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JP2013015678A - Terahertz wave generator and adjustment method thereof - Google Patents

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JP2013015678A JP2011148391A JP2011148391A JP2013015678A JP 2013015678 A JP2013015678 A JP 2013015678A JP 2011148391 A JP2011148391 A JP 2011148391A JP 2011148391 A JP2011148391 A JP 2011148391A JP 2013015678 A JP2013015678 A JP 2013015678A
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adjustment
photodiodes
array
photodiode
optical
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JP2011148391A
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Japanese (ja)
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Ho-Jin Song
ホジン ソン
Atsushi Wakatsuki
温 若月
Katsuhiro Ajito
克裕 味戸
Yoshifumi Muramoto
好史 村本
Naoya Kukutsu
直哉 久々津
Satoshi Kodama
聡 児玉
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NTT Inc
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Abstract

【課題】テラヘルツ波の発生効率を最大にするテラヘルツ波発生器の調整方法。
【解決手段】アレイ型光導波路11からの光学ビームを受光するアレイ型フォトダイオードPD1〜PD4と、アレイ型フォトダイオードのアレイ両端それぞれに設置された2個の調整用フォトダイオードmPD1,mPD2と、2個の調整用フォトダイオードそれぞれの調整用光学ビームmBeam1,mBeam2それぞれに連結された2個の調整用光導波路m11,m12とを備えたテラヘルツ波発生器を用いて、一方のmPD1の出力が最大となるようにアレイ型フォトダイオードに対して水平及び垂直方向にアレイ型光導波路11を移動し、mPD1の最大出力を維持しつつ、他方のmPD2の出力が一方の調整用フォトダイオードの出力と同等になるように、一方のmPD1を軸としてアレイ型光導波路若しくはアレイ型フォトダイオードのアレイを回転させて調整する方法。
【選択図】図1
A method for adjusting a terahertz wave generator that maximizes the generation efficiency of terahertz waves.
SOLUTION: Array photodiodes PD1 to PD4 that receive an optical beam from an array optical waveguide 11, two adjustment photodiodes mPD1 and mPD2 installed at both ends of the array photodiode, and 2 Using a terahertz wave generator having two adjustment optical waveguides m11 and m12 connected to the adjustment optical beams mBeam1 and mBeam2 of each of the adjustment photodiodes, the output of one mPD1 is maximized. The arrayed optical waveguide 11 is moved in the horizontal and vertical directions with respect to the arrayed photodiode so that the maximum output of the mPD1 is maintained, and the output of the other mPD2 is equal to the output of one of the adjustment photodiodes. As such, an array type optical waveguide or array type photo with one mPD1 as an axis A method of adjusting by rotating an array of diodes.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、調整機能付きアレイ型フォトダイオードを備えたテラヘルツ波発生器及びその調整方法に関する。   The present invention relates to a terahertz wave generator including an array type photodiode with an adjustment function and an adjustment method thereof.

テラヘルツ波帯(0.1〜10THz)は、イメージング、センシング、セキュリティ、通信など多くの分野でその応用性が期待されている(非特許文献1)。テラヘルツ波は光の直進性を有するとともにプラスチック、紙、ゴム、木材、セラミックなど物質への透過性があり、安全な非破壊検査としての応用が期待されている。テラヘルツ波の発生・検出技術の飛躍的な進歩によって、その分光法であるテラヘルツ分光にも脚光が集まってきており、新しい化学センシング法としてその可能性が探求されている。また、ギガヘルツ(GHz)帯の電波に比べ高い周波数分解能があることから、イメージングの空間分解能や無線通信の通信速度を向上させることが可能となる。アプリケーションとしてIT応用(無線通信など)、農業・食品応用、セキュリティ応用(隠匿物検査、郵便物非破壊検査など)、バイオ・メディカル応用、環境計測応用、宇宙計測応用、工業応用(LSI不良解析、新材料開発など)の分野が挙げられている。   The terahertz wave band (0.1 to 10 THz) is expected to be applicable in many fields such as imaging, sensing, security, and communication (Non-Patent Document 1). Terahertz waves have light straightness and are permeable to materials such as plastic, paper, rubber, wood, and ceramic, and are expected to be used for safe nondestructive inspection. Thanks to dramatic advances in terahertz wave generation and detection technology, terahertz spectroscopy, which is the spectroscopic method, has attracted attention, and its potential as a new chemical sensing method is being explored. In addition, since there is a higher frequency resolution than radio waves in the gigahertz (GHz) band, it is possible to improve the spatial resolution of imaging and the communication speed of wireless communication. Applications include IT applications (such as wireless communications), agriculture / food applications, security applications (concealment inspection, postal nondestructive inspection, etc.), bio / medical applications, environmental measurement applications, space measurement applications, industrial applications (LSI failure analysis, New materials development).

テラヘルツ波の発生源として特に通信分野においては、大別して電子デバイスとフォトニックデバイスがある。フォトニックデバイスは広周波数帯域、同調性、安定性という利点があり(非特許文献1)、さらに、光ファイバーケーブルとの連結が容易な点に利点がある。その代表的なデバイスとして近赤外(1.3〜1.55μm)で作動し、ミリ波帯からテラヘルツ波帯をカバーするフォトダイオードがある。マイクロ波に比べ高い周波数では、デバイスのキャパシタンス(電気容量)が増加するため、高周波では発生効率が低下する。高出力化のためにキャパシタンスを小さくするには、フォトダイオードのデバイスサイズを小さくする必要がある。ところが、フォトダイオードのサイズが小さくなると光ファイバーとの連結が難しくなる。別の方法として動作電流を大きくすればある程度の高出力化が可能だが、熱によりフォトダイオードのデバイス劣化が起こる可能性が高い。   As a generation source of terahertz waves, particularly in the communication field, there are roughly classified electronic devices and photonic devices. Photonic devices have the advantages of a wide frequency band, tunability, and stability (Non-patent Document 1), and are further advantageous in that they can be easily connected to an optical fiber cable. As a typical device, there is a photodiode that operates in the near infrared (1.3 to 1.55 μm) and covers a millimeter wave band to a terahertz wave band. At higher frequencies than microwaves, the device capacitance (electrical capacity) increases, so the generation efficiency decreases at higher frequencies. In order to reduce the capacitance for higher output, it is necessary to reduce the device size of the photodiode. However, when the size of the photodiode is reduced, connection with the optical fiber becomes difficult. As another method, if the operating current is increased, it is possible to increase the output to some extent, but it is highly possible that the device of the photodiode is deteriorated due to heat.

このような問題点を考慮して、テラヘルツ波の高出力化の手法として、ミリ波帯で用いられているようなアレイ型デバイスから出力される複数の信号源をコンバイナー(合成器)により電力合成させることが考えられている(非特許文献2,3)。   Taking these problems into consideration, as a technique to increase the output of terahertz waves, a power combiner (synthesizer) combines multiple signal sources output from an array-type device used in the millimeter wave band. (Non-Patent Documents 2 and 3).

図4、図5に従来のコンバイナを利用したテラヘルツ波発生器100の例を示す。プレナー光波回路(PLC)やファイバーのような、光学ビームを導く光導波路101、光学ビームの焦点を合わせたり光学ビームの方向を制御したりするのに用いる1つ又は複数のレンズLens−1,Lens−2、アレイ型フォトダイオードPD1,PD2,PD3,PD4、電力合成回路102、フォトダイオードPD1,PD2,PD3,PD4と電力合成回路102との間にあるインピーダンス整合回路網103、そしてDCバイアスのフォトダイオード用のその他のコンポーネント、例えバイパスキャパシタ106などから構成されている。   4 and 5 show an example of a terahertz wave generator 100 using a conventional combiner. An optical waveguide 101 that guides the optical beam, such as a planar lightwave circuit (PLC) or fiber, and one or more lenses Lens-1, Lens that are used to focus the optical beam and control the direction of the optical beam. -2, array type photodiodes PD1, PD2, PD3, PD4, power combining circuit 102, impedance matching network 103 between photodiodes PD1, PD2, PD3, PD4 and power combining circuit 102, and DC bias photo It is composed of other components for the diode, such as the bypass capacitor 106.

このような従来のテラヘルツ波発生器100では、2N個のテラヘルツフォトダイオードPD1〜PD2Nからの出力を結合させることで、出力を最大2N倍に上げることができる。すなわち、16個のフォトダイオードPD1〜PD16なら出力を16倍にできるということである。フォトダイオードPDi、電力合成回路102、そしてフォトダイオードPDiと電力合成回路102との間にあるインピーダンス整合回路網103を単一のチップ105に統合することによって、テラヘルツ波光導波路101やインピーダンス整合回路網103、電力合成回路102における経路損失を最小限に抑えることができ、また、フォトダイオード間の距離を等しく定義することも可能になるため、結果的に電力結合効率を最大にすることができる。   In such a conventional terahertz wave generator 100, by combining outputs from 2N terahertz photodiodes PD1 to PD2N, the output can be increased up to 2N times. That is, 16 photodiodes PD1 to PD16 can increase the output by 16 times. By integrating the photodiode PDi, the power combining circuit 102, and the impedance matching network 103 between the photodiode PDi and the power combining circuit 102 into a single chip 105, the terahertz wave optical waveguide 101 and the impedance matching network are integrated. 103, the path loss in the power combining circuit 102 can be minimized, and the distances between the photodiodes can be defined equally. As a result, the power coupling efficiency can be maximized.

しかしながら、この構成において、光導波路101(アレイ型光ファイバーあるいはプレナー型光波回路PLD)とアレイ型フォトダイオードPD1〜PD4との間の光学ビームを整列する過程で問題がある。つまり、フォトダイオードの1つの電極が、DCにおいて短絡を形成するテラヘルツ波電力合成回路102と電気的に結びついていることである。電力合成回路102の出力によって、全てのフォトダイオードPD1〜PD4から出力される光電流の総量のみを把握することができる。ミリ波に比べ、アレイ型デバイスが数十マイクロメートルと小さなテラヘルツ波デバイスの場合、いずれのデバイスも適正な照射の下で連結されているのかどうか、またどのデバイスが照射されていないのかを推定するのには不充分である。例えば、図4の4つの光学ビームBeam1〜Beam4のうち光学ビームBeam4が1個のフォトダイオードPD4とカップリングした場合でも、その他の何個のフォトダイオードが充分な照射下にあるのかということを特定できない。全てのフォトダイオードPD1〜PD4のバイアス網を分割すれば、各デバイスの光電流をチェックすることができる。しかしながら、その場合には、ワイヤーボンディング用のパッドが2N個(図4の例の場合には8個)必要となり、それらはフォトダイオードの数よりはるかに多いため、アレイ型フォトダイオードの全体の大きさが増大し、フォトダイオードアレイIC105の空間的効率が著しく低下する。   However, in this configuration, there is a problem in the process of aligning the optical beam between the optical waveguide 101 (array type optical fiber or planar type light wave circuit PLD) and the array type photodiodes PD1 to PD4. That is, one electrode of the photodiode is electrically connected to the terahertz power combining circuit 102 that forms a short circuit in DC. From the output of the power combining circuit 102, only the total amount of photocurrent output from all the photodiodes PD1 to PD4 can be grasped. If the array type device is a terahertz wave device as small as several tens of micrometers compared to millimeter waves, it is estimated whether all devices are connected under proper irradiation and which devices are not irradiated Insufficient for For example, even when the optical beam Beam4 is coupled to one photodiode PD4 among the four optical beams Beam1 to Beam4 in FIG. 4, it is specified how many other photodiodes are under sufficient irradiation. Can not. If the bias network of all the photodiodes PD1 to PD4 is divided, the photocurrent of each device can be checked. However, in that case, 2N pads for wire bonding (eight in the example of FIG. 4) are required, which is much larger than the number of photodiodes, so that the total size of the array type photodiodes is increased. And the spatial efficiency of the photodiode array IC 105 is significantly reduced.

そこで、従来、テラヘルツ波発生器としてアレイ型フォトダイオードPD1〜PD4を用いる場合、ミリ波帯に比べ個々のフォトダイオードデバイスが小さいため、光導波路101(アレイ型光ファイバーあるいはプレナー型光波回路PLC)と確実に連結されているか否かを正確に確認する手法が求められていた。   Therefore, conventionally, when the array type photodiodes PD1 to PD4 are used as the terahertz wave generator, each photodiode device is smaller than the millimeter wave band, so that the optical waveguide 101 (array type optical fiber or planar type light wave circuit PLC) is surely provided. There has been a demand for a method for accurately confirming whether or not it is connected to the.

「テラヘルツ波新産業」、斗内政吉監修、シーエムシー出版、2011年、P238−245、「11章テラヘルツ波の情報通信利用」。"Terahertz wave new industry", supervised by Masayoshi Tonouchi, CMC Publishing, 2011, P238-245, "Chapter 11 Terahertz wave information and communication use". IEEE JOURNAL OF QUANTUM ELECTRONICS、VOL.46、NO.4、P541−545、2010年。IEEE JOURNAL OF QUANTUM ELECTRONICS, VOL. 46, NO. 4, P541-545, 2010. JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOGY、VOL.28、NO.6、P965−971、3月15日、2010年。JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOGY, VOL. 28, NO. 6, P965-971, March 15, 2010.

本発明は、従来技術の課題に鑑みてなされたもので、アレイ型フォトダイオードと光導波路との連結が確実に行われているか否かを確認することができ、テラヘルツ波の発生効率を最大にすることができるテラヘルツ波発生器及びその調整方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the problems of the prior art, and it can be confirmed whether or not the connection between the array type photodiode and the optical waveguide is reliably performed, and the generation efficiency of the terahertz wave is maximized. It is an object of the present invention to provide a terahertz wave generator that can be used and a method for adjusting the terahertz wave generator.

本発明の1つの特徴は、光学ビームを導くアレイ型光導波路と、前記アレイ型光導波路からの前記光学ビームを受光するアレイ型フォトダイオードと、前記アレイ型フォトダイオードのアレイ両端それぞれに設置された2個の調整用フォトダイオードと、前記2個の調整用フォトダイオードの調整用光学ビームそれぞれに連結された2個の調整用光導波路とを備え、前記2個の調整用光導波路それぞれに、前記アレイ型光導波路とは別に前記2個の調整用フォトダイオードそれぞれに調整用光学ビームを導き、前記調整用フォトダイオードの光電流と電圧をモニタリングすることで、アレイ型フォトダイオードの連結が確実に行われているか否かを確認するようにしたテラヘルツ波発生器である。   One aspect of the present invention is an array type optical waveguide that guides an optical beam, an array type photodiode that receives the optical beam from the array type optical waveguide, and an array type photodiode disposed at each end of the array type photodiode. Two adjustment photodiodes, and two adjustment optical waveguides coupled to the adjustment optical beams of the two adjustment photodiodes, respectively, the two adjustment optical waveguides, Separately from the array type optical waveguide, the adjustment type optical beam is guided to each of the two adjustment photodiodes, and the photocurrent and voltage of the adjustment photodiode are monitored, so that the array type photodiodes are reliably connected. It is a terahertz wave generator that checks whether or not

また、本発明の別の特徴は、光学ビームを導くアレイ型光導波路と、前記アレイ型光導波路からの前記光学ビームを受光するアレイ型フォトダイオードと、前記アレイ型フォトダイオードのアレイ両端それぞれに設置された2個の調整用フォトダイオードと、前記2個の調整用フォトダイオードの調整用光学ビームそれぞれに連結された2個の調整用光導波路とを備えたテラヘルツ波発生器の調整方法であって、前記2個の調整用フォトダイオードの一方の出力が最大となるように前記アレイ型フォトダイオードに対して水平方向及び垂直方向に前記アレイ型光導波路を移動する工程と、前記一方の調整用フォトダイオードの出力を維持しつつ、前記2個の調整用フォトダイオードの他方の出力が前記一方の調整用フォトダイオードの出力と同等になるように、前記一方の調整用フォトダイオードを軸として前記アレイ型光導波路を回転させる工程とを有するテラヘルツ波発生器の調整方法である。   Further, another feature of the present invention is that an array type optical waveguide that guides an optical beam, an array type photodiode that receives the optical beam from the array type optical waveguide, and an array photodiode at each end of the array type photodiode. A terahertz wave generator adjustment method comprising the two adjustment photodiodes and two adjustment optical waveguides coupled to the adjustment optical beams of the two adjustment photodiodes, respectively. Moving the arrayed optical waveguide in a horizontal direction and a vertical direction with respect to the arrayed photodiode so that one output of the two adjusting photodiodes is maximized; and While maintaining the output of the diode, the other output of the two adjustment photodiodes is the same as the output of the one adjustment photodiode. To be equal, a method of adjusting the terahertz wave generator and a step of rotating the array optical waveguides said one adjustment photodiode as an axis.

本発明のテラヘルツ波発生器によれば、2個の調整用フォトダイオードの一方の出力が最大となるようにアレイ型フォトダイオードに対して水平方向及び垂直方向にアレイ型光導波路を移動する工程と、一方の調整用フォトダイオードの出力を維持しつつ、2個の調整用フォトダイオードの他方の出力が一方の調整用フォトダイオードの出力と同等になるように、一方の調整用フォトダイオードを軸としてアレイ型光導波路を回転させる工程とにより、アレイ型フォトダイオードと光導波路との連結が確実に行われているか否かを確認することかできる。   According to the terahertz wave generator of the present invention, the step of moving the array type optical waveguide in the horizontal direction and the vertical direction with respect to the array type photodiode so that the output of one of the two adjustment photodiodes is maximized. While maintaining the output of one of the adjustment photodiodes, the other adjustment photodiode is used as an axis so that the other output of the two adjustment photodiodes is equivalent to the output of the one adjustment photodiode. It is possible to confirm whether or not the connection between the array type photodiode and the optical waveguide is reliably performed by the step of rotating the array type optical waveguide.

本発明の1つの実施の形態のテラヘルツ波発生器の素子レイアウト図。The element layout figure of the terahertz wave generator of one embodiment of this invention. 上記実施の形態のテラヘルツ波発生器の調整方法の説明図。Explanatory drawing of the adjustment method of the terahertz wave generator of the said embodiment. 上記実施の形態のテラヘルツ波発生器の調整方法によるステップ1〜ステップ3の各ステップでの2個の調整用フォトダイオードの出力の測定グラフ。The measurement graph of the output of the two photodiodes for adjustment in each step of step 1-step 3 by the adjustment method of the terahertz wave generator of the said embodiment. 従来のテラヘル波発生器の素子レイアウト図。The element layout figure of the conventional terahertz wave generator. 従来のテラヘルツ波発生器の素子レイアウトの側面図。The side view of the element layout of the conventional terahertz wave generator.

以下、本発明の実施の形態を図に基づいて詳説する。図1は本発明の1つの実施の形態の調整機能付きアレイ型フォトダイオードを有するテラヘルツ波発生器10を示す。この実施の形態のテラヘルツ波発生器10は、プレナー光波回路(PLC)や光ファイバーのような、光学ビームを導くアレイ型光導波路11、光学ビームの焦点を合わせたり光学ビームの方向を制御したりするのに用いる1つ又は複数のレンズLens−1,Lens−2、アレイ型フォトダイオードPD1,PD2,PD3,PD4、電力合成回路12、アレイ型フォトダイオードPD1,PD2,PD3,PD4と電力合成回路12との間にあるインピーダンス整合回路網13、そしてDCバイアスのフォトダイオード用のその他のコンポーネント、例えバイパスキャパシタ14から構成されている。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows a terahertz wave generator 10 having an array type photodiode with an adjustment function according to one embodiment of the present invention. The terahertz wave generator 10 of this embodiment is an array type optical waveguide 11 that guides an optical beam, such as a planar lightwave circuit (PLC) or an optical fiber, and focuses the optical beam or controls the direction of the optical beam. One or a plurality of lenses Lens-1, Lens-2, array type photodiodes PD1, PD2, PD3, PD4, power combining circuit 12, array type photodiodes PD1, PD2, PD3, PD4 and power combining circuit 12 And an impedance matching network 13 between and other components for a DC biased photodiode, such as a bypass capacitor 14.

そして本実施の形態の特徴として、アレイ型フォトダイオードPD1〜PD4の両端にさらに2個の調整用フォトダイオードmPD1,mPD2を追加し、これらの追加された調整用フォトダイオードmPD1,mPD2の調整用光学ビームmBeam1,mBeam2にも調整用光導波路m11,m12を連結している。追加された調整用光導波路m11,m12は、配列の過程において、他の光導波路11とは別に光信号を導く設定にしている。   As a feature of the present embodiment, two additional adjustment photodiodes mPD1 and mPD2 are added to both ends of the array type photodiodes PD1 to PD4, and the adjustment optics of these added adjustment photodiodes mPD1 and mPD2 are added. The adjustment optical waveguides m11 and m12 are also connected to the beams mBeam1 and mBeam2. The added adjustment optical waveguides m11 and m12 are set to guide an optical signal separately from the other optical waveguides 11 in the process of arrangement.

本実施の形態の場合、一般に2N個のフォトダイオードPD1〜PD2Nの一次元的なアレイ配列である場合、必要なのはフォトダイオードmPD1,mPD2の2個と追加された光導波路m11,m12の2本のみである。さらに、アレイ型フォトダイオードPD1〜PD4の光電流を測定せずとも、調整用フォトダイオードmPD1,mPD2の光電流Im1,Im2と電圧Vm1,Vm2をモニタリングすることで、アレイ型フォトダイオードPD1〜PD4の連結が確実に行われているかを確認することができ、テラヘルツ波の発生効率を最大にすることが可能である。   In the case of this embodiment, in general, in the case of a one-dimensional array arrangement of 2N photodiodes PD1 to PD2N, only two photodiodes mPD1 and mPD2 and two added optical waveguides m11 and m12 are required. It is. Furthermore, without measuring the photocurrents of the array type photodiodes PD1 to PD4, the photocurrents Im1 and Im2 and the voltages Vm1 and Vm2 of the adjustment photodiodes mPD1 and mPD2 are monitored, so that the array type photodiodes PD1 to PD4 It is possible to confirm whether the connection is reliably performed, and to maximize the generation efficiency of the terahertz wave.

次に、上記実施の形態のテラヘルツ波発生器10の調整方法について説明する。図2に示すように一次元的なアレイ型フォトダイオードPD1〜PD4を調整する場合を説明する。フォトダイオードPD1〜PD4、調整用フォトダイオードmPD1,mPD2は、64ミクロン間隔に6個配置してある。この配列のアレイ型フォトダイオードは、InPプロセスを用いて作成したものである。使用したレーザーは波長1.5ミクロン(サンテック社製)でカプラーを使ってプレナー型の光導波路(出力のレーザービームの間隔は127ミクロン)の両端のみから放射されている。   Next, a method for adjusting the terahertz wave generator 10 according to the above embodiment will be described. A case where the one-dimensional array type photodiodes PD1 to PD4 are adjusted as shown in FIG. 2 will be described. Six photodiodes PD1 to PD4 and adjustment photodiodes mPD1 and mPD2 are arranged at intervals of 64 microns. The array type photodiode of this arrangement is manufactured using the InP process. The laser used was 1.5 microns in wavelength (manufactured by Suntech), and was emitted from both ends of a planar optical waveguide (the distance between the output laser beams was 127 microns) using a coupler.

図2のステップ1のように、調整用フォトダイオードmPD1の光導波路m11が給光し、光導波路ホルダーやレンズのセットを制御して、mPD1からの光電流Im1が最大に達するようにする。この段階では、光学ビームは水平X方向と垂直Y方向のみに制御される。尚、図2において、軸AX1は、アレイ型フォトダイオードPD1〜PD4のアレイ軸であり、軸AX2は光学ビームのアレイ軸である。   As in Step 1 of FIG. 2, the optical waveguide m11 of the adjustment photodiode mPD1 supplies light, and the optical waveguide holder and the lens set are controlled so that the photocurrent Im1 from the mPD1 reaches the maximum. At this stage, the optical beam is controlled only in the horizontal X direction and the vertical Y direction. In FIG. 2, the axis AX1 is the array axis of the array type photodiodes PD1 to PD4, and the axis AX2 is the array axis of the optical beam.

次に図2のステップ2のように、もう一方の調整用フォトダイオードmPD2の光導波路m12も給光させ、レンズの倍率や光学ビームの角度を制御して、mPD1の光電流Im1を常に最大に保持しながら、mPD2の光電流Im2も最大に達するように、アレイ軸AX2方向(m)に微調整するとともに、一方の調整用フォトダイオードmPD1を軸にした回転角φを調整する。光学ビームの角度φを制御する際には、mPD1を軸に光導波路11のホルダーを回転させてもよい。   Next, as in step 2 of FIG. 2, the optical waveguide m12 of the other adjustment photodiode mPD2 is also supplied with light, and the magnification of the lens and the angle of the optical beam are controlled so that the photocurrent Im1 of the mPD1 is always maximized. While holding, fine adjustment is made in the array axis AX2 direction (m) so that the photocurrent Im2 of mPD2 also reaches the maximum, and the rotation angle φ about one adjustment photodiode mPD1 is adjusted. When controlling the angle φ of the optical beam, the holder of the optical waveguide 11 may be rotated about the mPD1.

結果を図3に示す。調整用フォトダイオードmPD1とmPD2の光電流Im1,Im2のバランス度合いを観察することが重要であり、最良の調整を実現するためには2つの光電流Im1,Im2が同等であることが理想である。図3のグラフにおいて、タイミングtAは調整用フォトダイオードmPD1に対して光電流が最大に達し、調整用フォトダイオードmPD2に対して微調整を開始したタイミングを示す。そしてタイミングtBは、調整用フォトダイオードmPD1の光電流Im1を常に最大に保持しながら、他方の調整用フォトダイオードmPD2の光電流Im2も最大に達するように微調整したタイミングを示す。   The results are shown in FIG. It is important to observe the degree of balance between the photocurrents Im1 and Im2 of the adjustment photodiodes mPD1 and mPD2, and it is ideal that the two photocurrents Im1 and Im2 are equal to achieve the best adjustment. . In the graph of FIG. 3, timing tA indicates the timing at which the photocurrent reaches the maximum for the adjustment photodiode mPD1 and fine adjustment is started for the adjustment photodiode mPD2. The timing tB indicates the timing at which the photocurrent Im1 of the adjustment photodiode mPD1 is always kept at the maximum and the photocurrent Im2 of the other adjustment photodiode mPD2 is also finely adjusted.

この調整により、図2のステップ3のように、全ての光学ビームは、各フォトダイオードの最適枠内に完全に一致するか、ほぼ一致すると想定される。したがって、この段階においては、フォトダイオード配列の光電流の総量I(m1+m2)及びmPD1とmPD2の光電流Im1,Im2のバランスを観察しながら、光学ビームが正確に同調される(図3のステップ3)。   With this adjustment, it is assumed that all the optical beams coincide completely or substantially coincide with each other within the optimum frame of each photodiode as in step 3 of FIG. Therefore, at this stage, the optical beam is accurately tuned while observing the total photocurrent I (m1 + m2) of the photodiode array and the balance between the photocurrents Im1 and Im2 of mPD1 and mPD2 (step 3 in FIG. 3). ).

以上のテラヘルツ発生器10に対する調整方法により、アレイ型フォトダイオードPD1〜PD4とアレイ型光導波路11との連結が確実に行われているか否かを確認することかできる。   With the adjustment method for the terahertz generator 10 described above, it is possible to confirm whether or not the array-type photodiodes PD1 to PD4 and the array-type optical waveguide 11 are securely connected.

10 テラヘルツ波発生器
11 アレイ型光導波路
12 電力合成回路
13 インピーダンス整合回路網13
14 バイパスキャパシタ14から構成されている。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Terahertz wave generator 11 Array type optical waveguide 12 Power synthesis circuit 13 Impedance matching network 13
14 is composed of a bypass capacitor 14.

15 アレイ型フォトダイオードIC
PD1〜PD4 アレイ型フォトダイオード
mPD1,mPD2 調整用フォトダイオード
mBeam1,mBeam2 調整用光学ビーム
m11,m12 調整用光導波路
15 Array type photodiode IC
PD1 to PD4 Array type photodiode mPD1, mPD2 Adjustment photodiode mBeam1, mBeam2 Adjustment optical beam m11, m12 Adjustment optical waveguide

Claims (2)

光学ビームを導くアレイ型光導波路と、
前記アレイ型光導波路からの前記光学ビームを受光するアレイ型フォトダイオードと、
前記アレイ型フォトダイオードのアレイ両端それぞれに設置された2個の調整用フォトダイオードと、
前記2個の調整用フォトダイオードの調整用光学ビームそれぞれに連結された2個の調整用光導波路とを備え、
前記2個の調整用光導波路それぞれから、前記アレイ型光導波路とは別に前記2個の調整用フォトダイオードそれぞれに調整用光学ビームを導き、
前記2個の調整用フォトダイオードの光電流と電圧をモニタリングすることで、アレイ型フォトダイオードの連結が確実に行われているか否かを確認するようにした調整機能付きアレイ型フォトダイオード。
An arrayed optical waveguide for guiding an optical beam;
An array type photodiode that receives the optical beam from the array type optical waveguide; and
Two adjustment photodiodes installed at both ends of the array-type photodiode;
Two adjustment optical waveguides coupled to the adjustment optical beams of the two adjustment photodiodes,
From each of the two adjustment optical waveguides, an adjustment optical beam is led to each of the two adjustment photodiodes separately from the array type optical waveguide,
An array type photodiode with an adjustment function, wherein the photocurrent and voltage of the two adjustment photodiodes are monitored to confirm whether or not the array type photodiodes are reliably connected.
光学ビームを導くアレイ型光導波路と、前記アレイ型光導波路からの前記光学ビームを受光するアレイ型フォトダイオードと、前記アレイ型フォトダイオードのアレイ両端それぞれに設置された2個の調整用フォトダイオードと、前記2個の調整用フォトダイオードの調整用光学ビームそれぞれに連結された2個の調整用光導波路とを備えた調整機能付きアレイ型フォトダイオードの調整方法であって、
前記2個の調整用フォトダイオードの一方の出力が最大となるように前記アレイ型フォトダイオードに対して水平方向及び垂直方向に前記アレイ型光導波路を移動する工程と、
前記一方の調整用フォトダイオードの最大出力を維持しつつ、前記2個の調整用フォトダイオードの他方の出力が前記一方の調整用フォトダイオードの出力と同等になるように、前記一方の調整用フォトダイオードを軸として前記アレイ型光導波路を回転させる工程とを有する調整機能付きアレイ型フォトダイオードの調整方法。
An array-type optical waveguide for guiding an optical beam; an array-type photodiode for receiving the optical beam from the array-type optical waveguide; and two adjustment photodiodes installed at both ends of the array-type photodiode. A method of adjusting an array type photodiode with an adjustment function, comprising two adjustment optical waveguides coupled to the adjustment optical beams of the two adjustment photodiodes, respectively,
Moving the arrayed optical waveguide in a horizontal direction and a vertical direction with respect to the arrayed photodiode so that one output of the two adjusting photodiodes is maximized;
While maintaining the maximum output of the one adjustment photodiode, the other output of the two adjustment photodiodes is equal to the output of the one adjustment photodiode. A method for adjusting an array type photodiode with an adjustment function, comprising: rotating the array type optical waveguide around a diode.
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JPH063565A (en) * 1992-06-24 1994-01-14 Fujitsu Ltd Optical coupling method for optical semiconductor element array and optical fiber array
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JP2009288614A (en) * 2008-05-30 2009-12-10 Hitachi Ltd Planar optical waveguide array module and method of fabricating the same

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