JPH0338575B2 - - Google Patents

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JPH0338575B2
JPH0338575B2 JP56134378A JP13437881A JPH0338575B2 JP H0338575 B2 JPH0338575 B2 JP H0338575B2 JP 56134378 A JP56134378 A JP 56134378A JP 13437881 A JP13437881 A JP 13437881A JP H0338575 B2 JPH0338575 B2 JP H0338575B2
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JP
Japan
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integrated circuit
optical
optical integrated
refractive index
circuit according
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JP56134378A
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JPS5774728A (en
Inventor
Pyueshu Kuroodo
Papyushon Misheru
Adeitei Eruyu
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Thales SA
Original Assignee
Thomson CSF SA
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Publication date
Application filed by Thomson CSF SA filed Critical Thomson CSF SA
Publication of JPS5774728A publication Critical patent/JPS5774728A/ja
Publication of JPH0338575B2 publication Critical patent/JPH0338575B2/ja
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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
    • G02F1/29Devices 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
    • G02F1/33Acousto-optical deflection devices
    • G02F1/335Acousto-optical deflection devices having an optical waveguide structure

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Integrated Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、光放射の導波路を使用した光集積回
路に関し、特に方向性結合器に関する。
[従来の技術] 適切な長さにわたつて2つの単一モードの光導
波路を結合することにより、エネルギーの交換が
観察される。導波路の間の結合は極めて微弱な光
によつて作られ、その結合によつて導波路間にエ
ネルギー移行が起こるためには、導波光がお互い
に十分近い伝播速度を持てば十分である。無損失
の導波路を用いると全移行が達成される。この全
移行とは第1の導波路の入力において導入された
全ての光子を第2の導波路の出力に集めることに
ある。方向性結合器の光集積回路を構成するため
に用いられる材料の電気光学効果に基づいて、エ
ネルギー移行は電気的に制御される。この電気的
制御は、電界が、もともと静電的であるか、また
は光子の導波に随伴する電磁波であるかという2
つの場合を前提にしている。電界が静電的である
と、エネルギー移行の結果は光子の分配に依存し
ないで、一方の導波路に導入されたエネルギーは
光集積回路の電極に印加される制御電圧に依存し
て他の導波路に切り変えられ、または転流する。
一方、この制御が、導波されて進行する光子に随
伴する電磁波によるときには、各光子はそれに隣
接する光子と同じ導波をするとは限らない。その
理由は、方向性結合は電磁波によつて随伴される
光子と速度整合し続けるからである。
導波路に対してコリニアの、正弦波を伝送する
電磁波ラインによつて、電気光学基板上に形成さ
れた方向性結合器用の電気制御を行うことによ
り、連続的な光束から、間欠的な光束を得ること
ができる。その間欠的な光束のパルスはブロツク
モードの注入レーザーによつて得られるよりも遥
かに小さい持続時間を有する。この速度整合の方
向性結合によつて連続的な光源から非常に短い持
続時間の光パルス源を得ることができる。この技
術は、ピコ秒よりも小さい持続時間の信号を処理
することができる時間マルチプレクシング装置、
時間デマルチプレクシング装置に道を開く。
[発明が解決しようとする課題] 速度整合された方向性カツプリングを用いる光
集積回路の動作は電磁波の伝播速度と導波光子の
伝播速度との整合の精度い依存する。電磁波ライ
ンの電極を適切な寸法にし、かつ、適当な誘電率
を有する媒体を選んでも、なお、不完全な回路が
得られる。その理由は、製造工程において誤差が
導入され、その誤差を、数センチメータの結合長
にわたつて速度の完全な一致が得られるように補
償することは困難であるからである。
このような、電磁波によつて生じる電気光学効
果に基づく光子を閉じ込めるための手段の使用に
固有な欠点を緩和するために、本発明は、方向性
結合が行われるべき導波路部分に所望の速度で進
行する屈折率変化を生じさせる表面弾性波を発生
させることによつて所望の閉じ込めを行なうこと
を提案するものである。
[課題を解決するための手段] 本発明は、所望の結合長にわたつてエネルギー
移行をする2つの導波路が表面に配列される基板
を備え、このエネルギー移行は進行波によつて誘
起された屈折率変化を、導波光子に随伴して同期
的に前記表面に沿つて伝播させる速度整合手段に
よつて制御され、方向性結合を行う光集積回路で
あつて、前記速度整合手段は前記進行波を発射す
る電気機械変換器を備えていて表面弾性波を発生
し、Va,Vgをそれぞれ表面弾性波の速度および
導波光のグループ速度とするとき、導波路に到達
した表面弾性波の波面と導波路とのなす角度θが
sin-1(Va,Vg)に等しくなるように、前記表面
弾性波を発射する。
本発明は以下の記載ならびに添付図面からより
一層よく理解されるであろう。
[実施例] 第1図は、方向性結合器の構造を表わす図で、
それは、光集積回路によつて構成される。
この方向性結合器は、基板7を備え、該基板7
はたとえば、リチウムニオブ酸塩からなる。この
表面8には、チヤネル−1〜3,2〜4間で交換
される光放射を導波するための、2つの拡散され
た領域10,11が導波路として形成されてい
る。光を導波するために必要な屈折率変化は、表
面8上にチタニウムの層を被覆することによつて
得られる。フオトリソグラフイ法によつて導波路
10,11の真上以外のチタニウムの層は除去さ
れる。
そして被覆されたチタニウムをリチウムニオブ
酸塩中に拡散するための操作が進められる。残つ
たチタニウムを取り除くと、2つの細長い拡散領
域が低い屈折率をもつ媒体によつて取り囲まれて
得られる。これらのバンド状の拡散領域に、十分
な拡散巾および拡散深さを与えることによつて、
2つの集積された単一モードの導波路が得られ
る。
方向性結合器によつてエネルギー移行を得るた
めに、導波路10,11は、所望の結合長に対応
する長さLpの領域で互いに近接される。
もし与えられた波長の光子12が、チヤネル1
に入射されると、それはグループ速度Vgで導波
路10を伝播する。光子12は、伝播するあいだ
多かれ少なかれのエネルギーを導波路11と交換
する。このエネルギー移行は、導波路10,11
のx軸に平行な、小さな間隔をおいた領域(以
下、結合部と記す)において極めて僅かずつ行わ
れる。方向性結合器の理論的研究においては、結
合部の導波路10,11の屈折率、巾、深さ、間
隔で定まる結合係数cの概念が用いられる。この
理論によると、もし導波路に損失がなく、かつ、
伝播速度が等しい値をもつならば、エネルギーの
全移行が起る。したがつて、クループ速度が等し
い場合に、チヤネル1,4間で全エネルギー移行
が確実に起る最小の結合長Lpが存在する。最小の
結合長Lpの奇数倍も同じ結果を与える。
いま、α1,β2がそれぞれガイド10,11を伝
わる波の位相定数であるとすると、位相差Δβ=
β2−β1は、もし導波路の幾何学的特性が同じであ
り、かつ、それぞれの屈折率n1,n2が等しいなら
ば、ゼロである。最小結合長Lpの終端部で、チヤ
ネル1に入射されるエネルギーに対する、チヤネ
ル4へ結合されるエネルギーの比すなわちエネル
ギー移行率Iは1に等しい。
もし、導波路に屈折率n1,n2の差がつくられる
と、差Δn=n2−n1が生じたことは、位相定数の
差Δβが生じたことを意味する。理論によると、
エネルギーの移行率Iは、比Δβ/2cに依存する。
結合長がlのとき、エネルギー移行率Iは次の形
に表わされる。
前記したように、Δβ=0のとき全エネルギー
移行(I=1)が起ることを考慮すると、式c・
l=(2k′−1)π/2が成り立つ。ここでk′は正
の整数である。したがつて次式を得る。
この数式表現は、第2図の曲線15に示されて
いる。この曲線は、光学でしばしば出合う関数
〔sinα/α〕2にすぎない。
第2図は次のことを示している。すなわち、エ
ネルギー移行は、任意の分配効果が得られるよう
に、そして、極端にはチヤネル3,4間のスイツ
チング効果が得られるように、これを変調するこ
とができる。この変調は、静的でも、動的でも可
能である。それは、電子光学効果やその他、例え
ば光弾性効果によつて誘起される屈折率の変化
Δnに関係する。
本発明においては、屈折率変化Δnは、導波光
子の進行に随伴する屈折率変動の形で与えられる
(「随伴する」とは、屈折率変動が導波光子と同じ
速度で導波路方向に進行するということである)。
この屈折率変動はグループ速度Vgで伝播され、
その変動幅は、ゼロ値を中心として、エネルギー
移行率Iをゼロにするために充分な値をとる。そ
の結果、屈折率変化がゼロの位置を占める光子は
全エネルギー移行を受ける。しかし、最小結合長
Lpの結合部に沿つて前記ゼロの位置の近くに位置
する光子はゼロでないΔnに出合うので第2図の
曲線から定まる、より少ないエネルギーの移行を
受ける。方向性結合器のエネルギー移行の動的変
調に関する前記のような考え方は、電気光学的物
質を使用する光集積構造に対して提案されてい
た。この場合には、屈折率の変動は、方向性結合
器を跨いで設けられた電磁ラインによつて誘起さ
れる。電磁ラインによつて伝播されるTEMモー
ドは、結合部の全長に沿つてクループ速度Vg
一致する位相速度をもたなければならない。この
条件は、実用上満足することは困難である。その
理由は、位相の整合を得るために必要とされる速
度の低減は、電磁ラインのレベルで、重大な製造
上の困難を引き起すからである。
フオトリソグラフイによつて集積回路を形成す
る技術は現在、数センチメータの矩形の外形が得
られ、その配列誤差は、並進運動の干渉計チエツ
クに使用される波長の10分の1程度である。この
高精度は、導波光子のグループ速度より遥かに小
さい伝播速度をもつ屈折率変動の波を発生させる
ために用いることができる。いま、有効屈折率=
2.3とすると、グループ速度Vgは、1.3×108m/s
程度である。この速度の波に位相が整合する屈折
率の変動を生成するために、2・103m/secない
し5・103m/secの位相速度Vaをもつ音響波の使
用が考えられる。
第3図は、本発明の光集積回路を示す。
これは、たとえばリチウムニオブ酸塩の基板7
を備え、その表面8と両端を揃えて2つの単一モ
ードの導波路10,11がチタニウムの局部的な
拡散によつて得られる。最小結合長Lpの結合部
は、直交基準座標系OXYZの軸OXと平行に並べ
られている。表面8の平面はOXYで、この平面
内に表面弾性波が放射され、その波面は通常、軸
OYに平行な方向と角度θをなす方向Uをもつ。
表面弾性波は、発電機9によつて駆動される電気
機械変換器により発射される。この電気機械変換
器はたとえば、互いに噛み合わされた
(interdigited)くしの形で、2つの電極5,6を
備えている。導波路10,11および電極5,6
の形状は、フオトリソグラフイによつて最高精度
に定められる。次に、表面弾性波の波面は極めて
小さな傾角で導波路と交差する。この小さな傾角
は大きなカツプリング長さLp全体にわたつて維持
される。第3図では、導波路10,11の間隔
と、電気機械変換器の電極5,6の歯の傾きθと
は非常に誇張して画かれている。
第3図の光集積回路の動作モードは、第4図お
よび第5図を用いてさらに理解されよう。
第4図は、任意の時刻において表面8の平面内
の表面弾性波の作用で形成された機械的ストレス
の形状を示す。表面弾性波はたとえばレイリー波
でよい。2つの導波路10,11の軸線X1,X2
は、距離aだけ離間され、それらの巾bはa以下
である。表面弾性波は、波面19,20,21,
22,23,24,25によつて示され、これら
は傾角θで軸線X1,X2と交差する。横軸をU、
縦軸をAとする図は表面弾性波によつてつくられ
る機械的ストレスの変化を示す。第4図の場合、
このストレスは、曲線18によつて示されている
ように、正弦曲線を描く。この波は、波面に対し
て直角方向に向く表面弾性波の速度Vaで進行す
る。
傾角θは、導波路の軸線X1またはX2に沿う表
面弾性波の見掛けの速度が導波光子のグループ速
度Vgと一致するように選ばれる。したがつて次
の関係式を得る。
Va=Vg・sinθ 比(Va/Vg)の極めて低い値を考慮すると、
次のようになる。
Va/Vg=θ, ここでcosθ=1である。
横座標x1において、大きさ等しく逆符号の屈折
率変化Δnが導波路10,11に作用するという
簡単な場合には、最大ストレス+A,−Aに対応
する波面20,22は相互にλa/2、一般には
(2k−1)λa/2だけ距たつている。
ここでkは任意の正の整数、λaは表面弾性波の
波長である。この結果、横座標x0,x2,x4で全屈
折率変化2Δnはゼロであり、横座標x1,x3で、そ
れぞれ負および正の最大になる。第2図のΔβ/
2cをパラメータとして使用して、第4図にはxに
対する導波光の位相定数の変化が示されている。
正弦曲線16は、無限に薄い導波路(b=0)に
関し、破線の曲線17は、実際の導波路(b≠
0)に関する曲線である。
λgは屈折率変化の導波路方向の空間的周期であ
り、λaが表面弾性波の波長であることから、つぎ
の式を得る。
λa/λg=θ a=(2k−1)λa/2 横座標x0,x2,x4を占める光子は、全エネルギ
ー移行を受けるが、これらの横座標の中間位置の
光子は、これらの横座標から離れれば離れるほ
ど、エネルギー移行率が少なくなる。第2図の曲
線を考慮すると、チヤネル1に連続光が入射され
たとき方向性結合器のチヤネル3,4に到達する
放射強度の傾向がわかる。
第5図の曲線60は方向性結合器のチヤネル1
の入射エネルギーI1を示す。表面弾性波によつて
発生された応力Aは曲線63によつて示されてい
る。これら2つの曲線は、同じ時間尺度tで示さ
れている。チヤネル3,4に到達する光エネルギ
ーI3I4は、曲線62,61により示され、これら
は相互に補完的である。曲線61,62は最小結
合長Lpについての伝送遅れLp/Vgを考慮して、
(t−Lp/Vg)を時間尺度として表示されている。
チヤネル4の出力は、第2図の外形をもつパル
スであつて、これらのパルスの幅は横座標x0
x2,x4付近の屈折率の勾配が大きい程狭くなる。
パルスの周期は、表面弾性波の周期の半分に等し
い。
チヤネル4に到達するパルス列は、結合長をど
のように選択しても周期関数になる。しかし、全
エネルギー移行を達成するためには、長さLpは適
当に選択されなければならない。
作動特性は、つぎの関係式で表わされる。
Va/Vg=θ (1) T=λa/Va=2a/(2k−1)Va (2) Lp=(2k′−1)π/2c (3) ここで、k,k′は正の整数、Tは表面弾性波の
周期である。
一例(この例は本発明を限定するものではな
い)としてk,k′が1に等しく、基板がリチウム
ニオブ酸塩で導波路がチタニウムの拡散によつて
得られる場合、実効屈折率neは2.3に等しく、こ
れはグルプ速度Vg=1.304×108m/secを与える。
表面弾性波の速度Va=3500m/secのとき、傾角
θは0.0000268ラジアンになる。
間隔a=7.7μmで全エネルギー移行を与える結
合長Lpを10cmとすると表面弾性波の波長はλa
15.4μmである。また、電気機械変換器のエネル
ギー供給の周波数aは、227MHzに等しい。
2つの導波路の結合によつてチヤネル4に生じ
た2つのパルス間の時間間隔は、約2.2nsである。
屈折率変化Δnの正弦曲線的変化を考慮すると
共に、第2図の曲線を参照すると、半値巾dに関
係する期間τが計算される。この期間は次の値を
有する。
τ=0.8/4πΔn・λ0/Lp・T ここでλ0は真空中の光の波長である。単色光の
場合、この期間は定まつた値をもつ。
引用された実例は、λ0=1μm、Δn=10-3で、
期間τは2.8ピコ秒になる。導波路の巾がゼロで
ないから、Δβ/2cの変化の傾向は、完全な正弦曲線 でなく、期間の拡がりを生ずる。しかし、周波数
2.6GHzの表面弾性波を使用することによつて、
1ピコ秒の何分の1程度のパルス幅のパルスが得
られる。
第3図の方向性結合器によつて、全エネルギー
移行が行われる結合長の電気的調節を意図するこ
とができる。この目的のために、第6図に示され
るように電極が設けられる。導波路11は、結合
長の全長にわたつて、第1の電極39によつて覆
われ、導波路10は2つの電極38,40によつ
て半々に覆われる。発電機41は電極38,40
に調節可能なバイアス用の電圧を供給する。電気
光学効果によつて、この電圧は、全エネルギー移
行を実現するように位相定数に影響する。
前記の関係(1)は、導波路に対する波面の傾角θ
を与える。上述の図面について、θ=0.0000268
ラジアンは、導波路の長さ10cm当りについて、わ
ずかに2.68ミクロン(10cm×2.68×10-5rad)のレ
ベル変化を生ずるので傾角θは非常に小さい。
(ここで、レベルと導波路を基準とする位置をい
う。導波路が水平方向を向くとき導波路に対する
高さである。) レベルのこの変化は現在のフオトリソグラフイ
技術の範囲内にあつて、導波路とくし歯形の電極
の画定は、極めて正確に達成される。
しかし、波面の所望の傾角を得るために、偏向
用領域を用いると有効である。この方法は、第7
図に示されている。第7図において変換器5−6
のくし歯は、導波路10,11の直線部分10−
11に平行に向けられている。表面弾性波を偏向
する偏向用手段27は変換器5−6と方向性結合
器の直線部分10−11との間に挿入されてい
る。偏向用手段として、測地線型の屈折を生ずる
ように水盤状にくり抜かれたプリズム状の領域が
用いられる。電界を短絡することによりまたは質
量効果によつて、表面弾性波の位相速度を変更す
る三角形の層を被覆することもできる。基板の構
造は、イオン衝撃によつてさらに変形されること
ができる。または電極を設け、この電極をバイア
ス用電源42と接続して、基板を形成する材料の
圧電気テンソルの非線形性による位相シフトを導
入することもできる。
表面弾性波の吸収は、吸収性物質26の層によ
つて与えられ、この層は、方向性結合器の下流に
配置される。第7図に示される他の改良は、周波
数F,3F,5Fのいくつかの電圧を、変換器5−
6に供給することにある。回路28,29,30
を調節することによつて、屈折率変化の波が導波
路10,11と交差するとき、急勾配の波面をも
つように、これらの電圧の振幅と位相が調節され
る。
屈折率変化の波面の、この急勾配によつて結合
パルス(方向性結合器の2つの導波路間のエネル
ギー移行によつて生ずるパルス)のパルス幅が減
少する。
第8図は、電気機械変換器が、いくつかの部分
35,36,37に分割されてもよいことを示
す。電圧の供給端子33,34に接続される位相
シフト回路31,32を介して、これらの部分に
電圧を供給することにより、位相の調節条件に対
応する波面の傾斜θが形成されるように、放射さ
れる波面をいくらか修正することができる。位相
シフト回路31,32は、基板8搭載された調節
可能な長さの接続によつて効果的に形成される。
第9図には、2つの方向性結合器を使用する光
パルス列伝送システムが示されている。単色の連
続光源43は、方向性結合器44のチヤネル1に
結合される。この結合器は、交流発電機45の制
御のもとにおかれ、この発電機の出力は電気機械
変換器に入力される。方向性結合器44のチヤネ
ルは、交流発電機45の周波数の2倍の周波数
で、極めて短かいパルスを出力する。方向性結合
器44から出力されたパルスは、方向性結合器4
4と同じ構造をもつ方向性結合器46のチヤネル
1に印加される。方向性結合器46のチヤネル
3,4は、光検出器48,49に接続され、その
出力は比較回路50の2つの入力に印加される。
方向性結合器46は、調節可能なチユーニングを
することができる交流発電機47の制御のもとに
おかれる。比較回路50は、交流発電機47の周
波数・同調を制御する。もし交流発電機45を第
1のクロツクとし、そして交流発電機47を第2
のクロツクとすると、第9図のシステムによつて
2つのクロツクの周波数および位相をロツクする
ことができる。比較回路50はは、2つの検出器
48,49によつて測定されるエネルギー移行率
に依存するチユーニング信号を生成にする。交流
発電機47のクロツクのロツクは、方向性結合器
46のチヤネル4のみが、チヤネル1に注入され
たパルスを出力するときに実現される。チヤネル
4への全エネルギ移行が低下したときには新たな
チユーニング動作(周波数および位相をロツクす
るための調整)が開始される。
本発明は、単一の方向性結合器が表面弾性波の
進路に配置される場合のみに限定されない。第1
0図では、2つの方向性結合器構造51,53
が、電気機械変換器52の各側に配置されてい
る。電気機械変換器52の歯は、2つの方向性結
合器51,53のコリニア部分に対して傾斜して
いる。第10図の場合、導波路はすべて平行であ
る。チヤネルの番号付けは結合が行われる方向を
示している。いくつかの方向性結合器が、電気機
械変換器52の各側に設けられてもよい。逆に、
1つの方向性結合器が、基板7に配置されている
幾つかの電気機械変換器から来る表面弾性波によ
つて照射されてもよい。これらの電気機械変換器
を交互に動作することによつて、そして波面の傾
きを適切に選ぶことによつて、両方の伝達方向の
方向性結合を達成することができる。
本発明は、圧電気性基板に搭載されたインター
デイジタル構造の電極をもつ電気機械変換器に制
限されない。
事実、前記の相互作用は、基板7が圧電気性で
あることも、それが電気光学物質からなることを
も意味していない。
第11図には、たて波または横波を発射する、
電気機械変換器55によつて弾性波が放射される
方向性結合器が示されている。カプリングプリズ
ム54は、電気機械変換器55によつて放射され
る波の速度を、表面8によつて伝達される弾性波
の速度に整合させる。
前述された記載において、唯一の必要条件は、
表面弾性波面の傾きθがつぎの関係式を確実に満
たすことである。
θ=Va/Vg 動作の説明を容易にするため、今まで仮定され
たことは、最大エネルギー移行を達成するため
に、方向性結器に沿う同一位置にある2つの光子
が同一のゼロ屈折率変化を受けなければならない
ことである。しかし、この条件は必要条件ではな
い。
一般的な研究によると、条件λa=2a/(2k−1)が kの正の正数値に対して正確に満足されなくて
も、チヤネル4でパルスが得られる。これらパル
スの時間間隔は均等ではなく、かつ、パルス幅は
広くなる。
パルスの幅は、つぎの関係式によつて与えられ
る。
τ=0.8λ0/4πLp・(T/Δn) 1/sinπa/λa とくに、フアクタ1/sinπa/λaは、kの正の整数 に等しいとき1に等しい。他方、このフアクタ
は、もしkが奇数の1/2に等しいとき、無限大に
なる。
この後者の式は、つぎのことを示す。すなわち
パルス幅τは、表面弾性波の振幅または周波数を
変化させることによつて変更される。周波数が変
化すると、パルスは等時性でなくなる。
【図面の簡単な説明】
第1図,第2図はそれぞれ説明図である。第3
図は、本発明による光集積回路を示す斜視図であ
る。第4図は説明図である。第5図は、第3図の
装置によつてつくられるエネルギ閉じ込めを説明
する図である。第6図は第3図の装置の第1の変
形例を示す。第7図は第3図の装置の第2の変形
例を示す。第8図は第3図の装置の第3の変形例
を示す。第9図は、本発明による構造を使用した
光パルス列伝送システムのブロツク図を示す。第
10図は第3図の装置の第4の変形例を示す。第
11図は第3図の装置の第5図の変形例を示す。 1,2,3,4…チヤネル、5,6…電極、7
…基板、8…表面、9…発電機、10,11…導
波路、Lp…結合長、θ…傾角。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 所定の結合長にわたつてエネルギーの交換を
    生ずる2つの光導波路が表面に配列されている基
    板を備え、前記エネルギーの交換は、前記基板の
    表面に沿つて屈折率変動を誘起させる表面弾性波
    の進行波を発射する電気機械変換器を有する速度
    整合手段によつて制御され、方向性結合が行われ
    る光集積回路において、 前記速度整合手段は、前記屈折率変動を導波光
    子に随伴して同期的に伝播させ、Va,Vgをそれ
    ぞれ表面弾性波の速度および前記導波光子のグル
    ープ速度とするとき、前記屈折率変動の波面が前
    記光導波路となす角度がsin-1(Va/Vg)にほぼ
    等しくなるように該屈折率変動を該光導波路に到
    達させることを特徴とする光集積回路。 2 前記表面弾性波の半波長は、前記光導波路の
    間の間隔を奇数で割つた値であることを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項に記載の光集積回路。 3 前記変換器がくし形のインターデイジツト構
    造の2つの電極から形成されている電気機械変換
    器であり、前記基板は、前記電極をその上に搭載
    している圧電気材料を含んでいることを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項に記載の光集積回路。 4 前記基板はリチウムニオブ酸塩によつて形成
    され、前記光導波路はチタンの拡散によつて得ら
    れることを特徴とする特許請求の範囲第3項に記
    載の光集積回路。 5 前記基板は、いくつかの方向性結合器を備え
    ていることを特徴とする特許請求の範囲第1項に
    記載の光集積回路。 6 前記基板は、いくつかの電気機械変換器を備
    えていることを特徴とする特許請求の範囲第1項
    に記載の光集積回路。 7 前記弾性表面波は正弦波であることを特徴と
    する特許請求の範囲第1項に記載の光集積回路。 8 前記変換器が交番信号ならびにその奇数次の
    高周波によつて駆動されることを特徴とする特許
    請求の範囲第1項に記載の光集積回路。 9 波面を偏向させる手段が前記変換器と前記光
    導波路との間に挿入されることを特徴とする特許
    請求の範囲第1項に記載の光集積回路。 10 結合長の電気的調整のための手段を具備す
    ることを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載
    の光集積回路。 11 前記変換器が、位相調整回路を経て入力さ
    れる電気機械変換器要素の直線配列を具備してい
    ることを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載
    の光集積回路。 12 前記結合長は、全エネルギー移行が達成さ
    れる長さであることを特徴とする特許請求の範囲
    第1項に記載の光集積回路。 13 前記表面弾性波の前記波長λa/2が、前記
    光導波路間の間隔aを奇数で割つた値とは異なる
    値に選ばれ、結合パルスは1/sin(πa/λa)に比
    例して増加するパルス幅を有することを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項に記載の光集積回路。 14 連続的に光を放射する光源と、方向性結合
    器を有する少くとも2つの光集積回路を有し、前
    記光源は第1の光集積回路の方向性結合器の入力
    チヤンネルに結合され、第1の光集積回路の方向
    性結合器の出力チヤネルにから出力される結合パ
    ルスは第2の光集積回路の方向性結合器の入力チ
    ヤンネルに入力される光パルス列伝送システムに
    おいて、 前記第1の光集積回路は、所定の結合長にわた
    つてエネルギーの交換を生ずる2つの光導波路が
    表面に配列されている基板を備え、前記エネルギ
    ーの変換は、前記基板の表面に沿つて屈折率変動
    を誘起させる表面弾性波の進行波を発射する電気
    機械変換器を有する速度整合手段によつて制御さ
    れ、方向性結合が行われる光集積回路であつて、
    前記速度整合手段は、前記屈折率変動を導波光子
    に随伴して同期的に伝播させ、Va,Vgをそれぞ
    れ表面弾性波の速度および前記導波光子のグルー
    プ速度とするとき前記屈折率変動の波面が前記光
    導波路となす角度がsin-1(Va/Vg)にほぼ等し
    くなるように該屈折率変動を該光導波路に到達さ
    せる ことを特徴とする光パルス列伝送システム。 15 前記光源は単色光を放射することを特徴と
    する特許請求の範囲第14項に記載のシステム。
JP56134378A 1980-08-29 1981-08-28 Integral optical structure with same directive coupling Granted JPS5774728A (en)

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JPS5774728A JPS5774728A (en) 1982-05-11
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FR2490835A1 (fr) 1982-03-26
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DE3161033D1 (en) 1983-11-03
EP0047196B1 (fr) 1983-09-28
JPS5774728A (en) 1982-05-11
FR2490835B1 (ja) 1982-09-03

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