JPH08211343A - 電気光学変調器 - Google Patents
電気光学変調器Info
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- 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
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- optic
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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Ｐ2Ｏ5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。
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Ｐ2Ｏ5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。
Description
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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
Ｉma 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。
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
Ｉma 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。
【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。
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。
【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。
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。
【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（Ｐ2Ｏ5）
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。
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（Ｐ2Ｏ5）
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。
【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
Ｏ4）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。
リウム（ＫＨ2ＰＯ4）と燐酸水素二カリウム（Ｋ2ＨＰ
Ｏ4）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。
【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（Ｐ2Ｏ5）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。
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（Ｐ2Ｏ5）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。
【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。
て、図面を参照しながら詳細に説明する。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【００２２】ここで、上記ＫＴＰ１は以下の工程にて得
られたものである。
られたものである。
【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。
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。
【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。
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。
【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（Ｋ2Ｏ
）と酸化チタン（ＴｉＯ2 ）と五酸化燐（Ｐ2Ｏ5）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。
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（Ｋ2Ｏ
）と酸化チタン（ＴｉＯ2 ）と五酸化燐（Ｐ2Ｏ5）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。
【００２６】
【表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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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Ｐ2Ｏ5と
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。
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Ｐ2Ｏ5と
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。
【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。
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。
【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Ｐ2Ｏ5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。
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Ｐ2Ｏ5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。
【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。
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。
【図１】本発明の電気光学変調器の要部を示す図であ
る。
る。
【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。
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。
【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。
した例を示すである。
【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。
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。
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
Claims (2)
- 【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（Ｐ2Ｏ5）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。 - 【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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1763095A JPH08211343A (ja) | 1995-02-06 | 1995-02-06 | 電気光学変調器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1763095A JPH08211343A (ja) | 1995-02-06 | 1995-02-06 | 電気光学変調器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08211343A true JPH08211343A (ja) | 1996-08-20 |
Family
ID=11949190
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1763095A Pending JPH08211343A (ja) | 1995-02-06 | 1995-02-06 | 電気光学変調器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08211343A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010098227A1 (ja) * | 2009-02-27 | 2010-09-02 | 国立大学法人長岡技術科学大学 | 光変調材料およびその製造方法 |
-
1995
- 1995-02-06 JP JP1763095A patent/JPH08211343A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010098227A1 (ja) * | 2009-02-27 | 2010-09-02 | 国立大学法人長岡技術科学大学 | 光変調材料およびその製造方法 |
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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 |