(57)【要約】  入射された光を位相変調する光位相変調部（６）と、光位相変調部（６）により位相変調された光を強度変調された光に変換する位相強度変調変換部（５）とを備え、光位相変調部（６）は、対向する２つの端面を有する電気光学結晶（１）と、電気光学結晶（１）に電界を印加する一対の電極（２）と、電気光学結晶（１）の一方の端面に対向配置された部分反射鏡（４）と、電気光学結晶（１）の他方の端面に対向配置された反射鏡（３）とを有する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射された光を位相変調する光位相変調部と、
前記光位相変調部により位相変調された光を強度変調された光に変換する位相強度変調変換部とを備え、
前記光位相変調部は、
対向する２つの端面を有する電気光学結晶と、
前記電気光学結晶に電界を印加する一対の電極と、
前記電気光学結晶の一方の端面に対向配置された部分反射鏡と、
前記電気光学結晶の他方の端面に対向配置された全反射鏡とを有する
ことを特徴とする光強度変調器。
【請求項２】
前記位相強度変調変換部は、前記部分反射鏡を挟んで前記電気光学結晶に対向配置された偏光子を有する
ことを特徴とする請求項１記載の光強度変調器。
【請求項３】
前記位相強度変調変換部は、
入射された光を２分岐する光分配器と、
前記光分配器により得られた一方の光を透過して前記部分反射鏡を介して前記電気光学結晶側に導き、当該電気光学結晶から当該部分反射鏡を介して入射された光を反射する光サーキュレータと、
前記光分配器により得られた他方の光と前記光サーキュレータにより反射された光とを合波する光合波器とを有する
ことを特徴とする請求項１記載の光強度変調器。
【請求項４】
前記位相強度変調変換部は、
入射された光を２分岐する光分配器と、
前記部分反射鏡を挟んで前記電気光学結晶に対向配置され、入射された光の偏光方向を４５度回転させるファラデーローテータと、
前記光分配器により得られた一方の光のうちの少なくとも一部を透過して前記ファラデーローテータ及び前記部分反射鏡を介して前記電気光学結晶側に導き、当該電気光学結晶から当該部分反射鏡及び当該ファラデーローテータを介して入射された光を反射する偏波ビームスプリッタと、
前記光分配器により得られた他方の光と前記偏波ビームスプリッタにより反射された光とを合波する光合波器と、
前記光合波器により得られた光が入射される偏光子とを有する
ことを特徴とする請求項１記載の光強度変調器。
【請求項５】
前記電気光学結晶は、入射された光を伝搬させる光導波路を有する
ことを特徴とする請求項１から請求項４のうちの何れか１項記載の光強度変調器。
【請求項６】
前記一対の電極は、一方の電極が、前記電気光学結晶の対向する２つの側面のうちの一方に対向配置され、他方の電極が、当該２つの側面のうちの他方に対向配置された
ことを特徴とする請求項１から請求項４のうちの何れか１項記載の光強度変調器。
【請求項７】
前記一対の電極は、前記電気光学結晶の１つの側面に対向配置された
ことを特徴とする請求項１から請求項４のうちの何れか１項記載の光強度変調器。
【請求項８】
前記一対の電極は、全体又は一部がアンテナとして動作して空間の電磁界と結合された
ことを特徴とする請求項１から請求項４のうちの何れか１項記載の光強度変調器。
【請求項９】
前記電気光学結晶は、前記一対の電極により印加される電界以外の外部から侵入した電界により電気光学効果が発現する
ことを特徴とする請求項１から請求項４のうちの何れか１項記載の光強度変調器。
【請求項１０】
前記電気光学結晶は、ＬｉＮｂＯ３、ＬｉＴａＯ３、ＫＴａ１−ｘＮｂｘＯ３、ＫＴｉＯＰＯ４、ＫＨ２ＰＯ４、ＢａＢ２Ｏ４、ＬｉＢ３Ｏ５、ＢａＴｉＯ３、ＳｒＴｉＯ３、Ｐｂ３ＭｇＮｂ２Ｏ９、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＧａＡｓ、ＣｕＣｌ、ＤＡＳＴ：４−Ｎ、又は、Ｎ−ｄｉｍｅｔｈｙｌａｍｉｎｏ−４‘−Ｎ’―ｍｅｔｈｙｌｓｔｉｌｂａｚｏｌｉｕｍ  ｔｏｓｙｌａｔｅのうちの何れかである
ことを特徴とする請求項１から請求項４のうちの何れか１項記載の光強度変調器。
【請求項１１】
前記電気光学結晶は、有機化合物である
ことを特徴とする請求項１から請求項４のうちの何れか１項記載の光強度変調器。
【請求項１２】
前記一対の電極は、Ｐｔ、Ｃｏ、Ｇｅ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ｉｒ、Ｓｅ、Ｃｓ、Ｒｂ、Ｋ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｎａ、Ｃａ、Ｌｉ、Ｙ、Ｓｃ、Ｌａ、Ｍｇ、Ａｓ、Ｔｉ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｍｎ、Ｉｎ、Ｇａ、Ｃｄ、Ｂ、ｉ、Ｔａ、Ｐｂ、Ａｇ、Ａｌ、Ｖ、Ｎｂ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｈｇ、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｓｂ、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｒｕ、Ｏｓ、Ｔｅ、Ｒｅ、Ｂｅ、又は、Ｒｈのうちの何れかの材料から成る
ことを特徴とする請求項１から請求項４のうちの何れか１項記載の光強度変調器。
【請求項１３】
前記一対の電極は、前記電気光学結晶と物理的に接触している
ことを特徴とする請求項１から請求項４のうちの何れか１項記載の光強度変調器。
【請求項１４】
前記一対の電極は、前記電気光学結晶と物理的に接触していない
ことを特徴とする請求項１から請求項４のうちの何れか１項記載の光強度変調器。
【請求項１５】
一端が前記位相強度変調変換部に対向配置された光ファイバと、
一面が前記光ファイバの他端に対向配置され、他面が前記光位相変調部に対向配置されたレンズと、
前記光ファイバを前記レンズに接着するファイバ接着部とを備えた
ことを特徴とする請求項１から請求項４のうちの何れか１項記載の光強度変調器。
【請求項１６】
前記位相強度変調変換部により強度変調に変換された光を電気信号に変換する光電変換部と、
前記光電変換部により得られた電気信号を直流成分と交流成分とに分離する分離部と、
前記分離部により得られた直流成分から光パワーをモニタする光パワーモニタ部と、
前記一対の電極にバイアス電圧を印加するバイアス電圧印加部と、
前記光パワーモニタ部によりモニタされた光パワーに基づいて、前記バイアス電圧印加部を制御するバイアス電圧制御部とを備えた
ことを特徴とする請求項１から請求項４のうちの何れか１項記載の光強度変調器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、入射された光に対して強度変調を行う光強度変調器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光強度変調器は、光通信システムの大容量化に伴い、機器の小型化及び強度変調の高効率化が望まれている。一方、非侵襲的な電界計測の分野において、周囲の電界への影響を極小化した電界センサの需要があり、光強度変調器をセンサヘッドに用いた電界センサでは、センサヘッドの小型化及び強度変調の高効率化、並びに、電界波形のリアルタイムな取得が望まれている。【０００３】
これに対し、電気光学結晶の入出射端面と対向する端面側に反射部材を設け、相互作用長を往復経路長とすることで、機器の小型化及び強度変調の高効率化を図る光強度変調器が知られている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１８１０３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、電気光学結晶の電気光学効果による強度変調の効率は、相互作用長により制限される。したがって、特許文献１に開示された従来手法では、光強度変調器の機器の小型化及び強度変調の高効率化には限界がある。【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、相互作用長による制限を受けることなく、機器の小型化及び強度変調の高効率化を実現可能な光強度変調器を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係る光強度変調器は、入射された光を位相変調する光位相変調部と、光位相変調部により位相変調された光を強度変調された光に変換する位相強度変調変換部とを備え、光位相変調部は、対向する２つの端面を有する電気光学結晶と、電気光学結晶に電界を印加する一対の電極と、電気光学結晶の一方の端面に対向配置された部分反射鏡と、電気光学結晶の他方の端面に対向配置された全反射鏡とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、上記のように構成したので、相互作用長による制限を受けることなく、機器の小型化及び強度変調の高効率化を実現可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明の実施の形態１に係る光強度変調器の構成例を示す図である。
【図２】この発明の実施の形態２に係る光強度変調器の構成例を示す図である。
【図３】この発明の実施の形態２に係る光強度変調器の印加電界に対する光出力強度比の計算結果の一例を示す図である。
【図４】この発明の実施の形態２に係る光強度変調器の印加電界に対する光出力強度比の計算結果の一例の拡大図である。
【図５】この発明の実施の形態３に係る光強度変調器の構成例を示す図である。
【図６】この発明の実施の形態３に係る光強度変調器の印加電界に対する光出力強度比の計算結果の一例を示す図である。
【図７】この発明の実施の形態２に係る光強度変調器の印加電界に対する光出力強度比の計算結果の一例を示す図である。
【図８】この発明の実施の形態４に係る光強度変調器の構成例を示す図である。
【図９】この発明の実施の形態４に係る光強度変調器の印加電界に対する光出力強度比の計算結果の一例を示す図である。
【図１０】この発明の実施の形態５に係る光強度変調器の構成例を示す図である。
【図１１】この発明の実施の形態６に係る光強度変調器の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る光強度変調器の構成例を示す図である。
光強度変調器は、図１に示すように、電気光学結晶１、一対の電極２、反射鏡（全反射鏡）３、部分反射鏡４及び位相強度変調変換部５を備えている。
【００１１】
電気光学結晶１は、印加された電界により電気光学効果が発現し、入射された光に対して当該電界に応じた位相変化を生じさせる。この電気光学結晶１としては、例えば、ＬｉＮｂＯ３、ＬｉＴａＯ３、ＫＴａ１−ｘＮｂｘＯ３、ＫＴｉＯＰＯ４、ＫＨ２ＰＯ４、ＢａＢ２Ｏ４、ＬｉＢ３Ｏ５、ＢａＴｉＯ３、ＳｒＴｉＯ３、Ｐｂ３ＭｇＮｂ２Ｏ９、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＧａＡｓ、ＣｕＣｌ、ＤＡＳＴ：４−Ｎ、又は、Ｎ−ｄｉｍｅｔｈｙｌａｍｉｎｏ−４‘−Ｎ’―ｍｅｔｈｙｌｓｔｉｌｂａｚｏｌｉｕｍ  ｔｏｓｙｌａｔｅを用いることができる。また、電気光学結晶１として有機化合物を用いてもよい。なお図１に示すｘ軸、ｙ軸及びｚ軸は、電気光学結晶１の結晶軸である。
【００１２】
また図１に示す電気光学結晶１では、一方の端面（入出射端面）に入射された光がバルク中を伝搬する場合を示している。しかしながら、これに限らず、例えば、電気光学結晶１が光導波路を有し、入出射端面に入射された光が光導波路中を伝搬してもよい。
【００１３】
一対の電極２は、電圧が印加されることで、電気光学結晶１に電界を印加する。なお、電圧はバイアス電圧及び変調電圧を含み、電界はバイアス電界及び変調電界を含む。この一対の電極２の材料としては、例えば、Ｐｔ、Ｃｏ、Ｇｅ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ｉｒ、Ｓｅ、Ｃｓ、Ｒｂ、Ｋ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｎａ、Ｃａ、Ｌｉ、Ｙ、Ｓｃ、Ｌａ、Ｍｇ、Ａｓ、Ｔｉ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｍｎ、Ｉｎ、Ｇａ、Ｃｄ、Ｂ、ｉ、Ｔａ、Ｐｂ、Ａｇ、Ａｌ、Ｖ、Ｎｂ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｈｇ、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｓｂ、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｒｕ、Ｏｓ、Ｔｅ、Ｒｅ、Ｂｅ、又は、Ｒｈを用いることができる。
また、電気光学結晶１は、外来電波の到来等のように、一対の電極２により印加される電界以外の外部から侵入した電界によっても電気光学効果が発現する。この場合、一対の電極２は主にバイアス電界を印加することになる。
【００１４】
なお図１に示す一対の電極２では、一方の電極が、電気光学結晶１の対向する２つの側面のうちの一方に対向配置され、他方の電極が、当該２つの側面のうちの他方に対向配置されている。しかしながら、これに限らず、一対の電極２は、電気光学結晶１の１つの側面に対向配置されていてもよい。
【００１５】
また図１では、一対の電極２に対する給電は示していないが、一対の電極２は従来から知られている手法により給電される。例えば、一対の電極２は、電線により電圧が印加されてもよい。また、一対の電極２は、全体又は一部がアンテナとして動作して空間の電磁界と結合されることで空間から電圧が印加されてもよい。また、一対の電極２は、上記の電線又は空間の双方から電圧が印加されてもよい。
【００１６】
反射鏡３は、電気光学結晶１の他方の端面（入出射端面と対向する端面）に対向配置され、入射された光を全反射する。
部分反射鏡４は、電気光学結晶１の入出射端面に対向配置され、反射鏡３により反射された光の一部を反射して残りを透過させる。
【００１７】
なお、電気光学結晶１、一対の電極２、反射鏡３及び部分反射鏡４は、入射された光を位相変調する光位相変調部６を構成する。
【００１８】
位相強度変調変換部５は、光位相変調部６により位相変調された光を強度変調された光に変換する。図１では、位相強度変調変換部５は、部分反射鏡４を挟んで電気光学結晶１に対向配置されている。
【００１９】
また図１では、一対の電極２、反射鏡３及び部分反射鏡４が、電気光学結晶１と物理的に接触して集積化されている。しかしながら、これに限らず、一対の電極２、反射鏡３及び部分反射鏡４が、電気光学結晶１とは物理的に接触せずに空間的に分離して配置されてもよい。
【００２０】
次に、実施の形態１に係る光強度変調器の動作例について説明する。
図１に示す光強度変調器では、レーザ光源（不図示）から出射された光（入力光）は、位相強度変調変換部５及び部分反射鏡４を介して電気光学結晶１の入出射端面に入射する。その後、この光は、電気光学結晶１の内部で入出射端面と対向する端面まで伝搬した後、反射鏡３により反射されて入出射端面まで戻り、部分反射鏡４を介して位相強度変調変換部５に入射する。この光は、電気光学結晶１の印加電界に応じた電気光学効果によって位相変調される。その後、位相強度変調変換部５は、位相変調された光を強度変調された光に変換し、出力光として出射する。
【００２１】
ここで、電気光学結晶１、反射鏡３及び部分反射鏡４は、反射型共振器構造（ジル・トルノアのエタロン）を構成する。この反射型共振器構造の複素振幅反射率は、下式（１）で表される。式（１）において、ｒは複素振幅反射率を表し、ｉは複素数を表し、φは実効位相シフトを表す。
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【００２２】
また、実効位相シフトは、下式（２）に従う非線形な位相変化である。式（２）において、Ｒは部分反射鏡４の強度反射率を表し、λは電気光学結晶１を伝搬する光の真空中での波長を表し、ｎは電気光学結晶１を伝搬する光が感じる屈折率を表し、ｔは電気光学結晶１の伝搬方向（図１におけるｙ軸方向）の長さを表す。
2019193629.tif 000004
【００２３】
実効位相シフトは、電気光学結晶１を伝搬する光が感じる屈折率の関数である。そのため、電気光学結晶１に電界が印加されて電気光学効果が発現した場合には、屈折率の変動によって実効位相シフトが変化する。したがって、電気光学結晶１に印加される電界によって電気光学結晶１から出力される光の位相が変調されることになる。
【００２４】
例えば、電気光学結晶１が相転移温度以上で立方晶となるＫＴａ１−ｘＮｂｘＯ３である場合、電気光学結晶１で主として発現する電気光学効果はカー効果であり、結晶軸に対して下式（３）の２種の屈折率の変動が生じる。式（３）において、Δｎ０１，Δｎ０２は屈折率の変動量を表し、ｇ１１、ｇ１２は２次の電気光学係数を表し、ｎ０は電気光学結晶１への電界の印加が無い場合での屈折率（立方晶では等方性）を表し、ε０は真空の誘電率を表し、εｒは電気光学結晶１の比誘電率を表し、Ｅａｐｐは電気光学結晶１に印加される電界を表し、ｄは電気光学結晶１のｚ軸方向の厚さを表し、Ｖａｐｐは一対の電極２に印加される電圧を表す。
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【００２５】
なお上記では、電気光学結晶１の結晶構造が立方晶であり、屈折率の変動を与える電気光学効果がカー効果である場合を示した。しかしながら、電気光学結晶１の結晶構造及び屈折率の変動を与える電気光学効果は、これらに限らない。
【００２６】
また、実効位相シフトは、電気光学結晶１に印加される電界に対して非線形となり、特定の電界値付近において急峻な位相変化率となる。よって、一対の電極２により、バイアス電界として直流成分の電界を電気光学結晶１に印加することで、急峻な位相変化率となる動作点で光強度変調器を動作可能である。なお、特定の電界値付近での位相変化の急峻性は、主に部分反射鏡４の強度反射率で決まる。
【００２７】
このように、実施の形態１に係る光強度変調器では、急峻な位相変化率となる動作点で高効率な位相変調を実現可能なため、位相強度変調変換部５において高効率な強度変調光が得られる。そして、位相変化率は部分反射鏡４の強度反射率の設計値で変化するため、小型でも高効率な光強度変調器が構成可能である。
【００２８】
また、反射型共振器構造では、反射率が常に１となり且つ透過率が常に０となるため、部分反射鏡４と位相強度変調変換部５との間に存在する光のエネルギーのロスはない。よって、実施の形態１に係る光強度変調器は、透過型共振器構造を用いた場合に比べ、不要なエネルギー損失が回避でき、設計の容易性が向上する。
【００２９】
以上のように、この実施の形態１によれば、光強度変調器は、入射された光を位相変調する光位相変調部６と、光位相変調部６により位相変調された光を強度変調された光に変換する位相強度変調変換部５とを備え、光位相変調部６は、対向する２つの端面を有する電気光学結晶１と、電気光学結晶１に電界を印加する一対の電極２と、電気光学結晶１の一方の端面に対向配置された部分反射鏡４と、電気光学結晶１の他方の端面に対向配置された反射鏡３とを有する。これにより、実施の形態１に係る光強度変調器は、従来構成のような相互作用長による制限を受けることなく、機器の小型化及び強度変調の高効率化を実現可能である。
【００３０】
実施の形態２．
図２はこの発明の実施の形態２に係る光強度変調器の構成例を示す図である。図２に示す実施の形態２に係る光強度変調器では、図１に示す実施の形態１に係る光強度変調器に対して、位相強度変調変換部５として偏光子５０１ａを用いている。その他の構成は同様であり、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００３１】
偏光子５０１ａは、部分反射鏡４を挟んで電気光学結晶１に対向配置されている。この偏光子５０１ａは、電気光学結晶１の電気光学効果によって生じる光の位相変化に基づく偏光量の変化を強度変化に変換する。
なお図２では、偏光子５０１ａの偏光軸が、電気光学結晶１の入出射端面に平行（略平行の意味を含む）な面（ｚ−ｘ平面）内において４５度程度傾いている。しかしながら、これに限らず、偏光子５０１ａの偏光軸の傾きは任意に設定可能である。
【００３２】
次に、実施の形態２に係る光強度変調器の動作例について説明する。なお、レーザ光源から出射される光は、偏光子５０１ａを透過可能な偏光方向１０１の成分を有する直線偏光であるとする。
図２に示す光強度変調器では、レーザ光源から出射された光（入力光）は、偏光子５０１ａにおいて、偏光方向１０１の光のみが透過し、部分反射鏡４を介して電気光学結晶１の入出射端面に入射する。
【００３３】
ここで、実施の形態２に係る光強度変調器でも実効位相シフトが生じるが、電気光学結晶１の電気光学効果による屈折率の変動の結晶軸に対する成分は、電界の印加方向及び結晶軸の方向によって異なる。そのため、偏光方向１０１の光は、ｚ軸方向である偏光方向１０２の成分とｘ軸方向である偏光方向１０３の成分とでそれぞれ異なった位相変化となる。
したがって、光位相変調部６で位相変化を受けた光は、直線偏光、楕円偏光又は円偏光のうちの何れかの偏光状態となる。
【００３４】
そして、光位相変調部６で位相変化を受けた光は、再度、偏光子５０１ａにおいて、偏光方向１０１の光のみが透過し、出力光として出射される。ここで、電気光学結晶１を伝搬する光は電気光学結晶１に印加される電界によって偏光状態が変化するため、偏光子５０１ａを透過する偏光方向１０１の光の強度も変化する。したがって、偏光子５０１ａによって、光位相変調部６により位相変調された光は強度変調された光に変換される。
【００３５】
例えば、電気光学結晶１が相転移温度以上で立方晶となるＫＴａ１−ｘＮｂｘＯ３であり、また、偏光方向１０２の成分が感じる屈折率の変動量がΔｎ０１となり、偏光方向１０３の成分が感じる屈折率の変動量がΔｎ０２となるように結晶軸を選択した場合、各成分が感じる位相変化は下式（４）となる。式（４）において、φｚは偏光方向１０２の成分が感じる位相変化量を表し、φｘは偏光方向１０３の成分が感じる位相変化量を表す。
2019193629.tif 000006
【００３６】
また、偏光子５０１ａから出射された出力光と、入力光のうちの偏光子５０１ａを透過した光との強度比は下式（５）となる。
2019193629.tif 000007
【００３７】
図３は、式（５）の強度比の印加電圧（バイアス電圧）に対する変化を示す計算結果の一例である。図３では、一般的な相転移温度以上で立方晶となるＫＴａ１−ｘＮｂｘＯ３の物理定数を用い、結晶寸法を１００ｍｍ以下のオーダとし、部分反射鏡４の強度反射率を０．１〜０．９９程度とし、光の波長を１５５０ｎｍ帯としている。
図３の場合、例えば、バイアス電圧を、強度比が０．６程度となる３．３Ｖ〜３．４Ｖ程度の電圧（動作点３０１）とすることで、光強度変調器は、周波数成分を持つ交流電圧（変調電圧）に対して線形な強度変調動作が可能となる。
【００３８】
ここで、動作点となるバイアス電圧は、電気光学結晶１に印加される電圧に対して強度比がピークに向かう点又はピークから降下する点であればどこでもよいが、極力線形性の高い中心点を選ぶことで、光強度変調器は低歪な線形変調が可能である。
【００３９】
図４は、図３において仮に設定した動作点４０１付近の拡大図である。
図４に示すように、動作点４０１付近を線形に近似すると、その傾きから、半波長電圧が１．１〜１．２Ｖであることが分かる。なお、半波長電圧は、出力光の強度を０％から１００％に変化させるのに必要な電圧である。この半波長電圧の値は、現在広く使用されている数１０ｍｍオーダサイズのＬｉＮｂＯ３を用いた光強度変調器の半波長電圧の値（５Ｖ程度）に対して高効率である。
【００４０】
実施の形態３．
図５はこの発明の実施の形態３に係る光強度変調器の構成例を示す図である。図５に示す実施の形態３に係る光強度変調器では、図１に示す実施の形態１に係る光強度変調器に対して、位相強度変調変換部５として、光分配器５０１ｂ、光サーキュレータ５０２ｂ及び光合波器５０３ｂを用いている。その他の構成は同様であり、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００４１】
光分配器５０１ｂは、入射された光を２分岐する。
【００４２】
光サーキュレータ５０２ｂは、光分配器５０１ｂにより得られた一方の光を透過して部分反射鏡４を介して電気光学結晶１側に導き、また、電気光学結晶１から部分反射鏡４を介して入射された光を反射する。
【００４３】
光合波器５０３ｂは、光分配器５０１ｂにより得られた他方の光と光サーキュレータ５０２ｂにより反射された光とを合波する。
【００４４】
次に、実施の形態３に係る光強度変調器の動作例について説明する。なお、レーザ光源から出射される光は、偏光方向１０４の成分を有する直線偏光であるとする。
図５に示す光強度変調器では、レーザ光源から出射された光（入力光）は、光分配器５０１ｂにより２分岐された後、一方が光サーキュレータ５０２ｂ及び部分反射鏡４を介して電気光学結晶１の入出射端面に入射する。その後、電気光学結晶１内を伝搬して入出射端面から出射された光は、部分反射鏡４を介して光サーキュレータ５０２ｂに入射して反射される。その後、光合波器５０３ｂは、光分配器５０１ｂにより得られた他方の光と光サーキュレータ５０２ｂにより反射された光とを合波し、出力光として出射する。
【００４５】
この光合波器５０３ｂは、偏光方向１０４の成分を有する入力光と、光位相変調部６により位相変調された偏光方向１０５の光とを合波するため、光の干渉が生じる。よって、この光合波器５０３ｂによって、光位相変調部６により位相変調された光が強度変調された光に変換される。
【００４６】
ここで、入力光が有する偏光方向１０４の成分が、電気光学結晶１の印加電界によるｚ軸方向の屈折率の変動のみを受けるように結晶軸を選択する。この場合、光合波器５０３ｂにより位相変調から強度変調に変換された光の強度は、最大出力強度に対して下式（６）で示される比となる。ただし、光合波器５０３ｂにより合波される２つの光の偏光方向と振幅は互いに一致しているものとする。式（６）において、Δφｚは光合波器５０３ｂにより合波されて干渉する２つの光の位相差を表し、Δφ０は当該２つの光の光位相変調部６以外の部分での経路差に起因する位相差を表す。
2019193629.tif 000008
【００４７】
図６は、式（６）の強度比の印加電圧（バイアス電圧）に対する変化を示す計算結果の一例である。図６では、一般的な相転移温度以上で立方晶となるＫＴａ１−ｘＮｂｘＯ３の物理定数を用い、結晶寸法を１００ｍｍ以下のオーダとし、部分反射鏡４の強度反射率を０．１〜０．９９程度とし、光の波長を１５５０ｎｍ帯とし、Δφ０を０ｒａｄとしている。なお図６における破線は、光の波長を１５５０．０１ｎｍ帯とした場合での強度比を示している。
図６の場合、例えば、バイアス電圧を、波長１５５０ｎｍ帯において強度比が０．６程度となる４Ｖ〜４．５Ｖ程度の電圧（動作点６０１）とすることで、光強度変調器は、周波数成分を持つ交流電圧に対して線形な強度変調動作が可能となる。
【００４８】
ここで、動作点となるバイアス電圧は、電気光学結晶１に印加される電圧に対して強度比がピークに向かう点又はピークから降下する点であればどこでもよいが、極力線形性の高い中心点を選ぶことで、光強度変調器は低歪な線形変調が可能である。
【００４９】
図７に、実施の形態２の式（５）の強度比の印加電圧に対する変化を示す計算結果の一例を再度示す。
実施の形態２に係る光強度変調器では、電気光学効果による屈折率の変動が直交する結晶軸（ｘ軸及びｚ軸）毎に異なるため、各軸での急峻な位相変化が異なった電圧値で生じる。そのため、図７に点線で囲まれるように、各軸での異なった電圧間隔の位置関係のピーク（不要ピーク）が発生する。この不要ピークは、電気光学定数が相対的に小さい軸の屈折率の変動による急峻な位相変化に起因する強度変動であり、使用波長毎に他のピークとの位置関係は異なる。一方、実施の形態３に係る光強度変調器では、図６に示すように、不要ピークは発生せず、光の波長の選択等、使用上及び設計上の容易性が増す。
【００５０】
また、実施の形態３に係る光強度変調器では、光の波長が可変されることで、線形動作をする動作点及び傾きを変化させることが可能である。
【００５１】
以上のように、この実施の形態３によれば、位相強度変調変換部５は、入射された光を２分岐する光分配器５０１ｂと、光分配器５０１ｂにより得られた一方の光を透過して部分反射鏡４を介して電気光学結晶１側に導き、電気光学結晶１から部分反射鏡４を介して入射された光を反射する光サーキュレータ５０２ｂと、光分配器５０１ｂにより得られた他方の光と光サーキュレータ５０２ｂにより反射された光とを合波する光合波器５０３ｂとを有する。これにより、実施の形態３に係る光強度変調器は、実施の形態２における効果に加え、使用上及び設計上の容易性が増す。
【００５２】
実施の形態４．
図８はこの発明の実施の形態４に係る光強度変調器の構成例を示す図である。図８に示す実施の形態４に係る光強度変調器では、図１に示す実施の形態１に係る光強度変調器に対して、位相強度変調変換部５として、光分配器５０１ｃ、偏波ビームスプリッタ５０２ｃ、ファラデーローテータ５０３ｃ、光合波器５０４ｃ及び偏光子５０５ｃを用いている。その他の構成は同様であり、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００５３】
光分配器５０１ｃは、入射された光を２分岐する。
【００５４】
偏波ビームスプリッタ５０２ｃは、光分配器５０１ｃにより得られた一方の光のうちの少なくとも一部を透過してファラデーローテータ５０３ｃ及び部分反射鏡４を介して電気光学結晶１側に導き、また、電気光学結晶１から部分反射鏡４及びファラデーローテータ５０３ｃを介して入射された光を反射する。なお、偏波ビームスプリッタ５０２ｃの偏光軸は、光分配器５０１ｃから入射される光が有する偏光方向１０７の成分を透過する方向に配置されている。
【００５５】
ファラデーローテータ５０３ｃは、部分反射鏡４を挟んで電気光学結晶１に対向配置され、入射された光の偏光方向をファラデー効果により４５度（略４５度の意味を含む）回転させる。
【００５６】
光合波器５０４ｃは、光分配器５０１ｃにより得られた他方の光と偏波ビームスプリッタ５０２ｃにより反射された光とを合波する。
【００５７】
偏光子５０５ｃは、光合波器５０４ｃにより得られた光が入射される。この偏光子５０５ｃは、電気光学結晶１の電気光学効果によって生じる光の位相変化に基づく偏光量の変化を強度変化に変換する。
【００５８】
次に、実施の形態４に係る光強度変調器の動作例について説明する。なお、レーザ光源から出射される光は、偏光方向１０７の成分を有する直線偏光であるとする。
図８に示す光強度変調器では、レーザ光源から出射された光（入力光）は、光分配器５０１ｃにより２分岐され、一方の光が有する偏光方向１０７の成分が偏波ビームスプリッタ５０２ｃを透過し、ファラデーローテータ５０３ｃにより偏光方向が４５度回転された後、部分反射鏡４を介して電気光学結晶１の入出射端面に入射する。その後、電気光学結晶１の内部を伝搬して入出射端面から出射された光は、部分反射鏡４を透過して、ファラデーローテータ５０３ｃにより再度偏光方向が４５度回転された後、偏波ビームスプリッタ５０２ｃに入射する。
【００５９】
ここで、入力光が有する偏光方向１０７の成分をファラデーローテータ５０３ｃで４５度回転した方向の成分が、電気光学結晶１の電気光学効果によるｚ軸方向の屈折率の変動のみを受けるように結晶軸を選択すると、光位相変調部６では偏光方向が変化しなくなる。したがって、光位相変調部６から出射された光の偏光方向がファラデーローテータ５０３ｃにより回転されると、この光は、偏波ビームスプリッタ５０２ｃの偏光軸に対して直交するため、偏波ビームスプリッタ５０２ｃにより光合波器５０４ｃ側へ反射される。その後、光合波器５０４ｃは、光分配器５０１ｃにより得られた他方の光と偏波ビームスプリッタ５０２ｃにより反射された光とを合波する。
【００６０】
その後、光合波器５０４ｃにより出射された光は、偏光子５０５ｃにおいて、偏光軸方向の光のみが透過し、出力光として出射される。ここで、電気光学結晶１を伝搬する光は電気光学結晶１に印加される電界によって偏光状態が直線偏光、楕円偏光又は円偏光のうちの何れかの状態に変化するため、偏光子５０５ｃを透過する光の強度も変化する。したがって、偏光子５０５ｃよって、光位相変調部６により位相変調された光は強度変調された光に変換される。
【００６１】
ここで、入力光が有する偏光方向１０７の成分をファラデーローテータ５０３ｃで４５度回転した方向の成分が、電気光学結晶１の電気光学効果によるｚ軸方向の屈折率の変動のみを受けるように結晶軸を選択する。この場合、偏光子５０５ｃにより位相変調から強度変調に変換された光の強度は、最大出力強度に対して下式（７）で示される比となる。ただし、光合波器５０４ｃにより合波される２つの光の振幅は互いに一致しているものとする。
2019193629.tif 000009
【００６２】
図９は、式（７）の強度比の印加電圧（バイアス電圧）に対する変化を示す計算結果の一例である。図９では、一般的な相転移温度以上で立方晶となるＫＴａ１−ｘＮｂｘＯ３の物理定数を用い、結晶寸法を１００ｍｍ以下のオーダとし、部分反射鏡４の強度反射率を０．１〜０．９９程度とし、光の波長を１５５０ｎｍ帯とし、Δφ０をπｒａｄとしている。
図９の場合、実施の形態３による光強度変調に対し、Δφ０への依存性がπｒａｄずれた特性となり、同様の出力光が得られる。
【００６３】
実施の形態３に係る光強度変調器では、光サーキュレータ５０２ｂにおいて、光分配器５０１ｂから入射された光と光位相変調部６から入射された光とを経路分離した際の漏れ光により、干渉光が変動する可能性がある。これに対し、実施の形態４に係る光強度変調器では、光サーキュレータ５０２ｂを用いないため、上記漏れ光の影響を軽減できる。
【００６４】
以上のように、この実施の形態４によれば、位相強度変調変換部５は、入射された光を２分岐する光分配器５０１ｃと、部分反射鏡４を挟んで電気光学結晶１に対向配置され、入射された光の偏光方向を４５度回転させるファラデーローテータ５０３ｃと、光分配器５０１ｃにより得られた一方の光のうちの少なくとも一部を透過してファラデーローテータ５０３ｃ及び部分反射鏡４を介して電気光学結晶１側に導き、電気光学結晶１から部分反射鏡４及びファラデーローテータ５０３ｃを介して入射された光を反射する偏波ビームスプリッタ５０２ｃと、光分配器５０１ｃにより得られた他方の光と偏波ビームスプリッタ５０２ｃにより反射された光とを合波する光合波器５０４ｃと、光合波器５０４ｃにより得られた光が入射される偏光子５０５ｃとを有する。これにより、実施の形態４に係る光強度変調器は、実施の形態３における効果に加え、光サーキュレータ５０２ｂを用いた場合での漏れ光の影響を軽減できる。
【００６５】
実施の形態５．
図１０はこの発明の実施の形態５に係る光強度変調器の構成例を示す図である。この図１０に示す実施の形態５に係る光強度変調器では、図１に示す実施の形態１に係る光強度変調器に対して、光ファイバ７、レンズ８及びファイバ接着部９を追加している。その他の構成は同様であり、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００６６】
光ファイバ７は、一端が位相強度変調変換部５に対向配置され、他端がレンズ８を介して光位相変調部６に対向配置されている。この光ファイバ７は、位相強度変調変換部５と光位相変調部６との間の光伝送経路となる。
【００６７】
レンズ８は、一面が光ファイバ７の他端に対向配置され、他面が光位相変調部６に対向配置されている。このレンズ８は、光ファイバ７により伝送された光からコリメート光を形成する。
ファイバ接着部９は、光ファイバ７をレンズ８に接着する。
【００６８】
位相強度変調変換部５から出射されて光ファイバ７により伝送された光は、レンズ８に入射する。そして、レンズ８は、この光からコリメート光を形成して光位相変調部６に入射させる。この光は、電気光学結晶１の内部で反射鏡３に向けて伝搬した後、反射鏡３により反射されて部分反射鏡４に到達した後、レンズ８により光ファイバ７の他端に集光されて伝送された後、位相強度変調変換部５を介して出力光として出射される。
【００６９】
ここで、光ファイバ７をレンズ８を介して光位相変調部６に接続することで、光強度変調器を使用する際にアライメントが不要となり、使用の容易性が増す。また、光強度変調器は、光ファイバ７を用いた場合には自由空間への光の拡散がないため、光の損失を低減できる。
【００７０】
なお上記では、図１に示す実施の形態１に係る光強度変調器に対して、光ファイバ７、レンズ８及びファイバ接着部９を追加した場合を示した。しかしながら、これに限らず、実施の形態２〜４に係る光強度変調器又はその組み合わせに対して、光ファイバ７、レンズ８及びファイバ接着部９を追加してもよく、上記と同様の効果が得られる。
【００７１】
なお図１０に示す電気光学結晶１では、入出射端面から入射された光がバルク中を伝搬する場合を示している。しかしながら、これに限らず、例えば、電気光学結晶１が光導波路を有し、入出射端面から入射された光が光導波路中を伝搬してもよい。
【００７２】
実施の形態６．
図１１はこの発明の実施の形態６に係る光強度変調器の構成例を示す図である。この図１１に示す実施の形態６に係る光強度変調器では、図１に示す実施の形態１に係る光強度変調器に対し、光電変換部１０、分離部１１、光パワーモニタ部１２、バイアス電圧制御部１３及びバイアス電圧印加部１４を追加している。その他の構成は同様であり、同一の符号を付してその説明を省略する。なお図１１において、細線の矢印は光経路を表し、太線の矢印は電気経路を表している。
【００７３】
光電変換部１０は、位相強度変調変換部５により強度変調に変換された光を電気信号に変換する。なお、電気信号は、電流信号又は電圧信号である。
分離部１１は、光電変換部１０により得られた電気信号を直流成分と交流成分とに分離する。
【００７４】
光パワーモニタ部１２は、分離部１１により得られた直流成分から光パワーをモニタする。
バイアス電圧制御部１３は、光パワーモニタ部１２によりモニタされた光パワーに基づいて、バイアス電圧印加部１４を制御する。
バイアス電圧印加部１４は、光位相変調部６の一対の電極２にバイアス電圧を印加する。
【００７５】
次に、実施の形態６に係る光強度変調器の動作例について説明する。
図１１に示す光強度変調器では、光電変換部１０は、位相強度変調変換部５により出射された出力光を電気信号に変換する。そして、分離部１１は、この電気信号を直流成分と交流成分とを分離する。そして、光パワーモニタ部１２は、分離部１１により得られた直流成分から、出力光の光パワー（平均光パワー）を算出する。そして、バイアス電圧制御部１３は、光パワーモニタ部１２により算出された光パワーから、光位相変調部６の一対の電極２に印加する所望のバイアス電圧を算出し、バイアス電圧印加部１４に伝達する。これにより、光強度変調器は、所望の動作点で動作可能となる。
【００７６】
なお、バイアス電圧制御部１３は、ＰＩＤ（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ−Ｉｎｔｅｇｒａｌ−Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ）制御、ＰＩ（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ−Ｉｎｔｅｇｒａｌ）制御又はＰ（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ）制御によるアクティブなフィードバック制御を用いてバイアス電圧を算出してもよい。また、バイアス電圧制御部１３は、光パワーモニタ部１２により算出された光パワーに対して固定値を与えるオープンループ制御によりバイアス電圧を算出してもよい。
【００７７】
これにより、光強度変調器は、光強度変調器で使用する光の波長変動、光路長の変動又は位相の擾乱により線形な強度変調が得られる最適な動作点が変動した場合でも、その都度、バイアス電圧を線形な強度変調が得られる動作点に補正でき、使用の容易性が向上する。
【００７８】
なお上記では、図１に示す実施の形態１に係る光強度変調器に対して、光電変換部１０、分離部１１、光パワーモニタ部１２、バイアス電圧制御部１３及びバイアス電圧印加部１４を追加した場合を示した。しかしながら、これに限らず、実施の形態２〜５に係る光強度変調器又はその組み合わせに対して、光電変換部１０、分離部１１、光パワーモニタ部１２、バイアス電圧制御部１３及びバイアス電圧印加部１４を追加してもよく、上記と同様の効果が得られる。
【００７９】
なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
この発明に係る光強度変調器は、相互作用長による制限を受けることなく、機器の小型化及び強度変調の高効率化を実現可能であり、入射された光に対して強度変調を行う光強度変調器等に用いるのに適している。
【符号の説明】
【００８１】
１  電気光学結晶、２  一対の電極、３  反射鏡（全反射鏡）、４  部分反射鏡、５  位相強度変調変換部、６  光位相変調部、７  光ファイバ、８  レンズ、９  ファイバ接着部、１０  光電変換部、１１  分離部、１２  光パワーモニタ部、１３  バイアス電圧制御部、１４  バイアス電圧印加部、５０１ａ  偏光子、５０１ｂ  光分配器、５０２ｂ  光サーキュレータ、５０３ｂ  光合波器、５０１ｃ  光分配器、５０２ｃ  偏波ビームスプリッタ、５０３ｃ  ファラデーローテータ、５０４ｃ  光合波器、５０５ｃ  偏光子。
【図１】
2019193629.tif 000010
【図２】
2019193629.tif 000011
【図３】
2019193629.tif 000012
【図４】
2019193629.tif 000013
【図５】
2019193629.tif 000014
【図６】
2019193629.tif 000015
【図７】
2019193629.tif 000016
【図８】
2019193629.tif 000017
【図９】
2019193629.tif 000018
【図１０】
2019193629.tif 000019
【図１１】
2019193629.tif 000020
【手続補正書】
【提出日】平成30年9月3日(2018.9.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
この発明に係る光強度変調器は、入射された光を位相変調する光位相変調部と、光位相変調部により位相変調された光を強度変調された光に変換する位相強度変調変換部とを備え、光位相変調部は、対向する２つの端面を有する電気光学結晶と、電気光学結晶に電界を印加する一対の電極と、電気光学結晶の一方の端面に対向配置された部分反射鏡と、電気光学結晶の他方の端面に対向配置された全反射鏡とを有し、一対の電極は、全体又は一部がアンテナとして動作して空間の電磁界と結合されて電気光学結晶に変調電界を印加可能であり、電気光学結晶が変調電界以外の外部から侵入した電界によって電気光学効果を発現したとき、一対の電極は、変調電界に加えてバイアス電界を前記電気光学結晶に印加可能であることを特徴とする。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
一対の電極２は、電圧が印加されることで、電気光学結晶１に電界を印加する。なお、電圧はバイアス電圧及び変調電圧を含み、電界はバイアス電界及び変調電界を含む。この一対の電極２の材料としては、例えば、Ｐｔ、Ｃｏ、Ｇｅ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ｉｒ、Ｓｅ、Ｃｓ、Ｒｂ、Ｋ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｎａ、Ｃａ、Ｌｉ、Ｙ、Ｓｃ、Ｌａ、Ｍｇ、Ａｓ、Ｔｉ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｍｎ、Ｉｎ、Ｇａ、Ｃｄ、Ｂｉ、Ｔａ、Ｐｂ、Ａｇ、Ａｌ、Ｖ、Ｎｂ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｈｇ、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｓｂ、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｒｕ、Ｏｓ、Ｔｅ、Ｒｅ、Ｂｅ、又は、Ｒｈを用いることができる。
また、電気光学結晶１は、外来電波の到来等のように、一対の電極２により印加される電界以外の外部から侵入した電界によっても電気光学効果が発現する。この場合、一対の電極２は主にバイアス電界を印加することになる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射された光を位相変調する光位相変調部と、
前記光位相変調部により位相変調された光を強度変調された光に変換する位相強度変調変換部とを備え、
前記光位相変調部は、
対向する２つの端面を有する電気光学結晶と、
前記電気光学結晶に電界を印加する一対の電極と、
前記電気光学結晶の一方の端面に対向配置された部分反射鏡と、
前記電気光学結晶の他方の端面に対向配置された全反射鏡とを有し、
前記一対の電極は、全体又は一部がアンテナとして動作して空間の電磁界と結合されて前記電気光学結晶に変調電界を印加可能であり、
前記電気光学結晶が前記変調電界以外の外部から侵入した電界によって電気光学効果を発現したとき、前記一対の電極は、前記変調電界に加えてバイアス電界を前記電気光学結晶に印加可能であることを特徴とする光強度変調器。
【請求項２】
前記位相強度変調変換部は、前記部分反射鏡を挟んで前記電気光学結晶に対向配置された偏光子を有する
ことを特徴とする請求項１記載の光強度変調器。
【請求項３】
前記位相強度変調変換部は、
入射された光を２分岐する光分配器と、
前記光分配器により得られた一方の光を透過して前記部分反射鏡を介して前記電気光学結晶側に導き、当該電気光学結晶から当該部分反射鏡を介して入射された光を反射する光サーキュレータと、
前記光分配器により得られた他方の光と前記光サーキュレータにより反射された光とを合波する光合波器とを有する
ことを特徴とする請求項１記載の光強度変調器。
【請求項４】
前記位相強度変調変換部は、
入射された光を２分岐する光分配器と、
前記部分反射鏡を挟んで前記電気光学結晶に対向配置され、入射された光の偏光方向を４５度回転させるファラデーローテータと、
前記光分配器により得られた一方の光のうちの少なくとも一部を透過して前記ファラデーローテータ及び前記部分反射鏡を介して前記電気光学結晶側に導き、当該電気光学結晶から当該部分反射鏡及び当該ファラデーローテータを介して入射された光を反射する偏波ビームスプリッタと、
前記光分配器により得られた他方の光と前記偏波ビームスプリッタにより反射された光とを合波する光合波器と、
前記光合波器により得られた光が入射される偏光子とを有する
ことを特徴とする請求項１記載の光強度変調器。
【請求項５】
前記電気光学結晶は、入射された光を伝搬させる光導波路を有する
ことを特徴とする請求項１から請求項４のうちの何れか１項記載の光強度変調器。
【請求項６】
前記一対の電極は、一方の電極が、前記電気光学結晶の対向する２つの側面のうちの一方に対向配置され、他方の電極が、当該２つの側面のうちの他方に対向配置された
ことを特徴とする請求項１から請求項４のうちの何れか１項記載の光強度変調器。
【請求項７】
前記一対の電極は、前記電気光学結晶の１つの側面に対向配置された
ことを特徴とする請求項１から請求項４のうちの何れか１項記載の光強度変調器。
【請求項８】
前記電気光学結晶は、ＬｉＮｂＯ３、ＬｉＴａＯ３、ＫＴａ１−ｘＮｂｘＯ３、ＫＴｉＯＰＯ４、ＫＨ２ＰＯ４、ＢａＢ２Ｏ４、ＬｉＢ３Ｏ５、ＢａＴｉＯ３、ＳｒＴｉＯ３、Ｐｂ３ＭｇＮｂ２Ｏ９、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＧａＡｓ、ＣｕＣｌ、ＤＡＳＴ：４−Ｎ、又は、Ｎ−ｄｉｍｅｔｈｙｌａｍｉｎｏ−４‘−Ｎ’―ｍｅｔｈｙｌｓｔｉｌｂａｚｏｌｉｕｍ  ｔｏｓｙｌａｔｅのうちの何れかである
ことを特徴とする請求項１から請求項４のうちの何れか１項記載の光強度変調器。
【請求項９】
前記電気光学結晶は、有機化合物である
ことを特徴とする請求項１から請求項４のうちの何れか１項記載の光強度変調器。
【請求項１０】
前記一対の電極は、Ｐｔ、Ｃｏ、Ｇｅ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ｉｒ、Ｓｅ、Ｃｓ、Ｒｂ、Ｋ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｎａ、Ｃａ、Ｌｉ、Ｙ、Ｓｃ、Ｌａ、Ｍｇ、Ａｓ、Ｔｉ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｍｎ、Ｉｎ、Ｇａ、Ｃｄ、Ｂｉ、Ｔａ、Ｐｂ、Ａｇ、Ａｌ、Ｖ、Ｎｂ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｈｇ、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｓｂ、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｒｕ、Ｏｓ、Ｔｅ、Ｒｅ、Ｂｅ、又は、Ｒｈのうちの何れかの材料から成る
ことを特徴とする請求項１から請求項４のうちの何れか１項記載の光強度変調器。
【請求項１１】
前記一対の電極は、前記電気光学結晶と物理的に接触している
ことを特徴とする請求項１から請求項４のうちの何れか１項記載の光強度変調器。
【請求項１２】
前記一対の電極は、前記電気光学結晶と物理的に接触していない
ことを特徴とする請求項１から請求項４のうちの何れか１項記載の光強度変調器。
【請求項１３】
一端が前記位相強度変調変換部に対向配置された光ファイバと、
一面が前記光ファイバの他端に対向配置され、他面が前記光位相変調部に対向配置されたレンズと、
前記光ファイバを前記レンズに接着するファイバ接着部とを備えた
ことを特徴とする請求項１から請求項４のうちの何れか１項記載の光強度変調器。
【請求項１４】
前記位相強度変調変換部により強度変調に変換された光を電気信号に変換する光電変換部と、
前記光電変換部により得られた電気信号を直流成分と交流成分とに分離する分離部と、
前記分離部により得られた直流成分から光パワーをモニタする光パワーモニタ部と、
前記一対の電極にバイアス電圧を印加するバイアス電圧印加部と、
前記光パワーモニタ部によりモニタされた光パワーに基づいて、前記バイアス電圧印加部を制御するバイアス電圧制御部とを備えた
ことを特徴とする請求項１から請求項４のうちの何れか１項記載の光強度変調器。
【手続補正書】
【提出日】平成30年12月21日(2018.12.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
この発明に係る光強度変調器は、入射された光を位相変調する光位相変調部と、光位相変調部により位相変調された光を強度変調された光に変換する位相強度変調変換部とを備え、光位相変調部は、対向する２つの端面を有する電気光学結晶と、電気光学結晶に電界を印加する一対の電極と、電気光学結晶の一方の端面に対向配置された部分反射鏡と、電気光学結晶の他方の端面に対向配置された全反射鏡と、一対の電極の全体又は一部がアンテナとして動作して空間の電磁界と結合されて電気光学結晶に変調電界を印加可能である第１の印加部と、電気光学結晶が変調電界以外の外部から侵入した電界によって電気光学効果を発現したとき、一対の電極を介して、バイアス電界を電気光学結晶にさらに印加可能である第２の印加部と、を有することを特徴とする。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射された光を位相変調する光位相変調部と、
前記光位相変調部により位相変調された光を強度変調された光に変換する位相強度変調変換部とを備え、
前記光位相変調部は、
対向する２つの端面を有する電気光学結晶と、
前記電気光学結晶に電界を印加する一対の電極と、
前記電気光学結晶の一方の端面に対向配置された部分反射鏡と、
前記電気光学結晶の他方の端面に対向配置された全反射鏡と、
前記一対の電極の全体又は一部がアンテナとして動作して空間の電磁界と結合されて前記電気光学結晶に変調電界を印加可能である第１の印加部と、
前記電気光学結晶が前記変調電界以外の外部から侵入した電界によって電気光学効果を発現したとき、前記一対の電極を介して、バイアス電界を前記電気光学結晶にさらに印加可能である第２の印加部と、を有する
ことを特徴とする光強度変調器。
【請求項２】
前記位相強度変調変換部は、前記部分反射鏡を挟んで前記電気光学結晶に対向配置された偏光子を有する
ことを特徴とする請求項１記載の光強度変調器。
【請求項３】
前記位相強度変調変換部は、
入射された光を２分岐する光分配器と、
前記光分配器により得られた一方の光を透過して前記部分反射鏡を介して前記電気光学結晶側に導き、当該電気光学結晶から当該部分反射鏡を介して入射された光を反射する光サーキュレータと、
前記光分配器により得られた他方の光と前記光サーキュレータにより反射された光とを合波する光合波器とを有する
ことを特徴とする請求項１記載の光強度変調器。
【請求項４】
前記位相強度変調変換部は、
入射された光を２分岐する光分配器と、
前記部分反射鏡を挟んで前記電気光学結晶に対向配置され、入射された光の偏光方向を４５度回転させるファラデーローテータと、
前記光分配器により得られた一方の光のうちの少なくとも一部を透過して前記ファラデーローテータ及び前記部分反射鏡を介して前記電気光学結晶側に導き、当該電気光学結晶から当該部分反射鏡及び当該ファラデーローテータを介して入射された光を反射する偏波ビームスプリッタと、
前記光分配器により得られた他方の光と前記偏波ビームスプリッタにより反射された光とを合波する光合波器と、
前記光合波器により得られた光が入射される偏光子とを有する
ことを特徴とする請求項１記載の光強度変調器。
【請求項５】
前記電気光学結晶は、入射された光を伝搬させる光導波路を有する
ことを特徴とする請求項１から請求項４のうちの何れか１項記載の光強度変調器。
【請求項６】
前記一対の電極は、一方の電極が、前記電気光学結晶の対向する２つの側面のうちの一方に対向配置され、他方の電極が、当該２つの側面のうちの他方に対向配置された
ことを特徴とする請求項１から請求項４のうちの何れか１項記載の光強度変調器。
【請求項７】
前記一対の電極は、前記電気光学結晶の１つの側面に対向配置された
ことを特徴とする請求項１から請求項４のうちの何れか１項記載の光強度変調器。
【請求項８】
前記電気光学結晶は、ＬｉＮｂＯ３、ＬｉＴａＯ３、ＫＴａ１−ｘＮｂｘＯ３、ＫＴｉＯＰＯ４、ＫＨ２ＰＯ４、ＢａＢ２Ｏ４、ＬｉＢ３Ｏ５、ＢａＴｉＯ３、ＳｒＴｉＯ３、Ｐｂ３ＭｇＮｂ２Ｏ９、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＧａＡｓ、ＣｕＣｌ、ＤＡＳＴ：４−Ｎ、又は、Ｎ−ｄｉｍｅｔｈｙｌａｍｉｎｏ−４‘−Ｎ’―ｍｅｔｈｙｌｓｔｉｌｂａｚｏｌｉｕｍ  ｔｏｓｙｌａｔｅのうちの何れかである
ことを特徴とする請求項１から請求項４のうちの何れか１項記載の光強度変調器。
【請求項９】
前記電気光学結晶は、有機化合物である
ことを特徴とする請求項１から請求項４のうちの何れか１項記載の光強度変調器。
【請求項１０】
前記一対の電極は、Ｐｔ、Ｃｏ、Ｇｅ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ｉｒ、Ｓｅ、Ｃｓ、Ｒｂ、Ｋ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｎａ、Ｃａ、Ｌｉ、Ｙ、Ｓｃ、Ｌａ、Ｍｇ、Ａｓ、Ｔｉ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｍｎ、Ｉｎ、Ｇａ、Ｃｄ、Ｂｉ、Ｔａ、Ｐｂ、Ａｇ、Ａｌ、Ｖ、Ｎｂ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｈｇ、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｓｂ、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｒｕ、Ｏｓ、Ｔｅ、Ｒｅ、Ｂｅ、又は、Ｒｈのうちの何れかの材料から成る
ことを特徴とする請求項１から請求項４のうちの何れか１項記載の光強度変調器。
【請求項１１】
前記一対の電極は、前記電気光学結晶と物理的に接触している
ことを特徴とする請求項１から請求項４のうちの何れか１項記載の光強度変調器。
【請求項１２】
前記一対の電極は、前記電気光学結晶と物理的に接触していない
ことを特徴とする請求項１から請求項４のうちの何れか１項記載の光強度変調器。
【請求項１３】
一端が前記位相強度変調変換部に対向配置された光ファイバと、
一面が前記光ファイバの他端に対向配置され、他面が前記光位相変調部に対向配置されたレンズと、
前記光ファイバを前記レンズに接着するファイバ接着部とを備えた
ことを特徴とする請求項１から請求項４のうちの何れか１項記載の光強度変調器。
【請求項１４】
前記位相強度変調変換部により強度変調に変換された光を電気信号に変換する光電変換部と、
前記光電変換部により得られた電気信号を直流成分と交流成分とに分離する分離部と、
前記分離部により得られた直流成分から光パワーをモニタする光パワーモニタ部と、
前記光パワーモニタ部によりモニタされた光パワーに基づいて、前記第２の印加部を制御する制御部とを備えた
ことを特徴とする請求項１から請求項４のうちの何れか１項記載の光強度変調器。
【国際調査報告】
2019193629.tif 000021
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