二重周期分極反転LiTaO_3を用いた高速電気光学偏光変調器(フォトニックNW・デバイス,フォトニック結晶・ファイバとその応用,光集積回路,光導波路素子光スイッチング,導波路解析,および一般)  [in Japanese] High-speed electro-optic polarization modulator using double periodic poling LiTaO_3  [in Japanese]

強誘電性電気光学結晶の分極反転技術を利用した新しい高速電気光学偏光器について述べる.ポッケルス効果を用いた偏光変調においては,結合する直交2偏光成分間の位相整合が重要である.古くから櫛型電極構造を利用した偏光変調デバイスが提案されているが,特殊な構造の電極を用いるためか高速動作の検討はあまりないようである.一方,周期分極反転構造を利用すれば,2偏光成分間の擬似位相整合を取ることができる.変調電極の制約がないために,進行波型電極構造を適用して高速動作を行うことも可能となる.本報告では,2偏光成分間の擬似位相整合のための短周期分極反転構造に加えて,光波と変調マイクロ波との速度整合のための長周期分極反転構造を組み合わせた二重周期分極反転構造偏光変調器について述べる.基板として複屈折の小さいLiTaO_3を用いることで,動作波長範囲の広い偏光変調器を得ることが可能である.

A new high-speed optical polarization modulator using the polarization-reversal technique in ferroelectric optical crystals is proposed. Utilizing a double periodic poling structure in a ferroelectric crystal substrate and traveling-wave modulation electrodes, both quasi-phase matching between TE and TM modes and quasi-velocity matching between optical and modulation waves are obtainable for high-speed optical polarization modulation at operational frequencies over lOGHz. In this report, the analysis, design, fabrication and experimental demonstration of the LiTaO_3-based polarization modulator around the operational frequency of 15 GHz are presented.