JPH1010364A - 光導波路素子および光導波路デバイスの製造方法、ならびに光導波路デバイス - Google Patents
光導波路素子および光導波路デバイスの製造方法、ならびに光導波路デバイスInfo
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- JPH1010364A JPH1010364A JP9036146A JP3614697A JPH1010364A JP H1010364 A JPH1010364 A JP H1010364A JP 9036146 A JP9036146 A JP 9036146A JP 3614697 A JP3614697 A JP 3614697A JP H1010364 A JPH1010364 A JP H1010364A
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- optical
- coupling end
- fiber
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- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 光導波路素子と光ファイバの接合部での反射
による戻り光を低減し、反射戻り光が光ファイバ中を通
って光源に入射することを排除する。 【解決手段】 光導波路の光軸とその端面とは垂直に交
叉せず、光導波路と光ファイバを光学的に結合させる。
その条件のもとで、同一基板上に形成した複数のパター
ンから、切断によって平行四辺形の光導波路素子を取得
する。さらに、光導波路素子の形状を長方形とし、か
つ、光導波路の光軸とその端面とが垂直をなさないよう
に、光導波路を曲線を含んで形成しても上記課題を解決
できる。
による戻り光を低減し、反射戻り光が光ファイバ中を通
って光源に入射することを排除する。 【解決手段】 光導波路の光軸とその端面とは垂直に交
叉せず、光導波路と光ファイバを光学的に結合させる。
その条件のもとで、同一基板上に形成した複数のパター
ンから、切断によって平行四辺形の光導波路素子を取得
する。さらに、光導波路素子の形状を長方形とし、か
つ、光導波路の光軸とその端面とが垂直をなさないよう
に、光導波路を曲線を含んで形成しても上記課題を解決
できる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気光学効果を示
す基板上に形成された光導波路を利用して構成される光
変調器、光電界センサ等の光導波路素子および光導波路
デバイスの製造方法、ならびに光導波路デバイスに関す
るものである。
す基板上に形成された光導波路を利用して構成される光
変調器、光電界センサ等の光導波路素子および光導波路
デバイスの製造方法、ならびに光導波路デバイスに関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】変調器、光電界センサ等のデバイスに使
われる光導波路素子には、ニオブ酸リチウム等の電気光
学効果を示す材料を基板として作製される。光導波路素
子は、ニオブ酸リチウム結晶基板上に、Tiの熱拡散に
よって分岐干渉型の光導波路が形成され、さらに分岐干
渉型光導波路の位相シフト光導波路の近傍に変調電極を
形成して作製される。通常、このような光導波路素子の
各パターンは、一枚の基板上に複数個周期的に並べて形
成され、方形状に切断して、一度に多くの素子が取得さ
れる。光導波路素子の作製技術には、蒸着あるいはスパ
ッタリング技術、フォトリソグラフィー技術、微細加工
技術等の半導体技術が駆使されている。
われる光導波路素子には、ニオブ酸リチウム等の電気光
学効果を示す材料を基板として作製される。光導波路素
子は、ニオブ酸リチウム結晶基板上に、Tiの熱拡散に
よって分岐干渉型の光導波路が形成され、さらに分岐干
渉型光導波路の位相シフト光導波路の近傍に変調電極を
形成して作製される。通常、このような光導波路素子の
各パターンは、一枚の基板上に複数個周期的に並べて形
成され、方形状に切断して、一度に多くの素子が取得さ
れる。光導波路素子の作製技術には、蒸着あるいはスパ
ッタリング技術、フォトリソグラフィー技術、微細加工
技術等の半導体技術が駆使されている。
【0003】図7は、このようにして作製された光導波
路素子を光変調器として使用した光変調装置の概略構成
を示す図である。図示の光変調装置は、電気信号から光
強度信号への変調機能を有する装置であり、光変調器3
1と、光源32と、光ファイバ33と、光方向性分離器
のひとつである光サーキュレータ34と、光検出器35
とから構成されている。
路素子を光変調器として使用した光変調装置の概略構成
を示す図である。図示の光変調装置は、電気信号から光
強度信号への変調機能を有する装置であり、光変調器3
1と、光源32と、光ファイバ33と、光方向性分離器
のひとつである光サーキュレータ34と、光検出器35
とから構成されている。
【0004】光源32から出射された光は、光サーキュ
レータ34および光ファイバ33を経由して光変調器3
1に入射光として導かれる。光変調器31は、この入射
光を入力電気信号で光強度信号に変調する。この光強度
信号は、入射光の進行方向とは反対方向に光ファイバ3
3中を出射光として伝播し、光サーキュレータ34によ
って光検出器35に導かれる。
レータ34および光ファイバ33を経由して光変調器3
1に入射光として導かれる。光変調器31は、この入射
光を入力電気信号で光強度信号に変調する。この光強度
信号は、入射光の進行方向とは反対方向に光ファイバ3
3中を出射光として伝播し、光サーキュレータ34によ
って光検出器35に導かれる。
【0005】このような構成の光変調装置では、入力電
気信号を光強度信号に変換し、光強度信号は光ファイバ
33中を伝送されるため、伝送経路とその周囲との間に
誘導によるノイズの授受や信号の漏洩がないという特徴
がある。また、伝送損失が小さいため、遠隔伝送を可能
とするという特徴もある。
気信号を光強度信号に変換し、光強度信号は光ファイバ
33中を伝送されるため、伝送経路とその周囲との間に
誘導によるノイズの授受や信号の漏洩がないという特徴
がある。また、伝送損失が小さいため、遠隔伝送を可能
とするという特徴もある。
【0006】図8は、光導波路素子をセンサヘッドとし
て使用した光電界センサの概略構成を示す図である。図
示の光電界センサは、センサヘッドの光変調機能を応用
して電界を検出するもので、光源32、入射用光ファイ
バ33−1、出射用光ファイバ33−2および光検出器
35の他に、センサヘッド41と一対のダイポールアン
テナ42とを備えている。センサヘッド41の電極にダ
イポールアンテナ42が接続されている。
て使用した光電界センサの概略構成を示す図である。図
示の光電界センサは、センサヘッドの光変調機能を応用
して電界を検出するもので、光源32、入射用光ファイ
バ33−1、出射用光ファイバ33−2および光検出器
35の他に、センサヘッド41と一対のダイポールアン
テナ42とを備えている。センサヘッド41の電極にダ
イポールアンテナ42が接続されている。
【0007】光源32から出射された光は、入射用光フ
ァイバ33−1を経由してセンサヘッド41に入射光と
して導かれる。センサヘッド41は、この入射光を、ダ
イポールアンテナ42によって受信された電界で変調
し、変調光を出力する。この変調光は出射光として出射
用光ファイバ33−2中を伝播し、光検出器35に導か
れる。
ァイバ33−1を経由してセンサヘッド41に入射光と
して導かれる。センサヘッド41は、この入射光を、ダ
イポールアンテナ42によって受信された電界で変調
し、変調光を出力する。この変調光は出射光として出射
用光ファイバ33−2中を伝播し、光検出器35に導か
れる。
【0008】図7および図8に示したように、光変調器
31およびセンサヘッド41等として使用される光導波
路素子は、光ファイバ33や入射用光ファイバ33−1
および出射用光ファイバ33−2に光学的に接合されて
いる。すなわち、光源32から出射された光は、光ファ
イバ33(入射用光ファイバ33−1)を経由して光変
調器31(センサヘッド31)に入射され、また、光変
調器31(センサヘッド41)からの出射光は、光ファ
イバ33(出射用光ファイバ33−2)を経由して、光
検出器35等の受光器に向けて伝送される。
31およびセンサヘッド41等として使用される光導波
路素子は、光ファイバ33や入射用光ファイバ33−1
および出射用光ファイバ33−2に光学的に接合されて
いる。すなわち、光源32から出射された光は、光ファ
イバ33(入射用光ファイバ33−1)を経由して光変
調器31(センサヘッド31)に入射され、また、光変
調器31(センサヘッド41)からの出射光は、光ファ
イバ33(出射用光ファイバ33−2)を経由して、光
検出器35等の受光器に向けて伝送される。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】前述したように、通
常、光導波路素子は製造上の理由から、長方形状に加工
され、入射光導波路の光軸に対して、その端面は垂直と
なっている。他方、この光導波路素子に光学的に接合さ
れる光ファイバも、その端面は光軸に対して垂直に形成
されている場合が多い。このため、入射光導波路端面と
光ファイバとの接合部では、入射光は光ファイバの出射
端面で、あるいは光導波路の入射端面でそれぞれ一部が
反射光として反射してしまう。この反射光は、再び、入
射光の伝播方向とは反対方向に同じ光ファイバ中を戻り
光として伝わって光源に戻る。これが、光源に動作不安
定を招く原因となっている。
常、光導波路素子は製造上の理由から、長方形状に加工
され、入射光導波路の光軸に対して、その端面は垂直と
なっている。他方、この光導波路素子に光学的に接合さ
れる光ファイバも、その端面は光軸に対して垂直に形成
されている場合が多い。このため、入射光導波路端面と
光ファイバとの接合部では、入射光は光ファイバの出射
端面で、あるいは光導波路の入射端面でそれぞれ一部が
反射光として反射してしまう。この反射光は、再び、入
射光の伝播方向とは反対方向に同じ光ファイバ中を戻り
光として伝わって光源に戻る。これが、光源に動作不安
定を招く原因となっている。
【0010】したがって、本発明の課題は、これら光導
波路素子と光ファイバとの間の光学的接合部での反射に
よる戻り光を低減し、かかる反射戻り光が光ファイバ中
を通って光源に入射することを排除し、信頼性を維持し
得る光導波路素子、光導波路デバイスを製造する方法、
および光導波路デバイスを提供することにある。
波路素子と光ファイバとの間の光学的接合部での反射に
よる戻り光を低減し、かかる反射戻り光が光ファイバ中
を通って光源に入射することを排除し、信頼性を維持し
得る光導波路素子、光導波路デバイスを製造する方法、
および光導波路デバイスを提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明による光導波路デバイスは、電気光学効果を
呈する基板上に形成した分岐干渉型光導波路を含む光導
波路素子と;この光導波路素子の素子結合端面で光学的
に結合するファイバ結合端面を持ち、この光導波路素子
の光導波路に光を入射し、または前記光導波路からの出
射光を伝達する光ファイバと;から成る光導波路デバイ
スにおいて、光導波路の素子結合端面での光軸は、素子
結合端面で、光導波路が形成された面と平行な面内で、
この素子結合端面の法線と第1の有限角度をなし、光フ
ァイバのファイバ結合端面での光軸は、光導波路が形成
された面と平行な面内で、ファイバ結合端面の法線と第
2の有限角度をなし、かつ、二つの前記有限角度の正弦
値の比は、光導波路および光ファイバの屈折率の比に逆
比例するように形成されていることを特徴とする。
に、本発明による光導波路デバイスは、電気光学効果を
呈する基板上に形成した分岐干渉型光導波路を含む光導
波路素子と;この光導波路素子の素子結合端面で光学的
に結合するファイバ結合端面を持ち、この光導波路素子
の光導波路に光を入射し、または前記光導波路からの出
射光を伝達する光ファイバと;から成る光導波路デバイ
スにおいて、光導波路の素子結合端面での光軸は、素子
結合端面で、光導波路が形成された面と平行な面内で、
この素子結合端面の法線と第1の有限角度をなし、光フ
ァイバのファイバ結合端面での光軸は、光導波路が形成
された面と平行な面内で、ファイバ結合端面の法線と第
2の有限角度をなし、かつ、二つの前記有限角度の正弦
値の比は、光導波路および光ファイバの屈折率の比に逆
比例するように形成されていることを特徴とする。
【0012】また、本発明は、電気光学効果を呈する基
板上に形成した分岐干渉型光導波路を含む光導波路素子
の製造方法において、基板上に、同一構造で長さ方向に
延在した端部をもつ複数の分岐干渉型光導波路を、等周
期をもって平行に形成する工程と、基板を、複数の分岐
干渉型光導波路の少なくとも一を含むように、等周期に
平行に各分岐干渉型光導波路の長さ方向に沿って切断す
る工程と、切断によって形成される各辺に隣接し、かつ
相対する平行な2辺を、各光導波路の端部における光軸
が切断面の法線に対して有限角度をなすように切断する
工程とを含む光導波路素子の製造方法を提供する。
板上に形成した分岐干渉型光導波路を含む光導波路素子
の製造方法において、基板上に、同一構造で長さ方向に
延在した端部をもつ複数の分岐干渉型光導波路を、等周
期をもって平行に形成する工程と、基板を、複数の分岐
干渉型光導波路の少なくとも一を含むように、等周期に
平行に各分岐干渉型光導波路の長さ方向に沿って切断す
る工程と、切断によって形成される各辺に隣接し、かつ
相対する平行な2辺を、各光導波路の端部における光軸
が切断面の法線に対して有限角度をなすように切断する
工程とを含む光導波路素子の製造方法を提供する。
【0013】さらに、本発明は、前記製造方法を含み、
光導波路素子の素子結合端面で光学的に結合する光ファ
イバのファイバ結合端面を、ファイバ結合端面での光軸
が、光導波路が形成された面と平行な面内で、ファイバ
結合端面の法線と第2の有限角度をなすように形成し、
かつ、二つの前記有限角度の正弦値の比は、光導波路お
よび光ファイバの屈折率の比に逆比例するように形成す
る光導波路デバイスの製造方法を提供する。
光導波路素子の素子結合端面で光学的に結合する光ファ
イバのファイバ結合端面を、ファイバ結合端面での光軸
が、光導波路が形成された面と平行な面内で、ファイバ
結合端面の法線と第2の有限角度をなすように形成し、
かつ、二つの前記有限角度の正弦値の比は、光導波路お
よび光ファイバの屈折率の比に逆比例するように形成す
る光導波路デバイスの製造方法を提供する。
【0014】加えて、本発明は、電気光学効果を呈する
基板上に形成した分岐干渉型光導波路を含む光導波路素
子の製造方法において、基板上に、同一構造で長さ方向
に延在した端部をもつ複数の分岐干渉型光導波路を、等
周期をもって平行にかつ長さ方向には同一方向に順次等
しく変位して形成する工程と、基板を、複数の分岐干渉
型光導波路の少なくとも一を含むように、等周期に平行
に各分岐干渉型光導波路の長さ方向に沿って切断する工
程と、切断によって形成される各辺に隣接し、かつ相対
する平行な2辺を、各光導波路の端部における光軸が切
断面の法線に対して有限角度をなすように切断する工程
とを含む光導波路素子の製造方法を提供する。
基板上に形成した分岐干渉型光導波路を含む光導波路素
子の製造方法において、基板上に、同一構造で長さ方向
に延在した端部をもつ複数の分岐干渉型光導波路を、等
周期をもって平行にかつ長さ方向には同一方向に順次等
しく変位して形成する工程と、基板を、複数の分岐干渉
型光導波路の少なくとも一を含むように、等周期に平行
に各分岐干渉型光導波路の長さ方向に沿って切断する工
程と、切断によって形成される各辺に隣接し、かつ相対
する平行な2辺を、各光導波路の端部における光軸が切
断面の法線に対して有限角度をなすように切断する工程
とを含む光導波路素子の製造方法を提供する。
【0015】さらに加えて、本発明は、前記光導波路素
子の製造方法を含み、光導波路素子の素子結合端面で光
学的に結合する光ファイバのファイバ結合端面を、ファ
イバ結合端面での光軸が、光導波路が形成された面と平
行な面内で、ファイバ結合端面の法線と第2の有限角度
をなすように形成し、かつ、二つの前記有限角度の正弦
値の比は、光導波路および光ファイバの屈折率の比に逆
比例するように形成する光導波路デバイスの製造方法を
提供する。
子の製造方法を含み、光導波路素子の素子結合端面で光
学的に結合する光ファイバのファイバ結合端面を、ファ
イバ結合端面での光軸が、光導波路が形成された面と平
行な面内で、ファイバ結合端面の法線と第2の有限角度
をなすように形成し、かつ、二つの前記有限角度の正弦
値の比は、光導波路および光ファイバの屈折率の比に逆
比例するように形成する光導波路デバイスの製造方法を
提供する。
【0016】さらにまた、本発明は、電気光学効果を呈
する基板上に形成した分岐干渉型光導波路を含む光導波
路素子の製造方法において、基板上に、同一構造で長さ
方向に対して曲線の端部をもつ複数の分岐干渉型光導波
路を、等周期をもって平行にかつ長さ方向には変位なく
形成する工程と、基板を、複数の分岐干渉型光導波路の
一を含むように、かつ各光導波路の端部における光軸が
切断面の法線に対して有限角度をなすように、等しい長
方形状に切断する工程と含む光導波路素子の製造方法を
提供する。
する基板上に形成した分岐干渉型光導波路を含む光導波
路素子の製造方法において、基板上に、同一構造で長さ
方向に対して曲線の端部をもつ複数の分岐干渉型光導波
路を、等周期をもって平行にかつ長さ方向には変位なく
形成する工程と、基板を、複数の分岐干渉型光導波路の
一を含むように、かつ各光導波路の端部における光軸が
切断面の法線に対して有限角度をなすように、等しい長
方形状に切断する工程と含む光導波路素子の製造方法を
提供する。
【0017】さらに加えて、本発明は、前記光導波路素
子の製造方法を含み、光導波路素子の素子結合端面で光
学的に結合する光ファイバのファイバ結合端面を、ファ
イバ結合端面での光軸が、光導波路が形成された面と平
行な面内で、ファイバ結合端面の法線と第2の有限角度
をなすように形成し、かつ、二つの前記有限角度の正弦
値の比は、光導波路および光ファイバの屈折率の比に逆
比例するように形成する光導波路デバイスの製造方法を
提供する。
子の製造方法を含み、光導波路素子の素子結合端面で光
学的に結合する光ファイバのファイバ結合端面を、ファ
イバ結合端面での光軸が、光導波路が形成された面と平
行な面内で、ファイバ結合端面の法線と第2の有限角度
をなすように形成し、かつ、二つの前記有限角度の正弦
値の比は、光導波路および光ファイバの屈折率の比に逆
比例するように形成する光導波路デバイスの製造方法を
提供する。
【0018】
【発明の実施の形態】次に、本発明について図面を参照
して詳細に説明する。
して詳細に説明する。
【0019】図1は本発明の第1の実施の形態による光
導波路デバイスを示す図で、(A)は平面図、(B)は
(A)における光ファイバと光導波路素子との接合部分
を拡大した図である。なお、図1(B)では、各端面の
方線および光ファイバの光軸方向を示す各補助線を付し
て示してある。
導波路デバイスを示す図で、(A)は平面図、(B)は
(A)における光ファイバと光導波路素子との接合部分
を拡大した図である。なお、図1(B)では、各端面の
方線および光ファイバの光軸方向を示す各補助線を付し
て示してある。
【0020】光導波路デバイスは、光導波路素子10
と、この光導波路素子10に光学的に結合される光ファ
イバ20とを有する。光導波路素子10は、電気光学効
果を呈する基板11上に形成された分岐干渉型光導波路
13、入射光導波路または出射光導波路(以下、これら
を纏めて単に光導波路と呼ぶ)14および変調電極15
から構成されている。図示の光導波路素子10は平行四
辺形の形状をしている。
と、この光導波路素子10に光学的に結合される光ファ
イバ20とを有する。光導波路素子10は、電気光学効
果を呈する基板11上に形成された分岐干渉型光導波路
13、入射光導波路または出射光導波路(以下、これら
を纏めて単に光導波路と呼ぶ)14および変調電極15
から構成されている。図示の光導波路素子10は平行四
辺形の形状をしている。
【0021】光導波路素子10および光ファイバ20
は、それぞれ、それらを光学的に結合するため、素子結
合端面10aおよびファイバ結合端面20aを持つ。光
導波路14とその素子結合端面10aの法線aとは第1
の有限角度αをなし、光ファイバ20の光軸bとファイ
バ結合端面20aの法線aとは第2の有限角度βをなし
ている。そして、光導波路14の素子結合端面10aで
の光軸と光ファイバ20のファイバ結合端面20aでの
光軸とは、第1の有限角度αと第2の有限角度βとの差
分に等しい角度(β−α)をなしている。これら光導波
路素子10と光ファイバ20とが光学的に結合されるた
めには、下記の数式1で示されるスネルの法則が満たさ
れなければならない。
は、それぞれ、それらを光学的に結合するため、素子結
合端面10aおよびファイバ結合端面20aを持つ。光
導波路14とその素子結合端面10aの法線aとは第1
の有限角度αをなし、光ファイバ20の光軸bとファイ
バ結合端面20aの法線aとは第2の有限角度βをなし
ている。そして、光導波路14の素子結合端面10aで
の光軸と光ファイバ20のファイバ結合端面20aでの
光軸とは、第1の有限角度αと第2の有限角度βとの差
分に等しい角度(β−α)をなしている。これら光導波
路素子10と光ファイバ20とが光学的に結合されるた
めには、下記の数式1で示されるスネルの法則が満たさ
れなければならない。
【0022】
【数1】 ここで、n1 およびn2 は、それぞれ、光導波路14お
よび光ファイバ20の屈折率である。
よび光ファイバ20の屈折率である。
【0023】以下においては、光導波路素子10は、ニ
オブ酸リチウム基板上に形成するものとし、n1 =2.
22、n2 =1.50の各値を使うものとする。
オブ酸リチウム基板上に形成するものとし、n1 =2.
22、n2 =1.50の各値を使うものとする。
【0024】図2は本発明の第2の実施の形態による光
導波路デバイスを示す図で、(A)は平面図、(B)は
(A)における光ファイバと光導波路素子との接合部分
を拡大した図である。なお、図2(B)では、各端面の
法線および光ファイバの光軸方向を示す各補助線を付し
てある。
導波路デバイスを示す図で、(A)は平面図、(B)は
(A)における光ファイバと光導波路素子との接合部分
を拡大した図である。なお、図2(B)では、各端面の
法線および光ファイバの光軸方向を示す各補助線を付し
てある。
【0025】光導波路デバイスは、光導波路素子10A
と、この光導波路素子10Aに光学的に結合される光フ
ァイバ20Aとを有する。光導波路素子10Aは、電気
光学効果を呈する基板11上に形成された分岐干渉型光
導波路13、光導波路14Aおよび変調電極15から構
成されている。図示の光導波路素子10Aは長方形の形
状をしている。
と、この光導波路素子10Aに光学的に結合される光フ
ァイバ20Aとを有する。光導波路素子10Aは、電気
光学効果を呈する基板11上に形成された分岐干渉型光
導波路13、光導波路14Aおよび変調電極15から構
成されている。図示の光導波路素子10Aは長方形の形
状をしている。
【0026】光導波路素子10Aおよび光ファイバ20
Aは、それぞれ、それらを光学的に結合するための、素
子結合端面10aおよびファイバ結合端面20aを持
つ。光導波路14Aの光軸cは、その素子結合端面10
aの法線aとは第1の有限角度αをなして交叉するよう
に曲線にそって曲げられている。光ファイバ20Aの光
軸bとそのファイバ結合端面20aの法線aとは第2の
有限角度βをなしている。そして、光導波路14Aの素
子結合端面10aでの光軸と光ファイバ20Aのファイ
バ結合端面20aでの光軸bとは、第1の有限角度αと
第2の有限角度βとの差分に等しい角度(β−α)をな
している。これら第1および第2の有限角度αおよびβ
と、光導波路14Aおよび光ファイバ20Aの屈折率n
1 およびn2 との間には、前述した数式1で示すよう
な、スネルの法則を満たすことが必要である。
Aは、それぞれ、それらを光学的に結合するための、素
子結合端面10aおよびファイバ結合端面20aを持
つ。光導波路14Aの光軸cは、その素子結合端面10
aの法線aとは第1の有限角度αをなして交叉するよう
に曲線にそって曲げられている。光ファイバ20Aの光
軸bとそのファイバ結合端面20aの法線aとは第2の
有限角度βをなしている。そして、光導波路14Aの素
子結合端面10aでの光軸と光ファイバ20Aのファイ
バ結合端面20aでの光軸bとは、第1の有限角度αと
第2の有限角度βとの差分に等しい角度(β−α)をな
している。これら第1および第2の有限角度αおよびβ
と、光導波路14Aおよび光ファイバ20Aの屈折率n
1 およびn2 との間には、前述した数式1で示すよう
な、スネルの法則を満たすことが必要である。
【0027】図3は、本発明の第3の実施の形態による
光導波路デバイスを示す図である。図示の光導波路デバ
イスは、反射型光導波路素子10Bと、この反射型光導
波路素子10Bに光学的に結合される光ファイバ20B
とを有する。反射型光導波路素子10Bは、電気光学効
果を呈する基板11上に形成された分岐干渉型光導波路
13、光導波路14B、変調電極15および反射部17
から構成されている。図示の反射型光導波路素子10B
は長方形の形状をしている。
光導波路デバイスを示す図である。図示の光導波路デバ
イスは、反射型光導波路素子10Bと、この反射型光導
波路素子10Bに光学的に結合される光ファイバ20B
とを有する。反射型光導波路素子10Bは、電気光学効
果を呈する基板11上に形成された分岐干渉型光導波路
13、光導波路14B、変調電極15および反射部17
から構成されている。図示の反射型光導波路素子10B
は長方形の形状をしている。
【0028】光導波路素子10Bおよび光ファイバ20
Bは、それぞれ、それらを光学的に結合するための、素
子結合端面(図示せず)およびファイバ結合端面(図示
せず)を持つ。光導波路14Bと光ファイバ20Bとの
幾何学的関係は、図2(B)を参照して説明したのと同
様である。すなわち、光導波路14Bの光軸は、その素
子結合端面の法線とは第1の有限角度αをなして交叉す
るように曲線に沿って曲げられており、光ファイバ20
Bの光軸とそのファイバ結合端面の法線とは第2の有限
角度βをなしている。そして、光導波路14Bの素子結
合端面での光軸と光ファイバ20Bのファイバ結合端面
での光軸とは、第1の有限角度αと第2の有限角度βと
の差分に等しい角度(β−α)をなしている。これら第
1および第2の有限角度αおよびβと、光導波路14B
および光ファイバ20Bの屈折率n1 およびn2 との間
には、前述した数式1で示すような、スネルの法則を満
たすことが必要である。
Bは、それぞれ、それらを光学的に結合するための、素
子結合端面(図示せず)およびファイバ結合端面(図示
せず)を持つ。光導波路14Bと光ファイバ20Bとの
幾何学的関係は、図2(B)を参照して説明したのと同
様である。すなわち、光導波路14Bの光軸は、その素
子結合端面の法線とは第1の有限角度αをなして交叉す
るように曲線に沿って曲げられており、光ファイバ20
Bの光軸とそのファイバ結合端面の法線とは第2の有限
角度βをなしている。そして、光導波路14Bの素子結
合端面での光軸と光ファイバ20Bのファイバ結合端面
での光軸とは、第1の有限角度αと第2の有限角度βと
の差分に等しい角度(β−α)をなしている。これら第
1および第2の有限角度αおよびβと、光導波路14B
および光ファイバ20Bの屈折率n1 およびn2 との間
には、前述した数式1で示すような、スネルの法則を満
たすことが必要である。
【0029】
(実施例1)図4は、図1に示した光導波路デバイスに
使用される、第1の実施例による光導波路素子10の製
造方法を説明するための図で、直径3インチのニオブ酸
リチウム結晶基板12上に形成した光導波路パターンを
切断することよって得られる個々の光導波路素子10の
形状を示している。
使用される、第1の実施例による光導波路素子10の製
造方法を説明するための図で、直径3インチのニオブ酸
リチウム結晶基板12上に形成した光導波路パターンを
切断することよって得られる個々の光導波路素子10の
形状を示している。
【0030】直径3インチのニオブ酸リチウム結晶基板
12上に、8個の分岐干渉光導波路13を形成し、各分
岐干渉光導波路13の位相シフト光導波路の近傍には、
金(Au)で変調電極15を形成した。この手法はTi
薄膜の形成、フォトリソグラフィー技術、熱拡散、スパ
ッタまたは蒸着技術の公知技術によるもので、その詳細
な記述を省略する。
12上に、8個の分岐干渉光導波路13を形成し、各分
岐干渉光導波路13の位相シフト光導波路の近傍には、
金(Au)で変調電極15を形成した。この手法はTi
薄膜の形成、フォトリソグラフィー技術、熱拡散、スパ
ッタまたは蒸着技術の公知技術によるもので、その詳細
な記述を省略する。
【0031】ここで、取得する光導波路素子10の形状
を、長辺の長さ40mm、幅6.0mmの平行四辺形と
し、切断加工代0.2mmを含め、結晶基板12上には
8個の分岐干渉型光導波路13のパターンを、6.2m
mの周期をもって平行に、かつ長さ方向には、同一方向
に順次0.59mm(=(6.2mm)×tan 5.4
°)ずつ変位させて形成した。
を、長辺の長さ40mm、幅6.0mmの平行四辺形と
し、切断加工代0.2mmを含め、結晶基板12上には
8個の分岐干渉型光導波路13のパターンを、6.2m
mの周期をもって平行に、かつ長さ方向には、同一方向
に順次0.59mm(=(6.2mm)×tan 5.4
°)ずつ変位させて形成した。
【0032】ついで、各セグメントに1個の分岐干渉型
光導波路13が含まれるように、直径3インチの基板1
2を各分岐干渉型光導波路13の長さ方向に沿って平行
に切断した。さらに、この切断によって形成される各辺
に対して、隣接しかつ相対向する平行な2辺を84.6
°の角度で切断し、平行四辺形の光導波路素子10を得
た。これにより、光導波路14の端部における光軸と切
断面(素子結合端面)の法線とは、5.4°の角度をな
すことになる。
光導波路13が含まれるように、直径3インチの基板1
2を各分岐干渉型光導波路13の長さ方向に沿って平行
に切断した。さらに、この切断によって形成される各辺
に対して、隣接しかつ相対向する平行な2辺を84.6
°の角度で切断し、平行四辺形の光導波路素子10を得
た。これにより、光導波路14の端部における光軸と切
断面(素子結合端面)の法線とは、5.4°の角度をな
すことになる。
【0033】一方、その光導波路14の素子結合端面1
0a(図1)に光学的に接合される光ファイバ20(図
1)のファイバ結合端面20a(図1)は、その法線が
8.0°の角度をなすように研磨加工によって形成し
た。
0a(図1)に光学的に接合される光ファイバ20(図
1)のファイバ結合端面20a(図1)は、その法線が
8.0°の角度をなすように研磨加工によって形成し
た。
【0034】さらに、これらの光ファイバ20と光導波
路素子10とは、光導波路14が形成された主面と平行
にしてかつ光導波路14の光軸と光ファイバ20とが
2.6°(=8.0°−5.4°)となるように調整
し、紫外線硬化型接着剤を用いて接合し、光学的結合を
図った。
路素子10とは、光導波路14が形成された主面と平行
にしてかつ光導波路14の光軸と光ファイバ20とが
2.6°(=8.0°−5.4°)となるように調整
し、紫外線硬化型接着剤を用いて接合し、光学的結合を
図った。
【0035】これらの角度の形成、あるいは設定角度に
接合する場合の、公差は小さいことが望ましいことは当
然であるが、0.5°以内におさめることは、公知技術
によって十分可能であり、また特性を活かすためには十
分である。第1の実施例は、図1(B)において、α=
5.4°、β=8.0°のケースである。
接合する場合の、公差は小さいことが望ましいことは当
然であるが、0.5°以内におさめることは、公知技術
によって十分可能であり、また特性を活かすためには十
分である。第1の実施例は、図1(B)において、α=
5.4°、β=8.0°のケースである。
【0036】(実施例2)第2の実施例は、図1(B)
において、α=2.7°、β=4.0°のケースであ
る。手法は、したがって、上述した第1の実施例に準ず
るため、詳細な記述は省略する。第2の実施例の場合、
光導波路素子10の形状は、第1の実施例と同様に、長
辺の長さ40mm、幅6.0mmの平行四辺形と設定
し、3インチの結晶基板12上に形成する干渉型光導波
路13と変調電極15は6.2mm周期とした。長さ方
向の各パターンの変位は0.29mm(=(6.2m
m)×tan2.7°)として形成した。光導波路素子1
0は、一つの角度が87.3°をなす平行四辺形とな
る。光導波路14の素子結合端面と光学的に接合される
光ファイバ20のファイバ結合端面は、その法線が4°
の角度をなすように研磨加工によって形成した。
において、α=2.7°、β=4.0°のケースであ
る。手法は、したがって、上述した第1の実施例に準ず
るため、詳細な記述は省略する。第2の実施例の場合、
光導波路素子10の形状は、第1の実施例と同様に、長
辺の長さ40mm、幅6.0mmの平行四辺形と設定
し、3インチの結晶基板12上に形成する干渉型光導波
路13と変調電極15は6.2mm周期とした。長さ方
向の各パターンの変位は0.29mm(=(6.2m
m)×tan2.7°)として形成した。光導波路素子1
0は、一つの角度が87.3°をなす平行四辺形とな
る。光導波路14の素子結合端面と光学的に接合される
光ファイバ20のファイバ結合端面は、その法線が4°
の角度をなすように研磨加工によって形成した。
【0037】さらに、これらの光ファイバ20と光導波
路素子10とは、光導波路14が形成された主面と平行
にしてかつ光導波路14の光軸と光ファイバ20の光軸
とが1.3°(=4.0°−2.7°)となるように調
整し、紫外線硬化型接着剤を用いて接合し、光学的結合
を図った。上記第1の実施例の場合と同様に、これらの
角度の公差は0.5°以内であれば十分である。
路素子10とは、光導波路14が形成された主面と平行
にしてかつ光導波路14の光軸と光ファイバ20の光軸
とが1.3°(=4.0°−2.7°)となるように調
整し、紫外線硬化型接着剤を用いて接合し、光学的結合
を図った。上記第1の実施例の場合と同様に、これらの
角度の公差は0.5°以内であれば十分である。
【0038】(実施例3)図5は、図2に示した光導波
路デバイスに使用される、第3の実施例による光導波路
素子10Aの製造方法を説明するための図である。直径
3インチのニオブ酸リチウム結晶基板12上に形成した
光導波路パターンを切断することによって得られる個々
の光導波路素子10Aの形状を示している。
路デバイスに使用される、第3の実施例による光導波路
素子10Aの製造方法を説明するための図である。直径
3インチのニオブ酸リチウム結晶基板12上に形成した
光導波路パターンを切断することによって得られる個々
の光導波路素子10Aの形状を示している。
【0039】第3の実施例は、前述した第1および第2
の実施例のものとは異なる形状の光導波路素子10Aを
製造する方法であり、以下、その製造方法について説明
する。
の実施例のものとは異なる形状の光導波路素子10Aを
製造する方法であり、以下、その製造方法について説明
する。
【0040】直径3インチのニオブ酸リチウム結晶基板
12上に、8個の分岐干渉光導波路13のパターンを等
周期をもって平行にかつ長さ方向には変位なく、すなわ
ち、「並べ」て形成した。切断して取得する光導波路素
子10Aの光軸とその素子結合端面10a(図2)と
は、光導波路14Aの端部は曲げられて曲線になってい
る。
12上に、8個の分岐干渉光導波路13のパターンを等
周期をもって平行にかつ長さ方向には変位なく、すなわ
ち、「並べ」て形成した。切断して取得する光導波路素
子10Aの光軸とその素子結合端面10a(図2)と
は、光導波路14Aの端部は曲げられて曲線になってい
る。
【0041】たとえば、α=5.4°、β=8.0°と
し、光ファイバ20A(図2)と光導波路素子10と
は、光導波路14Aが形成された主面と平行にしてかつ
光導波路14Aの光軸と光ファイバ20Aの光軸とが
2.6°(=8.0°−5.4°)となるように調整し
て接合される。この光ファイバ20Aのファイバ結合端
面と光導波路14Aの素子結合端面との光学的接合は、
紫外線硬化型接着剤を用いて行われる。
し、光ファイバ20A(図2)と光導波路素子10と
は、光導波路14Aが形成された主面と平行にしてかつ
光導波路14Aの光軸と光ファイバ20Aの光軸とが
2.6°(=8.0°−5.4°)となるように調整し
て接合される。この光ファイバ20Aのファイバ結合端
面と光導波路14Aの素子結合端面との光学的接合は、
紫外線硬化型接着剤を用いて行われる。
【0042】このほかに、前述した第2の実施例と同様
に、α=2.7°、β=4.0°とし、光導波路14A
の光軸と光ファイバ20Aの光軸とが1.3°(=4.
0°−2.7°)となるように調整する方法でもよい。
これらの角度の公差は0.5°以内であれば十分であ
る。
に、α=2.7°、β=4.0°とし、光導波路14A
の光軸と光ファイバ20Aの光軸とが1.3°(=4.
0°−2.7°)となるように調整する方法でもよい。
これらの角度の公差は0.5°以内であれば十分であ
る。
【0043】(実施例4)図6は、図3に示した光導波
路デバイスに使用される、第4の実施例による反射型光
導波路素子10Bの製造方法を説明するための図であ
る。直径3インチのニオブ酸リチウム結晶基板12上に
形成した反射型光導波路パターンを示している。
路デバイスに使用される、第4の実施例による反射型光
導波路素子10Bの製造方法を説明するための図であ
る。直径3インチのニオブ酸リチウム結晶基板12上に
形成した反射型光導波路パターンを示している。
【0044】第4の実施例によって形成される反射型光
導波路素子10Bの形状は長方形であり、第4の実施例
は、前述した第3の実施例と同様に、曲線を含んだ光導
波路14Bを形成し、光導波路14Bとその素子結合端
面との交叉が垂直でないことが特徴である。切断された
個々の光導波路素子10Bは、一括して薄膜調製手段に
よって反射部17(図3)が付けられる。
導波路素子10Bの形状は長方形であり、第4の実施例
は、前述した第3の実施例と同様に、曲線を含んだ光導
波路14Bを形成し、光導波路14Bとその素子結合端
面との交叉が垂直でないことが特徴である。切断された
個々の光導波路素子10Bは、一括して薄膜調製手段に
よって反射部17(図3)が付けられる。
【0045】上述した第1ないし第4の実施例によっ
て、初めて一切断工程で、複数の光導波路素子を作製す
ることが可能となる。
て、初めて一切断工程で、複数の光導波路素子を作製す
ることが可能となる。
【0046】以上、本発明について実施の形態を挙げて
説明したが、本発明は上述した実施例に限定せず、本発
明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の形態が可能である
ことはいうまでもない。
説明したが、本発明は上述した実施例に限定せず、本発
明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の形態が可能である
ことはいうまでもない。
【0047】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、光導波
路素子と光ファイバの光学的接合部での反射による戻り
光を低減し、反射戻り光が光ファイバを通って光源に入
射することを排除することができる。本発明は、また、
従来の光導波路デバイス技術の継続の上に、均一な特性
を維持するに不可欠な光導波路素子を量産できる方法も
提供した。
路素子と光ファイバの光学的接合部での反射による戻り
光を低減し、反射戻り光が光ファイバを通って光源に入
射することを排除することができる。本発明は、また、
従来の光導波路デバイス技術の継続の上に、均一な特性
を維持するに不可欠な光導波路素子を量産できる方法も
提供した。
【図1】本発明の第1の実施の形態による光導波路デバ
イスを示す図で、(A)は平面図、(B)は(A)にお
ける光ファイバと光導波路素子との接合部分を拡大し、
各端面の法線および光ファイバの光軸方向を示す各補助
線を付して示した拡大図である。
イスを示す図で、(A)は平面図、(B)は(A)にお
ける光ファイバと光導波路素子との接合部分を拡大し、
各端面の法線および光ファイバの光軸方向を示す各補助
線を付して示した拡大図である。
【図2】本発明の第2の実施の形態による光導波路デバ
イスを示す図で、(A)は平面図、(B)は(A)にお
ける光ファイバと光導波路素子との接合部分を拡大し、
各端面の法線および光ファイバの光軸方向を示す各補助
線を付して示した拡大図である。
イスを示す図で、(A)は平面図、(B)は(A)にお
ける光ファイバと光導波路素子との接合部分を拡大し、
各端面の法線および光ファイバの光軸方向を示す各補助
線を付して示した拡大図である。
【図3】本発明の第3の実施の形態による光導波路デバ
イスを示す平面図である。
イスを示す平面図である。
【図4】図1に示した光導波路デバイスに使用される、
結晶基板上に形成した光導波路パターンを切断すること
よって得られる個々の光導波路素子の形状を示す図であ
る。
結晶基板上に形成した光導波路パターンを切断すること
よって得られる個々の光導波路素子の形状を示す図であ
る。
【図5】図2に示した光導波路デバイスに使用される、
結晶基板上に形成した光導波路パターンを切断すること
よって得られる個々の光導波路素子の形状を示す図であ
る。
結晶基板上に形成した光導波路パターンを切断すること
よって得られる個々の光導波路素子の形状を示す図であ
る。
【図6】図3に示した光導波路デバイスに使用される、
結晶基板上に形成した反射型光導波路パターンを示す図
である。
結晶基板上に形成した反射型光導波路パターンを示す図
である。
【図7】光導波路素子を光変調器として使用した光変調
装置の概略構成を示す図である。
装置の概略構成を示す図である。
【図8】光導波路素子をセンサヘッドとして使用した光
電界センサの概略構成を示す図である。
電界センサの概略構成を示す図である。
10,10A 光導波路素子 10B 反射型光導波路素子 11 基板 12 結晶基板 13 分岐干渉型光導波路 14,14A,14B 入射光導波路または出射光導
波路 15 変調電極 17 反射部 20,20A,20B 光ファイバ
波路 15 変調電極 17 反射部 20,20A,20B 光ファイバ
Claims (7)
- 【請求項1】 電気光学効果を呈する基板上に形成した
分岐干渉型光導波路を含む光導波路素子と該光導波路素
子の素子結合端面で光学的に結合するファイバ結合端面
を持ち、該光導波路素子の光導波路に光を入射し、また
は前記光導波路からの出射光を伝達する光ファイバとか
ら成る光導波路デバイスにおいて、 前記光導波路の前記素子結合端面での光軸は、前記素子
結合端面で、該光導波路が形成された面と平行な面内
で、該素子結合端面の法線と第1の有限角度をなし、 前記光ファイバの前記ファイバ結合端面での光軸は、前
記光導波路が形成された面と平行な面内で、該ファイバ
結合端面の法線と第2の有限角度をなし、 かつ、二つの前記有限角度の正弦値の比は、前記光導波
路および前記光ファイバの屈折率の比に逆比例するよう
に形成されていることを特徴とする光導波路デバイス。 - 【請求項2】 電気光学効果を呈する基板上に形成した
分岐干渉型光導波路を含む光導波路素子の製造方法にお
いて、 前記基板上に、長さ方向に延在した端部をもつ複数の分
岐干渉型光導波路を、等周期をもって平行に形成する工
程と、 前記基板を、前記複数の分岐干渉型光導波路の少なくと
も一を含むように、等周期に平行に各分岐干渉型光導波
路の長さ方向に沿って切断する工程と、 該切断によって形成される各辺に隣接し、かつ相対向す
る平行な2辺を、各光導波路の端部における光軸が切断
面の法線に対して有限角度をなすように切断する工程と
を含む光導波路素子の製造方法。 - 【請求項3】 請求項2記載の光導波路素子の製造方法
を含み、 前記光導波路素子の素子結合端面で光学的に結合する光
ファイバのファイバ結合端面を、該ファイバ結合端面で
の光軸が、前記光導波路が形成された面と平行な面内
で、該ファイバ結合端面の法線と第2の有限角度をなす
ように形成し、 かつ、二つの前記有限角度の正弦値の比は、前記光導波
路および前記光ファイバの屈折率の比に逆比例するよう
に形成することを特徴とする光導波路デバイスの製造方
法。 - 【請求項4】 電気光学効果を呈する基板上に形成した
分岐干渉型光導波路を含む光導波路素子の製造方法にお
いて、 前記基板上に、長さ方向に延在した端部をもつ複数の分
岐干渉型光導波路を、等周期をもって平行にかつ長さ方
向には同一方向に順次等しく変位して形成する工程と、 前記基板を、前記複数の分岐干渉型光導波路の少なくと
も一を含むように、等周期に平行に各分岐干渉型光導波
路の長さ方向に沿って切断する工程と、 該切断によって形成される各辺に隣接し、かつ相対向す
る平行な2辺を、各光導波路の端部における光軸が切断
面の法線に対して有限角度をなすように切断する工程と
を含む光導波路素子の製造方法。 - 【請求項5】 請求項4記載の光導波路素子の製造方法
を含み、 前記光導波路素子の素子結合端面で光学的に結合する光
ファイバのファイバ結合端面を、該ファイバ結合端面で
の光軸が、前記光導波路が形成された面と平行な面内
で、該ファイバ結合端面の法線と第2の有限角度をなす
ように形成し、 かつ、二つの前記有限角度の正弦値の比は、前記光導波
路および前記光ファイバの屈折率の比に逆比例するよう
に形成することを特徴とする光導波路デバイスの製造方
法。 - 【請求項6】 電気光学効果を呈する基板上に形成した
分岐干渉型光導波路を含む光導波路素子の製造方法にお
いて、 前記基板上に、長さ方向に対して曲線の端部をもつ複数
の分岐干渉型光導波路を、等周期をもって平行にかつ長
さ方向には変位なく形成する工程と、 前記基板を、前記複数の分岐干渉型光導波路の少なくと
も一を含むように、かつ光導波路の端部における光軸が
切断面の法線に対して有限角度をなすように、等しい長
方形状に切断する工程とを含む光導波路素子の製造方
法。 - 【請求項7】 請求項6記載の光導波路素子の製造方法
を含み、 前記光導波路素子の素子結合端面で光学的に結合する光
ファイバのファイバ結合端面を、該ファイバ結合端面で
の光軸が、前記光導波路が形成された面と平行な面内
で、該ファイバ結合端面の法線と第2の有限角度をなす
ように形成し、 かつ、二つの前記有限角度の正弦値の比は、前記光導波
路および前記光ファイバの屈折率の比に逆比例するよう
に形成することを特徴とする光導波路デバイスの製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9036146A JPH1010364A (ja) | 1996-04-22 | 1997-02-20 | 光導波路素子および光導波路デバイスの製造方法、ならびに光導波路デバイス |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10044396 | 1996-04-22 | ||
| JP8-100443 | 1996-04-22 | ||
| JP9036146A JPH1010364A (ja) | 1996-04-22 | 1997-02-20 | 光導波路素子および光導波路デバイスの製造方法、ならびに光導波路デバイス |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1010364A true JPH1010364A (ja) | 1998-01-16 |
Family
ID=26375195
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9036146A Withdrawn JPH1010364A (ja) | 1996-04-22 | 1997-02-20 | 光導波路素子および光導波路デバイスの製造方法、ならびに光導波路デバイス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1010364A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013218351A (ja) * | 2006-07-19 | 2013-10-24 | Fujitsu Optical Components Ltd | 光デバイス |
-
1997
- 1997-02-20 JP JP9036146A patent/JPH1010364A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013218351A (ja) * | 2006-07-19 | 2013-10-24 | Fujitsu Optical Components Ltd | 光デバイス |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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