JPH071358B2 - 光可変分岐器 - Google Patents
光可変分岐器Info
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- JPH071358B2 JPH071358B2 JP61292379A JP29237986A JPH071358B2 JP H071358 B2 JPH071358 B2 JP H071358B2 JP 61292379 A JP61292379 A JP 61292379A JP 29237986 A JP29237986 A JP 29237986A JP H071358 B2 JPH071358 B2 JP H071358B2
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- Japan
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- optical
- optical waveguide
- electrode
- length
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光通信、光情報処理等の分野において用いら
れる導波路形光デバイスのうち、１つの光信号を２つの
光路に分岐する光分岐器に関し、特に分岐する際の分岐
比を可変とする光可変分岐器に関する。
れる導波路形光デバイスのうち、１つの光信号を２つの
光路に分岐する光分岐器に関し、特に分岐する際の分岐
比を可変とする光可変分岐器に関する。
従来、導波路形の光分岐器として第３図に示すものが知
られている。第３図に示す光分岐器は通常、方向性結合
形光スイッチとしてよく知られているものであり、その
動作原理は例えば解説的な論文R.C.Alferness,“Guided
−Wave Devices for Optical Communication",IEEE Jou
rnal of Quantum Electronics,vol.QE17,No.6,pp,946−
959,June,1981などに詳しく述べられている。
られている。第３図に示す光分岐器は通常、方向性結合
形光スイッチとしてよく知られているものであり、その
動作原理は例えば解説的な論文R.C.Alferness,“Guided
−Wave Devices for Optical Communication",IEEE Jou
rnal of Quantum Electronics,vol.QE17,No.6,pp,946−
959,June,1981などに詳しく述べられている。
以下、簡単に動作を説明する。同図において１は電気光
学基板、21,22は電気光学基板１の表面近傍に平行隣接
して作製された第1,第２の光導波路、3,4はそれぞれ光
導波路21,22の上に作製された電極、Ｅは電極への印加
電圧、Ｌは基板の長手方向の長さ、すなわち光導波路の
長さである。
学基板、21,22は電気光学基板１の表面近傍に平行隣接
して作製された第1,第２の光導波路、3,4はそれぞれ光
導波路21,22の上に作製された電極、Ｅは電極への印加
電圧、Ｌは基板の長手方向の長さ、すなわち光導波路の
長さである。
２本の光導波路21,22が平行隣接して作製されているた
め、両光導波路間に方向性結合効果が生じ、例えば第１
の光導波路21に入射した入力光パワーP0は２本の光導波
路の間で移行を繰り返しながら伝搬する。ここで、基板
長Ｌとして２本の光導波路間の方向性結合の完全結合長
（すなわち１本の光導波路に入射した光のパワーが他の
一方の光導波路に完全に移行する長さ）L0をとるものと
しておくと、光導波路21より入射した光パワーP0は光導
波路22より出力される。すなわち、光導波路21からの出
力光をP1，光導波路22からの出力光をP2とすると、P2＝
P0，P1＝０という状態が実現される。
め、両光導波路間に方向性結合効果が生じ、例えば第１
の光導波路21に入射した入力光パワーP0は２本の光導波
路の間で移行を繰り返しながら伝搬する。ここで、基板
長Ｌとして２本の光導波路間の方向性結合の完全結合長
（すなわち１本の光導波路に入射した光のパワーが他の
一方の光導波路に完全に移行する長さ）L0をとるものと
しておくと、光導波路21より入射した光パワーP0は光導
波路22より出力される。すなわち、光導波路21からの出
力光をP1，光導波路22からの出力光をP2とすると、P2＝
P0，P1＝０という状態が実現される。
一方、電気光学基板１が電気光学効果を有するため、電
極４に印加電圧Ｅを加えると２本の光導波路の屈折率変
化がおこり、方向性結合の状態を変えることができる。
この時、印加電圧Ｅを調整することにより光導波路21よ
り入射した光パワーP0は光導波路21より出力される。す
なわち、P2＝0,P1＝P0という状態が実現される。
極４に印加電圧Ｅを加えると２本の光導波路の屈折率変
化がおこり、方向性結合の状態を変えることができる。
この時、印加電圧Ｅを調整することにより光導波路21よ
り入射した光パワーP0は光導波路21より出力される。す
なわち、P2＝0,P1＝P0という状態が実現される。
従って、印加電圧Ｅを変えることにより光導波路21より
入射した光を光導波路21から出力する状態と、光導波路
22から出力する状態の間で切り替えることができ、光ス
イッチとして用いることができる。また、印加電圧Ｅを
両状態の間の電圧に設定すれば両状態の中間の状態、す
なわち光導波路21より入射した光を光導波路21と光導波
路22に分岐して出力することができるため光分岐器が実
現される。
入射した光を光導波路21から出力する状態と、光導波路
22から出力する状態の間で切り替えることができ、光ス
イッチとして用いることができる。また、印加電圧Ｅを
両状態の間の電圧に設定すれば両状態の中間の状態、す
なわち光導波路21より入射した光を光導波路21と光導波
路22に分岐して出力することができるため光分岐器が実
現される。
以上で述べたように、第３図の光分岐器で１つの光信号
を２つの光路に分岐することが可能であるが、分岐パワ
ー比を変える場合には印加電圧を分岐比ごとに変える必
要がある。従って、電圧の異なる電源を複数用意するな
どの対策が必要であり制御回路が複雑になるという問題
点があった。
を２つの光路に分岐することが可能であるが、分岐パワ
ー比を変える場合には印加電圧を分岐比ごとに変える必
要がある。従って、電圧の異なる電源を複数用意するな
どの対策が必要であり制御回路が複雑になるという問題
点があった。
本発明の目的は、印加電圧は一定のままで分岐パワー比
を可変することのできる光可変分岐器を提供することに
ある。
を可変することのできる光可変分岐器を提供することに
ある。
上記目的達成のため、本発明では、電気光学効果を有す
る光学基板の表面近傍に２本の互いに平行、隣接した第
１、第２の直線光導波路を形成し、前記光学基板の基板
長を前記２本の光導波路間の方向性結合の完全結合長と
等しくしておき、前記第１の光導波路の上に設けた第１
の電極と前記第２の光導波路の上に設けた第２の電極と
の何れか一方の基準電位を接続し、他方に固定電圧を印
加することにより、前記第１、第２の光導波路の何れか
一方に入射した光が他方に分岐して両光導波路より出力
するようにした光可変分岐器において、 前記固定電圧を印加される方の電極を複数個の区分電極
で構成し、その複数個の区分電極の中から任意所望の個
数の区分電極を選択して固定電圧を印加することによ
り、両光導波路の間で分岐する光の分岐パワー比を、そ
の選択された区分電極の個数に従って可変するようにし
た。
る光学基板の表面近傍に２本の互いに平行、隣接した第
１、第２の直線光導波路を形成し、前記光学基板の基板
長を前記２本の光導波路間の方向性結合の完全結合長と
等しくしておき、前記第１の光導波路の上に設けた第１
の電極と前記第２の光導波路の上に設けた第２の電極と
の何れか一方の基準電位を接続し、他方に固定電圧を印
加することにより、前記第１、第２の光導波路の何れか
一方に入射した光が他方に分岐して両光導波路より出力
するようにした光可変分岐器において、 前記固定電圧を印加される方の電極を複数個の区分電極
で構成し、その複数個の区分電極の中から任意所望の個
数の区分電極を選択して固定電圧を印加することによ
り、両光導波路の間で分岐する光の分岐パワー比を、そ
の選択された区分電極の個数に従って可変するようにし
た。
区分電極に印加される電圧は固定した一種類であり、簡
単なディジタル論理回路により制御可能な光可変分岐器
を提供することができる。
単なディジタル論理回路により制御可能な光可変分岐器
を提供することができる。
第１図は本発明の第１の実施例を示す斜視図である。同
図において１は電気光学基板、21,22はそれぞれ電気光
学基板１の表面近傍に平行隣接して作製された第1,第２
の光導波路、３は光導波路21の上に作製された電極、41
〜48は光導波路22の上に作製された電極であり、同図で
は光導波路の長手方向に電極が８分割されている。一般
には分割数は任意の自然数である。51〜58は各電極41〜
48への電圧印加を制御するスイッチ、Ｅは印加電圧、Ｌ
は基板の長手方向の長さ、すなわち光導波路の長さであ
る。また、L1〜L8は各電極41〜48それぞれの光導波路長
手方向の長さであり、L1〜L8の長さの和はＬである。
図において１は電気光学基板、21,22はそれぞれ電気光
学基板１の表面近傍に平行隣接して作製された第1,第２
の光導波路、３は光導波路21の上に作製された電極、41
〜48は光導波路22の上に作製された電極であり、同図で
は光導波路の長手方向に電極が８分割されている。一般
には分割数は任意の自然数である。51〜58は各電極41〜
48への電圧印加を制御するスイッチ、Ｅは印加電圧、Ｌ
は基板の長手方向の長さ、すなわち光導波路の長さであ
る。また、L1〜L8は各電極41〜48それぞれの光導波路長
手方向の長さであり、L1〜L8の長さの和はＬである。
この実施例の動作は後で説明する。
第２図は本発明の第２の実施例を示す斜視図である。第
１図の場合と同様、１は電気光学基板、21,22は電気光
学基板１の表面近傍に平行隣接して作製された第1,第２
の光導波路、３は光導波路21の上に作製された電極、41
〜45は光導波路22の上に作製された電極であり、同図で
は光導波路の長手方向に電極が５分割されている。一般
には分割数は任意の自然数である。51〜55は各電極41〜
45への電圧印加を制御するスイッチ、Ｅは印加電圧、Ｌ
は基板の長手方向の長さ、すなわち光導波路の長さであ
る。また、L1〜L5は各電極41〜45それぞれの光導波路長
手方向の長さであり、L1〜L5の長さの和はＬである。こ
こで、第２の実施例における光可変分岐器が第１の実施
例における光可変分岐器と異なるのは、電極45の長さL5
が基板長のＬの半分に設定されている点である。すなわ
ち、L5＝L/2となっている。
１図の場合と同様、１は電気光学基板、21,22は電気光
学基板１の表面近傍に平行隣接して作製された第1,第２
の光導波路、３は光導波路21の上に作製された電極、41
〜45は光導波路22の上に作製された電極であり、同図で
は光導波路の長手方向に電極が５分割されている。一般
には分割数は任意の自然数である。51〜55は各電極41〜
45への電圧印加を制御するスイッチ、Ｅは印加電圧、Ｌ
は基板の長手方向の長さ、すなわち光導波路の長さであ
る。また、L1〜L5は各電極41〜45それぞれの光導波路長
手方向の長さであり、L1〜L5の長さの和はＬである。こ
こで、第２の実施例における光可変分岐器が第１の実施
例における光可変分岐器と異なるのは、電極45の長さL5
が基板長のＬの半分に設定されている点である。すなわ
ち、L5＝L/2となっている。
以下、第１図、第２図の実施例としての光可変分岐器の
動作を説明するわけであるが、その前に、第４図は本発
明による光可変分岐器の基本動作を説明するための図で
あるので、この図によって基本動作を説明しておく。
動作を説明するわけであるが、その前に、第４図は本発
明による光可変分岐器の基本動作を説明するための図で
あるので、この図によって基本動作を説明しておく。
同図において１は電気光学基板、21,22は電気光学基板
１の表面近傍に平行隣接して作製された第1,第２の光導
波路、３は光導波路21の上に作製された電極、４は光導
波路22の上に作製された電極であり、その長さはLeであ
る。Ｅは印加電圧、Ｌは基板の長手方向の長さ、すなわ
ち光導波路の長さである。
１の表面近傍に平行隣接して作製された第1,第２の光導
波路、３は光導波路21の上に作製された電極、４は光導
波路22の上に作製された電極であり、その長さはLeであ
る。Ｅは印加電圧、Ｌは基板の長手方向の長さ、すなわ
ち光導波路の長さである。
ここで、基板長Ｌを方向性結合の完全結合長L0とした場
合、印加電圧を加えない場合は従来技術で説明したよう
に、光導波路21に入射した光はすべて光導波路22より出
力される。一方、電極４の長さLe＝Ｌの場合を考える
と、第４図は第３図に示した従来の光分岐回路と同一の
構成となり、電極への印加電圧Ｅを調整することによ
り、光導波路21に入射した光をすべて光導波路21より出
力することができる。
合、印加電圧を加えない場合は従来技術で説明したよう
に、光導波路21に入射した光はすべて光導波路22より出
力される。一方、電極４の長さLe＝Ｌの場合を考える
と、第４図は第３図に示した従来の光分岐回路と同一の
構成となり、電極への印加電圧Ｅを調整することによ
り、光導波路21に入射した光をすべて光導波路21より出
力することができる。
印加電圧をその状態に保ったまま、電極４の長さLeを第
４図のように短くした場合、電極の存在する部分の光導
波路のみ電気光学効果による屈折率変化が起こるため、
光導波路21より入射した光は光導波路21,22に分岐され
て出力される中間状態となり、分岐比は電極長Leにより
決定される。
４図のように短くした場合、電極の存在する部分の光導
波路のみ電気光学効果による屈折率変化が起こるため、
光導波路21より入射した光は光導波路21,22に分岐され
て出力される中間状態となり、分岐比は電極長Leにより
決定される。
第５図は、分岐比が変化する様子を計算した例であり、
横軸は電極４の長さLe、縦軸は光導波路21より出力され
る光パワーP1を入力光パワーP0で規格化したものであ
る。同図より、電極長Le＝０の場合に光導波路22より出
力されていた光が、電極長を長くするに従って光導波路
21に出力され、P1が増加する様子がわかる。
横軸は電極４の長さLe、縦軸は光導波路21より出力され
る光パワーP1を入力光パワーP0で規格化したものであ
る。同図より、電極長Le＝０の場合に光導波路22より出
力されていた光が、電極長を長くするに従って光導波路
21に出力され、P1が増加する様子がわかる。
以上で述べたように、電圧を印加する光導波路部分の長
さを変えることにより、分岐比を変えることができる。
したがって、あらかじめ電極を分割しておき、特定の電
極のみに印加電圧を加えることにより同様の効果が可能
である。
さを変えることにより、分岐比を変えることができる。
したがって、あらかじめ電極を分割しておき、特定の電
極のみに印加電圧を加えることにより同様の効果が可能
である。
例えば第１図で示した第１の実施例において、各電極の
長さL1〜L8の長さを第６図のように設定した場合を例と
して考える。第６図においてL1〜L8の長さはそれぞれ光
導波路21から出力される光パワーが0,1/8,2/8,3/8,4/8,
5/8,6/8,7/8,1となるように選んである。この場合、同
図の曲線は電極長Le＝L0/2の点に対して点対称の関係に
あるため、L5＝L4，L6＝L3，L7＝L2，L8＝L1の関係にな
っている。この時各電極に電圧を印加する場合を“1"、
印加しない場合を“0"と表わして、分岐比が変化する様
子を第７図に示す。
長さL1〜L8の長さを第６図のように設定した場合を例と
して考える。第６図においてL1〜L8の長さはそれぞれ光
導波路21から出力される光パワーが0,1/8,2/8,3/8,4/8,
5/8,6/8,7/8,1となるように選んである。この場合、同
図の曲線は電極長Le＝L0/2の点に対して点対称の関係に
あるため、L5＝L4，L6＝L3，L7＝L2，L8＝L1の関係にな
っている。この時各電極に電圧を印加する場合を“1"、
印加しない場合を“0"と表わして、分岐比が変化する様
子を第７図に示す。
本例は分岐比が1/8ごとの等間隔の場合であるが、さら
に電極長を適宜設定しておくことにより任意の間隔の分
岐比の得られる光可変分岐器が実現可能である。
に電極長を適宜設定しておくことにより任意の間隔の分
岐比の得られる光可変分岐器が実現可能である。
一方、第１の実施例で述べたように各電極の長さがL5＝
L4，L6＝L3，L7＝L2，L8＝L1と対称な関係になっている
場合には所要電極の数を少なくすることができる。この
ような関係は分岐比をｘ（０≦ｘ≦１）と（１−ｘ）と
選ぶ場合に得られる。
L4，L6＝L3，L7＝L2，L8＝L1と対称な関係になっている
場合には所要電極の数を少なくすることができる。この
ような関係は分岐比をｘ（０≦ｘ≦１）と（１−ｘ）と
選ぶ場合に得られる。
例えば第１の実施例において1/8と7/8、2/8と6/8などの
関係に設定する場合である。このような場合、第２図で
示した第２の実施例のように、電極45の長さL5＝L/2と
しておくことにより第１の実施例と同様の動作を行うこ
とができる。例えば、第７図に示した第１の実施例の動
作において光出力P1＝5/8の場合、L1〜L5が“1"、すな
わち電圧の印加されている部分の電極長の合計がL1＋L2
＋L3＋L4＋L5＝L/2＋L5＝L/2＋L4の関係にあるため、第
２の実施例において電極44と45を“1"にした場合の印加
電圧が加わる部分の長さと等しくなる。
関係に設定する場合である。このような場合、第２図で
示した第２の実施例のように、電極45の長さL5＝L/2と
しておくことにより第１の実施例と同様の動作を行うこ
とができる。例えば、第７図に示した第１の実施例の動
作において光出力P1＝5/8の場合、L1〜L5が“1"、すな
わち電圧の印加されている部分の電極長の合計がL1＋L2
＋L3＋L4＋L5＝L/2＋L5＝L/2＋L4の関係にあるため、第
２の実施例において電極44と45を“1"にした場合の印加
電圧が加わる部分の長さと等しくなる。
第７図と同様に第２の実施例について分岐比が変化する
様子を第８図に示す。同図より５個の電極への印加電圧
を制御することにより第１の実施例の場合と同様の動作
が行われていることがわかる。
様子を第８図に示す。同図より５個の電極への印加電圧
を制御することにより第１の実施例の場合と同様の動作
が行われていることがわかる。
なお、第１あるいは第２の実施例では第１光導波路上の
第１電極を一様とし、第２光導波路上の第２電極を長手
方向に複数の小電極に分割した例について説明したが、
この他にも （ａ）第２電極を一様とし、第１電極の方を分割する、 （ｂ）第1,第２電極の両方を、小電極の数，長さとも同
じ様にあるいは、数もしくは長さをちがえて分割する、 （ｃ）分割状態を、長手方向にとらわれずに、例えば２
次元的な島状の分布とする、 などの配置が可能である。
第１電極を一様とし、第２光導波路上の第２電極を長手
方向に複数の小電極に分割した例について説明したが、
この他にも （ａ）第２電極を一様とし、第１電極の方を分割する、 （ｂ）第1,第２電極の両方を、小電極の数，長さとも同
じ様にあるいは、数もしくは長さをちがえて分割する、 （ｃ）分割状態を、長手方向にとらわれずに、例えば２
次元的な島状の分布とする、 などの配置が可能である。
本発明による光可変分岐器では、複数に分割された電極
のうちから分岐比に応じて選択した電極に印加電圧を加
えることにより分岐比を変えることができる。印加電圧
は一種類であり、第７図、第８図で示したように、各電
極に加える電圧は“0",“1"の２状態で表わされる。し
たがって、制御回路は簡略化され、簡単なディジタル論
理回路により制御することが可能となる。
のうちから分岐比に応じて選択した電極に印加電圧を加
えることにより分岐比を変えることができる。印加電圧
は一種類であり、第７図、第８図で示したように、各電
極に加える電圧は“0",“1"の２状態で表わされる。し
たがって、制御回路は簡略化され、簡単なディジタル論
理回路により制御することが可能となる。
第１図は本発明の第１の実施例を示す斜視図、第２図は
本発明の第２の実施例を示す斜視図、第３図は従来の光
可変分岐器を示す斜視図、第４図は本発明による光可変
分岐器の動作原理を説明するための斜視図、第５図は光
パワーの分岐特性を示す特性図、第６図は本発明による
光可変分岐器の電極長を示すための特性図、第７図は第
１の実施例の動作例を示す説明図、第８図は第２の実施
例の動作例を示す説明図である。 符号の説明 １…電気光学基板、21…第１の光導波路、22…第２の光
導波路、3,4…電極、41〜48…電極、51〜58…スイッ
チ、Ｌ…基板長、Ｅ…印加電圧、L1〜L8…電極長、Le…
電極長、P0…入力光パワー、P1，P2…出力光パワー
本発明の第２の実施例を示す斜視図、第３図は従来の光
可変分岐器を示す斜視図、第４図は本発明による光可変
分岐器の動作原理を説明するための斜視図、第５図は光
パワーの分岐特性を示す特性図、第６図は本発明による
光可変分岐器の電極長を示すための特性図、第７図は第
１の実施例の動作例を示す説明図、第８図は第２の実施
例の動作例を示す説明図である。 符号の説明 １…電気光学基板、21…第１の光導波路、22…第２の光
導波路、3,4…電極、41〜48…電極、51〜58…スイッ
チ、Ｌ…基板長、Ｅ…印加電圧、L1〜L8…電極長、Le…
電極長、P0…入力光パワー、P1，P2…出力光パワー
Claims (1)
- 【請求項１】電気光学効果を有する光学基板の表面近傍
に２本の互いに平行、隣接した第１、第２の直線光導波
路を形成し、前記光学基板の基板長を前記２本の光導波
路間の方向性結合の完全結合長と等しくしておき、前記
第１の光導波路の上に設けた第１の電極と前記第２の光
導波路の上に設けた第２の電極との何れか一方に基準電
位を接続し、他方に固定電圧を印加することにより、前
記第１、第２の光導波路の何れか一方に入射した光が他
方に分岐して両光導波路より出力するようにした光可変
分岐器において、 前記固定電圧を印加される方の電極を複数個の区分電極
で構成し、その複数個の区分電極の中から任意所望の個
数の区分電極を選択して固定電圧を印加することによ
り、両光導波路の間で分岐する光の分岐パワー比を、そ
の選択された区分電極の個数に従って可変することを特
徴とする光可変分岐器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61292379A JPH071358B2 (ja) | 1986-12-10 | 1986-12-10 | 光可変分岐器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61292379A JPH071358B2 (ja) | 1986-12-10 | 1986-12-10 | 光可変分岐器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63146018A JPS63146018A (ja) | 1988-06-18 |
| JPH071358B2 true JPH071358B2 (ja) | 1995-01-11 |
Family
ID=17781030
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61292379A Expired - Fee Related JPH071358B2 (ja) | 1986-12-10 | 1986-12-10 | 光可変分岐器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH071358B2 (ja) |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6011333B2 (ja) * | 1977-07-18 | 1985-03-25 | 三菱電機株式会社 | 光スイツチ |
| JPS5936250B2 (ja) * | 1978-11-28 | 1984-09-03 | 日本電信電話株式会社 | 光変調・光スイッチ素子 |
| JPS6015251B2 (ja) * | 1979-01-16 | 1985-04-18 | 日本電信電話株式会社 | 光分波器 |
| JPS5733328A (en) * | 1980-08-08 | 1982-02-23 | Mitsubishi Electric Corp | Degassing tester |
-
1986
- 1986-12-10 JP JP61292379A patent/JPH071358B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63146018A (ja) | 1988-06-18 |
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