[go: up one dir, main page]

JPH03253815A - 光導波路デバイス - Google Patents

光導波路デバイス

Info

Publication number
JPH03253815A
JPH03253815A JP2052022A JP5202290A JPH03253815A JP H03253815 A JPH03253815 A JP H03253815A JP 2052022 A JP2052022 A JP 2052022A JP 5202290 A JP5202290 A JP 5202290A JP H03253815 A JPH03253815 A JP H03253815A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode
optical waveguide
voltage
semiconductive film
electrodes
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.)
Granted
Application number
JP2052022A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2867560B2 (ja
Inventor
Minoru Kiyono
實 清野
Naoyuki Megata
直之 女鹿田
Tadao Nakazawa
忠雄 中澤
Yoshinobu Kubota
嘉伸 久保田
Masaharu Doi
正治 土居
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP2052022A priority Critical patent/JP2867560B2/ja
Priority to US07/661,602 priority patent/US5214724A/en
Priority to DE69123066T priority patent/DE69123066D1/de
Priority to DE69132673T priority patent/DE69132673T2/de
Priority to DE69133344T priority patent/DE69133344T2/de
Priority to EP00108030A priority patent/EP1022605B1/en
Priority to EP95108382A priority patent/EP0677765B1/en
Priority to EP91301729A priority patent/EP0444959B1/en
Publication of JPH03253815A publication Critical patent/JPH03253815A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2867560B2 publication Critical patent/JP2867560B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL 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
    • G02F1/00Devices 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
    • G02F1/01Devices 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 
    • G02F1/03Devices 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
    • G02F1/035Devices 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 in an optical waveguide structure
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL 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
    • G02F1/00Devices 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
    • G02F1/01Devices 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 
    • G02F1/21Devices 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  by interference
    • G02F1/225Devices 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  by interference in an optical waveguide structure
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL 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
    • G02F1/00Devices 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
    • G02F1/01Devices 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 
    • G02F1/21Devices 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  by interference
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL 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
    • G02F1/00Devices 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
    • G02F1/01Devices 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 
    • G02F1/21Devices 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  by interference
    • G02F1/225Devices 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  by interference in an optical waveguide structure
    • G02F1/2255Devices 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  by interference in an optical waveguide structure controlled by a high-frequency electromagnetic component in an electric waveguide structure
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL 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
    • G02F2201/00Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00
    • G02F2201/06Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 integrated waveguide
    • G02F2201/066Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 integrated waveguide channel; buried
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL 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
    • G02F2203/00Function characteristic
    • G02F2203/21Thermal instability, i.e. DC drift, of an optical modulator; Arrangements or methods for the reduction thereof

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 電気光学効果を有する光導波路上に信号用と接地用の駆
動電極が形成された光導波路デバイスに関し、DCドリ
フトの抑止とDCドリフトやストレスなどによる動作点
シフトを補償する目的で、該光導波路に印加される電界
分布が前記電極に印加される電気信号の周波数によって
大きく変化するように構成した。
〔産業上の利用分野〕 本発明は光通信装置における外部変調器、スイッチや分
波器などの光導波路デバイスに係り、特に光導波路デバ
イスで問題となる動作特性の各種ドリフト特性を低周波
数領域でバイアス電界を印加させることで補正し、かつ
、高周波数領域には影響しないように施された光導波路
デバイスに関する。
〔従来の技術〕
一般に光スィッチや光変調器等に使用される光導波路デ
バイスでは、ニオブ酸リチウム(LiNbOs)等の電
気光学結晶基板表面に形成した光導波路に電界を印加し
て屈折率を変化させ、該導波路中を進行する光信号のス
イッチングや位相変調を行っている。第12図は従来の
マツハツエンダ型変調器を示す構成図であり、特に非対
称進行波電極を用いた場合の例が示されている。lはZ
板ニオブ酸リチウム基板を示し、その表面にはチタン(
Ti)蒸着膜を帯状にパターンニング形成した後。
このチタンを導波路基板1に熱拡散してこの導波路基板
Iよりも屈折率の大きい光導波路2(21,2−2)を
形成している。このような光スィッチや光変調器では導
波路2を伝搬する光が信号用電極5と接地用電極6から
なる駆動電極に吸収されることを避けるため、電極5.
6と導波路2の間に透明でかつ、導波路2よりも屈折率
の小さな誘電体薄膜バッファ層3が形成されている。第
12図の場合にはバッファ層3として二酸化シリコン5
iOzか用いられている。このような誘電体薄膜は電気
的には高抵抗物質を間に挟んだ容量として機能する。ま
た、特にZ板L i N b 03を用いた導波路デバ
イスではLiNbO5の焦電効果により発生する表面電
荷がバッファ層の上に形成された非対称な電極構造と作
用しあって不均一な電荷分布を形成し、変調器やスイッ
チの特性に悪影響を及ぼす。この対策として、第12図
(b)に示すようにバッファ層3の上に半導電性材料で
あるS1膜4をコートし、この上に電極5.6を形成す
る工夫も試みられている。このようにすることで温度変
化などによって生ずる表面の電荷分布を均一にすること
ができ、特性の安定化が図られている。また、導波路2
は金属Tiをニオブ酸リチウム(LiNbO8)中に高
温で熱拡散させて形成するため導波路部の抵抗や誘電率
はバルク部分と異なっている。さらにニオブ酸リチウム
(LiNbO3)表面の抵抗はこれらの拡散生膜プロセ
スによってバルク部分と異ななっている。以上の膜1層
部分的微細構造の抵抗、誘電率、容量の複雑な分布のた
め電気的等価回路も複雑となる。このため。
電極5.6間に印加された電圧のDC成分は作成条件に
よっては数分から数十臼といった長い時定数を以て電界
のかかりかたを大幅に変えていく。
この変化に対応して光応答特性も変化していく。
これをDCドリフトと言っている。この対策として従来
変調器の電極と外部電源を容量結合として。
変調器にDC成分が印可されないようにしたり同じく容
量結合として、信号用線路にバイアス用DC電源を接続
することで何らかの原因で発生したDCドリフトを補償
してきた。
また、導波路に何らかの原因によりストレスが加わった
場合、一般に導波路の屈折率が変化してその動作特性を
変化させる。このような現象が起きた場合、これまでは
印可電圧にこのストレスにより発生した屈折率変化を打
ち消すようなりC電圧を上乗せして動作させる等の方法
か取られていた。
〔発明が解決しようとする問題点〕
光スイッチや変調器の電極を容量結合にして使用した場
合、電源側から見るとオープンな状態となり、電源の動
作に悪影響を及ぼす。また、容量結合とすることで使用
可能周波数帯域が接続する容量によって制限されてしま
う可能性がある。また、信号線路に外部からバイアス用
の電源の接続を行うと信号線路の特性インピーダンスが
乱れてしまいスイッチや変調をうまく行うことができな
い。また、印加電圧に何らかの補正を行う目的でDC電
圧を上乗せする方法は、電源回路の耐圧の限界から困難
な場合が多い。
このため、スイッチや変調を行うために設けられた電極
とは独立してDCドリフトの抑制や補償を行う必要があ
る。
〔問題点を解決するための手段〕
上記問題点は、電気光学結晶基板の表面に電気光学効果
を有する光導波路が形成され、該光導波路上には信号用
と接地用の一対の駆動電極が形成され、該電極によって
該光導波路及びこの近傍に印加される電界分布が該電極
に印加される電気信号の周波数の変化によって大きく変
化するように構成されている光導波路デバイスすること
により解消できる。
〔作 用〕
光スィッチや変調器を構成する電極は一般に高速の動作
を可能とするため、できるだけ低抵抗に形成している。
このためには銅や金のような導電率の高い材料を用いて
できるだけ厚さを厚くするとか有効である。このような
導電率の高い材料に接して、Si膜のように比較的抵抗
の高い材料が存在した場合には、その抵抗値を設計1選
択することにより、DC的あるいは所望の低周波数に対
してはSi膜はこれに接している導体となんら変わらず
等電位状態を保つが、信号線路を伝播する信号の周波数
が徐々に増加していくとSi膜のように比較的抵抗の高
い部分では電位の高速な変化に対応して電荷が高速で移
動することができず。
追従できる部分は段々導体近傍に限定されて行く。
このため、高周波数と低周波数とで実効的な電極の形が
大幅に変化することとなる。このように等価的に電極の
形が変化することを利用することにより1色々な機能を
有するデバイスを構成することが可能となる。
通常、高速スイッチングや変調を行う場合、進行波電極
が用いられるが、進行波電極の信号線路と接地電極の下
にSiからなる薄膜線路を設け。
信号線路と接地電極の中央で細い隙間を隔てて分離して
形成すると、印可される電気信号のDCe。
分による電界は信号線路と接地電極の中央の細い隙間に
集中し、導波路が存在する信号線路と接地電極の直下の
電界成分は弱まる。このため、DCドリフトによってD
C成分が変化しても特性変化の絶対値は小さくなる。一
方、このような構造の電極に高周波数の電気信号を印可
した場合には半導電性膜であるSi膜は高周波に追従で
きず、誘電体と見なすことができる。この場合、電界は
金属導体間に従来例と同しように印可されるため電界は
有効に導波路に印可される。
焦電効果を有する光学結晶基板上に形成された導波路デ
バイスでは表面に発生する電荷分布を均一とするためS
iなどの半導電性膜をバッファ層の上に形成することか
有効であるか、この場合。
低周波数に対してはSi膜は導体と等価となるため細い
信号電極と太い接地電極からなる電極では信号電極の外
側が等電位となり7本来信号電極に集中すべき電界が外
側のSiにも分散してしまい有効に導波路に印可されな
いこととなる。この対策として信号電極の外側に第3の
金属電極を置くことにより、信号電極と第3の電極の間
は距離に0 比例した電圧降下が生じ2分散した電界を信号電極に集
中するように改善できる。また信号電極と第3の電極の
間のSi膜の厚さを場所により変えることにより、抵抗
の分布を変えることができ。
電圧降下量の分布を調整でき、電界をさらに有効に集中
させることができる。このような構造に対して、やはり
高周波数に対してはSi膜は誘電体として機能する。ま
た、第3の電極も充分信号電極から離して設置すれば、
特性インピーダンス等に与える影響も少なく構成するこ
とができる。さらに、第3の電極の代わりに比較的抵抗
の小さい半導電膜を用いることにより、同様の効果が得
られるととともに、特性インピーダンス等に与える影響
をさらに少なくすることができる。
以上の構成では第3の電極を接地することを前提として
いるが、第3の電極に電圧を印加することにより、さら
に有効な機能を引き出すことができる。つまり、DCド
リフトや機械的ストレスなどにより生じた変調器、スイ
ッチなどの動作特性の変動を第3の電極にDCまたは低
周波数の電圧を印加することにより補償してやろうと言
うものである。この場合1色々の構成が考えられるが。
比較的高抵抗の材料1例えばシリコンなどからなる半導
電性の膜を信号線路に接近させて形成することが有効で
ある。この膜には直接外部から電極が接続されたり、信
号線路から充分能れて特性インピーダンス等に大きな影
響を及ぼさない位置でこの膜の上に金属膜を形成し、こ
れに外部から電極を接続し、これに電圧を印加すること
により信号線路の下の導波路の屈折率を変え動作特性の
変動を補償してやることができる。この場合、半導電性
の膜はやはり、低周波数では導体と見なすことができる
が、高周波数では誘電体と見なすことができ、この膜の
存在が高周波数領域で特性インピーダンスに与える影響
は少ない。また、バッファ層の上全体に温度特性の改善
などの目的で半導電性膜が付けられている場合にも、信
号線路の近傍を境にしてここだけを薄い膜として、この
部分の抵抗を太きくシ、電圧降下をここに集中させるこ
とにより、同様の効果を実現できる。また1 2 第2の半導電性材料からなる膜を均一にバッファ層上に
設けられた半導電性膜の上に信号線路に接近させて形成
することにより、同様の効果が期待できる。
また1以上の半導電性膜に関する記述は導体を極めて薄
く形成することによっても実現できる。
これは、超電導体でないかぎり導体も0より大きい体積
抵抗率を持つため、膜厚を薄くするにつれて抵抗値は増
大するためである。
〔実施例〕
第1図は本発明になる変調器の構成を示す一例である。
第1図において、■は第12図同様に電気光学結晶であ
るニオブ酸リチウム(LiNbO3)よりなる導波路基
板である。
また該導波路基板1表面には、チタン(Ti)をパター
ニング形成した後に1050’Cの温度で10時間加熱
して上記チタンを導波路基板1に熱拡散させた径が7μ
m程度の帯状の光導波路2(21,2−2)が形成され
ている。このようにして形成されたマツハツエンダ型導
波路の二本に分岐した導波路は分岐角1°で導波路と導
波路の間が15μmとなるように形成されている。この
上に厚さ0.5μmの二酸化シリコン(SiO2)から
なるバッファ層3が形成されている。この上に分岐した
導波路2−1と導波路2−2の間の中央で4μmの間隔
を以て分離形成されたシリコン(Si)からなる半導電
性膜9.9゛が厚さ約0゜20μm形成されている。こ
の後、メツキにより。
厚さ約10μmで幅7μmの信号線路電極5および、同
じく厚さ約10μmの接地用電極6が導波路上に形成さ
れている。この半導電性膜の比抵抗は0.001からt
oooooΩ”mの広い範囲に渡り設計選択することが
可能であり、この変調器を数MHz以上で使用する場合
には比抵抗は100Ω・m程度にしておけば良い。この
値はもちろん膜厚や電極間隔、膜間の間隔などによって
変化する。
このような構造とすることにより、電極5.63 4 間に印加されたDC電圧や数十上の低周波数電圧成分は
半導電性膜9,9°の隙間に集中してかかるため、導波
路2−1.2−2にはあまり影響を及ぼさない。しかし
、数MHz程度の周波数となると半導電性膜9,9”は
電圧の変化に対応して電荷移動ができなくなり、誘電体
膜と見なして良くなる。このため電圧は電極5.6間に
かかり、導波路2−1.2−2の屈折率を有効に変化さ
せる。
この結果、この変調器では印加電圧のDC成分は無視で
き、DCドリフトの影響も小さくなる。
第2図から第6図までの構成は同様の効果を実現するた
めに取られた他の構成例である。
第2図は半導電性膜9を基板表面全体に付けた後電極5
.6間で部分するように膜厚の薄い部分aを設けること
によりDC電圧や低周波数電圧をこの薄い部分aに集中
させて同様の効果を得ている。
第3図は第1図と同じく半導電性膜9,9°が分離され
、さらに半導電性膜9が信号電極5の近傍にだけ形成さ
れた例であり、信号線路下の半導電性膜9の幅も設計に
有効に活用できるため1周波数特性がより良好となるよ
うに設計できる。第4図は同じく第2図における半導電
性膜9を信号用電極5の近傍にだけ形成した例であり、
同じく周波数特性をより良好に設計できる。第5図は全
面に形成された半導電性膜4の上にシリコンへのドーパ
ントの量を変えるなどして形成された比抵抗値の異なる
材料からなる半導電性膜9が示されている。非対称電極
では接地用電極6の下の導波路の電界は弱いため、第5
図のように信号用電極5の下にだけ半導電性膜9を設け
てこれと接地用電極6との間にDC電界を集中させても
接地用電極6の下の導波路屈折率に与える影響は小さく
、このような方法でも効果を得ることができる。また。
第6図は接地用電極6側にも異なる材料からなる半導電
性膜9′が設けられた例であり、設計パラメータが多い
分だけより有効に設計・最適化でき。
より良い効果を得ることができる。
第7図は信号用電極の外側に第3の電極10を設けた例
であり、信号用電極5から50μm程度離して形成する
ことにより、特性インピーダンス5 6 への影響を小さくおさえることができる。この電極lO
にDC電圧または数1c Hz以下の低周波を印加する
とそれに対応して信号用電極5の下の導波路屈折率を変
化させることができる。この電極10に印加している電
源と信号用電極5に電圧を供給している電源とは独立し
ており、相互干渉はほとんどない。このため、DCドリ
フトやストレスなどによる動作点変動を電極10による
電圧印加によって容易に補償することができる。
第7図の場合には第3の電極lOとして金属を用いたが
、金属の代わりに充分抵抗の大きな半導電性膜を用いる
ことにより、さらに効果的にDCドリフトなどの補償を
行うことができる。第8図はこの一例を示したもので、
信号用電極5の外側にシリコンなどの半導電性膜からな
る電極10゛が信号用電極5から15μm離して形成し
である。
この場合、電極10の半導電性膜の比抵抗を1000m
、厚さを02μmに選ぶことにより、DC電圧または数
百屯以下の低周波数の電圧に対しては電極として機能す
るが、数M Hz以上の高周波数の電圧に対しては膜抵
抗が大きいため、電荷が電界の変化に追従して移動でき
ず、むしろ誘電体膜とみなすことができる。このため、
この半導電性膜の存在は特性インピーダンスにはほとん
ど影響を及ぼさないとともに信号用線路に充分接近して
設置されているため信号用線路の下の導波路屈折率を効
率良く変化させることができる。このため、DCドリフ
トやストレスなどによる動作特性の変動をこの電極にD
C電圧または低周波数の電圧を印加することにより、よ
り効率的に補償できる。
第9図はバッファ層の上に温度変化に対する動作特性の
安定化を図るため、すでに半導電性膜4が設置されてい
る。この上に第8図と同じように信号用線路に接近させ
て比抵抗が半導電性膜4より例えば2けた小さい半導電
性膜からなる電極lO°を形成すれば、該電極lO°に
印加した電圧を該電極10’ と信号用電極5の間に印
加できる。
この結果、信号用電極5の下にある導波路2−1の屈折
率をこの場合にも有効に変化させることが7 8 できる。この例の場合には異なる抵抗値の半導電性膜を
用いたが、半導電性膜の厚さを部分的に変え、電界を集
中したい場所の厚さを薄くすることで同様な効果を期待
できる。
第10図の場合には第9図と同様にバッファ層3の上に
温度変化に対する動作特性の安定化を図るため、半導電
性膜4が形成され、かつ、異なる抵抗値を有する第2半
導電性膜9.9’、10“が信号用電極5、接地用電極
6、および、第3の電極10の下にも設けられ、お互い
に分離されている。この構成は第6図で説明したDCド
リフトの抑制と第9図で説明したDCドリフトやストレ
スによる動作特性変動の補償を同時に実現できる構成と
なっている。
第11図はニオブ酸リチウム導波路デバイスの温度特性
改善のためになされた半導電性膜、たとえばシリコン膜
によって生ずる変調特性の劣化を改善するものである。
第12図がシリコン膜が付けられた従来の変調器を示す
。第12図で電極5,6巻にDC電圧を印加すると、充
分時間が経過した後では電極5゜6間で直線的に電圧降
下が生し、電極5の外側(電極6の反対側)のシリコン
の電位は電極5と等電位となってしまう。このため、電
極5.6間に印加された電圧によって生じる電気力線は
電極5に集中せず外側のシリコンにも分散してしまう。
つまり、電極5の下の導波路の屈折率を有効に変化させ
ることができない。
この対策として第11図に示すように、電極5の外側に
、信号用電極の特性インピーダンスにあまり影響を与え
ないように光分離して電極10を設け、これを接地する
ことが有効である。このようにすると電極5と10の間
で電圧降下が直線的に生じ、電極5の近傍の電気力線が
増加する。また、第11図の構成で電極5と10の間の
シリコン膜の厚さを変え、電極5の近傍を薄くすれば。
ここに電圧降下が集中し、より有効に電極5に電気力線
を集中させることができる。
以上、マツハツエンダ型変調器について説明を行って来
たが2以上の事項は光スィッチなど他の9 0 導波路型デバイスにも同様に適用できる。
また9本発明はDCドリフトなどの抑止、補償だけでな
く、低周波信号と高周波信号を独立して印加して動作さ
せる光導波路デバイスに活用できる。
〔符号の説明〕
1は導波路基板 分岐した導波路。
層、4,9.9゜ 6は接地用電極。
2は導波路、2−1.2−2は 3は二酸化シリコン・バッファ は半導電性膜、5は信号用電極。
IOは第3の電極、7は電気信 〔発明の効果〕 上述の如く本発明により、光導波路デバイスのDCドリ
フトの抑止や、DCドリフトやストレスによる動作特性
変動の補償を効果的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図から第11図は本発明による実施例の構造を示す
図で、第2〜6図は一実施例の断面図、第7〜11図の
(al (blは更に他の一実施例を示す平面図と断面
図である。 第12図(a)(b)は従来のマツハツエンダ型変調器
の構造を示す平面図と断面図である。 1 2 \ へ′) 0 臼 0 4 0 ← rへ −

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)電気光学結晶基板の表面に電気光学効果を有する
    光導波路が形成され、該光導波路上には信号用と接地用
    の一対の駆動電極が形成され、該電極によって該光導波
    路及びこの近傍に印加される電界分布が該電極に印加さ
    れる電気信号の周波数の変化によって大きく変化するよ
    うに構成されていることを特徴とする光導波路デバイス
  2. (2)前記基板表面の前記光導波路上にバッファ層が形
    成され、前記駆動用電極と該バッファ層との間に、該電
    極の幅より広く且つ該電極の前記信号用電極と前記接地
    用電極間で分離された半導電性膜が形成され、低周波数
    において前記駆動電極の各電極間よりも狭く形成された
    前記半導電性膜間に電界が集中するようにしたことを特
    徴とする請求項1記載の光導波路デバイス。
  3. (3)前記半導電性膜膜が、前記駆動電極と前記バッフ
    ァ層との間に前記基板表面全体を被うようにコートされ
    、且つ該半導電性膜は前記駆動電極の前記信号用電極と
    前記接地用電極間に形成された厚さの薄い部分により電
    圧降下を該薄部分に集中させ、DC電圧または低周波数
    の電界をこの近傍に集中させることを特徴とする請求項
    2記載の光導波路デバイス。
  4. (4)前記半導電性膜上に、それと異なる抵抗値を持つ
    他の半導電性膜が設けられていることを特徴とする請求
    項2または3記載の光導波路デバイス。
  5. (5)電気光学結晶基板の表面に電気光学効果を有する
    光導波路が形成され、該光導波路上には信号用と接地用
    の駆動電極が設けられ、該光導波路と離間した前記基板
    表面上には前記信号用電極に沿うように配置された第3
    の電極が設けられ、この電極にDC電圧あるいは低周波
    数の電圧が印加されることを特徴とする請求項1記載の
    光導波路デバイス。
  6. (6)前記第3の電極が半導電性膜よりなり、該半導電
    性膜にDC電圧または低周波数の電圧が印加されること
    を特徴とする請求項5記載の光導波路デバイス。
  7. (7)前記光導波路上の前記基板表面にバッファ層が形
    成され、且つ該バッファ層上に半導電性膜が形成され、
    この上に比抵抗値の異なる他の半導電性膜が前記信号用
    電極に沿って形成されて前記第3の電極が構成されてい
    ることを特徴とする請求項5または請求項6記載の光導
    波路デバイス。
JP2052022A 1990-03-02 1990-03-02 光導波路デバイス Expired - Lifetime JP2867560B2 (ja)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2052022A JP2867560B2 (ja) 1990-03-02 1990-03-02 光導波路デバイス
US07/661,602 US5214724A (en) 1990-03-02 1991-02-28 Optical waveguide device with suppressed dc drift
DE69132673T DE69132673T2 (de) 1990-03-02 1991-03-01 Optische Wellenleitervorrichtung
DE69133344T DE69133344T2 (de) 1990-03-02 1991-03-01 Optische Wellenleitervorrichtung
DE69123066T DE69123066D1 (de) 1990-03-02 1991-03-01 Optische Wellenleitervorrichtung
EP00108030A EP1022605B1 (en) 1990-03-02 1991-03-01 Optical waveguide device
EP95108382A EP0677765B1 (en) 1990-03-02 1991-03-01 Optical waveguide device
EP91301729A EP0444959B1 (en) 1990-03-02 1991-03-01 Optical waveguide device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2052022A JP2867560B2 (ja) 1990-03-02 1990-03-02 光導波路デバイス

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH03253815A true JPH03253815A (ja) 1991-11-12
JP2867560B2 JP2867560B2 (ja) 1999-03-08

Family

ID=12903190

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2052022A Expired - Lifetime JP2867560B2 (ja) 1990-03-02 1990-03-02 光導波路デバイス

Country Status (4)

Country Link
US (1) US5214724A (ja)
EP (3) EP1022605B1 (ja)
JP (1) JP2867560B2 (ja)
DE (3) DE69132673T2 (ja)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08146367A (ja) * 1994-11-18 1996-06-07 Nec Corp 光制御デバイス
JPH103064A (ja) * 1996-06-14 1998-01-06 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd 導波路型光デバイス
JPH1054964A (ja) * 1997-04-21 1998-02-24 Nec Corp 光制御デバイス
US6385360B1 (en) * 1998-08-25 2002-05-07 Nec Corporation Light control device and a method for manufacturing the same
WO2002097521A1 (fr) * 2001-05-25 2002-12-05 Anritsu Corporation Dispositif de modulation optique presentant d'excellentes caracteristiques electriques grace a une restriction efficace du transfert de chaleur
JP2004046283A (ja) * 2001-05-25 2004-02-12 Anritsu Corp 熱ドリフトを効果的に抑圧して優れた電気的特性を有する光変調デバイス及びその製造方法
WO2018181297A1 (ja) * 2017-03-31 2018-10-04 住友大阪セメント株式会社 光変調素子
CN109975618A (zh) * 2019-03-01 2019-07-05 昆明理工大学 抑制直流漂移的集成光波导电场传感芯片、系统及方法
JP2020134875A (ja) * 2019-02-25 2020-08-31 富士通オプティカルコンポーネンツ株式会社 光変調器

Families Citing this family (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04179931A (ja) * 1990-11-14 1992-06-26 Oki Electric Ind Co Ltd 導波型光デバイス
US5404412A (en) * 1991-12-27 1995-04-04 Fujitsu Limited Optical waveguide device
US5455876A (en) * 1992-10-23 1995-10-03 General Microwave Israel Corporation High-speed external integrated optical modulator
US5339369A (en) * 1992-10-23 1994-08-16 General Microwave Israel Corporation High-speed external modulator
JP2713087B2 (ja) * 1993-04-13 1998-02-16 日本電気株式会社 導波形光デバイス
JP2555942B2 (ja) * 1993-08-27 1996-11-20 日本電気株式会社 光制御デバイス
JP3628342B2 (ja) * 1993-09-17 2005-03-09 富士通株式会社 誘電体光導波路デバイス
CA2133300C (en) * 1993-11-01 1999-04-27 Hirotoshi Nagata Optical waveguide device
JP3771287B2 (ja) * 1994-04-15 2006-04-26 富士写真フイルム株式会社 導波路型電気光学素子
US5617500A (en) * 1994-05-20 1997-04-01 Nikon Corporation System for detecting an optical information and scanning microscope system
JPH0815657A (ja) * 1994-07-01 1996-01-19 Fuji Photo Film Co Ltd 導波路型電気光学素子
JP2606674B2 (ja) * 1994-10-27 1997-05-07 日本電気株式会社 導波形光デバイス
JP3043614B2 (ja) * 1996-05-10 2000-05-22 日本電気株式会社 導波路型光デバイス
US5991491A (en) * 1996-11-08 1999-11-23 Nec Corporation Optical waveguide type device for reducing microwave attenuation
CA2377949C (en) * 1999-06-28 2005-10-25 Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. Electro-optic element
JP4309571B2 (ja) * 2000-12-27 2009-08-05 住友大阪セメント株式会社 光導波路素子
GB2374945A (en) * 2001-04-26 2002-10-30 Jds Uniphase Corp Mach-Zehnder Optical Modulator
US20030031400A1 (en) * 2001-06-28 2003-02-13 Valerio Pruneri Integrated optical waveguide device
EP1271221A1 (en) * 2001-06-28 2003-01-02 Corning O.T.I. S.p.A. Integrated optical waveguide device
JP2003057616A (ja) * 2001-07-25 2003-02-26 Corlux Corp 光導波路素子、光変調器及び光通信システム
GB2384570B (en) 2002-01-19 2005-06-29 Marconi Optical Components Ltd Modulators
JP3640390B2 (ja) * 2002-09-12 2005-04-20 住友大阪セメント株式会社 光変調器
US6845183B2 (en) * 2003-02-05 2005-01-18 Jds Uniphase Corporation Slotted electrode electro-optic modulator
JP2005070460A (ja) * 2003-08-25 2005-03-17 Eudyna Devices Inc 光半導体装置、光位相制御装置、光強度制御装置及び光半導体装置の製造方法
US7324257B2 (en) * 2004-07-27 2008-01-29 Jds Uniphase Corporation Low bias drift modulator with buffer layer
US7405861B2 (en) 2004-09-27 2008-07-29 Idc, Llc Method and device for protecting interferometric modulators from electrostatic discharge
US7529433B2 (en) * 2007-01-12 2009-05-05 Jds Uniphase Corporation Humidity tolerant electro-optic device
US7719752B2 (en) 2007-05-11 2010-05-18 Qualcomm Mems Technologies, Inc. MEMS structures, methods of fabricating MEMS components on separate substrates and assembly of same
US7856156B2 (en) * 2008-08-22 2010-12-21 The Boeing Company Lithium niobate modulator having a doped semiconductor structure for the mitigation of DC bias drift
US9020306B2 (en) 2013-03-14 2015-04-28 The Aerospace Corporation Stable lithium niobate waveguide devices, and methods of making and using same
TWI634471B (zh) * 2013-03-26 2018-09-01 韓商Lg伊諾特股份有限公司 觸控面板與具有其之觸控裝置
US9575340B2 (en) 2015-02-24 2017-02-21 Ii-Vi Incorporated Electrode configuration for electro-optic modulators
CN108051406B (zh) * 2018-02-02 2023-05-09 成都信息工程大学 一种电光效应光波导检测装置
CN108303377B (zh) * 2018-02-02 2023-05-09 成都信息工程大学 一种热光效应光波导检测装置
CN109920694B (zh) * 2019-03-14 2021-04-20 北海银河开关设备有限公司 一种铁路高压接地开关极柱

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4679893A (en) * 1983-08-26 1987-07-14 Hughes Aircraft Company High switching frequency optical waveguide switch, modulator, and filter devices
FR2558270B1 (fr) * 1984-01-18 1986-04-25 Comp Generale Electricite Modulateur electro-optique interferentiel a haute sensibilite
US4684207A (en) * 1985-04-30 1987-08-04 Lawless William N Field dependent electrooptic device and method
JPS6273207A (ja) * 1985-09-27 1987-04-03 Fujitsu Ltd 導波路光デイバイス
JPS62173428A (ja) * 1986-01-28 1987-07-30 Fujitsu Ltd 導波路光デバイス
GB2193337B (en) * 1986-07-30 1990-03-07 Gen Electric Plc Optical switch apparatus
JP2581731B2 (ja) * 1988-02-18 1997-02-12 富士通株式会社 導波路形光デバイス及びその製造方法
JPH01302325A (ja) * 1988-05-31 1989-12-06 Fujitsu Ltd 光導波路デバイスおよびその形成方法
US5002353A (en) * 1989-04-25 1991-03-26 Massachusetts Institute Of Technology Apparatus and method for reducing modulator nonlinearities
US4932738A (en) * 1989-06-13 1990-06-12 Hoechst Celanese Corp. Polarization-insensitive interferometric waveguide electrooptic modulator
US4936644A (en) * 1989-06-13 1990-06-26 Hoechst Celanese Corp. Polarization-insensitive interferometric waveguide electrooptic modulator

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08146367A (ja) * 1994-11-18 1996-06-07 Nec Corp 光制御デバイス
US5661830A (en) * 1994-11-18 1997-08-26 Nec Corporation Waveguide-type optical control device
JPH103064A (ja) * 1996-06-14 1998-01-06 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd 導波路型光デバイス
US5982958A (en) * 1996-06-14 1999-11-09 Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. Optical waveguide modulator device
JPH1054964A (ja) * 1997-04-21 1998-02-24 Nec Corp 光制御デバイス
US6385360B1 (en) * 1998-08-25 2002-05-07 Nec Corporation Light control device and a method for manufacturing the same
EP1391772A1 (en) * 2001-05-25 2004-02-25 Anritsu Corporation Optical modulation device having excellent electric characteristics by effectively restricting heat drift
JP2004046283A (ja) * 2001-05-25 2004-02-12 Anritsu Corp 熱ドリフトを効果的に抑圧して優れた電気的特性を有する光変調デバイス及びその製造方法
WO2002097521A1 (fr) * 2001-05-25 2002-12-05 Anritsu Corporation Dispositif de modulation optique presentant d'excellentes caracteristiques electriques grace a une restriction efficace du transfert de chaleur
US6891982B2 (en) 2001-05-25 2005-05-10 Anritsu Corporation Optical modulation device having excellent electric characteristics by effectively restricting heat drift
EP1391772A4 (en) * 2001-05-25 2005-08-31 Anritsu Corp OPTICAL MODULATION DEVICE WITH VERY GOOD ELECTRICAL CHARACTERISTICS THROUGH EFFECTIVE RESTRICTION OF HEAT PRESSURE
WO2018181297A1 (ja) * 2017-03-31 2018-10-04 住友大阪セメント株式会社 光変調素子
JP2018173454A (ja) * 2017-03-31 2018-11-08 住友大阪セメント株式会社 光変調素子
US10895765B2 (en) 2017-03-31 2021-01-19 Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. Optical modulation element
JP2020134875A (ja) * 2019-02-25 2020-08-31 富士通オプティカルコンポーネンツ株式会社 光変調器
CN109975618A (zh) * 2019-03-01 2019-07-05 昆明理工大学 抑制直流漂移的集成光波导电场传感芯片、系统及方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP0677765B1 (en) 2001-07-25
DE69132673D1 (de) 2001-08-30
EP0444959A2 (en) 1991-09-04
DE69133344D1 (de) 2004-01-15
DE69133344T2 (de) 2004-05-27
EP0677765A2 (en) 1995-10-18
EP1022605A3 (en) 2000-08-16
DE69132673T2 (de) 2002-04-18
DE69123066D1 (de) 1996-12-19
JP2867560B2 (ja) 1999-03-08
EP1022605B1 (en) 2003-12-03
EP0444959A3 (en) 1992-05-27
EP1022605A2 (en) 2000-07-26
EP0677765A3 (en) 1996-01-31
US5214724A (en) 1993-05-25
EP0444959B1 (en) 1996-11-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH03253815A (ja) 光導波路デバイス
JP4927358B2 (ja) バッファ層を有する低バイアス・ドリフト変調器
US7529433B2 (en) Humidity tolerant electro-optic device
US7408693B2 (en) Electro-optic device
JP2005506554A (ja) 電気光学変調器の速度整合電極構造体
US5388170A (en) Electrooptic device structure and method for reducing thermal effects in optical waveguide modulators
JPH05196902A (ja) 進行波光変調器
JP2001154164A (ja) 光変調器および光変調方法
JP2009008978A (ja) 光変調器
US7127128B2 (en) Electro-optical device
US6891982B2 (en) Optical modulation device having excellent electric characteristics by effectively restricting heat drift
JP2011027908A (ja) 光変調器モジュール
JPH0829745A (ja) 光導波路デバイス
JP2006317550A (ja) 光変調器
JP2001004967A (ja) 光導波路素子
JP4227595B2 (ja) 光変調器
JP2016012037A (ja) 光変調器
JP2011175305A (ja) 光変調器モジュール
JPH0251124A (ja) 光導波路進行波電極
JP2006139236A (ja) 光変調器
JP2004046283A (ja) 熱ドリフトを効果的に抑圧して優れた電気的特性を有する光変調デバイス及びその製造方法
JPH09236782A (ja) 光導波路デバイス
JPH01204020A (ja) 光導波路進行波電極の形成方法
JP2007071896A (ja) 光変調器
JPH01128038A (ja) 光スイッチ・変調器

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071225

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081225

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091225

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091225

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101225

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101225

Year of fee payment: 12

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101225

Year of fee payment: 12

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

EXPY Cancellation because of completion of term
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101225

Year of fee payment: 12