JPS5981630A - 非線形集積光学結合器およびそのような結合器を組み込んだパメラトリツク発振器 - Google Patents
非線形集積光学結合器およびそのような結合器を組み込んだパメラトリツク発振器Info
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- JPS5981630A JPS5981630A JP58178370A JP17837083A JPS5981630A JP S5981630 A JPS5981630 A JP S5981630A JP 58178370 A JP58178370 A JP 58178370A JP 17837083 A JP17837083 A JP 17837083A JP S5981630 A JPS5981630 A JP S5981630A
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- G02F1/29—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the position or the direction of light beams, i.e. deflection
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- G02F1/3132—Digital deflection, i.e. optical switching in an optical waveguide structure of directional coupler type
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- G02F1/37—Non-linear optics for second-harmonic generation
- G02F1/377—Non-linear optics for second-harmonic generation in an optical waveguide structure
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（技術分野）
この発明は、非線形の集積光学結合器およびそのような
結合器を組み込んだパラメトリック究振器に関する。そ
のような結合器は、電気的に制御することにより、共通
の結合領域を持つ２つの導波路の間で、その導波路の一
方により搬送される光エネルギの全てまたは一部を転送
することができる。
結合器を組み込んだパラメトリック究振器に関する。そ
のような結合器は、電気的に制御することにより、共通
の結合領域を持つ２つの導波路の間で、その導波路の一
方により搬送される光エネルギの全てまたは一部を転送
することができる。
（従来技術）
「集積光学素子（ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｏｐｔｉｃｓ
） Ｊという用語は、′串、子的集積回路の製造に使
用される場什と同イ求に、付着、拡散およびマスキング
によるエツチングにより得られる、光信号を処理するた
めに使用される薄膜モノリシック構造を−Ｈい表わすた
めに使用される。七のような光信号の処理の請求としで
、周囲の媒体の屈折率よりも高い屈折率を持つという特
許を徊し、しかも一連の全反射または漸進性の屈折によ
り光を伝播させる導波路を形成する、緋形構造を製造す
ることが可能である。
） Ｊという用語は、′串、子的集積回路の製造に使
用される場什と同イ求に、付着、拡散およびマスキング
によるエツチングにより得られる、光信号を処理するた
めに使用される薄膜モノリシック構造を−Ｈい表わすた
めに使用される。七のような光信号の処理の請求としで
、周囲の媒体の屈折率よりも高い屈折率を持つという特
許を徊し、しかも一連の全反射または漸進性の屈折によ
り光を伝播させる導波路を形成する、緋形構造を製造す
ることが可能である。
そのような導波路をその通路の一部に２本相互しく並列
に配置して、方向性結合器を倚ることは公知である。か
すかな波動現象の結果として、第１の導波路で搬送され
たエネルギか漸進的に第２の導波路に通過し、その線形
構造の幾何学的・ぐラメークと光学パラメータ、特に両
方の導波路とその導波路を隔てている媒体とを構成する
材質の屈折率の値に応じて決まる、結合長さと称する所
定の長さの輪部で、転送されたエネルギの最大値が観測
され、そしてエネルギが第２の導波路から第１の導波路
へ、またはその逆に、漸進的に元に通過する。さらに、
導波路あるいは導波路を隔てる媒ギ部分を電気的に制御
することの可能な電界作用を結合長さに１・「用させる
ことにより、屈折率を変えることも、公知である。この
原理に基づいて、光波を搬送する導波路と並列に、その
エネルギの大きく変化する部分が転送される導波路細分
葡配礪、することにより、光変調器を得ることも可能で
ある。
に配置して、方向性結合器を倚ることは公知である。か
すかな波動現象の結果として、第１の導波路で搬送され
たエネルギか漸進的に第２の導波路に通過し、その線形
構造の幾何学的・ぐラメークと光学パラメータ、特に両
方の導波路とその導波路を隔てている媒体とを構成する
材質の屈折率の値に応じて決まる、結合長さと称する所
定の長さの輪部で、転送されたエネルギの最大値が観測
され、そしてエネルギが第２の導波路から第１の導波路
へ、またはその逆に、漸進的に元に通過する。さらに、
導波路あるいは導波路を隔てる媒ギ部分を電気的に制御
することの可能な電界作用を結合長さに１・「用させる
ことにより、屈折率を変えることも、公知である。この
原理に基づいて、光波を搬送する導波路と並列に、その
エネルギの大きく変化する部分が転送される導波路細分
葡配礪、することにより、光変調器を得ることも可能で
ある。
さらに、導波された周波数ωの電磁放射線から、周波数
がそのωの倍数である導波された電磁放射線を製造する
だめの、周波数変換器もある。この周波数変換器は、薄
膜を用いたモノリノック構造である′１目、子的集積回
路と類似した用語として使用される、集積光学素子の分
野でよく使われる。
がそのωの倍数である導波された電磁放射線を製造する
だめの、周波数変換器もある。この周波数変換器は、薄
膜を用いたモノリノック構造である′１目、子的集積回
路と類似した用語として使用される、集積光学素子の分
野でよく使われる。
第２リン酸カリウム（ＫＤＰ ）の複屈折性結晶などの
異方性材料中を伝播する周波数ωの電磁波が、周波数ｐ
・ω（ｐは２以上の整数）の高周波を起こさせることが
知られている。しかしながら、出現するエネルギのほと
んどは、変換効率が一般的に挑く普通であることを示す
基本周波数ωにとどまる。このような非線形現象はまた
、異なった屈折率を持つ２つの媒体の境界面における光
ビームの屈４ノ１および屈折を伴なう反射の除にも発生
ずる。
異方性材料中を伝播する周波数ωの電磁波が、周波数ｐ
・ω（ｐは２以上の整数）の高周波を起こさせることが
知られている。しかしながら、出現するエネルギのほと
んどは、変換効率が一般的に挑く普通であることを示す
基本周波数ωにとどまる。このような非線形現象はまた
、異なった屈折率を持つ２つの媒体の境界面における光
ビームの屈４ノ１および屈折を伴なう反射の除にも発生
ずる。
しかしながら、この変換現象の強さは前述の場合よりも
元号に小さい。
元号に小さい。
集積光学集子の分野では、間聰はこの非線形現象を用い
て過当な変換効率を得ることに関して生じるが、その理
由は、薄膜中への異方性材料の利、ｄか、爾−子的来槓
回路を製造するために使用される従来の方法では実現で
きないからである。
て過当な変換効率を得ることに関して生じるが、その理
由は、薄膜中への異方性材料の利、ｄか、爾−子的来槓
回路を製造するために使用される従来の方法では実現で
きないからである。
（発明の構成）
線形結合器と比較して、この発明の結合器では、入射波
の周波数とは異なる周波数で１つの波を発生することが
できる。２つの導波路の間の結合は、その導波路におけ
る同一の伝播電数を持つ種々の波長に対して生ずる。
の周波数とは異なる周波数で１つの波を発生することが
できる。２つの導波路の間の結合は、その導波路におけ
る同一の伝播電数を持つ種々の波長に対して生ずる。
さらに、この発明の結合器は、入射波と、非線形効果に
より発生されて異なった導波路内を伝播する波との空間
的分離ができるという効果を持つ。
より発生されて異なった導波路内を伝播する波との空間
的分離ができるという効果を持つ。
この発明によれば、める種の材料の的えば３のオーダの
非常に大きな線形係数、すなわちニオブ酸リチウム（Ｌ
ｉＮｂＯｘ ）またはタンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ
３）における非線感度係数（ｎｏｎ−１ｉｎｅａｒｓｕ
ｓｃｅｐｔｉｂｉｌｉｔｙ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ
） ｘ５５５を使用することができ、これにより、導波
路の間のよシ大きな相互作用効率と、比較的低い光出力
レベルに対する非常に大きな光エネルギ密度とが可能に
なる。
非常に大きな線形係数、すなわちニオブ酸リチウム（Ｌ
ｉＮｂＯｘ ）またはタンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ
３）における非線感度係数（ｎｏｎ−１ｉｎｅａｒｓｕ
ｓｃｅｐｔｉｂｉｌｉｔｙ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ
） ｘ５５５を使用することができ、これにより、導波
路の間のよシ大きな相互作用効率と、比較的低い光出力
レベルに対する非常に大きな光エネルギ密度とが可能に
なる。
最後に、導波路に与えられる電界の助力により、相互作
用を調整することかでき、これにより、それらの種々の
導波路により伝送される波の間の位相整合を調整するこ
とが可能になる。さらにこの発明は、第２高調波発生な
どの＋ＩＩｊ単な非線形相互作用や、・Ｑラフト９２２
発振器に使用されるもののようなさらに複雑な相互作用
に使用することができる。
用を調整することかでき、これにより、それらの種々の
導波路により伝送される波の間の位相整合を調整するこ
とが可能になる。さらにこの発明は、第２高調波発生な
どの＋ＩＩｊ単な非線形相互作用や、・Ｑラフト９２２
発振器に使用されるもののようなさらに複雑な相互作用
に使用することができる。
従ってこの究明は、入方向と出力部を刹″し、非線形′
ｒ４ｊ：光拐料で製造され、かつ少なくとも２つの導波
路４刹する千１川状の基板を具備し−Ｃ’＋’ｉ＃成さ
れ、ＡｉＪ記少なくとも２つの導波路の一方か、前記基
板の表向上に配置されだ入射導波路を受け、前記少なく
とも２つの導波路が、予め決められた長さに亘って互い
に平行であり、かつ入射波放射線が前記−力の導波路か
ら前記１ｍ方の導波路へ転送され１ｉ＋るような距離７
′こけ互いに隔てられ、一方の導波路が前記基板中への
１１＋イオンのイオン交換によシ倚られ、かつ地方の導
波路が基板中に局所的に集中されたチタンの拡散により
倚られる非線形集積光学結合器に関する。
ｒ４ｊ：光拐料で製造され、かつ少なくとも２つの導波
路４刹する千１川状の基板を具備し−Ｃ’＋’ｉ＃成さ
れ、ＡｉＪ記少なくとも２つの導波路の一方か、前記基
板の表向上に配置されだ入射導波路を受け、前記少なく
とも２つの導波路が、予め決められた長さに亘って互い
に平行であり、かつ入射波放射線が前記−力の導波路か
ら前記１ｍ方の導波路へ転送され１ｉ＋るような距離７
′こけ互いに隔てられ、一方の導波路が前記基板中への
１１＋イオンのイオン交換によシ倚られ、かつ地方の導
波路が基板中に局所的に集中されたチタンの拡散により
倚られる非線形集積光学結合器に関する。
さらにとの発明は、そのような結合器を組み込んだ・ぐ
ラメ） ＩＪツク発振器に関する。
ラメ） ＩＪツク発振器に関する。
（実施例）
以下、この発明の詳細な実施例を、添付図面を参照して
説明する。
説明する。
第１図および第２図はそれぞれ、線形光学で製造される
従来のスイッチ（結合器）の切断正面図および千−１図
である。基板３内に２つの先導波路（以下、単に導波路
とＬ″う。）ｌおよび２が挿入さ１１．る。結合は、基
板３を構成する材料によって発生する。導波路１と２を
打ち込むため、例えば、シオブ酸リチウムの単結晶ウエ
ーノ・で構成される基板中に、チタンを拡散することが
可能である。
従来のスイッチ（結合器）の切断正面図および千−１図
である。基板３内に２つの先導波路（以下、単に導波路
とＬ″う。）ｌおよび２が挿入さ１１．る。結合は、基
板３を構成する材料によって発生する。導波路１と２を
打ち込むため、例えば、シオブ酸リチウムの単結晶ウエ
ーノ・で構成される基板中に、チタンを拡散することが
可能である。
拡ｔ１′ｉ領域において、−笥Ｓのニオビウムがチタン
で１１１１央され、純粋のニオブ酸塩よシも高い屈折率
を持つ、式ＬｉＴｉＸＮＪ−ＸＯ３の混合された化合物
が侍られる。基板より高い屈折率を持つこの拡散された
狽域が、導波路１と２を構成する。拡散温既が材料のキ
ュリ一点より商い場合は、ウェーハを均一な電界にさら
すために連続的な冷却段階が使用され、ウェーハを均一
に分極し、従って［モノドメイン（ｍｏｎｏ−ｄｏｒｎ
ａｉｎ ） Ｊ構造を製造する。
で１１１１央され、純粋のニオブ酸塩よシも高い屈折率
を持つ、式ＬｉＴｉＸＮＪ−ＸＯ３の混合された化合物
が侍られる。基板より高い屈折率を持つこの拡散された
狽域が、導波路１と２を構成する。拡散温既が材料のキ
ュリ一点より商い場合は、ウェーハを均一な電界にさら
すために連続的な冷却段階が使用され、ウェーハを均一
に分極し、従って［モノドメイン（ｍｏｎｏ−ｄｏｒｎ
ａｉｎ ） Ｊ構造を製造する。
電極１．０と２０の曲に電圧が印加されると、第１図に
参照番号４で表わした線による市、界分布が生ずる。基
板の表面２３に垂直な方向Ｃの電界成分は、２つの導波
路ｌと２において絶対値が同じで方向が反対であり、絶
対値が同じでかつ符号が反対の屈折率変動をもたらす。
参照番号４で表わした線による市、界分布が生ずる。基
板の表面２３に垂直な方向Ｃの電界成分は、２つの導波
路ｌと２において絶対値が同じで方向が反対であり、絶
対値が同じでかつ符号が反対の屈折率変動をもたらす。
しか１７ながら、非ゼロ電界の、基板の方向Ｃに垂直な
方向の、異常な屈折率を持つ成分の存在と、与えられた
電界が、基板の２つの導波路の匿ｉの部分２２の屈折率
の値を変化させる事実とによシ、ある種の非対称現象を
呈する。肖らノ′シる結合Ｑ」：、電極２０と２１の間
に印加Ｇれる電圧の極性の関数として変化する。
方向の、異常な屈折率を持つ成分の存在と、与えられた
電界が、基板の２つの導波路の匿ｉの部分２２の屈折率
の値を変化させる事実とによシ、ある種の非対称現象を
呈する。肖らノ′シる結合Ｑ」：、電極２０と２１の間
に印加Ｇれる電圧の極性の関数として変化する。
最大の結合を烏える電圧の極性は、基板を構成する材料
の結晶配向によシ決めることができる。もしこの結晶ｉ
Ｊｅ向が未知の場合は、符号が反対の２つの極性に対し
て、一方の導波路により伝送される光の強さを測定する
ことにより、最適の極性を実験的に極めて容易に決定す
ることができる。
の結晶配向によシ決めることができる。もしこの結晶ｉ
Ｊｅ向が未知の場合は、符号が反対の２つの極性に対し
て、一方の導波路により伝送される光の強さを測定する
ことにより、最適の極性を実験的に極めて容易に決定す
ることができる。
導波管の表面上にＥ＆属電極を直接付着する場合は、比
較的吸収性の金属媒体中を伝播するかすかな導波の存在
により、結合器内のエネルギ損失をきたす。第１図に示
す方法では、これは、導波路１．２と電極１０．２０と
の間に透明な絶縁性の誘電体層１１．２１を配置するこ
とにより、防止することができる。この誘電体層は、導
波路によシ搬送される光の波長に対して良好な伝送特性
を有し、かつ導波路よりも低い屈折率を有する材料で、
製造される。基板がニオブｋＩＪチウムで製造される場
合は、ノリ力（８１０２）が上記誘電体ｊ−に特に適当
な材料である。
較的吸収性の金属媒体中を伝播するかすかな導波の存在
により、結合器内のエネルギ損失をきたす。第１図に示
す方法では、これは、導波路１．２と電極１０．２０と
の間に透明な絶縁性の誘電体層１１．２１を配置するこ
とにより、防止することができる。この誘電体層は、導
波路によシ搬送される光の波長に対して良好な伝送特性
を有し、かつ導波路よりも低い屈折率を有する材料で、
製造される。基板がニオブｋＩＪチウムで製造される場
合は、ノリ力（８１０２）が上記誘電体ｊ−に特に適当
な材料である。
第２図に示すように、後ＶＣ定義する結合長さを・ぐラ
メータ関数とする長さしの直線部分に亘シ、それら２つ
の導波路１．２は互いに平行である。
メータ関数とする長さしの直線部分に亘シ、それら２つ
の導波路１．２は互いに平行である。
直線平行部分間の距離は値ｄであり、この瞭ｄは、導波
路により ４＆送される光の（２つの導波路を隔てる媒
体内で計算された）数波長を越えてはならない。２つの
導波路は、電界内に匝かれた時に屈折率が印加された電
界値の関数として変化つる同一の電光材料で製造される
。従ってこの材料の屈折率は、印加された電界が存在す
る時でも、基板３を形成する材料の屈折率以上であるよ
うに、選定される。
路により ４＆送される光の（２つの導波路を隔てる媒
体内で計算された）数波長を越えてはならない。２つの
導波路は、電界内に匝かれた時に屈折率が印加された電
界値の関数として変化つる同一の電光材料で製造される
。従ってこの材料の屈折率は、印加された電界が存在す
る時でも、基板３を形成する材料の屈折率以上であるよ
うに、選定される。
導波路１，２を形成する材料の電光特性によって、導波
路内の７０；界線の分布は、実質的に絶対値か等しくか
つ符号が反対の屈折率の変動を生じさせる。
路内の７０；界線の分布は、実質的に絶対値か等しくか
つ符号が反対の屈折率の変動を生じさせる。
しかしなから、１つの波が１つの導波路で搬送される時
には、エネルギの一部が、かすかな波の形態で導波路の
外部の導波路の周囲の媒体内を伝桶する。
には、エネルギの一部が、かすかな波の形態で導波路の
外部の導波路の周囲の媒体内を伝桶する。
この波の振幅ケよ、導波路の壁部から遠ざかるに従って
、指数関数的に減少する。第１の導波路に平行に第２の
導波路ケ装置する場合は、そのかすかな波のこう配の結
果として、第２の導波路は第１の液中に搬送されるエネ
ルギを漸進的に捕獲し、２つの導波路が相互に接近する
程、その捕獲か急速しく、起こる。２つの導波路の幾例
学・Ｑラメータと光学・ぞラメータ、およびその導波路
を隔てる媒体の双方により足捷る、結合長さと称する）
ツ「定の距離の終端ｉｔ１で、記ｌの導波路から第２の
導波路へ最大エネルギが転送される。この長さ以上では
、逆の現象が生じる。すなわち、最小値が第２の導波路
内に到達するまで、第２の導波路から第１の導波路へエ
ネルギが漸進的に転送される。存在する１つの媒体の屈
折率のいかなる変化も、結合長さ上の一方向址たは他方
向に作用する。
、指数関数的に減少する。第１の導波路に平行に第２の
導波路ケ装置する場合は、そのかすかな波のこう配の結
果として、第２の導波路は第１の液中に搬送されるエネ
ルギを漸進的に捕獲し、２つの導波路が相互に接近する
程、その捕獲か急速しく、起こる。２つの導波路の幾例
学・Ｑラメータと光学・ぞラメータ、およびその導波路
を隔てる媒体の双方により足捷る、結合長さと称する）
ツ「定の距離の終端ｉｔ１で、記ｌの導波路から第２の
導波路へ最大エネルギが転送される。この長さ以上では
、逆の現象が生じる。すなわち、最小値が第２の導波路
内に到達するまで、第２の導波路から第１の導波路へエ
ネルギが漸進的に転送される。存在する１つの媒体の屈
折率のいかなる変化も、結合長さ上の一方向址たは他方
向に作用する。
５１↓１図および第２図に示す結合器においては、長さ
Ｌは、印加される電界が存在しない時の結合長さに等し
く選定することができる。結合領域における２つの導波
路の完全な対称性によって、エネルギ転送は全て第１導
波路から第２導波路へ（あるいは第２導波路から第１導
波路へ）行われる。電極２０と２１の間に電圧を印加す
ると、結合長さが減少し、エネルギの一部が第２導波路
から第１導波路へ（あるいは第ｌ導波路から第２導波路
へ）転送される。全体的な結果は、旬、圧が増大するに
つＪｔて、結合長さの終端で測定した第１導波路から第
２導波路へ（あるいは第２導波路から第１導波路へ）転
送されるエネルギが減少し、最終的に転送エネルギはゼ
ロになる。電極に印加される電圧が」冑加すると、その
結果２つの導波路の間の結合が１００ｅｌＩから０％に
減少する。長さしに、ゼロ弗；界の下で結合長さの奇数
倍に等しい１］ηを力えると、結果は同じになる。
Ｌは、印加される電界が存在しない時の結合長さに等し
く選定することができる。結合領域における２つの導波
路の完全な対称性によって、エネルギ転送は全て第１導
波路から第２導波路へ（あるいは第２導波路から第１導
波路へ）行われる。電極２０と２１の間に電圧を印加す
ると、結合長さが減少し、エネルギの一部が第２導波路
から第１導波路へ（あるいは第ｌ導波路から第２導波路
へ）転送される。全体的な結果は、旬、圧が増大するに
つＪｔて、結合長さの終端で測定した第１導波路から第
２導波路へ（あるいは第２導波路から第１導波路へ）転
送されるエネルギが減少し、最終的に転送エネルギはゼ
ロになる。電極に印加される電圧が」冑加すると、その
結果２つの導波路の間の結合が１００ｅｌＩから０％に
減少する。長さしに、ゼロ弗；界の下で結合長さの奇数
倍に等しい１］ηを力えると、結果は同じになる。
また、長さしに、ゼロ電界の下で結合長さの偶数倍に等
しい値を与えることも可能である。そして、電極間に与
えられる電圧がゼロから増加すると、結合はゼロから増
加する。
しい値を与えることも可能である。そして、電極間に与
えられる電圧がゼロから増加すると、結合はゼロから増
加する。
従って、串、気信号を制御することにより、結合鎖域内
に関連する、１つの導波路により他の導波路へ搬送され
るエネルギの全てまたは一部の切り侯えることのできる
結合器が、得られる。
に関連する、１つの導波路により他の導波路へ搬送され
るエネルギの全てまたは一部の切り侯えることのできる
結合器が、得られる。
仮に２つの導波路のうちの一方が、最小長さとして結合
領域の長さしを持つ区域に制限される場合は、上記結合
器は、他の導波路によって搬送されるエネルギの１００
％を変調することができる。
領域の長さしを持つ区域に制限される場合は、上記結合
器は、他の導波路によって搬送されるエネルギの１００
％を変調することができる。
しかし・ｔがら、非線形光学で動作することも可能であ
る。従って、前述した従来の結合器とは異なり、この発
明の結合器は、非線形集積光学方向性結合器である。２
つの導波路の間の結合は、その２つの導波路を隔てる媒
体中を伝播するかすかな波により発生するが、しかし、
導波路が形成されている基板内の非線形相互作用によっ
ても発生する。言い換えれは、これら２つの導波路間の
結合は、２つの導波路内に同一の伝播定数を持つ異なっ
た波長に対してのみ発生する。
る。従って、前述した従来の結合器とは異なり、この発
明の結合器は、非線形集積光学方向性結合器である。２
つの導波路の間の結合は、その２つの導波路を隔てる媒
体中を伝播するかすかな波により発生するが、しかし、
導波路が形成されている基板内の非線形相互作用によっ
ても発生する。言い換えれは、これら２つの導波路間の
結合は、２つの導波路内に同一の伝播定数を持つ異なっ
た波長に対してのみ発生する。
そのような横這によれは、ポンピング波と非線形効果に
より発生される波とを空間的に分離し、その２つの波を
別個の導波路に伝播させることができる。
より発生される波とを空間的に分離し、その２つの波を
別個の導波路に伝播させることができる。
その上、ニオブ酸リチウムまだはタンタル酸すリウムに
おけるＸ３３３のような、ある種の材料における非常に
大きな非線形係数を使用することが可能である。
おけるＸ３３３のような、ある種の材料における非常に
大きな非線形係数を使用することが可能である。
最後に、導波されるモード間の位相整合を行なうために
、導波路に与えられる霜−界の助力により相互作用をｍ
ｋすることができる。
、導波路に与えられる霜−界の助力により相互作用をｍ
ｋすることができる。
「目ピンピング波」という用語は、エネルギを供給する
周波数ωの波、すなわち、第１図において第１導波路５
内を伝送される位相を定義するために、使用される。ポ
ンピング波向に誘起される分極は、 Ｐ−Ｘ ＋ Ｅ ＋ ｘ２ＥＥ ＋ｘｇＥＥＥ＋・・・
の形である。但し、Ｅは、導波路が受ける電界、Ｐはそ
の′Ｎ毛界か誘起する分極である。項Ｘ ２ ＥＥは周
波数２ωＶ（おける墳で、 ｅＶ２ωｔ−２β（ω）。
周波数ωの波、すなわち、第１図において第１導波路５
内を伝送される位相を定義するために、使用される。ポ
ンピング波向に誘起される分極は、 Ｐ−Ｘ ＋ Ｅ ＋ ｘ２ＥＥ ＋ｘｇＥＥＥ＋・・・
の形である。但し、Ｅは、導波路が受ける電界、Ｐはそ
の′Ｎ毛界か誘起する分極である。項Ｘ ２ ＥＥは周
波数２ωＶ（おける墳で、 ｅＶ２ωｔ−２β（ω）。
と書くことができる。
第２導波路では、周波数２ωの波が伝播され、その形は
６ ｉ／２ｏ）ｊ−β（２ｕ／ｚ ） テアル。
６ ｉ／２ｏ）ｊ−β（２ｕ／ｚ ） テアル。
従って、２つの導波路間の結合により得られる非線形結
晶内の第２高調波発生を圀にとると、周波数ωの第ｌ導
波路中に導波されに）電磁放射線から、周波数２ωで発
生される出力は、 Ｐ （２（ｉｔ ）αＡＬ２ｄ２（−が＾り）−ト搬Δ
βＬ／２ Ｓ で衆わされ、ここで、Ａは使用している基板により決捷
る定数、Ｐ（ω）はポンプの出方、Ｓは相互作用が発生
する表面、Ｌは相互作用長さ、ｄは使用される非線形係
数、Δβは相互作用する波の２つの波ベクトル間の差２
β（ω）−β（Ｇ））を表わす。
晶内の第２高調波発生を圀にとると、周波数ωの第ｌ導
波路中に導波されに）電磁放射線から、周波数２ωで発
生される出力は、 Ｐ （２（ｉｔ ）αＡＬ２ｄ２（−が＾り）−ト搬Δ
βＬ／２ Ｓ で衆わされ、ここで、Ａは使用している基板により決捷
る定数、Ｐ（ω）はポンプの出方、Ｓは相互作用が発生
する表面、Ｌは相互作用長さ、ｄは使用される非線形係
数、Δβは相互作用する波の２つの波ベクトル間の差２
β（ω）−β（Ｇ））を表わす。
従って、任意の導波路において、特定の電界分布で特徴
づけられる離散数の伝播モードに従ってのみ、輻射エネ
ルギが伝播できることが知らｆ’している。その上導波
路内のエネルギの伝播速度は明確に規定された値を示す
。この伝播速度には波数β＝ＯＪ／ｖＰ（但し、Ｖｐは
位相連層）が対応し、そのため、時間ｔと横座標Ｘにお
いて、周波数ωの平面電磁波の電界Ｅと磁界は、Ａ、ｅ
（ＩＪＸ−ωｔ）で表わされ、ここでＡは合成振幅であ
る。量βはより具体的には導波路をイ１谷成する材料の
屈折率によって決まり、この屈折率自体は、導波路内を
伝播する波の周波数ωまたはｐ・ωと、導波路の厚さの
関数である。
づけられる離散数の伝播モードに従ってのみ、輻射エネ
ルギが伝播できることが知らｆ’している。その上導波
路内のエネルギの伝播速度は明確に規定された値を示す
。この伝播速度には波数β＝ＯＪ／ｖＰ（但し、Ｖｐは
位相連層）が対応し、そのため、時間ｔと横座標Ｘにお
いて、周波数ωの平面電磁波の電界Ｅと磁界は、Ａ、ｅ
（ＩＪＸ−ωｔ）で表わされ、ここでＡは合成振幅であ
る。量βはより具体的には導波路をイ１谷成する材料の
屈折率によって決まり、この屈折率自体は、導波路内を
伝播する波の周波数ωまたはｐ・ωと、導波路の厚さの
関数である。
２π
β（ω）＝−Ｔ−ｎ（ω）である時に、Ｐ（２ω）は最
大である。
大である。
媒体が固体である時は、上記伎者の栄件はｎ（ω）＝ｎ
（２ω）に設定することと等価であり、これは−般に通
常の分散領域では不可能である。この条件を満足するた
めには、ある棟の材料、例えば第２リン自タカリウム（
ＫＤ２ＰＯ４）とニオブ酸リチウム（Ｔ＝Ｎｂ０５ ）
を結晶クク１（に段（する伝播温度と方向に訓ｔｊｒｉ
して接合したものの複屈折が使用される。導波路では
、位相整合を実現するため、モード的分散からも助力が
イＭられる。
（２ω）に設定することと等価であり、これは−般に通
常の分散領域では不可能である。この条件を満足するた
めには、ある棟の材料、例えば第２リン自タカリウム（
ＫＤ２ＰＯ４）とニオブ酸リチウム（Ｔ＝Ｎｂ０５ ）
を結晶クク１（に段（する伝播温度と方向に訓ｔｊｒｉ
して接合したものの複屈折が使用される。導波路では
、位相整合を実現するため、モード的分散からも助力が
イＭられる。
これらの異なった原理を結合することにより、従東の光
学と導波光学の双方において、拘波数二倍器と・ξラメ
トリック発振器が製造されるようになった。
学と導波光学の双方において、拘波数二倍器と・ξラメ
トリック発振器が製造されるようになった。
この究明の結合器においては、異なった方法で製造する
ことにより方向性結合器を形成する２つの集積光学専波
路において、相互作用を行わせることにより、そ−ド的
分散が使用さＸ′Ｌる。
ことにより方向性結合器を形成する２つの集積光学専波
路において、相互作用を行わせることにより、そ−ド的
分散が使用さＸ′Ｌる。
第３図に不すように、この発明の結合器では第２商訓波
を考慮する。２つの導波路５および（以下、導波路ｌお
よび１１と君う。）において、２β１（ω）＝βＩＩ（
２ω） または、 β１／Ｋ（ω）＝β’／Ｋ（２ω）（但し
、Ｋは真空中の光の波数）を立証することが可能な２つ
の導波路５および６を製造することね２、公知であると
仮定する。
を考慮する。２つの導波路５および（以下、導波路ｌお
よび１１と君う。）において、２β１（ω）＝βＩＩ（
２ω） または、 β１／Ｋ（ω）＝β’／Ｋ（２ω）（但し
、Ｋは真空中の光の波数）を立証することが可能な２つ
の導波路５および６を製造することね２、公知であると
仮定する。
これら２つの４波路を互いに数波長（数μｍ）の距離に
離すと、方向性結合器か形成される。この方向性結合器
はむしろ特別の形式のものであシ、その理由は、第１導
波路５内を周波数ωで伝播する１つの導波２４と第２導
波路６内を周波数２ωで伝播するもう１つの導波２５の
、周波数が）４なる２つの導波に対してのみ、２つの導
波路が共振するからである。一般的に、 ／３／４ （ω）＼β／、５（（θ） オ、１： Ｕ
β／ｒＫ（２ω） ’＝＃／、％（２ω）が得られる。
離すと、方向性結合器か形成される。この方向性結合器
はむしろ特別の形式のものであシ、その理由は、第１導
波路５内を周波数ωで伝播する１つの導波２４と第２導
波路６内を周波数２ωで伝播するもう１つの導波２５の
、周波数が）４なる２つの導波に対してのみ、２つの導
波路が共振するからである。一般的に、 ／３／４ （ω）＼β／、５（（θ） オ、１： Ｕ
β／ｒＫ（２ω） ’＝＃／、％（２ω）が得られる。
従って結合器は、第１導波路５内を伝播する周波数ωの
導波２４と、第２導波路６内を伝播する周波数２ωの導
波２５に対してのみ、共振する。
導波２４と、第２導波路６内を伝播する周波数２ωの導
波２５に対してのみ、共振する。
電光材料を使用すれば、導波路の屈折率を変化させ、２
つの導波路が共振する周波数ωと２ωを最終的に修正す
ることが可能であることが、明らかである。
つの導波路が共振する周波数ωと２ωを最終的に修正す
ることが可能であることが、明らかである。
導波路を形成′ｊ−る材料が光学的に非線形であれば、
第１導波路５に周波数ωのポンピング波を結合した時に
、１史川される非線形係数と導波路相互の結合とＶＣよ
って、第１導波路が、第２導波路中を伝播する周波数２
ωの波を発生ずるととＶ」１、極めて明らかである。／
ｌＥ記すべきことは、β／Ｉ（ω）引〃“（ω） １（Ｋ として、周波数ωのボンピング波は第２導波路６丙に結
合つれず（ａ′・るいは、結合されたとしても省略し付
る程度であり）、周波数２ωの導波２５に関しても同じ
ことが適用さＪＬ、この導波２５は第１導波路５円に結
合されない。
第１導波路５に周波数ωのポンピング波を結合した時に
、１史川される非線形係数と導波路相互の結合とＶＣよ
って、第１導波路が、第２導波路中を伝播する周波数２
ωの波を発生ずるととＶ」１、極めて明らかである。／
ｌＥ記すべきことは、β／Ｉ（ω）引〃“（ω） １（Ｋ として、周波数ωのボンピング波は第２導波路６丙に結
合つれず（ａ′・るいは、結合されたとしても省略し付
る程度であり）、周波数２ωの導波２５に関しても同じ
ことが適用さＪＬ、この導波２５は第１導波路５円に結
合されない。
相互作用４か位相補合中であるので、周波数２ωの汲は
、相互作用長さしについて強さの増加を持つ。出１」で
ひよ、周波数ωの波と周波数２ωの波を分ｋｉｌｌする
ために必櫟なことは、単に導波路を空間的に分ＰＪＩＵ
−Ｊるだけである。周波数２ωの波の強さＱす、［コブ
ラ＜ Ｃ０ＢＲＡ ） Ｊ形の電極２８．２９によって
、電気的に調整することができる。「コブラ」形電極は
、基板の両側の２つの導波路の両側に付着された′電極
により、集積電光回路に印加することのできる、出力が
比敷的低い′ｐｌ’：気信号により制御することのでき
る、高速の電光スイッチである。従ってこのスイッチは
、同一基板上に、かつ予め決められた結合長さ上で平行
に付着された、２つの特約エネルギ導波路を持つ。制御
電界を与えると、導波路相互の屈折率が変化し、従って
２つの導波路間の最大結合または最小結合を保証する。
、相互作用長さしについて強さの増加を持つ。出１」で
ひよ、周波数ωの波と周波数２ωの波を分ｋｉｌｌする
ために必櫟なことは、単に導波路を空間的に分ＰＪＩＵ
−Ｊるだけである。周波数２ωの波の強さＱす、［コブ
ラ＜ Ｃ０ＢＲＡ ） Ｊ形の電極２８．２９によって
、電気的に調整することができる。「コブラ」形電極は
、基板の両側の２つの導波路の両側に付着された′電極
により、集積電光回路に印加することのできる、出力が
比敷的低い′ｐｌ’：気信号により制御することのでき
る、高速の電光スイッチである。従ってこのスイッチは
、同一基板上に、かつ予め決められた結合長さ上で平行
に付着された、２つの特約エネルギ導波路を持つ。制御
電界を与えると、導波路相互の屈折率が変化し、従って
２つの導波路間の最大結合または最小結合を保証する。
チタンの拡散により祷られる２つの導波路を用いて、２
つの導波路により ｈｉ送される２つの波の間の位相整
合を行うことは不可能であるが、その理由は、２つの範
囲ｎ（、（ω）−（ｎｅ（ω）＋Δｎ６（ω乃とｎｅ（
２ω） −（ｎｅ（２ω）→−Δｎｅ（２ω））がその
位相整合を分離するからである。
つの導波路により ｈｉ送される２つの波の間の位相整
合を行うことは不可能であるが、その理由は、２つの範
囲ｎ（、（ω）−（ｎｅ（ω）＋Δｎ６（ω乃とｎｅ（
２ω） −（ｎｅ（２ω）→−Δｎｅ（２ω））がその
位相整合を分離するからである。
ニオブ酸チタンの結晶中でこの位相整合を行うためには
、一方の導波路６をチタンの拡散で製造し、他方の導波
路５をイオン交換（例えば、Ｈ＋）で製造すると、異常
なＪ１１３折率ｎ。を充分増大させることかできる。す
なわち、 一第２導波路６をチタン仮数で製造し；＝第１導波路５
を例えばイオン交換で製造すると、（ｎｅ＋Δｎｅ）Ｈ
＜ｃｎｅ十Δｎ ６ ）Ｈかりえられる。
、一方の導波路６をチタンの拡散で製造し、他方の導波
路５をイオン交換（例えば、Ｈ＋）で製造すると、異常
なＪ１１３折率ｎ。を充分増大させることかできる。す
なわち、 一第２導波路６をチタン仮数で製造し；＝第１導波路５
を例えばイオン交換で製造すると、（ｎｅ＋Δｎｅ）Ｈ
＜ｃｎｅ十Δｎ ６ ）Ｈかりえられる。
１ｉ（ｉ−）で、ｎｅ（２ω）＞１１８（ω）が得られ
るフｍ常の拡散の場合とは異なり、２つの範囲の交叉が
ある。
るフｍ常の拡散の場合とは異なり、２つの範囲の交叉が
ある。
加えて、イオン交換によれば、非常に大きな屈折率の変
動（Δｎｅ−０，１２−０，１５）を得ることができ、
そのため、（ｎｏ十Δｎ ｅ ） ｌ （（Ｊ〕））（
ｎｏ＋Δｎｏ）ＩＩ（２ω）を得る。
動（Δｎｅ−０，１２−０，１５）を得ることができ、
そのため、（ｎｏ十Δｎ ｅ ） ｌ （（Ｊ〕））（
ｎｏ＋Δｎｏ）ＩＩ（２ω）を得る。
これｔ」−１伝送モードの有効な屈折率を連結する、栄
１４″β／４（ω） ＝＃／；ｊ（２ω）が満足され得
ることを意味する。
１４″β／４（ω） ＝＃／；ｊ（２ω）が満足され得
ることを意味する。
２つの導波路５と６の幅は必すしも等しくなくてもよい
か、第１導波路５の周波数ωにおける伝播ｉ又と、第２
導波路６の周波数２ωにおける伝播定数は等しい。
か、第１導波路５の周波数ωにおける伝播ｉ又と、第２
導波路６の周波数２ωにおける伝播定数は等しい。
この位相整合の条件が満足されると、結合器が共振し、
２つの導波路の１１１で、第１導波路５の周波数ωの波
と第２導波路６の周波数２ωの波に対して、エネルギの
交換かり能である。出口では、これら２つの周波数ωと
２ωで分離された波が存在する。従って、周波数ωでは
２つの導波路の間にエネルギ交換はなく、同１ポに周波
数２ωでもエネルギ交換ばない。
２つの導波路の１１１で、第１導波路５の周波数ωの波
と第２導波路６の周波数２ωの波に対して、エネルギの
交換かり能である。出口では、これら２つの周波数ωと
２ωで分離された波が存在する。従って、周波数ωでは
２つの導波路の間にエネルギ交換はなく、同１ポに周波
数２ωでもエネルギ交換ばない。
従って、一般的に、
である。
従って、位相ｊセ合を調整または予めｒＡ整するために
は、電極に与えられる分極に作用することが可能である
。この分極は、基板の異常屈折率の輔である、結晶軸Ｃ
に平行である・ この場合に、２つの波は異常分極？持つが、その理由は
、イオン交換のみがｎ６を増大させ、そのため、ニオブ
Ｗ ’）チウムの最大係数であり、かつ位相整合の未解
決の間鴎のために、従来の結合器では使用できなかった
非線形係数Ｘ３３３を使用することか可能だからである
。タンタル１１クリチウムについても、同じ結果か青ら
れる。
は、電極に与えられる分極に作用することが可能である
。この分極は、基板の異常屈折率の輔である、結晶軸Ｃ
に平行である・ この場合に、２つの波は異常分極？持つが、その理由は
、イオン交換のみがｎ６を増大させ、そのため、ニオブ
Ｗ ’）チウムの最大係数であり、かつ位相整合の未解
決の間鴎のために、従来の結合器では使用できなかった
非線形係数Ｘ３３３を使用することか可能だからである
。タンタル１１クリチウムについても、同じ結果か青ら
れる。
ＡｉＪ述した方法は、３つの導波路を持った、形状がよ
り複雑な非線形の方向性結合器においても使用できる。
り複雑な非線形の方向性結合器においても使用できる。
この場合は第４図に示すように、チタンの拡散によって
得られ、導波路６と同一で、周波数２ωで内挿に波が製
造される、第２導波路７が使用される。従って、導波路
５の両側に存在する２つのかすかな波が使用される。
得られ、導波路６と同一で、周波数２ωで内挿に波が製
造される、第２導波路７が使用される。従って、導波路
５の両側に存在する２つのかすかな波が使用される。
注６己すべさことは、第４図に示す周波数２ωの波を伝
Ｊ１１ｉする２つの導波路６と７は、牢−モードの導波
路によシ単一の出力導波路８に再結合できるということ
である。出力導波路８における２つの波２５．２６の再
結合に先立って、この２つの波２５．２６の相対位相を
、電極１２ 、１３ 。
Ｊ１１ｉする２つの導波路６と７は、牢−モードの導波
路によシ単一の出力導波路８に再結合できるということ
である。出力導波路８における２つの波２５．２６の再
結合に先立って、この２つの波２５．２６の相対位相を
、電極１２ 、１３ 。
＋ ４ 、 ｉ ５で調整することが可能である。この
形状においては、相互作用の効率は、前述の実施例で得
られる効率よりも当然に大きい。
形状においては、相互作用の効率は、前述の実施例で得
られる効率よりも当然に大きい。
上述した結合器と同じ形式の結合器を用いて、第５図に
示すようなノＥラメトリック発振器を製造することが可
能である。従って、非線形媒体内ＩｉＣ通；１９ｊする
周波数ω、の強いポンピング波により、ω、−ω８＋ω
、であるような周波数がそれぞれω１とω８の２つの波
を會む分極を起こすことかでさる。
示すようなノＥラメトリック発振器を製造することが可
能である。従って、非線形媒体内ＩｉＣ通；１９ｊする
周波数ω、の強いポンピング波により、ω、−ω８＋ω
、であるような周波数がそれぞれω１とω８の２つの波
を會む分極を起こすことかでさる。
この現象は原理的に、交ｖ１１．の・ぞラメトリック増
幅において誘起される現象と同一である。類似として、
ω、ハホンピング波と叶ｕ−れで、系内にエネルギを供
給し、他方、対称的な動きをするＯＪｉとω。
幅において誘起される現象と同一である。類似として、
ω、ハホンピング波と叶ｕ−れで、系内にエネルギを供
給し、他方、対称的な動きをするＯＪｉとω。
は１−信１号波」および［アイドル波」と呼はれる。
次いで、発振器を製造するために、ｉ９ラメトリック増
幅を１更用することかでき、レーザのキャビティと同一
のキャピテイ内に非線形媒体を組み込む。この１パラメ
トリックｇｈ器」は、その伝送かレーザと同じコヒーレ
ント特性を呈し、その周波数を連続的に変化させること
ができる点で興味あるものである。従って、ω、が予め
決められると、スタート時の条件に関する２つの波ω１
とω３を見い出すことが必要である。その上、周波数ω
ｉで発振器を構成したい場合は、波ベクトルｋｉの方向
をキャビティで負わせる。
幅を１更用することかでき、レーザのキャビティと同一
のキャピテイ内に非線形媒体を組み込む。この１パラメ
トリックｇｈ器」は、その伝送かレーザと同じコヒーレ
ント特性を呈し、その周波数を連続的に変化させること
ができる点で興味あるものである。従って、ω、が予め
決められると、スタート時の条件に関する２つの波ω１
とω３を見い出すことが必要である。その上、周波数ω
ｉで発振器を構成したい場合は、波ベクトルｋｉの方向
をキャビティで負わせる。
例えばω、が第２リン酸カリウム（ＫＤＰ ）の結晶内
に異常波として伝送される場合は、ｋ８の谷値に対して
、ω１＋ω８−ω、のような一対の通常の波（ωｉ、ω
８）が存在し、ｋｉとｋｐの所定の方向についてＪ＋ｋ
ｓ＝ｋＰ が力えられることが示される。
に異常波として伝送される場合は、ｋ８の谷値に対して
、ω１＋ω８−ω、のような一対の通常の波（ωｉ、ω
８）が存在し、ｋｉとｋｐの所定の方向についてＪ＋ｋ
ｓ＝ｋＰ が力えられることが示される。
ωｉとω８の値は、ω、の方向に対する結晶の角度θを
調節することにより決められ、ω、の方向は、異常波に
対してはθに依存するものとして、あるいは結晶の温度
を修正しないものとして決められる、ｋ、を変化させる
。
調節することにより決められ、ω、の方向は、異常波に
対してはθに依存するものとして、あるいは結晶の温度
を修正しないものとして決められる、ｋ、を変化させる
。
従って第５図ＶＣおいて、ポンピング波が導波路６内を
伝播され、惰号波とアイドル波は、ωＳ＋ωｌ−ωｐ β１（ω！り十β１（ωｉ）＝βＩ＋（ω、）の条件に
従って、導波路５内に製造される。（注記すべきことは
、他の組合せ、例えば導波路５内のω８と導波路６内の
ω１とω、が可能でなければならない、ということであ
る。） 利得が充分であれば、例えば導波路５０入力端と出力端
にω８とωｉで反射性付着１２と１３を製造することに
より、導波路５（’ｌ：たは導波路５および導波路６）
中に負帰還を製造することにより、結合器を発振させる
ことが可能である。結合器の伝送波長は前述の式により
決まる。１１勺に、その伝送波長は、２つの導波路の屈
折率を、従って同じ整合条件を４ｈ 、−ｉＥする′電
界の作用に」こり、修正することができる。従って、波
長を電気的に調整することのできる・ぐラメトリック発
振器を製造することが可能である。この発振器は、負帰
耐を実現するために使用する手段の関数として、（周波
数ω、における）単−共振形、または（周波数ω８とω
１における）二重共振形になり得る。
伝播され、惰号波とアイドル波は、ωＳ＋ωｌ−ωｐ β１（ω！り十β１（ωｉ）＝βＩ＋（ω、）の条件に
従って、導波路５内に製造される。（注記すべきことは
、他の組合せ、例えば導波路５内のω８と導波路６内の
ω１とω、が可能でなければならない、ということであ
る。） 利得が充分であれば、例えば導波路５０入力端と出力端
にω８とωｉで反射性付着１２と１３を製造することに
より、導波路５（’ｌ：たは導波路５および導波路６）
中に負帰還を製造することにより、結合器を発振させる
ことが可能である。結合器の伝送波長は前述の式により
決まる。１１勺に、その伝送波長は、２つの導波路の屈
折率を、従って同じ整合条件を４ｈ 、−ｉＥする′電
界の作用に」こり、修正することができる。従って、波
長を電気的に調整することのできる・ぐラメトリック発
振器を製造することが可能である。この発振器は、負帰
耐を実現するために使用する手段の関数として、（周波
数ω、における）単−共振形、または（周波数ω８とω
１における）二重共振形になり得る。
従って、ωｐ−ω８＋ωｉ
であり、かつ同時に位相整合を行う、周波数ω、。
ω８およびω１において波を供給するパラメトリック発
振器を製造することが可能である。
振器を製造することが可能である。
これら２つの導波路の屈折率を変えることにより、周波
数が変化する。従って第５図において、そのようｆｚ％
振器は、第２図に示す結合器に対する技術と同じ技術を
用いることによシ、すなわち、導波路６を基板内のチタ
ン拡散によシ製造し、かつ導波路５を同じ基板内の例え
ばＨイオンのイオン交換により製造することによシ、製
造された。
数が変化する。従って第５図において、そのようｆｚ％
振器は、第２図に示す結合器に対する技術と同じ技術を
用いることによシ、すなわち、導波路６を基板内のチタ
ン拡散によシ製造し、かつ導波路５を同じ基板内の例え
ばＨイオンのイオン交換により製造することによシ、製
造された。
この場合１１０、ニオブ岐リチウム内の非常に高い係数
Ｘ３３６を用いることも可能である。電極の位置および
その′電極に印加される電圧に作用することにより、出
力波の周波数を変えることが可能である。
Ｘ３３６を用いることも可能である。電極の位置および
その′電極に印加される電圧に作用することにより、出
力波の周波数を変えることが可能である。
ま
ダた、第６図に示すような、チタンの拡散により得られ
る導波路６が、イオン交換により得られる２つの導波路
５および３０の間に位置するような改良を実現すること
も可能である。反射性付着１２．１３，３１．３２が、
導波路５および３゜の人力面」二と出力面上に製造され
る。従って、導波路５において周波数ω８とωｉの波が
存在し、導波路３０において周波数ω８′とωｉ′の波
が存在する。
る導波路６が、イオン交換により得られる２つの導波路
５および３０の間に位置するような改良を実現すること
も可能である。反射性付着１２．１３，３１．３２が、
導波路５および３゜の人力面」二と出力面上に製造され
る。従って、導波路５において周波数ω８とωｉの波が
存在し、導波路３０において周波数ω８′とωｉ′の波
が存在する。
この発明に関して考察した全ての場合において、温度を
作用させることにより、導波路を調整することが可能で
ある。従って、基板中へのチタンの拡散は、約１０００
℃で数時間のＩＮＪ発生し、例えばＨ＋イオンのイオン
交換は、約２５０℃で約１時間の間発生する。
作用させることにより、導波路を調整することが可能で
ある。従って、基板中へのチタンの拡散は、約１０００
℃で数時間のＩＮＪ発生し、例えばＨ＋イオンのイオン
交換は、約２５０℃で約１時間の間発生する。
この発明において考慮する導波路は、必ずしも単一モー
ドの導波路である必要はなく、考尽される周波数は、導
波路中を伝送されるモードの周波数である。
ドの導波路である必要はなく、考尽される周波数は、導
波路中を伝送されるモードの周波数である。
第１図および第２図は従来の結合器の切断正面図および
平面図、第３図はこの発明の結合器の平田１図、第４図
はこの発明の結合器の変形タリの平面図、第５図はこの
発明の結合器を組み込んだ・やラメトリック発振器の平
面図、第６図は＠５図に示すノ４ラメトリック発振器の
変形ｙｌＪの平面図である。 ３・・・基板、５，６．７・・・導波路、８・・・出力
導波路、１２．１３，１４．１５・・・電極、２８．２
９電極、３０・・・導波路、３１．３２・・・反射性付
着。
平面図、第３図はこの発明の結合器の平田１図、第４図
はこの発明の結合器の変形タリの平面図、第５図はこの
発明の結合器を組み込んだ・やラメトリック発振器の平
面図、第６図は＠５図に示すノ４ラメトリック発振器の
変形ｙｌＪの平面図である。 ３・・・基板、５，６．７・・・導波路、８・・・出力
導波路、１２．１３，１４．１５・・・電極、２８．２
９電極、３０・・・導波路、３１．３２・・・反射性付
着。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１）人力曲と出力面を有し、非線形電光材料で製造さ
れ、かつ少なくとも２つの導波路を有する平面状の基板
を具１ｊＮｆ して構成され、前記少なくとも２つの導
波路の一方が、前記基板の表面上に配置された入射導波
路を受け、前記少なくとも２つの導波路か、予め決めら
れた長さに亘って互いＶＣ平イ〕であり、かつ入射波放
射線が前記一方の導波路からＭｊ記１’ｈ力の導波路へ
転送されイ４！るような距肉１￥たけ互いＶ（隔てられ
、一方の導波路が１り記基板中へのＨ″−イオンのイオ
ン交換によシ得られ、かつ能力の導波路が基板中に局Ｈ
ｒ的に集中されたチタンの拡散により伶られる非線形集
積光学結合器。 （２〕 周波数ωの入射波を受ける第ｌ導波路と、結
合により製造される周波数２ωの波を伝送−Ｊ−る第２
導波路と、前記周波数ωの入射波と前記結合によシ製漬
される周波数２ωの波との間の位相整合を実現するため
に、ＭＯＯ２０の導波路の互いに平行な部分の少なくと
も一方に変調用の電界？印加する電界印加手段とｒ具備
して構成される特許請求の範囲第１項記載の結合器。 （３）基板が複屈折性材料で形成され、電界印加手段が
導波路の両側に配置された′電極で形成され、該ｆ４ｉ
、極が、前記基板の異常屈折率を示す軸に平行な分極を
前記基板内に製造する特許請求の範囲第２項記載の結合
器。 （４）第２導波路と同じ形式の第３導波路が設けられ、
かつ該第３導波路が第１導波路の前ｉ１第２嗜波路と反
対側に配置され、該第２導波路と該第３導波路が出力側
で再結合されて、単一の出力導波路を形成し、前記第２
導波路と前記第３導波路により搬送される相対位相ケ、
前記出力導波路における再結合に先立って調整する手段
が設けられる特許請求の範囲第２項記載の結合器。 （５）基板が高い非線形係数を持つ材料で形成される特
許請求の範囲第１項記載の結合器。 （６）基板が、而いオーダ３の非線形感度係数ｘ３３３
を持つニオブ酸リチウムで形成される特許請求の範囲第
５項記載の結合器。 （力 基板が、高いオーダ３の非線形感度係数Ｘ３３３
ヲ持つタンタル酸リチウムで形成さ）しる特許請求の
範囲第５項記載の結合器。 （８）基板が第２リン酸カリウムで形成される特許請求
の範囲第５項記載の結合器。 （９）特許請求の範囲ｇ１項記載の少なくとも２つの導
波路を組み込んだ非線形集積光学結合器を具備して構成
されるパラメトリック発振器において、第２得波路がノ
司波数ω、の入射波捷たはポンピング波を受け、第１導
波路が６ノ、＝ω８＋ω１であるような周波数ω８とω
１の２つの波を結合によシ伝送し、少なくとも第１導波
路中を伝播する一方の波を反射するために、反射性付着
が基板の入力面と出力面に配置され、周波数ω８とω１
を調整する周波数＝整手段が設けられることを特命とす
るパラメトリック発振器。 （１１） 周波数調整手段が第１導波路と第２導波路
の平行な部分の両側に配置される電極を具備して構成さ
れ、周波数ω８とωｉの調整を行う特許請求の範囲第９
項記載の／ｅラメトリック発振器。 αη 巣１導波路の第２導波路と反対側に配置された、
該第１導波路と同じ形式の第３導波路を具備して構成さ
れ、該第３導波路が周波数ω８′とωｉ′の２つの波を
結合によシ伝送し、少なくとも該第３導波路中を伝播す
る１つの波を反射させるために、基板の入力面と出力面
に反射性付着が付着され、さらに前記周波数ω８′とω
１′を調督する周波数調整手段か設けられる特許請求の
範囲第９項記載のノやラメトリック元振器。 αつ 周波数調整手段か、導波路の平行な部分の両側に
配置された′電極を具備して構成される特許請求の範囲
第１１項記載の・ぐラメトリック発振器。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8216297A FR2533714A1 (fr) | 1982-09-28 | 1982-09-28 | Dispositif coupleur optique integre non lineaire et oscillateur parametrique comprenant un tel dispositif |
| FR8216297 | 1982-09-28 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5981630A true JPS5981630A (ja) | 1984-05-11 |
Family
ID=9277804
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58178370A Pending JPS5981630A (ja) | 1982-09-28 | 1983-09-28 | 非線形集積光学結合器およびそのような結合器を組み込んだパメラトリツク発振器 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4583817A (ja) |
| EP (1) | EP0112732B1 (ja) |
| JP (1) | JPS5981630A (ja) |
| DE (1) | DE3379981D1 (ja) |
| FR (1) | FR2533714A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61241706A (ja) * | 1985-04-19 | 1986-10-28 | Nec Corp | 光分岐・光結合回路の製造方法 |
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| US4709977A (en) * | 1984-06-01 | 1987-12-01 | Siemens Aktiengesellschaft | Controllable directional coupler |
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| SE461482B (sv) * | 1986-05-16 | 1990-02-19 | Ericsson Telefon Ab L M | Optoelektronisk riktkopplare med likspaenningsfri styrsignal |
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-
1982
- 1982-09-28 FR FR8216297A patent/FR2533714A1/fr active Granted
-
1983
- 1983-09-20 EP EP83401837A patent/EP0112732B1/fr not_active Expired
- 1983-09-20 DE DE8383401837T patent/DE3379981D1/de not_active Expired
- 1983-09-27 US US06/536,441 patent/US4583817A/en not_active Expired - Fee Related
- 1983-09-28 JP JP58178370A patent/JPS5981630A/ja active Pending
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| FR2533714B1 (ja) | 1985-02-08 |
| US4583817A (en) | 1986-04-22 |
| FR2533714A1 (fr) | 1984-03-30 |
| EP0112732B1 (fr) | 1989-05-31 |
| EP0112732A2 (fr) | 1984-07-04 |
| EP0112732A3 (en) | 1985-12-04 |
| DE3379981D1 (en) | 1989-07-06 |
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