JPS6257973B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6257973B2 JPS6257973B2 JP14721480A JP14721480A JPS6257973B2 JP S6257973 B2 JPS6257973 B2 JP S6257973B2 JP 14721480 A JP14721480 A JP 14721480A JP 14721480 A JP14721480 A JP 14721480A JP S6257973 B2 JPS6257973 B2 JP S6257973B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- optical
- medium
- optical modulator
- electric field
- 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.)
- Expired
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Classifications
-
- 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
- G02F1/01—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 intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/03—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 intensity, phase, polarisation or colour based on ceramics or electro-optical crystals, e.g. exhibiting Pockels effect or Kerr effect
- G02F1/0305—Constructional arrangements
- G02F1/0322—Arrangements comprising two or more independently controlled crystals
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は光変調器にかかり、低電圧で駆動する
ことのできる光変調器を提供しようとするもので
ある。
ことのできる光変調器を提供しようとするもので
ある。
誘電体や磁性体、ガラスの媒質に電界を加えた
状態で光を入射させることにより、媒質内を伝播
する光の伝搬速度、すなわち屈折率が変化するこ
とが知られており、ポツケルス効果、カー効果と
名付けられている。
状態で光を入射させることにより、媒質内を伝播
する光の伝搬速度、すなわち屈折率が変化するこ
とが知られており、ポツケルス効果、カー効果と
名付けられている。
この効果のもつとも大きい材料の一つとして
PLZTがあげられる。その効果の大きさは次式の
ように表わされる。すなわち、干渉を生じるため
二方向の位相差Ｐは Ｐ＝ωＡＶ／Ｃｏ Ａ＝n3 er33−n3 pr12〜100×10-12m／Ｖ で表わされる。
PLZTがあげられる。その効果の大きさは次式の
ように表わされる。すなわち、干渉を生じるため
二方向の位相差Ｐは Ｐ＝ωＡＶ／Ｃｏ Ａ＝n3 er33−n3 pr12〜100×10-12m／Ｖ で表わされる。
ここでn3 e，n3 pはそれぞれ、ｘ軸、ｚ軸方向の
屈折率、r33，r12はそれぞれｘ軸，ｙ軸方向の電
気光学係数、ωは光の角周波数、Ｖは印加電圧、
Coは光速を表わす。
屈折率、r33，r12はそれぞれｘ軸，ｙ軸方向の電
気光学係数、ωは光の角周波数、Ｖは印加電圧、
Coは光速を表わす。
この式より、この効果の大きさを見積ると、電
界を１mm当り1000V程度印加した時、光路差の位
相変化により、光強度の変化が観測される。
界を１mm当り1000V程度印加した時、光路差の位
相変化により、光強度の変化が観測される。
光変調器を作製するさい、特に高周波でかつ広
帯域の変調器を製造するさいには数100V〜数
1000Vの高周波電界を作ることは非常にむずかし
い。
帯域の変調器を製造するさいには数100V〜数
1000Vの高周波電界を作ることは非常にむずかし
い。
光通信用システムなどにおいて、光変調器など
で光伝搬光路上に外部変調をかけた変調システム
が望まれてきたが、トランジスタなどで動作でき
る外部変調器がなかつたため、低電圧動作の光変
調器の実用化が望まれていた。
で光伝搬光路上に外部変調をかけた変調システム
が望まれてきたが、トランジスタなどで動作でき
る外部変調器がなかつたため、低電圧動作の光変
調器の実用化が望まれていた。
本発明は光透過媒質を薄くし、さらにそれらを
多層化することにより、媒質に対して実質的に高
電界を印加することができ、低電圧で動作する光
変調器を実現したものである。
多層化することにより、媒質に対して実質的に高
電界を印加することができ、低電圧で動作する光
変調器を実現したものである。
本発明による光変調器の一実施例の構成を第１
図に示す。図において、光の伝搬方向を材料の光
学的主軸にとつてある。１１は変調媒質、１２は
電極、１３，１４は偏光子を示し、１５は光検出
器を示す。
図に示す。図において、光の伝搬方向を材料の光
学的主軸にとつてある。１１は変調媒質、１２は
電極、１３，１４は偏光子を示し、１５は光検出
器を示す。
いま電極１２に交互に＋，−の電圧を印加した
とき、外部より出てくる光の偏波面の角度はそれ
ぞれの層区分に応じて、偏波面の回転が生じる。
偏光子１４を通過する光量は偏波面の回転角に応
じて変化する。
とき、外部より出てくる光の偏波面の角度はそれ
ぞれの層区分に応じて、偏波面の回転が生じる。
偏光子１４を通過する光量は偏波面の回転角に応
じて変化する。
いま厚さＤの媒質１１の左右面に１組電極を設
けたとき、および厚さＤの媒質１１をｎ等分に区
分し、厚さＤ／ｎの媒質をｎ個重ねあわせてそれぞれ に並列に電界を印加したときを比較すると、電界
＝印加電圧／厚さなる関係からｎ等分に区分した場合に はｎ倍だけ電界が増加する。すなわち、同一の偏
波面の回転角を得るためには、印加電圧はｎ分の
１の電圧でよい。
けたとき、および厚さＤの媒質１１をｎ等分に区
分し、厚さＤ／ｎの媒質をｎ個重ねあわせてそれぞれ に並列に電界を印加したときを比較すると、電界
＝印加電圧／厚さなる関係からｎ等分に区分した場合に はｎ倍だけ電界が増加する。すなわち、同一の偏
波面の回転角を得るためには、印加電圧はｎ分の
１の電圧でよい。
ところで、媒質の屈折率変化は印加電界の方向
により変化することから第１図の構成では区分
１，２の電界方向が互いに逆転するため、偏光子
１４を通過する光量はいずれかの区分のみが有効
に作用し、両区分がともに有効に作用するような
ことはない。
により変化することから第１図の構成では区分
１，２の電界方向が互いに逆転するため、偏光子
１４を通過する光量はいずれかの区分のみが有効
に作用し、両区分がともに有効に作用するような
ことはない。
この問題点を改良した構造を第２図に示す。第
２図で２１は多層構造素子全体を示し、２２は光
透過媒質、２３は不透明な絶縁層、２４は電極で
ある。この構成では、光は透明な媒質２２のみを
通過し、偏波面の回転角は一方向のみに限られる
ため、第１図の構成に比較し、光の大部分が（絶
縁層２３での吸収を除き）変調に有効に効く。
２図で２１は多層構造素子全体を示し、２２は光
透過媒質、２３は不透明な絶縁層、２４は電極で
ある。この構成では、光は透明な媒質２２のみを
通過し、偏波面の回転角は一方向のみに限られる
ため、第１図の構成に比較し、光の大部分が（絶
縁層２３での吸収を除き）変調に有効に効く。
第３図はさらに透過光を有効に利用できる構造
を示し、媒質３１は光に対する主軸（通常ｚ軸）
が光の透過方向にそろえられており、媒質３２は
光の主軸が逆方向にそろえられている。電界は媒
質３１，３２部分にそれぞれ逆方向にかかるた
め、上述のように主軸を反転させておくことによ
り、偏波面の回転方向は媒質３１，３２で同一方
向となる。第１図、第２図の構成に比較し、媒質
全体が光変調に有効に働く。なお、３４は電極で
ある。
を示し、媒質３１は光に対する主軸（通常ｚ軸）
が光の透過方向にそろえられており、媒質３２は
光の主軸が逆方向にそろえられている。電界は媒
質３１，３２部分にそれぞれ逆方向にかかるた
め、上述のように主軸を反転させておくことによ
り、偏波面の回転方向は媒質３１，３２で同一方
向となる。第１図、第２図の構成に比較し、媒質
全体が光変調に有効に働く。なお、３４は電極で
ある。
第４図に光透過媒質としてPLZTを用い、第１
図の構成での印加電圧と、光の透過強度の実験結
果を示す。実験に用いた光変調器では光の透過長
が３mm、区分１，２の厚みがそれぞれ150μｍで
ある。
図の構成での印加電圧と、光の透過強度の実験結
果を示す。実験に用いた光変調器では光の透過長
が３mm、区分１，２の厚みがそれぞれ150μｍで
ある。
第４図の実験結果より明らかなように、本発明
による光変調器は数10V以下で動作しており、従
来の変調器が数100V以上を要していたのに対し
て、印加電圧を１桁低くすることができ、半導体
回路装置で容易に駆動させることができる。この
ため、本発明による変調器は光通信システム、光
計測などの分野に広く応用することができる。
による光変調器は数10V以下で動作しており、従
来の変調器が数100V以上を要していたのに対し
て、印加電圧を１桁低くすることができ、半導体
回路装置で容易に駆動させることができる。この
ため、本発明による変調器は光通信システム、光
計測などの分野に広く応用することができる。
第１図は本発明にかかる光変調器の一実施例の
構成を示す図であり、第２図および第３図はそれ
ぞれ他の実施例の要部を示す図である。第４図は
第１図に示した装置による実験結果の一例を示す
図である。 １１……変調媒質、１２……電極、１３，１４
……偏光子、１５……光検出器、２１……多層構
造素子、２２……光通過媒質、２３……絶縁層、
２４……電極、３１，３２……光に対する主軸が
互いに逆方向の媒質、３４……電極。
構成を示す図であり、第２図および第３図はそれ
ぞれ他の実施例の要部を示す図である。第４図は
第１図に示した装置による実験結果の一例を示す
図である。 １１……変調媒質、１２……電極、１３，１４
……偏光子、１５……光検出器、２１……多層構
造素子、２２……光通過媒質、２３……絶縁層、
２４……電極、３１，３２……光に対する主軸が
互いに逆方向の媒質、３４……電極。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 光の透過方向と直角方向の印加電界によつて
透過光の偏波面が変化する光導波媒質を少なくと
も２層以上の多層構造にし、かつこの多層構造の
光変調素子の層間に導電層を設けて電極とし、こ
れら電極間に電圧を印加することを特徴とする光
変調器。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載の光変調器にお
いて、光変調素子の層間に光を透過しない絶縁層
を設けてなることを特徴とする光変調器。 ３ 特許請求の範囲第１項に記載の光変調器にお
いて、光に対する主軸の向きを各層間で交互に反
転させてなることを特徴とする光変調器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55147214A JPS5770513A (en) | 1980-10-20 | 1980-10-20 | Optical modulator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55147214A JPS5770513A (en) | 1980-10-20 | 1980-10-20 | Optical modulator |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5770513A JPS5770513A (en) | 1982-05-01 |
| JPS6257973B2 true JPS6257973B2 (ja) | 1987-12-03 |
Family
ID=15425144
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55147214A Granted JPS5770513A (en) | 1980-10-20 | 1980-10-20 | Optical modulator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5770513A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61143722A (ja) * | 1984-12-15 | 1986-07-01 | Yamaichi Electric Mfg Co Ltd | 低電圧駆動形電気光学結晶素子 |
| JPS62215919A (ja) * | 1986-03-17 | 1987-09-22 | Nec Corp | 光シヤツタアレイ |
| JPH0682842A (ja) * | 1993-07-29 | 1994-03-25 | Ricoh Co Ltd | 光偏向器 |
| JP4819842B2 (ja) * | 2008-05-15 | 2011-11-24 | 日本電信電話株式会社 | 合成開口光偏向素子 |
| JP5134031B2 (ja) * | 2010-03-23 | 2013-01-30 | 大日本スクリーン製造株式会社 | 光変調デバイスおよび露光装置 |
-
1980
- 1980-10-20 JP JP55147214A patent/JPS5770513A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5770513A (en) | 1982-05-01 |
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