JPH059772B2 - - Google Patents
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- JPH059772B2 JPH059772B2 JP1157493A JP15749389A JPH059772B2 JP H059772 B2 JPH059772 B2 JP H059772B2 JP 1157493 A JP1157493 A JP 1157493A JP 15749389 A JP15749389 A JP 15749389A JP H059772 B2 JPH059772 B2 JP H059772B2
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- optical waveguides
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL 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
- G02F1/00—Devices 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
- G02F1/01—Devices 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 intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/21—Devices 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 intensity, phase, polarisation or colour by interference
- G02F1/225—Devices 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 intensity, phase, polarisation or colour by interference in an optical waveguide structure
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL 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
- G02F2203/00—Function characteristic
- G02F2203/20—Intrinsic phase difference, i.e. optical bias, of an optical modulator; Methods for the pre-set thereof
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- 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」
この発明は例えば高速で変化する現象を検出す
ることに用いることができる光変調器に関する。
ることに用いることができる光変調器に関する。
「従来の技術」
例えばニオブ酸リチウムのような光学結晶体に
形成した光導波路に電界を与え、その電界を変化
させることによつて光導波路を通過する光の位相
を変化させることができることはよく知られてい
る。
形成した光導波路に電界を与え、その電界を変化
させることによつて光導波路を通過する光の位相
を変化させることができることはよく知られてい
る。
この現象を利用することによつて光変調器を構
成することができ、光変調器から出射させる光の
量を測定することによつて、電圧、又は電流を電
圧に変換してその電流を、或は各種の物理量を電
圧に変換して、その物理量を測定することができ
る。
成することができ、光変調器から出射させる光の
量を測定することによつて、電圧、又は電流を電
圧に変換してその電流を、或は各種の物理量を電
圧に変換して、その物理量を測定することができ
る。
光変調器の応答速度は他の電圧検出手段と比較
して極めて高速であるため、従来では測定できな
い高速現象を検出できる特徴がある。
して極めて高速であるため、従来では測定できな
い高速現象を検出できる特徴がある。
第３図に従来の光変調器の構造を示す。光変調
器は例えばニオブ酸リチウムのような光学結晶基
板に光導波路２及び３が形成され、一方の光導波
路２に沿つて電界印加用電極４Ａ，４Ｂを形成し
て構成され、光源５から例えばレーザ光等を入射
し、二つの光導波路２と３を通過した光を合波
し、その合波した光を受光器６に入射させて構成
することができる。
器は例えばニオブ酸リチウムのような光学結晶基
板に光導波路２及び３が形成され、一方の光導波
路２に沿つて電界印加用電極４Ａ，４Ｂを形成し
て構成され、光源５から例えばレーザ光等を入射
し、二つの光導波路２と３を通過した光を合波
し、その合波した光を受光器６に入射させて構成
することができる。
電界印加用電極４Ａ，４Ｂに被測定信号源７を
接続し、この被測定信号源７から被測定電圧を与
えることによつて光導波路２に電界を与え、光導
波路２を通過する光の位相を電界に応じた量だけ
変化させる。
接続し、この被測定信号源７から被測定電圧を与
えることによつて光導波路２に電界を与え、光導
波路２を通過する光の位相を電界に応じた量だけ
変化させる。
この位相変化によつて他方の光導波路３を通じ
て合波される光との間に位相差が生じ、この位相
差に応じて二つの光が干渉し、受光器６に入射さ
れる光の量が位相差に応じて変化し、光変調動作
が行なわれる。つまり二つの光が同位相の状態で
合波されると受光器６に入射される光の量IPは第
２図にAP点に示すように最大となり、位相差が
180°のとき光の量IPは第２図AB点に示すように０
となる。
て合波される光との間に位相差が生じ、この位相
差に応じて二つの光が干渉し、受光器６に入射さ
れる光の量が位相差に応じて変化し、光変調動作
が行なわれる。つまり二つの光が同位相の状態で
合波されると受光器６に入射される光の量IPは第
２図にAP点に示すように最大となり、位相差が
180°のとき光の量IPは第２図AB点に示すように０
となる。
従つて受光器６で検出する光の量によつて被測
定信号源７の電圧を測定することができる。
定信号源７の電圧を測定することができる。
「発明が解決しようとする課題」
この種の光変調器において、第２図の曲線Ａか
ら明らかなように二つの光の位相差がπ／２の位
置が最も変調感度が高いことが解る。
ら明らかなように二つの光の位相差がπ／２の位
置が最も変調感度が高いことが解る。
光変調動作をπ／２の位置を中心に行なわせる
ためには光導波路２及び３を通過した光の位相が
π／２の位相差を持たなくてはならない。
ためには光導波路２及び３を通過した光の位相が
π／２の位相差を持たなくてはならない。
この位相差を与える手段として従来は第４図に
示すように光導波路２と３に光路長Δ差を与
え、この光路長Δの差によつて光に位相差を与
える方法と、 一方の光導波路に沿つて例えば第５図に示すよ
うに誘電体８等を被着させ、誘電体８の被着によ
つてこの部分の屈折率を変化させ、この屈折率の
変化によつてこの部分を通過する光の位相を変化
させ、二つの光導波路２と３を通過する光に位相
差を与える方法とが考えられている。
示すように光導波路２と３に光路長Δ差を与
え、この光路長Δの差によつて光に位相差を与
える方法と、 一方の光導波路に沿つて例えば第５図に示すよ
うに誘電体８等を被着させ、誘電体８の被着によ
つてこの部分の屈折率を変化させ、この屈折率の
変化によつてこの部分を通過する光の位相を変化
させ、二つの光導波路２と３を通過する光に位相
差を与える方法とが考えられている。
前者の方法による場合光の波長λが極めて短か
いため、位相差π／２を与える光路長の差は極め
て小さい値となる。
いため、位相差π／２を与える光路長の差は極め
て小さい値となる。
例えば波長λ＝0.8μmの光にπ／２の位相差を
与えるための光路長の差は0.8×１／４＝0.2μmと
なる。光路長に0.2μmの差を与えるための加工技
術は未だ確率されてなく、実現困難である。
与えるための光路長の差は0.8×１／４＝0.2μmと
なる。光路長に0.2μmの差を与えるための加工技
術は未だ確率されてなく、実現困難である。
また後者の方法においても二つの光導波路２と
３の何れか一方を通る光の位相をπ／２ずらすた
めには誘電体８を被着する長さを精密に規定しな
くてはならない。この方法も加工技術がむずかし
く実現が困難である。
３の何れか一方を通る光の位相をπ／２ずらすた
めには誘電体８を被着する長さを精密に規定しな
くてはならない。この方法も加工技術がむずかし
く実現が困難である。
「課題を解決するための手段」
この発明では二つの光導波路に加工が可能な長
さの光路長差を与えると共にこの二つの光導波路
に光を与える光源に波長を変化させることができ
る光源を用い、光源から出される光の波長を変え
ることによつて二つの光導波路を通つた光がπ／
２の位相差を持つように調整できるように構成し
たものである。
さの光路長差を与えると共にこの二つの光導波路
に光を与える光源に波長を変化させることができ
る光源を用い、光源から出される光の波長を変え
ることによつて二つの光導波路を通つた光がπ／
２の位相差を持つように調整できるように構成し
たものである。
従つてこの発明によれば二つの光導波路の光路
長差は加工が可能な適当な長さに選定すればよ
く、二つの光導波路を容易に作ることができる。
長差は加工が可能な適当な長さに選定すればよ
く、二つの光導波路を容易に作ることができる。
然も二つの光導波路を通つた光の位相がπ／２
の位相差を持つようにするには光源から出される
光の波長を変えればよいため、その調整は容易で
ある。
の位相差を持つようにするには光源から出される
光の波長を変えればよいため、その調整は容易で
ある。
よつてこの発明によれば製造が容易で然も使い
勝手のよい光変調器を提供することができる。
勝手のよい光変調器を提供することができる。
「実施例」
第１図にこの発明の一実施例を示す。図中１は
例えばニオブ酸リチウム結晶から成る結晶基板、
２および３はこの結晶基板１に形成した光導波路
を示す。
例えばニオブ酸リチウム結晶から成る結晶基板、
２および３はこの結晶基板１に形成した光導波路
を示す。
この発明においてはこれら二つの光導波路２と
３の何れか一方に加工可能な長さの光路差を与え
るための延長部３Ａを形成する。つまりこの例で
は被測定電圧を与えるための電極４Ａと４Ｂを形
成しない側の光導波路３に延長部３Ａを形成した
場合を示す。
３の何れか一方に加工可能な長さの光路差を与え
るための延長部３Ａを形成する。つまりこの例で
は被測定電圧を与えるための電極４Ａと４Ｂを形
成しない側の光導波路３に延長部３Ａを形成した
場合を示す。
延長部３Ａを形成したことによる光導波路２と
３との光路長差Δは光源５から出射される光が
光導波路３を通過したとき、光導波路２を通過し
た光の位相に対し数10波長〜数100波長分程度の
遅延量（位相差）が生じる長さとすればよい。
３との光路長差Δは光源５から出射される光が
光導波路３を通過したとき、光導波路２を通過し
た光の位相に対し数10波長〜数100波長分程度の
遅延量（位相差）が生じる長さとすればよい。
ここでこの発明では光源５に光の波長を変化さ
せることができる光源を用いる。レーザ光源は発
光部の温度を変えたり、発光部に与える電流を変
化させると光の波長が変わることが知られてお
り、波長を可変できるレーザ光源も市販されてい
る。
せることができる光源を用いる。レーザ光源は発
光部の温度を変えたり、発光部に与える電流を変
化させると光の波長が変わることが知られてお
り、波長を可変できるレーザ光源も市販されてい
る。
この発明ではこのように波長を調整することが
できる光源５を用い、二つの光導波路２と３に与
える光の波長を変化させる。
できる光源５を用い、二つの光導波路２と３に与
える光の波長を変化させる。
二つの光導波路２と３には先に説明したように
光の波長λと比較して十分大きな光路長差が与え
られている。光源５の波長λをλ（１＋δ）に変
えた場合、光導波路２と３との位相差Δφの変化
量ｄ（Δφ）は ｄ（Δφ）＝360×（Δ・ｎ／λ−Δ・
ｎ／λ（１＋δ））≒360Δ・ｎ／λ・δ……(1) となる。但しδ≪１であり、ｎは光導波路２と３
内の屈折率である。具体的な数値としてλ＝
0.83μm，ｎ＝2.25，Δ＝75μmを選び、波長を
λ′＝0.831μm（δ＝1.2×10-3）にシフトさせたと
すると、ｄ（Δφ）≒990°となる。
光の波長λと比較して十分大きな光路長差が与え
られている。光源５の波長λをλ（１＋δ）に変
えた場合、光導波路２と３との位相差Δφの変化
量ｄ（Δφ）は ｄ（Δφ）＝360×（Δ・ｎ／λ−Δ・
ｎ／λ（１＋δ））≒360Δ・ｎ／λ・δ……(1) となる。但しδ≪１であり、ｎは光導波路２と３
内の屈折率である。具体的な数値としてλ＝
0.83μm，ｎ＝2.25，Δ＝75μmを選び、波長を
λ′＝0.831μm（δ＝1.2×10-3）にシフトさせたと
すると、ｄ（Δφ）≒990°となる。
位相差Δφがπ／２となるように調整するには
次の如くして行なわれる。
次の如くして行なわれる。
光源５から適当な波長λを持つ光を二つの光導
波路２と３に与え、その合波した光を受光器６に
与える。受光器６で合波した光を受光した状態で
光源５の光の波長λを変化させる。
波路２と３に与え、その合波した光を受光器６に
与える。受光器６で合波した光を受光した状態で
光源５の光の波長λを変化させる。
波長λが変化することによつて二つの光導波路
２と３を通過する光の位相差は第１式に従つて変
化する。
２と３を通過する光の位相差は第１式に従つて変
化する。
従つて受光器６に電気出力は第２図に示した曲
線Ａに従つて変化し、電気出力のピーク点APと
最小点ABを検出する。つまりピーク点APは同相
状態を示し、最小点ABは位相差がπの状態を示
す。
線Ａに従つて変化し、電気出力のピーク点APと
最小点ABを検出する。つまりピーク点APは同相
状態を示し、最小点ABは位相差がπの状態を示
す。
従つて受光器６の電気出力がピーク点APと最
小点ABの中間、つまりピーク点APにおける電気
出力IPの値の1/2の値となる波長に設定すること
によつて二つの光導波路２と３を通る光の位相差
Δφをπ／２の状態に設定したことになる。
小点ABの中間、つまりピーク点APにおける電気
出力IPの値の1/2の値となる波長に設定すること
によつて二つの光導波路２と３を通る光の位相差
Δφをπ／２の状態に設定したことになる。
位相差Δφがπ／２の位置で電極４Ａと４Ｂに
被測定電圧信号Ｂ（第２図曲線Ｂ）を与えること
によつて、被測定電圧信号Ｂは光導波路２を通る
光の位相を変化させる。その位相の変化によつて
位相差Δφが変化し、受光器６に入射する光の量
が曲線Ａの傾斜に従つて変化し、第２図に曲線Ｃ
で示す電気出力信号が得られる。
被測定電圧信号Ｂ（第２図曲線Ｂ）を与えること
によつて、被測定電圧信号Ｂは光導波路２を通る
光の位相を変化させる。その位相の変化によつて
位相差Δφが変化し、受光器６に入射する光の量
が曲線Ａの傾斜に従つて変化し、第２図に曲線Ｃ
で示す電気出力信号が得られる。
「発明の効果」
上述したようにこの発明によれば、二つの光導
波路２と３にこれに通過させる光の波長λに比較
して充分長い例えば波長λの数10〜数100倍程度
の光路長差を持たせると共に、この二つの光導波
路２と３に光を与える光源５の光の波長を変化さ
せる構成にし、光源５から出射される光の波長を
調整することによつて二つの光導波路２と３を通
過した光の位相差Δφを自由に調整することがで
きる構成としたから、光変調動作の中心を最も変
調感度が高いπ／２の位相差の位置に容易に設定
することができる。
波路２と３にこれに通過させる光の波長λに比較
して充分長い例えば波長λの数10〜数100倍程度
の光路長差を持たせると共に、この二つの光導波
路２と３に光を与える光源５の光の波長を変化さ
せる構成にし、光源５から出射される光の波長を
調整することによつて二つの光導波路２と３を通
過した光の位相差Δφを自由に調整することがで
きる構成としたから、光変調動作の中心を最も変
調感度が高いπ／２の位相差の位置に容易に設定
することができる。
従つてこの発明によれば二つの光導波路２と３
に与える光路長の差を光の波長λの数10〜数100
倍程度に選定できることから、光導波路２と３の
製造を容易に行なうことができる。
に与える光路長の差を光の波長λの数10〜数100
倍程度に選定できることから、光導波路２と３の
製造を容易に行なうことができる。
然も位相差Δφは二つの光導波路２と３の光路
差によつて一義的に決まるものでないから、光路
差の精度は高精度を要求しない。よつてこの点で
も製造が容易である。
差によつて一義的に決まるものでないから、光路
差の精度は高精度を要求しない。よつてこの点で
も製造が容易である。
また光変調の動作点を常にπ／２の位置で動作
させることができるから、常に変調感度の高い位
置で動作させることができ、被測定電圧を感度よ
く検出することができる。
させることができるから、常に変調感度の高い位
置で動作させることができ、被測定電圧を感度よ
く検出することができる。
更に位相差π／２の位置で変調動作を行なわせ
ることができるから変調出力信号は被測定信号の
波形と一致し、直線性のよい光変調器を得ること
がでる。
ることができるから変調出力信号は被測定信号の
波形と一致し、直線性のよい光変調器を得ること
がでる。
第１図はこの発明の一実施例を説明するための
ブロツク図、第２図はこの発明の動作を説明する
ためのグラフ、第３図は従来の技術を説明するた
めのブロツク図、第４図及び第５図は従来の技術
を説明するための平面図である。 １……光学結晶基板、２，３……光導波路、４
Ａ，４Ｂ……電極、５……光源、６……受光器、
７……被測定信号源。
ブロツク図、第２図はこの発明の動作を説明する
ためのグラフ、第３図は従来の技術を説明するた
めのブロツク図、第４図及び第５図は従来の技術
を説明するための平面図である。 １……光学結晶基板、２，３……光導波路、４
Ａ，４Ｂ……電極、５……光源、６……受光器、
７……被測定信号源。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ Ａ 光源から発せられた光を二分岐し、この
二分岐した光を再び合波して受光器に入射させ
る二つの光導波路を具備し、何れか一方の光導
波路に沿つて電極が設けられ、この電極に変調
信号を与え、この変調信号によつて一方の光導
波路を通過する光の位相を変化させ、その位相
の変化によつて合波された光の光量を変化させ
るようにした光変調器において、 Ｂ 上記二つの光導波路にこれを通過する光の波
長より十分長い光路差を与えると共に、上記光
源に波長を変化させることができる光源を用
い、光の波長を調整して上記二つの光導波路を
通過した光の位相差を調整し、光変調器の動作
点を設定できるようにしたことを特徴とする光
変調器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15749389A JPH0321916A (ja) | 1989-06-19 | 1989-06-19 | 光変調器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15749389A JPH0321916A (ja) | 1989-06-19 | 1989-06-19 | 光変調器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0321916A JPH0321916A (ja) | 1991-01-30 |
| JPH059772B2 true JPH059772B2 (ja) | 1993-02-05 |
Family
ID=15650894
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15749389A Granted JPH0321916A (ja) | 1989-06-19 | 1989-06-19 | 光変調器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0321916A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR0156870B1 (ko) * | 1989-09-05 | 1998-12-01 | 마에다 가쓰노스케 | 비원형단면 탄소섬유의 제조방법 및 이를 이용한 복합재료 |
| JP2817295B2 (ja) * | 1989-12-14 | 1998-10-30 | 富士通株式会社 | 光変調器 |
| NL9101835A (nl) * | 1991-11-01 | 1993-06-01 | Nederland Ptt | Geintegreerde optische component. |
| JP2012112886A (ja) * | 2010-11-26 | 2012-06-14 | Ntt Electornics Corp | 電界センサおよびｒｆ信号の測定方法 |
| JP6739808B2 (ja) * | 2016-02-25 | 2020-08-12 | 国立大学法人三重大学 | 光ｓｓｂ変調器 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53135662A (en) * | 1977-04-30 | 1978-11-27 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Non-reversible light circuit element |
-
1989
- 1989-06-19 JP JP15749389A patent/JPH0321916A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0321916A (ja) | 1991-01-30 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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