆ）はこの措成例では接続部４０
４を介して一方の電極に、また大地を介して他方の１！
極に印加される。

上記のように印加された電圧、及び該電圧によって基板
中に開発された電気光学効果の作用下に、２つのモード
の結合が導波路沿いに起こる。この結合によってエネル
ギが対称モードから非対称モードに移行し、この移行は
相互作用の長さ及び電圧値に従って比敦的顕著であった
りなかったりする。

本発明によれば、２つの電極４２４及び４２５はそれら
の特性インピーダンス４０３で連結されて伝搬ラインを
構成し、このライン中を、好ましくは例えば約ｊＯＧＩ
Ｉｚの高い周波数を有する電圧Ｖ（Ｌ　、Ｆ）によって
励起された進行波が進む。進行波は図示例でのように後
進波（即ち、光波と反対方向に進む電磁波）であり得、
あるいはまた出力インピーダンスの位置と給電接続部の
位置とを交換すれば直進波であり得る。

本発明によれば、モード変換には、光周波数を電磁波の
周波数に等しい値だけ偏移させることが伴う、２つの導
波路４２２と４２３とは距離し、の先で互いから遠のき
、その結果距Ｎ　Ｌ　ｉから先ではもはや結合は起こら
ないので、導波路４２２及び４２３の出力では入射波に
対して周波数偏移し、かつ互いに対して位相ずれを起こ
した光波が得られ、その際位相ずれは対称モードがら非
対称モードへの変換が完全であればπに等しい。

上記２出力はセクション３において２つの導波路４及び
４３３が互いに結合しないことを保証する十分な距離ｄ
２だけ互いにｇｉ隔している。

電極４３４及び４３５が、導波路４３２及び４３３の全
長にわたって伸長して設＝されている。電極４３４．４
３５には直流電圧Ｖ、が、一方の電極に接続された接続
部４０５、及び大地と他方の電極とを接続する接続部を
介して印加される。それによって、基板の屈折率が導波
路のレベルで反対方向に変更されて、各導波路内をそれ
ぞれ伝搬する２つの光波の間に、セクション２の出力で
これら２光波間に存在する、対称モードから非対称モー
ドへの移行に起因する位相ずれを補償する位相ずれが起
こる。

導波路４３２及び４３３の出力はセクション４において
２つのアーム４４２及び４４３に接続され、アーム４４
２と４４３とは共通の一点に集束して出力導波路４４１
を構成する。セクション１の分岐部に類似するが機能が
反対である対称出力分岐部であるセクション４は、セク
ション２及び３中を別個に進み、かつセクション３の出
口で再び位相整合された光波の和を形成するべく機能す
る。

光フ７・イバ４０７は、導波路４４１から射出する光エ
ネルギを集めて使用回路に付与するべく機能する。

上述の構成例では偏光は、２つの導波路内で同一であり
、基板４０２の結晶配向及び電極の外形寸法に従ってＴ
ＭかまたはＴＥであり得るということが指摘される。

有限の結合を実現する電磁ラインに沿って進行波が出現
するやいなや、様々な程度において対称モードから非対
称モードへの変喚が起こり、従って非対称光波に周波数
偏移が認められる。デバイスの効率は明らかに、変換が
完全に近いほど高くなり、セクション２の出口で対称モ
ードが消失して非対称モードのみが残る時最高となる。

セクション２の出口で非対称モードのみが残るのは、セ
クション２で、２つのモードの結合が距殖に促成すると
いう空間的従属性のＪＪＦ除を含めた、空間的要因に左
右されない相互作用が行なわれる場合である。

この条件は、存在する３つの波、即ち 波数がβ、である対称モードの光波、 波数がβ、である、電磁波が存在しない時の非対称モー
ドの光波、及び 波数がＢである？！電磁 波伝搬定数または波数□同士の関係によってλ 表される。

上記関係は ω±Ω β、−β−−Ｂ＝０またはβ′、＝□β。

ω と書かれ、その際上記号は、電磁波が後進波である場合
は上記号が用いられ、前進波である場合は一記号が用い
られることを示す。

この式で、入射光波の周波数νはω；２πνによって得
られ、また電磁波の周波数ＦはΩ；２πＦによって得ら
れる。

第５図及び第６図に、上記条件をベクトルによって示す
、第５図は前進波に対応し、第６図は後進波に対応する
。

波数βお及びβ、は、光結合が起こっていない場合の光
波の波数βから得られる。

光結合が起こっている時はβ、＝β十ｋ及びβ。

；β−にとなる。には、実質的に２導波路間の結合の“
力”を表す結合パラメータである。バラメーにほぼ完全
に比例し、その際ｄ、は導波路の諸性性から公知のよう
に決定される。

上記の関係からβ、−β、＝２ｋが得られる。

また、先に述べた結合長し、はり、＝−と書がれ１に る。

従って、（β１−β、）Ｌｅ＝πであるので、結合長Ｌ
ｃは２モ一ド間のπの空間位相ずれに対応することが明
らかである。

波数を周波数及び当ＭＸ　ｊＸ雪質中の波の速度の関数
として表すことによって、先に検討した等式はと書かれ
、その際ｃ０は？ｌ：ｒｆｉ波の真空中での速度、ｎは
当該媒質中を通らない光波の屈折率、Ｎは導波路におけ
るマイクロ波の等偏屈折率である。

上記式で、後進波の場合は十記号が、前進波の場合は一
記号が用いられる。

この式によって、セクション２の２つの導波路の間の距
Ｉｎ　ａ　＋を周波数Ｆの偏移が実現するように決定す
ること、あるいはよたｄ、の値が予め決定されている所
定の構成において実現可能な周波数１日長の大きさＦを
決定することが可能となる。

上記のように構成が予め決定されている場合、周波数Ｆ
と、従って角周波数Ωとは後進波の場合の方が前進波の
場合よりも低い。

数値を例示すると、伝搬が７Ｍモードで行なわれるＺカ
ットされたニオブ酸リチウム基板ではｎ＝２゜１２及び
Ｎ＝４．２５である。周波数ｆ＝１０（：Ｉｌｚである
場合、２つの導波路の内側エツジ同士の間に必要な間隔
は約３マイクロメートルで、この値は現在の技術で十分
達成可能である。

光エネルギは、セクション２とセクション３との両方の
出口において対称モードと非対称モードとに分配されて
おり、その際非対称モードでのみ周波数偏邪が起こって
いる。従って、最高の効率が達成されるためには、セク
ション２でもセクション３でも対称モードから非対称モ
ードへの変換が可能なかぎり完全に近く行なわれること
が保証されることが望ましい。上記変換が完全である時
、モード同士の間に全面的な移行が実現したと言える。

全面的移行が実現するためには、セクション２の入口と
セクション３の出口との間での位相ずれは、得られた北
ディメンションを勘案すると実際上πに等しくなる。

各セクションでの位相ずれは に等しく、その際しは相互作用の長さ、即ちし、または
Ｌ２であり、Δ【１は基板材料の、電極によって印加さ
れる電場の牛用下での屈折率変分である。

２つの電極が２つの導波路上に重ねて投置されている図
示例では電場は垂直であり、この電場は現行の表記法に
よればＥ２と表記される。従って、Δ１１の値は公知の
関係 Δｎｚｎ３　・　Ｒ）３　　・　ｌＥ＊　　・　＾によ
って求められ、その際Ｒ９は用いられる。　！ｔ、？に
結晶配向に従属する電気光学係数であり、またＡは導波
路がただ１つで結合が起こらない場合の、横断面を横切
る光学的及び電磁的場の産物の束の基準化された精分値
を表す係数である。

即ち、全面的移行の条件は２つのパラメータＬ及びＥコ
を含むことが認められる。Ｅ３の値は、セクション２で
は信号Ｖ（ｔ、Ｆ）によって生成される電場のピーク振
幅によって決定され、セクション３では定電圧■。の値
によって決定される。これら２つの場の値を等しくすれ
ば長さＬｌとし、とが等しくなることは明らかである。

数値例を挙げると、電場Ｅ３＝１０’Ｖ／Ｉｌｌである
場合係数式＝１、屈折率＋ｔ＝２．１２、係数Ｒ３ｎ＝
３０Ｘ　１０−”ｍ／Ｖ、及び波数β＝　２ｘ　１０”
ｒｄ／鴫であり、また長さしは３ｃＩ１１に等しく、こ
の値は現在の技術で十分達成可能である。

容易に理解されるように、出力に現れる信号のレベルは
上述の２条件（空間的要因に左右されないこと、及びモ
ードの全面的移行）が満たされた場合に所定周波数Ｆで
最高となる１周波数Ｆが、例えば佃等かの方法で変調さ
れたために変化すると信号レベルは低下し、他のあらゆ
るデバイスの場合と同様に通過域ΔＦを決定する。

中間高の通過域ΔＦは、式 ％式％） によって求められる。

先に掲げた値に対応する数値例において、後進波の場合
は３．７Ｇｌｌｚが得られる。

上述の構成例でセクション３は、２つの導波路４３２及
び４３３に沿って進む光波同士の間にπの位相ずれを生
じる。

本発明デバイスの一変形例では、対称モードと非対称モ
ードとは空間的に分離される。

そのために、幅の異なる２つの出力を有する非対称分岐
部が用いられ、その際対称モード光波は幅広い方の導波
路から射出する。この変形例デバイスのセクション３及
び４を第７図に示す。セクション２の集積導波路４２２
及び４２３と接続された集積光導波路７３２及び７３３
は、集束して合流した後再び分岐して導波路７４２及び
フ４３となり、その際導波路フ３２．７３３は導波路７
４２１．７４３と共にχ字形を成す、Ｘ字の脚７４２は
ＩＩＩｊ７４３より幅が広い、非対称モード光波は幅が
狭い方の脚フ４３から公知のように射出し、出力光ファ
イバ４０７によって集められる。

あるいは他の場合には、光導波路の製造方法が変更され
る。光導波路は普通、基板表面にチタンのような物質を
拡散させることによって形成される。従って、セクショ
ン３での位相ずれはチタン層の厚みまたは幅の調節によ
って実現され得る。

また、基板表面上、一方の導波路上、または一方の導波
路のごく近傍にデポジットされた誘電層を用いることが
可能であり、なぜならそのような層が導波路のパラメー
タを変更することが知られているからである。上記誘電
層を用いれば、この層を例えばレーザで選択的に除去す
ることによって導波路パラメータを容易に調節できる。

Ｘスイッチとして公知であるデバイスを用いることも可
能である。第９図に示したこのデバイスにおいて、導波
Ｒ４２２及び４２３と接続された導波路９３２及び９３
３は一点で交叉する。この交点の上側及び下側に、一方
は接地され、他方は制御電圧Ｖ、と接続された電極９０
１及び９０２が配置されている。これらの条件下に、か
つＶ、の値を公知方法で適当に決定すると、対称モード
光波は導波路９３２及び９３３の一方のみから射出して
、出力光ファイバ４０７により集められる。

上述の構成例はいずれも、電気光学結晶のＺカット、即
ちｃｌｌＩＩＩが結晶面に対して垂直であるカットと、
光波伝搬の７Ｍモード、即ち電場が上記面に対して垂直
であるモードとに対応した。このことは最高値の電気光
学係数Ｒ５，を用いることを可能にする。結晶のカット
と光波伝搬モードとの、同じ最高値の係数Ｒ３３の使用
を場合によっては可能にする他の４（１み合わせも用い
られ得る。そのような組み合わせとしては、特にχカッ
トまたはＹカットとＴＥモードとの組み合わせが挙げら
れる。ＴＥモードに作用を及ぼすためには、電場は、例
えば第１０図に示したように３つの′：ｒ：、＄１！を
用いて結晶面に対して平行に印加されなければならない
、中央のセクション２のみを示す第１０図によれば、？
！！圧Ｖ（ｔ、Ｆ）と接続された制御電極１１４が２つ
の導波路４２２と４２３との間に配置されており、また
接地された２つの電極１１５及び１２５が２つの導波路
４２２及び４２３の各−方の側方に配置されており、こ
のような電極配置によって、導波路のレベルに該レベル
で基板４０２表面に対して平行である電場を実現するこ
とができる。

別の変形例では、第１１図に示したようにセクション２
で単一の導波路が用いられ得る。実際、１つの光導波路
において２種のモードの光波を同時に、かつ別個に伝搬
させ、該導波路をバイモードで機能させることは公知で
ある。この例の場合、２つの伝搬モード間の対称−非対
称移行は電気光学効果によって達成され得、それによっ
て、先に述べた諸条件を満足することにより周波数偏移
を実現することが可能となる。

第１１図に示したように、単一の導波路４２１がセクシ
ョン２で用いられ、この導波路４２１はセクション１の
、入力光ファイバ４０１から光を受は取る単一の導波路
４１１によって直接励起される。実際、セクション１は
その最も単純な構成にまで縮小される。マイクロ波信号
１律与、のためには、導波路４２１の表面上に伸長して
ｖ、Ｈされた単一の中央′：ｆ１極１２４が用いられ、
この電極１２４は信号Ｖ（Ｌ、Ｆ）を受は取る。電場が
導波路にまさに対称に印加されることが確実となるよう
に、接地された２つの？！！極１３５及び１４５が中央
電極１２４を囲んで配置されている。第１１図の椙或は
該構成に類似する第１０図の構成がら明確に区別される
べきであり、なぜなら導波路４２１は電極１２４の下側
を通り、また導波路４２１に印加される電場は基板４０
２の表面に対して垂直で、電ｌ！Ｍ１３５及び１４５は
単に印加電場の対称性を保証するべく設置されているの
に対し、第１０図の導波路４２２及び４２３は電極によ
って覆われず、電場も基板表面に対して平行であるから
である。

この例の導波路４２１はセクション２の出口において、
セクション３の導波ｉ？Ｒ４３２及び４３３に光波を伝
送する２つの枝路に分岐する。

その際動作周波数Ｆは固定され、なぜなら距離ｄが単一
の導波路である導波路４２１に固有であるからである。

距離ｄが非常に小さいので、係数にの値は非常に大きく
なり、Ｆｒ１じことが周波数Ｆにも該当する。

周波数Ｆは、先に述べたように導波路の様々な構成パラ
メータを変更することによって、また特に公知の陽子交
換技術を用いることによって調節され得る。

単一バイモード導波路の別の例では、ＴＥ及びＴＨの２
モードが同時に用いられる。導波路内で、ＴＥモードと
ＴＮモードとの電気光学的結合が漸次生起する。空間的
要因に左右されないための条件は、関係 β゛！区−βｔｘ十Ｂ＝０ と表される。　ＴＥ及び揮モードに対応する２つの屈折
率の差があまりに大きく、屈折率変更のために２つの技
術、即ちチタン拡散と陽子交換とが組み合わせられ、そ
れによって上記条件は所望の周波数において確実に満た
される。

このような技術は、特に８、ｄｅ　Ｈｉｃｈｅｌｉ笠が
”。

ｐｔｉｃｓ　Ｃｏｌｌ１Ｃｏ１１ｌ＋ｕｉｏｎ　、　ｖ
ｏｌ、　４２．　Ｎｏ、　２．　ｐａｇｅ＊１０１−１
０３．　Ｊｕｎｅ　ｌ５Ｌｈ、　１９８２に発表した論
文”Ｆａｂｒ＋ｃａＬ＋ｏｎ　　ａｎｄ　　ｃｌｉａｒ
ａｃｔｅｒｉｚａＬｉｏｎ　　ｏｒ　　ｔｉｔａｎｉｕ
ｍ　　１ｎｄｉｆｆｕｓｅｄ　ｐｒｏｔｏｎ　ｅｘｃｈ
ａＢｅｄ　（ＴＪＰＥ）　ｗａｖｅｇｕｉｄｅｓｉｎ　
ｌｉＬｈｉｕｍ　ｎ１ｏｂａＬｅ”に説明されている。

上述の変調デバイスは、嗣えば第１２図に示したように
２つの光信号間に唸りを生じさせることによって信−ｉ
′）Ｖ（Ｌ）を伝送することを可能にする。そのなめに
レーザ光源１５０が用いられ、レーザ光源１５０は実質
的に単色である光信号Ｅ０を周波数νで発信する。信号
Ｅ０は２つに分割されて、２つの光ファイバ１５１と１
５２とを同様に励起する。光ファイバ１５１は本発明に
よる変調器１５３に接続されており、変調器１５３は変
調信号Ｖ’（ｔ）ｅ”’″″を受は取る。変調された信
号は出力光ファイバ１５４に付与され、このファイバ１
５４によって受光ホトダイオード１５５へと伝送される
。ホトダイオード１５５は光ファイバ１５２からも信号
を受は取り、この信号は基準信号を構成し、変調器１５
３で周波数偏移した信号と混合されて唸りを生じる。従
って、ダイオード１５５の出力に現れる電気信号は変調
Ｖ（ｔ）に比例する。

この１云送装置の一利点は、光周波数偏移が本発明によ
り大規模に実現するため変調周波数Ｆがレーザ発振器の
帯域幅Ｂより大きいので、光フアイバ１５４中を伝搬す
る有ｍな信号がレーザ光源の主要光線外に位置すること
である。

上述のような変調器は、電子走査レーダアンテナにおけ
るマイクロ波発振器の光学的分配に乙用いられ得、ある
いはまた超大容■ネッＩ・ワークに用いられる光フアイ
バ伝送で周波数多重化によるコヒーレントシステムを実
現するべく、ただ１つのレーザから周波数ｆｔ１７Ｊし
た複数のチャネルのバンクを創出するのにも用いられ得
る。

本発明による周波数偏移がまさにｆ）Ｌυ型変調に対応
することも指摘されるべきである。即ら、本発明のデバ
イスは、周波数差が１０ＣＩＩｚに達し得るので特に高
い性能を発揮する１３Ｌｔｌ型変調器であると看１故さ
れ得る。

第１３図に概略的に示した更に別の変形例において、電
梗４２４は２つのマイクロ波発振器４５１及び４５２か
らマイクロ波を受は取り、その際発振器４５１及び４５
２は電４Ｉｉ４２４の両端にザーキュレータ４５３及び
４５４を介してそれぞれ接続されている。電磁波の伝搬
方向と電気光学波の伝搬方向との関係に従って偏移周波
数が異なるので、一方のマイクロ波発生器に関しては後
進波に対応する周波数Ｆ１を用い、他方のマイクロ波発
生器に関しては前進波に対応する周波数Ｆ２を用いるこ
とが可能である。それによって、出力において２つの光
波、即ち周波数ν＋Ｆ、の光波と周波数シーＦ２の光波
とが得られる。

例では実質的に３となる。しかしこの比は、例えばＳｉ
Ｏ□基板上にデポジットされたニオベーｌ−簿層から成
るｖＬ層構造体を基板として用い、それによって屈折率
Ｎを低下させることにより小さくすることができる°。

このようなデバイスは、ただ１つのデバイスを伴った２
つの発振器での伝送、またはＦＤＭ−［ＩＬ［Ｉの２チ
ャネル間での伝送を可能にする。また、２つの偏移が時
間的に連続して実現され得、それによって、２つのエコ
ーを差動伝搬遅延によってリセットシて同期化した後合
成して唸りを生じさせることにより、コヒーレントな反
響を生成することができる。即ちこのデバイスには、非
常に高い相対通過域を有するという利点が有る。

本発明によるデバイスを、第８図に示した変形例を用い
て周波数同調することも可能である。

この変形例において、導波路４２２及び４２３は別個の
電極４６４及び４７４によってそれぞれ覆われており、
中央に位置するこれらの電極４６４，４７４の各一方の
側方には接地された電［４６５及び４７５が伸長して配
置されている。中央電極４６４及び４７４に電圧Ｖ。が
阻止インダクタンスコイル４５６を介して印加され、コ
イル４５６は、後段に述べるように付与されるマイクロ
波信号の通過を阻止するべく機能する。

即ち、ｖｏを変更すれば２つの導波路間の結合のパラメ
ータにと、従って動作周波数とを変更することができる
。

電圧ｖ０の印加後、偏移マイクロ波信号Ｖ（Ｌ、Ｆ）が
電極４６４に結合コンデンサ４５５を介して付与され、
このコンデンサ４５５は直流電圧ｖ０の短絡を防止する
べく機能する。阻止インダクタンスコイル４５６によ−
）て、マイクロ波電圧が直流電圧発生器に送られること
が防止され得る。コンデンサ４５７は、Ｔ、ｆ′！４７
４を交流地点から接地するべく機能する。

ここにその様々な変形例を説明した本発明による変調器
の主な利点は、ただ１つの側波帯を有し、それによって
二重帯域を有する公知の光変調器の影像周波数に起因す
る欠点が回避されることである。

そのうえ、本発明デバイスは導波光学分野において、特
にマイクロ波域の超高周波の効率的な偏移を可能にする
唯一のものである。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は先行技術による電気光学変調器の説
明図、第３図は第２図の変調器での信号曲線を示すグラ
フ、第４図は本発明による変調器の説明図、第５図及び
第６図は第４図の変調器のセクション２における波数の
グラフ、第７図〜第１１図は本発明による変調器の構成
の変形例の説明図、第１２図は本発明による変調器を用
いた光接続回路を示す線図、第１３国は本発明による二
重変調器の説明図である。 ４０２・・・・・・基板、４２２，４２３，４３２，４
３３・・・・・・光導波路、４２４．４２５，４３４，
４３５・・・・・・電極。 ζ１ご ？り〉 ＼ へ

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. （１）光周波数を光学的に偏移させるデバイスであって
   、電気光学材料から成る基板を含み、基板上には２つの
   光伝送導波路と、少なくとも２つの電極と、モード変換
   手段とが集積されており、２つの光伝送導波路は長さＬ
   ＿１にわたって実質的に互いに平行で、かつ距離ｄ＿１
   だけ互いに離隔しており、これらの導波路沿いに距離Ｌ
   ＿１にわたって伸長する前記電極は特性インピーダンス
   で連結されてマイクロ波伝搬ラインを構成し、このマイ
   クロ波伝搬ラインは周波数Ｆのマイクロ波信号を付与さ
   れ得、その際Ｌ＿１、ｄ＿１及びＦの値は伝送光波の対
   称モードから非対称モードへの移行を可能にするような
   値で、非対称モードの光波はＦに等しい値だけ周波数偏
   移し、前記モード変換手段は周波数Ｆによって周波数偏
   移した光信号が出力において得られるように後で非対称
   モードを対称モードに変換する光周波数偏移デバイス。
2. （２）電極を２つしか有せず、これらの電極は基板表面
   に対して垂直な電場を導波路に付与するべく導波路上に
   距離Ｌ＿１にわたつて伸長して設置されていることを特
   徴とする請求項１に記載のデバイス。
3. （３）３つの電極を有し、これらの電極は、導波路に横
   方向の電場を付与するべく１つは２つの導波路の間の基
   板表面に配置され、他の２つは２つの導波路の各一方の
   側方にそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項
   １に記載のデバイス。
4. （４）２つの導波路が複合されて、バイモードで機能す
   る単一の導波路とされており、この 導波路には、基板表面に対して垂直な電場を付与するべ
   く、該バイモード導波路上に中央電極がデポジットされ
   かつ該導波路の両側方に２つの側方電極がそれぞれデポ
   ジットされており、前記電場は導波路内での２つの伝搬
   モード間の対称−非対称移行を可能にすることを特徴と
   する請求項１に記載のデバイス。
5. （５）後で非対称モードを対称モードに変換する手段が
   ２つの光伝送導波路を含み、これらの導波路は長さＬ＿
   ２にわたって実質的に互いに平行で、かつ両導波路間の
   結合を許さない距離ｄ＿２だけ互いに離隔しており、２
   つの導波路の表面には２つの電極が伸長して設置されて
   おり、これらの電極は基板表面に対して垂直な電場を導
   波路に付与するべく機能する直流電圧Ｖ＿０を受け取る
   ことを特徴とする請求項１に記載のデバイス。
6. （６）後で非対称モードを対称モードに変換する手段が
   幅の異なる２つの出力を具えた非対称分岐部を含み、対
   称モード光波は狭い方の導波路から現れることを特徴と
   する請求項１に記載のデバイス。
7. （７）後で非対称モードを対称モードに変換する手段が
   Ｘ字形に交叉した２つの導波路と、これらの導波路の一
   方のみに対称モードを導くことを可能にする制御電圧Ｖ
   ＿１を受け取るべくＸ字形の両導波路の交点に配置され
   た２つの電極とを含むことを特徴とする請求項１に記載
   のデバイス。
8. （８）基板にデポジットされた電極によって構成された
   マイクロ波伝搬ラインの両端に、該ラインに後進波及び
   ／または前進波を付与するべく接続された手段を含むこ
   とを特徴とする請求項１に記載のデバイス。
9. （９）周波数Ｆのマイクロ波信号と、２つの導波路間の
   結合の変更を可能にし、従ってデバイスの動作周波数の
   変更を可能にする直流電圧Ｖ＿０とを同時に電極に付与
   する手段を含むことを特徴とする請求項１に記載のデバ
   イス。
10. （１０）請求項１に記載のデバイスを含む、側波帯がた
    だ１つである光変調器。