[发明专利]光子晶体制造方法及使用光子晶体的光器件

说明书

本发明涉及光通信等使用的各种光器件，特别涉及光纤波长及偏振波的色散补偿器、光隔离器、光调制器、检测输电线及配电线等的电压或电流而使用的光传感器等光器件。

下面首先说明以往的各种光器件。图31所示为以往的光器件即光隔离器的结构示意图。该光隔离器具有将第1光纤1001与第2光纤1002之间的光学系统进行耦合的第1及第2透镜1003及1004，在它们之间具有起偏器(镜)005，法拉弟元件1006及检偏器(镜)1007。另外，在图31中，光学系统内的光束1009，其外延用直线表示。再有，有该光隔离器中为了使法拉弟元件1006饱和而存在足够的磁场1008。另外，起偏器1005与检偏器1007互相构成45度的角度。使用石榴石晶体等作为法拉弟晶体1006。

下面说明光隔离器的原理。在图31所示的该光隔离器中，由第1光纤1001发生的无偏振光，首先利用通过第1透镜1003耦合的起偏器1005变换为线偏振光。接着，该线偏振光利用法拉弟元件1006，其偏振面旋转45度。偏振面旋转了45度的线偏振光，利用构成上述角度的检偏器1007，全部通过第2透镜1004与第2光纤1002耦合。

另一方面，由第2光纤1002返回的光通过第2透镜1004与检偏器1007耦合，变换为线偏振光。然后，该线偏振光利用法拉弟元件1006，其偏振面旋转45度。但是，在起偏器1005中，线偏振光的偏振面与起偏器1005的偏振方向正交。因而，没有通过第1透镜1003与第1光纤1001耦合的返回光。这样，在以往的光隔离器中，光纤间的光学系统的耦合就需要两个透镜。

下面说明以往的色散补偿器，以往的色散补偿器设置在光纤之间。由于该原因，光纤间的光学系统的耦合至少需要两个透镜。

下面说明以往的光调制器。例如光调制器在功能上由起偏器，λ/4片、泡克尔斯元件及检偏器构成。起偏器得到的线偏振光，利用λ/4片形成圆偏振光，在泡克尔斯元件中根据所加的电场，圆偏振光形成椭圆，然后，在检偏器中，由于光量相应于圆偏振光的椭圆程度而变化，因此能够相应于所加电场进行光调制。这样，在以往的光调制器中，为了光纤间的光学系统的耦合，也至少需要两个透镜。

下面再详细说明以往的光调制器的结构。例如如图32所示，用作为光调制器的马赫—泽德(Mach-Zehnder)型调制器2012例如在由LiNbO₃晶体构成的基板2001上形成。该马赫—泽德型调制器2012的波导部分2002包含在入射侧无偏振光(TM光＋TE光)2005的光入射的波导、偏振分离为两个偏振光(TM光和TE光)出射的各波导、以及将这些偏振光耦合而出射的波导。其中，在偏振光分离用的波导处设置施加电场的电极2003。该电极2003从信号源2004加上规定的电压。然后，光射光2010利用透镜2009与光纤2006耦合。另外，光纤2006具有纤芯2007及包层2008。光在纤芯2007中向远方传输。

如上所述，在以往的光调制器等光器件中，为了将价格昂贵的波导与从光调制器至光纤的光学系统进行耦合，至少需要一个透镜。另外，为了该波导与光纤的光学系统耦合，需要耗费大量的时间和人力。

下面说明以往的光传感器。图33所示为以往的光电压传感器简要结构的正视图。该光电压传感器具有传感器部分、发光部分、受光部分及发光侧和受光侧信号处理电路(未图示)。该传感器部分由从光的入射侧起依次配置在同一光轴上的起偏器241，1/4波长片(也称为“λ/4片”)242，电光晶体243及检偏器244构成。另外，发光部分由包含作为光源的LED(发光二极管：LightEmitting Diode)等发光元件的E/O电路、以及配置在同一光轴上的光纤246a、套圈248a、GRIN透镜247a及支架245a组成的输入侧光学系统构成，该输入侧光学系统的各光学零件相互接触的光轴面用粘结剂粘结。受光部分由配置在同一光轴上的光纤246b、套圈248b、GRIN透镜247b及支架245b组成的输出侧光学系统、以及包含将该输出侧光学系统出射的光信号变换为电信号的变换元件的O/E电路构成，输出侧光学系统的各光学零件在相互接触的光轴面也用粘结剂粘结。