JPH0561002A - 導波形光アイソレータ及び光サーキユレータ - Google Patents
導波形光アイソレータ及び光サーキユレータInfo
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- JPH0561002A JPH0561002A JP3219892A JP21989291A JPH0561002A JP H0561002 A JPH0561002 A JP H0561002A JP 3219892 A JP3219892 A JP 3219892A JP 21989291 A JP21989291 A JP 21989291A JP H0561002 A JPH0561002 A JP H0561002A
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- waveguide
- optical
- polarization
- waveguide type
- electro
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 適用波長範囲が広く、小形で安定な動作を行
なう導波形光アイソレータ及び光サーキュレータを提供
する。 【構成】 基板１上に導波路２を形成し、電気光学効果
によるＴＥ・ＴＭモード変換を生じさせるための電極３
と両モード間の位相差調整を行なうための電極５を形成
する。偏光子として金属膜６と７を形成する。この基板
を中空円筒形の永久磁石１１内に配置し、前記電極３と
５に電圧を印加することにより磁気光学効果と電気光学
効果のＴＥ・ＴＭモード変換の合成によって入射光８の
偏波は保存されて全て出射し、戻り光９の偏波は90゜回
転され偏光子により遮断される動作となる光アイソレー
タが構成できる。
なう導波形光アイソレータ及び光サーキュレータを提供
する。 【構成】 基板１上に導波路２を形成し、電気光学効果
によるＴＥ・ＴＭモード変換を生じさせるための電極３
と両モード間の位相差調整を行なうための電極５を形成
する。偏光子として金属膜６と７を形成する。この基板
を中空円筒形の永久磁石１１内に配置し、前記電極３と
５に電圧を印加することにより磁気光学効果と電気光学
効果のＴＥ・ＴＭモード変換の合成によって入射光８の
偏波は保存されて全て出射し、戻り光９の偏波は90゜回
転され偏光子により遮断される動作となる光アイソレー
タが構成できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光通信あるいは光情報処
理に用いられる光アイソレータ及び光サーキュレータに
関するものである。
理に用いられる光アイソレータ及び光サーキュレータに
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体レーザを用いた光通信、光情報処
理の実用化に伴い、高密度情報の伝送あるいは蓄積が期
待されている。これを実現するために半導体レーザの発
振波長及び強度の安定化が望まれている。半導体レーザ
の信頼性、安定性の向上を図るためには戻り光による発
振状態の不安定化を防ぐ光アイソレータが必要不可欠で
ある。
理の実用化に伴い、高密度情報の伝送あるいは蓄積が期
待されている。これを実現するために半導体レーザの発
振波長及び強度の安定化が望まれている。半導体レーザ
の信頼性、安定性の向上を図るためには戻り光による発
振状態の不安定化を防ぐ光アイソレータが必要不可欠で
ある。
【０００３】光アイソレータの構成としては、磁気光学
結晶を用いたバルク形、磁気光学材料を基板上に厚く成
長させた厚膜形、光導波路を用いた導波形がある。なか
でも、導波形光アイソレータは、小形で安定な動作を行
い、半導体レーザ、光ファイバーや光変調器等の光学素
子との一体化が可能であることから、高密度光通信及び
光情報処理に必要不可欠となってくる。このような導波
形光アイソレータとしては磁気光学効果（ファラデー効
果）を利用した非相反偏波回転素子（非相反モード変換
器）と偏光子を組み合わせた構成が多く報告されてい
る。この非相反偏波回転素子は、光の進行方向によって
偏波の回転する方向が逆転する動作を行う。代表的な導
波形光アイソレータとしては磁界あるいは素子長を調節
し偏波面が45゜回転するようにした非相反偏波回転素子
と導波路上に金属膜等を堆積した導波形偏光子と導波路
の存在する基板面に対し45°偏向した偏波を通過させる
外付けの偏光子を組み合わせた構成が挙げられる。ま
た、外付けの偏光子の代わりに基板面に対し半導体レー
ザを45゜傾けて配置する構成が報告されている。その他
に、2次の磁気光学効果（コットン・ムートン効果）を
利用した光の進行方向に対し同一方向に偏波が45゜回転
する相反な偏波回転素子（相反モード変換器）と前記し
た非相反な45゜偏波回転素子を組み合わせた、一方から
入射した光は偏波回転せず、もう一方から入射した光は
90゜偏波回転する非相反偏波回転素子と２つの導波形偏
光子を用いた導波形光アイソレータも提案されている。
結晶を用いたバルク形、磁気光学材料を基板上に厚く成
長させた厚膜形、光導波路を用いた導波形がある。なか
でも、導波形光アイソレータは、小形で安定な動作を行
い、半導体レーザ、光ファイバーや光変調器等の光学素
子との一体化が可能であることから、高密度光通信及び
光情報処理に必要不可欠となってくる。このような導波
形光アイソレータとしては磁気光学効果（ファラデー効
果）を利用した非相反偏波回転素子（非相反モード変換
器）と偏光子を組み合わせた構成が多く報告されてい
る。この非相反偏波回転素子は、光の進行方向によって
偏波の回転する方向が逆転する動作を行う。代表的な導
波形光アイソレータとしては磁界あるいは素子長を調節
し偏波面が45゜回転するようにした非相反偏波回転素子
と導波路上に金属膜等を堆積した導波形偏光子と導波路
の存在する基板面に対し45°偏向した偏波を通過させる
外付けの偏光子を組み合わせた構成が挙げられる。ま
た、外付けの偏光子の代わりに基板面に対し半導体レー
ザを45゜傾けて配置する構成が報告されている。その他
に、2次の磁気光学効果（コットン・ムートン効果）を
利用した光の進行方向に対し同一方向に偏波が45゜回転
する相反な偏波回転素子（相反モード変換器）と前記し
た非相反な45゜偏波回転素子を組み合わせた、一方から
入射した光は偏波回転せず、もう一方から入射した光は
90゜偏波回転する非相反偏波回転素子と２つの導波形偏
光子を用いた導波形光アイソレータも提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】外付けの偏光子を用い
た導波形光アイソレータでは、45゜偏波を通過させる偏
光子を外付けするため素子が大形化する。さらに、光フ
ァイバとの結合にレンズ等の光学系を用いることから、
光軸の精密な調整を必要とする。また、45゜に通過偏波
面を微調することは困難であり、例えば、30dB以上の光
アイソレーションを得るためには偏光子の偏向角を45゜
±1゜以内に設定する必要がある。同様に、半導体レー
ザを導波形アイソレータ基板面に対し45゜傾けた配置の
場合も、角度の調整が困難である。さらに、半導体レー
ザと導波形光アイソレータの結合部での光の損失が大き
く、損失の低減を図るためにレンズ等の光学系あるいは
光ファイバーを両素子間の結合に用いた場合、素子が大
形化するという欠点がある。
た導波形光アイソレータでは、45゜偏波を通過させる偏
光子を外付けするため素子が大形化する。さらに、光フ
ァイバとの結合にレンズ等の光学系を用いることから、
光軸の精密な調整を必要とする。また、45゜に通過偏波
面を微調することは困難であり、例えば、30dB以上の光
アイソレーションを得るためには偏光子の偏向角を45゜
±1゜以内に設定する必要がある。同様に、半導体レー
ザを導波形アイソレータ基板面に対し45゜傾けた配置の
場合も、角度の調整が困難である。さらに、半導体レー
ザと導波形光アイソレータの結合部での光の損失が大き
く、損失の低減を図るためにレンズ等の光学系あるいは
光ファイバーを両素子間の結合に用いた場合、素子が大
形化するという欠点がある。
【０００５】ファラデー効果とコットン・ムートン効果
を利用した導波形光アイソレータでは、各々の効果を誘
起する磁界の印加方向と45゜偏波回転させるのに必要な
磁界強度が異なるため、印加方向と強度が異なる２つの
磁界を必要とする。この場合、２つの磁界が印加される
領域を厳密に区分することは不可能なため、充分な光ア
イソレーションが得られるように独立に各々の効果を制
御することは難しくなる。さらに、印加磁界方向が異な
る２つの磁石を必要とするため素子が大形化する。ま
た、２つの磁界を合成して印加する方法では素子長が長
くなるという欠点がある。
を利用した導波形光アイソレータでは、各々の効果を誘
起する磁界の印加方向と45゜偏波回転させるのに必要な
磁界強度が異なるため、印加方向と強度が異なる２つの
磁界を必要とする。この場合、２つの磁界が印加される
領域を厳密に区分することは不可能なため、充分な光ア
イソレーションが得られるように独立に各々の効果を制
御することは難しくなる。さらに、印加磁界方向が異な
る２つの磁石を必要とするため素子が大形化する。ま
た、２つの磁界を合成して印加する方法では素子長が長
くなるという欠点がある。
【０００６】以上のように従来の導波形光アイソレータ
では、充分な光アイソレーションを得るためには様々な
微調整を必要とするという欠点がある。さらに、レンズ
等の光学素子や２つの磁石等を必要とするために素子の
大形化が避けられず、半導体レーザや光変調器等の光学
素子との集積化には不適格である。
では、充分な光アイソレーションを得るためには様々な
微調整を必要とするという欠点がある。さらに、レンズ
等の光学素子や２つの磁石等を必要とするために素子の
大形化が避けられず、半導体レーザや光変調器等の光学
素子との集積化には不適格である。
【０００７】また、コンパクト・ディスク・プレーヤや
コンパクト・ディスク・メモリー装置の光ピック・アッ
プへの応用や高品質・高密度光通信システムを構成する
装置としての使用が考えられる光サーキュレータはほと
んど開発されていない。
コンパクト・ディスク・メモリー装置の光ピック・アッ
プへの応用や高品質・高密度光通信システムを構成する
装置としての使用が考えられる光サーキュレータはほと
んど開発されていない。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の導波形光アイソ
レータは、電気光学効果及び磁気光学効果の両方を有す
る材料を用いて、前記電気光学効果と前記磁気光学効果
の両方を使用して構成する導波形偏波回転素子と少なく
とも一つの導波形偏光子を具備することを特徴とする。
レータは、電気光学効果及び磁気光学効果の両方を有す
る材料を用いて、前記電気光学効果と前記磁気光学効果
の両方を使用して構成する導波形偏波回転素子と少なく
とも一つの導波形偏光子を具備することを特徴とする。
【０００９】また、本発明の導波形光サーキュレータ
は、電気光学効果及び磁気光学効果の両方を有する材料
を用いて、前記電気光学効果と前記磁気光学効果の両方
を使用して構成する導波形偏波回転素子と２つの導波形
偏波分離器を具備し、前記２つの導波形偏波分離器間に
前記導波形偏波回転素子を介設した構成であることを特
徴とする。
は、電気光学効果及び磁気光学効果の両方を有する材料
を用いて、前記電気光学効果と前記磁気光学効果の両方
を使用して構成する導波形偏波回転素子と２つの導波形
偏波分離器を具備し、前記２つの導波形偏波分離器間に
前記導波形偏波回転素子を介設した構成であることを特
徴とする。
【００１０】
【作用】本発明の導波形光アイソレータあるいは光サー
キュレータの構成によれば、ある方向から入射した光に
対しては偏波面が回転せずに出射し、その逆方向から入
射した光は90゜偏波面が回転して出射するという機能を
果たす非相反な偏波回転素子と、偏光子あるいは偏波分
離器を導波路で一体化した構成であることから、光軸の
調整を必要としない小形で安定な動作を行う。さらに、
電界と磁界という異なる２つの場を用いるため充分な光
アイソレーションを得るための制御が容易である。
キュレータの構成によれば、ある方向から入射した光に
対しては偏波面が回転せずに出射し、その逆方向から入
射した光は90゜偏波面が回転して出射するという機能を
果たす非相反な偏波回転素子と、偏光子あるいは偏波分
離器を導波路で一体化した構成であることから、光軸の
調整を必要としない小形で安定な動作を行う。さらに、
電界と磁界という異なる２つの場を用いるため充分な光
アイソレーションを得るための制御が容易である。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。図１は本発明の導波形光アイソレータの一構成を示
す図である。磁気光学効果ならびに電気光学効果を有す
る閃亜鉛鉱形構造半導体の基板１の（１１１）面上に
［１１２］軸（図１（ａ）ではｚ軸）に沿って導波路２
を形成する。導波路の製造法は後述する。［１１０］軸
方向（図１（ｂ）ではｙ軸方向）に電界が印加されるよ
うに導波路の横に電極３を形成する。また、導波路上に
絶縁膜４を作製した後、絶縁膜４上と基板１裏面に電極
５を形成する。さらに、偏光子の役割を果たす金属膜６
と７を導波路上に作製する。次に、図１（ｂ）に示すよ
うに導波路端面に偏波保存ファイバー１０を接続し、永
久磁石１１内に図１（ａ）に示す導波形光アイソレータ
を挿入する。以下、動作について説明する。図１（ａ）
のように偏波面（光の電界成分）がｙ方向にある光８を
入射した場合を考える。金属膜６が装荷された導波路は
ｙ方向に電界成分を有するＴＥモードのみを通過させる
導波形偏光子となるから、入射光８によって励振された
導波光は全て通過する。永久磁石１１から印加される磁
界により磁気光学効果が生じ、ＴＥモードからｘ方向に
光の主電界成分を有するＴＭモードへとモード変換が起
こる。ここで、金属膜７が装荷された導波形偏光子に入
射する導波光のＴＥ・ＴＭモードで合成される偏波面
が、光波の進行方向ｚに対し45゜時計回りに回転するよ
うに磁界の方向及び強度を設定する。一方、電極３から
閃亜鉛鉱構造の［１１０］軸方向（図１（ａ）ではｘ方
向）に電界を印加すると電気光学効果によるモード変換
が生じる。一般に電気光学効果によってモード変換され
た光は楕円偏波となるため、電極５により［１１１］軸
方向（図１（ａ）ではｘ方向）に電界を印加し、電気光
学効果からＴＥ・ＴＭモードに異なる位相変化を与えて
任意の直線偏波が得られるようにする。これらのモード
変換に要する電極３に印加する電圧と位相調整に要する
電極５の電圧を、光波の進行方向ｚに対し金属膜７が装
荷された導波形偏光子に入射する導波光の偏波面が45゜
時計と逆回りに回転するように調整する。磁気光学効果
による偏波の回転と電気光学効果による偏波の回転の方
向が逆で回転角の大きさが等しいことから、偏波の回転
は打ち消される。従って、金属膜７が装荷された導波形
偏光子に入射する導波光の偏波は入射光８の偏波と等し
くＴＥモードとなる。ＴＥモードは金属膜７が装荷され
た導波形偏光子を通過することから、入射光８は全て出
射される。次に、反対方向から入射した戻り光９につい
て考える。励振された導波光は金属膜７が装荷された導
波形偏光子によってＴＥモードのみが通過する。導波光
の偏波面は、電極３と電極５に印加した電界により光波
の進行方向−ｚに対し45゜時計と逆回りに回転する。つ
まり、ｚ方向から見れば、時計回りに45゜回転する。こ
の場合、−ｚ方向に進行する光波では先に位相調整用電
極５を通過することになる。金属膜７が装荷された導波
形偏光子によってＴＥモードのみが通過するためＴＥ・
ＴＭモード間の位相差調整は効果がないように考えられ
るが、位相調整用電極５下の領域の導波路でも磁気光学
効果によるモード変換で生じたＴＭモードが存在するこ
とから、位相調整により楕円偏波となり電気光学効果に
よるモード変換に有効となる。一方、磁気光学効果は光
波の進行方向に依存せず、磁界の印加方向に依存するた
め、偏波面はｚ方向に対し45゜時計回りに回転する。従
って、電気光学効果と磁気光学効果によって偏波面は90
゜回転し、ＴＭモードに変換される。ＴＭモードは金属
膜６が装荷された導波形偏光子を通過しないため戻り光
９は出射されない。以上より光アイソレータとして動作
することがわかる。なお、本実施例では金属膜による偏
光子を用いたが、金属膜と誘電体膜の多層積層膜による
偏光子を用いることもできる。この場合は、通過する偏
波はＴＭモードである。また、（１１１）面の代わりに
（００１）面を用い、（００１）面内の［１１０］軸方
向に沿って導波路を形成し、導波路と直交する［１１
０］軸方向と［００１］軸方向に電界を印加した場合、
電気光学効果により各々モード変換とモード間の位相変
化が生じる。従って、磁界を導波路方向（［１１０］軸
方向）に印加すれば、（００１）面を用いた構成でも光
アイソレータとして動作する。
る。図１は本発明の導波形光アイソレータの一構成を示
す図である。磁気光学効果ならびに電気光学効果を有す
る閃亜鉛鉱形構造半導体の基板１の（１１１）面上に
［１１２］軸（図１（ａ）ではｚ軸）に沿って導波路２
を形成する。導波路の製造法は後述する。［１１０］軸
方向（図１（ｂ）ではｙ軸方向）に電界が印加されるよ
うに導波路の横に電極３を形成する。また、導波路上に
絶縁膜４を作製した後、絶縁膜４上と基板１裏面に電極
５を形成する。さらに、偏光子の役割を果たす金属膜６
と７を導波路上に作製する。次に、図１（ｂ）に示すよ
うに導波路端面に偏波保存ファイバー１０を接続し、永
久磁石１１内に図１（ａ）に示す導波形光アイソレータ
を挿入する。以下、動作について説明する。図１（ａ）
のように偏波面（光の電界成分）がｙ方向にある光８を
入射した場合を考える。金属膜６が装荷された導波路は
ｙ方向に電界成分を有するＴＥモードのみを通過させる
導波形偏光子となるから、入射光８によって励振された
導波光は全て通過する。永久磁石１１から印加される磁
界により磁気光学効果が生じ、ＴＥモードからｘ方向に
光の主電界成分を有するＴＭモードへとモード変換が起
こる。ここで、金属膜７が装荷された導波形偏光子に入
射する導波光のＴＥ・ＴＭモードで合成される偏波面
が、光波の進行方向ｚに対し45゜時計回りに回転するよ
うに磁界の方向及び強度を設定する。一方、電極３から
閃亜鉛鉱構造の［１１０］軸方向（図１（ａ）ではｘ方
向）に電界を印加すると電気光学効果によるモード変換
が生じる。一般に電気光学効果によってモード変換され
た光は楕円偏波となるため、電極５により［１１１］軸
方向（図１（ａ）ではｘ方向）に電界を印加し、電気光
学効果からＴＥ・ＴＭモードに異なる位相変化を与えて
任意の直線偏波が得られるようにする。これらのモード
変換に要する電極３に印加する電圧と位相調整に要する
電極５の電圧を、光波の進行方向ｚに対し金属膜７が装
荷された導波形偏光子に入射する導波光の偏波面が45゜
時計と逆回りに回転するように調整する。磁気光学効果
による偏波の回転と電気光学効果による偏波の回転の方
向が逆で回転角の大きさが等しいことから、偏波の回転
は打ち消される。従って、金属膜７が装荷された導波形
偏光子に入射する導波光の偏波は入射光８の偏波と等し
くＴＥモードとなる。ＴＥモードは金属膜７が装荷され
た導波形偏光子を通過することから、入射光８は全て出
射される。次に、反対方向から入射した戻り光９につい
て考える。励振された導波光は金属膜７が装荷された導
波形偏光子によってＴＥモードのみが通過する。導波光
の偏波面は、電極３と電極５に印加した電界により光波
の進行方向−ｚに対し45゜時計と逆回りに回転する。つ
まり、ｚ方向から見れば、時計回りに45゜回転する。こ
の場合、−ｚ方向に進行する光波では先に位相調整用電
極５を通過することになる。金属膜７が装荷された導波
形偏光子によってＴＥモードのみが通過するためＴＥ・
ＴＭモード間の位相差調整は効果がないように考えられ
るが、位相調整用電極５下の領域の導波路でも磁気光学
効果によるモード変換で生じたＴＭモードが存在するこ
とから、位相調整により楕円偏波となり電気光学効果に
よるモード変換に有効となる。一方、磁気光学効果は光
波の進行方向に依存せず、磁界の印加方向に依存するた
め、偏波面はｚ方向に対し45゜時計回りに回転する。従
って、電気光学効果と磁気光学効果によって偏波面は90
゜回転し、ＴＭモードに変換される。ＴＭモードは金属
膜６が装荷された導波形偏光子を通過しないため戻り光
９は出射されない。以上より光アイソレータとして動作
することがわかる。なお、本実施例では金属膜による偏
光子を用いたが、金属膜と誘電体膜の多層積層膜による
偏光子を用いることもできる。この場合は、通過する偏
波はＴＭモードである。また、（１１１）面の代わりに
（００１）面を用い、（００１）面内の［１１０］軸方
向に沿って導波路を形成し、導波路と直交する［１１
０］軸方向と［００１］軸方向に電界を印加した場合、
電気光学効果により各々モード変換とモード間の位相変
化が生じる。従って、磁界を導波路方向（［１１０］軸
方向）に印加すれば、（００１）面を用いた構成でも光
アイソレータとして動作する。
【００１２】図２は本発明の導波形光サーキュレータの
構成を示した図である。前記導波形光アイソレータの偏
光子となる金属膜６と７の代わりに方向性結合器の一方
の導波路上に金属膜１４を装荷した導波形偏波分離器１
２と１３を用いる。この導波形偏波分離器では、金属膜
１４が装荷された導波路はＴＥモードのみが伝搬し、金
属膜が装荷されていない導波路はＴＭモードのみが伝搬
する。以下、図２を用いて光サーキュレータの動作を説
明する。電気光学効果と磁気光学効果による非相反な偏
波回転は前記導波形光アイソレータと同様である。端子
１５からＴＭモードを励振する光を入射する。ｚ方向に
伝搬する光波に対しては電気光学効果と磁気光学効果に
よる偏波回転は打ち消されるため偏波分離器１３で導波
光の移行は生ぜず、金属膜を装荷していない導波路に伝
搬し、端子１６から出射する。端子１６から入射したＴ
Ｍモードは−ｚ方向伝搬であるから偏波回転素子により
ＴＥモードに変換される。ＴＥモードは偏波分離器１２
の金属膜を装荷した導波路を伝搬することから、端子１
７から出射する。同様に、端子１７から入射したＴＥモ
ードは偏波回転しないため偏波分離器１３では金属膜を
装荷した導波路を伝搬し、端子１８から出射し、端子１
８から入射したＴＥモードは偏波回転が生じＴＭモード
に変換されるため偏波分離器１２により端子１５から出
射する。従って、入射光と出射光が端子１５→端子１６
→端子１７→端子１８→端子１５と循環する光サーキュ
レータとして動作することがわかる。なお、本実施例で
は偏波分離器として一方の導波路上に金属膜を装荷した
方向性結合器を用いたが、Ｙ分岐導波路の一方の分枝導
波路上に金属膜を装荷した偏波分離器を用いても同様に
光サーキュレータとして動作する。
構成を示した図である。前記導波形光アイソレータの偏
光子となる金属膜６と７の代わりに方向性結合器の一方
の導波路上に金属膜１４を装荷した導波形偏波分離器１
２と１３を用いる。この導波形偏波分離器では、金属膜
１４が装荷された導波路はＴＥモードのみが伝搬し、金
属膜が装荷されていない導波路はＴＭモードのみが伝搬
する。以下、図２を用いて光サーキュレータの動作を説
明する。電気光学効果と磁気光学効果による非相反な偏
波回転は前記導波形光アイソレータと同様である。端子
１５からＴＭモードを励振する光を入射する。ｚ方向に
伝搬する光波に対しては電気光学効果と磁気光学効果に
よる偏波回転は打ち消されるため偏波分離器１３で導波
光の移行は生ぜず、金属膜を装荷していない導波路に伝
搬し、端子１６から出射する。端子１６から入射したＴ
Ｍモードは−ｚ方向伝搬であるから偏波回転素子により
ＴＥモードに変換される。ＴＥモードは偏波分離器１２
の金属膜を装荷した導波路を伝搬することから、端子１
７から出射する。同様に、端子１７から入射したＴＥモ
ードは偏波回転しないため偏波分離器１３では金属膜を
装荷した導波路を伝搬し、端子１８から出射し、端子１
８から入射したＴＥモードは偏波回転が生じＴＭモード
に変換されるため偏波分離器１２により端子１５から出
射する。従って、入射光と出射光が端子１５→端子１６
→端子１７→端子１８→端子１５と循環する光サーキュ
レータとして動作することがわかる。なお、本実施例で
は偏波分離器として一方の導波路上に金属膜を装荷した
方向性結合器を用いたが、Ｙ分岐導波路の一方の分枝導
波路上に金属膜を装荷した偏波分離器を用いても同様に
光サーキュレータとして動作する。
【００１３】以上に述べた導波形光アイソレータ及び光
サーキュレータで−ｚ方向伝搬の戻り光を完全に90゜偏
波回転させるためには単一モード導波路で構成すること
が重要となる。また、電気光学効果及び磁気光学効果そ
れぞれで100％モード変換する必要がないためＴＥ・Ｔ
Ｍモードの伝搬定数を厳密に整合させる必要がなく、導
波路を作製する上での問題点が少ない。
サーキュレータで−ｚ方向伝搬の戻り光を完全に90゜偏
波回転させるためには単一モード導波路で構成すること
が重要となる。また、電気光学効果及び磁気光学効果そ
れぞれで100％モード変換する必要がないためＴＥ・Ｔ
Ｍモードの伝搬定数を厳密に整合させる必要がなく、導
波路を作製する上での問題点が少ない。
【００１４】次に、いくつかの基板材料に対するチャネ
ル導波路の形成方法について述べる。ここで述べる導波
路の形状は図３（ａ）に示すリブ形導波路と（ｂ）に示
す埋め込み形導波路である。
ル導波路の形成方法について述べる。ここで述べる導波
路の形状は図３（ａ）に示すリブ形導波路と（ｂ）に示
す埋め込み形導波路である。
【００１５】はじめに、可視域で透明で、大きなファラ
デー効果を有するCd1-xMnxTeの導波路形成方法について
述べる。図３（ａ）のリブ形導波路の場合は、基板１に
Cd1- yMnyTe（ただし、0≦ｙ≦1である。）を用い、導波
層１９にCd1-xMnxTe（ただし、0≦ｘ≦1である。以下同
様な条件である。）を用いる。ここで、導波路を形成す
るには導波層１９の屈折率の方が基板１の屈折率より大
きくする必要がある。Mnの含有量が少ない方が屈折率は
大きくなるから、ｘ＜ｙとする必要がある。導波層１９
となる膜を形成後、直線状にレジストあるいは金属膜あ
るいは誘電体膜をパターン化して保護膜とし、エッチン
グする。エッチング後、保護膜を除去することによりリ
ブ部２０が形成される。ただしこの場合、Mnの含有量が
少ないほどファラデー回転角は小さくなることから、導
波層１９の方が基板１よりファラデー回転角が小さくな
る。
デー効果を有するCd1-xMnxTeの導波路形成方法について
述べる。図３（ａ）のリブ形導波路の場合は、基板１に
Cd1- yMnyTe（ただし、0≦ｙ≦1である。）を用い、導波
層１９にCd1-xMnxTe（ただし、0≦ｘ≦1である。以下同
様な条件である。）を用いる。ここで、導波路を形成す
るには導波層１９の屈折率の方が基板１の屈折率より大
きくする必要がある。Mnの含有量が少ない方が屈折率は
大きくなるから、ｘ＜ｙとする必要がある。導波層１９
となる膜を形成後、直線状にレジストあるいは金属膜あ
るいは誘電体膜をパターン化して保護膜とし、エッチン
グする。エッチング後、保護膜を除去することによりリ
ブ部２０が形成される。ただしこの場合、Mnの含有量が
少ないほどファラデー回転角は小さくなることから、導
波層１９の方が基板１よりファラデー回転角が小さくな
る。
【００１６】次に、図３（ｂ）の埋め込む形導波路の形
成方法について述べる。基板１にｐ形Cd1-xMnxTeを用い
る。Inを蒸着あるいはスパッタして基板１上に堆積し、
フォトリソグラフィーにより直線状にパターン化する。
Inを装荷したCd1-xMnxTeを窒素雰囲気中で４００℃に加
熱し、Inを固相拡散させる。Inの拡散領域２１はｎ形Cd
1-xMnxTe:Inとなるため、基板とｐｎ接合を形成するこ
とになる。ｐｎ接合の空乏層では自由キャリア密度が減
少することから、拡散領域２１の屈折率が基板１のそれ
より高くなる。従って、導波路が形成できる。この場
合、前記リブ形導波路と異なり、Mnの含有量が変わらな
いことから、効率的に大きなファラデー回転角が得られ
る。
成方法について述べる。基板１にｐ形Cd1-xMnxTeを用い
る。Inを蒸着あるいはスパッタして基板１上に堆積し、
フォトリソグラフィーにより直線状にパターン化する。
Inを装荷したCd1-xMnxTeを窒素雰囲気中で４００℃に加
熱し、Inを固相拡散させる。Inの拡散領域２１はｎ形Cd
1-xMnxTe:Inとなるため、基板とｐｎ接合を形成するこ
とになる。ｐｎ接合の空乏層では自由キャリア密度が減
少することから、拡散領域２１の屈折率が基板１のそれ
より高くなる。従って、導波路が形成できる。この場
合、前記リブ形導波路と異なり、Mnの含有量が変わらな
いことから、効率的に大きなファラデー回転角が得られ
る。
【００１７】次に、GaAs基板に対し格子定数の整合がほ
ぼとれ、エピタキシャル成長により欠陥の少ない高品質
な膜が得られるZnSeの導波路形成法について述べる。一
般に、II−VI族半導体ではII族あるいはVI族元素の原子
量が大きいほど屈折率が高くなる。従って、図３（ａ）
のようなリブ形導波路を形成する場合は、まず、基板１
のZnSeに上に、Zn1-xCdxSe、ZnSe1-xTexまたはZn1-xCdx
Se1-yTeyの混晶膜を導波層１９として成長させる。次
に、前記したのと同様な方法で、エッチングによりリブ
部２０を作製する。図３（ｂ）の埋め込み形導波路の場
合は、基板１のZnSe上を溶融水晶等のようなZnSeとの反
応性が少ない高融点材料で覆い、エッチングあるいはリ
フトオフ法により直線状の隙間を設け、ZnSe基板１を露
出させる。次に、前記基板とCdあるいはTeを石英管内に
入れ、真空に排気した後封じきり８００℃で加熱する
と、CdあるいはTeの気相拡散が生じる。これより拡散領
域２１ではCdZnTeあるいはZnSeTeの固溶体が生じること
から、屈折率が上昇し導波路となる。
ぼとれ、エピタキシャル成長により欠陥の少ない高品質
な膜が得られるZnSeの導波路形成法について述べる。一
般に、II−VI族半導体ではII族あるいはVI族元素の原子
量が大きいほど屈折率が高くなる。従って、図３（ａ）
のようなリブ形導波路を形成する場合は、まず、基板１
のZnSeに上に、Zn1-xCdxSe、ZnSe1-xTexまたはZn1-xCdx
Se1-yTeyの混晶膜を導波層１９として成長させる。次
に、前記したのと同様な方法で、エッチングによりリブ
部２０を作製する。図３（ｂ）の埋め込み形導波路の場
合は、基板１のZnSe上を溶融水晶等のようなZnSeとの反
応性が少ない高融点材料で覆い、エッチングあるいはリ
フトオフ法により直線状の隙間を設け、ZnSe基板１を露
出させる。次に、前記基板とCdあるいはTeを石英管内に
入れ、真空に排気した後封じきり８００℃で加熱する
と、CdあるいはTeの気相拡散が生じる。これより拡散領
域２１ではCdZnTeあるいはZnSeTeの固溶体が生じること
から、屈折率が上昇し導波路となる。
【００１８】最後に、光偏向器あるいは光変調器の基板
としてよく用いられるサファイアあるいはニオブ酸リチ
ウム（LiNbO3,LN）上にエピタキシャル成長ができ、前
記素子との集積化が可能である材料Bi12SiO20（BSO）あ
るいはBi12GeO20（BGO）を用いた導波路の形成法につい
て述べる。図３（ａ）においてサファイア基板１あるい
はLN基板１上にBSOまたはBGOをスパッタ法等によりエピ
タキシャル成長させ、金属膜あるいは誘電体膜の保護膜
を直線状にパターン化した後、エッチングし保護膜を除
去してリブ形導波路を得る。
としてよく用いられるサファイアあるいはニオブ酸リチ
ウム（LiNbO3,LN）上にエピタキシャル成長ができ、前
記素子との集積化が可能である材料Bi12SiO20（BSO）あ
るいはBi12GeO20（BGO）を用いた導波路の形成法につい
て述べる。図３（ａ）においてサファイア基板１あるい
はLN基板１上にBSOまたはBGOをスパッタ法等によりエピ
タキシャル成長させ、金属膜あるいは誘電体膜の保護膜
を直線状にパターン化した後、エッチングし保護膜を除
去してリブ形導波路を得る。
【００１９】前記材料を用いて作製した導波形光アイソ
レータ（図１）に必要となる印加電圧並びに磁界につい
て以下に示す。ここで、単一モード導波路を作製するた
め導波路幅4μｍとし、基板１と導波層１９あるいは拡
散領域２１の表面との屈折率差を各材料で基板屈折率の
0.3％となるようにした。全体の素子長を15mmとし、偏
光子を構成するのに要する導波路上の金属膜６と７の長
さはそれぞれ2.5mmとする。偏光子として金属膜を装荷
した導波路では磁界が印加されないように永久磁石１１
あるいは電磁石の長さを調節する。従って、磁気光学効
果が生じる導波路の長さは10mmである。また、モード変
換を生じさせるための電極３の長さを5mm、間隔は10μ
ｍとし、モード間の位相を調節するための電極５の長さ
を5mmとする。 Cd0.23Mn0.77Teを基板とし図３（ｂ）
のような埋め込み形導波路に波長0.8μｍの光を入射し
た場合について述べる。電気光学係数からモード変換に
要する電極３への印加電圧（以下モード変換電圧と記
す）は4.0V、モード間の位相調整に要する電極５への電
圧（以下位相調整電圧と記す）は3.8Vである。ただし、
電極５による電圧はｎ形の導波路とｐ形の基板で形成さ
れるｐｎ接合の空乏層領域に印加される。ベルデ定数か
ら磁気光学効果によるモード変換に要する印加磁界の磁
束密度（以下モード変換磁束密度と記す）は0.03Tであ
る。Mnの含有量が増えるとモード変換磁束密度は減少す
るが、モード変換電圧並びに位相調整電圧はほとんど変
わらない。また、図３（ａ）のリブ形導波路でも前記電
圧及び磁束密度は導波層材料が同じ場合はほとんど変わ
らない。
レータ（図１）に必要となる印加電圧並びに磁界につい
て以下に示す。ここで、単一モード導波路を作製するた
め導波路幅4μｍとし、基板１と導波層１９あるいは拡
散領域２１の表面との屈折率差を各材料で基板屈折率の
0.3％となるようにした。全体の素子長を15mmとし、偏
光子を構成するのに要する導波路上の金属膜６と７の長
さはそれぞれ2.5mmとする。偏光子として金属膜を装荷
した導波路では磁界が印加されないように永久磁石１１
あるいは電磁石の長さを調節する。従って、磁気光学効
果が生じる導波路の長さは10mmである。また、モード変
換を生じさせるための電極３の長さを5mm、間隔は10μ
ｍとし、モード間の位相を調節するための電極５の長さ
を5mmとする。 Cd0.23Mn0.77Teを基板とし図３（ｂ）
のような埋め込み形導波路に波長0.8μｍの光を入射し
た場合について述べる。電気光学係数からモード変換に
要する電極３への印加電圧（以下モード変換電圧と記
す）は4.0V、モード間の位相調整に要する電極５への電
圧（以下位相調整電圧と記す）は3.8Vである。ただし、
電極５による電圧はｎ形の導波路とｐ形の基板で形成さ
れるｐｎ接合の空乏層領域に印加される。ベルデ定数か
ら磁気光学効果によるモード変換に要する印加磁界の磁
束密度（以下モード変換磁束密度と記す）は0.03Tであ
る。Mnの含有量が増えるとモード変換磁束密度は減少す
るが、モード変換電圧並びに位相調整電圧はほとんど変
わらない。また、図３（ａ）のリブ形導波路でも前記電
圧及び磁束密度は導波層材料が同じ場合はほとんど変わ
らない。
【００２０】ZnSeにCdを拡散させた図３（ｂ）の埋め込
み形導波路に波長0.63μｍの光を入射した場合について
光アイソレータとなる電圧並びに磁束密度について述べ
る。モード変換電圧は11V、位相調整電圧は10Vである。
この場合は位相調整電圧は電極５と誘電体４と基板１で
構成されるＭＩＳ（Metal Insulator Semiconductor）
構造の空乏層領域に印加される。モード変換磁束密度は
0.67Tを必要とする。
み形導波路に波長0.63μｍの光を入射した場合について
光アイソレータとなる電圧並びに磁束密度について述べ
る。モード変換電圧は11V、位相調整電圧は10Vである。
この場合は位相調整電圧は電極５と誘電体４と基板１で
構成されるＭＩＳ（Metal Insulator Semiconductor）
構造の空乏層領域に印加される。モード変換磁束密度は
0.67Tを必要とする。
【００２１】サファイア基板上にBSOを成長させて作製
したリブ形導波路で波長0.63μｍの光を入射させた場合
について述べる。BSO及びBGOは閃亜鉛鉱形結晶ではない
が、電気光学係数のテンソルの形は閃亜鉛鉱形結晶のそ
れと等しい。従って、導波路を形成する結晶面と電界を
印加する結晶軸を選ぶことにより図１（ａ）と同様な導
波形光アイソレータを構成できる。この場合、モード変
換電圧は4.6Vとなる。サファイア基板の厚さを0.5mmと
すると位相整合電圧は22Vとなる。基板裏面のアース電
極をBSO上に電極５と平行に作製することにより位相整
合電圧は低減できる。また、ｙ板LN基板を用いた場合は
電気光学効果によるモード変換並びにモード間の位相調
整に対してはLNの電気光学係数を用いることが可能であ
り、モード変換電圧及び位相調整電圧を大幅に低減でき
る。モード変換磁束密度は0.8Tである。
したリブ形導波路で波長0.63μｍの光を入射させた場合
について述べる。BSO及びBGOは閃亜鉛鉱形結晶ではない
が、電気光学係数のテンソルの形は閃亜鉛鉱形結晶のそ
れと等しい。従って、導波路を形成する結晶面と電界を
印加する結晶軸を選ぶことにより図１（ａ）と同様な導
波形光アイソレータを構成できる。この場合、モード変
換電圧は4.6Vとなる。サファイア基板の厚さを0.5mmと
すると位相整合電圧は22Vとなる。基板裏面のアース電
極をBSO上に電極５と平行に作製することにより位相整
合電圧は低減できる。また、ｙ板LN基板を用いた場合は
電気光学効果によるモード変換並びにモード間の位相調
整に対してはLNの電気光学係数を用いることが可能であ
り、モード変換電圧及び位相調整電圧を大幅に低減でき
る。モード変換磁束密度は0.8Tである。
【００２２】ZnSe及びBSOを用いた場合、必要とする磁
束密度は大きくなるが、永久磁石の代わりに超伝導コイ
ルを用いれば充分な磁界を印加できる。また、磁界が印
加される素子長を1mm、電極３と５の長さをそれぞれ0.5
mmとした場合は、モード変換電圧、位相調整電圧及びモ
ード変換磁束密度は前記のそれぞれの値の10倍を要す
る。
束密度は大きくなるが、永久磁石の代わりに超伝導コイ
ルを用いれば充分な磁界を印加できる。また、磁界が印
加される素子長を1mm、電極３と５の長さをそれぞれ0.5
mmとした場合は、モード変換電圧、位相調整電圧及びモ
ード変換磁束密度は前記のそれぞれの値の10倍を要す
る。
【００２３】最後に、半導体レーザと一体化した光アイ
ソレータの一実施例について図４を用いて説明する。Ga
As基板２２上に成長したｎ-AlGaAsP層２３とｎ--GaAsP
の活性層２４とｐ-AlGaAsP層２５とｐ+-AlGaAsP層２６
で構成された半導体レーザを作製する。レーザ発振する
のに必要な素子長が残るように選択エッチングしGaAs基
板２２を露出させる。露出されたGaAs基板２２上にMnTe
膜２７を分子線エピタキシャル法により結晶成長させ
る。MnTe膜２７上にCd1-xMnxTe膜２８を成長し、前記Cd
1-xMnxTeリブ形導波路の作製法と同様な手順で直線導波
路を形成する。この時、MnTe膜２７及びCd1-xMnxTe膜２
８の膜厚はｎ--AlGaAsP活性層２４から出射される光が
ほぼ100％Cd1ーxMnxTe導波路に結合されるように設定す
る。ただし、Cd1-xMnxTe膜２８の膜厚は導波路が単一モ
ードとなる条件を満足し、MnTe膜２７の膜厚はGaAs基板
２２への導波モードの界分布の浸み出しが生じない条件
を満足する必要がある。反応性イオンエッチング等によ
り半導体レーザとCdMnTe膜２８との隙間２９を形成し、
鏡面に仕上げる。Cd1-xMnxTe導波路に沿ってモード変換
用電極３を形成し、導波路上の一部に堆積したSiO2等の
誘電体膜４上に位相調整用電極５を形成する。偏光子用
金属膜７を出射側に蒸着する。出射側のみに偏光子を構
成する理由は、半導体レーザの出射光は実用上直線偏波
となっており、この偏波面に直交する偏波を有する光波
の出力は出射する光波の20dB以下であり、さらに、出射
光の偏波面と直交する偏波を有する戻り光が半導体レー
ザに帰還しても発振特性にほとんど影響を与えないから
である。最後に、GaAs基板２２裏面とｐ+-AlGaAsP層２
６上に電極３０を形成する。以上より光アイソレータ集
積形半導体レーザが構成できる。ここでは、GaAs基板上
に堆積したAlGaAsPによる短波長半導体レーザを用いた
が、InP基板上のInGaAsP系の長波長半導体レーザと光ア
イソレータとの一体化も可能である。なお、分布帰還形
半導体レーザあるいはブラッグ反射形半導体レーザとの
一体化を行なう場合は光波の帰還に必要となる回折格子
の長さが充分であれば半導体レーザと光アイソレータと
の隙間２９を設ける必要がなく、隙間面での散乱あるい
は反射による光強度の低下を防げる。また、光アイソレ
ータの代わりに同様な手順で光サーキュレータをを一体
化した半導体レーザも構成できる。さらに、戻り光が出
射される導波路に光検出器を一体化すれば、半導体レー
ザ集積形光ピックアップを構成できる。
ソレータの一実施例について図４を用いて説明する。Ga
As基板２２上に成長したｎ-AlGaAsP層２３とｎ--GaAsP
の活性層２４とｐ-AlGaAsP層２５とｐ+-AlGaAsP層２６
で構成された半導体レーザを作製する。レーザ発振する
のに必要な素子長が残るように選択エッチングしGaAs基
板２２を露出させる。露出されたGaAs基板２２上にMnTe
膜２７を分子線エピタキシャル法により結晶成長させ
る。MnTe膜２７上にCd1-xMnxTe膜２８を成長し、前記Cd
1-xMnxTeリブ形導波路の作製法と同様な手順で直線導波
路を形成する。この時、MnTe膜２７及びCd1-xMnxTe膜２
８の膜厚はｎ--AlGaAsP活性層２４から出射される光が
ほぼ100％Cd1ーxMnxTe導波路に結合されるように設定す
る。ただし、Cd1-xMnxTe膜２８の膜厚は導波路が単一モ
ードとなる条件を満足し、MnTe膜２７の膜厚はGaAs基板
２２への導波モードの界分布の浸み出しが生じない条件
を満足する必要がある。反応性イオンエッチング等によ
り半導体レーザとCdMnTe膜２８との隙間２９を形成し、
鏡面に仕上げる。Cd1-xMnxTe導波路に沿ってモード変換
用電極３を形成し、導波路上の一部に堆積したSiO2等の
誘電体膜４上に位相調整用電極５を形成する。偏光子用
金属膜７を出射側に蒸着する。出射側のみに偏光子を構
成する理由は、半導体レーザの出射光は実用上直線偏波
となっており、この偏波面に直交する偏波を有する光波
の出力は出射する光波の20dB以下であり、さらに、出射
光の偏波面と直交する偏波を有する戻り光が半導体レー
ザに帰還しても発振特性にほとんど影響を与えないから
である。最後に、GaAs基板２２裏面とｐ+-AlGaAsP層２
６上に電極３０を形成する。以上より光アイソレータ集
積形半導体レーザが構成できる。ここでは、GaAs基板上
に堆積したAlGaAsPによる短波長半導体レーザを用いた
が、InP基板上のInGaAsP系の長波長半導体レーザと光ア
イソレータとの一体化も可能である。なお、分布帰還形
半導体レーザあるいはブラッグ反射形半導体レーザとの
一体化を行なう場合は光波の帰還に必要となる回折格子
の長さが充分であれば半導体レーザと光アイソレータと
の隙間２９を設ける必要がなく、隙間面での散乱あるい
は反射による光強度の低下を防げる。また、光アイソレ
ータの代わりに同様な手順で光サーキュレータをを一体
化した半導体レーザも構成できる。さらに、戻り光が出
射される導波路に光検出器を一体化すれば、半導体レー
ザ集積形光ピックアップを構成できる。
【００２４】
【発明の効果】本発明の導波形光アイソレータ及び光サ
ーキュレータは電気光学効果と磁気光学効果の両方を使
用する新しい構成であり、戻り光の偏波面を90゜回転さ
せる動作を行なうことから導波形偏光子あるいは導波形
偏波分離器を一体化して使用することが可能となり、素
子を小形化できる。
ーキュレータは電気光学効果と磁気光学効果の両方を使
用する新しい構成であり、戻り光の偏波面を90゜回転さ
せる動作を行なうことから導波形偏光子あるいは導波形
偏波分離器を一体化して使用することが可能となり、素
子を小形化できる。
【００２５】さらに、光軸の調整が不必要であり、温度
あるいは衝撃等の環境変動による光軸のずれが生じな
い。
あるいは衝撃等の環境変動による光軸のずれが生じな
い。
【００２６】また、素子長及び電極長が設計した値から
ずれても、印加電界及び印加磁界を調整することにより
通過光の強度をほとんど減衰させることなく戻り光を充
分に遮断できるという特長を有する。
ずれても、印加電界及び印加磁界を調整することにより
通過光の強度をほとんど減衰させることなく戻り光を充
分に遮断できるという特長を有する。
【００２７】さらに、Cd1-xMnxTe等のII-VI族半導体を
用いることにより半導体レーザとの一体化が可能であ
り、BSOまたはBGOを用いれば誘電体基板上の導波形光偏
向器及び導波形光変調器との一体化が可能であることか
ら、光軸等の調整を必要としない小形で安定な動作を行
なう光アイソレータあるいは光サーキュレータ集積形光
素子を提供できる。
用いることにより半導体レーザとの一体化が可能であ
り、BSOまたはBGOを用いれば誘電体基板上の導波形光偏
向器及び導波形光変調器との一体化が可能であることか
ら、光軸等の調整を必要としない小形で安定な動作を行
なう光アイソレータあるいは光サーキュレータ集積形光
素子を提供できる。
【図１】（ａ）は本発明の実施例における導波形光アイ
ソレータの構成における導波路及び偏光子の配置と電界
の印加方向ならびに偏波面の回転方向を示す斜視図 （ｂ）は本発明の実施例における導波形光アイソレータ
の構成において磁界の印加方向ならびに光ファイバーと
の結合を示す図
ソレータの構成における導波路及び偏光子の配置と電界
の印加方向ならびに偏波面の回転方向を示す斜視図 （ｂ）は本発明の実施例における導波形光アイソレータ
の構成において磁界の印加方向ならびに光ファイバーと
の結合を示す図
【図２】本発明の実施例における導波形光サーキュレー
タの構成図
タの構成図
【図３】（ａ）は本発明の実施例に用いたリブ形導波路
の形状を示す図 （ｂ）は本発明の実施例に用いた埋め込み形導波路の形
状を示す図
の形状を示す図 （ｂ）は本発明の実施例に用いた埋め込み形導波路の形
状を示す図
【図４】本発明の導波形光アイソレータ集積形半導体レ
ーザの断面図
ーザの断面図
１ 基板 ２ 導波路 ３ 電極 ４ 絶縁膜 ５ 電極 ６ 金属膜 ７ 金属膜 ８ 入射光 ９ 戻り光 １０ 光ファイバ １１ 永久磁石 １２ 偏波分離器 １３ 偏波分離器 １４ 金属膜 １５ 端子１ １６ 端子２ １７ 端子３ １８ 端子４ １９ 導波層膜 ２０ リブ部 ２１ 拡散領域 ２２ GaAs基板 ２３ ｎ-AlGaAsP層 ２４ ｎ--AlGaAsPの活性層 ２５ ｐ-AlGaAsP層 ２６ ｐ+-AlGaAsP層 ２７ MnTe膜 ２８ Cd1-xMnxTe膜 ２９ 隙間 ３０ 電極
Claims (7)
- 【請求項１】電気光学効果及び磁気光学効果の両方を有
する材料を用いて、前記電気光学効果と前記磁気光学効
果の両方を使用して構成した導波形偏波回転素子と、少
なくとも一つの導波形偏光子を具備することを特徴とす
る導波形光アイソレータ。 - 【請求項２】導波形偏波回転素子を、II-VI族化合物半
導体あるいは前記半導体のII族元素をマンガンで一部あ
るいは全て置換した閃亜鉛鉱形半導体の（１１１）面内
に［１１２］軸に沿って導波路を形成し、磁界を前記
［１１２］軸方向に印加し、かつ電界を［１１０］軸方
向及び［１１１］軸方向に印加して構成したことを特徴
とする請求項１記載の導波形光アイソレータ。 - 【請求項３】導波形偏波回転素子と導波形偏光子を、Cd
をMnで一部あるいは全て置換したｐ形Cd1-xMnxTe（ただ
し0≦ｘ≦1とする）表面からInを拡散して形成される光
導波路を用いて構成したことを特徴とする請求項１また
は２記載の導波形光アイソレータ。 - 【請求項４】電気光学効果及び磁気光学効果の両方を有
する材料を用いて、前記電気光学効果と前記磁気光学効
果の両方を使用して構成した導波形偏波回転素子と、２
つの導波形偏波分離器を具備し、前記２つの導波形偏波
分離器間に前記導波形偏波回転素子を介設した構成であ
ることを特徴とする導波形光サーキュレータ。 - 【請求項５】導波形偏波回転素子を、II-VI族化合物半
導体あるいは前記半導体のII族元素をマンガンで一部あ
るいは全て置換した閃亜鉛鉱形半導体の（１１１）面内
に［１１２］軸に沿って導波路を形成し、磁界を前記
［１１２］軸方向に印加し、かつ電界を［１１０］軸方
向及び［１１１］軸方向に印加して構成したことを特徴
とする請求項４記載の導波形光サーキュレータ。 - 【請求項６】導波形偏波回転素子と導波形偏波分離器
を、CdをMnで一部あるいは全て置換したｐ形Cd1-xMnxTe
（ただし0≦ｘ≦1とする）表面からInを拡散して形成さ
れる光導波路を用いて構成したことを特徴とする請求項
４または５記載の導波形光サーキュレータ。 - 【請求項７】GaAsあるいはInP基板上に、III族元素の少
なくとも一つとＶ族元素の少なくとも一つからなる半導
体レーザと、請求項１〜３のいずれかに記載の導波形光
アイソレータまたは請求項４〜６のいずれかに記載の導
波形光サーキュレータを集積化した半導体レーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3219892A JPH0561002A (ja) | 1991-08-30 | 1991-08-30 | 導波形光アイソレータ及び光サーキユレータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3219892A JPH0561002A (ja) | 1991-08-30 | 1991-08-30 | 導波形光アイソレータ及び光サーキユレータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0561002A true JPH0561002A (ja) | 1993-03-12 |
Family
ID=16742680
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3219892A Pending JPH0561002A (ja) | 1991-08-30 | 1991-08-30 | 導波形光アイソレータ及び光サーキユレータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0561002A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1994015243A1 (en) * | 1992-12-22 | 1994-07-07 | Telstra Corporation Limited | An optical isolator |
| EP0686867A1 (en) * | 1994-06-09 | 1995-12-13 | CeramOptec GmbH | All fiber in-line optical isolator |
| WO2012062005A1 (zh) * | 2010-11-12 | 2012-05-18 | 深圳大学 | 光子晶体磁光环行器及其制造方法 |
| JP2022155469A (ja) * | 2021-03-30 | 2022-10-13 | Tdk株式会社 | 光デバイス及び光システム |
-
1991
- 1991-08-30 JP JP3219892A patent/JPH0561002A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1994015243A1 (en) * | 1992-12-22 | 1994-07-07 | Telstra Corporation Limited | An optical isolator |
| EP0686867A1 (en) * | 1994-06-09 | 1995-12-13 | CeramOptec GmbH | All fiber in-line optical isolator |
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| US8731360B2 (en) | 2010-11-12 | 2014-05-20 | Shenzhen University | Photonic crystal magneto-optical circulator and manufacturing method thereof |
| JP2022155469A (ja) * | 2021-03-30 | 2022-10-13 | Tdk株式会社 | 光デバイス及び光システム |
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