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公開番号2025047234
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-03
出願番号2023155610
出願日2023-09-21
発明の名称光変調器、通信システム、および処理方法
出願人国立大学法人横浜国立大学
代理人弁理士法人志賀国際特許事務所
主分類G02F 1/01 20060101AFI20250326BHJP(光学)
要約【課題】光変調器における導波路の光を効率よく適切に変調することのできる光変調器を提供する。
【解決手段】光変調器は、ギャップを設けた円形パッチアンテナと、前記ギャップに沿って設けられた導波路と、を備える。
【選択図】図14
特許請求の範囲【請求項１】
ギャップを設けた円形パッチアンテナと、
前記ギャップに沿って設けられた導波路と、
を備える光変調器。
続きを表示（約 660 文字）【請求項２】
前記円形パッチアンテナの外形は、
真円である、
請求項１に記載の光変調器。
【請求項３】
前記円形パッチアンテナの外形は、
楕円である、
請求項１に記載の光変調器。
【請求項４】
前記円形パッチアンテナの外形部の径方向の長さは、
前記円形パッチアンテナが受信する電波の周波数で共振させる長さである、
請求項１に記載の光変調器。
【請求項５】
前記導波路の長さは、
前記円形パッチアンテナが電波と受信した際に発生させる電界の位相と、前記導波路が受ける光の位相とを整合させる長さである、
請求項１に記載の光変調器。
【請求項６】
前記導波路に隣接するように設けられ、上部に前記円形パッチアンテナが設けられる微小リング共振器、
を備える請求項１に記載の光変調器。
【請求項７】
請求項１から請求項６の何れか一項に記載の光変調器と、
光を電気に変調する光学電気変調器と、
前記光変調器と、前記光学電気変調器とを接続する光ファイバー網と、
を備える通信システム。
【請求項８】
ギャップを設けた円形パッチアンテナと、前記ギャップに沿って設けられた導波路と、を備える光変調器は、
前記円形パッチアンテナが受信した電波によって発生する共振電界により、前記導波路に入射された入射光を変調する、
処理方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、光変調器、通信システム、および処理方法に関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
さまざまな分野で無線通信が用いられている。特許文献１には、関連する技術として、矩形パッチアンテナを用いた光変調器を備える通信システムに関する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
“ＰｒｏｐｏｓａｌｏｆＩｎＧａＡｓ／ＩｎＡｌＡｓｍｕｌｔｉｐｌｅｑｕａｎｔｕｍｗｅｌｌＭａｃｈ－Ｚｅｈｎｄｅｒｍｏｄｕｌａｔｏｒｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｗｉｔｈａｒｒａｙｏｆｐｌａｎａｒａｎｔｅｎｎａｓ，”ＹｕｓｕｋｅＭｉｙａｚｅｋｉａｎｄＴａｒｏＡｒａｋａｗａ２０１９Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．５８ＳＪＪＥ０５．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、非特許文献１に関連する通信システムでは、受信した電波によって発生する共振電界で光変調器における導波路の光を変調する際に、電波の到来方向によって電界の振動方向（偏波）が異なるため、その共振電界の大きさが大きく減衰する場合がある。そのため、偏波に依らず光変調器における導波路の光を効率よく適切に変調することのできる技術が求められている。
【０００５】
本開示の各態様は、上記の課題を解決することのできる光変調器、通信システム、および処理方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本開示の一態様によれば、光変調器は、ギャップを設けた円形パッチアンテナと、前記ギャップに沿って設けられた導波路と、を備える。
【０００７】
上記目的を達成するために、本開示の別の態様によれば、通信システムは、上記の光変調器と、光信号を電気信号に復調する復調器と、前記光変調器と、前記復調器とを接続する光ファイバー網と、を備える。
【０００８】
上記目的を達成するために、本開示の別の態様によれば、処理方法は、ギャップを設けた円形パッチアンテナと、前記ギャップに沿って設けられた導波路と、を備える光変調器は、前記円形パッチアンテナが受信した電波によって発生する共振電界により、前記導波路に入射された入射光を変調する。
【０００９】
本開示の各態様によれば、光変調器における導波路の光を効率よく適切に変調することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本開示の一実施形態による通信システムの構成の一例を示す図である。
矩形パッチアンテナを集積した光変調器の構成の一例を示す第１の図である。
矩形パッチアンテナを集積した光変調器の構成の一例を示す第２の図である。
光変調器１００における導波路１００ｂの構成の一例を示す図である。
導波路１００ｂの真性コアＦＡＣＱＷの電界屈折率変化量の一例を示す図である。
矩形パッチアンテナの中央にギャップを設けた場合と設けない場合とにおいて発生する電界の違いを説明するための第１の図である。
矩形パッチアンテナの中央にギャップを設けた場合と設けない場合とにおいて発生する電界の違いを説明するための第２の図である。
ギャップを設けた矩形パッチアンテナおよびギャップを設けた円形パッチアンテナそれぞれで発生する共振電界の一例を示す図である。
ギャップを設けた矩形パッチアンテナおよびギャップを設けた円形パッチアンテナそれぞれにおける偏波度に対する光の位相変化量の一例を示す図である。
矩形パッチアンテナにおける電界と光の位相整合の考え方を説明するための図である。
ギャップを設けない円形パッチアンテナにおける電界と光の位相整合の考え方を説明するための第１の図である。
ギャップを設けない円形パッチアンテナにおける電界と光の位相整合の考え方を説明するための第２の図である。
ギャップを設けた円形パッチアンテナにおける電界と光の位相整合の考え方を説明するための図である。
ギャップを設けた円形パッチアンテナにおいて発生する電界を説明するための図である。
本開示の一実施形態による円形パッチアンテナ集積型光変調器の構成の一例を示す図である。
本開示の一実施形態によるギャップを設けた円形パッチアンテナの最適な寸法の一例を示す図である。
円形パッチアンテナに微小リング共振器を組み合わせた場合の円形パッチアンテナ集積型光変調器の構成の一部を示す第１の図である。
円形パッチアンテナに微小リング共振器を組み合わせた場合の円形パッチアンテナ集積型光変調器の構成の一部を示す第２の図である。
円形パッチアンテナに微小リング共振器を組み合わせた場合の円形パッチアンテナ集積型光変調器による位相変化量の一例を示す図である。
ギャップを設けた、楕円形の外形を有する円形パッチアンテナにおける共振電界の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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