JPH10293223A - 光導波路素子 - Google Patents
光導波路素子Info
- Publication number
- JPH10293223A JPH10293223A JP9117566A JP11756697A JPH10293223A JP H10293223 A JPH10293223 A JP H10293223A JP 9117566 A JP9117566 A JP 9117566A JP 11756697 A JP11756697 A JP 11756697A JP H10293223 A JPH10293223 A JP H10293223A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical waveguide
- substrate
- light
- optical
- main surface
- 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.)
- Pending
Links
Landscapes
- Optical Integrated Circuits (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 基板中の不必要偏光が再び光導波路に結合す
るのを防止し、消光比の高い特性を実現し、且つ作製や
取り扱いも容易となるようにする。 【解決手段】 電気光学効果をもつ基板１０の主面に、
１つ以上のＹ字状分岐部とそれに連続する複数の直線状
部を有する光導波路を形成すると共に、その１つ以上の
直線状部の光導波路に並行して基板表面に電極１６を形
成した光導波路素子である。光導波路以外の部分に、該
光導波路から放射する不必要光の除去手段を設ける。こ
の除去手段としては、チタン熱拡散光導波路１２を用い
た場合におけるプロトン交換光導波膜１４や金属の光吸
収膜、プロトン交換光導波路を用いた場合における金属
の光吸収膜やチタン熱拡散光導波膜などがある。
るのを防止し、消光比の高い特性を実現し、且つ作製や
取り扱いも容易となるようにする。 【解決手段】 電気光学効果をもつ基板１０の主面に、
１つ以上のＹ字状分岐部とそれに連続する複数の直線状
部を有する光導波路を形成すると共に、その１つ以上の
直線状部の光導波路に並行して基板表面に電極１６を形
成した光導波路素子である。光導波路以外の部分に、該
光導波路から放射する不必要光の除去手段を設ける。こ
の除去手段としては、チタン熱拡散光導波路１２を用い
た場合におけるプロトン交換光導波膜１４や金属の光吸
収膜、プロトン交換光導波路を用いた場合における金属
の光吸収膜やチタン熱拡散光導波膜などがある。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光計測や光通信シ
ステムなどに用いる光導波路素子に関し、更に詳しく述
べると、電気光学効果を有する基板にＹ字状分岐部を有
する光導波路を設け、光導波路を伝搬する光のうち光導
波路から外に漏れる不必要光を除去して不必要光が光導
波路に戻らないような不必要光の除去手段を設けた光導
波路素子に関するものである。この光導波路素子は、例
えば光ファイバジャイロ用の光集積回路などに有用であ
る。
ステムなどに用いる光導波路素子に関し、更に詳しく述
べると、電気光学効果を有する基板にＹ字状分岐部を有
する光導波路を設け、光導波路を伝搬する光のうち光導
波路から外に漏れる不必要光を除去して不必要光が光導
波路に戻らないような不必要光の除去手段を設けた光導
波路素子に関するものである。この光導波路素子は、例
えば光ファイバジャイロ用の光集積回路などに有用であ
る。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバを用いたセンシング技術とし
て、閉じた光ループをそれぞれ逆回りに伝搬した２光波
間に回転に比例した位相差が生じるというサニャック効
果を利用して回転角速度を検出する光ファイバジャイロ
がある。この光ファイバジャイロには幾つかの方式があ
るが、その一つに干渉方式とよばれるものがあり、これ
は、長尺の偏波面保存ファイバ又は単一モード光ファイ
バをコイル状に巻いてセンシングループとし、その中を
逆回りに伝搬した２光波の位相差（サニャックシフト）
を干渉検出する方式である。この位相差を効果的に検出
する技術として、例えば位相変調法がある。
て、閉じた光ループをそれぞれ逆回りに伝搬した２光波
間に回転に比例した位相差が生じるというサニャック効
果を利用して回転角速度を検出する光ファイバジャイロ
がある。この光ファイバジャイロには幾つかの方式があ
るが、その一つに干渉方式とよばれるものがあり、これ
は、長尺の偏波面保存ファイバ又は単一モード光ファイ
バをコイル状に巻いてセンシングループとし、その中を
逆回りに伝搬した２光波の位相差（サニャックシフト）
を干渉検出する方式である。この位相差を効果的に検出
する技術として、例えば位相変調法がある。
【０００３】この種の光ファイバジャイロの基本構成を
図９に示す。光源（例えばＳＬＤ：スーパルミネッセン
トダイオード）８０からの放射光を３ｄＢカプラ８１で
２等分配し、一方の光を偏光子８２によって直線偏光化
して光分岐・結合部８３で分岐させ、それぞれ光ファイ
バコイル８４の両端から入射させる。２等分配した他方
の光は捨てるか、あるいはモニタ光として利用する。光
ファイバコイル８４を逆回りした光は光分岐・結合部８
３で結合し、偏光子８２を通り、３ｄＢカプラ８１で２
等分配され、一方が受光器（ＰＤ：フォトダイオード）
８５に入って電気信号として検出される。光分岐・結合
部８３と光ファイバコイル８４との間には位相変調部８
６を設けて光波に位相変調をかけるように構成する。
図９に示す。光源（例えばＳＬＤ：スーパルミネッセン
トダイオード）８０からの放射光を３ｄＢカプラ８１で
２等分配し、一方の光を偏光子８２によって直線偏光化
して光分岐・結合部８３で分岐させ、それぞれ光ファイ
バコイル８４の両端から入射させる。２等分配した他方
の光は捨てるか、あるいはモニタ光として利用する。光
ファイバコイル８４を逆回りした光は光分岐・結合部８
３で結合し、偏光子８２を通り、３ｄＢカプラ８１で２
等分配され、一方が受光器（ＰＤ：フォトダイオード）
８５に入って電気信号として検出される。光分岐・結合
部８３と光ファイバコイル８４との間には位相変調部８
６を設けて光波に位相変調をかけるように構成する。
【０００４】ここで光分岐・結合部８３は、電気光学効
果を有する基板８８に形成したＹ字状分岐部をもつ光導
波路であり、位相変調部８６は、同じ基板８８に形成し
た直線状部の光導波路に並行に設けた複数個（ここでは
４個）の電極８９からなる。基板材料としては、例えば
ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3 ）結晶などが用いられ
る。光導波路は、チタン熱拡散法やプロトン交換法によ
って形成する。通常、この種の光導波路素子では、偏光
依存性を持つために、取り扱う光は直線偏光となる。特
に、光ファイバジャイロ用の光導波路素子の場合には、
要求される特性上、高消光比の直線偏光が伝搬するよう
に偏光子８２による偏光調整機能が備えられている。
果を有する基板８８に形成したＹ字状分岐部をもつ光導
波路であり、位相変調部８６は、同じ基板８８に形成し
た直線状部の光導波路に並行に設けた複数個（ここでは
４個）の電極８９からなる。基板材料としては、例えば
ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3 ）結晶などが用いられ
る。光導波路は、チタン熱拡散法やプロトン交換法によ
って形成する。通常、この種の光導波路素子では、偏光
依存性を持つために、取り扱う光は直線偏光となる。特
に、光ファイバジャイロ用の光導波路素子の場合には、
要求される特性上、高消光比の直線偏光が伝搬するよう
に偏光子８２による偏光調整機能が備えられている。
【０００５】サニャックシフトの検出は、例えば次のよ
うにして行う。位相変調部８６の電極に正弦波発振回路
９１から正弦波を印加して変調すると共に、鋸歯状波発
生回路９２から鋸歯状波を供給して重畳する。鋸歯状波
の振幅を適当な値に設定すると、その周波数だけ光波周
波数をシフトさせたのと等価にできる。このようにする
と、２つの光導波路を通る両光は光ファイバコイル８４
中を異なる周波数で伝搬することとなり、受光器８５で
は位相差をもつ。受光器８５からの受光信号と正弦波発
振回路９１からの参照信号とを用いて、デモジュレータ
９３により、前記の位相差でサニャックシフトを打ち消
すように、上記鋸歯状波の周波数に帰還をかける。それ
によって入力回転角速度に比例した周波数が得られ、そ
れがジャイロ出力となる。
うにして行う。位相変調部８６の電極に正弦波発振回路
９１から正弦波を印加して変調すると共に、鋸歯状波発
生回路９２から鋸歯状波を供給して重畳する。鋸歯状波
の振幅を適当な値に設定すると、その周波数だけ光波周
波数をシフトさせたのと等価にできる。このようにする
と、２つの光導波路を通る両光は光ファイバコイル８４
中を異なる周波数で伝搬することとなり、受光器８５で
は位相差をもつ。受光器８５からの受光信号と正弦波発
振回路９１からの参照信号とを用いて、デモジュレータ
９３により、前記の位相差でサニャックシフトを打ち消
すように、上記鋸歯状波の周波数に帰還をかける。それ
によって入力回転角速度に比例した周波数が得られ、そ
れがジャイロ出力となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来の光導波路素子で
は、単一偏光のみを光導波路で導波しているために、分
離された不必要な偏光成分は基板中に放射光として放射
される。この放射光が基板内で干渉し合って再び光導波
路や接続すべき光ファイバに結合した場合には、それが
ノイズとなり、消光比を劣化させる。例えば、光ファイ
バジャイロに適用した場合には、ジャイロ信号にノイズ
が乗り、測定精度の劣化をもたらすことになる。
は、単一偏光のみを光導波路で導波しているために、分
離された不必要な偏光成分は基板中に放射光として放射
される。この放射光が基板内で干渉し合って再び光導波
路や接続すべき光ファイバに結合した場合には、それが
ノイズとなり、消光比を劣化させる。例えば、光ファイ
バジャイロに適用した場合には、ジャイロ信号にノイズ
が乗り、測定精度の劣化をもたらすことになる。
【０００７】このような課題を解決する対策として、基
板に光導波路に対して直交する溝を設けて基板の内部を
伝搬する光を遮断する技術が提案されている（特開平７
−１８１０４５号公報参照）。しかし基板の厚みは通常
１mm程度と薄く、それに光の伝搬を阻止するような深さ
の溝加工を施すことは煩瑣で且つ困難であるし、しかも
基板の機械的強度が著しく低下するため破損し易くな
る。
板に光導波路に対して直交する溝を設けて基板の内部を
伝搬する光を遮断する技術が提案されている（特開平７
−１８１０４５号公報参照）。しかし基板の厚みは通常
１mm程度と薄く、それに光の伝搬を阻止するような深さ
の溝加工を施すことは煩瑣で且つ困難であるし、しかも
基板の機械的強度が著しく低下するため破損し易くな
る。
【０００８】本発明の目的は、基板中の不必要偏光が再
び光導波路に結合するのを防止し、消光比の高い特性を
実現でき、作製や取り扱いも容易な光導波路素子を提供
することである。本発明の他の目的は、高精度な角速度
の測定が実現できるように、光導波路から放射される不
必要光が戻り光となってジャイロ信号にノイズとして重
畳されないように、不必要光の除去機能をもたせた光フ
ァイバジャイロ用の光導波路素子を提供することであ
る。
び光導波路に結合するのを防止し、消光比の高い特性を
実現でき、作製や取り扱いも容易な光導波路素子を提供
することである。本発明の他の目的は、高精度な角速度
の測定が実現できるように、光導波路から放射される不
必要光が戻り光となってジャイロ信号にノイズとして重
畳されないように、不必要光の除去機能をもたせた光フ
ァイバジャイロ用の光導波路素子を提供することであ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、電気光学効果
をもつ基板の主面に、１つ以上のＹ字状分岐部とそれに
連続する複数の直線状部を有する光導波路を形成すると
共に、その１つ以上の直線状部の光導波路に並行して基
板表面に電極を形成した光導波路素子である。ここで本
発明では、光導波路以外の部分に、該光導波路から放射
する不必要光の除去手段を設ける。この除去手段として
は、チタン熱拡散光導波路を用いた場合におけるプロト
ン交換光導波膜や金属の光吸収膜、プロトン交換光導波
路を用いた場合における金属の光吸収膜やチタン熱拡散
光導波膜などがある。
をもつ基板の主面に、１つ以上のＹ字状分岐部とそれに
連続する複数の直線状部を有する光導波路を形成すると
共に、その１つ以上の直線状部の光導波路に並行して基
板表面に電極を形成した光導波路素子である。ここで本
発明では、光導波路以外の部分に、該光導波路から放射
する不必要光の除去手段を設ける。この除去手段として
は、チタン熱拡散光導波路を用いた場合におけるプロト
ン交換光導波膜や金属の光吸収膜、プロトン交換光導波
路を用いた場合における金属の光吸収膜やチタン熱拡散
光導波膜などがある。
【００１０】電気光学効果をもつ基板としては、例えば
ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3 ）結晶やタンタル酸リ
チウム（ＬｉＴａＯ3 ）の結晶が好適である。光導波路
素子に入射する偏光は２５ｄＢ程度であるが、例えば光
ファイバジャイロが高精度で機能するためには、５０ｄ
Ｂ程度の偏光を作り出す必要がある。本発明では、不必
要光を除去することで、要求性能を満たし得る高消光比
を実現している。
ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3 ）結晶やタンタル酸リ
チウム（ＬｉＴａＯ3 ）の結晶が好適である。光導波路
素子に入射する偏光は２５ｄＢ程度であるが、例えば光
ファイバジャイロが高精度で機能するためには、５０ｄ
Ｂ程度の偏光を作り出す必要がある。本発明では、不必
要光を除去することで、要求性能を満たし得る高消光比
を実現している。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明の一実施形態を図１及び図
２に示す。図１は光導波路素子の平面図、図２のＡはそ
のｘ1 −ｘ1 断面図、Ｂはｘ2 −ｘ2 断面図である。こ
れは、電気光学効果をもつ基板１０の主面に、チタン熱
拡散法によってＹ字状分岐部及び直線状部の光導波路１
２を形成し、それ以外の基板主面の一部もしくは全部に
前記チタン熱拡散光導波路に近接してプロトン交換法に
より前記光導波路からの漏洩光用の二次元光導波領域１
４（図１及び図２において点々を付して表す）を形成し
た構成の光導波路素子である。光導波路１２の直線状部
に並行して複数個（ここでは４個）の変調用電極１６を
形成する。ここでプロトン交換法による二次元光導波領
域１４は、入出射端側ではチタン熱拡散光導波路１２か
ら離れているが、それ以外の大部分ではチタン熱拡散光
導波路１２に接するようなパターンで形成する。なお基
板１０は、その両端面を適度の角度に斜切した形状とす
ることで、光が入出射する際の端部での反射戻り光を防
止している。
２に示す。図１は光導波路素子の平面図、図２のＡはそ
のｘ1 −ｘ1 断面図、Ｂはｘ2 −ｘ2 断面図である。こ
れは、電気光学効果をもつ基板１０の主面に、チタン熱
拡散法によってＹ字状分岐部及び直線状部の光導波路１
２を形成し、それ以外の基板主面の一部もしくは全部に
前記チタン熱拡散光導波路に近接してプロトン交換法に
より前記光導波路からの漏洩光用の二次元光導波領域１
４（図１及び図２において点々を付して表す）を形成し
た構成の光導波路素子である。光導波路１２の直線状部
に並行して複数個（ここでは４個）の変調用電極１６を
形成する。ここでプロトン交換法による二次元光導波領
域１４は、入出射端側ではチタン熱拡散光導波路１２か
ら離れているが、それ以外の大部分ではチタン熱拡散光
導波路１２に接するようなパターンで形成する。なお基
板１０は、その両端面を適度の角度に斜切した形状とす
ることで、光が入出射する際の端部での反射戻り光を防
止している。
【００１２】ＸカットＬｉＮｂＯ3 基板１０に形成した
チタン熱拡散光導波路１２は、低消光比である入射光
（ＴＥモード光及びＴＭモード光）をそのまま伝搬する
のに対し、プロトン交換光導波領域１４はＴＥモード光
のみを伝搬する。チタン熱拡散光導波路１２の一端より
入射した光のうちＴＭモード光はそのままチタン熱拡散
光導波路１２のパターン通りに伝搬するが、ＴＥモード
光は、隣接して形成されているプロトン交換光導波領域
１４の影響で横方向の閉じ込めが無いままチタン熱拡散
光導波路１２の外に放射される。そしてプロトン交換光
導波領域１４を伝搬し、光ファイバに結合することな
く、基板１０の外に放射されることになる。このため、
プロトン交換光導波領域１４は偏光子として機能すると
共に、不必要光の除去機能を果たすことになる。なお前
述のように、プロトン交換光導波領域１４がチタン熱拡
散光導波路１２の入出射端近傍で該チタン熱拡散光導波
路１２から離れるように形成しているのは、プロトン交
換光導波領域１４を伝搬する光が光ファイバに結合しな
いようにするためである。
チタン熱拡散光導波路１２は、低消光比である入射光
（ＴＥモード光及びＴＭモード光）をそのまま伝搬する
のに対し、プロトン交換光導波領域１４はＴＥモード光
のみを伝搬する。チタン熱拡散光導波路１２の一端より
入射した光のうちＴＭモード光はそのままチタン熱拡散
光導波路１２のパターン通りに伝搬するが、ＴＥモード
光は、隣接して形成されているプロトン交換光導波領域
１４の影響で横方向の閉じ込めが無いままチタン熱拡散
光導波路１２の外に放射される。そしてプロトン交換光
導波領域１４を伝搬し、光ファイバに結合することな
く、基板１０の外に放射されることになる。このため、
プロトン交換光導波領域１４は偏光子として機能すると
共に、不必要光の除去機能を果たすことになる。なお前
述のように、プロトン交換光導波領域１４がチタン熱拡
散光導波路１２の入出射端近傍で該チタン熱拡散光導波
路１２から離れるように形成しているのは、プロトン交
換光導波領域１４を伝搬する光が光ファイバに結合しな
いようにするためである。
【００１３】ＴＭモード光は、チタン熱拡散光導波路１
２のみを伝搬することになるため、プロトン交換光導波
領域１４の伝搬に比較して伝搬損失が小さく、またプロ
トン交換法で見られるような材料物性値（電気光学定
数）の低下も無いため、低電圧で駆動することが可能と
なる。また、光導波路長全体が偏光子として機能するた
めに、素子を小型化することが可能である。なおＺカッ
ト基板を用いる場合にはＴＥモード光を利用することに
なる。
２のみを伝搬することになるため、プロトン交換光導波
領域１４の伝搬に比較して伝搬損失が小さく、またプロ
トン交換法で見られるような材料物性値（電気光学定
数）の低下も無いため、低電圧で駆動することが可能と
なる。また、光導波路長全体が偏光子として機能するた
めに、素子を小型化することが可能である。なおＺカッ
ト基板を用いる場合にはＴＥモード光を利用することに
なる。
【００１４】本発明の他の実施形態を図３及び図４に示
す。図３は光導波路素子の平面図、図４のＡはそのｘ3
−ｘ3 断面図、Ｂはｘ4 −ｘ4 断面図である。これは、
電気光学効果をもつ基板２０の主面に、チタン熱拡散法
又はプロトン交換法によりＹ字状分岐部とそれに連続す
る複数の直線状部とを有する光導波路２２を形成し、金
属薄膜による光吸収膜２４（図３及び図４において斜線
を付して表す）を、電極を兼ねるように形成した光導波
路素子である。光吸収膜２４は、基板２０の主面の大部
分を覆うように設ける。一方の端部からＹ字状分岐部ま
ではほぼ全面に設け、直線状部（他方の端部まで）では
直線状部近傍を除くようにし、合計３個のパターンに分
離することで変調用電極として機能できるようにしてい
る。
す。図３は光導波路素子の平面図、図４のＡはそのｘ3
−ｘ3 断面図、Ｂはｘ4 −ｘ4 断面図である。これは、
電気光学効果をもつ基板２０の主面に、チタン熱拡散法
又はプロトン交換法によりＹ字状分岐部とそれに連続す
る複数の直線状部とを有する光導波路２２を形成し、金
属薄膜による光吸収膜２４（図３及び図４において斜線
を付して表す）を、電極を兼ねるように形成した光導波
路素子である。光吸収膜２４は、基板２０の主面の大部
分を覆うように設ける。一方の端部からＹ字状分岐部ま
ではほぼ全面に設け、直線状部（他方の端部まで）では
直線状部近傍を除くようにし、合計３個のパターンに分
離することで変調用電極として機能できるようにしてい
る。
【００１５】偏波面保存ファイバから入射した楕円偏光
は、ＸカットＬｉＮｂＯ3 基板２０上に形成されたプロ
トン交換光導波路２２内をＴＥモード光のみが伝搬す
る。光導波路２２から漏れ出た不必要光は、金属薄膜か
らなる光吸収膜２４で吸収される。これは、金属薄膜を
形成した光導波路内の伝搬光の損失をＴＭモード光とＴ
Ｅモード光について比較すると、ＴＭモード光の伝搬損
失がＴＥモード光の伝搬損失よりも著しく増大するため
である。このようにしてＴＭモード光は吸収除去され、
偏光子として機能し、且つ不必要光は迷光とならず、従
って光導波路や光ファイバに戻ることはない。なお、Ｚ
カット基板を用いる場合も同様に、ＴＥモード光を利用
する。
は、ＸカットＬｉＮｂＯ3 基板２０上に形成されたプロ
トン交換光導波路２２内をＴＥモード光のみが伝搬す
る。光導波路２２から漏れ出た不必要光は、金属薄膜か
らなる光吸収膜２４で吸収される。これは、金属薄膜を
形成した光導波路内の伝搬光の損失をＴＭモード光とＴ
Ｅモード光について比較すると、ＴＭモード光の伝搬損
失がＴＥモード光の伝搬損失よりも著しく増大するため
である。このようにしてＴＭモード光は吸収除去され、
偏光子として機能し、且つ不必要光は迷光とならず、従
って光導波路や光ファイバに戻ることはない。なお、Ｚ
カット基板を用いる場合も同様に、ＴＥモード光を利用
する。
【００１６】金属薄膜からなる光吸収膜は、図４に示す
ように光導波路と同じ主面のみに形成してもよいが、図
５に示すように両方の主面に設けてもよく、図６に示す
ように側面にも設けてもよい。各図において、光吸収膜
を符号２４で示す。
ように光導波路と同じ主面のみに形成してもよいが、図
５に示すように両方の主面に設けてもよく、図６に示す
ように側面にも設けてもよい。各図において、光吸収膜
を符号２４で示す。
【００１７】ここで金属薄膜としては、例えば金などが
好ましい。光導波路外への光波の電磁界分布（漏れ）を
考慮すると、１０００Å程度で光吸収は飽和するため、
膜厚は１０００Å程度以上あれば十分である。金薄膜の
下地としてクロム薄膜を設けてもよい。これら金属薄膜
は蒸着法やスパッタ法などで形成できる。
好ましい。光導波路外への光波の電磁界分布（漏れ）を
考慮すると、１０００Å程度で光吸収は飽和するため、
膜厚は１０００Å程度以上あれば十分である。金薄膜の
下地としてクロム薄膜を設けてもよい。これら金属薄膜
は蒸着法やスパッタ法などで形成できる。
【００１８】本発明の更に他の実施形態を図７及び図８
に示す。図７は光導波路素子の平面図、図８のＡはその
ｘ5 −ｘ5 断面図、Ｂはｘ6 −ｘ6 断面図である。これ
は、電気光学効果をもつ基板３０の主面に、プロトン交
換法によりＹ字状分岐部とそれに連続する複数の直線状
部とを有する光導波路３２を形成し、その光導波路３２
内の伝搬光とエネルギー的に結合しない距離だけ分離し
て、チタン熱拡散法により漏洩光用の光導波領域３４
（図７及び図８において点々を付して表す）を形成する
構成である。光導波路３２の直線状部の近傍には位相変
調用電極３６を形成する。
に示す。図７は光導波路素子の平面図、図８のＡはその
ｘ5 −ｘ5 断面図、Ｂはｘ6 −ｘ6 断面図である。これ
は、電気光学効果をもつ基板３０の主面に、プロトン交
換法によりＹ字状分岐部とそれに連続する複数の直線状
部とを有する光導波路３２を形成し、その光導波路３２
内の伝搬光とエネルギー的に結合しない距離だけ分離し
て、チタン熱拡散法により漏洩光用の光導波領域３４
（図７及び図８において点々を付して表す）を形成する
構成である。光導波路３２の直線状部の近傍には位相変
調用電極３６を形成する。
【００１９】偏波面保存ファイバから入射した楕円偏光
は、ＸカットＬｉＮｂＯ3 基板３０上に形成されたプロ
トン交換光導波路３２によりＴＥモード光のみが該光導
波路３２内を伝搬する。光導波路３２から漏れ出た不必
要光（ＴＭモード光）は、チタン熱拡散光導波領域３４
に閉じ込められる。これは、ＴＭモード光にとっては、
プロトン交換光導波路の有無は伝搬に影響せず、それが
基板３０に漏れ出て、チタン熱拡散光導波領域３４に達
すると、そこはＴＭモード光にとっては伝搬するのに好
ましい領域であるので閉じ込められたまま漏れ出ないた
めである。このようにしてＴＭモード光は除去され、偏
光子として機能し、且つ不必要光は閉じ込められて光導
波路や光ファイバに戻ることはない。なお、Ｚカット基
板を用いる場合には、ＴＭモード光を利用することにな
る。
は、ＸカットＬｉＮｂＯ3 基板３０上に形成されたプロ
トン交換光導波路３２によりＴＥモード光のみが該光導
波路３２内を伝搬する。光導波路３２から漏れ出た不必
要光（ＴＭモード光）は、チタン熱拡散光導波領域３４
に閉じ込められる。これは、ＴＭモード光にとっては、
プロトン交換光導波路の有無は伝搬に影響せず、それが
基板３０に漏れ出て、チタン熱拡散光導波領域３４に達
すると、そこはＴＭモード光にとっては伝搬するのに好
ましい領域であるので閉じ込められたまま漏れ出ないた
めである。このようにしてＴＭモード光は除去され、偏
光子として機能し、且つ不必要光は閉じ込められて光導
波路や光ファイバに戻ることはない。なお、Ｚカット基
板を用いる場合には、ＴＭモード光を利用することにな
る。
【００２０】プロトン交換光導波路３２とチタン熱拡散
光導波領域３４とのギャップは、使用波長にもよるが、
通常、１０〜２０μｍ程度に設定すればよい。使用波長
（例えば０．８〜１．５５μｍ）に対して、その３〜５
倍程度以上は必要である。
光導波領域３４とのギャップは、使用波長にもよるが、
通常、１０〜２０μｍ程度に設定すればよい。使用波長
（例えば０．８〜１．５５μｍ）に対して、その３〜５
倍程度以上は必要である。
【００２１】
【実施例】図１及び図２に示す構成の光導波路素子を、
次のような手順で作製した。電気光学効果をもつ基板と
して厚さ１mmのＸカットＬｉＮｂＯ3 ウエハを用意し
た。フォトリソグラフィ技術を利用して光導波路パター
ンに幅３μｍ、厚さ５００Åのチタン薄膜を形成し、そ
のウエハを電気炉内に収容して温度１０００℃、保持時
間６時間の条件で基板中にチタンを熱拡散させること
で、チタン熱拡散光導波路を形成した。次にフォトリソ
グラフィ技術を用いて、チタン熱拡散光導波路の部分
と、該光導波路の入出射端面近傍を除いたほぼ全面に、
安息香酸溶液を用いて２５０℃、２時間のプロトン交換
を行い、その後、４００℃で２時間アニールを行うこと
でプロトン交換光導波領域を形成した。その後、チタン
熱拡散光導波路の直線状部に並行して２対の金電極を蒸
着により形成した。
次のような手順で作製した。電気光学効果をもつ基板と
して厚さ１mmのＸカットＬｉＮｂＯ3 ウエハを用意し
た。フォトリソグラフィ技術を利用して光導波路パター
ンに幅３μｍ、厚さ５００Åのチタン薄膜を形成し、そ
のウエハを電気炉内に収容して温度１０００℃、保持時
間６時間の条件で基板中にチタンを熱拡散させること
で、チタン熱拡散光導波路を形成した。次にフォトリソ
グラフィ技術を用いて、チタン熱拡散光導波路の部分
と、該光導波路の入出射端面近傍を除いたほぼ全面に、
安息香酸溶液を用いて２５０℃、２時間のプロトン交換
を行い、その後、４００℃で２時間アニールを行うこと
でプロトン交換光導波領域を形成した。その後、チタン
熱拡散光導波路の直線状部に並行して２対の金電極を蒸
着により形成した。
【００２２】このようにして作製した光導波路素子は、
伝搬損失が０．１ｄＢ／cm、消光比が５０ｄＢの優れた
特性を呈するものであった。
伝搬損失が０．１ｄＢ／cm、消光比が５０ｄＢの優れた
特性を呈するものであった。
【００２３】
【発明の効果】本発明は上記のように構成した光導波路
素子であるから、光導波路によって単一偏光のみを導波
し、不必要な偏光成分は基板中に放射光として放射され
るが、その不必要偏光が除去されて再び光導波路に戻る
のを防止できるため、消光比の高い特性を実現できる。
素子であるから、光導波路によって単一偏光のみを導波
し、不必要な偏光成分は基板中に放射光として放射され
るが、その不必要偏光が除去されて再び光導波路に戻る
のを防止できるため、消光比の高い特性を実現できる。
【００２４】また本発明の光導波路素子を光ファイバジ
ャイロに適用すると、光導波路から基板への放射光が再
び光導波路や接続すべき光ファイバに結合することがな
いため、ジャイロ信号に不必要偏光がノイズとして重畳
されることはなく、高精度で角速度の測定を実現でき
る。
ャイロに適用すると、光導波路から基板への放射光が再
び光導波路や接続すべき光ファイバに結合することがな
いため、ジャイロ信号に不必要偏光がノイズとして重畳
されることはなく、高精度で角速度の測定を実現でき
る。
【図１】本発明に係る光導波路素子の一実施形態を示す
平面図。
平面図。
【図２】そのｘ1 −ｘ1 及びｘ2 −ｘ2 断面図。
【図３】本発明に係る光導波路素子の他の実施形態を示
す平面図。
す平面図。
【図４】そのｘ3 −ｘ3 及びｘ4 −ｘ4 断面図。
【図５】本発明に係る光導波路素子の他の実施形態を示
す断面図。
す断面図。
【図６】本発明に係る光導波路素子の他の実施形態を示
す断面図。
す断面図。
【図７】本発明に係る光導波路素子の更に他の実施形態
を示す平面図。
を示す平面図。
【図８】そのｘ5 −ｘ5 及びｘ6 −ｘ6 断面図。
【図９】光ファイバジャイロの一例を示す説明図。
１０ 電気光学効果をもつ基板 １２ チタン熱拡散光導波路 １４ プロトン交換光導波領域 １６ 変調用電極
Claims (6)
- 【請求項１】 電気光学効果をもつ基板の主面に、１つ
以上のＹ字状分岐部とそれに連続する複数の直線状部と
を有する光導波路を形成すると共に、その１つ以上の直
線状部の光導波路に並行して基板表面に電極を形成した
光導波路素子において、 Ｙ字状分岐部及び直線状部の光導波路はチタン熱拡散法
によって形成され、該光導波路以外の基板主面の一部も
しくは全部に、前記光導波路に隣接し且つその入出射端
からは離れるようなパターンに、前記光導波路からの漏
洩光用の二次元光導波領域をプロトン交換法により形成
したことを特徴とする光導波路素子。 - 【請求項２】 電気光学効果をもつ基板の主面に、１つ
以上のＹ字状分岐部とそれに連続する複数の直線状部と
を有する光導波路を形成すると共に、その１つ以上の直
線状部の光導波路に並行して基板表面に電極を形成した
光導波路素子において、 基板の少なくとも光導波路を形成した方の主面の大部分
を覆うように、金属からなる光吸収膜を電極を兼ねて形
成し、前記光導波路からの漏洩光を吸収することを特徴
とする光導波路素子。 - 【請求項３】 光導波路が、チタン熱拡散法又はプロト
ン交換法により形成されている請求項２記載の光導波路
素子。 - 【請求項４】 電気光学効果をもつ基板の主面に、１つ
以上のＹ字状分岐部とそれに連続する複数の直線状部と
を有する光導波路を形成すると共に、その１つ以上の直
線状部の光導波路に並行して基板表面に電極を形成した
光導波路素子において、 光導波路はプロトン交換法で形成され、該光導波路以外
の基板主面の一部もしくは全部に、前記光導波路内の伝
搬光とエネルギー的に結合しない距離だけ分離して、前
記光導波路からの漏洩光用の二次元光導波路をチタン熱
拡散法によって形成したことを特徴とする光導波路素
子。 - 【請求項５】 基板が、ＬｉＮｂＯ3 又はＬｉＴａＯ3
からなる請求項１乃至４記載の光導波路素子。 - 【請求項６】 光導波路のＹ字状分岐部の両方の分岐枝
に連なる直線状部の光導波路に並行して位相変調用電極
を設け、それら両方の直線状部の端間に光ファイバルー
プの両端末を接続することで光ファイバジャイロが構成
される光ファイバジャイロ用である請求項１乃至５記載
の光導波路素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9117566A JPH10293223A (ja) | 1997-04-21 | 1997-04-21 | 光導波路素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9117566A JPH10293223A (ja) | 1997-04-21 | 1997-04-21 | 光導波路素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10293223A true JPH10293223A (ja) | 1998-11-04 |
Family
ID=14714993
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9117566A Pending JPH10293223A (ja) | 1997-04-21 | 1997-04-21 | 光導波路素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10293223A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006112055A1 (ja) * | 2005-03-31 | 2006-10-26 | Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. | 光制御素子 |
| JP2006301612A (ja) * | 2005-03-25 | 2006-11-02 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | 光変調器 |
| JP2007256324A (ja) * | 2006-03-20 | 2007-10-04 | Ngk Insulators Ltd | 波長変換素子 |
| US7362924B2 (en) | 2005-03-29 | 2008-04-22 | Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. | Optical modulator |
| WO2012056507A1 (ja) * | 2010-10-25 | 2012-05-03 | 住友大阪セメント株式会社 | 光制御素子 |
| JP2014048516A (ja) * | 2012-08-31 | 2014-03-17 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | 光変調器 |
| US10958039B2 (en) | 2018-03-20 | 2021-03-23 | Nichia Corporation | Optical module |
-
1997
- 1997-04-21 JP JP9117566A patent/JPH10293223A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006301612A (ja) * | 2005-03-25 | 2006-11-02 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | 光変調器 |
| US7362924B2 (en) | 2005-03-29 | 2008-04-22 | Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. | Optical modulator |
| WO2006112055A1 (ja) * | 2005-03-31 | 2006-10-26 | Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. | 光制御素子 |
| JPWO2006106807A1 (ja) * | 2005-03-31 | 2008-09-11 | 住友大阪セメント株式会社 | 光制御素子 |
| JP4958771B2 (ja) * | 2005-03-31 | 2012-06-20 | 住友大阪セメント株式会社 | 光制御素子 |
| JP2007256324A (ja) * | 2006-03-20 | 2007-10-04 | Ngk Insulators Ltd | 波長変換素子 |
| JP4662872B2 (ja) * | 2006-03-20 | 2011-03-30 | 日本碍子株式会社 | 波長変換素子 |
| WO2012056507A1 (ja) * | 2010-10-25 | 2012-05-03 | 住友大阪セメント株式会社 | 光制御素子 |
| CN103189783A (zh) * | 2010-10-25 | 2013-07-03 | 住友大阪水泥股份有限公司 | 光控制元件 |
| US9081214B2 (en) | 2010-10-25 | 2015-07-14 | Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. | Optical control element |
| JP2014048516A (ja) * | 2012-08-31 | 2014-03-17 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | 光変調器 |
| US10958039B2 (en) | 2018-03-20 | 2021-03-23 | Nichia Corporation | Optical module |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4938594A (en) | Asymmetric | |
| US9644966B2 (en) | Integrated optic circuit with waveguides stitched at supplementary angles for reducing coherent backscatter | |
| JP2006276518A (ja) | 光変調器 | |
| WO1995002192A1 (fr) | Capteur de champs electriques | |
| Honda et al. | Characteristics of an integrated optics ring resonator fabricated in glass | |
| US10598862B2 (en) | Optical modulator | |
| JPH09318367A (ja) | 光ファイバジャイロ及び光集積回路 | |
| JPH10293223A (ja) | 光導波路素子 | |
| JPH10260328A (ja) | 光変調素子 | |
| JP2766974B2 (ja) | 受動型リング共振光ジャイロ | |
| JPH0954293A (ja) | 光導波路素子 | |
| JPH07181045A (ja) | 光集積回路及び光ファイバジャイロ | |
| JPH09236783A (ja) | 光強度変調器及び光波距離計 | |
| JP2000338154A (ja) | 反射型光変調器及び電界測定装置 | |
| JPH03505005A (ja) | アクティブ集積光学装置および光学集積装置の製作方法 | |
| RU166908U1 (ru) | Интегрально-оптический модулятор для волоконно-оптического гироскопа | |
| US20170370723A1 (en) | Electro-optical Phase Modulator Having Stitched-in Vacuum Stable Waveguide with Minimized Conductivity Contrast | |
| JP3605894B2 (ja) | レーザドップラー速度計 | |
| JP3430340B2 (ja) | 電界センサ | |
| JPH0727131B2 (ja) | 光導波路型変調器 | |
| JPH11257972A (ja) | ファイバジャイロ用光集積回路 | |
| JPS622121A (ja) | 光フアイバジヤイロスコ−プ | |
| JPH1068915A (ja) | 分岐干渉形光導波路及びそれを用いた電界センサ | |
| JPH04311918A (ja) | 光導波路デバイス | |
| JP3627204B2 (ja) | 電界センサ |