JPH08211343A - Electro-optic modulator - Google Patents

Electro-optic modulator

Info

Publication number
JPH08211343A
JPH08211343A JP1763095A JP1763095A JPH08211343A JP H08211343 A JPH08211343 A JP H08211343A JP 1763095 A JP1763095 A JP 1763095A JP 1763095 A JP1763095 A JP 1763095A JP H08211343 A JPH08211343 A JP H08211343A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electro
ktp
optical
optic modulator
optic
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
Application number
JP1763095A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Makoto Watanabe
誠 渡邊
Hiroki Kikuchi
啓記 菊池
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP1763095A priority Critical patent/JPH08211343A/en
Publication of JPH08211343A publication Critical patent/JPH08211343A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Lasers (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 新たな構成を付加することなく、安価で電気
光学変調器の変調性能の安定性を向上させることが可能
である電気光学変調器を提供する。 【構成】 KTiOPO4 (KTP)の単結晶を得るた
めのK2O とTiO2 とP25とから成る三元組成原料
の酸素含有率が58.5原子パーセント以下のとき電気
抵抗率が上がり、すなわち電気伝導度が低下し、酸素含
有率が58.5原子パーセント以上のとき電気抵抗率が
下がる、すなわち電気伝導度が上がる。従って、酸素含
有率が58.5原子パーセント以下とした三元組成原料
よりKTP単結晶を作成すると、電気伝導度の低い、す
なわち電圧を印加したときの発熱が抑えられる単結晶が
得られる。また、この単結晶を用いて電気光学変調器を
構成すると、光変調駆動電圧の周波数に対する消光比の
変動が改善される。
(57) [Summary] [Object] To provide an electro-optic modulator that can improve the stability of the modulation performance of the electro-optic modulator at low cost without adding a new configuration. [Structure] When the oxygen content of the ternary composition raw material composed of K 2 O, TiO 2 and P 2 O 5 for obtaining a single crystal of KTiOPO 4 (KTP) is 58.5 atomic percent or less, the electrical resistivity is That is, the electric conductivity decreases, and when the oxygen content is 58.5 atomic percent or more, the electric resistivity decreases, that is, the electric conductivity increases. Therefore, when a KTP single crystal is prepared from a ternary composition raw material having an oxygen content of 58.5 atomic percent or less, a single crystal having low electric conductivity, that is, heat generation when a voltage is applied can be obtained. Further, when the electro-optic modulator is constructed by using this single crystal, the variation of the extinction ratio with respect to the frequency of the light modulation drive voltage is improved.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、電気光学結晶に電界を
印加することで発生する電気光学効果を利用して上記電
気光学結晶に入射する光の強度や位相を変調する電気光
学変調器に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electro-optic modulator which modulates the intensity and phase of light incident on the electro-optic crystal by utilizing the electro-optic effect generated by applying an electric field to the electro-optic crystal. .

【0002】[0002]

【従来の技術】光記録のレーザ光源として、例えば励起
用半導体レーザと、レーザ媒質と、非線形光学結晶素子
とを有する光源部を設けた構成をとるレーザ光発生装置
が知られている。
2. Description of the Related Art As a laser light source for optical recording, there is known a laser light generator having a light source section having, for example, a semiconductor laser for excitation, a laser medium, and a nonlinear optical crystal element.

【0003】上記レーザ光発生装置によれば、上記半導
体レーザのレーザ光によって上記レーザ媒質を励起して
取り出したレーザ光を基本波レーザ光として上記非線形
光学結晶素子に導入し、この非線形光学結晶素子から、
例えば第2高周波レーザ光等の高調波レーザ光を取り出
すような、低消費電力で高パワー密度が得られる。
According to the above laser beam generator, the laser beam excited by the laser beam of the semiconductor laser and taken out is introduced as the fundamental wave laser beam into the nonlinear optical crystal element, and this nonlinear optical crystal element is introduced. From
For example, high power density can be obtained with low power consumption, such as extracting a harmonic laser beam such as a second high frequency laser beam.

【0004】上記レーザ光発生装置を光記録のレーザ光
源として用いた場合、このレーザ光源からの出力レーザ
光の強度や位相を変調する外部光変調器、いわゆる光変
調器が必要である。
When the above laser light generator is used as a laser light source for optical recording, an external light modulator for modulating the intensity and phase of the output laser light from this laser light source, a so-called light modulator is required.

【0005】上記光変調器としての電気光学変調器は、
入射光の位相や強度を変調するための電気光学変調素子
を有して成り、この電気光学変調素子に光変調を行うた
めの電圧、いわゆる光変調駆動電圧を印加することによ
り、上記電気光学変調素子中の屈折率が変化する現象、
すなわち電気光学効果を利用している。
An electro-optic modulator as the above optical modulator is
The electro-optical modulation device is provided with an electro-optical modulation element for modulating the phase and intensity of incident light, and a voltage for performing light modulation, that is, a so-called light-modulation drive voltage is applied to the electro-optical modulation element. The phenomenon that the refractive index in the element changes,
That is, the electro-optic effect is used.

【0006】また、電気光学変調器においては、上記電
気光学変調素子の適当な側面に電極層が形成され、この
電極を通して上記光変調駆動電圧が印加される。また、
入射光の強度を変調する電気光学強度変調器では、電気
光学変調素子は互いの光学軸が直交するように2つ配置
され、また、入射光に位相を変調する電気光学位相変調
器では、電気光学変調素子は1つのみ用いられる。
In the electro-optic modulator, an electrode layer is formed on an appropriate side surface of the electro-optic modulator, and the light modulation driving voltage is applied through the electrode layer. Also,
In an electro-optical intensity modulator that modulates the intensity of incident light, two electro-optical modulation elements are arranged so that their optical axes are orthogonal to each other, and in an electro-optical phase modulator that modulates the phase of incident light, Only one optical modulator is used.

【0007】また、近年において、電気光学変調素子と
して電気光学結晶であるKTiOPO4 (KTP)が知
られている。このKTPは、電気光学効果が大きく、ま
た、可視光に対する光損傷の耐久性が高いためである。
Further, in recent years, KTiOPO 4 (KTP), which is an electro-optic crystal, has been known as an electro-optic modulator. This is because this KTP has a large electro-optic effect and high durability against optical damage to visible light.

【0008】さらに、近年において、特に光記録等の分
野においては、音声や映像等のデジタル記録再生技術の
発達により、光記録媒体の大容量化及び小型化が要求さ
れている。これにより、上述の電気光学変調器において
は、光記録媒体へ短波長の光にて高速な書き込みができ
るように、高速な立ち上がり時間での光変調が必要とさ
れ、かつ安定した光変調特性が望まれている。
Further, in recent years, especially in the field of optical recording and the like, due to the development of digital recording / reproducing technology for audio and video, there has been a demand for a large capacity and a small size of the optical recording medium. As a result, in the electro-optic modulator described above, light modulation with a fast rise time is required so that high-speed writing with light of a short wavelength can be performed on the optical recording medium, and stable light modulation characteristics are required. Is desired.

【0009】そこで、光変調器として音響光学効果を利
用したものが使用されていたが、この音響光学効果を利
用した光変調器の応答周波数の上限、すなわち上限周波
数が40MHz程度と低いために、上述したような高速
変調性能の要求を満たすことができなかった。このた
め、応答速度の速い電気光学効果を応用した上限周波数
が500MHz以上である電気光学変調器が用いられる
ようになった。
Therefore, an optical modulator utilizing the acousto-optic effect has been used as the optical modulator. However, since the upper limit of the response frequency of the optical modulator utilizing the acousto-optic effect, that is, the upper limit frequency is as low as about 40 MHz, It has not been possible to meet the demand for high-speed modulation performance as described above. For this reason, an electro-optic modulator having an upper limit frequency of 500 MHz or more, which uses the electro-optic effect having a high response speed, has come to be used.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】ところで、電気光学変
調器においては、上述のように、電気光学変調素子に入
射した光、すなわち入射光の電気光学変調素子中での光
路に対して垂直な方向から電圧を印加し、この光路を進
行する光の屈折率を変化させることにより変調を行って
いる。この屈折率変化の大きさは、略印加電圧に比例す
るので、光路を短くして電気光学変調器を小型化するた
めには印加電圧を大きくすればよいことになる。
In the electro-optic modulator, as described above, the light incident on the electro-optic modulator, that is, the direction perpendicular to the optical path of the incident light in the electro-optic modulator is used. Modulation is performed by applying a voltage from and changing the refractive index of the light traveling in this optical path. Since the magnitude of the change in the refractive index is substantially proportional to the applied voltage, it is sufficient to increase the applied voltage in order to shorten the optical path and downsize the electro-optic modulator.

【0011】ところが、代表的な電気光学材料でいある
フラックス法によって作成されたKTPでは、1×10
-4Ω-1・m-1程度の電気伝導率を有するものが一般的で
あるために、高い電圧を印加することで結晶中を流れる
電流により、KTP自身が発熱するという問題点があっ
た。
However, with KTP prepared by the flux method, which is a typical electro-optic material, 1 × 10
Since a material having an electric conductivity of about -4 Ω -1 · m -1 is generally used, there is a problem that the KTP itself generates heat due to the current flowing in the crystal when a high voltage is applied. .

【0012】上述のKTPの発熱は、上記光路内におけ
る屈折率の不均一が生じるために、電気光学変調器から
出力される変調出力光のとりうる最小値Imin と最大値
ma x との比Imin/Imax(または、この逆数)、いわ
ゆる消光比が劣化し、電気光学変調器の安定性に悪影響
を及ぼしていた。そこで、小型の冷却装置を設けること
で、電気光学変調器の温度安定性を向上させる方法があ
るが、効果な冷却装置とこの冷却装置の駆動回路が必要
であった。
[0012] heating of the above KTP, to nonuniform refractive index in the optical path occurs, a minimum value I min and a maximum value I ma x can take the modulated output light output from the electro-optical modulator The ratio I min / I max (or its reciprocal), the so-called extinction ratio, deteriorates, adversely affecting the stability of the electro-optic modulator. Therefore, there is a method of improving the temperature stability of the electro-optic modulator by providing a small cooling device, but an effective cooling device and a drive circuit for this cooling device are required.

【0013】また、より電気伝導度が低い物質、例えば
水熱合成法により作成されたKTPや砒素酸チタン酸ル
ビジウム等で電気光学変調素子を形成し、発熱を抑制す
る方法があるが、大型結晶の育成が困難であるため効果
になってしまい実用化が難しい。
Further, there is a method of suppressing heat generation by forming an electro-optical modulator with a substance having a lower electric conductivity, for example, KTP or rubidium arsenate titanate prepared by a hydrothermal synthesis method. Because it is difficult to grow, it is effective and difficult to put into practical use.

【0014】そこで、本発明は、上述したような実情に
鑑みてなされたものであり、新たな構成を付加すること
なく、安価で電気光学変調器の変調性能の安定性を向上
させることが可能である電気光学変調器を提供すること
を目的とする。
Therefore, the present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and it is possible to improve the stability of the modulation performance of the electro-optic modulator at a low cost without adding a new configuration. It is an object of the present invention to provide an electro-optic modulator that is

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】本発明は、上述の問題を
解決するために、電気光学変調素子に電界を印加するこ
とで発生する電気光学効果を利用して上記電気光学変調
素子に入射する光の強度や位相を変調する電気光学変調
器において、上記電気光学変調素子として、酸素含有率
が58.5原子パーセント以下とした酸化カリウム(K
2O )と酸化チタン(TiO2 )と五酸化燐(P25
とから成る三元組成原料により作成されるチタン酸燐酸
カリウム(KTiOPO4 )単結晶を用いたものであ
る。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention utilizes the electro-optical effect generated by applying an electric field to the electro-optical modulating element to enter the electro-optical modulating element. In an electro-optical modulator for modulating the intensity or phase of light, potassium oxide (K) having an oxygen content of 58.5 atomic% or less is used as the electro-optical modulator.
2 O), titanium oxide (TiO 2 ) and phosphorus pentoxide (P 2 O 5 ).
A potassium titanate phosphate (KTiOPO 4 ) single crystal prepared from a ternary composition raw material consisting of

【0016】また、上記三元組成原料は、燐酸二水素カ
リウム(KH2PO4)と燐酸水素二カリウム(K2HP
4)と二酸化チタン(TiO2 )とを混合して得られ
ることが挙げられる。
The ternary composition raw materials are potassium dihydrogen phosphate (KH 2 PO 4 ) and dipotassium hydrogen phosphate (K 2 HP).
It may be obtained by mixing O 4 ) and titanium dioxide (TiO 2 ).

【0017】[0017]

【作用】本発明の電気光学変調器によれば、チタン酸燐
酸カリウム(KTiOPO4 )、またはKTPを得るた
めに、酸素含有率を58.5原子パーセント以下とした
酸化カリウム(K2O )と酸化チタン(TiO2 )と五
酸化燐(P25)とから成る三元組成原料を用いて単結
晶を作成することで、得られるKTP単結晶は電気電導
率の低いものとなる。また、このKTP単結晶を電気光
学変調素子として用いると、光変調時に電圧を印加する
ことで生じる上記電気光学変調素子の発熱が抑制され、
上記電気光学変調素子中でのこの発熱にて生じる上記電
気光学変調素子中の屈折率の変動が抑えられ、この屈折
率の変動により生じる消光率の劣化が低減される。
According to the electro-optic modulator of the present invention, potassium titanate phosphate (KTiOPO 4 ) or potassium oxide (K 2 O) having an oxygen content of 58.5 atomic% or less is obtained in order to obtain KTP. By producing a single crystal using a ternary composition raw material composed of titanium oxide (TiO 2 ) and phosphorus pentoxide (P 2 O 5 ), the KTP single crystal obtained has a low electric conductivity. When this KTP single crystal is used as an electro-optical modulation element, heat generation of the electro-optical modulation element caused by applying a voltage during light modulation is suppressed,
The fluctuation of the refractive index in the electro-optical modulation element caused by the heat generation in the electro-optical modulation element is suppressed, and the deterioration of the extinction rate caused by the fluctuation of the refractive index is reduced.

【0018】[0018]

【実施例】以下、本発明に係る電気光学変調器につい
て、図面を参照しながら詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An electro-optic modulator according to the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

【0019】上記電気光学変調器の要部は、図1に示す
ように、電気光学変調器としてのチタン酸燐酸カリウム
(KTiOPO4 :KTP)1と、このKTP1の一対
の平行な面に、例えばチタン20nm、金500nmの
厚みの金属層が被着形成された電極層2、3と、この電
極層2、3に接続する、例えば交流電圧を発生する電源
4とを有して成る。
As shown in FIG. 1, the main part of the electro-optic modulator is potassium titanate phosphate (KTiOPO 4 : KTP) 1 as an electro-optic modulator and a pair of parallel surfaces of the KTP 1, for example. It comprises electrode layers 2 and 3 on which a metal layer having a thickness of 20 nm of titanium and 500 nm of gold is deposited and formed, and a power source 4 connected to the electrode layers 2 and 3, for example, which generates an AC voltage.

【0020】さらに、KTP1は入射面11と出射面1
2とを有し、例えば入射光として入射光光路13から入
射面11に対して入射した入射レーザ光を光変調し、出
射面12から出射光光路14に乗せて変調出力レーザ光
を出射する。
Further, KTP1 is an entrance surface 11 and an exit surface 1.
2 and, for example, the incident laser light incident on the incident surface 11 from the incident light optical path 13 as the incident light is optically modulated, and the modulated output laser light is emitted from the emission surface 12 on the emission light optical path 14.

【0021】また、上記電気光学変調器によれば、KT
P1に入射したレーザ光は、上記電源4より印加された
光変調駆動電圧に応じて発生する電気光学効果、すなわ
ち電圧を印加することにより上記電気光学変調素子中の
屈折率が変化する現象により、光の強度または位相が変
調され、変調出力レーザ光として出力される。
According to the electro-optic modulator, the KT
The laser light incident on P1 is caused by the electro-optical effect generated according to the light modulation driving voltage applied from the power source 4, that is, the phenomenon that the refractive index in the electro-optical modulation element is changed by applying the voltage, The intensity or phase of light is modulated and output as modulated output laser light.

【0022】ここで、上記KTP1は以下の工程にて得
られたものである。
Here, the KTP1 is obtained in the following steps.

【0023】先ず、上記KTP1の成分原料は、燐酸二
水素カリウム(KH2PO4)と、燐酸水素二カリウム
(K2HPO4)と、二酸化チタン(TiO2 )とを任意
の割合で混合して、例えば白金製の坩堝に入れて110
0度以上の温度に保ち、8時間以上反応させて得られ
た。
First, as the raw material for the KTP1 component, potassium dihydrogen phosphate (KH 2 PO 4 ), dipotassium hydrogen phosphate (K 2 HPO 4 ), and titanium dioxide (TiO 2 ) are mixed in an arbitrary ratio. For example 110 in a platinum crucible
It was obtained by keeping the temperature at 0 ° C. or higher and reacting for 8 hours or longer.

【0024】次に、この成分原料の溶液にKTPの種結
晶を入れて60rpm、すなわち毎分60回転させ、上
記成分原料と上記種結晶とを接触させながら、1050
度から950度までぐらいの温度から毎時0.1度の速
度で、上記溶液を略200時間冷却すると、KTPの単
結晶が溶融している原料溶液中で成長し析出する。こう
して成長し析出した結晶を取り出して、毎時50度の速
度にて室温まで冷却すると、KTP単結晶が得られる。
このKTP単結晶を所定の大きさ、所定の厚さ、所定の
結晶面にて切り出して、各面の光学研磨と無反射コーテ
ィングとを施して上記KTP1が得られる。
Next, a seed crystal of KTP was put into the solution of the component raw material and rotated at 60 rpm, that is, 60 rpm, while contacting the component raw material with the seed crystal at 1050.
When the above solution is cooled for about 200 hours at a temperature of about 0.1 to 950 degrees at a rate of 0.1 degrees per hour, a single crystal of KTP grows and precipitates in a molten raw material solution. A crystal thus grown and precipitated is taken out and cooled to room temperature at a rate of 50 degrees per hour to obtain a KTP single crystal.
This KTP single crystal is cut out with a predetermined size, a predetermined thickness, and a predetermined crystal plane, and each surface is subjected to optical polishing and antireflection coating to obtain the above KTP1.

【0025】ここで、KH2PO4とK2HPO4とTiO
2 との比率を変えて、上述の工程により4種類のKTP
単結晶を得た。これら4種類の結晶A、B、C、Dは、
以下の表に示す原料組成及び酸素含有率を有するもので
ある。なお、この原料組成は、KH2PO4とK2HPO4
とTiO2 とを混合して得られる酸化カリウム(K2
)と酸化チタン(TiO2 )と五酸化燐(P25)と
から成る三元組成である。また、酸素含有率はこれら混
合物の全原子数に対する酸素原子が占める割合を表す。
Here, KH 2 PO 4 , K 2 HPO 4 and TiO
4 types of KTP by changing the ratio with 2
A single crystal was obtained. These four types of crystals A, B, C and D are
It has the raw material composition and oxygen content shown in the following table. The raw material composition is KH 2 PO 4 and K 2 HPO 4
And TiO 2 are mixed to obtain potassium oxide (K 2 O
), Titanium oxide (TiO 2 ) and phosphorus pentoxide (P 2 O 5 ). The oxygen content represents the ratio of oxygen atoms to the total number of atoms in these mixtures.

【0026】[0026]

【表1】 [Table 1]

【0027】また、各結晶の電気抵抗率(Ω・m)と酸
素現有率(原子パーセント)との関係は、図2に示すよ
うに、酸素含有率が58.5原子パーセントのところで
変極点を有する曲線になった。なお、この解析は、KT
P単結晶を(001)面にて厚さ略0.2mmで一辺の
長さが略10mmの正方形に切り出して、こうして切り
出した単結晶の両面に金の電極を真空蒸着で形成した試
料に対して、100Hzの入力を行い得られた電気伝導
度を求め、この電気伝導度より電気抵抗率を算出するこ
とで行った。
The relationship between the electrical resistivity (Ω · m) and the oxygen content (atomic percentage) of each crystal is shown in FIG. 2, where the inflection point is found at an oxygen content of 58.5 atomic percent. It became a curve having. This analysis is based on KT
A P single crystal was cut into a square having a thickness of about 0.2 mm and a side length of about 10 mm on the (001) plane, and a gold electrode was formed on both sides of the cut single crystal by vacuum deposition. Then, the electric conductivity obtained by inputting 100 Hz was obtained, and the electric resistivity was calculated from the electric conductivity.

【0028】図2によれば、酸素含有率が58.5原子
パーセント以下のところで電気抵抗率が上がり、すなわ
ち電気伝導度が低下し、また、酸素含有率が58.5原
子パーセント以上のところで電気抵抗率が下がる、すな
わち電気伝導度が上がる。従って、酸素含有率が58.
5原子パーセント以下になるような三元組成原料よりK
TP単結晶を作成すると、電気伝導度の低い、すなわち
電圧を印加したときの発熱が抑えられる単結晶が得られ
る。
According to FIG. 2, when the oxygen content is 58.5 atomic percent or less, the electrical resistivity increases, that is, the electrical conductivity decreases, and when the oxygen content is 58.5 atomic percent or more, the electrical resistivity decreases. The resistivity decreases, that is, the electric conductivity increases. Therefore, the oxygen content is 58.
K from a ternary composition raw material that is less than 5 atomic percent
When a TP single crystal is produced, a single crystal having low electric conductivity, that is, heat generation when a voltage is applied can be suppressed can be obtained.

【0029】また、上述した工程を経て得られたKTP
単結晶から、例えば1mm×1mm×6mmのサイズで
切り出し、各面を光学鏡面研磨し無反射コーティングを
施したKTP結晶素子を用いて、光強度を変調する電気
光強度変調器は、図3に示すように、上記KTP結晶素
子としての第1のKTP21と第2のKTP22と、第
1のKTP21の平行する一対の面に、例えば金を真空
蒸着した電極層31a、31bと第2のKTP22の平
行する一対の面に被着形成された電極層31c、31d
と、一端が電極層1a、1cと接続し、他端が電極層1
b、1dと接続する電源23とを有している。
The KTP obtained through the above-mentioned steps
An electro-optical intensity modulator that modulates the optical intensity by using a KTP crystal element that is cut out from a single crystal in a size of, for example, 1 mm × 1 mm × 6 mm, and each surface is optically mirror-polished and has an antireflection coating is shown in FIG. As shown, the first KTP 21 and the second KTP 22 as the above KTP crystal elements, and the pair of parallel surfaces of the first KTP 21 are provided with the electrode layers 31a and 31b in which gold is vacuum-deposited and the second KTP 22, respectively. Electrode layers 31c and 31d adhered to a pair of parallel surfaces
And one end is connected to the electrode layers 1a and 1c, and the other end is connected to the electrode layer 1
It has a power supply 23 connected to b and 1d.

【0030】さらに、上記電気光強度変調器は、第2の
KTP22から出射される変調出力レーザ光の変調成分
を通過させる光学素子としての検光子24と、この検光
子24を通過する変調成分を電気信号に変換するための
受光素子25とを有していて、この受光素子25は出力
端子36を介して図示されない光出力計に上記電気信号
を出力している。
Further, the electro-optical intensity modulator has an analyzer 24 as an optical element for passing the modulation component of the modulated output laser light emitted from the second KTP 22, and the modulation component passing through the analyzer 24. The light receiving element 25 for converting into an electric signal, the light receiving element 25 outputs the electric signal to an optical output meter (not shown) through an output terminal 36.

【0031】また、第1のKTP21は入射面32を有
し、また、第2のKTP22は出射面33を有してい
て、例えば入射光として入射光光路34から入射面32
に対して入射した入射レーザ光を光変調し、出射面33
から出射光光路35に乗せて変調出力レーザ光を出射す
る。また、各KTPは、入射光光路34と同方向を各K
TPの光学軸として、第1のKTP21の光学軸と第2
のKTP22の光学軸とが互いに直交し、直列になるよ
うに配置されている。
The first KTP 21 has an entrance surface 32, and the second KTP 22 has an exit surface 33. For example, as an incident light, an incident light optical path 34 to an incident surface 32 is used.
The incident laser light that is incident on the
The modulated output laser light is emitted from the output optical path 35. In addition, each KTP moves in the same direction as the incident light optical path 34 by each KTP.
As the optical axis of TP, the optical axis of the first KTP21 and the second optical axis of KTP21
The optical axes of the KTPs 22 are orthogonal to each other and are arranged in series.

【0032】各KTPとして上記表の結晶Bあるいは結
晶Cから得られるKTP結晶素子を用いて構成される上
述した各電気光強度変調器を用いて、電源23から振幅
幅が略200Vで、100Hzから10MHzまでの交
流電圧を各電極に印加して、入射レーザ光として532
nmで直線偏光のレーザ光をKTP21に入射させ、K
TP22から出射される変調出力レーザ光の強度変化の
大きさ、いわゆる消光比の大きさを検光子24及び受光
素子25にて測定した。
Using each of the above-mentioned electro-optical intensity modulators configured by using the KTP crystal element obtained from the crystal B or the crystal C in the above table as each KTP, the amplitude width from the power source 23 is about 200 V, and from 100 Hz. AC voltage of up to 10 MHz is applied to each electrode to make 532 incident laser light.
The laser light linearly polarized at nm is made incident on the KTP21, and K
The intensity change of the modulated output laser light emitted from the TP22, that is, the so-called extinction ratio was measured with the analyzer 24 and the light receiving element 25.

【0033】ここで、KTPに印加された交流電圧の周
波数(Hz)と変調出力レーザ光の消光比(%)との関
係を図4に示す。なお、結晶Bから得られるKTP結晶
素子を用いて構成させる電気光強度変調器で得られた曲
線を曲線51にて表し、結晶Cから得られるKTP結晶
素子を用いて構成される電気光強度変調器で得られた曲
線を曲線52に表す。
FIG. 4 shows the relationship between the frequency (Hz) of the AC voltage applied to the KTP and the extinction ratio (%) of the modulated output laser light. The curve obtained by the electro-optical intensity modulator formed by using the KTP crystal element obtained from the crystal B is represented by a curve 51, and the electro-optical intensity modulation formed by using the KTP crystal element obtained from the crystal C is shown. The curve obtained with the instrument is represented by curve 52.

【0034】図4によれば、曲線51、すなわち結晶B
由来のKTP結晶素子を用いた場合において、消光比は
略78%から略91%まで変化したことがわかる。ま
た、曲線52、すなわち結晶C由来のKTP結晶素子を
用いた場合において、消光比は略88%から略90%ま
で変化したことがわかり、K2O とTiO2 とP25
から成る三元組成原料中の酸素含有率が58.5原子パ
ーセント以下とした場合、光変調駆動電圧の周波数に対
する消光比の変動が改善されたことがわかる。
According to FIG. 4, curve 51, namely crystal B
It can be seen that the extinction ratio changed from about 78% to about 91% when the KTP crystal element derived from was used. Further, it was found that the extinction ratio changed from about 88% to about 90% in the case of using the curve 52, that is, the KTP crystal element derived from the crystal C, and was composed of K 2 O, TiO 2, and P 2 O 5. It can be seen that when the oxygen content in the ternary composition raw material was 58.5 atomic percent or less, the variation of the extinction ratio with respect to the frequency of the light modulation driving voltage was improved.

【0035】以上、電気光強度変調器について説明した
が、入射光の位相を変調するいわゆる電気光位相変調器
についても、KTP結晶素子の発熱が低減されることに
より、同様の効果が得られる。
Although the electro-optical intensity modulator has been described above, a so-called electro-optical phase modulator for modulating the phase of incident light can also obtain the same effect by reducing the heat generation of the KTP crystal element.

【0036】以上のように構成することで、電気光学変
調器の電気光学変調素子であるKTP結晶素子を、酸素
含有率を58.5原子パーセント以下としたK2O とT
iO2 とP25とから成る三元組成原料からKTP単結
晶を成長させて得るようにすることで、得られるKTP
結晶素子は電気伝導度が低いものであり、光変調時に光
変調駆動電圧をかけることで生じる虞のある発熱を抑え
ることができて、光変調駆動電圧の周波数に対する消光
比の変動が改善される。
With the above-mentioned structure, the KTP crystal element, which is the electro-optical modulator of the electro-optical modulator, has the oxygen content of 58.5 atomic% or less, and K 2 O and T
KTP obtained by growing a KTP single crystal from a ternary composition raw material composed of iO 2 and P 2 O 5
The crystal element has a low electric conductivity, can suppress heat generation that may occur by applying a light modulation driving voltage during light modulation, and can improve the fluctuation of the extinction ratio with respect to the frequency of the light modulation driving voltage. .

【0037】[0037]

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明に係る
電気光学変調器によれば、酸素含有率を58.5原子パ
ーセント以下の酸化カリウムと酸化チタンと五酸化燐と
から成る三元組成原料より作成したKTP単結晶を電気
光学変調素子として用いることで、光変調時に電圧を印
加することで生じる発熱が抑制され、上記電気光学変調
素子中の屈折率の変動が抑えられ、さらに、新たな構成
を付加することなく、消光率の劣化が低減される。ま
た、安価で光変調性能の安定性の向上を図ることで可能
になる。
As described above, according to the electro-optic modulator of the present invention, the ternary composition of potassium oxide having an oxygen content of 58.5 atomic percent or less, titanium oxide and phosphorus pentoxide is used. By using a KTP single crystal prepared from a raw material as an electro-optical modulation element, heat generation caused by applying a voltage during light modulation is suppressed, fluctuation of the refractive index in the electro-optical modulation element is suppressed, and The deterioration of the extinction rate is reduced without adding such a structure. In addition, it is possible to improve the stability of the light modulation performance at a low cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の電気光学変調器の要部を示す図であ
る。
FIG. 1 is a diagram showing a main part of an electro-optical modulator of the present invention.

【図2】上記電気光学変調器に用いる電気光学変調素子
であるKTPの三元組成原料の酸素含有率と得られるK
TPの電気抵抗率との関係を示すグラフである。
FIG. 2 is an oxygen content of a ternary composition raw material of KTP, which is an electro-optical modulator used in the electro-optical modulator, and the obtained K.
It is a graph which shows the relationship with the electrical resistivity of TP.

【図3】上記電気光学変調器を電気光強度変調器に適用
した例を示すである。
FIG. 3 is a diagram showing an example in which the electro-optic modulator is applied to an electro-optic intensity modulator.

【図4】上記電気光強度変調器における光変調駆動電圧
の周波数と変調出力レーザ光の消光比との関係を示すグ
ラフである。
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the frequency of a light modulation driving voltage and the extinction ratio of modulated output laser light in the electric light intensity modulator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 KTP 2、3 電極層 4 電源 21 第1のKTP 22 第2のKTP 23 電源 31a、31b、31c、31d 電極層 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 KTP 2, 3 electrode layer 4 power supply 21 1st KTP 22 2nd KTP 23 power supply 31a, 31b, 31c, 31d electrode layer

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電気光学変調素子に電界を印加すること
で発生する電気光学効果を利用して上記電気光学変調素
子に入射する光の強度や位相を変調する電気光学変調器
において、 上記電気光学変調素子として、酸素含有率を58.5原
子パーセント以下とした酸化カリウム(K2O )と酸化
チタン(TiO2 )と五酸化燐(P25)とから成る三
元組成原料により作成されるチタン酸燐酸カリウム(K
TiOPO4 )単結晶を用いることを特徴とする電気光
学変調器。
1. An electro-optic modulator for modulating the intensity or phase of light incident on the electro-optic modulation element by utilizing the electro-optic effect generated by applying an electric field to the electro-optic modulation element. The modulation element was made of a ternary composition raw material composed of potassium oxide (K 2 O), titanium oxide (TiO 2 ) and phosphorus pentoxide (P 2 O 5 ) having an oxygen content of 58.5 atomic percent or less. Potassium titanate phosphate (K
An electro-optic modulator using a TiOPO 4 ) single crystal.
【請求項2】 上記三元組成原料は、燐酸二水素カリウ
ム(KH2PO4)と燐酸水素二カリウム(K2HPO4
と二酸化チタン(TiO2 )とを混合して得られること
を特徴とする請求項1記載の電気光学変調器。
2. The ternary composition raw material is potassium dihydrogen phosphate (KH 2 PO 4 ) and dipotassium hydrogen phosphate (K 2 HPO 4 ).
The electro-optic modulator according to claim 1, wherein the electro-optic modulator is obtained by mixing titanium dioxide and titanium dioxide (TiO 2 ).
JP1763095A 1995-02-06 1995-02-06 Electro-optic modulator Pending JPH08211343A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1763095A JPH08211343A (en) 1995-02-06 1995-02-06 Electro-optic modulator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1763095A JPH08211343A (en) 1995-02-06 1995-02-06 Electro-optic modulator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH08211343A true JPH08211343A (en) 1996-08-20

Family

ID=11949190

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1763095A Pending JPH08211343A (en) 1995-02-06 1995-02-06 Electro-optic modulator

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH08211343A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010098227A1 (en) * 2009-02-27 2010-09-02 国立大学法人長岡技術科学大学 Optical modulation material and method for producing same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010098227A1 (en) * 2009-02-27 2010-09-02 国立大学法人長岡技術科学大学 Optical modulation material and method for producing same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4545380B2 (en) Optical waveguide device, coherent light source using the same, and optical apparatus provided with the same
JP7062937B2 (en) Optical element and its manufacturing method
WO2021111525A1 (en) Optical element and method for manufacturing same
US6654529B1 (en) Ferroelectric domain inverted waveguide structure and a method for producing a ferroelectric domain inverted waveguide structure
US6747787B2 (en) Optically functional device, single crystal substrate for the device and method for its use
JP3050333B2 (en) Method for manufacturing second harmonic generation element
Miyazawa Optical crystals survived in information technology systems
JP2963989B1 (en) Light modulator
US6519077B1 (en) Optical waveguide, optical wavelength conversion device, method for producing the same, short wavelength light generation apparatus using the same, optical information processing apparatus using the same, coherent light generation apparatus using the same, and optical system using the same
JP3213907B2 (en) Lithium niobate single crystal and optical functional device
JP2860800B2 (en) Method for producing lithium niobate single crystal thin film
JPH05313033A (en) Optical waveguide, manufacture thereof and optical element
JP2002258340A (en) Optical wavelength conversion element, manufacturing method thereof, short wavelength light source, and optical system
JPH03213832A (en) Second higher harmonics generating element and production thereof
JPH0736070A (en) Wavelength converting element and its production
JPH0437697A (en) Thin film of lithium niobate single crystal
JP3842427B2 (en) Optical waveguide component and manufacturing method thereof
JP2965644B2 (en) Manufacturing method of wavelength conversion optical element
JPH0324505A (en) Lithium niobate optical element
JPH0412095A (en) Production of thin film of lithium niobate single crystal
JPH05313219A (en) Lithium tantalate single crystal substrate formed with polarization inversion grating and optical element
JP2001059983A (en) Lithium niobate single crystal
JPH0815741A (en) Polarization inversion device and method for manufacturing non-linear optical element
JPH0968731A (en) Optical element manufacturing method
JPH03218997A (en) Production of thin film of lithium niobate single crystal

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20040223

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20040330

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20040907