Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JPH0711649B2 - Cross-polarized dual frequency light source - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JPH0711649B2 - Cross-polarized dual frequency light source - Google Patents

Cross-polarized dual frequency light source

Info

Publication number
JPH0711649B2
JPH0711649B2 JP63321808A JP32180888A JPH0711649B2 JP H0711649 B2 JPH0711649 B2 JP H0711649B2 JP 63321808 A JP63321808 A JP 63321808A JP 32180888 A JP32180888 A JP 32180888A JP H0711649 B2 JPH0711649 B2 JP H0711649B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical
light
phase
optical waveguide
electrode
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 - Lifetime
Application number
JP63321808A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH02166426A (en
Inventor
雅之 井筒
正 末田
幸一郎 宮城
昭仁 大谷
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.)
Anritsu Corp
Original Assignee
Anritsu Corp
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 Anritsu Corp filed Critical Anritsu Corp
Priority to JP63321808A priority Critical patent/JPH0711649B2/en
Publication of JPH02166426A publication Critical patent/JPH02166426A/en
Publication of JPH0711649B2 publication Critical patent/JPH0711649B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Optical Communication System (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、光透過性及び電気光学的効果を有する結晶
基板、光導波路などを利用して光を周波数変調する光集
積回路によって構成され、単一の周波数で、かつ、1つ
の直線偏光(TEモードもしくはTMモードのどちらか一
方)の光から、直交する2つの直線偏光の光(TEモー
ド、TMモード)を周波数の差をもたせて出力する直交偏
波2周波発生光源に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial field of application] The present invention is configured by an optical integrated circuit that frequency-modulates light by using a crystal substrate having optical transparency and an electro-optical effect, an optical waveguide, and the like. Single linearly polarized light (either TE mode or TM mode) and two orthogonal linearly polarized lights (TE mode, TM mode) output with a frequency difference The present invention relates to an orthogonal polarization dual frequency generating light source.

〔従来の技術〕 良質のコヒーレント光源が簡単に入手できるようにな
り、光波面の位相の差を利用した干渉計測技術が急速に
進展した。
[Prior Art] A high-quality coherent light source has become easily available, and an interferometric measurement technique utilizing the phase difference of the light wavefront has made rapid progress.

従来より使用されてきた単一周波数光源による干渉計で
は、干渉縞の間隔や干渉パターンの点滅周期など位相面
の変化を光量変化として検出し、それを微小変位測定な
どに応用してきた。すなわち、干渉計内での光路差を、
被測定物の屈折率や凹凸形状によって変化させ、出力光
による干渉パターンが格子縞であればその格子間隔が、
また、出力光による干渉パターンが点滅信号であればそ
の点滅間隔がそのまま光源波長で換算されて被測定物の
屈折率値や表面の凹凸変位として測定されてきた。
Conventionally used interferometers with a single-frequency light source have detected changes in the phase plane, such as the interval between interference fringes and the blinking period of the interference pattern, as changes in the amount of light, and have applied it to minute displacement measurements. That is, the optical path difference in the interferometer is
If the interference pattern due to the output light is a lattice fringe, the lattice spacing is changed by changing the refractive index and the uneven shape of the DUT.
If the interference pattern due to the output light is a blinking signal, the blinking interval is directly converted to the light source wavelength and measured as the refractive index value of the measured object or the unevenness of the surface.

この測定方法は、干渉出力光量を直流レベルの信号とし
て検出するため、測定精度や対雑音性能で限界に達した
ことから、最近では2つの異なる周波数の光波を干渉さ
せる光ヘテロダイン干渉計測法が注目され始めてきた。
この光ヘテロダイン干渉測定法では、2つの光源の周波
数の差によるビート信号を、出力光の搬送波(キャリ
ア)として使用する。
Since this measurement method detects the interference output light quantity as a DC level signal, it has reached its limit in measurement accuracy and noise performance. Recently, therefore, an optical heterodyne interferometry method for interfering light waves of two different frequencies has attracted attention. Has begun to be.
In this optical heterodyne interferometry method, a beat signal due to a difference in frequency between two light sources is used as a carrier of output light.

通常、このビート信号の周波数は、高精度で一定に保た
れるので、該キャリアを中心周波数信号とした交流的な
信号処理が可能となり、精度、対雑音性能ともに飛躍的
に向上した。該光ヘテロダイン干渉測定法において重要
な技術は、周波数シフト技術であり、この技術には周波
数が異なり、かつ、現在する光検出器で検出可能なビー
ト信号が得られる2周波光源が必要である。
Usually, the frequency of the beat signal is kept constant with high accuracy, and therefore AC signal processing using the carrier as a center frequency signal becomes possible, resulting in a dramatic improvement in accuracy and noise performance. An important technique in the optical heterodyne interferometry is a frequency shift technique, which requires a dual-frequency light source having different frequencies and capable of obtaining a beat signal that can be detected by an existing photodetector.

このような光源を発生させる方法としては、大まかに3
種類考えられている。
There are three general methods for generating such a light source.
Types are being considered.

(1)第1の方法は1台のレーザ光源を周波数の異なる
モードで同時に発振させる方法であり、 (2)第2の方法は2台の周波数安定化レーザを周波数
オフセットロックして使用する方法である。
(1) The first method is a method of simultaneously oscillating one laser light source in modes with different frequencies, and (2) the second method is a method of using two frequency-stabilized lasers with frequency offset locking. Is.

結論的に、以上の(1)及び(2)の方法は大がかりす
ぎて光ヘテロダイン干渉計測法に適用するには困難な問
題が多い。
In conclusion, the above methods (1) and (2) are too large in scale and have many problems that are difficult to apply to the optical heterodyne interferometry.

(3)第3の方法は現在、最も多く用いられている方法
であり、1台のレーザの光を2分し、その一方もしくは
両方に光学位相変調素子を用いて周波数シフトを行う方
法である。
(3) The third method is the most used method at present, and is a method of dividing the light of one laser into two and performing frequency shift by using an optical phase modulation element for one or both of them. .

光学位相変調素子には、初期の頃、回転回折格子や回転
偏光素子などが用いられたが、今日ではブラッグ回折を
利用したバルク型の音響光変調素子がよく用いられてい
る。このバルク型の音響光変調素子はテルルガラスなど
の光学材料の中に超音波を進行させて位相格子を形成
し、そのブラッグ回折によるドップラー周波数シフトを
使用したものである。これを、干渉計に使用する方法と
しては、1個の光学位相変調素子で得られる0次と1次
の回折光を利用する方法と駆動周波数の異なる2個の光
学位相変調素子の各々の1次回折光を利用する方法とが
ある。後者の方法では、偏光状態の直交する成分にそれ
ぞれ周波数シフトを与えることができるので、直交偏波
2周波発生光源として利用価値が高い。
As the optical phase modulation element, a rotating diffraction grating, a rotating polarization element, or the like was used in the early days, but nowadays, a bulk type acoustic light modulating element using Bragg diffraction is often used. This bulk-type acousto-optic modulator is one in which ultrasonic waves are propagated in an optical material such as tellurium glass to form a phase grating, and the Doppler frequency shift due to Bragg diffraction is used. As a method of using this in an interferometer, a method of using diffracted light of 0th order and 1st order obtained by one optical phase modulation element and one of two optical phase modulation elements of different driving frequencies are used. There is a method of using the second-order diffracted light. In the latter method, frequency shifts can be applied to the orthogonal components of the polarization state, so that it is highly useful as an orthogonal polarization dual-frequency generation light source.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be Solved by the Invention]

しかしながら、バルク型の音響光変調素子は機械的可動
部がなく、小型でシフトする周波数も高くできるといっ
た長所を有する一方、量産に向かず高価な点、ブラッグ
回折条件を満足させる高精度な光学調整が必要な点、同
一光軸上に偏光状態の直交する成分を一致させ難い点、
さらに、2周波光源として構成した場合、ビームスプリ
ッタ、反射ミラー、波長板等の構成部品が多く必要とな
り、全体として複雑大型化し、そのために機械的外乱に
弱い点などの欠点が残されている。
However, the bulk acousto-optic modulator has the advantages that it has no mechanically movable parts, is small, and can shift at a high frequency, but it is not suitable for mass production and is expensive. High-precision optical adjustment that satisfies Bragg diffraction conditions. Is necessary, it is difficult to match the orthogonal components of the polarization state on the same optical axis,
Further, when configured as a dual-frequency light source, many components such as a beam splitter, a reflection mirror, and a wave plate are required, and the overall size becomes complicated and large, which leaves drawbacks such as weakness against mechanical disturbance.

〔課題を解決するための手段〕[Means for Solving the Problems]

以上に述べたように、バルク型の音響光学変調素子を利
用した2周波光源での問題点は、バルク型の光学部品を
用いたいわゆる、立体光学系のもつ根本的は欠陥であ
る。
As described above, the problem with the dual-frequency light source that uses the bulk-type acousto-optic modulator is a fundamental defect of a so-called stereoscopic optical system that uses bulk-type optical components.

したがって、本発明に係る直交偏波2周波発生光源で
は、光透過性及び電気光学効果を有する結晶基板上に形
成する光導波路と、該結晶基板の有する電気光学効果を
利用し、光周波数シフターの光集積化を行い、バルク型
の光学系の欠点を克服した。
Therefore, in the orthogonal polarization dual-frequency generation light source according to the present invention, an optical waveguide formed on a crystal substrate having optical transparency and an electro-optical effect and an electro-optical effect of the crystal substrate are used to provide an optical frequency shifter. Optical integration was performed to overcome the drawbacks of bulk type optical system.

さらに、該光透過性及び電気光学効果を有する結晶基板
の物理的特性である光の伝搬方向をz軸方向、印加電界
方向をx軸方向にとると、結晶の主軸変換が生じるとい
う現象を利用して、同一光軸上に偏光状態の直交する成
分を、異なる周波数シフトを与えて出力させる方法とし
た。
Further, when the light propagation direction, which is a physical characteristic of the crystal substrate having the light transmittance and the electro-optical effect, is the z-axis direction and the applied electric field direction is the x-axis direction, the phenomenon that the principal axis of the crystal is converted is used. Then, a method is adopted in which orthogonal components of the polarization state on the same optical axis are given different frequency shifts and output.

〔実施例〕〔Example〕

第1図に本発明に係る直交偏波2周波発生光源の一実施
例における構成図を示す。
FIG. 1 shows a configuration diagram of an embodiment of a dual-polarized orthogonal polarization light source according to the present invention.

1は、光透過性を有し、かつ、電気光学効果を有する1
軸結晶の結晶基板を示す。
1 has a light transmitting property and an electro-optical effect 1
3 shows a crystal substrate of axial crystals.

この1軸結晶は、通常、主屈折率の2つが等しく、他の
1つが異なるために結晶のどの切り出し方向の基板を使
うかにより、作製するデバイスの動作特性が異なり、デ
バイスの特性等を決定する上で結晶方向が非常に重要な
ファクターとなる。
In this uniaxial crystal, two of the main refractive indices are usually the same, and the other one is different, so the operating characteristics of the device to be manufactured differ depending on the substrate in which cutting direction of the crystal is used, and the characteristics of the device are determined. The crystal orientation is a very important factor in the process.

本実施例においては、例えばY−CUTよりニオブ酸リチ
ウムのような基板を利用すると良い。
In this embodiment, for example, a substrate made of lithium niobate rather than Y-CUT may be used.

2は、該結晶基板1上にTi(チタン)熱拡散法による光
導波路で構成した光導波型マッハツェンダー干渉計を示
す。ただし、この光導波路としては、初期Ti膜厚350
Å、初期Ti膜幅4μm、拡散温度995℃、拡散時間6h、
第1次拡散雰囲気Ar、第2次拡散雰囲気O2の条件で作製
したものを使い、また、このとき光伝搬モードがシング
ルモードになっている光導波路を使用する。
Reference numeral 2 denotes an optical waveguide type Mach-Zehnder interferometer formed by an optical waveguide on the crystal substrate 1 by a Ti (titanium) thermal diffusion method. However, this optical waveguide has an initial Ti film thickness of 350
Å, initial Ti film width 4μm, diffusion temperature 995 ℃, diffusion time 6h,
The one prepared under the conditions of the primary diffusion atmosphere Ar and the secondary diffusion atmosphere O 2 is used, and the optical waveguide in which the light propagation mode is the single mode at this time is used.

この光導波型マッハツェンダー干渉計2は、Y分岐型光
導波路3、第1の直線型光導波路4a、第2の直線型光導
波路4b及び合波干渉型光導波路5で構成され、また該第
1及び第2の直線型光導波路4a、4bは、光の進行方向が
前記1軸結晶の結晶基板1のz軸方向となるように載置
する。
This optical waveguide type Mach-Zehnder interferometer 2 is composed of a Y-branch type optical waveguide 3, a first linear type optical waveguide 4a, a second linear type optical waveguide 4b and a multiplexing interference type optical waveguide 5. The first and second linear optical waveguides 4a and 4b are mounted such that the traveling direction of light is the z-axis direction of the uniaxial crystal substrate 1.

この形にすると1つの入力光が、該Y分岐型光導波路3
で、等位相、等光量で2つに分割され、それぞれ前記第
1の直線型光導波路4a、第2の直線型光導波路4bを伝搬
した後に、前記合波干渉型光導波路5で再び1つに合成
されることになる。
With this shape, one input light is emitted from the Y-branch optical waveguide 3
Then, it is divided into two with equal phase and equal amount of light, and after propagating through the first linear optical waveguide 4a and the second linear optical waveguide 4b respectively, one is again generated by the multiplexing interference optical waveguide 5. Will be synthesized.

6〜8は、光位相補償手段を構成するそれぞれ第1〜第
3の電極を示す。
Reference numerals 6 to 8 respectively denote the first to third electrodes that constitute the optical phase compensating means.

第1の電極6、第2の電極7及び第3の電極8は、一体
となって、3つの電極型の光位相補償器23を構成し、さ
らに、主軸変換が生ずることなく変調を行わせるため前
記第1及び第2の直線型光導波路4a、4b上で印加電界方
向がy軸方向に加わるように設置する。
The first electrode 6, the second electrode 7, and the third electrode 8 are integrated to form a three-electrode type optical phase compensator 23, and further, modulation is performed without main axis conversion. Therefore, it is installed so that the applied electric field direction is applied in the y-axis direction on the first and second linear optical waveguides 4a and 4b.

9〜12は、それぞれ第4〜第7の電極を示す。9-12 show the 4th-7th electrodes, respectively.

第4の電極9と第5の電極10及び第6の電極11と第7の
電極12は、それぞれ一対の組をなし、該第1の電極6、
第2の電極7、第3の電極8の後段に位置し、前記第1
及び第2の直線型光導波路4a、4bを挟む形で印加電界方
向がx軸方向になるように設置され、第1及び第2の光
位相変調器24、25の電極を構成する。
The fourth electrode 9 and the fifth electrode 10 and the sixth electrode 11 and the seventh electrode 12 form a pair, respectively, and the first electrode 6 and
The second electrode 7 and the third electrode 8 are located after the first electrode 7,
And the second linear optical waveguides 4a and 4b are sandwiched so that the applied electric field direction is the x-axis direction, and the electrodes of the first and second optical phase modulators 24 and 25 are formed.

13と14は、光を効率良く光導波路内にとり入れるため、
前記結晶基板1の端面を光学研磨して得た光入射口と該
光を出力させるための光出射口とをそれぞれ示す。
13 and 14 efficiently take light into the optical waveguide,
A light incident port obtained by optically polishing the end surface of the crystal substrate 1 and a light emitting port for outputting the light are shown.

15は,前記第1の電極6、第2の電極7及び第3の電極
8により構成される光位相補償器23に一定電圧を供給す
るための直流電源を、16は,前記第1及び第2の光位相
変調器24、25にそれぞれ交流電圧を加えるための交流電
源を、17は,該交流電源16から発生する電気信号の位相
を前記第1の光位相変調器24と第2の光位相変調器25と
でπ/2〔rad〕変化させるπ/2位相器をそれぞれ示す。
15 is a DC power supply for supplying a constant voltage to the optical phase compensator 23 composed of the first electrode 6, the second electrode 7 and the third electrode 8, and 16 is the first and the first electrode. An AC power source for applying an AC voltage to each of the two optical phase modulators 24 and 25, 17 denotes the phase of the electric signal generated from the AC power source 16 with respect to the first optical phase modulator 24 and the second optical phase modulator 24. A π / 2 phase shifter that changes π / 2 [rad] with the phase modulator 25 is shown.

以下に、本発明に係る直交偏波2周波発生光源の動作に
ついて、前記第1図、第2図及び第3図を用いて説明す
る。
The operation of the orthogonal polarization dual-frequency generation light source according to the present invention will be described below with reference to FIGS. 1, 2, and 3.

第1図と第2図において、本発明に係る直交偏波2周波
発生光源に入射するレーザ光は、単一の直線偏光(TEモ
ードまたはTMモードのどちらか一方)で、かつ、単一ス
ペクトルを持つものを使う。
In FIG. 1 and FIG. 2, the laser light incident on the orthogonally polarized wave dual frequency generation light source according to the present invention is a single linearly polarized light (either TE mode or TM mode) and has a single spectrum. Use the one that has.

光入射口13より入射した該レーザ光は、Y分岐型光導波
路3で、入力した時の偏光状態を維持したままで等位
相、かつ、等光量に分割される。
The laser light incident from the light incident port 13 is split into the same phase and the same quantity of light in the Y-branching optical waveguide 3 while maintaining the polarization state when input.

ここで、第2図に示すように、分割された後、光路
(I)側を導波する光を第1の導波光21、光路(II)側
を導波する光を第2の導波光22と呼ぶことにする。
Here, as shown in FIG. 2, after being split, the light guided on the optical path (I) side is the first guided light 21, and the light guided on the optical path (II) side is the second guided light. I'll call it 22.

次に、分割された第1の導波光21と第2の導波光22は、
第1の電極6、第2の電極7及び第3の電極8によって
構成される光位相補償器23を同時に通過する。
Next, the split first guided light 21 and second split guided light 22 are
It simultaneously passes through the optical phase compensator 23 constituted by the first electrode 6, the second electrode 7 and the third electrode 8.

しかし、光位相補償器23を構成している該第1の電極
6、第2の電極7、第3の電極8の各電極間には直流電
源15により電位差が設けられているため、電気光学効果
による屈折率変化が生じ、第1及び第2の直線型光導波
路4a、4bの第1の電極6と第3の電極8の電極直下にお
ける光の位相速度が変化する。
However, a potential difference is provided by the DC power supply 15 between the first electrode 6, the second electrode 7, and the third electrode 8 forming the optical phase compensator 23, so that the electro-optic The refractive index changes due to the effect, and the phase velocities of light change immediately below the first electrode 6 and the third electrode 8 of the first and second linear optical waveguides 4a and 4b.

この位相速度の変化による第1の導波光21と第2の導波
光22との相対的位相差は直流電源15の印加電圧により変
化する。ここでは、相対的位相差がπ/2〔rad〕となる
ように調整する。
The relative phase difference between the first guided light 21 and the second guided light 22 due to the change in the phase velocity changes depending on the voltage applied to the DC power supply 15. Here, the relative phase difference is adjusted to be π / 2 [rad].

また、光位相補償器23内では光の進行方向がz軸方向、
電界方向がy軸方向であるため主軸変換が生じることは
なく、偏光状態は入力した時と同一である。
In the optical phase compensator 23, the traveling direction of light is the z-axis direction,
Since the electric field direction is the y-axis direction, the principal axis conversion does not occur, and the polarization state is the same as when inputting.

相対的位相差をπ/2〔rad〕持った第1の導波光21と第
2の導波光22は、それぞれ第4の電極9と第5の電極10
とで構成される第1の光位相変調器24と、第6の電極11
と第7の電極12とで構成される第2の光位相変調器25に
入力される。このとき、第1の光位相変調器24では外部
信号sin Ωtで第1の導波光21を連続的に位相変調
し、第2の光位相変調器25では外部信号cosΩtで第2
の導波光22を連続的に位相変調する。ただし、Ωは変調
信号の角周波数である。そのため、第1の導波光21と第
2の導波光22の周波数はベッセル関数で表されるような
外部変調信号の角周波数の整数倍で周波数シフトを生じ
る。さらにまた、光の進行方向がz軸方向、印加電界方
向がx軸方向をとっていることによって結晶の主軸が回
転するため、その結果として偏光状態が変化しTE、TMの
両モードが生成される。
The first guided light 21 and the second guided light 22 having a relative phase difference of π / 2 [rad] are respectively the fourth electrode 9 and the fifth electrode 10.
And a first optical phase modulator 24 composed of
And the seventh electrode 12 are input to the second optical phase modulator 25. At this time, the first optical phase modulator 24 continuously phase-modulates the first guided light 21 with the external signal sin Ωt, and the second optical phase modulator 25 receives the second signal with the external signal cos Ωt.
The phase of the guided light 22 is continuously modulated. However, Ω is the angular frequency of the modulation signal. Therefore, the frequencies of the first guided light 21 and the second guided light 22 cause frequency shift at an integral multiple of the angular frequency of the external modulation signal as represented by the Bessel function. Furthermore, the main axis of the crystal rotates because the light traveling direction is the z-axis direction and the applied electric field direction is the x-axis direction. As a result, the polarization state changes and both TE and TM modes are generated. It

第3図(a)と第3図(b)に、第1の光位相変調器24
と第2の光位相変調器25とから出力されるTEモード、TM
モードそれぞれについてのスペクトルを回転スペクトル
により表示する。第3図(a)左側は第1の光位相変調
器24から出力されるTEモードのスペクトル、第3図
(a)右側は第1の光位相変調器24から出力されるTMモ
ードのスペクトル、第3図(b)左側は第2の光位相変
調器25から出力されるTEモードのスペクトル、第3図
(b)右側は第2の光位相変調器25から出力されるTMモ
ードのスペクトルである。ただし、この表示は、各スペ
クトルにおける振幅の大きさを無視し、かつ、第2の導
波光22が第1の導波光21に対して位相がπ/2〔rad〕遅
れていると仮定したものである。
In FIGS. 3 (a) and 3 (b), the first optical phase modulator 24 is shown.
TE mode, TM output from the second optical phase modulator 25
The spectrum for each mode is displayed by the rotation spectrum. The TE mode spectrum output from the first optical phase modulator 24 is on the left side of FIG. 3 (a), and the TM mode spectrum output from the first optical phase modulator 24 is on the right side of FIG. 3 (a). The left side of FIG. 3 (b) is the TE mode spectrum output from the second optical phase modulator 25, and the right side of FIG. 3 (b) is the TM mode spectrum output from the second optical phase modulator 25. is there. However, this display is based on the assumption that the magnitude of the amplitude in each spectrum is ignored and that the phase of the second guided light 22 is delayed by π / 2 [rad] with respect to the first guided light 21. Is.

前述のように、光位相変調器を通過した後の光周波数
は、両変調信号が、位相は異なるものの、本質的に正弦
波であるためベッセル関数で表される。そのため、外部
変調信号の角周波数Ωの整数倍ずつシフトした信号が生
じ、その振幅は変調指数により変化する。例えば、変調
指数が“1"となるように光位相変調器への電界の強さを
調整すると、TEモードの(ω+Ω)の成分に対して
(ω+5Ω)の成分は32dB小さくすることができ、TM
モードのωの成分に対して(ω+2Ω)の成分及び
(ω+4Ω)の成分も同様に小さくすることができ。
ここで、ωは入射光の角周波数である。変調指数を決
めるときには、後段で合波されたとき打ち消される分も
考慮する。
As described above, the optical frequency after passing through the optical phase modulator is represented by a Bessel function because both modulation signals are essentially sinusoidal waves although their phases are different. Therefore, a signal shifted by an integer multiple of the angular frequency Ω of the external modulation signal is generated, and its amplitude changes according to the modulation index. For example, adjusting the intensity of the electric field to the optical phase modulator so that the modulation index is "1", components of the TE mode for components (ω 0 + Ω) (ω 0 + 5Ω) is reduced 32dB Can TM
The component of (ω 0 + 2Ω) and the component of (ω 0 + 4Ω) can be similarly reduced with respect to the component of ω 0 of the mode.
Here, ω 0 is the angular frequency of incident light. When deciding the modulation index, the amount that is canceled when combined in the subsequent stage is also taken into consideration.

位相変調を受けると共に、変調指数を調整することで、
例えば、(ω+Ω)、ω以外の不必要な周波数成分
が減少させられた第1の導波光21と第2の導波光22は合
波干渉型光導波路5で合波され、TEモードとTMモードの
直交偏波した周波数が異なる実質的に2種類の光が光出
射口14から出射される。
By receiving the phase modulation and adjusting the modulation index,
For example, (ω 0 + Ω), the first guided light 21 and the second guided light 22 in which unnecessary frequency components other than ω 0 are reduced are combined by the combining interference type optical waveguide 5, and TE mode Substantially two kinds of light having different frequencies of orthogonal polarization in the TM mode are emitted from the light emission port 14.

なお、総合的な出力を第3図(c)に示す。第3図
(c)の左側はTEモードのスペクトル、右側はTMモード
のスペクトルである。第3図(a)及び(b)と同じ
く、各スペクトルにおける振幅の大きさは無視してい
る。
The comprehensive output is shown in FIG. 3 (c). The left side of FIG. 3C is the TE mode spectrum, and the right side is the TM mode spectrum. Similar to FIGS. 3A and 3B, the magnitude of the amplitude in each spectrum is ignored.

〔実施例の変形〕[Modification of Example]

ここまでの実施例では、LiNbO3に代表される一軸結晶の
結晶基板について述べてきた。
In the examples so far, the uniaxial crystal substrate represented by LiNbO 3 has been described.

この発明の技術思想が適用できる基板材料としては、電
気光学効果を呈するものであれば良い。
The substrate material to which the technical idea of the present invention can be applied may be any material that exhibits an electro-optical effect.

例えば、GaAsは、立方晶系型結晶系に属するため、等方
性結晶であるが、体対角線を軸にとれば一軸結晶と等価
になる。このように等方性結晶であっても電気光学効果
を有する基板であれば、この発明の基板として使用でき
る。
For example, GaAs is an isotropic crystal because it belongs to the cubic crystal system, but is equivalent to a uniaxial crystal when the body diagonal line is taken as the axis. As described above, a substrate having an electro-optical effect even if it is an isotropic crystal can be used as the substrate of the present invention.

また、前記実施例内において記載した光位相補償器23
は、光路(I)を導波する第1の導波光21と光路(II)
を導波する第2の導波光22との相対的位相差をπ/2〔ra
d〕つくるために設けた光位相補償手段の一つの例であ
るが、他にも次のようなものがある。
In addition, the optical phase compensator 23 described in the above embodiment
Is the first guided light 21 guided in the optical path (I) and the optical path (II)
The relative phase difference with the second guided light 22 that guides
d) This is one example of the optical phase compensating means provided for making the optical phase compensating means.

(1)第1の例として、前記マッハツェンダー干渉計2
を非対称型にし、光路(I)と光路(II)の光路長を変
えて、第1の導波光21と第2の導波光22との相対的位相
差をπ/2〔rad〕にする光位相補償手段、 (2)第2の例として、前記第1及び第2の直線型光導
波路4a、4bのどちらかの上に光導波路の等価屈折率を変
化させる材料を選定して付着することで、第1の導波光
21と第2の導波光22との相対的位相差をπ/2〔rad〕に
する光位相補償手段等である。
(1) As a first example, the Mach-Zehnder interferometer 2
Asymmetrical and changing the optical path lengths of the optical path (I) and the optical path (II) to make the relative phase difference between the first guided light 21 and the second guided light 22 π / 2 [rad]. Phase compensating means (2) As a second example, a material that changes the equivalent refractive index of the optical waveguide is selected and attached on either of the first and second linear optical waveguides 4a and 4b. And the first guided light
It is an optical phase compensating means for making the relative phase difference between 21 and the second guided light 22 π / 2 [rad].

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上、説明したように光透過性及び電気光学効果を有す
る結晶基板の表層をY分岐型光導波路、第1及び第2の
直線型光導波路、さらに合波干渉型光導波路とから構成
される光導波型マッハツェンダー干渉計を、光の伝搬方
向がz軸方向となるように作製し、また、該第1と第2
の直線型光導波路の伝搬定数に差を持たせて両光導波路
を伝搬する光の間にπ/2〔rad〕の位相差を生じさせる
光位相補償手段を設け、さらに該第1及び第2の直線型
光導波路を挟む状態で該光位相補償手段の前段または後
段に載置し、第4の電極と第5の電極及び第6の電極と
第7の電極から構成される2つの位相変調器を印加電界
方向をx軸方向となるような構成にしたことから同一光
軸上に直交偏波し、かつ、周波数が異なる実質的に2種
類の光を出力できるようになった。また、そのためにビ
ームスプリッターや反射ミラー等の大型の構成部品の必
要がなくなった。したがって、半導体プロセス技術によ
り量産できるようになった上に高精度な光学調整も必要
なくなり、従来技術では解決し得なかった課題が解決で
きた。
As described above, the optical layer including the Y-branch optical waveguide, the first and second linear optical waveguides, and the multiplexing interference optical waveguide on the surface layer of the crystal substrate having the optical transparency and the electro-optical effect as described above. The wave type Mach-Zehnder interferometer is manufactured so that the light propagating direction is the z-axis direction.
Optical phase compensating means for providing a difference in the propagation constants of the linear optical waveguides to generate a phase difference of π / 2 [rad] between the lights propagating through the two optical waveguides. Two phase modulations, which are placed before or after the optical phase compensator with the linear optical waveguide sandwiched therebetween, are composed of a fourth electrode, a fifth electrode, a sixth electrode and a seventh electrode. Since the device is configured such that the direction of the applied electric field is the x-axis direction, it is possible to output two types of light that are orthogonally polarized on the same optical axis and have different frequencies. In addition, this eliminates the need for large components such as beam splitters and reflecting mirrors. Therefore, the semiconductor process technology has enabled mass production and also eliminates the need for highly accurate optical adjustment, and has solved the problems that cannot be solved by the conventional technology.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明に係る直交偏波2周波発生光源の一実施
例における構成図を、第2図は本発明に係る直交偏波2
周波発生光源の簡略化したブロック図を、第3図は出力
光のTEモードとTMモードのスペクトルを振幅を無視して
回転スペクトルで表したものであり、(a)は第1の光
位相変調器24からの出力光で、左側はTEモードのスペク
トル、右側はTMモードのスペクトル、(b)は第2の光
位相変調器25からの出力光で、左側はTEモードのスペク
トル、右側はTMモードのスペクトル、(c)は合波され
た総合出力光で、左側はTEモードのスペクトル、右側は
TMモードのスペクトルをそれぞれ示す。 図において、1は結晶基板、2は光導波型マッハツェン
ダー干渉計、3はY分岐型光導波路、4aと4bは第1及び
第2の直線型光導波路、5は合波干渉型光導波路、6〜
12は第1〜第7の電極、13は光入射口、14は光出射口、
15は直流電源、16は交流電源、17はπ/2位相器、21と22
は第1及び第2の導波光、23は光位相補償手段としての
光位相補償器、24と25は第1及び第2の光位相変調器を
それぞれ示す。
FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of an orthogonally polarized wave dual frequency generation light source according to the present invention, and FIG. 2 is an orthogonally polarized wave 2 according to the present invention.
Figure 3 is a simplified block diagram of the frequency generation light source. Figure 3 shows the spectrum of the TE mode and TM mode of the output light as a rotation spectrum, ignoring the amplitude, and (a) is the first optical phase modulation. The output light from the device 24, the left side is the TE mode spectrum, the right side is the TM mode spectrum, (b) is the output light from the second optical phase modulator 25, the left side is the TE mode spectrum, and the right side is TM. Mode spectrum, (c) is the combined output light, the left side is the TE mode spectrum, the right side is
The TM mode spectra are shown respectively. In the figure, 1 is a crystal substrate, 2 is an optical waveguide type Mach-Zehnder interferometer, 3 is a Y-branch optical waveguide, 4a and 4b are first and second linear optical waveguides, 5 is a multiplexing interference optical waveguide, 6 ~
12 is the first to seventh electrodes, 13 is a light entrance, 14 is a light exit,
15 is a DC power supply, 16 is an AC power supply, 17 is a π / 2 phase shifter, 21 and 22
Is the first and second guided light, 23 is the optical phase compensator as the optical phase compensating means, and 24 and 25 are the first and second optical phase modulators, respectively.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮城 幸一郎 東京都港区南麻布5丁目10番27号 アンリ ツ株式会社内 (72)発明者 大谷 昭仁 東京都港区南麻布5丁目10番27号 アンリ ツ株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−13231(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Koichiro Miyagi 5-1027 Minami-Azabu, Minato-ku, Tokyo Anritsu Co., Ltd. (72) Inventor Akito Otani 5-1027 Minami-Azabu, Minato-ku, Tokyo Anritsu Incorporated (56) References Japanese Patent Laid-Open No. Sho 61-13231 (JP, A)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】光透過性を有し、かつ、電気光学効果を有
する結晶基板(1)と、 該結晶基板の表層に設けられ、Y分岐型光導波路
(3)、第1及び第2の直線型光導波路(4a,4b)、並
びに合波干渉型光導波路(5)から構成される光導波型
マッハツェンダー干渉計(2)と、 前記第1及び第2の直線型光導波路の伝搬定数に差を持
たせて両光導波路を伝搬する光の間にπ/2の位相差を生
じさせる光位相補償手段(23)と、 電場印加が結晶の主軸を変換する向きとなるように前記
第1及び第2の直線型光導波路のそれぞれを挟む状態で
該光位相補償手段の前段または後段に載置され、第4と
第5の電極(9,10)、及び第6と第7の電極(11,12)
から構成されて、互いにπ/2位相のずれた正弦波変調信
号で駆動される第1及び第2の光位相変調器(24,25)
とを具備し、 同一光軸上に直交偏波し、かつ、周波数が異なる実質的
に2種類の光を出力することを特徴とする直交偏波2周
波発生光源。
1. A crystal substrate (1) having a light-transmitting property and an electro-optical effect, and a Y-branch type optical waveguide (3) provided on a surface layer of the crystal substrate, the first and second optical waveguides. An optical waveguide type Mach-Zehnder interferometer (2) comprising a linear optical waveguide (4a, 4b) and a multiplexing interference optical waveguide (5), and propagation constants of the first and second linear optical waveguides. Optical phase compensating means (23) that causes a phase difference of π / 2 between the lights propagating through both optical waveguides, and the above-mentioned first so that the electric field application is in the direction of converting the principal axis of the crystal. The fourth and fifth electrodes (9, 10) and the sixth and seventh electrodes are placed in front of or behind the optical phase compensating means with the first and second linear optical waveguides sandwiched therebetween. (11,12)
And first and second optical phase modulators (24, 25) that are driven by sinusoidal modulation signals that are out of phase with each other by π / 2
An orthogonal polarization dual-frequency generation light source comprising: and orthogonally polarized light on the same optical axis and outputting substantially two types of light having different frequencies.
JP63321808A 1988-12-20 1988-12-20 Cross-polarized dual frequency light source Expired - Lifetime JPH0711649B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63321808A JPH0711649B2 (en) 1988-12-20 1988-12-20 Cross-polarized dual frequency light source

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63321808A JPH0711649B2 (en) 1988-12-20 1988-12-20 Cross-polarized dual frequency light source

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH02166426A JPH02166426A (en) 1990-06-27
JPH0711649B2 true JPH0711649B2 (en) 1995-02-08

Family

ID=18136648

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63321808A Expired - Lifetime JPH0711649B2 (en) 1988-12-20 1988-12-20 Cross-polarized dual frequency light source

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0711649B2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4696264B2 (en) * 2005-08-24 2011-06-08 独立行政法人情報通信研究機構 Optical FSK / SSB modulator with intensity balance function
JP4002934B2 (en) * 2005-10-03 2007-11-07 株式会社アドバンテスト Scattered light measurement device
CN114089550B (en) * 2021-10-22 2024-04-19 江苏南里台科技有限公司 Electro-optic modulator

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2160380B (en) * 1984-06-14 1988-01-27 Stc Plc Optical transmission systems

Also Published As

Publication number Publication date
JPH02166426A (en) 1990-06-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6452682B2 (en) Apparatus to transform two nonparallel propagating optical beam components into two orthogonally polarized beam
JPH10500767A (en) Interferometer
US4536861A (en) Optical fibre hydrophone
KR20010032649A (en) Dual beam generator
JP2002517768A (en) Electro-optical, magneto-optical or acousto-optically controlled UV lighting device for the fabrication of Bragg gratings
EP1027756A1 (en) Apparatus for generating orthogonally polarized beams having different frequencies
WO2022032928A1 (en) Cold atom interference phase modulation type single-sideband raman light generation method and system
JP7614067B2 (en) Optical heterodyne interferometer and optical heterodyne interferometer method
WO2005047965A1 (en) Optical frequency comb generator and optical modulator
JP4643126B2 (en) Optical spectrum measuring method and apparatus
JPH0711649B2 (en) Cross-polarized dual frequency light source
Hauden et al. Quasi-polarization-independent Mach-Zehnder coherence modulator/demodulator integrated in Z-propagating lithium niobate
CN1560561A (en) An adjustable optical phase shifter and phase shifting process
JP2787345B2 (en) Two-wavelength light source element
George et al. Achromatized holographic phase shifter and modulator
JP2761951B2 (en) Waveguide type light modulator
JPH11132718A (en) Interferometer and probe for interferometer
JPH05302810A (en) Heterodyne two wave lengths displacement interference meter
CN116222632B (en) Fiber sweep frequency interference device based on birefringent crystal
JPH02160221A (en) Two-frequency light generating source
JP2948645B2 (en) Two-wavelength light source element
JPH0277029A (en) Two-frequency light generation module
SU959014A1 (en) Single-band modulation device
CN117723038A (en) Optical resonant cavity suitable for atomic interferometry and cavity length locking device thereof
JPH0511228A (en) Optical modulator and laser beam source and optical measuring instrument using the same

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313532

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080208

Year of fee payment: 13

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090208

Year of fee payment: 14

EXPY Cancellation because of completion of term