JPH04243217A - 光変調器 - Google Patents
光変調器Info
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- G02F2203/25—Frequency chirping of an optical modulator; Arrangements or methods for the pre-set or tuning thereof
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
くは、電気光学効果を有する基板を用いて高速・高安定
に光変調を行い、かつ,実装上使い易く、素子の小型化
を実現するための,とくに、マッハツェンダ型の光変調
器の光導波路と変調用駆動電極の構成の改良に関する。
て、たとえば、1.6GHz 程度までの光通信システ
ムにおいては、レーザダイオード(LD)を直接変調す
る方式を用いてきたが、変調周波数がより高くなると、
変調光波長の時間的微小変動, いわゆる、チャーピン
グ現象と光ファイバの分散特性のために高速化と長距離
通信への限界が生じる。
ザ光を外部で変調する外部変調方式がよく知られている
。とくに、電気光学効果を有する基板上に分岐光導波路
を設け、変調用駆動電極,たとえば、進行波信号電極を
用いて駆動するマッハツェンダ型外部変調器が有望視さ
れている。
1)で、平面に加工した電気光学効果を有する基板1,
たとえば、LiNbO3基板上に、たとえば,公知の
Tiを拡散して光導波路2,分岐光導波路2a,2b
および合流器, たとえば、3dBカップラを形成する
。そして、分岐光導波路2a,2b の上に図示したご
とく進行波型の変調用駆動電極3を形成した構成のもの
である。
電気信号の伝達をよくするため、図に示したように、信
号側の電極31よりも大きくしてあり, したがって、
駆動信号回路6から分岐光導波路2a,2b に印加さ
れる電界分布は等しくなく、そのために、それぞれにお
ける光に作用する実効的な電界の大きさ E31および
E32は非対称で、通常 E31は E32の3〜6
倍程度になる。変調効率は( E31+ E32)に比
例するので、上記の如く、 E32が E31に比較し
て非常に小さいために変調効率が上がらず、プッシュプ
ル動作による駆動が困難であり,結局、変調用の駆動電
圧を大きくしなければならないことになる。
32にかゝる電界の非対称性のために、分岐光導波路2
a,2b に温度差が生じ、それに基づく歪みによって
光変調特性の動作点がシフトしてしまうという欠点があ
る。
2)で、この例は変調用駆動電極3a,3bを分岐光導
波路2a,2b 上にバランスよく配置した, いわゆ
る、並列2信号電極型の場合である。
1b が分岐光導波路2a,2b 中を伝送される光に
位相差を生じさせるように配設されており、分岐光導波
路2a,2b にかゝる電界 E31aと E31b
は等しくプッシュプル動作ができるので、前記例( そ
の1)の非対称電極型の場合に比較して駆動電圧を60
% 程度に下げることができる。また、電極の対称配置
により分岐光導波路2a,2b には温度差が生じない
ので、前記非対称電極型の場合のように光変調特性の動
作点シフトも生じない。
の光変調器においては、2つの信号用の電極31a,3
1b が近接・対向して配置されているので、電気的誘
導や基板1表面近傍での弾性波を介しての相互干渉が大
きく、変調信号のS/Nが劣化するという問題が生じ易
い。
3)で、すでに本発明者らによって提案されているもの
である(特願平1−324610参照)。同図(イ)は
光変調器の概略構成図、同図(ロ)は変調信号波形、同
図(ハ)は変調特性である。
,3b は縦続的に配置されているので両者の距離は離
れている。したがって、電気的誘導や基板1表面近傍で
の弾性波を介しての相互干渉が小さくなり、高速光変調
器の変調信号のS/Nが大巾に向上する。
回路6から信号Sを変調用駆動電極3aに、また,その
相補信号S’を変調用駆動電極 3bに印加する。かつ
、導波光が両信号用の電極の先頭部間の距離d を伝播
するのに要する時間τ=dn/c (nは導波路の等価
屈折率,cは真空中の光速) だけ相補信号S’を信号
Sよりも遅延させて印加する。このような構成によって
分岐光導波路2a,2b 中を伝播する光に位相変調を
かけたあと3dBカップラで合流させると、よく知られ
たように同図( ハ) に示したような光強度変調特性
が低電圧駆動によって得られるという利点がある。
の2つの変調用駆動電極3a,3b を縦続的に配置す
る構成の光変調器は、電気的誘導や基板表面近傍での弾
性波を介しての相互干渉が小さくなって高速光変調器の
変調信号のS/Nが大巾に向上し、しかも,低電圧駆動
が可能になるという大きな長所がある。
3a,3b のそれぞれの給電端7a,7b が基板1
の反対側に設けられており、実装上厄介で治具や作業性
の面で不都合があり,しかも、広い接地用の電極部を両
側に形成するために、基板1の巾がそれだけ大きくなっ
て光変調器の小型化を阻害するなどの問題がありその解
決が求められている。
効果を有する基板1上に形成された光を分岐したあと再
び合流させる分岐光導波路2a,2bと、前記分岐光導
波路2a,2bを伝播する光の位相を変調する縦続的に
配置され,かつ、同一側に給電端7を有するように形成
された複数の変調用駆動電極3と、前記複数の変調用駆
動電極3の間に設けられ前記分岐光導波路2a,2bを
伝播する光を交差させる交差路型光回路4とを少なくと
も備えた光変調器によって解決することができる。具体
的には、前記交差路型光回路4が完全結合長を有する方
向性結合器であるか、異巾交差光導波路である光変調器
によって効果的に解決することができる。
は交差型光回路で分岐光導波路2a,2b の途中に挿
入されると、たとえば, 図の左側の光入力I1(2a
),I2(2b) が右側の光出力としては入れ代わっ
て, すなわち、交差してI2(2a),I1(2b)
として出力される機能を有している。30a,30b
は信号線、 RT は終端抵抗、 Ii , Io
は光変調器への入射光強度および出射光強度をそれぞれ
示す。なお、前記の諸図面で説明したものと同等の部分
については同一符号を付し、かつ、同等部分についての
説明は省略する。
の変調用駆動電極3a,3b の間で伝播光を入れ換え
ているので、それぞれの給電端7a,7b を共に基板
1の同一側に設けることができる。したがって、光変調
器チップの実装において扱いが容易で作業性も向上し、
さらに,素子の巾も狭くすることが可能となるのである
。
中、4aは完全結合長を有する方向性結合器で、すでに
公知の通り設計を最適に行うことによって交差路型光回
路4としての機能を持たせることができる。
の部分については同一符号を付し、かつ、同等部分につ
いての説明は省略する。基板1 としては、たとえば,
大きさ60mm×2 mm,厚さ1mmのLiNbO3
のZ板の表面を鏡面研磨して使用した。この基板の上に
Tiを約90nmの厚さに真空蒸着し、分岐光導波路2
aおよび2b,完全結合長を有する方向性結合器4a,
3dBカップラ5からなる光導波路2に相当する部分に
Tiが残るように通常のホトエッチング法で処理したの
ち、約10500CでTiをLiNbO3中に熱拡散し
て全光導波路2を形成する。
波路の幅は全て7μmになるように調整した。次いで、
光の金属電極への吸収による伝播損失を抑えるためのバ
ッファ層としてSiO2を300 〜1000nmの厚
さにスパッタ法で形成した。
たごとく完全結合長を有する方向性結合器4aを挟んで
従属的に2つの進行波信号電極を構成するように配置す
るため、TiーAu合金膜を蒸着したのち、分岐光導波
路2aおよび2bの上にそれぞれ給電端7a,7b の
向きを揃えて同一形状に配置されるように、幅10μm
の電極形状にパターンエッチングし、さらに、その上に
厚さ3μmのAuをめっきにより被着して形成すれば、
本発明になる光変調器チップが作製される。
収容して、駆動信号回路6の信号Sを送信する信号線3
0a を変調用駆動電極3aの給電端7aに、一方,
相補信号S’を送信する信号線30b を変調用駆動電
極3bの給電端7bに結線する。この時、両者の信号遅
延時間が導波光が両信号用の電極の先頭部間の距離d
を伝播するのに要する時間τ=dn/c (nは導波路
の透過屈折率,cは真空中の光速) だけ相補信号S’
を信号Sよりも遅延させるように, たとえば、信号線
30b の長さを信号線30b のそれよりも長くして
結線すれば本発明になる光変調器が構成される。
器の実装は極めて容易になり作業性も向上し、さらに,
小型化が可能になった。図3は本発明の他の実施例を示
す図である。
る光導波路の伝播定数を変えることによって、2つの導
波光I1,I2 が結合することなく交差して交差路型
光回路4の機能を持つようにしている。
μmにし、I2側の光導波路の巾を8μmにして所期の
目的を達成しており、この光変調器チップを用いて光変
調器を構成したところ上記一実施例の場合と同様に実装
が容易で生産性が向上し、かつ,小型化が可能になった
。
定数に差を持たせたが、巾は等しくして光導波路の等価
屈折率nに差を付けて伝播定数を変えるようにしてもよ
い。なお、以上の実施例は例を示したもので本発明の趣
旨に反しない限り、使用する素材や細部の構成,プロセ
スなど適宜他のものを選択使用してよいことは勿論であ
る。
差路型光回路4によって2つの変調用駆動電極3a,3
b の間で伝播光を入れ換えているので、それぞれの給
電端7a,7b を共に基板1の同一側に設けることが
できる。したがって、光変調器チップの実装において扱
いが容易で作業性も向上し、さらに,素子の巾も狭くす
ることが可能となり、光変調器の性能,実装性の向上と
小型化に寄与するところが極めて大きい。
。
。
。
3b)は変調用駆動電極、 4は交差路型光回路、 5は3dBカップラ、 6は駆動信号回路、 7(7a,7b)は給電端、 30(30a,30b)は信号線、
Claims (3)
- 【請求項1】 電気光学効果を有する基板(1) 上
に形成された光を分岐したあと再び合流させる分岐光導
波路(2a,2b) と、前記分岐光導波路(2a,2
b) を伝播する光の位相を変調する縦続的に配置され
,かつ、同一側に給電端(7) を有するように形成さ
れた複数の変調用駆動電極(3) と、前記複数の変調
用駆動電極(3) の間に設けられ前記分岐光導波路(
2a,2b) を伝播する光を交差させる交差路型光回
路(4) とを少なくとも備えることを特徴とした光変
調器。 - 【請求項2】 前記交差路型光回路(4)が完全結合
長を有する方向性結合器であることを特徴とした請求項
1記載の光変調器。 - 【請求項3】 前記交差路型光回路(4)が異巾交差
光導波路であることを特徴とした請求項1記載の光変調
器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP472291A JP2564999B2 (ja) | 1991-01-18 | 1991-01-18 | 光変調器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP472291A JP2564999B2 (ja) | 1991-01-18 | 1991-01-18 | 光変調器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04243217A true JPH04243217A (ja) | 1992-08-31 |
| JP2564999B2 JP2564999B2 (ja) | 1996-12-18 |
Family
ID=11591785
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP472291A Expired - Lifetime JP2564999B2 (ja) | 1991-01-18 | 1991-01-18 | 光変調器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2564999B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008102451A (ja) * | 2006-10-20 | 2008-05-01 | Fujitsu Ltd | 光変調器および送信装置 |
| JP2008242243A (ja) * | 2007-03-28 | 2008-10-09 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | 光導波路素子、及び光導波路素子の光クロストーク抑止方法 |
| JP2014178480A (ja) * | 2013-03-14 | 2014-09-25 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光変調器および光変調方法 |
| WO2022091980A1 (ja) * | 2020-10-30 | 2022-05-05 | 住友大阪セメント株式会社 | 光導波路素子、光導波路デバイス、および光送信装置 |
| EP4625027A4 (en) * | 2023-02-10 | 2026-03-18 | Huawei Tech Co Ltd | ELECTRO-OPTIC MODULATOR AND TRANSMITTER |
-
1991
- 1991-01-18 JP JP472291A patent/JP2564999B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2008102451A (ja) * | 2006-10-20 | 2008-05-01 | Fujitsu Ltd | 光変調器および送信装置 |
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| JP2014178480A (ja) * | 2013-03-14 | 2014-09-25 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光変調器および光変調方法 |
| WO2022091980A1 (ja) * | 2020-10-30 | 2022-05-05 | 住友大阪セメント株式会社 | 光導波路素子、光導波路デバイス、および光送信装置 |
| JP2022073196A (ja) * | 2020-10-30 | 2022-05-17 | 住友大阪セメント株式会社 | 光導波路素子、光導波路デバイス、および光送信装置 |
| CN116075771A (zh) * | 2020-10-30 | 2023-05-05 | 住友大阪水泥股份有限公司 | 光波导元件、光波导器件及光发送装置 |
| US12504656B2 (en) | 2020-10-30 | 2025-12-23 | Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. | Optical waveguide element, optical waveguide device, and optical transmission apparatus |
| EP4625027A4 (en) * | 2023-02-10 | 2026-03-18 | Huawei Tech Co Ltd | ELECTRO-OPTIC MODULATOR AND TRANSMITTER |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2564999B2 (ja) | 1996-12-18 |
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