JPH0361174B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 この発明は、一般的には周波数シフタに関する
もので、特定的には、光学周波数シフタに関する
ものである。

より詳しく述べれば、この発明は、光入力の周
波数を、角度回転速度検出に適した周波数にシフ
トするため、電気光学回転半波長板を用いる、光
学回転検出システムに用いるに適した、導波管光
学周波数シフタに関するものである。

周波数シフタは航空機航行に必要な帯域幅を有
する光学回転検出システムを実現するために用い
ることができる。そのようなシステムは、１時間
あたり0.01度ほど低いかつ１秒あたり1000度も高
い回転速度を回転させることのできるものでなけ
ればならない。測定すべき上限および下限の比率
は約10⁹である。

光学フアイバのリング干渉計が、回転検出に特
に有用であることがわかつた。光学フアイバのリ
ング干渉計は典型的に、そこに逆伝搬する光波を
有する光学フアイバ材料のループを含む。ループ
を横切つた後、逆伝搬波は組合わされ、そのため
それらは干渉して出力信号を形成する。出力信号
と強度は２つの波の相対的な位相に依存する。ル
ープの回転は周知のサグナツク効果に従つて２つ
の波の間に相対的な位相差を生じる。位相差の量
は、ループの角速度の関数であり、そのため逆伝
搬する波の干渉によつて生じる光学出力信号はル
ープの回転速度の関数で強度が変化する。

回転検出は光学出力信号を検出しかつその信号
を処理して、回転速度を決定することにより、達
成される。周波数シフタは、２つの波の間のサグ
ナツク位相シフトの値を決定するため、光学出力
信号を処理する装置に含めることができる。

周波数シフタはループに逆伝搬光波を導入する
ために用いられる適当な光源のそれと対比し得る
帯域幅を有しなければならない。約100nｍの波
長帯域においてコヒーレントな光出力を有する超
明度（superluminous）ダイオードが光学回転検
出システムのための適当な光源であることがわか
つている。したがつて、適当な周波数シフタは、
少なくとも50nｍだけ搬送波波長の上または下に
入力光学ビームをシフトすることができなければ
ならない。以前に用いられた周波数シフタは航空
機誘導システムにとりあまりにも狭い帯域幅を有
する。

典型的な光学周波数シフタは移動格子を形成す
る音響波を用いる。周波数をシフトすべき光は音
響波に与えられる。音響波における交互の圧縮化
および希薄化の領域が音響波の波長に等しい格子
間隔を有する回折格子の働きをする。格子は音響
速度で移動しかつドツプラー効果により入来光学
ビームの周波数をシフトする。音響光学周波数シ
フタは単に約２〓＝0.2nｍの帯域幅を有する。音
響光学周波数シフタは典型的には約80％の効率を
有するがその効率は周波数および周波数シフタの
量とともに変化する。光学回転検出システムの周
波数シフタは必要な周波数シフトの量の変化に対
し不変である。

発明の要約 この発明は、光学回転検出システムにおける従
来の周波数シフタの欠点を克服する周波数シフタ
を提供する。この発明の周波数シフタは、約１ナ
ノセカンドのスイツチング時間を有し、０ないし
約1.3GHzにわたる値だけ入力光学信号の周波数
をシフトする手段を提供する。効率は1GHz帯域
幅にわたり約1dBだけ変化する。したがつて、周
波数のシフトは光学回転検出システムにおける興
味ある全範囲をカバーする。

この発明は、たとえばニオブ酸リチウムのよう
な、電気光学活性材料のサブストレートに形成さ
れる光学導波管と複数個の電極とを含む。電極は
光学導波管の長さ方向に対し２個の直交する電界
を印加するように配置される。これら電界の位相
は、２個の直交する電界の合成が回転電界ベクト
ルとなるように、制御される。電気光学活性ニオ
ブ酸リチウムに対する電界の印加により、その屈
折率が変化する。電極長さ、間隔およびそこに印
加される電圧を適切に選択することにより、光学
導波管は、電極に印加される電圧の周波数の半分
で回転する半波長遅延板として挙動する。

この発明はさらに、半波長板に入力される光学
信号が円偏光されることを確実にするため、半波
長板の各端部に４分の１波長板を含む。半波長板
に入力される円偏光板は、ｆの値だけ搬送周波数
から周波数がシフトされ、ここにｆは電極に印加
される電圧の周波数である。周波数のシフトは、
円偏光入力波の向きおよび半波長板の回転方向に
依存し、搬送波周波数より大きいかまたは小さい
周波数を有する側波帯を生じる。

好ましい実施例では、第１の電極が接地電極と
協働し、光学導波管を介してかつサブストレート
の表面に平行に電界を形成する。第２の電極が接
地電極と協働し、光学導波管を介してかつサブス
トレートの表面と直角に電界を形成する。電極に
印加される電圧の大きさは、２個の電界が等しい
大きさとなることを確実にするように調節され
る。電界の大きさは、選択された波長の入力光学
信号に半波長の遅れを生じるように選ぶのが好ま
しい。

この発明の周波数シフタはまた光学通信システ
ムにおけるセンサおよび局部発振器としての応用
を有する。

好ましい実施例の説明 周波数シフタ装置 第１図を参照して、この発明による周波数シフ
タ１０は、ニオブ酸リチウムのような、電気光学
活性材料から構成するのが好ましい、サブストレ
ートを含む。図解を簡単にするため、サブストレ
ート１２が通常の矩形表面を有するように示され
る。光学導波管１４は、後で述べるようにサブス
トレート１２の一部にドープすることにより形成
してもよく、この光学導波管１４はサブストレー
トの長さにわたり延在する。便宜上、光学導波管
１４が、サブストレート１２の１対の両側から平
行な線に沿いかつ両側から等間隔になるように示
される。第１図、第７Ｅ図および第１１図で示す
光学導波管１４は、湾曲側部１１および、サブス
トレート１２の面に横わたる平坦側部１３を有す
るほぼ半円状断面を有するのが好ましい。

複数個の電極１６，１８および２０は、サブス
トレート１２の中央部分に付着される。電極１６
は、第１図ないし第３図に示すように、半円状の
光学導波管１４の平坦表面１３にわたり中心合わ
せされるのが好ましい。第１図および第２図に示
すように、電極１８および２０が電極１６と間隔
を隔てかつそれと一般的に同一表面をなす。電極
１６，１８および２０は、ほぼ等しい長さＬの矩
形であるのが好ましく、かつほぼ同一直線をなす
その端部と平行に整列して位置決めされる。電極
１８および２０は、中央電極１６から、距離ｄを
各々隔てるのが好ましい。周波数シフタ１０の典
型的な構造では、長さＬは約1.0cmでありかつ分
離距離ｄは約10μｍである。

第１図に示すように、電極１８は接地電位に接
続するのが好ましい。信号発生器２２は、電力
を、電力分割器２４を介して電極１６ないし２２
に供給する。電力分割器２４は、大きさがほぼ等
しくかつ位相が90°異なるのが好ましい２個の出
力電圧信号を与える当該技術分野で周知の手段を
含む。電力分割器２４は第１の出力端子２６を有
し、それは減衰器３０を介して電極１６の端部２
８に接続される。電力分割器２４の出力３２は電
極２０に直接接続される。

抵抗３６が電極１６の端部３８と接地との間に
接続されかつ抵抗４０が電極２０の端部４２と接
地の間に接続される。抵抗３６および４０は電極
１６，１８および２０の電気負荷を信号発生器２
２のインピーダンスに整合させる働きをする。抵
抗３６および４０は典型的には各々約50Ωであ
る。

１対の電極４４および４６が光学導波管１４の
両側に位置決めされかつ電極１６，１８および２
０からその長さに沿い間隔を隔てる。電極４６は
接地されたものとして示され、かつ電極４６は電
源４８に接続され、電源４８は調節可能な直流電
源であるのが好ましい。１対の電極５０および５
２が電極４４および４６から電極１６，１８およ
び２０の両端において光学導波管１４の両側に位
置決めされる。電極５２は接地され、かつ電極５
０は電源４８に類似の電源５４に接続される。

第２図を参照して、正の電圧を電極２０に印加
することでE_Yで示す電界を生じ、それが電極２
０から光学導波管１４を経て電極１８に延在する
ように、電極２０および１８が配置される。導体
−誘電体界面、たとえば電極１６，１８および２
０の間の界面では、電界が導体に対して垂直であ
ることは、電磁界理論からよく知られた境界条件
である。したがつて、電極１８および２０近くの
電界はそれに垂直にである。電極１８および２０
が同一平面であるので、光学導波管１４の領域で
の電界E_Yは本質的にサブストレート１２の表面
に平行である。

第３図を参照して、電極１６および１８の間の
E_Xで示す電界もまたサブストレート１２と電極
１６および１８との界面に対し垂直である。電極
１６は平坦表面光学導波管１４の上に直接あるの
で、電界E_Xは本質的にそれと垂直である。した
がつて、電極１６，１８および２０は光学導波管
１４における２個の相互に垂直な電界を形成する
手段を提供する。電極１６および１８の間の間隔
は、電極１８および２０の間のそれよりも小さ
い。周波数シフタ１０を形成するために、電界
E_XおよびE_Yが等しい大きさを有することが望ま
しい。減衰器３０が、電界成分を等しくするよう
に、電極１６に印加される電圧を調節するために
用いられる。

周波数シフタ１０の上記の構造の結果、90°位
相がずれた等しい大きさの直交の電界成分が光学
導波管１４に印加される。そのような電界成分は
信号発生器２２により電極１６，１８および２０
に印加される信号の周波数に等しい各周波数で回
転する電界ベクトルであるところの、合成を有す
る。ドープされたニオブ酸リチウムの光学導波管
は電気光学的に活性であるので、回転電界が、光
学導波管１４の屈折率に回転変化を生じる。電界
の大きさ、電極長さおよび電極間隔を適切に選択
することにより、屈折率の変化で、電極１６によ
り覆われた光学導波管１４の部分が、回転半波長
板として動作することになる。

電源４８および５２は、電源の対４４，４６お
よび５０，５２がそれぞれ４分の１波長板として
動作するように、調節される。

動作の理論と方法 単一軸方向結晶ニオブ酸リチウムの楕円屈折率
は次式で与えられる： （１／n² _p）x²＋（１／n² _p）y²＋（１／n² _e）z²＝１(1) ここにｎは通常屈折率でありn_Eは異常屈折率で
ある。もしレーザ光がＺ軸に沿い伝搬するなら
ば、光学導波管１４内を伝搬する２個の直交偏光
状態に対しただ１個の許容される屈折率が依存
し、このことは外部的に印加される電界が存在し
ない場合光学導波管１４に複屈折が存在しないこ
とを意味する。楕円屈折率は、外部電界が結晶に
印加されるとき、変形されかつ回転する。したが
つて、外部電界を結晶に印加することで、結晶の
屈折率およびレーザ光伝搬の偏光の双方が変化す
る。

ニオブ酸リチウムの電気光学センサから計算さ
れる新しい楕円屈折率は次式のとおり表わされ
る： (1/n² _p−γ₂₂E_y）x²＋（１／n² _p＋γ₂₂E_y） y²＋（１／n² _e）z²＋2γ₄₂E_yyz＋2γ₄₂ E_xxz−2γ₂₂E_xxy＝１ (2) ここにy_IJは線形電気光学係数でありかつE_xお
よびE_yはそれぞれｘおよびｙ方向における印加
電界である。伝搬方向をｚ軸と仮定すれば、ｚ＝
０であり、かつ第(2)式は次のとおりとなる： (1/n² _p−γ₂₂E_y）x²＋(1/n² _p＋γ₂₂E_y） y²−2γ₂₂E_xxy＝１ (3) 座標系が次に主軸線系に変換されて、第(3)式の
最後項に消去し、楕円の表現を得て、その場合異
なる変数ｘおよびｙについての積を含む項は存在
しない。所望の座標変換は、角度θを介するｘ−
ｙ面での座標の回転であり、次式を得る： (1/n² _p−γ₂₂E_ycos2θ−γ₂₂E_xsin2θ） x′²＋（１／n² _p＋γ₂₂E_ycos2θ＋γ₂₂ E_xsin2θ）y′＝１ (4) 回転角度は次式で与えられる： θ＝＋1/2tan^-1（E_x／E_y） (5) したがつて、光学導波管１４の屈折率は次式で
与えられる： n_x′＝n_p−1/2n_p（γ₂₂E_ycos2θ ＋γ₂₂E_xsin2θ） (6) n_y′＝n_p−1/2n³ _p（γ₂₂E_ycos2θ ＋γ₂₂E_xsin2θ） (7) 新たな主軸線座標系における屈折率に対する第
６式および第７式の異なる表現は、電界を電気光
学活性材料に印加すればそこに複屈折が生じるこ
とを示す。複屈折光学導波管１４を伝搬する光波
は次式の位相遅延を受ける： Ｔ＝(2π/λ)（n_x′−n_y′）・Ｌ (8) Ｔ＝2πn³ _pγ₂₂(L/λ)（E_ycos2θ ＋E_xsin2θ (9) ここにＬは電極１６，１８および２０の相互作
用長さでありかつλは光学信号真空波長である。

半波長電圧V_oはラジアンの位相遅延を達成
するのに必要な電圧として規定される。したがつ
て、＝およびE_x＝E_y＝V_o／ｄと設定すれば、
半波長電圧は次のとおりとなる： V〓＝λd（2n³γ₂₂L）^-1 （10） もし電界成分が光学導波管１４において合成の
回転電界ベクトルを生じるに必要な同じ振幅Ｅで
しかし角度が90°異なる正弦波の波形であれば、
電界成分は次式のように表わすことができる。

E_x＝Esinωt （11） E_y＝Ecosωt （12） 回転角度に対する第(5)式に第（11）式および第
（12）式を用いると、次式が得られる： θ＝1/2tan^-1（sinωt／kcosωt） （13） θ＝1/2tan^-1tanωt （14） θ＝1/2ωt （15） したがつて、光学導波管で伝搬することが許容
される状態に対する主軸線系の回転角は、信号発
生器２２から電極１６，１８および２０に印加さ
れる信号の周波数により決定される。時間につき
第15式を微分すれば、回転波長板の角速度が次式
のとおりになることが示される： θ＝1/2ω （16） もし半波長電圧に相当する電圧を有する回転電
界が光学導波管１４に印加されれば、周波数ｆを
有する入力光学信号に応答する周波数シフタ１０
の出力は、入力、または搬送波、信号から、±fm
だけ周波数シフトされる光学信号であり、ここに
fmは信号発生器２２からの印加電圧の周波数で
ある。側波帯の周波数は入力波形の円偏光の方向
に対する波長板の回転方向に依存する。もし電圧
が半波長電圧に等しいならば、搬送波も側波帯へ
の完全な変換が存在する。第６図は、電圧が０か
ら半波長遅延に必要な電圧に変化する際の、搬送
波および側波帯の相対的な光学出力を示す。

第４図は左から見たときの波長板の回転方向が
時計方向または右手の場合の、周波数シフタ１０
の簡単なブロツク図である。周波数f₀を有する左
からの左円偏光入力信号は、周波数f₀＋ｆを有す
る右円偏光側波帯を生じる。右からの右円偏光信
号入力は周波数f₀＋fmを有しかつ左円偏光を有
する側波帯にシフトされる。第５図は左から左円
偏光を有する側波帯にシフトされかつ周波数f₀−
fmの右円偏光入力を示す。右からの左円偏光入
力は右円偏光を有しかつ周波数f₀−fmを有する
側波帯にシフトされる。もし逆伝搬のビームが、
たとえば光学ジヤイロスコープの場合のように、
周波数シフタ１０に入力されるならば、２個のビ
ームに対する波長板の回転向きは相互について鏡
像であり、そのため一方の波は周波数が上にシフ
トされ、他方が下にシフトされる。

周波数シフタ１０の帯域幅は次式によつて与え
られる： f_3db＝１／（πRC） （17） ここにＣは電極１６，１８および２０に相関の
静電容量でありかつＲは電極１６および１８の
各々と接地電位との間の抵抗である。一般的に、
静電容量はほぼ1pfであり、そのため終端抵抗は
1.3GHzの帯域幅の結果となる。周波数シフタ１
０の駆動電力は次式によつて与えられる： Ｐ＝V²／（2R） （18） もし搬送波から側波帯へ100％の変換を望むな
ら、駆動電力は次式で与えられ： Ｐ＝V²〓／（2R） （19） それは電極１６，１８および２０に印加しなけ
ればならず、ここにV_oは上に述べたとおり第10
式で与えられる。波長λは6328Åである。電極１
６および１８の間の距離ｄは約10μｍである。ニ
オブ酸リチウムは2.29の屈折率を有しかつその線
形電気光学係数γ₂₂は3.4×10ｍ／Ｖである。電極
１６，１８および２０は各々長さが約1.0cmであ
る。上記のパラメータは約7.7ボルトの半波長電
圧を与え、その結果電極ごとに約593ｍｗの駆動
電力を生じ、これら電極は信号源２２に接続され
る。したがつて、約１ワツトの全電力が周波数シ
フタ１０の動作に必要である。上記パラメータは
例示するものにすぎずかつ周波数シフタ１０の動
作に対して臨界的なものではない。電力要求は、
電極１６，１８および２０の間の距離を減じるこ
とによりかつその長さを増加することにより減じ
ることができる。

半波長板に入力される光学波は円偏向されるの
が好ましい。線形偏光を有する信号を、４分の１
波長板５６または５８の１つを介して通過させる
ことで、半波長板に対する入力が所望の円偏光を
有することが確実となる。もし、たとえば、４分
の１波長板５６に対する入力が、その偏光が正の
Ｘ−軸から45°であるように、線形偏光されると、
４分の１波長板５６がＸ軸およびＹ軸の双方に沿
つて等しい偏光の波形で90°位相差を導入する。

構成方法 第７図および第９図ないし第１１図は、第１図
の周波数シフタ１０を構成するのに用いることの
できる処理ステツプを示す。

第７Ａ図ないし第７Ｅ図はサブストレートに光
学導波管１４を形成するのを図解する。最初に、
サブストレート１２がフオトレジスト層７０で被
覆される。フオトマスクと呼ばれるガラス板７１
がフオトレジスト層７０の上に置かれる。板７１
は、標準的な光学再生技術を用いて準備され所望
のパターンを作り、そこにおいて部分７２および
７４は不透明でかつ間隔を隔てられて長手の矩形
部分７６を残す。第７Ａ図の矢印はガラス板７１
に入射する紫外線（UV）の光およびフオトレジ
スト層７０の露出部分７６を示す。部分７２およ
び７４はUVの光に対して不透明で、そのため
UVの光はフオトレジスト層７０の露出部分７６
のみに入射する。第７Ｂ図を参照して、適当な現
像液にフオトレジスト部分７６を置くことで、フ
オトレジスト部分７７および７８の対のみがサブ
ストレート１２に付着したままとなり、これらの
部分はそれぞれガラス板７２および７４にすぐ隣
接している。

第７Ｃ図を参照して、チタニウム層８０が、フ
オトレジスト部分７６を除去されたサブストレー
ト１２に形成される。チタニウム層８０は、薄い
金属膜を形成するため、たとえば蒸着のような、
適当な方法により形成できる。他のフオトレジス
ト部分７７および７８もまたチタニウム層８２お
よび８４がそこに形成されるが、層８０は本質的
に平行な側部がフオトレジスト層７７および７８
の端縁によつてシヤープに規定される。

アセトンのような溶剤にサブストレート１２を
置くことで、フオトレジスト部分７７および７８
が除去され、サブストレート１２の上には、第７
Ｄ図に示すように、チタニウムのよく規定された
層８０のみが残される。層８０は第７Ｄ図で示す
ように、端部から見て、ほぼ矩形の断面を有す
る。チタニウム層８０をそこに有するサブストレ
ート１２が、当該技術でよく知られるとおり、高
温のオーブンに入れられ、かつTi⁺⁺イオンの拡
散がサブストレート１２に生じ、第７Ｅ図に示す
通常の半円導波管１４が形成するに十分な時間、
焼成される。

周波数シフタ１０は光学フアイバ材料の１対の
端部８８および９０の間に結合され、一方端部、
たとえば、端部８８から光学信号を受け、信号の
周波数をシフトし、かつ周波数のシフトされた出
力を他方の端部９０に結合する。第８図は光学導
波管１４およびコア９１とクラツデイング９２を
有するフアイバ端部８８を結合する際に含まれる
主たる考察点を図解する。通常、端部８８および
９０の間で周波数シフタ１４をスライスすること
により生じる挿入損失を最小限にすることが望ま
しい。この応用例では、挿入損失は入力搬送信号
における電力に対する側波帯信号により搬送され
る電力の比率として定義される。光学導波管１４
およびコア９０は挿入損失を最小にするようにそ
の間での重なりの面積を最大にするような寸法に
選ばれる。フアイバの小さい部分９４は、光導波
管１４の半円断面の線形端部を越えて延在し、か
つ光学導波管１４の部分９８はコア９１の円状周
囲を越えて延在する。コア９１の与えられた直径
に対し、光学導波管１４を形成するために用いら
れるプロセスを注意深く制御すれば、挿入損失が
5dBまたはそれ以下に制限される。挿入損失は比
較的低い値に維持することができる、なぜならば
フアイバ８８および光学導波管における光学出力
の分布が第９図に示すような類似の形状のガウス
分布であるからである。

クラツデイング９２の直径はコア９１のそれよ
りもずつと大きく、そのためにコア９０を光学導
波管１４に整合させるためにフアイバ８８を取扱
うのが容易となる。第１０図を参照して、フアイ
バ８８は便宜上サブストレート１０２のＶ字状溝
１００に設けられ、サブストレート１０２は複数
個の整列突条１０４を含んでもよい。第１１図に
示すように、サブストレート１２および１０２は
コア９１および光学導波管１４を突き合わせ結合
のため所望の整列状態にするために位置決めする
ことができる。エポキシ樹脂のような適当な接着
剤を用いて、フアイバ８８と光学導波管１４の間
の突き合わせ結合を維持してもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図はサブストレートの上に形成される電極
を含むこの発明の周波数シフタの等角図でありか
つ電極に電圧を印加するのに用いられる電気回路
の略図を含む。第２図はサブストレートに平行な
電界を示す第１図の電極の断面図である。第３図
はサブストレートに直角な電界を示す第１図の線
２−２に沿い破断された一部断面図である。第４
図は回転半波長板の略図である。第５図は回転半
波長板の第２の略図である。第６図は電極に印加
される電圧の関数で第１図の周波数シフタの搬送
波および側波帯の百分率を示すグラフである。第
７Ａ図ないし第７Ｅ図は、第１図の周波数シフタ
を製作するのに用いることができるステツプを示
す。第８図は第１図のサブストレートに形成され
る光学導波管と、光学フアイバのコアの重なりを
示す。第９図は第１図および第８図の光学フアイ
バおよび光学導波管における出力の分布を図表的
に示す。第１０図は第１図および第８図の光学導
波管に対し突き合わせ結合するため光学フアイバ
導波管を位置決めするための装置および方法を示
す。第１１図は第１０図の光学フアイバ導波管を
第１図の光学導波管に突き合わせ結合することを
図解する正面図である。 図において、１２はサブストレート、１４は光
学導波管、１６，１８，２０は電極、２２は信号
発生器、２４は出力分割器、３０は減衰器、３６
および４０は抵抗、４８は電源、５０および５２
は電極である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 搬送波周波数を有する光学搬送波信号を受け
   かつ搬送波周波数から周波数がシフトした側波帯
   出力を与える周波数シフタであつて、 電気光学活性材料で形成されたサブストレート
   内に光学信号を導く光学導波管と、 サブストレートの表面に取付けられ、かつ光学
   導波管の長さを覆う第１の電極と、 導波管の第１の側面上の第１の電極に近接して
   サブストレートの表面に取付けられる第２の電極
   と、 導波管の第２の側面上の第１の電極に近接して
   サブストレートの表面に取付けられる第３の電極
   と、 光学導波管の回転波長板領域を介して第１の電
   界を形成するべく第１の電極と第２の電極との間
   で第１の電圧を印加する手段と、 第１の電極と第３の電極との間で第２の電圧を
   印加し、第１の電界と同じ大きさを有する、第１
   の電界に直角をなす回転波長板領域を通る第２の
   電界を形成する装置とを備え、前記第１の電圧お
   よび第２の電圧は、合成電界が光学導波管に相対
   的に回転するように90°の位相差を有し、 光学導波管内に形成される４分の１の波長遅延
   板を形成して、そこへの光学信号の偏光を調整し
   回転波長板領域の入力のために円偏光光学信号を
   与える装置と、 信号発生器と、 信号発生器の出力を受取るべく接続され、第１
   の出力電圧を第１の電極へ与えかつ第２の出力電
   圧を第２の電極へ与え、第１および第２の出力電
   圧が90°の位相差である電力分割器と、 第１および第２の電界が等しい大きさを有する
   ように第１および第２の電圧に相対的大きさを調
   整する装置とをさらに備えた、周波数シフタ。 ２ 搬送波周波数から側波帯周波数へ光学搬送波
   信号の周波数をシフトさせる方法であつて、 電気光学活性材料内に光学信号を導くために電
   気光学活性材料内に光学導波管を形成するステツ
   プと、 光学導波管の長さにわたつてサブストレートの
   表面上に第１の電極を形成するステツプと、 導波管の第１の側面上の第１の電極から離れて
   間隔決めされた表面上に第２の電極を形成するス
   テツプと、 導波管の第２の側面上の第１の電極から離れた
   間隔決めされた表面上に第３の電極を形成するス
   テツプと、 光学導波管を通る第１の電界を形成するべく第
   １の電極へ第１の電圧を印加するステツプと、 第１の電界と同じ大きさを有し、第１の電界に
   直角をなす光学導波管を通る第２の電界を形成す
   るべく第１の電極と第３の電極との間へ第２の電
   圧を印加するステツプとを備え、合成電界が光学
   導波管に相対的に回転するように前記第１および
   第２の電圧が90°の位相差を有するステツプと、 光学導波管内に形成される４分の１遅延板を形
   成しそこへの光学信号の偏光を調整し回転波長板
   領域への入力のための円偏光学信号を与えるステ
   ツプと、 信号発生器の出力を受取り第１の出力電圧を第
   １の電極へ与えかつ第２の出力電圧を第２の電極
   へ与え、出力電圧が90°の位相差を有する電力分
   割器を接続するステツプと 第１および第２の電界の大きさを等しくするた
   めに第１および第２の電圧の相対的な大きさを調
   節するステツプとをさらに備えた方法。