JPH06337385A - 光導波路モジュール - Google Patents
光導波路モジュールInfo
- Publication number
- JPH06337385A JPH06337385A JP12962993A JP12962993A JPH06337385A JP H06337385 A JPH06337385 A JP H06337385A JP 12962993 A JP12962993 A JP 12962993A JP 12962993 A JP12962993 A JP 12962993A JP H06337385 A JPH06337385 A JP H06337385A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical waveguide
- optical
- waveguide module
- light wave
- adjusted
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- 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
Abstract
(57)【要約】
【目的】 従来の光導波路モジュールの変調電圧を上げ
ずに、帯域を低下させることなく、そのバイアス点を補
正或いは調整することができ、方向性結合器を含む光ス
イッチや3dBカップラーにおける光波の分配比を容易
に補正或いは調整することのできる光導波路モジュール
を提供することを目的とする。 【構成】 光波を導く導波路と、前記光波を制御する電
極とを備えた光導波路素子の実装した光導波路モジュー
ルにおいて、前記光導波路素子に外力を加え、実効的な
光路長や結合長を変化させ、光変調器の動作点や方向性
結合器のパワー分配比を調整可能(チューナブル)にし
た前記光導波路モジュールである。
ずに、帯域を低下させることなく、そのバイアス点を補
正或いは調整することができ、方向性結合器を含む光ス
イッチや3dBカップラーにおける光波の分配比を容易
に補正或いは調整することのできる光導波路モジュール
を提供することを目的とする。 【構成】 光波を導く導波路と、前記光波を制御する電
極とを備えた光導波路素子の実装した光導波路モジュー
ルにおいて、前記光導波路素子に外力を加え、実効的な
光路長や結合長を変化させ、光変調器の動作点や方向性
結合器のパワー分配比を調整可能(チューナブル)にし
た前記光導波路モジュールである。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光導波路型の変調器、
スイッチ、電界センサに利用する光導波路モジュールに
関する。
スイッチ、電界センサに利用する光導波路モジュールに
関する。
【0002】
【従来の技術】高速で動作する光変調器や光スイッチ
は、大容量、長距離通信を実現するために必須となるキ
−デバイスである。これらのデバイスは、LiNbO3
などの電気光学効果を持った基板に、Tiなどを選択的
に拡散させ、周囲より少し屈折率を上げた、光導波路を
形成して、作られるのが、普通である。この光導波路近
傍に配置された電極で光波を制御して、変調やスイッチ
ングを行なう。このとき、印加する電気信号の動作点
(バイアス点)は、デジタル変調やアナログ変調などの
変調方式の違いや、電界センサ用光導波路などの用途の
違いによって異なる。
は、大容量、長距離通信を実現するために必須となるキ
−デバイスである。これらのデバイスは、LiNbO3
などの電気光学効果を持った基板に、Tiなどを選択的
に拡散させ、周囲より少し屈折率を上げた、光導波路を
形成して、作られるのが、普通である。この光導波路近
傍に配置された電極で光波を制御して、変調やスイッチ
ングを行なう。このとき、印加する電気信号の動作点
(バイアス点)は、デジタル変調やアナログ変調などの
変調方式の違いや、電界センサ用光導波路などの用途の
違いによって異なる。
【0003】図2、3は、各々、従来の動作点シフト型
光導波路と方向性結合型スイッチを示す構成図である。
図4は、マッハ・ツェンダ型変調器の動作特性を表わす
グラフである。この場合、変調方式や用途の違いによ
り、曲線、、で示される動作特性となるように調
整を行なう必要が生じる。このような動作点の調整法に
は、変調電圧に直流バイアスをかけることが考えられる
が、直流電圧印加による動作点の経時変化、即ちDCド
リフトが生じるという問題点がある。
光導波路と方向性結合型スイッチを示す構成図である。
図4は、マッハ・ツェンダ型変調器の動作特性を表わす
グラフである。この場合、変調方式や用途の違いによ
り、曲線、、で示される動作特性となるように調
整を行なう必要が生じる。このような動作点の調整法に
は、変調電圧に直流バイアスをかけることが考えられる
が、直流電圧印加による動作点の経時変化、即ちDCド
リフトが生じるという問題点がある。
【0004】そこで、図2の光学構成で示すように、光
導波路を左右非対称の長さにし、光導波路長差を生じさ
せ、動作点を調整することが行なわれている。この構成
により、バイアス点を調整することができるが、2つの
光導波路の間隔Dを対称配置の状態よりも、大きくしな
ければならず。これに伴う電極形状の制約により、変調
電圧の上昇を招いたり、変調帯域が低下するという欠点
があった。
導波路を左右非対称の長さにし、光導波路長差を生じさ
せ、動作点を調整することが行なわれている。この構成
により、バイアス点を調整することができるが、2つの
光導波路の間隔Dを対称配置の状態よりも、大きくしな
ければならず。これに伴う電極形状の制約により、変調
電圧の上昇を招いたり、変調帯域が低下するという欠点
があった。
【0005】一方、図3に示すような方向性結合型スイ
ッチの構造や、光3dBカップラーなどは、入力光P0
を方向性結合部(間隔g、結合長l)を介して、光強度
P1、P2 に分ける機能を有する。このときの光パワー
の分配比は、方向性結合部の間隔gと結合長lを適切に
選ぶことで調整することができる。然し乍ら、この方向
性結合型光導波路は、製作条件の微妙な違いや基板の屈
折率分布などの影響を大きく受け、光波の分配比がバラ
ツクという欠点があった。また、出来上がってしまった
デバイスの光波分配比は、固定されたままであり、補正
や微調整などができないという問題があった。
ッチの構造や、光3dBカップラーなどは、入力光P0
を方向性結合部(間隔g、結合長l)を介して、光強度
P1、P2 に分ける機能を有する。このときの光パワー
の分配比は、方向性結合部の間隔gと結合長lを適切に
選ぶことで調整することができる。然し乍ら、この方向
性結合型光導波路は、製作条件の微妙な違いや基板の屈
折率分布などの影響を大きく受け、光波の分配比がバラ
ツクという欠点があった。また、出来上がってしまった
デバイスの光波分配比は、固定されたままであり、補正
や微調整などができないという問題があった。
【0006】また、特開平4−34516号には、電気
光学効果と光弾性効果を有する基板上に、分岐光導波路
を有する光導波路と分岐光導波路を伝播する光の間に位
相差を生じさせるように設けられた変調用電極とを少な
くとも設け、光ファイバー結合端子と変調用信号入力端
子とを少なくとも備えた筐体に収納してなるマッハ・ツ
ェンダ型光変調器において、分岐光導波路の少なくとも
一方の上、又は、その近傍に圧力を加える圧力印加手段
を有し、基板内部に光弾性効果を生じさせ、変調動作点
を変えることにより、調整することが開示されている。
従って、この方法では、光弾性効果のない材料或いは光
弾性効果の少ない材料の基板では、不可能であり、バイ
アス可変範囲が、±1.5V程度と小さく、更に、圧力
でバイアス点を調整するために、制御し難く、温度安定
性が悪いものである。
光学効果と光弾性効果を有する基板上に、分岐光導波路
を有する光導波路と分岐光導波路を伝播する光の間に位
相差を生じさせるように設けられた変調用電極とを少な
くとも設け、光ファイバー結合端子と変調用信号入力端
子とを少なくとも備えた筐体に収納してなるマッハ・ツ
ェンダ型光変調器において、分岐光導波路の少なくとも
一方の上、又は、その近傍に圧力を加える圧力印加手段
を有し、基板内部に光弾性効果を生じさせ、変調動作点
を変えることにより、調整することが開示されている。
従って、この方法では、光弾性効果のない材料或いは光
弾性効果の少ない材料の基板では、不可能であり、バイ
アス可変範囲が、±1.5V程度と小さく、更に、圧力
でバイアス点を調整するために、制御し難く、温度安定
性が悪いものである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明は、前
記のような、従来の光導波路モジュールの動作電圧を上
げずに、帯域を低下させることなく、そのバイアス点を
補正或いは調整することができる光導波路素子モジュー
ルを提供することを目的とする。また、本発明は、方向
性結合器を含む光スイッチや3dBカップラーにおける
光波の分配比を容易に補正或いは調整することのできる
光導波路モジュールを提供することを目的とする。
記のような、従来の光導波路モジュールの動作電圧を上
げずに、帯域を低下させることなく、そのバイアス点を
補正或いは調整することができる光導波路素子モジュー
ルを提供することを目的とする。また、本発明は、方向
性結合器を含む光スイッチや3dBカップラーにおける
光波の分配比を容易に補正或いは調整することのできる
光導波路モジュールを提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の技術的
な課題の解決のために、光波を導く導波路が形成された
光導波路素子おいて、前記光導波路素子の側面から外力
を加え、前記光導波路素子を変形させたことを特徴とす
る前記光導波路モジュールを提供する。また、光導波路
モジュールは、入射された光波を2分岐し、各々の光導
波路に伝搬する光波間に位相差を生じさせるマッハ・ツ
ェンダ型光変調器であり、変調器の動作点を、前記光導
波路素子を変形させることにより調整した光導波路モジ
ュールを提供する。また、光波が伝搬する第1の光導波
路と、前記の光導波路に近接する第2の光導波に、前記
光波のエネルギーの少なくとも一部が導かれる方向性結
合器により、第2の光導波路に分配される光波エネルギ
ーの分配比を、光導波路素子を変形させることにより、
調整したモジュールが好適である。
な課題の解決のために、光波を導く導波路が形成された
光導波路素子おいて、前記光導波路素子の側面から外力
を加え、前記光導波路素子を変形させたことを特徴とす
る前記光導波路モジュールを提供する。また、光導波路
モジュールは、入射された光波を2分岐し、各々の光導
波路に伝搬する光波間に位相差を生じさせるマッハ・ツ
ェンダ型光変調器であり、変調器の動作点を、前記光導
波路素子を変形させることにより調整した光導波路モジ
ュールを提供する。また、光波が伝搬する第1の光導波
路と、前記の光導波路に近接する第2の光導波に、前記
光波のエネルギーの少なくとも一部が導かれる方向性結
合器により、第2の光導波路に分配される光波エネルギ
ーの分配比を、光導波路素子を変形させることにより、
調整したモジュールが好適である。
【0009】
【作用】本発明による光導波路素子モジュールでは、光
導波路が形成された光導波路素子の側面から外力を加え
られ光導波路素子が変形するため、基板上に形成された
光導波路の光路長が変化する。この光路長の変化は、光
導波路がマッハ・ツェンダ型導波路の場合、2本の各々
の導波路間の光路長の変化であり、従って、動作点変化
になる。また、方向性結合器の場合、この光路長の変化
は、導波路間の結合係数の変化になり、光エネルギーの
分配比の変化になる。即ち、本発明によって電気的な制
御を全くすることなしに、動作点や光の分配比を調整可
能にすることができる。
導波路が形成された光導波路素子の側面から外力を加え
られ光導波路素子が変形するため、基板上に形成された
光導波路の光路長が変化する。この光路長の変化は、光
導波路がマッハ・ツェンダ型導波路の場合、2本の各々
の導波路間の光路長の変化であり、従って、動作点変化
になる。また、方向性結合器の場合、この光路長の変化
は、導波路間の結合係数の変化になり、光エネルギーの
分配比の変化になる。即ち、本発明によって電気的な制
御を全くすることなしに、動作点や光の分配比を調整可
能にすることができる。
【0010】次に、本発明を具体的に実施例により説明
するが、本発明はそれらによって限定されるものではな
い。
するが、本発明はそれらによって限定されるものではな
い。
【0011】
【実施例】図1は、本発明による光導波路モジュール
を、マッハ・ツェンダ型光変調器を例にして示す平面図
である。この光導波路は、ZーカットのLiNbO3 基
板1に、金属Tiを、厚、約80nm、幅7μmでパタ
ーン蒸着し、リフトオフした後、約1000℃、10時
間空気中で、熱拡散させることにより、光導波路2を形
成している。この後、電極による光の吸収損失を防ぐた
めに、SiO2 バッファー層を400nm成膜し、この
バッファー層を介して光導波路真上に制御用電極3を、
Ti、Auの順に蒸着した。Ti、Auの膜は、各々、
200Å、2000Åとした。この後、Auメッキによ
り電極を10μmにまで厚くした。
を、マッハ・ツェンダ型光変調器を例にして示す平面図
である。この光導波路は、ZーカットのLiNbO3 基
板1に、金属Tiを、厚、約80nm、幅7μmでパタ
ーン蒸着し、リフトオフした後、約1000℃、10時
間空気中で、熱拡散させることにより、光導波路2を形
成している。この後、電極による光の吸収損失を防ぐた
めに、SiO2 バッファー層を400nm成膜し、この
バッファー層を介して光導波路真上に制御用電極3を、
Ti、Auの順に蒸着した。Ti、Auの膜は、各々、
200Å、2000Åとした。この後、Auメッキによ
り電極を10μmにまで厚くした。
【0012】ここで、光導波路の幅は、すべて7μmと
し、導波路の分岐間隔は、15μmとした。このチップ
の片端を素子固定部6に固定し、他端を外力調整棒4で
自由に押すことができるようにした。このとき、素子の
変形が滑らかに全体的に起こるように、素子は、固定部
6でのみ固着され、その他の部分は、素子固定台には接
着されていない。この状態で光導波路の入出射部に光フ
ァイバーを、紫外線硬化接着剤で固着した。ここで、外
力調整棒4を静かに押し進めて行くと、最初の変調曲線
は、図4のの曲線で示す状態であったものが、約d=
0.5mmのとき、の曲線で示す状態に、d=1.0
mmのとき、の曲線で示す状態に、滑らかに移り変わ
るものが観測された。即ち、バイアス点(動作点)が、
外力により調整することができた。
し、導波路の分岐間隔は、15μmとした。このチップ
の片端を素子固定部6に固定し、他端を外力調整棒4で
自由に押すことができるようにした。このとき、素子の
変形が滑らかに全体的に起こるように、素子は、固定部
6でのみ固着され、その他の部分は、素子固定台には接
着されていない。この状態で光導波路の入出射部に光フ
ァイバーを、紫外線硬化接着剤で固着した。ここで、外
力調整棒4を静かに押し進めて行くと、最初の変調曲線
は、図4のの曲線で示す状態であったものが、約d=
0.5mmのとき、の曲線で示す状態に、d=1.0
mmのとき、の曲線で示す状態に、滑らかに移り変わ
るものが観測された。即ち、バイアス点(動作点)が、
外力により調整することができた。
【0013】この実施例では、マッハ・ツェンダ型光変
調器を上げたが、図3に示すような方向性結合器の光パ
ワーの分配比の調整も同じように、行なうことができ
る。また、使用する基板は、LiNbO3以外のTaN
bO3やPLZTなどの電気光学効果を有するものなら
ば、どれでも使用できることは言うまでもない。外力を
加える方法も、本発明の趣旨に沿うものであれば、以上
の説明の外のものも良い。
調器を上げたが、図3に示すような方向性結合器の光パ
ワーの分配比の調整も同じように、行なうことができ
る。また、使用する基板は、LiNbO3以外のTaN
bO3やPLZTなどの電気光学効果を有するものなら
ば、どれでも使用できることは言うまでもない。外力を
加える方法も、本発明の趣旨に沿うものであれば、以上
の説明の外のものも良い。
【0014】図5は、本発明の一実施例で、d=0.5
mmの光導波路モジュールにおける、温度安定性を示す
グラフである。温度が30℃変化しても、これにより動
作点は、0.2V程度しか変動しないもので、このモジ
ュールの半波長電圧が、λ=1.55μmの波長で、
4.8Vであったことから大変安定していることが分か
った。また、モジュール素子によって製作状態が異なる
ために生じる初期動作点のバラツキも、外力調整により
非常に簡単に調整できることが分かった。また、半波長
電圧も従来のものと変わらず、駆動電圧の上昇は、なか
った。変調帯域も低下していないことが確認された。
mmの光導波路モジュールにおける、温度安定性を示す
グラフである。温度が30℃変化しても、これにより動
作点は、0.2V程度しか変動しないもので、このモジ
ュールの半波長電圧が、λ=1.55μmの波長で、
4.8Vであったことから大変安定していることが分か
った。また、モジュール素子によって製作状態が異なる
ために生じる初期動作点のバラツキも、外力調整により
非常に簡単に調整できることが分かった。また、半波長
電圧も従来のものと変わらず、駆動電圧の上昇は、なか
った。変調帯域も低下していないことが確認された。
【0015】以上の実施例では、マッハ・ツェンダ型光
変調器を用いて、説明したが、光スイッチや導波路型偏
光補償器等にも、同様に、利用することができること
は、明らかである。また、基板材料としては、LiNb
O3 結晶の他に、PLZTやLiTaO3 等、光導波路
を形成することができる材料すべてに対して、利用する
ことができる。
変調器を用いて、説明したが、光スイッチや導波路型偏
光補償器等にも、同様に、利用することができること
は、明らかである。また、基板材料としては、LiNb
O3 結晶の他に、PLZTやLiTaO3 等、光導波路
を形成することができる材料すべてに対して、利用する
ことができる。
【0016】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の光導波路
モジュールの構造により、次のような顕著な技術的効果
が得られた。第1に、光変調器の動作点を、駆動電圧の
上昇や帯域の低下を招くことなしに、簡単に調整するこ
とができ、しかも、温度安定性の高い光導波路モジュー
ルを提供した。第2に、方向性結合器の光パワー分配比
を調整することができる利点がある光導波路モジュール
を得ることができた。
モジュールの構造により、次のような顕著な技術的効果
が得られた。第1に、光変調器の動作点を、駆動電圧の
上昇や帯域の低下を招くことなしに、簡単に調整するこ
とができ、しかも、温度安定性の高い光導波路モジュー
ルを提供した。第2に、方向性結合器の光パワー分配比
を調整することができる利点がある光導波路モジュール
を得ることができた。
【図1】本発明の光導波路モジュールの1例の構造を示
す平面図である。
す平面図である。
【図2】従来の光導波路モジュール、動作点シフト型光
導波路を示す平面図である。
導波路を示す平面図である。
【図3】従来の方向性結合型スイッチを示す平面図であ
る。
る。
【図4】マッハ・ツェンダ型光変調器の動作特性を示す
グラフである。
グラフである。
【図5】本発明の光導波路モジュールの1実施例による
温度変化に対するバイアス点変動を示すグラフである。
温度変化に対するバイアス点変動を示すグラフである。
1 LiNbO3 基板 2 光導波路 3 制御電極 4 外力調整棒 5 素子固定台 6 素子固定部
フロントページの続き (72)発明者 佐久間 満 千葉県船橋市豊富町585番地 住友セメン ト株式会社中央研究所内
Claims (3)
- 【請求項1】 光波を導く導波路が形成された光導波路
素子を有する光導波路モジュールおいて、 前記光導波路素子の側面から外力を加え、前記光導波路
素子を変形させる機構を有することを特徴とする前記光
導波路モジュール。 - 【請求項2】 前記光導波路モジュールは、入射された
光波を2分岐し、各々の光導波路に伝搬する光波間に位
相差を生じさせるマッハ・ツェンダ型光変調器であり、
前記の変調器の動作点を、前記光導波路素子を変形させ
ることにより調整したことを特徴とする請求項1に記載
の光導波路モジュール。 - 【請求項3】 光波が伝搬する第1の光導波路と、前記
の第1の光導波路に近接する第2の光導波路に、前記光
波のエネルギーの少なくとも一部が導かれる方向性結合
器において、該第2の光導波路に分配される光波エネル
ギーの分配比を、前記光導波路素子を変形させる機構に
より、調整したことを特徴とする請求項1或いは2に記
載の光導波路モジュール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12962993A JPH06337385A (ja) | 1993-05-31 | 1993-05-31 | 光導波路モジュール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12962993A JPH06337385A (ja) | 1993-05-31 | 1993-05-31 | 光導波路モジュール |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06337385A true JPH06337385A (ja) | 1994-12-06 |
Family
ID=15014224
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12962993A Pending JPH06337385A (ja) | 1993-05-31 | 1993-05-31 | 光導波路モジュール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06337385A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008217029A (ja) * | 2008-04-14 | 2008-09-18 | Anritsu Corp | 光変調デバイス |
-
1993
- 1993-05-31 JP JP12962993A patent/JPH06337385A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008217029A (ja) * | 2008-04-14 | 2008-09-18 | Anritsu Corp | 光変調デバイス |
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