JPH0728006A - 光学バイアス調整方法及び導波路型光変調デバイス並びに導波光への位相差付与方法 - Google Patents
光学バイアス調整方法及び導波路型光変調デバイス並びに導波光への位相差付与方法Info
- Publication number
- JPH0728006A JPH0728006A JP16815693A JP16815693A JPH0728006A JP H0728006 A JPH0728006 A JP H0728006A JP 16815693 A JP16815693 A JP 16815693A JP 16815693 A JP16815693 A JP 16815693A JP H0728006 A JPH0728006 A JP H0728006A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical
- waveguide
- optical waveguide
- phase shift
- modulation device
- 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
Links
Landscapes
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 光導波路上に応力（歪み）を加えることで、
光導波路の屈折率を変化させて位相差を調整することが
できる光学バイアス調整方法及び導波路型光変調デバイ
ス並びに導波光への位相差付与方法を提供する。 【構成】 マッハツェンダー干渉計２の分岐された一方
の光導波路７の一部分に１５００オングストロームの膜
厚のＳｉＯ2 をスパッタする。ＬｉＮｂＯ3 基板１１上
に、チタンを９００〜１１００℃の温度で数時間熱拡散
して形成された入力光導波路１２、位相シフト光導波路
１３，１４、出力光導波路１５を形成する。一方位相シ
フト光導波路１４上の一部にバッファー層１６が設けら
れていない部分１１０を形成する。バッファー層１６が
設けられていない部分１１０の一部に、シアノアクリレ
ート系高分子接着剤１１１を塗布する。
光導波路の屈折率を変化させて位相差を調整することが
できる光学バイアス調整方法及び導波路型光変調デバイ
ス並びに導波光への位相差付与方法を提供する。 【構成】 マッハツェンダー干渉計２の分岐された一方
の光導波路７の一部分に１５００オングストロームの膜
厚のＳｉＯ2 をスパッタする。ＬｉＮｂＯ3 基板１１上
に、チタンを９００〜１１００℃の温度で数時間熱拡散
して形成された入力光導波路１２、位相シフト光導波路
１３，１４、出力光導波路１５を形成する。一方位相シ
フト光導波路１４上の一部にバッファー層１６が設けら
れていない部分１１０を形成する。バッファー層１６が
設けられていない部分１１０の一部に、シアノアクリレ
ート系高分子接着剤１１１を塗布する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電気光学効果を有する
光学結晶基板上に屈折率を高くした光導波路を形成し、
入射される光に対して位相変調を行う光導波路型デバイ
スの光学バイアス（偏椅）調整方法、及び、光波の変
調、光路の切り換え等を行う光変調デバイス、特に基板
中に形成された光導波路を用いて、導波光を制御する導
波路型光変調デバイス並びに導波光への位相差付与方法
に関する。
光学結晶基板上に屈折率を高くした光導波路を形成し、
入射される光に対して位相変調を行う光導波路型デバイ
スの光学バイアス（偏椅）調整方法、及び、光波の変
調、光路の切り換え等を行う光変調デバイス、特に基板
中に形成された光導波路を用いて、導波光を制御する導
波路型光変調デバイス並びに導波光への位相差付与方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】光導波路内に入射された光は、電気光学
効果のある結晶基板を用い、この光導波路に電界を印加
することによって電界強度による位相制御が可能であ
る。これを応用したものに光導波路型マッハツェンダー
干渉計がある。入射された光を２等分して、分けられた
光の一方または両方の導波路に、結晶軸（Ｃ軸）に平行
な電界を印加して、２つの光導波路を通る光の位相差を
π／２にした後、合波させることによって、出射される
光を発散させて出射導波光強度を０にする。この時、印
加する電界をかけなければ、両者の位相ズレは発生しな
いので、合波後の光強度は素子内の損失を考えなけれ
ば、原理的には出射強度と同一強度になる。
効果のある結晶基板を用い、この光導波路に電界を印加
することによって電界強度による位相制御が可能であ
る。これを応用したものに光導波路型マッハツェンダー
干渉計がある。入射された光を２等分して、分けられた
光の一方または両方の導波路に、結晶軸（Ｃ軸）に平行
な電界を印加して、２つの光導波路を通る光の位相差を
π／２にした後、合波させることによって、出射される
光を発散させて出射導波光強度を０にする。この時、印
加する電界をかけなければ、両者の位相ズレは発生しな
いので、合波後の光強度は素子内の損失を考えなけれ
ば、原理的には出射強度と同一強度になる。
【０００３】しかし、実際には、光導波路の製作条件に
よって印加電圧が０（Ｖ）であっても、分岐後の光導波
路に位相差が生じてしまい、その分の印加電圧が必要に
なる（光学バイアス調整）。また、使用用途によって、
所定の印加電圧［特に０（Ｖ）］における出射光の強度
を最大としたり、最小としたりする必要性も生じるた
め、この光学バイアス調整は最大の問題となる。
よって印加電圧が０（Ｖ）であっても、分岐後の光導波
路に位相差が生じてしまい、その分の印加電圧が必要に
なる（光学バイアス調整）。また、使用用途によって、
所定の印加電圧［特に０（Ｖ）］における出射光の強度
を最大としたり、最小としたりする必要性も生じるた
め、この光学バイアス調整は最大の問題となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】近年、光導波路作製技
術の進歩により、ある程度の再現性のある要素はできて
いるが、作製プロセスの微妙なずれが生じるため、０
（Ｖ）での出射レーザ光強度のずれは避けられない。そ
こで、このずれを目的の値まで調整する必要があり、従
来の光導波路型マッハツェンダー干渉計では、光学バイ
アス調整は電圧印加や物理的力、温度等により光導波路
部分に歪を与え屈折率を変化させることで行っていた。
しかし、電圧印加による光学バイアス調整では、スイッ
チ電圧の他に常にＤＣ電圧をかけなければならないた
め、用途によっては使用できないばかりか、ＤＣドリフ
トの発生が問題となり、時間的な位相のずれが起こる可
能性があった。 また、物理的な力を直接光導波路に加
えて歪を発生させる方法では、安定性が悪く、光導波路
の破壊を引き起こす虞れがある。更に、光導波路の温度
調節により屈折率を変化させる場合（温度ドリフト）で
は、常に周囲の温度変化に対応しなければならず、使用
環境に制限ができ、温度制御装置が必要になることで、
光変調器の装置全体が大きくなってしまうという欠点が
あった。
術の進歩により、ある程度の再現性のある要素はできて
いるが、作製プロセスの微妙なずれが生じるため、０
（Ｖ）での出射レーザ光強度のずれは避けられない。そ
こで、このずれを目的の値まで調整する必要があり、従
来の光導波路型マッハツェンダー干渉計では、光学バイ
アス調整は電圧印加や物理的力、温度等により光導波路
部分に歪を与え屈折率を変化させることで行っていた。
しかし、電圧印加による光学バイアス調整では、スイッ
チ電圧の他に常にＤＣ電圧をかけなければならないた
め、用途によっては使用できないばかりか、ＤＣドリフ
トの発生が問題となり、時間的な位相のずれが起こる可
能性があった。 また、物理的な力を直接光導波路に加
えて歪を発生させる方法では、安定性が悪く、光導波路
の破壊を引き起こす虞れがある。更に、光導波路の温度
調節により屈折率を変化させる場合（温度ドリフト）で
は、常に周囲の温度変化に対応しなければならず、使用
環境に制限ができ、温度制御装置が必要になることで、
光変調器の装置全体が大きくなってしまうという欠点が
あった。
【０００５】本発明の第１の課題は、光導波路上に応力
（歪み）を加えることで、光導波路の屈折率を変化させ
て位相差を調整することができる光学バイアス調整方法
及び導波路型光変調デバイス並びに導波光への位相差付
与方法を提供することにある。 一方、光通信や光情報
処理システムの分野における技術が進歩し、実用化に向
けて、光波の変調や光路の切り換え等を行う光変調デバ
イスにおいて、より小型化、高速化、高機能化が要求さ
れている。
（歪み）を加えることで、光導波路の屈折率を変化させ
て位相差を調整することができる光学バイアス調整方法
及び導波路型光変調デバイス並びに導波光への位相差付
与方法を提供することにある。 一方、光通信や光情報
処理システムの分野における技術が進歩し、実用化に向
けて、光波の変調や光路の切り換え等を行う光変調デバ
イスにおいて、より小型化、高速化、高機能化が要求さ
れている。
【０００６】これらの光制御デバイスの１つに基板中に
形成した光導波路により構成した導波路型の光変調デバ
イスがある。この光変調デバイスは、小型、高効率、高
速という特徴を有している。
形成した光導波路により構成した導波路型の光変調デバ
イスがある。この光変調デバイスは、小型、高効率、高
速という特徴を有している。
【０００７】一般的に、光スイッチや光変調デバイス等
に使用される光導波路デバイスは、ニオブ酸リチウム
（ＬｉＮｂＯ3 ）等の電気光学効果を有する結晶基板表
面に形成した光導波路に電界を印加し、屈折率を変化さ
せることにより、この導波路中を進行する光信号の強度
変調や位相変調を行うものである。
に使用される光導波路デバイスは、ニオブ酸リチウム
（ＬｉＮｂＯ3 ）等の電気光学効果を有する結晶基板表
面に形成した光導波路に電界を印加し、屈折率を変化さ
せることにより、この導波路中を進行する光信号の強度
変調や位相変調を行うものである。
【０００８】この光スイッチや光変調デバイスには、方
向性結合器型、反射型、分岐干渉型等の種類がある。
向性結合器型、反射型、分岐干渉型等の種類がある。
【０００９】図１２に、従来の分岐干渉型光変調デバイ
スの斜視図を示す。図１２において、入力光導波路１２
への入射光１８は、分岐によりエネルギーが分割され、
位相シフト光導波路１３，１４を通過後、出力光導波路
１５へ合流する。このとき、位相シフト光導波路１３，
１４を通過した光が同位相で合流すれば、損失は小さ
く、出射光１９は大きな光量となるが、位相シフト光導
波路１３，１４を通過した光が互いに逆相となる場合に
は、合流部分で大きな損失が発生し、出射光１９の光量
が小さくなる。
スの斜視図を示す。図１２において、入力光導波路１２
への入射光１８は、分岐によりエネルギーが分割され、
位相シフト光導波路１３，１４を通過後、出力光導波路
１５へ合流する。このとき、位相シフト光導波路１３，
１４を通過した光が同位相で合流すれば、損失は小さ
く、出射光１９は大きな光量となるが、位相シフト光導
波路１３，１４を通過した光が互いに逆相となる場合に
は、合流部分で大きな損失が発生し、出射光１９の光量
が小さくなる。
【００１０】そこで、変調用電極１７への印加電圧の大
きさによって電極下または電極近傍の光導波路の屈折率
が電気光学効果によって変化し、そこを通過する光の位
相が変化するので、印加電圧に対応した光出力が得ら
れ、出射光１９が変調される。
きさによって電極下または電極近傍の光導波路の屈折率
が電気光学効果によって変化し、そこを通過する光の位
相が変化するので、印加電圧に対応した光出力が得ら
れ、出射光１９が変調される。
【００１１】この分岐型光変調器の変調用電極１７への
印加電圧と光出力との関係は、その一例を図１３に示す
ように、光出力が印加電圧に対して周期的に最大値と最
小値をとる。
印加電圧と光出力との関係は、その一例を図１３に示す
ように、光出力が印加電圧に対して周期的に最大値と最
小値をとる。
【００１２】電圧０では原理的には、位相シフト光導波
路を同位相で通過するので、光出力は最大となるが、通
常、製造工程で２つの位相シフト光導波路１３，１４の
間には構造上の差が生じてしまうので、電圧０での光出
力は最大値からずれることがある。
路を同位相で通過するので、光出力は最大となるが、通
常、製造工程で２つの位相シフト光導波路１３，１４の
間には構造上の差が生じてしまうので、電圧０での光出
力は最大値からずれることがある。
【００１３】光変調デバイスにおいて、変調用電極に印
加する変調用電圧は、光出力５０％となるバイアス電圧
と高周波変調信号を重畳したものとなる。
加する変調用電圧は、光出力５０％となるバイアス電圧
と高周波変調信号を重畳したものとなる。
【００１４】通常、導波路型光変調デバイスにＤＣ電圧
成分が長時間印加された場合、結晶基板や基板とバッフ
ァー層の界面、バッファー層と電極の界面等に、電荷が
蓄積して、光導波路中に印加される電界強度が経時的に
変化するＤＣドリフト現象が生じる。
成分が長時間印加された場合、結晶基板や基板とバッフ
ァー層の界面、バッファー層と電極の界面等に、電荷が
蓄積して、光導波路中に印加される電界強度が経時的に
変化するＤＣドリフト現象が生じる。
【００１５】本発明の第２の課題は、導波路型光変調デ
バイスの出射光に対して任意の位相差を付与する方法、
及び、出射光の光出力を任意に調整できる導波路型光変
調デバイスを提供することにある。
バイスの出射光に対して任意の位相差を付与する方法、
及び、出射光の光出力を任意に調整できる導波路型光変
調デバイスを提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、電気光
学効果を有する光学結晶基板上に設置された、この結晶
より屈折率を高くした光導波路により構成される光変調
器の光学バイアス調整方法であって、光導波路上の一部
または複数部の領域に、蒸着法またはスパッタ法により
光透過膜を形成することによって、上記蒸着法またはス
パッタ法により光透過膜を形成した光導波路の一部また
は複数部に伸縮の歪により屈折率変化を起こさせて光導
波路中の光の位相を変動させ、光学バイアスを調整する
ことを特徴とする光学バイアス調整方法が得られる。
学効果を有する光学結晶基板上に設置された、この結晶
より屈折率を高くした光導波路により構成される光変調
器の光学バイアス調整方法であって、光導波路上の一部
または複数部の領域に、蒸着法またはスパッタ法により
光透過膜を形成することによって、上記蒸着法またはス
パッタ法により光透過膜を形成した光導波路の一部また
は複数部に伸縮の歪により屈折率変化を起こさせて光導
波路中の光の位相を変動させ、光学バイアスを調整する
ことを特徴とする光学バイアス調整方法が得られる。
【００１７】また、本発明によれば、電気光学効果を示
す結晶基板上に形成された入力光導波路、この入力光導
波路より分岐した２本の位相シフト光導波路、この２本
の位相シフト光導波路が合流して入射する出力光導波
路、２つの上記位相シフト光導波路上またはその近傍に
形成されたバッファー層、このバッファー層上の上記位
相シフト光導波路近傍に設けた変調用電極からなる分岐
干渉型光変調デバイスにおいて、上記の一方の位相シフ
ト光導波路上またはその近傍の一部にバッファー層を設
けていないことを特徴とする導波路型光変調デバイスが
得られる。
す結晶基板上に形成された入力光導波路、この入力光導
波路より分岐した２本の位相シフト光導波路、この２本
の位相シフト光導波路が合流して入射する出力光導波
路、２つの上記位相シフト光導波路上またはその近傍に
形成されたバッファー層、このバッファー層上の上記位
相シフト光導波路近傍に設けた変調用電極からなる分岐
干渉型光変調デバイスにおいて、上記の一方の位相シフ
ト光導波路上またはその近傍の一部にバッファー層を設
けていないことを特徴とする導波路型光変調デバイスが
得られる。
【００１８】また、本発明によれば、電気光学効果を示
す結晶基板上に形成された入力光導波路、この入力光導
波路より分岐した２本の位相シフト光導波路、この２本
の位相シフト光導波路が合流して入射する出力光導波
路、２つの上記位相シフト光導波路上またはその近傍に
形成されたバッファー層、このバッファー層上の上記位
相シフト光導波路近傍に設けた変調用電極からなる分岐
干渉型光変調デバイスにおいて、２つの上記位相シフト
光導波路上またはその近傍の一部にバッファー層を設け
ていなく、このバッファー層を設けていない部分の面
積、または形状、または位置の少なくとも何れか１つが
互いに異なることを特徴とする導波路型光変調デバイス
が得られる。
す結晶基板上に形成された入力光導波路、この入力光導
波路より分岐した２本の位相シフト光導波路、この２本
の位相シフト光導波路が合流して入射する出力光導波
路、２つの上記位相シフト光導波路上またはその近傍に
形成されたバッファー層、このバッファー層上の上記位
相シフト光導波路近傍に設けた変調用電極からなる分岐
干渉型光変調デバイスにおいて、２つの上記位相シフト
光導波路上またはその近傍の一部にバッファー層を設け
ていなく、このバッファー層を設けていない部分の面
積、または形状、または位置の少なくとも何れか１つが
互いに異なることを特徴とする導波路型光変調デバイス
が得られる。
【００１９】また、本発明によれば、請求項２及び請求
項３記載の導波路型光変調デバイスにおいて、上記バッ
ファー層を設けていない部分の一部または全部に、位相
シフト光導波路部分に応力のかかる透明物質を設けるこ
とにより、位相シフト光導波路の合流部に入射する２つ
の導波光に対して任意の位相差を付与することを特徴と
する導波光への位相差付与方法が得られる。
項３記載の導波路型光変調デバイスにおいて、上記バッ
ファー層を設けていない部分の一部または全部に、位相
シフト光導波路部分に応力のかかる透明物質を設けるこ
とにより、位相シフト光導波路の合流部に入射する２つ
の導波光に対して任意の位相差を付与することを特徴と
する導波光への位相差付与方法が得られる。
【００２０】
【実施例】以下、本発明の実施例を図によって詳細に説
明する。
明する。
【００２１】先ず、請求項１記載の発明の構成について
説明する。この発明では、先ず、電気光学効果を有する
光学結晶基板上に、Ｔｉ熱拡散等により、この結晶より
屈折率の高い光導波路を形成することによって、光導波
路型マッハツェンダー干渉計を製作する。そして、使用
する基板がＸ基板なら、分岐後の光導波路上の一部また
は複数部に光が透過可能な膜を蒸着やスパッタで形成す
ることで、光導波路上の一または複数部に歪みを与える
手法をとる。また、使用する基板がＺ基板なら、分岐後
の光導波路上の一部または複数部を除いた領域全体に光
が透過可能な膜を蒸着やスパッタで形成し、その後、全
体に同様な光透過膜を形成することで、光導波路に与え
る歪みを光導波路上の一部または複数部で変動させる手
法をとる。
説明する。この発明では、先ず、電気光学効果を有する
光学結晶基板上に、Ｔｉ熱拡散等により、この結晶より
屈折率の高い光導波路を形成することによって、光導波
路型マッハツェンダー干渉計を製作する。そして、使用
する基板がＸ基板なら、分岐後の光導波路上の一部また
は複数部に光が透過可能な膜を蒸着やスパッタで形成す
ることで、光導波路上の一または複数部に歪みを与える
手法をとる。また、使用する基板がＺ基板なら、分岐後
の光導波路上の一部または複数部を除いた領域全体に光
が透過可能な膜を蒸着やスパッタで形成し、その後、全
体に同様な光透過膜を形成することで、光導波路に与え
る歪みを光導波路上の一部または複数部で変動させる手
法をとる。
【００２２】このようにして作製した光透過膜は、光導
波路型マッハツェンダー干渉計の分岐した光導波路の一
部または複数部に全体部分とは異なる歪みを与え、それ
によって、歪みを制御でき、歪みを加えた光導波路の任
意量の出力光の位相ずれを起こすことができる。また、
蒸着またはスパッタ法によって形成した膜は、光導波路
に損傷なく、形成後も安定した大きさの歪みを与えるの
で、光導波路への歪みを安定に与えるための装置やバイ
アス電圧調整装置が不要となり、変調器の大きさを小さ
くできる。
波路型マッハツェンダー干渉計の分岐した光導波路の一
部または複数部に全体部分とは異なる歪みを与え、それ
によって、歪みを制御でき、歪みを加えた光導波路の任
意量の出力光の位相ずれを起こすことができる。また、
蒸着またはスパッタ法によって形成した膜は、光導波路
に損傷なく、形成後も安定した大きさの歪みを与えるの
で、光導波路への歪みを安定に与えるための装置やバイ
アス電圧調整装置が不要となり、変調器の大きさを小さ
くできる。
【００２３】上述のように、この膜形成では、光導波路
に損傷を与えずに屈折率変化を発生させることができ、
膜厚による応力制御が可能であることから、膜厚を正確
に制御して任意の位相ずれを起こさせることが可能とな
る。従って、この方法で作製された応力膜は非常に安定
であり、光導波路への歪みが一定に保たれることから、
高精度で安定なバイアス調整が可能となる。
に損傷を与えずに屈折率変化を発生させることができ、
膜厚による応力制御が可能であることから、膜厚を正確
に制御して任意の位相ずれを起こさせることが可能とな
る。従って、この方法で作製された応力膜は非常に安定
であり、光導波路への歪みが一定に保たれることから、
高精度で安定なバイアス調整が可能となる。
【００２４】この発明の実施例として、Ｘｃｕｔ Ｌｉ
ＮｂＯ3 を用いたマッハツェンダー干渉計を作製した
（図１）。その作製条件としては、Ｔｉ膜厚８００ で
熱拡散（１０２５℃＿ｗｅｔＯ2 雰囲気５時間）を行
い、分岐された光導波路に印加電圧をＣ軸方向に印加す
るための電極膜をＣｒ−Ａｕで蒸着形成してある。
ＮｂＯ3 を用いたマッハツェンダー干渉計を作製した
（図１）。その作製条件としては、Ｔｉ膜厚８００ で
熱拡散（１０２５℃＿ｗｅｔＯ2 雰囲気５時間）を行
い、分岐された光導波路に印加電圧をＣ軸方向に印加す
るための電極膜をＣｒ−Ａｕで蒸着形成してある。
【００２５】すなわち、図１は、Ｘｃｕｔ ＬｉＮｂＯ
3 基板１上に、光導波路型マッハツェンダー干渉計２
と、その分岐した光導波路部分を挾む位置にＡｕ−Ｃｒ
電極３を形成している。また、信号端子４とアース端子
５に電圧印加することで、マッハツェンダー干渉計を駆
動する。光の入出力に関しては、光入力がＰ（ＩＮ）、
変調後の光出力Ｐ（ＯＵＴ）となり、方向を矢印で示
す。
3 基板１上に、光導波路型マッハツェンダー干渉計２
と、その分岐した光導波路部分を挾む位置にＡｕ−Ｃｒ
電極３を形成している。また、信号端子４とアース端子
５に電圧印加することで、マッハツェンダー干渉計を駆
動する。光の入出力に関しては、光入力がＰ（ＩＮ）、
変調後の光出力Ｐ（ＯＵＴ）となり、方向を矢印で示
す。
【００２６】図２は、図１のマッハツェンダー干渉計２
に電圧印加したときのスイッチング曲線６を表してお
り、グラフの縦軸Ａが光強度（Ｗ）、横軸Ｂが印加電圧
（Ｖ）を示している。
に電圧印加したときのスイッチング曲線６を表してお
り、グラフの縦軸Ａが光強度（Ｗ）、横軸Ｂが印加電圧
（Ｖ）を示している。
【００２７】このようにして作製されたマッハツェンダ
ー干渉計に印加電圧Ｂを印加したときの光強度Ａのスイ
ッチング特性（図２）は、印加電圧０（Ｖ）で最大とな
っていなかった。
ー干渉計に印加電圧Ｂを印加したときの光強度Ａのスイ
ッチング特性（図２）は、印加電圧０（Ｖ）で最大とな
っていなかった。
【００２８】そこで、図３に示すように、このマッハツ
ェンダー干渉計２の分岐された一方の光導波路７の一部
分（幅１５ｍｍ）に１５００ の膜厚のＳｉＯ2 をスパ
ッタした。こうして作製されたマッハツェンダー干渉計
に印加電圧Ｂを印加したときの光強度Ａのスイッチング
特性は、図４に曲線８で示すように、印加電圧０（Ｖ）
で最大となった。この素子を１０００時間室温環境で放
置したが、光学バイアスの変動はなかった。
ェンダー干渉計２の分岐された一方の光導波路７の一部
分（幅１５ｍｍ）に１５００ の膜厚のＳｉＯ2 をスパ
ッタした。こうして作製されたマッハツェンダー干渉計
に印加電圧Ｂを印加したときの光強度Ａのスイッチング
特性は、図４に曲線８で示すように、印加電圧０（Ｖ）
で最大となった。この素子を１０００時間室温環境で放
置したが、光学バイアスの変動はなかった。
【００２９】このことから、本実施例により光学バイア
スの調整が可能であることが証明された。
スの調整が可能であることが証明された。
【００３０】この光導波路のバイアス調整方法における
膜厚に対する出力変動についてのデータの一例を図５に
示す。ここで明らかなように、ＳｉＯ2 膜をスパッタ法
により形成した場合には、膜厚５００ で出力バイアス
がπ／８、膜厚１０００ で出力バイアスがπ／４のず
れを示した。なお、使用した素子の反波長電圧πは、
１．５Ｖである。また、ここでのバイアスとは、光導波
路に電圧を加えないときの位相を示している。
膜厚に対する出力変動についてのデータの一例を図５に
示す。ここで明らかなように、ＳｉＯ2 膜をスパッタ法
により形成した場合には、膜厚５００ で出力バイアス
がπ／８、膜厚１０００ で出力バイアスがπ／４のず
れを示した。なお、使用した素子の反波長電圧πは、
１．５Ｖである。また、ここでのバイアスとは、光導波
路に電圧を加えないときの位相を示している。
【００３１】次に、請求項２乃至請求項９記載の発明に
ついて説明する。
ついて説明する。
【００３２】図６は、この発明による導波路型光変調デ
バイスの一実施例であって、ＬｉＮｂＯ3 基板１１上
に、チタンを９００〜１１００℃の温度で数時間熱拡散
して形成された幅５〜１２μｍ、深さ３〜１０μｍ程度
の入力光導波路１２、位相シフト光導波路１３，１４、
出力光導波路１５が設置された分岐干渉型光変調デバイ
スが形成されている。
バイスの一実施例であって、ＬｉＮｂＯ3 基板１１上
に、チタンを９００〜１１００℃の温度で数時間熱拡散
して形成された幅５〜１２μｍ、深さ３〜１０μｍ程度
の入力光導波路１２、位相シフト光導波路１３，１４、
出力光導波路１５が設置された分岐干渉型光変調デバイ
スが形成されている。
【００３３】光導波路上には、ＳｉＯ2 膜からなるバッ
ファー層１６が形成され、その上に、幅１０〜３０μｍ
程度の変調用電極１７が設置されている。
ファー層１６が形成され、その上に、幅１０〜３０μｍ
程度の変調用電極１７が設置されている。
【００３４】ここで、一方の位相シフト光導波路１４上
の一部には、バッファー層１６が設けられていない部分
１１０がある。
の一部には、バッファー層１６が設けられていない部分
１１０がある。
【００３５】図７は、この発明における導波路型光変調
デバイスの任意の位相を付与する方法を示しており、Ｓ
ｉＯ2 バッファー層１６が設けられていない部分１１０
の一部に、新たに位相シフト光導波路部分に応力のかか
る物質、例えば、シアノアクリレート系高分子接着剤１
１１を塗布することにより、この位相シフト高導波路部
分の屈折率を変化させることができるので、位相シフト
光導波路１３，１４が合流する出力光導波路１５に対し
て位相差を付与することができ、図８に示すように、変
調用電極１７への印加電圧と光出力との関係における印
加電圧０の時の光出力を移動できる。ここでは、光出力
５０％にしている。
デバイスの任意の位相を付与する方法を示しており、Ｓ
ｉＯ2 バッファー層１６が設けられていない部分１１０
の一部に、新たに位相シフト光導波路部分に応力のかか
る物質、例えば、シアノアクリレート系高分子接着剤１
１１を塗布することにより、この位相シフト高導波路部
分の屈折率を変化させることができるので、位相シフト
光導波路１３，１４が合流する出力光導波路１５に対し
て位相差を付与することができ、図８に示すように、変
調用電極１７への印加電圧と光出力との関係における印
加電圧０の時の光出力を移動できる。ここでは、光出力
５０％にしている。
【００３６】図９は、この発明による導波路型光変調デ
バイスの他の実施例であって、この実施例は、その位相
シフト光導波路１３，１４上の一部のＳｉＯ2 膜の設け
られていない部分１１０が、光導波方向に分割されてい
る以外は、図６に示した実施例と同様である。
バイスの他の実施例であって、この実施例は、その位相
シフト光導波路１３，１４上の一部のＳｉＯ2 膜の設け
られていない部分１１０が、光導波方向に分割されてい
る以外は、図６に示した実施例と同様である。
【００３７】図１０は、この他の実施例における導波路
型光変調デバイスの任意の位相を付与する方法を示して
おり、ＳｉＯ2 バッファー層１６が設けられていない部
分１１０の数カ所に、シアノアクリレート系高分子接着
剤１１１を塗布することにより、位相シフト光導波路１
３，１４が合流する出力光導波路１５に対して位相差を
付与することができ、図１１に示すように、変調用電極
１７への印加電圧と光出力との関係における印加電圧０
の時の光出力を移動できる。ここでは、光出力５０％に
している。
型光変調デバイスの任意の位相を付与する方法を示して
おり、ＳｉＯ2 バッファー層１６が設けられていない部
分１１０の数カ所に、シアノアクリレート系高分子接着
剤１１１を塗布することにより、位相シフト光導波路１
３，１４が合流する出力光導波路１５に対して位相差を
付与することができ、図１１に示すように、変調用電極
１７への印加電圧と光出力との関係における印加電圧０
の時の光出力を移動できる。ここでは、光出力５０％に
している。
【００３８】この発明によれば、任意の光学的位相差を
導波路型光変調デバイスの製作後に付与することが可能
であり、また、光出力を観察しながら、応力のかかる物
質を設けることにより、任意の光学的位相差を付与でき
る。
導波路型光変調デバイスの製作後に付与することが可能
であり、また、光出力を観察しながら、応力のかかる物
質を設けることにより、任意の光学的位相差を付与でき
る。
【００３９】更に、そのバッファー層の設けられていな
い部分、あるいは、バッファー層が設けられていない分
割された部分に応力のかかる物質を設けるので、この応
力のかかる物質が設けられる面積を制御し易く、結果と
して、任意の光学的位相差を付与し易い構成となる。
い部分、あるいは、バッファー層が設けられていない分
割された部分に応力のかかる物質を設けるので、この応
力のかかる物質が設けられる面積を制御し易く、結果と
して、任意の光学的位相差を付与し易い構成となる。
【００４０】なお、スパッタリング、蒸着により光透過
膜を形成する構成の実施例として光導波路型のマッハツ
ェンダー干渉計について、バッファー層を一部設けない
構成の実施例として導波路型光変調デバイスについて記
載したが、本発明は、これらに限定されるものでなく、
光導波路を用い位相シフトさせることを利用する光導波
路型のデバイスに適用することができる。
膜を形成する構成の実施例として光導波路型のマッハツ
ェンダー干渉計について、バッファー層を一部設けない
構成の実施例として導波路型光変調デバイスについて記
載したが、本発明は、これらに限定されるものでなく、
光導波路を用い位相シフトさせることを利用する光導波
路型のデバイスに適用することができる。
【００４１】
【発明の効果】上述したように、本発明によれば、従来
のバイアス調整で発生していたバイアス調整後の安定性
や、バイアス調整を行うことによって生じるＤＣドリフ
トの問題等がなくなり、光導波路に歪みを与える膜の厚
さを制御して形成すれば任意量の位相ずれを起こせ、安
定して精度の良いバイアス調整が可能となる。
のバイアス調整で発生していたバイアス調整後の安定性
や、バイアス調整を行うことによって生じるＤＣドリフ
トの問題等がなくなり、光導波路に歪みを与える膜の厚
さを制御して形成すれば任意量の位相ずれを起こせ、安
定して精度の良いバイアス調整が可能となる。
【００４２】また、本発明によれば、出力光に対して任
意の位相差を付与でき、印加電圧と光出力の関係におい
て印加電圧０の時の光出力を移動することが可能とな
り、製造工程から生じる印加電圧と光出力の関係のずれ
を調整できる。
意の位相差を付与でき、印加電圧と光出力の関係におい
て印加電圧０の時の光出力を移動することが可能とな
り、製造工程から生じる印加電圧と光出力の関係のずれ
を調整できる。
【図１】Ｘｃｕｔ ＬｉＮｂＯ3 基板上にマッハツェン
ダー干渉計と電極を形成した図である。
ダー干渉計と電極を形成した図である。
【図２】図１のマッハツェンダー干渉計に電圧印加した
ときのスイッチング曲線を示すグラフである。
ときのスイッチング曲線を示すグラフである。
【図３】上記マッハツェンダー干渉計の一部にＳｉＯ2
を蒸着した図である。
を蒸着した図である。
【図４】図２のマッハツェンダー干渉計に電圧印加した
ときのスイッチング曲線を示すグラフである。
ときのスイッチング曲線を示すグラフである。
【図５】本発明の光導波路のバイアス調整方法における
膜厚に対する出力変動を示す線図である。
膜厚に対する出力変動を示す線図である。
【図６】本発明における導波路型光変調デバイスの一実
施例の斜視図である。
施例の斜視図である。
【図７】図６に示す導波路型光変調デバイスの任意の位
相を付与する方法を示す斜視図である。
相を付与する方法を示す斜視図である。
【図８】図６に示す導波路型光変調デバイスの印加電圧
と光出力との関係を示す線図である。
と光出力との関係を示す線図である。
【図９】本発明における導波路型光変調デバイスの他の
実施例の斜視図である。
実施例の斜視図である。
【図１０】図９に示す導波路型光変調デバイスの任意の
位相を付与する方法を示す斜視図である。
位相を付与する方法を示す斜視図である。
【図１１】図９に示す導波路型光変調デバイスの印加電
圧と光出力との関係を示す線図である。
圧と光出力との関係を示す線図である。
【図１２】従来の導波路型光変調デバイスの斜視図であ
る。
る。
【図１３】従来の導波路型光変調デバイスの印加電圧と
光出力との関係を示す線図である。
光出力との関係を示す線図である。
１ 基板 ２ 光導波路型マッハツェンダー干渉計 ３ 電極 ４ 信号端子 ５ アース端子 ６，８ スイッチング曲線 ７ 分岐された一方の光導波路 １１ 基板 １２ 入力光導波路 １３，１４ 位相シフト光導波路 １５ 出力光導波路 １６ バッファー層 １７ 変調用電極 １８ 入射光 １９ 出射光 １１０ バッファー層が設けられていない部分 １１１ 高分子接着剤
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０２Ｆ 1/035
Claims (9)
- 【請求項１】 電気光学効果を有する光学結晶基板上に
設置された、この結晶より屈折率を高くした光導波路に
より構成される光変調器の光学バイアス調整方法であっ
て、光導波路上の一部または複数部の領域に、蒸着法ま
たはスパッタ法により光透過膜を形成することによっ
て、上記蒸着法またはスパッタ法により光透過膜を形成
した光導波路の一部または複数部に伸縮の歪により屈折
率変化を起こさせて光導波路中の光の位相を変動させ、
光学バイアスを調整することを特徴とする光学バイアス
調整方法。 - 【請求項２】 電気光学効果を示す結晶基板上に形成さ
れた入力光導波路、この入力光導波路より分岐した２本
の位相シフト光導波路、この２本の位相シフト光導波路
が合流して入射する出力光導波路、２つの上記位相シフ
ト光導波路上またはその近傍に形成されたバッファー
層、このバッファー層上の上記位相シフト光導波路近傍
に設けた変調用電極からなる分岐干渉型光変調デバイス
において、上記の一方の位相シフト光導波路上またはそ
の近傍の一部にバッファー層を設けていないことを特徴
とする導波路型光変調デバイス。 - 【請求項３】電気光学効果を示す結晶基板上に形成され
た入力光導波路、この入力光導波路より分岐した２本の
位相シフト光導波路、この２本の位相シフト光導波路が
合流して入射する出力光導波路、２つの上記位相シフト
光導波路上またはその近傍に形成されたバッファー層、
このバッファー層上の上記位相シフト光導波路近傍に設
けた変調用電極からなる分岐干渉型光変調デバイスにお
いて、２つの上記位相シフト光導波路上またはその近傍
の一部にバッファー層を設けていなく、このバッファー
層を設けていない部分の面積、または形状、または位置
の少なくとも何れか１つが互いに異なることを特徴とす
る導波路型光変調デバイス。 - 【請求項４】請求項２及び請求項３記載の導波路型光変
調デバイスにおいて、上記バッファー層を設けていない
部分の一部または全部に、位相シフト光導波路部分に応
力のかかる透明物質を設けることにより、位相シフト光
導波路の合流部に入射する２つの導波光に対して任意の
位相差を付与することを特徴とする導波光への位相差付
与方法。 - 【請求項５】請求項２及び請求項３記載の導波路型光変
調デバイスにおいて、上記位相シフト光導波路上または
その近傍の一部のバッファー層を設けていな部分が光導
波路方向に分割されていることを特徴とする導波路型光
変調デバイス。 - 【請求項６】請求項５記載の導波路型光変調デバイスに
おいて、上記バッファー層を設けていない分割された部
分の数カ所または全カ所に、位相シフト光導波路部分に
応力のかかる透明物質を設けることにより、位相シフト
光導波路の合流部に入射する２つの導波光に対して任意
の位相差を付与することを特徴とする導波光への位相差
付与方法。 - 【請求項７】請求項４及び請求項６記載の位相差付与方
法により、導波光に対して任意の位相差を付与したこと
を特徴とする導波路型光変調デバイス。 - 【請求項８】請求項４及び請求項６記載の位相シフト光
導波路部分に応力のかかる透明物質が有機高分子である
ことを特徴とする導波光への位相差付与方法。 - 【請求項９】請求項７記載の位相シフト光導波路部分に
応力のかかる透明物質が有機高分子であることを特徴と
する導波路型光変調デバイス。
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16815693A JPH0728006A (ja) | 1993-07-07 | 1993-07-07 | 光学バイアス調整方法及び導波路型光変調デバイス並びに導波光への位相差付与方法 |
| CN94190477A CN1042368C (zh) | 1993-07-07 | 1994-07-07 | 光调制装置 |
| PCT/JP1994/001103 WO1995002205A1 (en) | 1993-07-07 | 1994-07-07 | Optical modulator |
| US08/397,077 US5638468A (en) | 1993-07-07 | 1994-07-07 | Optical modulation system |
| KR1019950700893A KR100271188B1 (ko) | 1993-07-07 | 1994-07-07 | 광 변조장치(optical modulator) |
| CA002144087A CA2144087C (en) | 1993-07-07 | 1994-07-07 | Optical modulation system |
| EP94919862A EP0658793A4 (en) | 1993-07-07 | 1994-07-07 | OPTICAL MODULATOR. |
| US08/810,557 US5815610A (en) | 1993-07-07 | 1997-03-03 | Optical modulation system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16815693A JPH0728006A (ja) | 1993-07-07 | 1993-07-07 | 光学バイアス調整方法及び導波路型光変調デバイス並びに導波光への位相差付与方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0728006A true JPH0728006A (ja) | 1995-01-31 |
Family
ID=15862857
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16815693A Pending JPH0728006A (ja) | 1993-07-07 | 1993-07-07 | 光学バイアス調整方法及び導波路型光変調デバイス並びに導波光への位相差付与方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0728006A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0961766A (ja) * | 1995-08-19 | 1997-03-07 | Nec Corp | 半導体光変調器 |
| US6778313B2 (en) | 2001-10-03 | 2004-08-17 | Nec Corporation | Optical phase modulator and optical equalizer using the same |
| JP2009162889A (ja) * | 2007-12-28 | 2009-07-23 | Seikoh Giken Co Ltd | 光変調器 |
| CN112368556A (zh) * | 2018-04-16 | 2021-02-12 | ams国际有限公司 | 光子器件、光子器件操作方法以及光子器件制造方法 |
| US20210397027A1 (en) * | 2020-06-19 | 2021-12-23 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Optical device and manufacturing process |
-
1993
- 1993-07-07 JP JP16815693A patent/JPH0728006A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0961766A (ja) * | 1995-08-19 | 1997-03-07 | Nec Corp | 半導体光変調器 |
| US6778313B2 (en) | 2001-10-03 | 2004-08-17 | Nec Corporation | Optical phase modulator and optical equalizer using the same |
| JP2009162889A (ja) * | 2007-12-28 | 2009-07-23 | Seikoh Giken Co Ltd | 光変調器 |
| CN112368556A (zh) * | 2018-04-16 | 2021-02-12 | ams国际有限公司 | 光子器件、光子器件操作方法以及光子器件制造方法 |
| US11906385B2 (en) | 2018-04-16 | 2024-02-20 | Ams International Ag | Photonic device, method for operating a photonic device and method for manufacturing a photonic device |
| US20210397027A1 (en) * | 2020-06-19 | 2021-12-23 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Optical device and manufacturing process |
| US11852906B2 (en) * | 2020-06-19 | 2023-12-26 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Optical device and manufacturing process |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5091981A (en) | Traveling wave optical modulator | |
| US20080031564A1 (en) | Optical modulator | |
| JP3957217B2 (ja) | 光変調器 | |
| US5815610A (en) | Optical modulation system | |
| US6778313B2 (en) | Optical phase modulator and optical equalizer using the same | |
| JPH0667130A (ja) | 光制御素子 | |
| JP3544020B2 (ja) | 光導波路デバイスの製造方法 | |
| US20040061918A1 (en) | Electro-optic devices, including modulators and switches | |
| JPH0728006A (ja) | 光学バイアス調整方法及び導波路型光変調デバイス並びに導波光への位相差付与方法 | |
| JPH10260328A (ja) | 光変調素子 | |
| KR100288447B1 (ko) | 광강도변조기및그제조방법 | |
| JP2946630B2 (ja) | 光変調器 | |
| JP2001255501A (ja) | 光導波路素子 | |
| JPH04172316A (ja) | 導波型光制御デバイス | |
| CN119087704A (zh) | 一种铌酸锂波导调制器及其制备方法 | |
| JPH0593891A (ja) | 導波型光変調器及びその駆動方法 | |
| JP2001350046A (ja) | 集積型光導波路素子 | |
| JP3020340B2 (ja) | 光導波路型光デバイス | |
| JPH09211403A (ja) | 光制御素子 | |
| JPH05297332A (ja) | 光変調器 | |
| JPH05297333A (ja) | 光変調器 | |
| JPH06250131A (ja) | 光制御素子 | |
| JP4161897B2 (ja) | 光導波路素子の位相差調整方法 | |
| JPH05333296A (ja) | 光制御素子 | |
| JP2606552B2 (ja) | 光制御デバイス |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20021127 |