音響光学デバイス
【課題】 相互作用効率を改善し、ＳＡＷを発生させるための駆動電力を抑制させることができるようにする。
【解決手段】 音響光学効果を有する基板１１と、基板１１に形成され、光を伝搬させるための互いにほぼ平行な第１，第２の光導波路１３ａ−１，１３ａ−２と、基板１１上に形成され第１，第２の光導波路１３ａ−１，１３ａ−２の方向に沿った伝搬方向で伝搬する弾性表面波を生成するためのトランスデューサ１５と、をそなえ、かつ、トランスデューサ１５からの弾性表面波の基板１１上の伝搬方向に垂直な方向についての強度を、第１，第２の光導波路１３ａ−１，１３ａ−２の各位置に応じた２箇所を極大とすべく分布せしめる弾性表面波分布構造１３ｂをそなえるように構成する。
【解決手段】 音響光学効果を有する基板１１と、基板１１に形成され、光を伝搬させるための互いにほぼ平行な第１，第２の光導波路１３ａ−１，１３ａ−２と、基板１１上に形成され第１，第２の光導波路１３ａ−１，１３ａ−２の方向に沿った伝搬方向で伝搬する弾性表面波を生成するためのトランスデューサ１５と、をそなえ、かつ、トランスデューサ１５からの弾性表面波の基板１１上の伝搬方向に垂直な方向についての強度を、第１，第２の光導波路１３ａ−１，１３ａ−２の各位置に応じた２箇所を極大とすべく分布せしめる弾性表面波分布構造１３ｂをそなえるように構成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信システムにおいて用いて好適の、音響光学デバイスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
音響光学デバイスは、超音波を印加することで誘起する物質内の屈折率分布で光が回折するという、音響光学効果を利用したデバイスであって、例えばＡＯＴＦ（Acousto-Optic Tunable Filter；音響光学波長可変フィルタ）がある。このＡＯＴＦは、ＷＤＭ（Wavelength Division Multiplexing；波長多重）光通信システムにおけるＯＡＤＭ（Optical Add-Drop Multiplexer；光分岐挿入装置）のほか、光クロスコネクト，光スイッチまたは光変調等の用途への適用も期待されている。
【０００３】
ＡＯＴＦは、ＬｉＮｂＯ3（ニオブ酸リチウム）基板（以下、単にＬＮ基板という場合がある）等の圧電材料に作製された導波路中の光と、その上に印加されたＳＡＷ（Surface Acoustic Wave；弾性表面波）との相互作用である、音響光学効果によるＴＥ−ＴＭモード変換を用いた波長フィルタである。
図２５は、一般的なＡＯＴＦの構成例について示す模式的上視図であり、このＡＯＴＦ１００は、ＬＮ基板１０１に、相互作用領域の前後段にそれぞれ形成された偏光ビームスプリッタ１０２，１０４をそなえるとともに、２本の光導波路１０３ａ−１，１０３ａ−２とその上に薄膜が形成されたＳＡＷの導波路であるＳＡＷガイド１０３ｂとからなる、上述の相互作用領域としてのモード変換部１０３が形成されている。そして、超音波信号を印加することでＳＡＷガイド１０３ｂを伝搬させるＳＡＷを生成しうる櫛型電極（ＩＤＴ：Inter Digit Transducer）１０５が形成されている。
【０００４】
このような構成のＡＯＴＦ１００においては、入力された光について、入力側の偏光ビームスプリッタ１０２においてＴＥ光とＴＭ光とに分離するとともに、櫛形電極１０５からのＳＡＷにより、モード変換部１０３をなす光導波路１０３ａ−１，１０３ａ−２においてそれぞれ別々に特定の波長の光のみＴＥ／ＴＭモード変換を行なって、出力側の偏光ビームスプリッタ１０４において合波する。これにより、デバイス特性の偏光無依存化を実現している。
【０００５】
ここで、図２５に示すＡＯＴＦ１００のモード変換は、偏光無依存化を実現するため偏光成分に応じて別々の導波路１０３ａ−１，１０３ａ−２で行なうが、モード変換のためには、これらの導波路１０３ａ−１，１０３ａ−２に対しては同一特性のＳＡＷを用いる必要がある。上述の図２５に示すＡＯＴＦ１００においては、光導波路１０３ａ−１，１０３ａ−２に印加するＳＡＷとしては、トランスデューサ１０５に印加される超音波に起因したＳＡＷを共用している。
【０００６】
なお、本願発明に関連する公知技術としては、以下に示す特許文献１に記載されたものもある。この特許文献１には、音響導波路をギャップによって分かつことにより、２つの音響導波路を方向性結合器として動作させる技術について記載されている。
【特許文献１】米国特許第５２１８６５３号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述の図２５に示すＡＯＴＦ１００においては、ＳＡＷ伝播方向に対しての垂直方向のＳＡＷの強度分布は、図２６に示すように、光導波路１０３ａ−１，１０３ａ−２に挟まれた領域に単一の極大点Ｐを持つ波形となる。従って、トランスデューサ１０５に印加される超音波信号によって生成されるＳＡＷの強度は、光導波路１０３ａ−１，１０３ａ−２近傍では比較的弱い部分を使用しなければならず、相互作用効率が良好であるとはいえず、ＳＡＷを発生させるための駆動電力を増大させてしまう、という課題がある。
【０００８】
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、相互作用効率を改善し、ＳＡＷを発生させるための駆動電力を抑制させることができるようにした、音響光学デバイスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
このため、本発明の音響光学デバイスは、音響光学効果を有する基板と、該基板に形成され、光を伝搬させるための互いにほぼ平行な第１および第２の光導波路と、該基板上に形成され、上記の第１および第２の光導波路の方向に沿った伝搬方向で伝搬する弾性表面波を生成するためのトランスデューサと、をそなえ、かつ、該トランスデューサからの上記弾性表面波の該基板上の伝搬方向に垂直な方向についての強度を、上記の第１および第２の光導波路の各位置に応じた２箇所を極大とすべく分布せしめる弾性表面波分布構造をそなえて構成されたことを特徴としている。
【００１０】
また、好ましくは、該弾性表面波分布構造として、上記弾性表面波について、上記の第１および第２の光導波路が形成されている領域をそれぞれ含んだ第１および第２領域を伝搬する速度が、上記の第１および第２領域に挟まれた第３領域を伝搬する速度よりも低速となるように構成し、かつ、上記弾性表面波について、上記の第１および第２領域を伝搬する速度が、上記の第１および第２領域の両側領域を伝搬する速度よりも低速となるように構成することができる。
【００１１】
また、該弾性表面波分布構造として、該トランスデューサが、上記第１領域に第１弾性表面波を伝搬させるための第１櫛歯電極対と、上記第２領域に第２弾性表面波を伝搬させるための第２櫛歯電極対と、をそなえて構成することができる。
さらに、少なくとも一つの入力ポートからの光を２つの偏波に分離し、上記の第１および第２の光導波路に上記分離した光を出力しうる第１の偏波分離素子と、上記の第１の光導波路および第２の光導波路からの光を入力され、上記の第１および第２の光導波路からの光を２つの偏波に分離して出力する第２の偏波分離素子と、をそなえて構成することとしてもよい。
【００１２】
さらに、本発明の音響光学デバイスは、音響光学効果を有する基板と、該基板上に形成され、光を伝搬させるための互いにほぼ平行な複数の光導波路と、該基板上に形成され、上記複数の光導波路の方向に沿った伝搬方向で伝搬する弾性表面波を生成するためのトランスデューサと、をそなえ、かつ、該トランスデューサからの上記弾性表面波の該基板上の伝搬方向に垂直な方向についての強度を、上記複数の光導波路の各位置に応じた箇所を極大とすべく分布せしめる弾性表面波分布構造をそなえて構成されたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
このように、弾性表面波分布構造により、上記弾性表面波の該基板上の伝搬方向に垂直な方向についての強度を、上記の第１および第２の光導波路の各位置に応じた２箇所を極大とすべく分布せしめることができるので、相互作用効率を改善し、ＳＡＷを発生させるための駆動電力を抑制させることができ、消費電力の低減を図ることができる利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照することにより、本発明の実施の形態について詳述する。
〔Ａ１〕第１実施形態の説明
図１は本発明の第１実施形態にかかる音響光学デバイスを示す模式的上視図であり、この図１に示す音響光学デバイス１０は、ＬＮ基板等の音響光学効果を有する基板１１をそなえるとともに、この基板１１面には偏光ビームスプリッタ１２，１４および光導波路１３ａ−１，１３ａ−２が形成されるとともに、基板１１上に、ＳＡＷガイド１３ｂとともにトランスデューサ１５が形成されている。尚、１９はトランスデューサ１５に対して電気信号を供給する電気信号源である。
【００１５】
ここで、偏光ビームスプリッタ１２は、音響光学デバイス１０に設けられた２つの入力ポート１０−１，１０−２のうちの少なくとも一つの入力ポート１０−１からの光を２つの偏波（例えばＴＥ光およびＴＭ光）に分離し、光導波路１３ａ−１，１３ａ−２に分離した光を出力しうる第１の偏波分離素子として機能する。この場合においては、入力ポート１０−１からの光は、偏光ビームスプリッタ１２においてＴＥ光およびＴＭ光に分離され、ＴＥ光は光導波路１３ａ−２へ、ＴＭ光は光導波路１３ａ−１へ、それぞれ出力されるようになっている。
【００１６】
また、光導波路１３ａ−１，１３ａ−２は、チタン等を拡散させることによって形成されたもので、互いにほぼ平行な直線導波路をなす。そして、偏光ビームスプリッタ１２で偏光分離された光をそれぞれ伝搬して、偏光ビームスプリッタ１４へ出力するようになっている。
さらに、偏光ビームスプリッタ１４は、光導波路１３ａ−１，１３ａ−２からの光を入力され、上記の第１および第２の光導波路からの光を２つの偏波に分離して（偏波ごとに規定される出力方向へ分離して）出力する第２の偏波分離素子として機能するものである。具体的には、偏光ビームスプリッタ１４においては、光導波路１３ａ−１から入力されるＴＥ光を、音響光学デバイス１０に設けられた２つの出力ポート１０−３，１０−４のうちの出力ポート１０−４へ出力する一方、光導波路１３ａ−２から入力されるＴＭ光を、出力ポート１０−４へ出力することができるようになっている。同様に、光導波路１３ａ−２から入力されるＴＥ光を出力ポート１０−３へ出力する一方、光導波路１３ａ−１から入力されるＴＭ光を出力ポート１０−３へ出力することができるようになっている。
【００１７】
トランスデューサ１５は、光導波路１３ａ−１，１３ａ−２の方向に沿った伝搬方向で、光導波路１３ａ−１，１３ａ−２をそれぞれ含む領域である第１および第２領域１７−１，１７−２を均等な強度で伝搬する弾性表面波（ＳＡＷ）を生成するためのものであり、互いに対向してかみ合わされるように配置された歯電極１５ａ−１，１５ｂ−１および歯電極１５ａ−１，１５ｂ−１の根元をなす根電極１５ａ−２，１５ｂ−２をそれぞれそなえてなる櫛歯電極部１５ａ，１５ｂをそなえて構成されている。
【００１８】
そして、この櫛歯電極部１５ａ，１５ｂに電気信号源１９からの超音波周波数を持つ電圧信号を印加すると、後述する第１実施形態における特徴的なＳＡＷガイド１３ｂを通じてＳＡＷが伝搬するようになっている。上述のＳＡＷガイド１３ｂを伝搬するＳＡＷによって、光導波路１３ａ−１，１３ａ−２の屈折率分布が変化することにより、この光導波路１３ａ−１，１３ａ−２を伝搬する光のモードを切り替えることができるようになっている。
【００１９】
たとえば、トランスデューサ１５に印加する電圧信号により生成されＳＡＷガイド１３ｂを伝搬するＳＡＷにより、光導波路１３ａ−１を伝搬するＴＭ光はＴＥ光に、ＴＥ光はＴＭ光に、それぞれモードを切り替えられるようになっている。同様に、光導波路１３ａ−２を伝搬するＴＥ光はＴＭ光に、ＴＭ光はＴＥ光に、それぞれモードを切り替えられるようになっている。
【００２０】
図２は、図１に示す音響光学デバイス１０についてのＡＡ´矢視断面とともに、トランスデューサ１５からの弾性表面波の、基板１１上の伝搬方向に垂直な方向についての強度分布を示す図である。ＳＡＷガイド１３ｂは、例えば図２に示すような薄膜１３ｂ−１〜１３ｂ−３が基板１１上に形成されることで構成される。薄膜１３ｂ−１，１３ｂ−２はそれぞれ、基板１１上における光導波路１３ａ−１，１３ａ−２が形成されている領域をそれぞれ含んだ第１および第２領域１７−１，１７−２に形成されて、これら第１および第２領域１７−１，１７−２に挟まれた第３領域１７−３よりも、弾性表面波が伝搬する速度を低速とすることができるようになっている。
【００２１】
また、薄膜１３ｂ−３は、上述の第３領域１７−３に形成され、第１および第２領域１７−１，１７−２に形成される薄膜１３ｂ−１，１３ｂ−２よりも厚さの薄い薄膜１３ｂ−３が形成されている。尚、上述の薄膜１３ｂ−１〜１３ｂ−３としては、いずれも同質のものを用いることができ、好ましくは、ＬＮよりもＳＡＷの伝搬速度が遅い二酸化珪素にインジウムまたはスズがドープされたものを用いることができるが、その他、ＳＡＷの伝搬速度がＬＮ基板よりも遅い物質として公知のものを用いた薄膜とすることもできる。
【００２２】
一般的に、ＳＡＷの伝搬速度を決める要素は、基板１１上に設けたＳＡＷガイドとなる部分の物質の硬さと重さに影響される。即ち、ＳＡＷガイドが基板１１よりも硬ければＳＡＷの伝搬速度は相対的に速くなり、ＳＡＷガイドが基板１１よりも軟らかければ、ＳＡＷの伝搬速度は相対的に遅くなる。又、基板１１上に設けたＳＡＷガイドとなる部分が軽ければＳＡＷの伝搬速度は相対的に速くなり、ＳＡＷガイドとなる部分が重ければＳＡＷの伝搬速度は相対的に遅くなる。
【００２３】
この場合においては、薄膜１３ｂ−３の膜厚は、薄膜１３ｂ−１，１３ｂ−２よりも薄くなるように形成されているので、この薄膜１３ｂ−３の部分は、薄膜１３ｂ−１，１３ｂ−２の部分よりも軽くなるので、相対的にＳＡＷの伝搬速度は薄膜１３ｂ−１，１３ｂ−２よりも速くなるのである。
したがって、ＳＡＷについて、光導波路１３ａ−１，１３ａ−２が形成されている領域をそれぞれ含んだ第１および第２領域１７−１，１７−２を伝搬する速度が、第１および第２領域１７−１，１７−２に挟まれた第３領域１７−３を伝搬する速度よりも低速となるように構成され、かつ、ＳＡＷについて、第１および第２領域１７−１，１７−２を伝搬する速度が、第１および第２領域１７−１，１７−２の両側領域１８−１，１８−２（薄膜１３ｂ−１〜１３ｂ−３のごとき薄膜が形成されていない領域）を伝搬する速度よりも低速となるように構成されているのである。
【００２４】
また、薄膜１３ｂ−１〜１３ｂ−３により、第１，第２領域１７−１，１７−２をＳＡＷが伝搬する伝搬速度を、第３領域１７−３での伝搬速度よりも低速にすることができるので、ＳＡＷを伝搬速度が低速な領域１７−１，１７−２に閉じ込める効果を生ぜしめ、図２に示すように、弾性表面波の強度分布を、光導波路１３ａ−１，１３ａ−２の各位置に応じた２箇所を極大とするように分布させることができる。換言すれば、上述の薄膜１３ｂ−１〜１３ｂ−３により、弾性表面波分布構造を構成する。
【００２５】
換言すれば、ＳＡＷについての伝搬速度について、基板１１上の伝搬方向に垂直な方向について速度差（即ち音速差）を設け、第１および第２領域１７−１，１７−２を伝搬する速度を、その周囲の領域１７−３，１８−１，１８−２を伝搬する速度よりも低速とすることで、ＳＡＷの基板１１上の伝搬方向に垂直な方向での強度を、第１および第２領域１７−１，１７−２において極大点が得られるように分布させることができるのである。
【００２６】
上述の構成により、本発明の第１実施形態にかかる音響光学デバイス１０では、偏光ビームスプリッタ１２においてＴＥ光およびＴＭ光に分離された光は、光導波路１３ａ−１又は光導波路１３ａ−２を伝搬する。このとき、トランスデューサ１５に印加される超音波周波数を有する電圧信号を印加することによって、ＴＥ光をＴＭ光に変換したり、ＴＭ光をＴＥ光に変換したりすることができる。
【００２７】
たとえば、音響光学デバイス１０をＯＡＤＭとして適用する場合には、入力ポート１０−１から入力された波長多重光について、出力ポート１０−４から取り出すべき波長チャンネルの光についてのみ上述のモード変換がされるように、トランスデューサ１５で印加する電圧信号の周波数を可変する。これにより、モード変換されなかった波長チャンネルの光については、出力ポート１０−３を通じて出力するとともに、モード変換された波長チャンネルの光は、出力ポート１０−４を通じてドロップさせることができる。
【００２８】
このとき、薄膜１３ｂ−１〜１３ｂ−３からなるＳＡＷガイド１３ｂにより、弾性表面波の強度分布を、光導波路１３ａ−１，１３ａ−２の各位置に応じた２箇所を極大とするように分布させることができるので、光導波路１３ａ−１，１３ａ−２でモード変換に必要なＳＡＷを、従来よりも低電圧の電圧信号をトランスデューサ１５に供給すれば得られる。
【００２９】
このように、本発明の第１実施形態にかかる音響光学デバイス１０によれば、弾性表面波分布構造として、薄膜１３ｂ−１〜１３ｂ−３からなるＳＡＷガイド１３ｂをそなえたことにより、相互作用効率を改善し、ＳＡＷを発生させるための駆動電力を抑制させることができ、消費電力の低減を図ることができる利点がある。
〔Ａ２〕第１実施形態の変形例の説明
図３，図４は本発明の第１実施形態の変形例にかかる音響光学デバイス１０´を示す図であり、図３はその模式的上視図、図４は図３に示す音響光学デバイス１０´についてのＡＡ´矢視断面とともに、トランスデューサ１５からの弾性表面波の、基板１１上の伝搬方向に垂直な方向についての強度分布を示す図であって、第１実施形態における図２に対応する。尚、図３，図４中、図１，図２と同一の符号は、ほぼ同様の部分を示している。
【００３０】
第１実施形態にかかる音響光学デバイス１０は、ＳＡＷガイド１３ｂをなす薄膜１３ｂ−１，１３ｂ−２が、光導波路１３ａ−１，１３ａ−２の形成位置を中心軸としてそれぞれ形成されているが、この図３，図４に示すように、ＳＡＷガイド１３ｂをなす薄膜１３ｂ´−１，１３ｂ´−２を、光導波路１３ａ−１，１３ａ−２の位置から内側又は外側（この場合においては外側）にずれた位置を中心軸Ｃ１，Ｃ２に置いて形成することとしてもよい。換言すれば、ＳＡＷが光導波路１３ａ−１，１３ａ−２に効率的に供給されるような位置であれば、光導波路１３ａ−１，１３ａ−２の形成位置を中心とせずに薄膜１３ｂ´−１，１３ｂ´−２を形成してもよい。
【００３１】
このようにしても、図６に示すように、ＳＡＷの強度分布が光導波路１３ａ−１，１３ａ−２に対応した位置に２つの極大点を形成せしめることができるので、上述の第１実施形態の場合と同様の利点を得ることができる。
〔Ｂ１〕第２実施形態の説明
図５，図６は本発明の第２実施形態にかかる音響光学デバイス２０を示す図であり、図５はその模式的上視図、図６は図５に示す音響光学デバイス２０についてのＡＡ´矢視断面とともに、トランスデューサ１５からの弾性表面波の、基板１１上の伝搬方向に垂直な方向についての強度分布を示す図であって、第１実施形態における図２に対応する。尚、図５，図６中、図１，図２と同一の符号は、ほぼ同様の部分を示している。
【００３２】
第２実施形態にかかる音響光学デバイス２０は、前述の第１実施形態の場合に比べて、光導波路１３ａ−１，１３ａ−２が形成されている領域を含む第１，第２領域１７−１，１７−２でのＳＡＷの伝搬速度を、領域１７−３，１８−１，１８−２での伝搬速度よりも低速として音速差を持たせている点は共通するが、第３領域１７−３における構成が異なっている。
【００３３】
このため、第２実施形態にかかる音響光学デバイス２０は、前述の第１実施形態における音響光学デバイス１０と同様に、ＳＡＷガイド（弾性表面波分布構造）２３ｂとして薄膜１３ｂ−１，１３ｂ−２は形成されているものの、第３領域１７−３には薄膜１３ｂ−３が形成されていない点は音響光学デバイス１０とは異なる。
この場合においては、第３領域１７−３でのＳＡＷの伝搬速度は、基板１０（即ちＬＮ）における伝搬速度となるので、第１，第２領域１７−１，１７−２に形成された薄膜１３ｂ−１，１３ｂ−２での伝搬速度に比べれば高速となる。尚、第１，第２領域１７−１，１７−２の外側領域１８−１，１８−２についても、薄膜は形成されていないので、これらの領域１８−１，１８−２をＳＡＷが伝搬する速度は、第３領域１７−３と同様である。
【００３４】
換言すれば、第２実施形態にかかる音響光学デバイス２０においても、弾性表面波について、光導波路１３ａ−１，１３ａ−２が形成されている領域をそれぞれ含んだ第１および第２領域１７−１，１７−２を伝搬する速度が、第１および第２領域１７−１，１７−２に挟まれた第３領域１７−３を伝搬する速度よりも低速となるように構成され、かつ、弾性表面波について、第１および第２領域１７−１，１７−２を伝搬する速度が、第１および第２領域１７−１，１７−２の両側領域１８−１，１８−２を伝搬する速度よりも低速となる。
【００３５】
したがって、第２実施形態にかかる音響光学デバイス２０においても、弾性表面波分布構造として、薄膜１３ｂ−１，１３ｂ−２が形成されていることにより、ＳＡＷの強度分布が光導波路１３ａ−１，１３ａ−２に対応した位置に２つの極大点を形成せしめることができるので、上述の第１実施形態の場合と同様の利点を得ることができる。
〔Ｂ２〕第２実施形態の変形例の説明
図７，図８は本発明の第２実施形態の変形例にかかる音響光学デバイス２０´を示す図であり、図７はその模式的上視図、図８は図７に示す音響光学デバイス２０´についてのＡＡ´矢視断面とともに、トランスデューサ１５からの弾性表面波の、基板１１上の伝搬方向に垂直な方向についての強度分布を示す図であって、第２実施形態における図６に対応する。尚、図７，図８中、図５，図６と同一の符号は、ほぼ同様の部分を示している。
【００３６】
第２実施形態にかかる音響光学デバイス２０は、ＳＡＷガイド２３ｂをなす薄膜１３ｂ−１，１３ｂ−２が、光導波路１３ａ−１，１３ａ−２の形成位置を中心軸としてそれぞれ形成されているが、この図７，図８に示すように、ＳＡＷガイド２３ｂ´をなす薄膜１３ｂ´−１，１３ｂ´−２を、光導波路１３ａ−１，１３ａ−２の位置から内側又は外側（この場合においては外側）にずれた位置を中心軸Ｃ１，Ｃ２に置いて形成することとしてもよい。換言すれば、ＳＡＷが光導波路１３ａ−１，１３ａ−２に効率的に供給されるような位置であれば、光導波路１３ａ−１，１３ａ−２の形成位置を中心とせずに薄膜１３ｂ´−１，１３ｂ´−２を形成してもよい。
【００３７】
このようにしても、図８に示すように、ＳＡＷの強度分布が光導波路１３ａ−１，１３ａ−２に対応した位置に２つの極大点を形成せしめることができるので、上述の第２実施形態の場合と同様の利点を得ることができる。
〔Ｃ１〕第３実施形態の説明
図９，図１０は本発明の第３実施形態にかかる音響光学デバイス３０を示す図であり、図９はその模式的上視図、図１０は図９に示す音響光学デバイス３０についてのＡＡ´矢視断面とともに、トランスデューサ１５からの弾性表面波の、基板１１上の伝搬方向に垂直な方向についての強度分布を示す図であって、第１，第２実施形態における図２，図６に対応する。尚、図９，図１０中、図１，図２と同一の符号は、ほぼ同様の部分を示している。
【００３８】
第３実施形態にかかる音響光学デバイス３０においても、前述の第１，第２実施形態の場合と同様、光導波路１３ａ−１，１３ａ−２が形成されている領域を含む第１，第２領域１７−１，１７−２でのＳＡＷの伝搬速度を、領域１７−３，１８−１，１８−２での伝搬速度よりも低速として音速差を持たせているが、第３領域１７−３における薄膜構成は、前述の各実施形態の場合と異なっている。
【００３９】
このため、第３実施形態にかかる音響光学デバイス３０は、前述の第１，第２実施形態における音響光学デバイス１０，２０と同様に、ＳＡＷガイド（弾性表面波分布構造）３３ｂとして薄膜１３ｂ−１，１３ｂ−２は形成されているが、第３領域１７−３には、薄膜１３ｂ−１，１３ｂ−２とは材質の異なる薄膜３３ｂ−３が形成されている点は、音響光学デバイス１０，２０とは異なっている。
【００４０】
すなわち、第１，第２領域１７−１，１７−２に形成する薄膜１３ｂ−１，１３ｂ−２の材質としては、基板材料であるＬＮよりも、ＳＡＷの伝搬速度の遅い物質、例えば二酸化珪素にインジウム又はスズがドープされたものを用いるが、第３領域１７−３に形成する薄膜３３ｂ−３の材質としては、基板材料であるＬＮよりもＳＡＷの伝搬速度の速い物質、例えばアルミ酸化物、特にＡｌ2Ｏ3などを用いることができる。尚、ＳＡＷの伝搬速度がＬＮ基板よりも速い物質として公知のものを用いた薄膜とすることもできる。
【００４１】
これにより、薄膜１３ｂ−１，１３ｂ−２が形成されている領域１７−１，１７−２におけるＳＡＷの伝搬速度と、薄膜１３ｂ−１，１３ｂ−２が形成される領域１７−１，１７−２に挟まれた領域１７−３に形成されている薄膜３３ｂ−３におけるＳＡＷの伝搬速度と、の間には前述の各実施形態の場合よりも大きな伝搬速度差（音速差）を持たせることができる。
【００４２】
すなわち、上述のごときＳＡＷの伝搬速度差を持たせているので、基板１１上の伝搬方向に垂直な方向についてのＳＡＷの強度分布としては、光導波路１３ａ−１，１３ａ−２に対応した位置に２つの極大点を形成せしめることができるほか、光導波路１３ａ−１，１３ａ−２にの中間部分（領域１７−３の中心部分参照）での強度分布を、前述の各実施形態の場合よりも小さくすることができるので、上述の２つの極大点部分における強度分布を急峻にさせることができる。
【００４３】
したがって、第３実施形態にかかる音響光学デバイス３０においても、弾性表面波分布構造として、薄膜１３ｂ−１，１３ｂ−２，３３ｂ−３が形成されていることにより、ＳＡＷの強度分布が光導波路１３ａ−１，１３ａ−２に対応した位置に２つの極大点を形成せしめることができるので、上述の第１実施形態の場合と同様の利点を得ることができるほか、２つの極大点部分における強度分布を急峻にさせることができ、伝搬する光とＳＡＷとの相互作用効率をより向上させて、ＳＡＷ発生のための駆動電力の低消費電力化をより大きく図ることができる。
【００４４】
〔Ｃ２〕第３実施形態の変形例の説明
図１１，図１２は本発明の第３実施形態の変形例にかかる音響光学デバイス３０´を示す図であり、図１１はその模式的上視図、図１２は図１１に示す音響光学デバイス３０´についてのＡＡ´矢視断面とともに、トランスデューサ１５からの弾性表面波の、基板１１上の伝搬方向に垂直な方向についての強度分布を示す図であって、第３実施形態における図１０に対応する。尚、図１１，図１２中、図９，図１０と同一の符号は、ほぼ同様の部分を示している。
【００４５】
第３実施形態にかかる音響光学デバイス３０は、ＳＡＷガイド３３ｂをなす薄膜１３ｂ−１，１３ｂ−２が、光導波路１３ａ−１，１３ａ−２の形成位置を中心軸としてそれぞれ形成されているが、この図１１，図１２に示すように、ＳＡＷガイド３３ｂ´をなす薄膜１３ｂ´−１，１３ｂ´−２を、光導波路１３ａ−１，１３ａ−２の位置から内側又は外側（この場合においては内側）にずれた位置を中心軸Ｃ１，Ｃ２に置いて形成することとしてもよい。換言すれば、ＳＡＷが光導波路１３ａ−１，１３ａ−２に効率的に供給されるような位置であれば、光導波路１３ａ−１，１３ａ−２の形成位置を中心とせずに薄膜１３ｂ´−１，１３ｂ´−２を形成してもよい。
【００４６】
このようにしても、図１２に示すように、ＳＡＷの強度分布が光導波路１３ａ−１，１３ａ−２に対応した位置に２つの極大点を形成せしめることができるので、上述の第３実施形態の場合と同様の利点を得ることができる。
〔Ｄ〕第４実施形態の説明
図１３，図１４は本発明の第４実施形態にかかる音響光学デバイス４０を示す図であり、図１３はその模式的上視図、図１４は図１３に示す音響光学デバイス４０についてのＡＡ´矢視断面とともに、トランスデューサ１５からの弾性表面波の、基板１１上の伝搬方向に垂直な方向についての強度分布を示す図であって、第１〜第３実施形態における図２，図６，図１０に対応する。尚、図１３，図１４中、図１，図２と同一の符号は、ほぼ同様の部分を示している。
【００４７】
第４実施形態にかかる音響光学デバイス４０においても、前述の第１〜第３実施形態の場合と同様、光導波路１３ａ−１，１３ａ−２が形成されている領域を含む第１，第２領域１７−１，１７−２でのＳＡＷの伝搬速度を、領域１７−３，１８−１，１８−２での伝搬速度よりも低速として音速差を持たせているが、第１〜第３領域１７−１，１７−２に薄膜を設けずに、領域１８−１，１８−２，１７−３にそれぞれ薄膜４１，４３，４２を設けている点は、前述の各実施形態の場合と異なっている。
【００４８】
換言すれば、音響光学デバイス４０においては、ＳＡＷガイドとしては薄膜が形成されていない領域１７−１，１７−２の部分となる。
すなわち、第４実施形態にかかる音響光学デバイス４０においては、光導波路１３ａ−１，１３ａ−２が形成されていない領域１７−３，１８−１，１８−２に、基板１１の材質であるＬＮよりもＳＡＷの伝搬速度が低速な物質からなる薄膜４２，４１，４３が形成されており、これにより、ＳＡＷの伝搬速度について、光導波路１３ａ−１，１３ａ−２が形成されている領域を含む第１，第２領域１７−１，１７−２でのＳＡＷの伝搬速度を、薄膜４１〜４３が形成された領域１８−１，１８−２，１７−３での伝搬速度よりも低速として音速差を持たせているのである。尚、ＬＮよりもＳＡＷの伝搬速度が低速な物質として、薄膜４１〜４３を形成するために用いられる物質としては、例えばアルミ酸化物、好ましくはＡｌ2Ｏ3がある。
【００４９】
また、領域１７−３に形成されている薄膜４２については、薄膜４１，４３よりも膜厚を薄くしており、これにより、前述の第１実施形態（図２参照）とほぼ同様の、ＳＡＷの伝搬速度分布を得ることができる。これにより、基板１１上の伝搬方向に垂直な方向についてのＳＡＷの強度分布としては、図１４に示すように、光導波路１３ａ−１，１３ａ−２に対応した位置に２つの極大点を形成せしめることができる。
【００５０】
なお、上述の薄膜４２の膜厚として、薄膜４１，４３とほぼ同一の膜厚とすることで、前述の第２実施形態（図６参照）とほぼ同様のＳＡＷの伝搬速度分布を得ることもできる。
このように、第４実施形態にかかる音響光学デバイス４０においても、弾性表面波分布構造として、薄膜４１〜４３が形成されていることにより、ＳＡＷの強度分布が光導波路１３ａ−１，１３ａ−２に対応した位置に２つの極大点を形成せしめることができるので、上述の第１実施形態の場合と同様の利点を得ることができる。
【００５１】
〔Ｅ〕第５実施形態の説明
図１５，図１６は本発明の第５実施形態にかかる音響光学デバイス５０を示す図であり、図１５はその模式的上視図、図１６は図１５に示す音響光学デバイス５０についてのＡＡ´矢視断面とともに、トランスデューサ１５からの弾性表面波の、基板１１上の伝搬方向に垂直な方向についての強度分布を示す図であって、第１〜第４実施形態における図２，図６，図１０，図１４に対応する。尚、図１５，図１６中、図１，図２と同一の符号は、ほぼ同様の部分を示している。
【００５２】
第５実施形態にかかる音響光学デバイス５０においても、前述の第１〜第４実施形態の場合と同様、光導波路１３ａ−１，１３ａ−２が形成されている領域を含む第１，第２領域１７−１，１７−２でのＳＡＷの伝搬速度を、領域１７−３，１８−１，１８−２での伝搬速度よりも低速として音速差を持たせているが、第１〜第３領域１７−１，１７−２に薄膜を設けずに、領域１８−１，１８−２，１７−３にそれぞれ拡散領域５１，５３，５２を設けている点は、前述の各実施形態の場合と異なっている。
【００５３】
換言すれば、音響光学デバイス５０においては、ＳＡＷガイドとしては薄膜が形成されていない領域１７−１，１７−２の部分となる。
すなわち、第５実施形態にかかる音響光学デバイス５０においては、光導波路１３ａ−１，１３ａ−２が形成されていない領域１７−３，１８−１，１８−２を、拡散領域５２，５１，５３として基板１１の材質であるＬＮよりもＳＡＷの伝搬速度が低速となるように、拡散物質が拡散されるようになっており、これにより、ＳＡＷの伝搬速度について、光導波路１３ａ−１，１３ａ−２が形成されている領域を含む第１，第２領域１７−１，１７−２でのＳＡＷの伝搬速度を、拡散領域５１，５３，５２をなす領域１８−１，１８−２，１７−３での伝搬速度よりも低速として音速差を持たせているのである。尚、ＬＮよりもＳＡＷの伝搬速度を低速とする拡散領域を形成する物質として、チタンがある。
【００５４】
このように、第５実施形態にかかる音響光学デバイス５０においても、弾性表面波分布構造として、拡散領域５１〜５３が形成されていることにより、ＳＡＷの強度分布が光導波路１３ａ−１，１３ａ−２に対応した位置に２つの極大点を形成せしめることができるので、上述の第１実施形態の場合と同様の利点を得ることができる。
〔Ｆ〕第６実施形態の説明
図１７，図１８は本発明の第６実施形態にかかる音響光学デバイス６０を示す図であり、図１７はその模式的上視図、図１８は図１７に示す音響光学デバイス６０についてのＩＤＴ電極６３の構成に着目した模式的上視図である。
【００５５】
第６実施形態にかかる音響光学デバイス６０においても、前述の第１〜第５実施形態の場合と同様、基板１１上の伝搬方向に垂直な方向についてのＳＡＷの強度分布について、光導波路１３ａ−１，１３ａ−２が形成されている箇所に対応する２箇所を極大点とするように分布させるものであるが、トランスデューサとしてのＩＤＴ電極６３の構成は、前述の各実施形態の場合と異なっている。
【００５６】
なお、ＩＤＴ電極６３以外の構成としては、前述の第２実施形態におけるＳＡＷガイド２３ｂを有するものと同様の構成を有しているが、ＩＤＴ電極６３以外の構成については、その他の第１，第３〜第５実施形態と同様の構成を適用することもできる。第６実施形態にかかる音響光学デバイス６０においては、第１，第２領域１７−１，１７−２に薄膜１３ｂ−１，１３ｂ−２がそれぞれ形成されるとともに、領域１７−３，１８−１，１８−２には特にＳＡＷの伝搬速度調整のための薄膜を設けていない。尚、図１７，図１８中、図５，図６と同一の符号は、ほぼ同様の部分を示している。
【００５７】
ここで、ＩＤＴ電極６３は、光導波路１３ａ−１，１３ａ−２の両側を連絡するように一体に形成された根電極６１とともに、光導波路１３ａ−１，１３ａ−２間に挟まれた箇所に形成された根電極６２をそなえ、かつ、根電極６１と、それぞれ光導波路１３ａ−１，１３ａ−２に掛かる櫛歯電極６１ａ，６１ｂとが一体に形成されるとともに、根電極６２と、それぞれ光導波路１３ａ−１，１３ａ−２に掛かる櫛歯電極６２ａ，６２ｂとが一体に形成されている。
【００５８】
また、光導波路１３ａ−１に掛かる櫛歯電極６１ａ，６２ａは、この光導波路１３ａ−１を含む第１領域１７−１を伝搬するＳＡＷを生成するためのもので、光導波路１３ａ−２に掛かる櫛歯電極６１ｂ，６２ｂは、光導波路１３ａ−２を含む第２領域１７−２を伝搬するＳＡＷを生成するためのものである。ここで、上述の櫛歯電極６１ａ，６２ａの配列パターンと櫛歯電極６１ｂ、６２ｂの配列パターンとを同一としているので、それぞれの領域１７−１，１７−２を伝搬するＳＡＷの位相を同位相とすることができるようになっている。
【００５９】
そして、上述の根電極６１，６２を通じて図示しない電気信号源からの超音波周波数を有する電気信号が供給され、これらの根電極６１，６２に接続された櫛歯電極６１ａ，６２ａにより領域１７−１を伝搬するＳＡＷ（第１弾性表面波）を生成するとともに、同様に根電極６１，６２に接続された櫛歯電極６１ｂ，６２ｂにより領域１７−２を伝搬するＳＡＷ（第２弾性表面波）を生成することができる。
【００６０】
これにより、この図１７，図１８に示す、基板１１上の伝搬方向に垂直な方向についてのＳＡＷ強度分布Ｂに示すように、櫛歯電極６１ａ，６２ａに印加される電気信号によって光導波路１３ａ−１の形成箇所に対応した箇所を極大点とすることができる一方、櫛歯電極６１ｂ，６２ｂに印加される電気信号によって光導波路１３ａ−２の形成箇所に対応した箇所を極大点とすることができる。
【００６１】
換言すれば、上述の根電極６１，６２および櫛歯電極６１ａ，６２ａにより、第１領域１７−１に第１弾性表面波を伝搬させるための第１櫛歯電極対として構成されるとともに、根電極６１，６２および櫛歯電極６１ｂ，６２ｂにより、第２領域１７−２に第２弾性表面波を伝搬させるための第２櫛歯電極対として構成される。又、上述のＩＤＴ電極６３の構成により、弾性表面波分布構造をなす。
【００６２】
上述の構成により、第６実施形態にかかる音響光学デバイス６０においては、偏光ビームスプリッタ１２においてＴＥ光およびＴＭ光に分離された光は、光導波路１３ａ−１又は光導波路１３ａ−２を伝搬する。このとき、ＩＤＴ電極６３に印加される超音波周波数を有する電圧信号を印加することによって、ＴＥ光をＴＭ光に変換したり、ＴＭ光をＴＥ光に変換したりすることができる。
【００６３】
このとき、ＩＤＴ電極６３の根電極６１，６２および櫛歯電極６１ａ，６２ａに印加される電気信号により生成される弾性表面波の強度分布を、光導波路１３ａ−１の位置に応じた箇所を極大とするように分布させることができる。又、ＩＤＴ電極６３の根電極６１，６２および櫛歯電極６１ｂ，６２ｂに印加される電気信号により生成される弾性表面波の強度分布を、光導波路１３ａ−２の位置に応じた箇所を極大とするように分布させることができる。従って、光導波路１３ａ−１，１３ａ−２でモード変換に必要なＳＡＷを、従来よりも低電圧の電圧信号をＩＤＴ電極６３に供給すれば得られる。
【００６４】
このように、第６実施形態にかかる音響光学デバイス６０においても、弾性表面波分布構造として、トランスデューサとしてのＩＤＴ電極６３が形成されていることにより、ＳＡＷの強度分布が光導波路１３ａ−１，１３ａ−２に対応した位置に２つの極大点を形成せしめることができるので、上述の第１実施形態の場合と同様の利点を得ることができるほか、前述の各実施形態におけるＳＡＷガイドの構成との組み合わせにより、２つの極大点部分における強度分布をより急峻にさせて、伝搬する光とＳＡＷとの相互作用効率をより向上させて、ＳＡＷ発生のための駆動電力の低消費電力化をより大きく図ることが期待できる。
【００６５】
〔Ｇ１〕第７実施形態の説明
図１９〜図２２は本発明の第７実施形態にかかる音響光学デバイス７０を示す図であり、図１９はその模式的上視図、図２０は図１９に示す音響光学デバイス７０についてのＡＡ´矢視断面とともに、ＩＤＴ電極７３からの弾性表面波の、基板１１上の伝搬方向に垂直な方向についての強度分布を示す図であって、第１〜第５実施形態における図２，図６，図１０，図１４，図１６に対応する。図２１，図２２は図１９に示す音響光学デバイス７０についてのＩＤＴ電極７３の構成に着目した模式的上視図である。
【００６６】
第７実施形態にかかる音響光学デバイス７０においても、前述の第６実施形態の場合と同様、トランスデューサとしてのＩＤＴ電極６３の構成により、基板１１上の伝搬方向に垂直な方向についてのＳＡＷの強度分布について、光導波路１３ａ−１，１３ａ−２が形成されている箇所に対応する２箇所を極大点とするように分布させるものである点は共通するが、ＩＤＴ電極７３の構成が第６実施形態の場合と異なっている。
【００６７】
なお、ＩＤＴ電極７３以外の構成としては、前述の第２実施形態におけるＳＡＷガイド２３ｂを有するものと同様の構成を有しているが、ＩＤＴ電極７３以外の構成については、その他の第１，第３〜第５実施形態と同様の構成を適用することもできる。第６実施形態にかかる音響光学デバイス７０においては、第１，第２領域１７−１，１７−２に薄膜１３ｂ−１，１３ｂ−２がそれぞれ形成されるとともに、領域１７−３，１８−１，１８−２には特にＳＡＷの伝搬速度調整のための薄膜を設けていない。尚、図１９〜図２２中、図５，図６と同一の符号は、ほぼ同様の部分を示している。
【００６８】
ここで、ＩＤＴ電極７３は、光導波路１３ａ−１，１３ａ−２の両側を連絡するように一体に形成された根電極７１とともに、光導波路１３ａ−１，１３ａ−２間に挟まれた箇所に形成された根電極７２をそなえ、かつ、根電極７１と、それぞれ光導波路１３ａ−１，１３ａ−２に掛かる櫛歯電極７１ａ，７１ｂとが一体に形成されるとともに、根電極７２と、それぞれ光導波路１３ａ−１，１３ａ−２に掛かる櫛歯電極７２ａ，７２ｂとが一体に形成されている。
【００６９】
また、光導波路１３ａ−１に掛かる櫛歯電極７１ａ，７２ａは、この光導波路１３ａ−１を含む第１領域１７−１を伝搬するＳＡＷを生成するためのもので、光導波路１３ａ−２に掛かる櫛歯電極７１ｂ，７２ｂは、光導波路１３ａ−２を含む第２領域１７−２を伝搬するＳＡＷを生成するためのものである。ここで、図２１，図２２に示すように、上述の櫛歯電極７１ａ，７２ａの配列パターンと櫛歯電極７１ｂ、７２ｂの配列パターンとを互いに逆配列パターンとしているので、それぞれの領域１７−１，１７−２を伝搬するＳＡＷの位相を互いに逆相とすることができるようになっている。
【００７０】
これにより、ＩＤＴ電極７３をなす根電極７１を正電極とする一方、根電極７２を負電極として電気信号を印加するとＳＡＷが発生（励振）するが、このＳＡＷについての基板１１上の伝搬方向に垂直な方向の振幅ＤＰは、図１９〜図２１に示すように高次モードの振幅形状となる。このとき、基板１１上の伝搬方向に垂直な方向でのＳＡＷの強度分布ＤＩとしては、図２０に示すように、櫛歯電極７１ａ，７２ａに印加される電気信号によって光導波路１３ａ−１の形成箇所に対応した箇所を極大点とすることができる一方、櫛歯電極７１ｂ，７２ｂに印加される電気信号によって光導波路１３ａ−２の形成箇所に対応した箇所を極大点とすることができる。
【００７１】
換言すれば、上述の根電極７１，７２を通じて図示しない電気信号源からの超音波周波数を有する電気信号が供給され、これらの根電極７１，７２に接続された櫛歯電極７１ａ，７２ａにより領域１７−１を伝搬するＳＡＷ（第１弾性表面波）を生成するとともに、同様に根電極７１，７２に接続された櫛歯電極７１ｂ，７２ｂにより領域１７−２を伝搬するＳＡＷ（第２弾性表面波）を生成することができる。
【００７２】
すなわち、上述の根電極７１，７２および櫛歯電極７１ａ，７２ａにより、第１領域１７−１に第１弾性表面波を伝搬させるための第１櫛歯電極対として構成されるとともに、根電極７１，７２および櫛歯電極７１ｂ，７２ｂにより、第２領域１７−２に第２弾性表面波を伝搬させるための第２櫛歯電極対として構成される。又、上述のＩＤＴ電極７３の構成により、弾性表面波分布構造をなす。
【００７３】
上述の構成により、第７実施形態にかかる音響光学デバイス７０においては、偏光ビームスプリッタ１２においてＴＥ光およびＴＭ光に分離された光は、光導波路１３ａ−１又は光導波路１３ａ−２を伝搬する。このとき、ＩＤＴ電極７３に印加される超音波周波数を有する電圧信号を印加することによって、ＴＥ光をＴＭ光に変換したり、ＴＭ光をＴＥ光に変換したりすることができる。
【００７４】
このとき、ＩＤＴ電極７３の根電極７１，７２および櫛歯電極７１ａ，７２ａに印加される電気信号により生成される弾性表面波の強度分布を、光導波路１３ａ−１の位置に応じた箇所を極大とするように分布させることができる。又、ＩＤＴ電極７３の根電極７１，７２および櫛歯電極７１ｂ，７２ｂに印加される電気信号により生成される弾性表面波の強度分布を、光導波路１３ａ−２の位置に応じた箇所を極大とするように分布させることができる。従って、従来よりも低電圧の電圧信号をＩＤＴ電極７３に供給したとしても、光導波路１３ａ−１，１３ａ−２でモード変換に必要なＳＡＷを得ることができる。
【００７５】
このように、第７実施形態にかかる音響光学デバイス７０においても、弾性表面波分布構造として、トランスデューサとしてのＩＤＴ電極７３が形成されていることにより、ＳＡＷの強度分布が光導波路１３ａ−１，１３ａ−２に対応した位置に２つの極大点を形成せしめることができるので、上述の第１実施形態の場合と同様の利点を得ることができるほか、前述の各実施形態におけるＳＡＷガイドの構成との組み合わせにより、２つの極大点部分における強度分布をより急峻にさせて、伝搬する光とＳＡＷとの相互作用効率をより向上させて、ＳＡＷ発生のための駆動電力の低消費電力化をより大きく図ることが期待できる。
【００７６】
〔Ｇ２〕第７実施形態の変形例の説明
図２３，図２４は本発明の第７実施形態の変形例にかかる音響光学デバイス７０´を示す図であり、図２３はその要部に着目した模式的上視図、図２４は図２３に示す音響光学デバイス７０´についてのＩＤＴ電極８４の構成に着目した模式的上視図である。
第７実施形態にかかる音響光学デバイス７０においては、櫛歯電極７１ａ，７２ａおよび櫛歯電極７１ｂ，７２ｂの配列パターンを互いに逆配列パターンとすることにより、発生するＳＡＷを高次モードとしているが、例えば図２３，図２４に示すようなＩＤＴ電極８４とともに、図２３に示すような電気信号源８５および位相シフタ８６をそなえることにより、同様の高次モードのＳＡＷを発生させることもできる。尚、図２３，２４中、図２１，図２２と同一の符号は、ほぼ同様の部分を示している。
【００７７】
ここで、第７実施形態の変形例にかかる音響光学デバイス７０´においては、光導波路１３ａ−１，１３ａ−２の基板１１面の外側にそれぞれ形成された根電極８１，８３とともに、光導波路１３ａ−１，１３ａ−２間に挟まれた箇所に形成された根電極８２をそなえ、かつ、根電極８１，８３には、それぞれ、光導波路１３ａ−１，１３ａ−２に掛かる櫛歯電極８１ａ，８３ａが接続されるとともに、根電極８２には、それぞれ光導波路１３ａ−１，１３ａ−２に掛かる櫛歯電極８２ａ，８２ｂが接続されている。
【００７８】
また、光導波路１３ａ−１に掛かる櫛歯電極８１ａ，８２ａは、この光導波路１３ａ−１を含む第１領域１７−１を伝搬するＳＡＷ（第１弾性表面波）を生成するためのもので、光導波路１３ａ−２に掛かる櫛歯電極８２ｂ，８３ａは、光導波路１３ａ−２を含む第２領域１７−２を伝搬するＳＡＷ（第２弾性表面波）を生成するためのものである。即ち、図２４に示すように、根電極８１，８３を正電極とするとともに、根電極８２を負電極として、後述の電気信号源８５からの電気信号を印加することにより、光導波路１３ａ−１，１３ａ−２を伝搬する光に作用を及ぼすＳＡＷを生成することができるようになっている。
【００７９】
換言すれば、上述の根電極８１，８２および櫛歯電極８１ａ，８２ａは、第１領域１７−１に第１弾性表面波を伝搬させるための第１櫛歯電極対として構成され、根電極８２，８３および櫛歯電極８２ｂ，８３ａは、第２領域に第２弾性表面波を伝搬させるための第２櫛歯電極対として構成される。尚、図２３，図２４に示すように、櫛歯電極８１ａ，８２ａの配列パターンと櫛歯電極８２ｂ、８３ａの配列パターンとは、同配列パターンとしている。
【００８０】
また、電気信号源８５は、トランスデューサとしてのＩＤＴ電極８４に対して印加するための（超音波周波数を有する）電気信号を生成しうるものである。この電気信号源８５で生成される電気信号は、根電極８３を通じて櫛歯電極８３ａに供給されるとともに、位相シフタ８６に供給されるようになっている。
位相シフタ８６は、電気信号源８５から第１および第２櫛歯電極対に印加される電気信号を互いに逆相とするためのものである。即ち、位相シフタ８６は、電気信号源８５からの超音波周波数を有する電気信号の位相を反転するもので、位相が反転された電気信号については根電極８１を通じて櫛歯電極８１ａに供給されるようになっている。従って、根電極８１，８３を通じて、櫛歯電極８１ａ，８３ａにそれぞれ供給される電気信号は、互いに逆相の関係を有することとなる。
【００８１】
これにより、ＩＤＴ電極８４をなす根電極８１，８３に互いに逆相の電気信号を印加するとＳＡＷが生成されるが、このＳＡＷについての基板１１上の伝搬方向に垂直な方向の振幅ＤＰは、前述の図２０と同様の高次モードの振幅形状となる。このとき、基板１１上の伝搬方向に垂直な方向でのＳＡＷの強度分布ＤＩについても、櫛歯電極８１ａ，８２ａに印加される電気信号によって光導波路１３ａ−１の形成箇所に対応した箇所を極大点とすることができる一方、櫛歯電極８２ｂ，８３ａに印加される電気信号によって光導波路１３ａ−２の形成箇所に対応した箇所を極大点とすることができる。
【００８２】
すなわち、第７実施形態の変形例にかかる音響光学デバイス７０´においては、弾性表面波分布構造として、同配列パターンの８１ａ，８２ａおよび櫛歯電極８２ｂ，８３ａを有するＩＤＴ電極８４をそなえるとともに、電気信号源８５および位相シフタ８６をそなえて構成されている。
したがって、第７実施形態の変形例にかかる音響光学デバイス７０´においても、弾性表面波分布構造として、トランスデューサとしてのＩＤＴ電極８４が形成されていることにより、ＳＡＷの強度分布が光導波路１３ａ−１，１３ａ−２に対応した位置に２つの極大点を形成せしめることができるので、上述の第１実施形態の場合と同様の利点を得ることができるほか、前述の各実施形態におけるＳＡＷガイドの構成との組み合わせにより、２つの極大点部分における強度分布をより急峻にさせて、伝搬する光とＳＡＷとの相互作用効率をより向上させて、ＳＡＷ発生のための駆動電力の低消費電力化をより大きく図ることが期待できる。
【００８３】
〔Ｈ〕その他
上述した実施形態にかかわらず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
たとえば、上述の第１〜第５実施形態においては、光導波路１３ａ−１，１３ａ−２を伝搬する光に作用するＳＡＷの伝搬速度を、領域１７−１，１７−２において周囲よりも相対的に遅くするために、基板１１に薄膜を形成したり、拡散領域を形成したりしているが、本発明によればこれに限定されず、例えば薄膜や拡散領域を併用することとしてもよい。
【００８４】
また、上述の第１〜第５実施形態においては、トランスデューサ１５の代わりとして、第６、第７実施形態にかかる弾性表面波分布構造である、ＩＤＴ電極６３，７３又は８４をそなえて構成することとしてもよい。このようにすれば、ＳＡＷ発生のために要する駆動電力の低消費電力化をより大きく図ることが期待できる。
さらに、上述の各実施形態においては、光導波路としては２本の光導波路が形成されているデバイスについて詳述しているが、本発明によればこれに限定されず、２本以上の光導波路が基板上に形成されている場合においても、弾性表面波分布構造として、トランスデューサからの弾性表面波の基板上の伝搬方向に垂直な方向についての強度を、光導波路の各位置に応じた箇所を極大とすべく分布せしめるようにすることが可能である。
【００８５】
また、上述した実施形態により、本発明の装置を製造することは可能である。
〔Ｉ〕付記
（付記１） 音響光学効果を有する基板と、
該基板に形成され、光を伝搬させるための互いにほぼ平行な第１および第２の光導波路と、
該基板上に形成され、上記の第１および第２の光導波路の方向に沿った伝搬方向で伝搬する弾性表面波を生成するためのトランスデューサと、をそなえ、
かつ、上記弾性表面波の該基板上の伝搬方向に垂直な方向についての強度を、上記の第１および第２の光導波路の各位置に応じた２箇所を極大とすべく分布せしめる弾性表面波分布構造をそなえて構成されたことを特徴とする、音響光学デバイス。
【００８６】
（付記２） 該弾性表面波分布構造として、
上記弾性表面波について、上記の第１および第２の光導波路が形成されている領域をそれぞれ含んだ第１および第２領域を伝搬する速度が、上記の第１および第２領域に挟まれた第３領域を伝搬する速度よりも低速となるように構成され、
かつ、上記弾性表面波について、上記の第１および第２領域を伝搬する速度が、上記の第１および第２領域の両側領域を伝搬する速度よりも低速となるように構成されたことを特徴とする、付記１記載の音響光学デバイス。
【００８７】
（付記３） 上記の第１および第２領域に、上記第３領域よりも上記弾性表面波が伝搬する速度を低速とするための薄膜がそれぞれ形成されたことを特徴とする、付記２記載の音響光学デバイス。
（付記４） 上記の第１および第２領域に形成される薄膜が、二酸化珪素にインジウムまたはスズがドープされて構成されていることを特徴とする、付記３記載の音響光学デバイス。
【００８８】
（付記５） 上記第３領域に、二酸化珪素にインジウム又はスズがドープされた薄膜であって、上記の第１および第２領域に形成される薄膜よりも厚さの薄い薄膜が形成されたことを特徴とする、付記４記載の音響光学デバイス。
（付記６） 上記の第１および第２領域に形成される薄膜が、二酸化珪素にインジウムまたはスズがドープされて構成されるとともに、上記第３領域に、アルミ酸化物の薄膜が形成されたことを特徴とする、付記３記載の音響光学デバイス。
【００８９】
（付記７） 上記の第１および第２領域に対する該基板面の両側領域に、それぞれ薄膜が形成されるとともに、上記第３領域に、上記両側領域に形成される薄膜よりも厚さの薄い薄膜が形成され、
かつ、該基板面の両側領域および上記第３領域に形成される薄膜が、上記弾性表面波の伝搬速度について該基板よりも速くなるように構成されたことを特徴とする、付記２記載の音響光学デバイス。
【００９０】
（付記８） 上記第３領域とともに、上記の第１および第２領域に対する該基板面の両側領域を、それぞれ拡散領域として構成され、
かつ、該基板面の両側領域および上記第３領域における拡散領域が、上記弾性表面波の伝搬速度について該基板よりも速くなるように構成されたことを特徴とする、付記２記載の音響光学デバイス。
【００９１】
（付記９） 該トランスデューサが、上記の第１および第２領域に対して、上記弾性表面波が均等に伝搬しうる位置に形成された櫛歯電極対により構成されたことを特徴とする、付記１〜８のいずれか１項記載の音響光学デバイス。
（付記１０） 該トランスデューサに対して電気信号を印加するための電気信号源をそなえて構成されたことを特徴とする、付記１〜９のいずれか１項記載の音響光学デバイス。
【００９２】
（付記１１） 該弾性表面波分布構造として、
該トランスデューサが、上記第１領域に第１弾性表面波を伝搬させるための第１櫛歯電極対と、上記第２領域に第２弾性表面波を伝搬させるための第２櫛歯電極対と、
をそなえて構成されたことを特徴とする、付記１〜８のいずれか１項記載の音響光学デバイス。
【００９３】
（付記１２） 上記の第１および第２櫛歯電極対の電極パターンが、上記の第１および第２弾性表面波が互いに逆相となるように構成されたことを特徴とする、付記１１記載の音響光学デバイス。
（付記１３） 該トランスデューサに対して印加するための電気信号を生成しうる電気信号源をそなえるとともに、
該電気信号源から上記の第１および第２櫛歯電極対に印加される電気信号を互いに逆相とする位相シフタをそなえて構成されたことを特徴とする、付記１１記載の音響光学デバイス。
【００９４】
（付記１４） 少なくとも一つの入力ポートからの光を２つの偏波に分離し、上記の第１および第２の光導波路に上記分離した光を出力しうる第１の偏波分離素子と、
上記の第１の光導波路および第２の光導波路からの光を入力され、上記の第１および第２の光導波路からの光を２つの偏波に分離して出力する第２の偏波分離素子と、
をそなえて構成されたことを特徴とする、付記１〜１３のいずれか１項記載の音響光学デバイス。
【００９５】
（付記１５） 音響光学効果を有する基板と、
該基板上に形成され、光を伝搬させるための互いにほぼ平行な複数の光導波路と、
該基板上に形成され、上記複数の光導波路の方向に沿った伝搬方向で伝搬する弾性表面波を生成するためのトランスデューサと、をそなえ、
かつ、該トランスデューサからの上記弾性表面波の該基板上の伝搬方向に垂直な方向についての強度を、上記複数の光導波路の各位置に応じた箇所を極大とすべく分布せしめる弾性表面波分布構造をそなえて構成されたことを特徴とする、音響光学デバイス。
【００９６】
（付記１６） 音響光学効果を有する基板と、
該基板上に形成され、光を伝搬させるための互いにほぼ平行な複数の光導波路と、
該基板上に形成され、上記複数の光導波路の方向に沿った伝搬方向で伝搬する弾性表面波を生成するためのトランスデューサと、をそなえ、
かつ、該トランスデューサからの上記弾性表面波の該基板上の伝搬方向に垂直な方向についての振幅を高次モードとし、上記の第１および第２の光導波路の各位置に応じた２箇所を振幅の極大又は極小のいずれかに設定したことを特徴とする、音響光学デバイス。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる音響光学デバイスを示す模式的上視図である。
【図２】本発明の第１実施形態にかかる音響光学デバイスの作用効果を説明するための図である。
【図３】本発明の第１実施形態の変形例にかかる音響光学デバイスを示す模式的上視図である。
【図４】本発明の第１実施形態の変形例にかかる音響光学デバイスの作用効果を説明するための図である。
【図５】本発明の第２実施形態にかかる音響光学デバイスを示す模式的上視図である。
【図６】本発明の第２実施形態にかかる音響光学デバイスの作用効果を説明するための図である。
【図７】本発明の第２実施形態の変形例にかかる音響光学デバイスを示す模式的上視図である。
【図８】本発明の第２実施形態の変形例にかかる音響光学デバイスの作用効果を説明するための図である。
【図９】本発明の第３実施形態にかかる音響光学デバイスを示す模式的上視図である。
【図１０】本発明の第３実施形態にかかる音響光学デバイスの作用効果を説明するための図である。
【図１１】本発明の第３実施形態の変形例にかかる音響光学デバイスを示す模式的上視図である。
【図１２】本発明の第３実施形態の変形例にかかる音響光学デバイスの作用効果を説明するための図である。
【図１３】本発明の第４実施形態にかかる音響光学デバイスを示す模式的上視図である。
【図１４】本発明の第４実施形態にかかる音響光学デバイスの作用効果を説明するための図である。
【図１５】本発明の第５実施形態にかかる音響光学デバイスを示す模式的上視図である。
【図１６】本発明の第５実施形態にかかる音響光学デバイスの作用効果を説明するための図である。
【図１７】本発明の第６実施形態にかかる音響光学デバイスを示す模式的上視図である。
【図１８】本発明の第６実施形態にかかる音響光学デバイスの要部を示す模式的上視図である。
【図１９】本発明の第７実施形態にかかる音響光学デバイスを示す模式的上視図である。
【図２０】本発明の第７実施形態にかかる音響光学デバイスの作用効果を説明するための図である。
【図２１】本発明の第７実施形態にかかる音響光学デバイスの要部を示す模式的上視図である。
【図２２】本発明の第７実施形態にかかる音響光学デバイスの要部を示す模式的上視図である。
【図２３】本発明の第７実施形態の変形例にかかる音響光学デバイスを示す模式的上視図である。
【図２４】本発明の第７実施形態の変形例にかかる音響光学デバイスの要部を示す模式的上視図である。
【図２５】一般的なＡＯＴＦの構成例について示す模式的上視図である。
【図２６】図２５に示すＡＯＴＦにおけるＳＡＷ伝播方向に対しての垂直方向のＳＡＷの強度分布を示す図である。
【符号の説明】
【００９８】
１０，１０´，２０，２０´，３０，３０´，４０，５０，６０，７０，７０´ 音響光学デバイス
１０−１〜１０−４ ポート
１１ 基板
１２，１４ 偏光ビームスプリッタ
１３ａ−１，１３ａ−２ 光導波路
１３ｂ，１３ｂ´，２３ｂ，２３ｂ´，３３ｂ，３３ｂ´ ＳＡＷガイド
１３ｂ−１〜１３ｂ−３，１３ｂ´−１〜１３ｂ´−３，３３ｂ−３，４１〜４３ 薄膜
１５ トランスデューサ
１５ａ，１５ｂ 櫛歯電極部
１５ａ−１，１５ｂ−１ 歯電極
１５ａ−２，１５ｂ−２ 根電極
１７−１〜１７−３，１８−１，１８−２ 領域
５１〜５３ 拡散領域
６１，６２，７１，７２，８１〜８３ 根電極
６１ａ，６１ｂ，６２ａ，６２ｂ，７１ａ，７１ｂ，７２ａ，７２ｂ，８１ａ，８２ａ，８２ｂ，８３ａ 櫛歯電極
６３，７３，８４ ＩＤＴ電極
８５ 電気信号源
８６ 位相シフタ
１００ ＡＯＴＦ
１０１ 基板
１０２，１０４ 偏光ビームスプリッタ
１０３ａ−１，１０３ａ−２ 光導波路
１０３ｂ ＳＡＷガイド
１０５ トランスデューサ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信システムにおいて用いて好適の、音響光学デバイスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
音響光学デバイスは、超音波を印加することで誘起する物質内の屈折率分布で光が回折するという、音響光学効果を利用したデバイスであって、例えばＡＯＴＦ（Acousto-Optic Tunable Filter；音響光学波長可変フィルタ）がある。このＡＯＴＦは、ＷＤＭ（Wavelength Division Multiplexing；波長多重）光通信システムにおけるＯＡＤＭ（Optical Add-Drop Multiplexer；光分岐挿入装置）のほか、光クロスコネクト，光スイッチまたは光変調等の用途への適用も期待されている。
【０００３】
ＡＯＴＦは、ＬｉＮｂＯ3（ニオブ酸リチウム）基板（以下、単にＬＮ基板という場合がある）等の圧電材料に作製された導波路中の光と、その上に印加されたＳＡＷ（Surface Acoustic Wave；弾性表面波）との相互作用である、音響光学効果によるＴＥ−ＴＭモード変換を用いた波長フィルタである。
図２５は、一般的なＡＯＴＦの構成例について示す模式的上視図であり、このＡＯＴＦ１００は、ＬＮ基板１０１に、相互作用領域の前後段にそれぞれ形成された偏光ビームスプリッタ１０２，１０４をそなえるとともに、２本の光導波路１０３ａ−１，１０３ａ−２とその上に薄膜が形成されたＳＡＷの導波路であるＳＡＷガイド１０３ｂとからなる、上述の相互作用領域としてのモード変換部１０３が形成されている。そして、超音波信号を印加することでＳＡＷガイド１０３ｂを伝搬させるＳＡＷを生成しうる櫛型電極（ＩＤＴ：Inter Digit Transducer）１０５が形成されている。
【０００４】
このような構成のＡＯＴＦ１００においては、入力された光について、入力側の偏光ビームスプリッタ１０２においてＴＥ光とＴＭ光とに分離するとともに、櫛形電極１０５からのＳＡＷにより、モード変換部１０３をなす光導波路１０３ａ−１，１０３ａ−２においてそれぞれ別々に特定の波長の光のみＴＥ／ＴＭモード変換を行なって、出力側の偏光ビームスプリッタ１０４において合波する。これにより、デバイス特性の偏光無依存化を実現している。
【０００５】
ここで、図２５に示すＡＯＴＦ１００のモード変換は、偏光無依存化を実現するため偏光成分に応じて別々の導波路１０３ａ−１，１０３ａ−２で行なうが、モード変換のためには、これらの導波路１０３ａ−１，１０３ａ−２に対しては同一特性のＳＡＷを用いる必要がある。上述の図２５に示すＡＯＴＦ１００においては、光導波路１０３ａ−１，１０３ａ−２に印加するＳＡＷとしては、トランスデューサ１０５に印加される超音波に起因したＳＡＷを共用している。
【０００６】
なお、本願発明に関連する公知技術としては、以下に示す特許文献１に記載されたものもある。この特許文献１には、音響導波路をギャップによって分かつことにより、２つの音響導波路を方向性結合器として動作させる技術について記載されている。
【特許文献１】米国特許第５２１８６５３号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述の図２５に示すＡＯＴＦ１００においては、ＳＡＷ伝播方向に対しての垂直方向のＳＡＷの強度分布は、図２６に示すように、光導波路１０３ａ−１，１０３ａ−２に挟まれた領域に単一の極大点Ｐを持つ波形となる。従って、トランスデューサ１０５に印加される超音波信号によって生成されるＳＡＷの強度は、光導波路１０３ａ−１，１０３ａ−２近傍では比較的弱い部分を使用しなければならず、相互作用効率が良好であるとはいえず、ＳＡＷを発生させるための駆動電力を増大させてしまう、という課題がある。
【０００８】
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、相互作用効率を改善し、ＳＡＷを発生させるための駆動電力を抑制させることができるようにした、音響光学デバイスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
このため、本発明の音響光学デバイスは、音響光学効果を有する基板と、該基板に形成され、光を伝搬させるための互いにほぼ平行な第１および第２の光導波路と、該基板上に形成され、上記の第１および第２の光導波路の方向に沿った伝搬方向で伝搬する弾性表面波を生成するためのトランスデューサと、をそなえ、かつ、該トランスデューサからの上記弾性表面波の該基板上の伝搬方向に垂直な方向についての強度を、上記の第１および第２の光導波路の各位置に応じた２箇所を極大とすべく分布せしめる弾性表面波分布構造をそなえて構成されたことを特徴としている。
【００１０】
また、好ましくは、該弾性表面波分布構造として、上記弾性表面波について、上記の第１および第２の光導波路が形成されている領域をそれぞれ含んだ第１および第２領域を伝搬する速度が、上記の第１および第２領域に挟まれた第３領域を伝搬する速度よりも低速となるように構成し、かつ、上記弾性表面波について、上記の第１および第２領域を伝搬する速度が、上記の第１および第２領域の両側領域を伝搬する速度よりも低速となるように構成することができる。
【００１１】
また、該弾性表面波分布構造として、該トランスデューサが、上記第１領域に第１弾性表面波を伝搬させるための第１櫛歯電極対と、上記第２領域に第２弾性表面波を伝搬させるための第２櫛歯電極対と、をそなえて構成することができる。
さらに、少なくとも一つの入力ポートからの光を２つの偏波に分離し、上記の第１および第２の光導波路に上記分離した光を出力しうる第１の偏波分離素子と、上記の第１の光導波路および第２の光導波路からの光を入力され、上記の第１および第２の光導波路からの光を２つの偏波に分離して出力する第２の偏波分離素子と、をそなえて構成することとしてもよい。
【００１２】
さらに、本発明の音響光学デバイスは、音響光学効果を有する基板と、該基板上に形成され、光を伝搬させるための互いにほぼ平行な複数の光導波路と、該基板上に形成され、上記複数の光導波路の方向に沿った伝搬方向で伝搬する弾性表面波を生成するためのトランスデューサと、をそなえ、かつ、該トランスデューサからの上記弾性表面波の該基板上の伝搬方向に垂直な方向についての強度を、上記複数の光導波路の各位置に応じた箇所を極大とすべく分布せしめる弾性表面波分布構造をそなえて構成されたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
このように、弾性表面波分布構造により、上記弾性表面波の該基板上の伝搬方向に垂直な方向についての強度を、上記の第１および第２の光導波路の各位置に応じた２箇所を極大とすべく分布せしめることができるので、相互作用効率を改善し、ＳＡＷを発生させるための駆動電力を抑制させることができ、消費電力の低減を図ることができる利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照することにより、本発明の実施の形態について詳述する。
〔Ａ１〕第１実施形態の説明
図１は本発明の第１実施形態にかかる音響光学デバイスを示す模式的上視図であり、この図１に示す音響光学デバイス１０は、ＬＮ基板等の音響光学効果を有する基板１１をそなえるとともに、この基板１１面には偏光ビームスプリッタ１２，１４および光導波路１３ａ−１，１３ａ−２が形成されるとともに、基板１１上に、ＳＡＷガイド１３ｂとともにトランスデューサ１５が形成されている。尚、１９はトランスデューサ１５に対して電気信号を供給する電気信号源である。
【００１５】
ここで、偏光ビームスプリッタ１２は、音響光学デバイス１０に設けられた２つの入力ポート１０−１，１０−２のうちの少なくとも一つの入力ポート１０−１からの光を２つの偏波（例えばＴＥ光およびＴＭ光）に分離し、光導波路１３ａ−１，１３ａ−２に分離した光を出力しうる第１の偏波分離素子として機能する。この場合においては、入力ポート１０−１からの光は、偏光ビームスプリッタ１２においてＴＥ光およびＴＭ光に分離され、ＴＥ光は光導波路１３ａ−２へ、ＴＭ光は光導波路１３ａ−１へ、それぞれ出力されるようになっている。
【００１６】
また、光導波路１３ａ−１，１３ａ−２は、チタン等を拡散させることによって形成されたもので、互いにほぼ平行な直線導波路をなす。そして、偏光ビームスプリッタ１２で偏光分離された光をそれぞれ伝搬して、偏光ビームスプリッタ１４へ出力するようになっている。
さらに、偏光ビームスプリッタ１４は、光導波路１３ａ−１，１３ａ−２からの光を入力され、上記の第１および第２の光導波路からの光を２つの偏波に分離して（偏波ごとに規定される出力方向へ分離して）出力する第２の偏波分離素子として機能するものである。具体的には、偏光ビームスプリッタ１４においては、光導波路１３ａ−１から入力されるＴＥ光を、音響光学デバイス１０に設けられた２つの出力ポート１０−３，１０−４のうちの出力ポート１０−４へ出力する一方、光導波路１３ａ−２から入力されるＴＭ光を、出力ポート１０−４へ出力することができるようになっている。同様に、光導波路１３ａ−２から入力されるＴＥ光を出力ポート１０−３へ出力する一方、光導波路１３ａ−１から入力されるＴＭ光を出力ポート１０−３へ出力することができるようになっている。
【００１７】
トランスデューサ１５は、光導波路１３ａ−１，１３ａ−２の方向に沿った伝搬方向で、光導波路１３ａ−１，１３ａ−２をそれぞれ含む領域である第１および第２領域１７−１，１７−２を均等な強度で伝搬する弾性表面波（ＳＡＷ）を生成するためのものであり、互いに対向してかみ合わされるように配置された歯電極１５ａ−１，１５ｂ−１および歯電極１５ａ−１，１５ｂ−１の根元をなす根電極１５ａ−２，１５ｂ−２をそれぞれそなえてなる櫛歯電極部１５ａ，１５ｂをそなえて構成されている。
【００１８】
そして、この櫛歯電極部１５ａ，１５ｂに電気信号源１９からの超音波周波数を持つ電圧信号を印加すると、後述する第１実施形態における特徴的なＳＡＷガイド１３ｂを通じてＳＡＷが伝搬するようになっている。上述のＳＡＷガイド１３ｂを伝搬するＳＡＷによって、光導波路１３ａ−１，１３ａ−２の屈折率分布が変化することにより、この光導波路１３ａ−１，１３ａ−２を伝搬する光のモードを切り替えることができるようになっている。
【００１９】
たとえば、トランスデューサ１５に印加する電圧信号により生成されＳＡＷガイド１３ｂを伝搬するＳＡＷにより、光導波路１３ａ−１を伝搬するＴＭ光はＴＥ光に、ＴＥ光はＴＭ光に、それぞれモードを切り替えられるようになっている。同様に、光導波路１３ａ−２を伝搬するＴＥ光はＴＭ光に、ＴＭ光はＴＥ光に、それぞれモードを切り替えられるようになっている。
【００２０】
図２は、図１に示す音響光学デバイス１０についてのＡＡ´矢視断面とともに、トランスデューサ１５からの弾性表面波の、基板１１上の伝搬方向に垂直な方向についての強度分布を示す図である。ＳＡＷガイド１３ｂは、例えば図２に示すような薄膜１３ｂ−１〜１３ｂ−３が基板１１上に形成されることで構成される。薄膜１３ｂ−１，１３ｂ−２はそれぞれ、基板１１上における光導波路１３ａ−１，１３ａ−２が形成されている領域をそれぞれ含んだ第１および第２領域１７−１，１７−２に形成されて、これら第１および第２領域１７−１，１７−２に挟まれた第３領域１７−３よりも、弾性表面波が伝搬する速度を低速とすることができるようになっている。
【００２１】
また、薄膜１３ｂ−３は、上述の第３領域１７−３に形成され、第１および第２領域１７−１，１７−２に形成される薄膜１３ｂ−１，１３ｂ−２よりも厚さの薄い薄膜１３ｂ−３が形成されている。尚、上述の薄膜１３ｂ−１〜１３ｂ−３としては、いずれも同質のものを用いることができ、好ましくは、ＬＮよりもＳＡＷの伝搬速度が遅い二酸化珪素にインジウムまたはスズがドープされたものを用いることができるが、その他、ＳＡＷの伝搬速度がＬＮ基板よりも遅い物質として公知のものを用いた薄膜とすることもできる。
【００２２】
一般的に、ＳＡＷの伝搬速度を決める要素は、基板１１上に設けたＳＡＷガイドとなる部分の物質の硬さと重さに影響される。即ち、ＳＡＷガイドが基板１１よりも硬ければＳＡＷの伝搬速度は相対的に速くなり、ＳＡＷガイドが基板１１よりも軟らかければ、ＳＡＷの伝搬速度は相対的に遅くなる。又、基板１１上に設けたＳＡＷガイドとなる部分が軽ければＳＡＷの伝搬速度は相対的に速くなり、ＳＡＷガイドとなる部分が重ければＳＡＷの伝搬速度は相対的に遅くなる。
【００２３】
この場合においては、薄膜１３ｂ−３の膜厚は、薄膜１３ｂ−１，１３ｂ−２よりも薄くなるように形成されているので、この薄膜１３ｂ−３の部分は、薄膜１３ｂ−１，１３ｂ−２の部分よりも軽くなるので、相対的にＳＡＷの伝搬速度は薄膜１３ｂ−１，１３ｂ−２よりも速くなるのである。
したがって、ＳＡＷについて、光導波路１３ａ−１，１３ａ−２が形成されている領域をそれぞれ含んだ第１および第２領域１７−１，１７−２を伝搬する速度が、第１および第２領域１７−１，１７−２に挟まれた第３領域１７−３を伝搬する速度よりも低速となるように構成され、かつ、ＳＡＷについて、第１および第２領域１７−１，１７−２を伝搬する速度が、第１および第２領域１７−１，１７−２の両側領域１８−１，１８−２（薄膜１３ｂ−１〜１３ｂ−３のごとき薄膜が形成されていない領域）を伝搬する速度よりも低速となるように構成されているのである。
【００２４】
また、薄膜１３ｂ−１〜１３ｂ−３により、第１，第２領域１７−１，１７−２をＳＡＷが伝搬する伝搬速度を、第３領域１７−３での伝搬速度よりも低速にすることができるので、ＳＡＷを伝搬速度が低速な領域１７−１，１７−２に閉じ込める効果を生ぜしめ、図２に示すように、弾性表面波の強度分布を、光導波路１３ａ−１，１３ａ−２の各位置に応じた２箇所を極大とするように分布させることができる。換言すれば、上述の薄膜１３ｂ−１〜１３ｂ−３により、弾性表面波分布構造を構成する。
【００２５】
換言すれば、ＳＡＷについての伝搬速度について、基板１１上の伝搬方向に垂直な方向について速度差（即ち音速差）を設け、第１および第２領域１７−１，１７−２を伝搬する速度を、その周囲の領域１７−３，１８−１，１８−２を伝搬する速度よりも低速とすることで、ＳＡＷの基板１１上の伝搬方向に垂直な方向での強度を、第１および第２領域１７−１，１７−２において極大点が得られるように分布させることができるのである。
【００２６】
上述の構成により、本発明の第１実施形態にかかる音響光学デバイス１０では、偏光ビームスプリッタ１２においてＴＥ光およびＴＭ光に分離された光は、光導波路１３ａ−１又は光導波路１３ａ−２を伝搬する。このとき、トランスデューサ１５に印加される超音波周波数を有する電圧信号を印加することによって、ＴＥ光をＴＭ光に変換したり、ＴＭ光をＴＥ光に変換したりすることができる。
【００２７】
たとえば、音響光学デバイス１０をＯＡＤＭとして適用する場合には、入力ポート１０−１から入力された波長多重光について、出力ポート１０−４から取り出すべき波長チャンネルの光についてのみ上述のモード変換がされるように、トランスデューサ１５で印加する電圧信号の周波数を可変する。これにより、モード変換されなかった波長チャンネルの光については、出力ポート１０−３を通じて出力するとともに、モード変換された波長チャンネルの光は、出力ポート１０−４を通じてドロップさせることができる。
【００２８】
このとき、薄膜１３ｂ−１〜１３ｂ−３からなるＳＡＷガイド１３ｂにより、弾性表面波の強度分布を、光導波路１３ａ−１，１３ａ−２の各位置に応じた２箇所を極大とするように分布させることができるので、光導波路１３ａ−１，１３ａ−２でモード変換に必要なＳＡＷを、従来よりも低電圧の電圧信号をトランスデューサ１５に供給すれば得られる。
【００２９】
このように、本発明の第１実施形態にかかる音響光学デバイス１０によれば、弾性表面波分布構造として、薄膜１３ｂ−１〜１３ｂ−３からなるＳＡＷガイド１３ｂをそなえたことにより、相互作用効率を改善し、ＳＡＷを発生させるための駆動電力を抑制させることができ、消費電力の低減を図ることができる利点がある。
〔Ａ２〕第１実施形態の変形例の説明
図３，図４は本発明の第１実施形態の変形例にかかる音響光学デバイス１０´を示す図であり、図３はその模式的上視図、図４は図３に示す音響光学デバイス１０´についてのＡＡ´矢視断面とともに、トランスデューサ１５からの弾性表面波の、基板１１上の伝搬方向に垂直な方向についての強度分布を示す図であって、第１実施形態における図２に対応する。尚、図３，図４中、図１，図２と同一の符号は、ほぼ同様の部分を示している。
【００３０】
第１実施形態にかかる音響光学デバイス１０は、ＳＡＷガイド１３ｂをなす薄膜１３ｂ−１，１３ｂ−２が、光導波路１３ａ−１，１３ａ−２の形成位置を中心軸としてそれぞれ形成されているが、この図３，図４に示すように、ＳＡＷガイド１３ｂをなす薄膜１３ｂ´−１，１３ｂ´−２を、光導波路１３ａ−１，１３ａ−２の位置から内側又は外側（この場合においては外側）にずれた位置を中心軸Ｃ１，Ｃ２に置いて形成することとしてもよい。換言すれば、ＳＡＷが光導波路１３ａ−１，１３ａ−２に効率的に供給されるような位置であれば、光導波路１３ａ−１，１３ａ−２の形成位置を中心とせずに薄膜１３ｂ´−１，１３ｂ´−２を形成してもよい。
【００３１】
このようにしても、図６に示すように、ＳＡＷの強度分布が光導波路１３ａ−１，１３ａ−２に対応した位置に２つの極大点を形成せしめることができるので、上述の第１実施形態の場合と同様の利点を得ることができる。
〔Ｂ１〕第２実施形態の説明
図５，図６は本発明の第２実施形態にかかる音響光学デバイス２０を示す図であり、図５はその模式的上視図、図６は図５に示す音響光学デバイス２０についてのＡＡ´矢視断面とともに、トランスデューサ１５からの弾性表面波の、基板１１上の伝搬方向に垂直な方向についての強度分布を示す図であって、第１実施形態における図２に対応する。尚、図５，図６中、図１，図２と同一の符号は、ほぼ同様の部分を示している。
【００３２】
第２実施形態にかかる音響光学デバイス２０は、前述の第１実施形態の場合に比べて、光導波路１３ａ−１，１３ａ−２が形成されている領域を含む第１，第２領域１７−１，１７−２でのＳＡＷの伝搬速度を、領域１７−３，１８−１，１８−２での伝搬速度よりも低速として音速差を持たせている点は共通するが、第３領域１７−３における構成が異なっている。
【００３３】
このため、第２実施形態にかかる音響光学デバイス２０は、前述の第１実施形態における音響光学デバイス１０と同様に、ＳＡＷガイド（弾性表面波分布構造）２３ｂとして薄膜１３ｂ−１，１３ｂ−２は形成されているものの、第３領域１７−３には薄膜１３ｂ−３が形成されていない点は音響光学デバイス１０とは異なる。
この場合においては、第３領域１７−３でのＳＡＷの伝搬速度は、基板１０（即ちＬＮ）における伝搬速度となるので、第１，第２領域１７−１，１７−２に形成された薄膜１３ｂ−１，１３ｂ−２での伝搬速度に比べれば高速となる。尚、第１，第２領域１７−１，１７−２の外側領域１８−１，１８−２についても、薄膜は形成されていないので、これらの領域１８−１，１８−２をＳＡＷが伝搬する速度は、第３領域１７−３と同様である。
【００３４】
換言すれば、第２実施形態にかかる音響光学デバイス２０においても、弾性表面波について、光導波路１３ａ−１，１３ａ−２が形成されている領域をそれぞれ含んだ第１および第２領域１７−１，１７−２を伝搬する速度が、第１および第２領域１７−１，１７−２に挟まれた第３領域１７−３を伝搬する速度よりも低速となるように構成され、かつ、弾性表面波について、第１および第２領域１７−１，１７−２を伝搬する速度が、第１および第２領域１７−１，１７−２の両側領域１８−１，１８−２を伝搬する速度よりも低速となる。
【００３５】
したがって、第２実施形態にかかる音響光学デバイス２０においても、弾性表面波分布構造として、薄膜１３ｂ−１，１３ｂ−２が形成されていることにより、ＳＡＷの強度分布が光導波路１３ａ−１，１３ａ−２に対応した位置に２つの極大点を形成せしめることができるので、上述の第１実施形態の場合と同様の利点を得ることができる。
〔Ｂ２〕第２実施形態の変形例の説明
図７，図８は本発明の第２実施形態の変形例にかかる音響光学デバイス２０´を示す図であり、図７はその模式的上視図、図８は図７に示す音響光学デバイス２０´についてのＡＡ´矢視断面とともに、トランスデューサ１５からの弾性表面波の、基板１１上の伝搬方向に垂直な方向についての強度分布を示す図であって、第２実施形態における図６に対応する。尚、図７，図８中、図５，図６と同一の符号は、ほぼ同様の部分を示している。
【００３６】
第２実施形態にかかる音響光学デバイス２０は、ＳＡＷガイド２３ｂをなす薄膜１３ｂ−１，１３ｂ−２が、光導波路１３ａ−１，１３ａ−２の形成位置を中心軸としてそれぞれ形成されているが、この図７，図８に示すように、ＳＡＷガイド２３ｂ´をなす薄膜１３ｂ´−１，１３ｂ´−２を、光導波路１３ａ−１，１３ａ−２の位置から内側又は外側（この場合においては外側）にずれた位置を中心軸Ｃ１，Ｃ２に置いて形成することとしてもよい。換言すれば、ＳＡＷが光導波路１３ａ−１，１３ａ−２に効率的に供給されるような位置であれば、光導波路１３ａ−１，１３ａ−２の形成位置を中心とせずに薄膜１３ｂ´−１，１３ｂ´−２を形成してもよい。
【００３７】
このようにしても、図８に示すように、ＳＡＷの強度分布が光導波路１３ａ−１，１３ａ−２に対応した位置に２つの極大点を形成せしめることができるので、上述の第２実施形態の場合と同様の利点を得ることができる。
〔Ｃ１〕第３実施形態の説明
図９，図１０は本発明の第３実施形態にかかる音響光学デバイス３０を示す図であり、図９はその模式的上視図、図１０は図９に示す音響光学デバイス３０についてのＡＡ´矢視断面とともに、トランスデューサ１５からの弾性表面波の、基板１１上の伝搬方向に垂直な方向についての強度分布を示す図であって、第１，第２実施形態における図２，図６に対応する。尚、図９，図１０中、図１，図２と同一の符号は、ほぼ同様の部分を示している。
【００３８】
第３実施形態にかかる音響光学デバイス３０においても、前述の第１，第２実施形態の場合と同様、光導波路１３ａ−１，１３ａ−２が形成されている領域を含む第１，第２領域１７−１，１７−２でのＳＡＷの伝搬速度を、領域１７−３，１８−１，１８−２での伝搬速度よりも低速として音速差を持たせているが、第３領域１７−３における薄膜構成は、前述の各実施形態の場合と異なっている。
【００３９】
このため、第３実施形態にかかる音響光学デバイス３０は、前述の第１，第２実施形態における音響光学デバイス１０，２０と同様に、ＳＡＷガイド（弾性表面波分布構造）３３ｂとして薄膜１３ｂ−１，１３ｂ−２は形成されているが、第３領域１７−３には、薄膜１３ｂ−１，１３ｂ−２とは材質の異なる薄膜３３ｂ−３が形成されている点は、音響光学デバイス１０，２０とは異なっている。
【００４０】
すなわち、第１，第２領域１７−１，１７−２に形成する薄膜１３ｂ−１，１３ｂ−２の材質としては、基板材料であるＬＮよりも、ＳＡＷの伝搬速度の遅い物質、例えば二酸化珪素にインジウム又はスズがドープされたものを用いるが、第３領域１７−３に形成する薄膜３３ｂ−３の材質としては、基板材料であるＬＮよりもＳＡＷの伝搬速度の速い物質、例えばアルミ酸化物、特にＡｌ2Ｏ3などを用いることができる。尚、ＳＡＷの伝搬速度がＬＮ基板よりも速い物質として公知のものを用いた薄膜とすることもできる。
【００４１】
これにより、薄膜１３ｂ−１，１３ｂ−２が形成されている領域１７−１，１７−２におけるＳＡＷの伝搬速度と、薄膜１３ｂ−１，１３ｂ−２が形成される領域１７−１，１７−２に挟まれた領域１７−３に形成されている薄膜３３ｂ−３におけるＳＡＷの伝搬速度と、の間には前述の各実施形態の場合よりも大きな伝搬速度差（音速差）を持たせることができる。
【００４２】
すなわち、上述のごときＳＡＷの伝搬速度差を持たせているので、基板１１上の伝搬方向に垂直な方向についてのＳＡＷの強度分布としては、光導波路１３ａ−１，１３ａ−２に対応した位置に２つの極大点を形成せしめることができるほか、光導波路１３ａ−１，１３ａ−２にの中間部分（領域１７−３の中心部分参照）での強度分布を、前述の各実施形態の場合よりも小さくすることができるので、上述の２つの極大点部分における強度分布を急峻にさせることができる。
【００４３】
したがって、第３実施形態にかかる音響光学デバイス３０においても、弾性表面波分布構造として、薄膜１３ｂ−１，１３ｂ−２，３３ｂ−３が形成されていることにより、ＳＡＷの強度分布が光導波路１３ａ−１，１３ａ−２に対応した位置に２つの極大点を形成せしめることができるので、上述の第１実施形態の場合と同様の利点を得ることができるほか、２つの極大点部分における強度分布を急峻にさせることができ、伝搬する光とＳＡＷとの相互作用効率をより向上させて、ＳＡＷ発生のための駆動電力の低消費電力化をより大きく図ることができる。
【００４４】
〔Ｃ２〕第３実施形態の変形例の説明
図１１，図１２は本発明の第３実施形態の変形例にかかる音響光学デバイス３０´を示す図であり、図１１はその模式的上視図、図１２は図１１に示す音響光学デバイス３０´についてのＡＡ´矢視断面とともに、トランスデューサ１５からの弾性表面波の、基板１１上の伝搬方向に垂直な方向についての強度分布を示す図であって、第３実施形態における図１０に対応する。尚、図１１，図１２中、図９，図１０と同一の符号は、ほぼ同様の部分を示している。
【００４５】
第３実施形態にかかる音響光学デバイス３０は、ＳＡＷガイド３３ｂをなす薄膜１３ｂ−１，１３ｂ−２が、光導波路１３ａ−１，１３ａ−２の形成位置を中心軸としてそれぞれ形成されているが、この図１１，図１２に示すように、ＳＡＷガイド３３ｂ´をなす薄膜１３ｂ´−１，１３ｂ´−２を、光導波路１３ａ−１，１３ａ−２の位置から内側又は外側（この場合においては内側）にずれた位置を中心軸Ｃ１，Ｃ２に置いて形成することとしてもよい。換言すれば、ＳＡＷが光導波路１３ａ−１，１３ａ−２に効率的に供給されるような位置であれば、光導波路１３ａ−１，１３ａ−２の形成位置を中心とせずに薄膜１３ｂ´−１，１３ｂ´−２を形成してもよい。
【００４６】
このようにしても、図１２に示すように、ＳＡＷの強度分布が光導波路１３ａ−１，１３ａ−２に対応した位置に２つの極大点を形成せしめることができるので、上述の第３実施形態の場合と同様の利点を得ることができる。
〔Ｄ〕第４実施形態の説明
図１３，図１４は本発明の第４実施形態にかかる音響光学デバイス４０を示す図であり、図１３はその模式的上視図、図１４は図１３に示す音響光学デバイス４０についてのＡＡ´矢視断面とともに、トランスデューサ１５からの弾性表面波の、基板１１上の伝搬方向に垂直な方向についての強度分布を示す図であって、第１〜第３実施形態における図２，図６，図１０に対応する。尚、図１３，図１４中、図１，図２と同一の符号は、ほぼ同様の部分を示している。
【００４７】
第４実施形態にかかる音響光学デバイス４０においても、前述の第１〜第３実施形態の場合と同様、光導波路１３ａ−１，１３ａ−２が形成されている領域を含む第１，第２領域１７−１，１７−２でのＳＡＷの伝搬速度を、領域１７−３，１８−１，１８−２での伝搬速度よりも低速として音速差を持たせているが、第１〜第３領域１７−１，１７−２に薄膜を設けずに、領域１８−１，１８−２，１７−３にそれぞれ薄膜４１，４３，４２を設けている点は、前述の各実施形態の場合と異なっている。
【００４８】
換言すれば、音響光学デバイス４０においては、ＳＡＷガイドとしては薄膜が形成されていない領域１７−１，１７−２の部分となる。
すなわち、第４実施形態にかかる音響光学デバイス４０においては、光導波路１３ａ−１，１３ａ−２が形成されていない領域１７−３，１８−１，１８−２に、基板１１の材質であるＬＮよりもＳＡＷの伝搬速度が低速な物質からなる薄膜４２，４１，４３が形成されており、これにより、ＳＡＷの伝搬速度について、光導波路１３ａ−１，１３ａ−２が形成されている領域を含む第１，第２領域１７−１，１７−２でのＳＡＷの伝搬速度を、薄膜４１〜４３が形成された領域１８−１，１８−２，１７−３での伝搬速度よりも低速として音速差を持たせているのである。尚、ＬＮよりもＳＡＷの伝搬速度が低速な物質として、薄膜４１〜４３を形成するために用いられる物質としては、例えばアルミ酸化物、好ましくはＡｌ2Ｏ3がある。
【００４９】
また、領域１７−３に形成されている薄膜４２については、薄膜４１，４３よりも膜厚を薄くしており、これにより、前述の第１実施形態（図２参照）とほぼ同様の、ＳＡＷの伝搬速度分布を得ることができる。これにより、基板１１上の伝搬方向に垂直な方向についてのＳＡＷの強度分布としては、図１４に示すように、光導波路１３ａ−１，１３ａ−２に対応した位置に２つの極大点を形成せしめることができる。
【００５０】
なお、上述の薄膜４２の膜厚として、薄膜４１，４３とほぼ同一の膜厚とすることで、前述の第２実施形態（図６参照）とほぼ同様のＳＡＷの伝搬速度分布を得ることもできる。
このように、第４実施形態にかかる音響光学デバイス４０においても、弾性表面波分布構造として、薄膜４１〜４３が形成されていることにより、ＳＡＷの強度分布が光導波路１３ａ−１，１３ａ−２に対応した位置に２つの極大点を形成せしめることができるので、上述の第１実施形態の場合と同様の利点を得ることができる。
【００５１】
〔Ｅ〕第５実施形態の説明
図１５，図１６は本発明の第５実施形態にかかる音響光学デバイス５０を示す図であり、図１５はその模式的上視図、図１６は図１５に示す音響光学デバイス５０についてのＡＡ´矢視断面とともに、トランスデューサ１５からの弾性表面波の、基板１１上の伝搬方向に垂直な方向についての強度分布を示す図であって、第１〜第４実施形態における図２，図６，図１０，図１４に対応する。尚、図１５，図１６中、図１，図２と同一の符号は、ほぼ同様の部分を示している。
【００５２】
第５実施形態にかかる音響光学デバイス５０においても、前述の第１〜第４実施形態の場合と同様、光導波路１３ａ−１，１３ａ−２が形成されている領域を含む第１，第２領域１７−１，１７−２でのＳＡＷの伝搬速度を、領域１７−３，１８−１，１８−２での伝搬速度よりも低速として音速差を持たせているが、第１〜第３領域１７−１，１７−２に薄膜を設けずに、領域１８−１，１８−２，１７−３にそれぞれ拡散領域５１，５３，５２を設けている点は、前述の各実施形態の場合と異なっている。
【００５３】
換言すれば、音響光学デバイス５０においては、ＳＡＷガイドとしては薄膜が形成されていない領域１７−１，１７−２の部分となる。
すなわち、第５実施形態にかかる音響光学デバイス５０においては、光導波路１３ａ−１，１３ａ−２が形成されていない領域１７−３，１８−１，１８−２を、拡散領域５２，５１，５３として基板１１の材質であるＬＮよりもＳＡＷの伝搬速度が低速となるように、拡散物質が拡散されるようになっており、これにより、ＳＡＷの伝搬速度について、光導波路１３ａ−１，１３ａ−２が形成されている領域を含む第１，第２領域１７−１，１７−２でのＳＡＷの伝搬速度を、拡散領域５１，５３，５２をなす領域１８−１，１８−２，１７−３での伝搬速度よりも低速として音速差を持たせているのである。尚、ＬＮよりもＳＡＷの伝搬速度を低速とする拡散領域を形成する物質として、チタンがある。
【００５４】
このように、第５実施形態にかかる音響光学デバイス５０においても、弾性表面波分布構造として、拡散領域５１〜５３が形成されていることにより、ＳＡＷの強度分布が光導波路１３ａ−１，１３ａ−２に対応した位置に２つの極大点を形成せしめることができるので、上述の第１実施形態の場合と同様の利点を得ることができる。
〔Ｆ〕第６実施形態の説明
図１７，図１８は本発明の第６実施形態にかかる音響光学デバイス６０を示す図であり、図１７はその模式的上視図、図１８は図１７に示す音響光学デバイス６０についてのＩＤＴ電極６３の構成に着目した模式的上視図である。
【００５５】
第６実施形態にかかる音響光学デバイス６０においても、前述の第１〜第５実施形態の場合と同様、基板１１上の伝搬方向に垂直な方向についてのＳＡＷの強度分布について、光導波路１３ａ−１，１３ａ−２が形成されている箇所に対応する２箇所を極大点とするように分布させるものであるが、トランスデューサとしてのＩＤＴ電極６３の構成は、前述の各実施形態の場合と異なっている。
【００５６】
なお、ＩＤＴ電極６３以外の構成としては、前述の第２実施形態におけるＳＡＷガイド２３ｂを有するものと同様の構成を有しているが、ＩＤＴ電極６３以外の構成については、その他の第１，第３〜第５実施形態と同様の構成を適用することもできる。第６実施形態にかかる音響光学デバイス６０においては、第１，第２領域１７−１，１７−２に薄膜１３ｂ−１，１３ｂ−２がそれぞれ形成されるとともに、領域１７−３，１８−１，１８−２には特にＳＡＷの伝搬速度調整のための薄膜を設けていない。尚、図１７，図１８中、図５，図６と同一の符号は、ほぼ同様の部分を示している。
【００５７】
ここで、ＩＤＴ電極６３は、光導波路１３ａ−１，１３ａ−２の両側を連絡するように一体に形成された根電極６１とともに、光導波路１３ａ−１，１３ａ−２間に挟まれた箇所に形成された根電極６２をそなえ、かつ、根電極６１と、それぞれ光導波路１３ａ−１，１３ａ−２に掛かる櫛歯電極６１ａ，６１ｂとが一体に形成されるとともに、根電極６２と、それぞれ光導波路１３ａ−１，１３ａ−２に掛かる櫛歯電極６２ａ，６２ｂとが一体に形成されている。
【００５８】
また、光導波路１３ａ−１に掛かる櫛歯電極６１ａ，６２ａは、この光導波路１３ａ−１を含む第１領域１７−１を伝搬するＳＡＷを生成するためのもので、光導波路１３ａ−２に掛かる櫛歯電極６１ｂ，６２ｂは、光導波路１３ａ−２を含む第２領域１７−２を伝搬するＳＡＷを生成するためのものである。ここで、上述の櫛歯電極６１ａ，６２ａの配列パターンと櫛歯電極６１ｂ、６２ｂの配列パターンとを同一としているので、それぞれの領域１７−１，１７−２を伝搬するＳＡＷの位相を同位相とすることができるようになっている。
【００５９】
そして、上述の根電極６１，６２を通じて図示しない電気信号源からの超音波周波数を有する電気信号が供給され、これらの根電極６１，６２に接続された櫛歯電極６１ａ，６２ａにより領域１７−１を伝搬するＳＡＷ（第１弾性表面波）を生成するとともに、同様に根電極６１，６２に接続された櫛歯電極６１ｂ，６２ｂにより領域１７−２を伝搬するＳＡＷ（第２弾性表面波）を生成することができる。
【００６０】
これにより、この図１７，図１８に示す、基板１１上の伝搬方向に垂直な方向についてのＳＡＷ強度分布Ｂに示すように、櫛歯電極６１ａ，６２ａに印加される電気信号によって光導波路１３ａ−１の形成箇所に対応した箇所を極大点とすることができる一方、櫛歯電極６１ｂ，６２ｂに印加される電気信号によって光導波路１３ａ−２の形成箇所に対応した箇所を極大点とすることができる。
【００６１】
換言すれば、上述の根電極６１，６２および櫛歯電極６１ａ，６２ａにより、第１領域１７−１に第１弾性表面波を伝搬させるための第１櫛歯電極対として構成されるとともに、根電極６１，６２および櫛歯電極６１ｂ，６２ｂにより、第２領域１７−２に第２弾性表面波を伝搬させるための第２櫛歯電極対として構成される。又、上述のＩＤＴ電極６３の構成により、弾性表面波分布構造をなす。
【００６２】
上述の構成により、第６実施形態にかかる音響光学デバイス６０においては、偏光ビームスプリッタ１２においてＴＥ光およびＴＭ光に分離された光は、光導波路１３ａ−１又は光導波路１３ａ−２を伝搬する。このとき、ＩＤＴ電極６３に印加される超音波周波数を有する電圧信号を印加することによって、ＴＥ光をＴＭ光に変換したり、ＴＭ光をＴＥ光に変換したりすることができる。
【００６３】
このとき、ＩＤＴ電極６３の根電極６１，６２および櫛歯電極６１ａ，６２ａに印加される電気信号により生成される弾性表面波の強度分布を、光導波路１３ａ−１の位置に応じた箇所を極大とするように分布させることができる。又、ＩＤＴ電極６３の根電極６１，６２および櫛歯電極６１ｂ，６２ｂに印加される電気信号により生成される弾性表面波の強度分布を、光導波路１３ａ−２の位置に応じた箇所を極大とするように分布させることができる。従って、光導波路１３ａ−１，１３ａ−２でモード変換に必要なＳＡＷを、従来よりも低電圧の電圧信号をＩＤＴ電極６３に供給すれば得られる。
【００６４】
このように、第６実施形態にかかる音響光学デバイス６０においても、弾性表面波分布構造として、トランスデューサとしてのＩＤＴ電極６３が形成されていることにより、ＳＡＷの強度分布が光導波路１３ａ−１，１３ａ−２に対応した位置に２つの極大点を形成せしめることができるので、上述の第１実施形態の場合と同様の利点を得ることができるほか、前述の各実施形態におけるＳＡＷガイドの構成との組み合わせにより、２つの極大点部分における強度分布をより急峻にさせて、伝搬する光とＳＡＷとの相互作用効率をより向上させて、ＳＡＷ発生のための駆動電力の低消費電力化をより大きく図ることが期待できる。
【００６５】
〔Ｇ１〕第７実施形態の説明
図１９〜図２２は本発明の第７実施形態にかかる音響光学デバイス７０を示す図であり、図１９はその模式的上視図、図２０は図１９に示す音響光学デバイス７０についてのＡＡ´矢視断面とともに、ＩＤＴ電極７３からの弾性表面波の、基板１１上の伝搬方向に垂直な方向についての強度分布を示す図であって、第１〜第５実施形態における図２，図６，図１０，図１４，図１６に対応する。図２１，図２２は図１９に示す音響光学デバイス７０についてのＩＤＴ電極７３の構成に着目した模式的上視図である。
【００６６】
第７実施形態にかかる音響光学デバイス７０においても、前述の第６実施形態の場合と同様、トランスデューサとしてのＩＤＴ電極６３の構成により、基板１１上の伝搬方向に垂直な方向についてのＳＡＷの強度分布について、光導波路１３ａ−１，１３ａ−２が形成されている箇所に対応する２箇所を極大点とするように分布させるものである点は共通するが、ＩＤＴ電極７３の構成が第６実施形態の場合と異なっている。
【００６７】
なお、ＩＤＴ電極７３以外の構成としては、前述の第２実施形態におけるＳＡＷガイド２３ｂを有するものと同様の構成を有しているが、ＩＤＴ電極７３以外の構成については、その他の第１，第３〜第５実施形態と同様の構成を適用することもできる。第６実施形態にかかる音響光学デバイス７０においては、第１，第２領域１７−１，１７−２に薄膜１３ｂ−１，１３ｂ−２がそれぞれ形成されるとともに、領域１７−３，１８−１，１８−２には特にＳＡＷの伝搬速度調整のための薄膜を設けていない。尚、図１９〜図２２中、図５，図６と同一の符号は、ほぼ同様の部分を示している。
【００６８】
ここで、ＩＤＴ電極７３は、光導波路１３ａ−１，１３ａ−２の両側を連絡するように一体に形成された根電極７１とともに、光導波路１３ａ−１，１３ａ−２間に挟まれた箇所に形成された根電極７２をそなえ、かつ、根電極７１と、それぞれ光導波路１３ａ−１，１３ａ−２に掛かる櫛歯電極７１ａ，７１ｂとが一体に形成されるとともに、根電極７２と、それぞれ光導波路１３ａ−１，１３ａ−２に掛かる櫛歯電極７２ａ，７２ｂとが一体に形成されている。
【００６９】
また、光導波路１３ａ−１に掛かる櫛歯電極７１ａ，７２ａは、この光導波路１３ａ−１を含む第１領域１７−１を伝搬するＳＡＷを生成するためのもので、光導波路１３ａ−２に掛かる櫛歯電極７１ｂ，７２ｂは、光導波路１３ａ−２を含む第２領域１７−２を伝搬するＳＡＷを生成するためのものである。ここで、図２１，図２２に示すように、上述の櫛歯電極７１ａ，７２ａの配列パターンと櫛歯電極７１ｂ、７２ｂの配列パターンとを互いに逆配列パターンとしているので、それぞれの領域１７−１，１７−２を伝搬するＳＡＷの位相を互いに逆相とすることができるようになっている。
【００７０】
これにより、ＩＤＴ電極７３をなす根電極７１を正電極とする一方、根電極７２を負電極として電気信号を印加するとＳＡＷが発生（励振）するが、このＳＡＷについての基板１１上の伝搬方向に垂直な方向の振幅ＤＰは、図１９〜図２１に示すように高次モードの振幅形状となる。このとき、基板１１上の伝搬方向に垂直な方向でのＳＡＷの強度分布ＤＩとしては、図２０に示すように、櫛歯電極７１ａ，７２ａに印加される電気信号によって光導波路１３ａ−１の形成箇所に対応した箇所を極大点とすることができる一方、櫛歯電極７１ｂ，７２ｂに印加される電気信号によって光導波路１３ａ−２の形成箇所に対応した箇所を極大点とすることができる。
【００７１】
換言すれば、上述の根電極７１，７２を通じて図示しない電気信号源からの超音波周波数を有する電気信号が供給され、これらの根電極７１，７２に接続された櫛歯電極７１ａ，７２ａにより領域１７−１を伝搬するＳＡＷ（第１弾性表面波）を生成するとともに、同様に根電極７１，７２に接続された櫛歯電極７１ｂ，７２ｂにより領域１７−２を伝搬するＳＡＷ（第２弾性表面波）を生成することができる。
【００７２】
すなわち、上述の根電極７１，７２および櫛歯電極７１ａ，７２ａにより、第１領域１７−１に第１弾性表面波を伝搬させるための第１櫛歯電極対として構成されるとともに、根電極７１，７２および櫛歯電極７１ｂ，７２ｂにより、第２領域１７−２に第２弾性表面波を伝搬させるための第２櫛歯電極対として構成される。又、上述のＩＤＴ電極７３の構成により、弾性表面波分布構造をなす。
【００７３】
上述の構成により、第７実施形態にかかる音響光学デバイス７０においては、偏光ビームスプリッタ１２においてＴＥ光およびＴＭ光に分離された光は、光導波路１３ａ−１又は光導波路１３ａ−２を伝搬する。このとき、ＩＤＴ電極７３に印加される超音波周波数を有する電圧信号を印加することによって、ＴＥ光をＴＭ光に変換したり、ＴＭ光をＴＥ光に変換したりすることができる。
【００７４】
このとき、ＩＤＴ電極７３の根電極７１，７２および櫛歯電極７１ａ，７２ａに印加される電気信号により生成される弾性表面波の強度分布を、光導波路１３ａ−１の位置に応じた箇所を極大とするように分布させることができる。又、ＩＤＴ電極７３の根電極７１，７２および櫛歯電極７１ｂ，７２ｂに印加される電気信号により生成される弾性表面波の強度分布を、光導波路１３ａ−２の位置に応じた箇所を極大とするように分布させることができる。従って、従来よりも低電圧の電圧信号をＩＤＴ電極７３に供給したとしても、光導波路１３ａ−１，１３ａ−２でモード変換に必要なＳＡＷを得ることができる。
【００７５】
このように、第７実施形態にかかる音響光学デバイス７０においても、弾性表面波分布構造として、トランスデューサとしてのＩＤＴ電極７３が形成されていることにより、ＳＡＷの強度分布が光導波路１３ａ−１，１３ａ−２に対応した位置に２つの極大点を形成せしめることができるので、上述の第１実施形態の場合と同様の利点を得ることができるほか、前述の各実施形態におけるＳＡＷガイドの構成との組み合わせにより、２つの極大点部分における強度分布をより急峻にさせて、伝搬する光とＳＡＷとの相互作用効率をより向上させて、ＳＡＷ発生のための駆動電力の低消費電力化をより大きく図ることが期待できる。
【００７６】
〔Ｇ２〕第７実施形態の変形例の説明
図２３，図２４は本発明の第７実施形態の変形例にかかる音響光学デバイス７０´を示す図であり、図２３はその要部に着目した模式的上視図、図２４は図２３に示す音響光学デバイス７０´についてのＩＤＴ電極８４の構成に着目した模式的上視図である。
第７実施形態にかかる音響光学デバイス７０においては、櫛歯電極７１ａ，７２ａおよび櫛歯電極７１ｂ，７２ｂの配列パターンを互いに逆配列パターンとすることにより、発生するＳＡＷを高次モードとしているが、例えば図２３，図２４に示すようなＩＤＴ電極８４とともに、図２３に示すような電気信号源８５および位相シフタ８６をそなえることにより、同様の高次モードのＳＡＷを発生させることもできる。尚、図２３，２４中、図２１，図２２と同一の符号は、ほぼ同様の部分を示している。
【００７７】
ここで、第７実施形態の変形例にかかる音響光学デバイス７０´においては、光導波路１３ａ−１，１３ａ−２の基板１１面の外側にそれぞれ形成された根電極８１，８３とともに、光導波路１３ａ−１，１３ａ−２間に挟まれた箇所に形成された根電極８２をそなえ、かつ、根電極８１，８３には、それぞれ、光導波路１３ａ−１，１３ａ−２に掛かる櫛歯電極８１ａ，８３ａが接続されるとともに、根電極８２には、それぞれ光導波路１３ａ−１，１３ａ−２に掛かる櫛歯電極８２ａ，８２ｂが接続されている。
【００７８】
また、光導波路１３ａ−１に掛かる櫛歯電極８１ａ，８２ａは、この光導波路１３ａ−１を含む第１領域１７−１を伝搬するＳＡＷ（第１弾性表面波）を生成するためのもので、光導波路１３ａ−２に掛かる櫛歯電極８２ｂ，８３ａは、光導波路１３ａ−２を含む第２領域１７−２を伝搬するＳＡＷ（第２弾性表面波）を生成するためのものである。即ち、図２４に示すように、根電極８１，８３を正電極とするとともに、根電極８２を負電極として、後述の電気信号源８５からの電気信号を印加することにより、光導波路１３ａ−１，１３ａ−２を伝搬する光に作用を及ぼすＳＡＷを生成することができるようになっている。
【００７９】
換言すれば、上述の根電極８１，８２および櫛歯電極８１ａ，８２ａは、第１領域１７−１に第１弾性表面波を伝搬させるための第１櫛歯電極対として構成され、根電極８２，８３および櫛歯電極８２ｂ，８３ａは、第２領域に第２弾性表面波を伝搬させるための第２櫛歯電極対として構成される。尚、図２３，図２４に示すように、櫛歯電極８１ａ，８２ａの配列パターンと櫛歯電極８２ｂ、８３ａの配列パターンとは、同配列パターンとしている。
【００８０】
また、電気信号源８５は、トランスデューサとしてのＩＤＴ電極８４に対して印加するための（超音波周波数を有する）電気信号を生成しうるものである。この電気信号源８５で生成される電気信号は、根電極８３を通じて櫛歯電極８３ａに供給されるとともに、位相シフタ８６に供給されるようになっている。
位相シフタ８６は、電気信号源８５から第１および第２櫛歯電極対に印加される電気信号を互いに逆相とするためのものである。即ち、位相シフタ８６は、電気信号源８５からの超音波周波数を有する電気信号の位相を反転するもので、位相が反転された電気信号については根電極８１を通じて櫛歯電極８１ａに供給されるようになっている。従って、根電極８１，８３を通じて、櫛歯電極８１ａ，８３ａにそれぞれ供給される電気信号は、互いに逆相の関係を有することとなる。
【００８１】
これにより、ＩＤＴ電極８４をなす根電極８１，８３に互いに逆相の電気信号を印加するとＳＡＷが生成されるが、このＳＡＷについての基板１１上の伝搬方向に垂直な方向の振幅ＤＰは、前述の図２０と同様の高次モードの振幅形状となる。このとき、基板１１上の伝搬方向に垂直な方向でのＳＡＷの強度分布ＤＩについても、櫛歯電極８１ａ，８２ａに印加される電気信号によって光導波路１３ａ−１の形成箇所に対応した箇所を極大点とすることができる一方、櫛歯電極８２ｂ，８３ａに印加される電気信号によって光導波路１３ａ−２の形成箇所に対応した箇所を極大点とすることができる。
【００８２】
すなわち、第７実施形態の変形例にかかる音響光学デバイス７０´においては、弾性表面波分布構造として、同配列パターンの８１ａ，８２ａおよび櫛歯電極８２ｂ，８３ａを有するＩＤＴ電極８４をそなえるとともに、電気信号源８５および位相シフタ８６をそなえて構成されている。
したがって、第７実施形態の変形例にかかる音響光学デバイス７０´においても、弾性表面波分布構造として、トランスデューサとしてのＩＤＴ電極８４が形成されていることにより、ＳＡＷの強度分布が光導波路１３ａ−１，１３ａ−２に対応した位置に２つの極大点を形成せしめることができるので、上述の第１実施形態の場合と同様の利点を得ることができるほか、前述の各実施形態におけるＳＡＷガイドの構成との組み合わせにより、２つの極大点部分における強度分布をより急峻にさせて、伝搬する光とＳＡＷとの相互作用効率をより向上させて、ＳＡＷ発生のための駆動電力の低消費電力化をより大きく図ることが期待できる。
【００８３】
〔Ｈ〕その他
上述した実施形態にかかわらず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
たとえば、上述の第１〜第５実施形態においては、光導波路１３ａ−１，１３ａ−２を伝搬する光に作用するＳＡＷの伝搬速度を、領域１７−１，１７−２において周囲よりも相対的に遅くするために、基板１１に薄膜を形成したり、拡散領域を形成したりしているが、本発明によればこれに限定されず、例えば薄膜や拡散領域を併用することとしてもよい。
【００８４】
また、上述の第１〜第５実施形態においては、トランスデューサ１５の代わりとして、第６、第７実施形態にかかる弾性表面波分布構造である、ＩＤＴ電極６３，７３又は８４をそなえて構成することとしてもよい。このようにすれば、ＳＡＷ発生のために要する駆動電力の低消費電力化をより大きく図ることが期待できる。
さらに、上述の各実施形態においては、光導波路としては２本の光導波路が形成されているデバイスについて詳述しているが、本発明によればこれに限定されず、２本以上の光導波路が基板上に形成されている場合においても、弾性表面波分布構造として、トランスデューサからの弾性表面波の基板上の伝搬方向に垂直な方向についての強度を、光導波路の各位置に応じた箇所を極大とすべく分布せしめるようにすることが可能である。
【００８５】
また、上述した実施形態により、本発明の装置を製造することは可能である。
〔Ｉ〕付記
（付記１） 音響光学効果を有する基板と、
該基板に形成され、光を伝搬させるための互いにほぼ平行な第１および第２の光導波路と、
該基板上に形成され、上記の第１および第２の光導波路の方向に沿った伝搬方向で伝搬する弾性表面波を生成するためのトランスデューサと、をそなえ、
かつ、上記弾性表面波の該基板上の伝搬方向に垂直な方向についての強度を、上記の第１および第２の光導波路の各位置に応じた２箇所を極大とすべく分布せしめる弾性表面波分布構造をそなえて構成されたことを特徴とする、音響光学デバイス。
【００８６】
（付記２） 該弾性表面波分布構造として、
上記弾性表面波について、上記の第１および第２の光導波路が形成されている領域をそれぞれ含んだ第１および第２領域を伝搬する速度が、上記の第１および第２領域に挟まれた第３領域を伝搬する速度よりも低速となるように構成され、
かつ、上記弾性表面波について、上記の第１および第２領域を伝搬する速度が、上記の第１および第２領域の両側領域を伝搬する速度よりも低速となるように構成されたことを特徴とする、付記１記載の音響光学デバイス。
【００８７】
（付記３） 上記の第１および第２領域に、上記第３領域よりも上記弾性表面波が伝搬する速度を低速とするための薄膜がそれぞれ形成されたことを特徴とする、付記２記載の音響光学デバイス。
（付記４） 上記の第１および第２領域に形成される薄膜が、二酸化珪素にインジウムまたはスズがドープされて構成されていることを特徴とする、付記３記載の音響光学デバイス。
【００８８】
（付記５） 上記第３領域に、二酸化珪素にインジウム又はスズがドープされた薄膜であって、上記の第１および第２領域に形成される薄膜よりも厚さの薄い薄膜が形成されたことを特徴とする、付記４記載の音響光学デバイス。
（付記６） 上記の第１および第２領域に形成される薄膜が、二酸化珪素にインジウムまたはスズがドープされて構成されるとともに、上記第３領域に、アルミ酸化物の薄膜が形成されたことを特徴とする、付記３記載の音響光学デバイス。
【００８９】
（付記７） 上記の第１および第２領域に対する該基板面の両側領域に、それぞれ薄膜が形成されるとともに、上記第３領域に、上記両側領域に形成される薄膜よりも厚さの薄い薄膜が形成され、
かつ、該基板面の両側領域および上記第３領域に形成される薄膜が、上記弾性表面波の伝搬速度について該基板よりも速くなるように構成されたことを特徴とする、付記２記載の音響光学デバイス。
【００９０】
（付記８） 上記第３領域とともに、上記の第１および第２領域に対する該基板面の両側領域を、それぞれ拡散領域として構成され、
かつ、該基板面の両側領域および上記第３領域における拡散領域が、上記弾性表面波の伝搬速度について該基板よりも速くなるように構成されたことを特徴とする、付記２記載の音響光学デバイス。
【００９１】
（付記９） 該トランスデューサが、上記の第１および第２領域に対して、上記弾性表面波が均等に伝搬しうる位置に形成された櫛歯電極対により構成されたことを特徴とする、付記１〜８のいずれか１項記載の音響光学デバイス。
（付記１０） 該トランスデューサに対して電気信号を印加するための電気信号源をそなえて構成されたことを特徴とする、付記１〜９のいずれか１項記載の音響光学デバイス。
【００９２】
（付記１１） 該弾性表面波分布構造として、
該トランスデューサが、上記第１領域に第１弾性表面波を伝搬させるための第１櫛歯電極対と、上記第２領域に第２弾性表面波を伝搬させるための第２櫛歯電極対と、
をそなえて構成されたことを特徴とする、付記１〜８のいずれか１項記載の音響光学デバイス。
【００９３】
（付記１２） 上記の第１および第２櫛歯電極対の電極パターンが、上記の第１および第２弾性表面波が互いに逆相となるように構成されたことを特徴とする、付記１１記載の音響光学デバイス。
（付記１３） 該トランスデューサに対して印加するための電気信号を生成しうる電気信号源をそなえるとともに、
該電気信号源から上記の第１および第２櫛歯電極対に印加される電気信号を互いに逆相とする位相シフタをそなえて構成されたことを特徴とする、付記１１記載の音響光学デバイス。
【００９４】
（付記１４） 少なくとも一つの入力ポートからの光を２つの偏波に分離し、上記の第１および第２の光導波路に上記分離した光を出力しうる第１の偏波分離素子と、
上記の第１の光導波路および第２の光導波路からの光を入力され、上記の第１および第２の光導波路からの光を２つの偏波に分離して出力する第２の偏波分離素子と、
をそなえて構成されたことを特徴とする、付記１〜１３のいずれか１項記載の音響光学デバイス。
【００９５】
（付記１５） 音響光学効果を有する基板と、
該基板上に形成され、光を伝搬させるための互いにほぼ平行な複数の光導波路と、
該基板上に形成され、上記複数の光導波路の方向に沿った伝搬方向で伝搬する弾性表面波を生成するためのトランスデューサと、をそなえ、
かつ、該トランスデューサからの上記弾性表面波の該基板上の伝搬方向に垂直な方向についての強度を、上記複数の光導波路の各位置に応じた箇所を極大とすべく分布せしめる弾性表面波分布構造をそなえて構成されたことを特徴とする、音響光学デバイス。
【００９６】
（付記１６） 音響光学効果を有する基板と、
該基板上に形成され、光を伝搬させるための互いにほぼ平行な複数の光導波路と、
該基板上に形成され、上記複数の光導波路の方向に沿った伝搬方向で伝搬する弾性表面波を生成するためのトランスデューサと、をそなえ、
かつ、該トランスデューサからの上記弾性表面波の該基板上の伝搬方向に垂直な方向についての振幅を高次モードとし、上記の第１および第２の光導波路の各位置に応じた２箇所を振幅の極大又は極小のいずれかに設定したことを特徴とする、音響光学デバイス。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる音響光学デバイスを示す模式的上視図である。
【図２】本発明の第１実施形態にかかる音響光学デバイスの作用効果を説明するための図である。
【図３】本発明の第１実施形態の変形例にかかる音響光学デバイスを示す模式的上視図である。
【図４】本発明の第１実施形態の変形例にかかる音響光学デバイスの作用効果を説明するための図である。
【図５】本発明の第２実施形態にかかる音響光学デバイスを示す模式的上視図である。
【図６】本発明の第２実施形態にかかる音響光学デバイスの作用効果を説明するための図である。
【図７】本発明の第２実施形態の変形例にかかる音響光学デバイスを示す模式的上視図である。
【図８】本発明の第２実施形態の変形例にかかる音響光学デバイスの作用効果を説明するための図である。
【図９】本発明の第３実施形態にかかる音響光学デバイスを示す模式的上視図である。
【図１０】本発明の第３実施形態にかかる音響光学デバイスの作用効果を説明するための図である。
【図１１】本発明の第３実施形態の変形例にかかる音響光学デバイスを示す模式的上視図である。
【図１２】本発明の第３実施形態の変形例にかかる音響光学デバイスの作用効果を説明するための図である。
【図１３】本発明の第４実施形態にかかる音響光学デバイスを示す模式的上視図である。
【図１４】本発明の第４実施形態にかかる音響光学デバイスの作用効果を説明するための図である。
【図１５】本発明の第５実施形態にかかる音響光学デバイスを示す模式的上視図である。
【図１６】本発明の第５実施形態にかかる音響光学デバイスの作用効果を説明するための図である。
【図１７】本発明の第６実施形態にかかる音響光学デバイスを示す模式的上視図である。
【図１８】本発明の第６実施形態にかかる音響光学デバイスの要部を示す模式的上視図である。
【図１９】本発明の第７実施形態にかかる音響光学デバイスを示す模式的上視図である。
【図２０】本発明の第７実施形態にかかる音響光学デバイスの作用効果を説明するための図である。
【図２１】本発明の第７実施形態にかかる音響光学デバイスの要部を示す模式的上視図である。
【図２２】本発明の第７実施形態にかかる音響光学デバイスの要部を示す模式的上視図である。
【図２３】本発明の第７実施形態の変形例にかかる音響光学デバイスを示す模式的上視図である。
【図２４】本発明の第７実施形態の変形例にかかる音響光学デバイスの要部を示す模式的上視図である。
【図２５】一般的なＡＯＴＦの構成例について示す模式的上視図である。
【図２６】図２５に示すＡＯＴＦにおけるＳＡＷ伝播方向に対しての垂直方向のＳＡＷの強度分布を示す図である。
【符号の説明】
【００９８】
１０，１０´，２０，２０´，３０，３０´，４０，５０，６０，７０，７０´ 音響光学デバイス
１０−１〜１０−４ ポート
１１ 基板
１２，１４ 偏光ビームスプリッタ
１３ａ−１，１３ａ−２ 光導波路
１３ｂ，１３ｂ´，２３ｂ，２３ｂ´，３３ｂ，３３ｂ´ ＳＡＷガイド
１３ｂ−１〜１３ｂ−３，１３ｂ´−１〜１３ｂ´−３，３３ｂ−３，４１〜４３ 薄膜
１５ トランスデューサ
１５ａ，１５ｂ 櫛歯電極部
１５ａ−１，１５ｂ−１ 歯電極
１５ａ−２，１５ｂ−２ 根電極
１７−１〜１７−３，１８−１，１８−２ 領域
５１〜５３ 拡散領域
６１，６２，７１，７２，８１〜８３ 根電極
６１ａ，６１ｂ，６２ａ，６２ｂ，７１ａ，７１ｂ，７２ａ，７２ｂ，８１ａ，８２ａ，８２ｂ，８３ａ 櫛歯電極
６３，７３，８４ ＩＤＴ電極
８５ 電気信号源
８６ 位相シフタ
１００ ＡＯＴＦ
１０１ 基板
１０２，１０４ 偏光ビームスプリッタ
１０３ａ−１，１０３ａ−２ 光導波路
１０３ｂ ＳＡＷガイド
１０５ トランスデューサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
音響光学効果を有する基板と、
該基板に形成され、光を伝搬させるための互いにほぼ平行な第１および第２の光導波路と、
該基板上に形成され、上記の第１および第２の光導波路の方向に沿った伝搬方向で伝搬する弾性表面波を生成するためのトランスデューサと、をそなえ、
かつ、該トランスデューサからの上記弾性表面波の該基板上の伝搬方向に垂直な方向についての強度を、上記の第１および第２の光導波路の各位置に応じた２箇所を極大とすべく分布せしめる弾性表面波分布構造をそなえて構成されたことを特徴とする、音響光学デバイス。
【請求項２】
該弾性表面波分布構造として、
上記弾性表面波について、上記の第１および第２の光導波路が形成されている領域をそれぞれ含んだ第１および第２領域を伝搬する速度が、上記の第１および第２領域に挟まれた第３領域を伝搬する速度よりも低速となるように構成され、
かつ、上記弾性表面波について、上記の第１および第２領域を伝搬する速度が、上記の第１および第２領域の両側領域を伝搬する速度よりも低速となるように構成されたことを特徴とする、請求項１記載の音響光学デバイス。
【請求項３】
該弾性表面波分布構造として、
該トランスデューサが、上記第１領域に第１弾性表面波を伝搬させるための第１櫛歯電極対と、上記第２領域に第２弾性表面波を伝搬させるための第２櫛歯電極対と、
をそなえて構成されたことを特徴とする、請求項１又は２記載の音響光学デバイス。
【請求項４】
音響光学効果を有する基板と、
該基板上に形成され、光を伝搬させるための互いにほぼ平行な複数の光導波路と、
該基板上に形成され、上記複数の光導波路の方向に沿った伝搬方向で伝搬する弾性表面波を生成するためのトランスデューサと、をそなえ、
かつ、該トランスデューサからの上記弾性表面波の該基板上の伝搬方向に垂直な方向についての強度を、上記複数の光導波路の各位置に応じた箇所を極大とすべく分布せしめる弾性表面波分布構造をそなえて構成されたことを特徴とする、音響光学デバイス。
【請求項５】
音響光学効果を有する基板と、
該基板に形成され、光を伝搬させるための互いにほぼ平行な第１および第２の光導波路と、
該基板上に形成され、上記の第１および第２の光導波路の方向に沿った伝搬方向で伝搬する弾性表面波を生成するためのトランスデューサと、をそなえ、
かつ、該トランスデューサからの上記弾性表面波の該基板上の伝搬方向に垂直な方向についての振幅を高次モードとし、上記の第１および第２の光導波路の各位置に応じた２箇所を振幅の極大又は極小のいずれかに設定した、ことを特徴とする、音響光学デバイス。
【請求項１】
音響光学効果を有する基板と、
該基板に形成され、光を伝搬させるための互いにほぼ平行な第１および第２の光導波路と、
該基板上に形成され、上記の第１および第２の光導波路の方向に沿った伝搬方向で伝搬する弾性表面波を生成するためのトランスデューサと、をそなえ、
かつ、該トランスデューサからの上記弾性表面波の該基板上の伝搬方向に垂直な方向についての強度を、上記の第１および第２の光導波路の各位置に応じた２箇所を極大とすべく分布せしめる弾性表面波分布構造をそなえて構成されたことを特徴とする、音響光学デバイス。
【請求項２】
該弾性表面波分布構造として、
上記弾性表面波について、上記の第１および第２の光導波路が形成されている領域をそれぞれ含んだ第１および第２領域を伝搬する速度が、上記の第１および第２領域に挟まれた第３領域を伝搬する速度よりも低速となるように構成され、
かつ、上記弾性表面波について、上記の第１および第２領域を伝搬する速度が、上記の第１および第２領域の両側領域を伝搬する速度よりも低速となるように構成されたことを特徴とする、請求項１記載の音響光学デバイス。
【請求項３】
該弾性表面波分布構造として、
該トランスデューサが、上記第１領域に第１弾性表面波を伝搬させるための第１櫛歯電極対と、上記第２領域に第２弾性表面波を伝搬させるための第２櫛歯電極対と、
をそなえて構成されたことを特徴とする、請求項１又は２記載の音響光学デバイス。
【請求項４】
音響光学効果を有する基板と、
該基板上に形成され、光を伝搬させるための互いにほぼ平行な複数の光導波路と、
該基板上に形成され、上記複数の光導波路の方向に沿った伝搬方向で伝搬する弾性表面波を生成するためのトランスデューサと、をそなえ、
かつ、該トランスデューサからの上記弾性表面波の該基板上の伝搬方向に垂直な方向についての強度を、上記複数の光導波路の各位置に応じた箇所を極大とすべく分布せしめる弾性表面波分布構造をそなえて構成されたことを特徴とする、音響光学デバイス。
【請求項５】
音響光学効果を有する基板と、
該基板に形成され、光を伝搬させるための互いにほぼ平行な第１および第２の光導波路と、
該基板上に形成され、上記の第１および第２の光導波路の方向に沿った伝搬方向で伝搬する弾性表面波を生成するためのトランスデューサと、をそなえ、
かつ、該トランスデューサからの上記弾性表面波の該基板上の伝搬方向に垂直な方向についての振幅を高次モードとし、上記の第１および第２の光導波路の各位置に応じた２箇所を振幅の極大又は極小のいずれかに設定した、ことを特徴とする、音響光学デバイス。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【公開番号】特開２００６−１１００８（Ｐ２００６−１１００８Ａ）
【公開日】平成１８年１月１２日（２００６．１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−１８７５１１（Ｐ２００４−１８７５１１）
【出願日】平成１６年６月２５日（２００４．６．２５）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成１６年度、独立行政法人情報通信研究機構、「フォトニックネットワークに関する光アクセス網高速広帯域通信技術の研究開発」委託研究、産業再生法第３０条の適用を受ける特許出願
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１月１２日（２００６．１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年６月２５日（２００４．６．２５）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成１６年度、独立行政法人情報通信研究機構、「フォトニックネットワークに関する光アクセス網高速広帯域通信技術の研究開発」委託研究、産業再生法第３０条の適用を受ける特許出願
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
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