JPS6236608A - 導波路型モ−ドスプリツタ - Google Patents
導波路型モ−ドスプリツタInfo
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- JPS6236608A JPS6236608A JP17566185A JP17566185A JPS6236608A JP S6236608 A JPS6236608 A JP S6236608A JP 17566185 A JP17566185 A JP 17566185A JP 17566185 A JP17566185 A JP 17566185A JP S6236608 A JPS6236608 A JP S6236608A
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- light
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- optical waveguide
- optical
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-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—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
- 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
- G02F1/31—Digital deflection, i.e. optical switching
- G02F1/313—Digital deflection, i.e. optical switching in an optical waveguide structure
- G02F1/3137—Digital deflection, i.e. optical switching in an optical waveguide structure with intersecting or branching waveguides, e.g. X-switches and Y-junctions
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
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】
〔概 要〕
光をTEモード光とTMモード光に分離する導波路型の
モードスプリッタであって、光モード分子lil ji
Jf域の光導波路の一部に異常光屈折率のみを変化させ
るプロトン交換部分を形成することによって良好な製作
性及び分離特性を実現するものである。
モードスプリッタであって、光モード分子lil ji
Jf域の光導波路の一部に異常光屈折率のみを変化させ
るプロトン交換部分を形成することによって良好な製作
性及び分離特性を実現するものである。
本発明は導波路型の光回路素子に関し、特に光をTEモ
ード光とTMモード光とに分離するモードスプリッタに
関するものである。
ード光とTMモード光とに分離するモードスプリッタに
関するものである。
光回路素子には大別して光を自由伝搬させるバルク型の
ものと、光を薄膜導波路に閉じ込めて伝搬させる導波路
型のものとがあるが、導波路型素子は小型化及び集積化
に適し、注目されている。
ものと、光を薄膜導波路に閉じ込めて伝搬させる導波路
型のものとがあるが、導波路型素子は小型化及び集積化
に適し、注目されている。
しかし導波路型素子は一般に偏光依存性を有し、特定の
偏光状態の光にしか使用できないものが多い。近年、こ
のような偏光依存性のある導波路型素子をどんな光にも
使用したいという要求が高まり、その対策として光をT
Eモード光とTMモード光に分離した上で別個に処理す
るという方式が考えられており、そのために導波路モー
ドスプリッタの必要性が生じている。
偏光状態の光にしか使用できないものが多い。近年、こ
のような偏光依存性のある導波路型素子をどんな光にも
使用したいという要求が高まり、その対策として光をT
Eモード光とTMモード光に分離した上で別個に処理す
るという方式が考えられており、そのために導波路モー
ドスプリッタの必要性が生じている。
従来の導波路型モードスプリッタには交差導波路を用い
たものや、方向性結合器を用いたものがある。第4図は
交差導波路型モードスプリンタを示し、例えばLiNb
0:+のZカット板からなる基板1にTi拡散により2
本の交差する光導波路2,3を形成し、交差部における
TEモード光の分岐比とTMモード光の分岐比とを相違
せしめることにより、一方の光導波路3に入射した光は
交差部においてTEモード光とTMモード光に分離され
て各導波路2,3から出射光L + 、 L zとして
取り出されるように構成される。一方、第5図は方向性
結合器型モードスプリンタを示し、上記同様の基板1に
同じ<Ti拡散により2本の光導波路4゜5を一部近接
並置させて形成し、近接並置部におけるTEモード光及
びTMモード光の導波路間結合定数を相違せしめること
により、一方の光導波路5に入射した光は近接並置部に
おいてTEモード光とTMモード光に分離されて各光導
波路4゜5から出射光L+、Lzとして取り出されるよ
うに構成される。
たものや、方向性結合器を用いたものがある。第4図は
交差導波路型モードスプリンタを示し、例えばLiNb
0:+のZカット板からなる基板1にTi拡散により2
本の交差する光導波路2,3を形成し、交差部における
TEモード光の分岐比とTMモード光の分岐比とを相違
せしめることにより、一方の光導波路3に入射した光は
交差部においてTEモード光とTMモード光に分離され
て各導波路2,3から出射光L + 、 L zとして
取り出されるように構成される。一方、第5図は方向性
結合器型モードスプリンタを示し、上記同様の基板1に
同じ<Ti拡散により2本の光導波路4゜5を一部近接
並置させて形成し、近接並置部におけるTEモード光及
びTMモード光の導波路間結合定数を相違せしめること
により、一方の光導波路5に入射した光は近接並置部に
おいてTEモード光とTMモード光に分離されて各光導
波路4゜5から出射光L+、Lzとして取り出されるよ
うに構成される。
上記の如き従来のモードスプリッタにおいては、交差導
波路型の各モード光の分岐比ならびに方向性結合器型の
各モード光の結合定数は光導波路の屈折率や形状などの
種々のパラメータに依存することから、これらのパラメ
ータの複雑かつ厳密な制御が必要である。例えば屈折率
だけを考えた場合、Ti拡散によって常光及び異常光の
屈折率no 、neがいずれも変化し、また変化の仕方
が相違する。このため、T i 974度を厳密に制御
する必要があり、製造上の再現性(量産性)に問題があ
る。また、T i ti度だけでは分岐比や光導波路伝
搬定数を各モード光ごとに個別に制御することができず
、良好なモード分離特性を実現することが非常に困難で
あるという問題がある。
波路型の各モード光の分岐比ならびに方向性結合器型の
各モード光の結合定数は光導波路の屈折率や形状などの
種々のパラメータに依存することから、これらのパラメ
ータの複雑かつ厳密な制御が必要である。例えば屈折率
だけを考えた場合、Ti拡散によって常光及び異常光の
屈折率no 、neがいずれも変化し、また変化の仕方
が相違する。このため、T i 974度を厳密に制御
する必要があり、製造上の再現性(量産性)に問題があ
る。また、T i ti度だけでは分岐比や光導波路伝
搬定数を各モード光ごとに個別に制御することができず
、良好なモード分離特性を実現することが非常に困難で
あるという問題がある。
そこで本発明は上記問題点を解決すること、すなわち光
導波路のパラメータ制御を緩和でき、従って製作が容易
で量産性が良く、しかもモード分離特性の良い導波路型
モードスプリッタの実現を目的とするものである。
導波路のパラメータ制御を緩和でき、従って製作が容易
で量産性が良く、しかもモード分離特性の良い導波路型
モードスプリッタの実現を目的とするものである。
上記問題点を解決するため本発明は、前述のような交差
導波路型や方向性結合器型などの導波路型モードスプリ
ッタにおいて、光導波路のモード分離領域の一部分に異
常光導波路のみを変化させるプロトン交換部分を形成し
た構造としたものである。
導波路型や方向性結合器型などの導波路型モードスプリ
ッタにおいて、光導波路のモード分離領域の一部分に異
常光導波路のみを変化させるプロトン交換部分を形成し
た構造としたものである。
交差導波路型の場合は画光導波路の交差部分にプロトン
交換部分が形成され、方向性結合器の場合は近接並置部
分にていずれか一方の光導波路にプロトン交tA領域が
形成される。
交換部分が形成され、方向性結合器の場合は近接並置部
分にていずれか一方の光導波路にプロトン交tA領域が
形成される。
上記構造によれば、常光に対する屈折率は光導波路固有
の屈折率により、また異常光に対する屈折率はプロトン
交換部分の屈折率により決定され、両者を個別的に任意
に制御することが可能である。
の屈折率により、また異常光に対する屈折率はプロトン
交換部分の屈折率により決定され、両者を個別的に任意
に制御することが可能である。
従ってまた光導波路の形状を一定にしておいて屈折率の
みを制御することによって各モード光に対する分岐比や
光4波路間伝搬定数を任意に制御である。このため従来
のような複雑かつ厳密な光導波路パラメータ制御を必要
とせず、製作性及び再現性(f1産性)が向上し、しか
も良好なモード分離特性を実現できる。
みを制御することによって各モード光に対する分岐比や
光4波路間伝搬定数を任意に制御である。このため従来
のような複雑かつ厳密な光導波路パラメータ制御を必要
とせず、製作性及び再現性(f1産性)が向上し、しか
も良好なモード分離特性を実現できる。
第1図は本発明の第1実施例である交差導波路型モード
スプリッタを示し、これは基本的には第4図の従来例と
同様にLiNbO3のZカット板からなる基板lの表面
にTi拡散によって2本の光導波路2.3を互に交差さ
せて形成し、そしてその交差部分(モード分離領域)に
プロトン交換部分6を形成したものである。プロトン交
換部分6は例えば基板のLi”をI4°で交換したもの
であり、異常光(本実施例のZカット板の場合はTMモ
ード光)の屈折率のみを変化させる特性を有している。
スプリッタを示し、これは基本的には第4図の従来例と
同様にLiNbO3のZカット板からなる基板lの表面
にTi拡散によって2本の光導波路2.3を互に交差さ
せて形成し、そしてその交差部分(モード分離領域)に
プロトン交換部分6を形成したものである。プロトン交
換部分6は例えば基板のLi”をI4°で交換したもの
であり、異常光(本実施例のZカット板の場合はTMモ
ード光)の屈折率のみを変化させる特性を有している。
この第1実施例の原理作用は以下の如くである。
まず第2図を参照すると、この図はTi拡散により形成
された交差導波路におけるTEモード光及びTMモード
光の交差部分での分岐比1’l/(PI ”Pz)の’
rt?1度依存性を示している。ここでP、、P。
された交差導波路におけるTEモード光及びTMモード
光の交差部分での分岐比1’l/(PI ”Pz)の’
rt?1度依存性を示している。ここでP、、P。
は2本の光導波路への分岐量を示す、この図から分かる
ように、Ti拡散による常光及び異常光の屈折率no
、neの変化の相違により、両モード光の分岐比はTi
?l1度によってそれぞれ実線TE及び点線TMの如(
変化する。良好なモード分離特性を得るには再分岐比の
差が「1」、つまり一方の分岐比がrlJで他方がrO
Jであることが理想的である。しかるに従来の場合はこ
のような分岐比を得るためにTi71度を厳密に制御す
る必要があり、しかもなおT i f1度制御だけでは
十分でなく、光導波路の形状(特に交差角など)をも制
御する必要がある。これに対して本発明ではプロトン交
換部分6の形成により両モード光の分岐比を別個に制御
可能である。すなわち、光導波路2.3を形成する際は
、TEモード光の分岐比が例えば最大値rlJまたはそ
れにできるだけ近いA点(第2図)となるようにT i
’4度を制御する。
ように、Ti拡散による常光及び異常光の屈折率no
、neの変化の相違により、両モード光の分岐比はTi
?l1度によってそれぞれ実線TE及び点線TMの如(
変化する。良好なモード分離特性を得るには再分岐比の
差が「1」、つまり一方の分岐比がrlJで他方がrO
Jであることが理想的である。しかるに従来の場合はこ
のような分岐比を得るためにTi71度を厳密に制御す
る必要があり、しかもなおT i f1度制御だけでは
十分でなく、光導波路の形状(特に交差角など)をも制
御する必要がある。これに対して本発明ではプロトン交
換部分6の形成により両モード光の分岐比を別個に制御
可能である。すなわち、光導波路2.3を形成する際は
、TEモード光の分岐比が例えば最大値rlJまたはそ
れにできるだけ近いA点(第2図)となるようにT i
’4度を制御する。
一方、プロトン交換部分6は、TMモード光の分岐比が
最小値rOJまたはそれにできるだけ近いB点(第2図
)となるように形成する。つまり、TiflJ度で決る
TEモード光屈折率をその分岐比がほぼ「1」となるよ
うに設定し、そしてプロトン交換部分6の形成によりT
Mモード光屈折率をΔn(第2図)だけ高くしてその分
岐比をほぼ「0」とするものである。
最小値rOJまたはそれにできるだけ近いB点(第2図
)となるように形成する。つまり、TiflJ度で決る
TEモード光屈折率をその分岐比がほぼ「1」となるよ
うに設定し、そしてプロトン交換部分6の形成によりT
Mモード光屈折率をΔn(第2図)だけ高くしてその分
岐比をほぼ「0」とするものである。
このように構成することにより、第1図に示すように、
一方の光導波路3への入射光りのTEモード光は交差部
で他方の光導波路2へ屈折分岐されることなくほぼ10
0%が光導波路3を直進し、一方、TMモード光は交差
部でほぼ100%が他方の光導波路2へ屈折分岐される
ことになり、TF。
一方の光導波路3への入射光りのTEモード光は交差部
で他方の光導波路2へ屈折分岐されることなくほぼ10
0%が光導波路3を直進し、一方、TMモード光は交差
部でほぼ100%が他方の光導波路2へ屈折分岐される
ことになり、TF。
モード光及びTMモード光がそれぞれ出射光り。
L!とじて取り出され、はぼ完全なモード分離がなされ
る。
る。
次に第3図は本発明の第2実施例である方向性結合器型
モードスプリンタを示し、これも基本的には第5図の従
来例と同様にLiNbO5のZカット板からなる基板1
にTi拡散によって2本の光導波路4.5を一部近接並
置させて形成し、その近接並置部分(モード分M領域)
にて一方の光導波路4にプロトン交換部分7を形成しで
ある。光導波路4,5はTEモード光に対しては伝搬定
数が同一のため光の結合が生じ、TEモード光が光導波
路の一方から他方へほぼ100%遷移するように形成さ
れ、一方、プロトン交換部分7はそれによるTMモード
光屈折率の変化によってTMモード光に対しては伝播定
数の相違のため光の結合が生じず、TMモード光が光導
波路の一方から他方へほとんど遷移しないように形成さ
れる。これにより、光導波路5への入射光りのTEモー
ド光は近接並置部分にて光導波路4へほぼ100%遷移
し、一方、TMモード光は光導波路4への遷移を阻止さ
れ、はぼ100%が光導波路5を直進することになり、
TEモード光及びTMモード光がそれぞれ出射光L+、
Lxとして取り出され、はぼ完全なモード分離がなされ
る。
モードスプリンタを示し、これも基本的には第5図の従
来例と同様にLiNbO5のZカット板からなる基板1
にTi拡散によって2本の光導波路4.5を一部近接並
置させて形成し、その近接並置部分(モード分M領域)
にて一方の光導波路4にプロトン交換部分7を形成しで
ある。光導波路4,5はTEモード光に対しては伝搬定
数が同一のため光の結合が生じ、TEモード光が光導波
路の一方から他方へほぼ100%遷移するように形成さ
れ、一方、プロトン交換部分7はそれによるTMモード
光屈折率の変化によってTMモード光に対しては伝播定
数の相違のため光の結合が生じず、TMモード光が光導
波路の一方から他方へほとんど遷移しないように形成さ
れる。これにより、光導波路5への入射光りのTEモー
ド光は近接並置部分にて光導波路4へほぼ100%遷移
し、一方、TMモード光は光導波路4への遷移を阻止さ
れ、はぼ100%が光導波路5を直進することになり、
TEモード光及びTMモード光がそれぞれ出射光L+、
Lxとして取り出され、はぼ完全なモード分離がなされ
る。
以上の如゛<2本発明によれば、交差導波路や方向性結
合器を用いた導波路型モードスプリッタにおいて光導波
路のモード分離領域にプロトン交換部分を形成すること
により、TEモード光及びTMモード光に対する屈折率
を別個に制御可能であり、従って製作が容易で再現性(
量産性)が良く、しかもモード分離特性のすぐれた導波
路型モードスプリッタが実現される。
合器を用いた導波路型モードスプリッタにおいて光導波
路のモード分離領域にプロトン交換部分を形成すること
により、TEモード光及びTMモード光に対する屈折率
を別個に制御可能であり、従って製作が容易で再現性(
量産性)が良く、しかもモード分離特性のすぐれた導波
路型モードスプリッタが実現される。
第1図は本発明の第1実施例である交差導波路型モード
スプリッタの略示平面図、 第2図は上記第1実施例の原理作用説明図、第3図は本
発明の第2実施例である方向性結合器型モードスプリッ
タの略示平面図、 第4図は従来の交差導波路型モードスプリッタの略示平
面図、 第5図は従来の方向性結合器型モードスプリッタの略示
平面図である。 第1図、第3図において、 lは基板、 2.3,4.5は光導波路、 6.7はプロトン交換部分、 しは入射光、 L + 、L zは、出射光である。
スプリッタの略示平面図、 第2図は上記第1実施例の原理作用説明図、第3図は本
発明の第2実施例である方向性結合器型モードスプリッ
タの略示平面図、 第4図は従来の交差導波路型モードスプリッタの略示平
面図、 第5図は従来の方向性結合器型モードスプリッタの略示
平面図である。 第1図、第3図において、 lは基板、 2.3,4.5は光導波路、 6.7はプロトン交換部分、 しは入射光、 L + 、L zは、出射光である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、異方性光学結晶基板に2本の光導波路が形成され、
一方の光導波路へ入射した光がTEモード光とTMモー
ド光とに分離して各光導波路から出射するようにした導
波路型モードスプリッタにおいて、光導波路のモード分
離領域の一部分に異常光屈折率のみを変化させるプロト
ン交換部分が形成されたことを特徴とする導波路型モー
ドスプリッタ。 2、前記光導波路はモード分離領域において互に交差し
、その交差部分に異常光に対してのみ光導波路よりも高
い屈折率を呈するプロトン交換部分が形成され、常光は
交差部分を直進して一方の光導波路へ分離され、異常光
は交差部分で屈折して他方の光導波路へ分離されるよう
に構成されたことを特徴とする特許請求の範囲第1項記
載の導波路型モードスプリッタ。 3、前記光導波路はモード分離領域において互に近接並
置されており、その近接並置部分においていずれか一方
の光導波路に異常光の屈折率のみを変化させるプロトン
交換部分が形成され、常光は近接並置部分にて一方の光
導波路から他方の光導波路へ遷移して分離され、異常光
は他方の光導波路に遷移することなく一方の光導波路を
直進して分離されるように構成されたことを特徴とする
特許請求の範囲第1項記載の導波路型モードスプリッタ
。 4、前記基板がLiNbO_3であり、前記光導波路は
Ti拡散により形成され、そして前記プロトン交換部分
はLi^+をH^+で交換して形成されていることを特
徴とする特許請求の範囲第1項から第3項のいずれかに
記載の導波路型モードスプリッタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17566185A JPS6236608A (ja) | 1985-08-12 | 1985-08-12 | 導波路型モ−ドスプリツタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17566185A JPS6236608A (ja) | 1985-08-12 | 1985-08-12 | 導波路型モ−ドスプリツタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6236608A true JPS6236608A (ja) | 1987-02-17 |
Family
ID=16000006
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17566185A Pending JPS6236608A (ja) | 1985-08-12 | 1985-08-12 | 導波路型モ−ドスプリツタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6236608A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1994006041A1 (fr) * | 1992-09-07 | 1994-03-17 | Nikon Corporation | Guide d'onde optique et instrument optique l'utilisant |
| US6324312B1 (en) * | 1999-11-30 | 2001-11-27 | National Science Council | Structure and method for fabricating a wide-angle TE-TM mode splitter |
| WO2008084584A1 (ja) * | 2007-01-12 | 2008-07-17 | Nec Corporation | 光導波路素子および偏光分離方法 |
-
1985
- 1985-08-12 JP JP17566185A patent/JPS6236608A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1994006041A1 (fr) * | 1992-09-07 | 1994-03-17 | Nikon Corporation | Guide d'onde optique et instrument optique l'utilisant |
| US5452382A (en) * | 1992-09-07 | 1995-09-19 | Nikon Corporation | Optical waveguide device and optical microscope using the same |
| US6324312B1 (en) * | 1999-11-30 | 2001-11-27 | National Science Council | Structure and method for fabricating a wide-angle TE-TM mode splitter |
| WO2008084584A1 (ja) * | 2007-01-12 | 2008-07-17 | Nec Corporation | 光導波路素子および偏光分離方法 |
| US7949212B2 (en) | 2007-01-12 | 2011-05-24 | Nec Corporation | Optical waveguide element and method for polarization splitting |
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