JP2000032510A - Optical switch array and optical add/drop multiplexer using the same - Google Patents

Optical switch array and optical add/drop multiplexer using the same

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JP2000032510A JP10192762A JP19276298A JP2000032510A JP 2000032510 A JP2000032510 A JP 2000032510A JP 10192762 A JP10192762 A JP 10192762A JP 19276298 A JP19276298 A JP 19276298A JP 2000032510 A JP2000032510 A JP 2000032510A
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知巳 阪田
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    • G02B6/12007Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind forming wavelength selective elements, e.g. multiplexer, demultiplexer
    • G02B6/12009Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind forming wavelength selective elements, e.g. multiplexer, demultiplexer comprising arrayed waveguide grating [AWG] devices, i.e. with a phased array of waveguides
    • G02B6/12019Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind forming wavelength selective elements, e.g. multiplexer, demultiplexer comprising arrayed waveguide grating [AWG] devices, i.e. with a phased array of waveguides characterised by the optical interconnection to or from the AWG devices, e.g. integration or coupling with lasers or photodiodes
    • G02B6/12021Comprising cascaded AWG devices; AWG multipass configuration; Plural AWG devices integrated on a single chip

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inexpensive and small-sized optical switch array with crosstalk value of -40 dB or below which is sufficient for optical communication and to provided the optical add/drop multiplexer using it. SOLUTION: First and second optical waveguide groups respectively consisting of 16 optical guide paths are placed on the way of optical guide paths tying AWGs(array waveguide diffraction grating) 61, 62 corresponding to the add operation and AWGs 63, 64 corresponding to the drop operation, so that the optical waveguides cross each other in this optical switch array and a 16 pseudo 2×2 optical switch array 65, consisting of switches that direct a light from the 1st optical waveguide group as it is or switches the light to a 2nd optical guide path group is placed only to the crossing on a diagonal line of the entire crossings and add/drop applied to a signal with a desired wavelength is conducted by switching of the optical switch array 65.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光スイッチアレイ
及びこれを用いた光アド・ドロップマルチプレクサの改
良に関するものである。
The present invention relates to an optical switch array and an optical add / drop multiplexer using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】急速に普及するマルチメディア通信に対
応するため、光化によるネットワークの大容量化が進め
られている。光波長多重(WDM)技術を用いたネット
ワークは、伝送容量の大幅な増大を可能とするだけでな
く、クロスコネクト・交換等のノード機能を含めたネッ
トワーク全体の光化を可能にする技術として注目されて
いるが、このWDM型ネットワークの実現には、低クロ
ストークで、かつ小型の光アド・ドロップマルチプレク
サが大量に必要となってくる。
2. Description of the Related Art In order to cope with multimedia communication which is spreading rapidly, the capacity of a network has been increased by using light. Networks using optical wavelength division multiplexing (WDM) technology have attracted attention as a technology that not only enables a significant increase in transmission capacity but also enables the opticalization of the entire network including node functions such as cross-connect and switching. However, realizing this WDM type network requires a large amount of small optical add / drop multiplexers with low crosstalk.

【0003】光アド・ドロップマルチプレクサは、波長
合分波器と空間光スイッチアレイの二つの光素子から構
成される。その機能は、光ファイバ中を伝送している、
或る波長帯域の光を波長合分波器により各波長毎に空間
的に分離した後、空間光スイッチアレイにより所望の波
長の光だけを選択的に抽出したり、逆に、抽出した任意
の波長の光を波長合分波器により合波し、光ファイバ中
に戻すものである。
An optical add / drop multiplexer is composed of two optical elements, a wavelength multiplexer / demultiplexer and a spatial optical switch array. Its function is to transmit in optical fiber,
After light of a certain wavelength band is spatially separated for each wavelength by a wavelength multiplexer / demultiplexer, only light of a desired wavelength is selectively extracted by a spatial light switch array, or conversely, any extracted light is extracted. Light of a wavelength is multiplexed by a wavelength multiplexer / demultiplexer and returned into an optical fiber.

【0004】従来、光アド・ドロップマルチプレクサを
製造する場合、波長合分波器としてはAWG(アレイ導
波路回折格子)を用い、また、空間光スイッチアレイと
してはマッハツェンダ型2×2TO(熱光学効果)スイ
ッチを複数個並列に配置して用いることが一般的であっ
た。
Conventionally, when manufacturing an optical add / drop multiplexer, an AWG (array waveguide diffraction grating) is used as a wavelength multiplexer / demultiplexer, and a Mach-Zehnder 2 × 2TO (thermo-optical effect) is used as a spatial optical switch array. It was common to use a plurality of switches arranged in parallel.

【0005】実際、二組のAWGとマッハツェンダ型2
×2TOスイッチの二種類の構成要素を同一光導波路基
板上に光集積化した光集積型16チャンネルAWGアド
・ドロップマルチプレクサが提案されている(K.Ok
amoto,K.Takiguchi and Y.O
hmori,”16−channel optical
add/drop multiplexer usi
ng silca−based arrayed−wa
veguide grating”,Electron
Lett.,Vol.31,No.9,pp.723
−724,1995参照)。
In fact, two sets of AWG and Mach-Zehnder type 2
An optical integrated 16-channel AWG add / drop multiplexer in which two types of components of a × 2TO switch are optically integrated on the same optical waveguide substrate has been proposed (K. Ok).
amoto, K .; Takeguchi and Y. O
hmori, "16-channel optical
add / drop multiplexer usi
ng silca-based arrayed-wa
vegide grating ”, Electron
Lett. , Vol. 31, No. 9, pp. 723
-724, 1995).

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た従来の光アド・ドロップマルチプレクサには、モジュ
ール化した際のクロストーク及びサイズの点で幾つかの
課題が残されていた。
However, the above-mentioned conventional optical add / drop multiplexer has some problems in terms of crosstalk and size when modularized.

【0007】まず、マッハツェンダ型2×2TOスイッ
チ自体のクロストークが−30dB程度であるため、マ
ッハツェンダ型2×2TOスイッチを用いて光アド・ド
ロップマルチプレクサを製造しても、そのクロストーク
は−30dB程度にとどまり、十分に低い値を持たな
い。このため、光通信における漏話等が発生する可能性
があった。
First, since the crosstalk of the Mach-Zehnder 2 × 2TO switch itself is about −30 dB, even if an optical add / drop multiplexer is manufactured using the Mach-Zehnder 2 × 2TO switch, the crosstalk is about −30 dB. And does not have a sufficiently low value. For this reason, crosstalk and the like in optical communication may occur.

【0008】次に、マッハツェンダ型TOスイッチで
は、熱光学効果による伝搬光の位相差変化を用いてスイ
ッチの切替を行うため、スイッチ間の距離を近づける
と、一方のスイッチの熱が他方のスイッチにも影響を及
ぼし、他方のスイッチのクロストークを悪化させる。こ
の現象を回避する点から、スイッチ間の距離を容易に近
づけられず、そのため、必然的に光スイッチアレイ自体
及びこれを用いた光アド・ドロップマルチプレクサのサ
イズが大きくなってしまうという問題があった。
Next, in the Mach-Zehnder TO switch, the switches are switched using the phase difference change of the propagating light due to the thermo-optic effect. Therefore, when the distance between the switches is reduced, the heat of one switch is transferred to the other switch. Also have an effect and exacerbate the crosstalk of the other switch. From the viewpoint of avoiding this phenomenon, the distance between the switches cannot be easily reduced, so that there is a problem that the size of the optical switch array itself and the optical add / drop multiplexer using the same are inevitably increased. .

【0009】本発明の目的は、上記課題を解決し、光通
信に十分な−40dB以下のクロストーク値を持ち、か
つ小型で廉価な光スイッチアレイ及びこれを用いた光ア
ド・ドロップマルチプレクサを提供することにある。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to provide a small and inexpensive optical switch array having a crosstalk value of -40 dB or less which is sufficient for optical communication, and an optical add / drop multiplexer using the same. Is to do.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明では、各々平行な光軸を有するn(nは自然
数)本の光導波路からなる第一の光導波路群と、各々平
行な光軸を有するn本の光導波路からなる第二の光導波
路群とがそれぞれの光導波路同士が交差する如く配置さ
れ、第一の光導波路群の各光導波路と第二の光導波路群
の各光導波路との交差部のうち、一意に対応する光導波
路同士の交差部のみに、第一の光導波路群の光導波路か
らの光をそのまま直進させもしくは第二の光導波路群の
光導波路へ切り替え出力可能なスイッチ部を設けた光ス
イッチアレイを提案する。
According to the present invention, there is provided a first optical waveguide group including n (n is a natural number) optical waveguides each having a parallel optical axis. A second optical waveguide group consisting of n optical waveguides having an optical axis is arranged such that the respective optical waveguides cross each other, and each optical waveguide of the first optical waveguide group and each of the second optical waveguide group are arranged. Of the intersections with the optical waveguides, the light from the optical waveguides of the first optical waveguide group goes straight to the optical waveguides of the second optical waveguide group only at the intersections of the uniquely corresponding optical waveguides, or is switched to the optical waveguide of the second optical waveguide group. We propose an optical switch array with a switch that can output.

【0011】前記構成によれば、第一の光導波路群の各
光導波路の光軸と第二の光導波路群の各光導波路の光軸
とのなす角度(交差角)を大きく取ることができるた
め、光通信に十分な−40dB以下のクロストーク値を
得ることが可能となる。また、マッハツェンダ型TOス
イッチのように熱光学効果を用いないため、スイッチ部
間の距離を容易に近づけられないという制約がなく、容
易に小型化を図ることができる。
According to the above configuration, the angle (intersection angle) between the optical axis of each optical waveguide of the first optical waveguide group and the optical axis of each optical waveguide of the second optical waveguide group can be made large. Therefore, it is possible to obtain a crosstalk value of −40 dB or less, which is sufficient for optical communication. Further, since the thermo-optic effect is not used unlike the Mach-Zehnder type TO switch, there is no restriction that the distance between the switch units cannot be easily reduced, and the size can be easily reduced.

【0012】この際、第一の光導波路群の各光導波路と
第二の光導波路群の各光導波路との交差部のうち、交差
部全体の対角線上の交差部のみにスイッチ部を設けれ
ば、第一の光導波路群の光導波路から第二の光導波路群
の光導波路へ切り替え出力される光が通過する交差部の
数は各光導波路において同一となり、その損失も同一と
なる。
At this time, among the intersections between the respective optical waveguides of the first optical waveguide group and the respective optical waveguides of the second optical waveguide group, a switch portion is provided only at a diagonal intersection of the entire intersection. For example, the number of intersections through which light that is switched from the optical waveguides of the first optical waveguide group to the optical waveguides of the second optical waveguide group passes is the same in each optical waveguide, and the loss is the same.

【0013】そして、これらの光スイッチアレイと、ア
レイ導波路回折格子とを同一基板上に集積し、かつ光ス
イッチアレイの各入力端ポー卜とアレイ導波路回折格子
の各出力端ポートとを光導波路で直接結合すれば、光通
信に十分な−40dB以下のクロストーク値を持ち、か
つ小型で廉価な光アド・ドロップマルチプレクサを実現
できる。
The optical switch array and the arrayed waveguide grating are integrated on the same substrate, and each input port of the optical switch array and each output port of the arrayed waveguide grating are optically guided. By directly coupling in a wave path, a small and inexpensive optical add / drop multiplexer having a crosstalk value of −40 dB or less sufficient for optical communication can be realized.

【0014】なお、前述した光スイッチアレイのスイッ
チ部は、例えば、第一の光導波路群の光導波路からの光
を第二の光導波路群の光導波路へ反射させる壁面を有す
るスリット(溝)と、該スリットの長手方向の中央部に
適当量充填・除去される屈折率整合液とで構成できる。
The switch section of the above-described optical switch array includes, for example, a slit (groove) having a wall surface for reflecting light from the optical waveguides of the first optical waveguide group to the optical waveguides of the second optical waveguide group. And a refractive index matching liquid that is filled and removed in an appropriate amount in the central portion in the longitudinal direction of the slit.

【0015】この際、屈折率整合液がスリットの長手方
向の中央部に充填された状態では、光はスリットを透過
し、また、屈折率整合液が除去された状態では、光はス
リットの壁面で全反射され、光路を切り替える。この光
路切替に必要な屈折率整合液の充填・除去は、例えば密
封されたスリットの長手方向の中央(下部)付近と両端
付近とに薄膜ヒータ等を設けて、充填する場合は両端付
近のヒータのみを加熱し、除去する場合は中央付近のヒ
ータのみを加熱することにより、スリット内の蒸気圧を
部分的に変化させて屈折率整合液を移動させることで実
現できる。
At this time, when the refractive index matching liquid is filled in the center of the slit in the longitudinal direction, the light passes through the slit, and when the refractive index matching liquid is removed, the light passes through the wall of the slit. The light is totally reflected and switches the optical path. The filling and removal of the refractive index matching liquid necessary for the optical path switching is performed, for example, by providing thin film heaters near the center (lower part) in the longitudinal direction and near both ends of the sealed slit. When only the heater is removed and only the heater near the center is heated, the vapor pressure in the slit is partially changed to move the refractive index matching liquid.

【0016】前記スイッチ部の構成では、スリットの長
手方向の中央部に屈折率整合液を適当量充填・除去して
光路切り替えを行うが、該スリットで光路切替が可能な
ものであれば、屈折率整合液に限定されるものではな
い。例えば、屈折率整合液が充填されたスリットの長手
方向の中央部に反射ミラーを設けても良い。また、光導
波路のコアの屈折率を有する電解質溶液が充填されたス
リットの長手方向の中央部に水銀が注入されても良い。
In the configuration of the switch section, the optical path is switched by filling and removing an appropriate amount of the refractive index matching liquid in the central portion in the longitudinal direction of the slit. It is not limited to the rate matching liquid. For example, a reflection mirror may be provided at the center in the longitudinal direction of the slit filled with the refractive index matching liquid. Also, mercury may be injected into the longitudinal center of the slit filled with the electrolyte solution having the refractive index of the core of the optical waveguide.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】図1は本発明の光スイッチアレイ
の概要を示すもので、図中、1は第一の光導波路群、2
は第二の光導波路群、3はスイッチ部である。
FIG. 1 shows an outline of an optical switch array according to the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a first optical waveguide group,
Denotes a second optical waveguide group, and 3 denotes a switch unit.

【0018】第一の光導波路群1は、各々平行な光軸を
有するn(nは自然数)本、ここでは3本の光導波路1
1,12,13からなり、また、第二の光導波路群2
は、各々平行な光軸を有するn(nは自然数)本、ここ
では3本の光導波路21,22,23からなり、これら
は各光導波路11,12,13及び21,22,23が
互いにほぼ直交して交差する如く光導波路基板4上に配
置され、3×3マトリクス状光導波路が形成されてい
る。
The first optical waveguide group 1 is composed of n (n is a natural number), here three optical waveguides 1 each having a parallel optical axis.
1, 12, 13 and the second optical waveguide group 2
Is composed of n (n is a natural number), here, three optical waveguides 21, 22, 23 each having a parallel optical axis, and these optical waveguides 11, 12, 13, and 21, 22, 23 are mutually connected. The 3 × 3 matrix optical waveguides are formed on the optical waveguide substrate 4 so as to intersect substantially orthogonally.

【0019】スイッチ部3は、第一の光導波路群1の光
導波路の入力側(以下、A側)からの光を第二の光導波
路群2の光導波路の出力側(以下、D側)へ反射させる
壁面を有するスリット(溝)31と、該スリット31の
長手方向の中央部に適当量充填・除去される屈折率整合
液32とからなり、屈折率整合液32が充填された状態
ではA側からの光を第二の光導波路群2の光導波路の出
力側(以下、B側)へそのまま直進させ、除去された状
態ではA側からの光をD側へ出力する如くなっている。
The switch section 3 converts light from the input side (hereinafter, A side) of the optical waveguide of the first optical waveguide group 1 to the output side (hereinafter, D side) of the optical waveguide of the second optical waveguide group 2. A slit (groove) 31 having a wall surface that reflects light to the right side, and a refractive index matching liquid 32 filled and removed in an appropriate amount at the center of the slit 31 in the longitudinal direction. The light from the A side is made to go straight to the output side (hereinafter, referred to as B side) of the optical waveguide of the second optical waveguide group 2, and when removed, the light from the A side is output to the D side. .

【0020】このスイッチ部3は、第一の光導波路群1
の光導波路11,12,13と第二の光導波路群2の光
導波路21,22,23との交差部のうち、一意に対応
する光導波路同士、ここでは光導波路11と22、12
と23、13と21の交差部のみに設けられる。
The switch section 3 includes the first optical waveguide group 1
Among the optical waveguides 11, 12, and 13 and the optical waveguides 21, 22, and 23 of the second optical waveguide group 2, uniquely corresponding optical waveguides, here, the optical waveguides 11, 22, and 12
And 23, 13 and 21 are provided only at the intersections.

【0021】図1に示す光スイッチアレイは、下記の通
り、光通信に十分な低クロストーク値を有する2連疑似
2×2光スイッチとして正常に動作する。
The optical switch array shown in FIG. 1 normally operates as a double pseudo 2.times.2 optical switch having a low crosstalk value sufficient for optical communication as described below.

【0022】即ち、光が透過する(スルー)状態をオ
フ、反射切替(クロス)状態をオンと呼ぶことにする
と、全てのスイッチ部3がオフの時、第一の光導波路群
1のA側からの入力光は第一の光導波路群1のB側へそ
のまま伝搬され、第二の光導波路群2のD側へは伝搬さ
れない。この時のクロストーク値は−40dB以下であ
る。また、全てのスイッチ部3がオフの時、第二の光導
波路群2の光導波路の入力側(以下、C側)からの入力
光は第二の光導波路群2のD側へそのまま伝搬される。
That is, when a state in which light is transmitted (through) is referred to as “off” and a reflection switching (cross) state is referred to as “on”, when all the switches 3 are off, the A side of the first optical waveguide group 1 is turned off. From the first optical waveguide group 1 is propagated to the B side of the first optical waveguide group 1 as it is, and is not propagated to the D side of the second optical waveguide group 2. The crosstalk value at this time is -40 dB or less. When all the switch sections 3 are turned off, the input light from the input side (hereinafter, C side) of the optical waveguide of the second optical waveguide group 2 is directly propagated to the D side of the second optical waveguide group 2. You.

【0023】また、全てのスイッチ部3がオンの時、第
一の光導波路群1のA側からの入力光は、スイッチ部3
での反射により、第二の光導波路群2のD側へ伝搬さ
れ、第一の光導波路群1のB側へは伝搬されない。この
時のクロストーク値も−40dB以下である。また、全
てのスイッチ部3がオンの時、第二の光導波路群2のC
側からの入力光は第二の光導波路群2のD側へ伝搬され
ない。
When all the switches 3 are turned on, the input light from the side A of the first optical waveguide group 1 is
Is propagated to the D side of the second optical waveguide group 2 and is not propagated to the B side of the first optical waveguide group 1. The crosstalk value at this time is also -40 dB or less. When all the switches 3 are turned on, the C of the second optical waveguide group 2
The input light from the side is not propagated to the D side of the second optical waveguide group 2.

【0024】即ち、光アド・ドロップマルチプレクサで
は不要の一つの反射切替(クロス)機能が除去されてい
る。この意味において、図1の光スイッチアレイは3連
疑似2×2光スイッチアレイであると言える。
That is, one unnecessary reflection switching (cross) function is eliminated from the optical add / drop multiplexer. In this sense, it can be said that the optical switch array in FIG. 1 is a triple pseudo 2 × 2 optical switch array.

【0025】また、本発明の光スイッチアレイを用いて
光アド・ドロップマルチプレクサを製造する場合、光ス
イッチアレイとアレイ導波路回折格子(AWG)とを同
一基板上に集積し、かつ光スイッチアレイの各入力端ポ
ートとAWGの各出力端ポートとを光導波路で直接結合
するため、クロストークにおいては、スイッチ特性と同
等の−40dB以下の値を保持することが可能となる。
When an optical add / drop multiplexer is manufactured using the optical switch array of the present invention, the optical switch array and the arrayed waveguide grating (AWG) are integrated on the same substrate, and the optical switch array is manufactured. Since each input terminal port and each output terminal port of the AWG are directly coupled by an optical waveguide, it is possible to maintain a value of −40 dB or less equivalent to the switch characteristic in crosstalk.

【0026】また、図1に示す光スイッチアレイを実際
に組み立てた場合、全体のサイズは1mm×1mm程度
となる。このサイズは、従来のマッハツェンダ型2×2
TOスイッチを二個並列に配置して製造した2連2×2
光スイッチアレイのサイズと比べて、実装面積が十分の
一程度と著しく小型になる。従って、本発明の光スイッ
チアレイは、マッハツェンダ型TOスイッチを用いて製
造した光スイッチアレイより大規模化(多連)に適して
いるといえる。
When the optical switch array shown in FIG. 1 is actually assembled, the overall size is about 1 mm × 1 mm. This size is a conventional Mach-Zehnder type 2 × 2
2 × 2 2 switches manufactured by arranging two TO switches in parallel
As compared with the size of the optical switch array, the mounting area is about one tenth, which is extremely small. Therefore, it can be said that the optical switch array of the present invention is more suitable for increasing the scale (multiple units) than the optical switch array manufactured using the Mach-Zehnder TO switch.

【0027】さらにまた、本発明の光スイッチアレイ自
体が著しく小型であるため、この光スイッチアレイ用い
て光アド・ドロップマルチプレクサを製造する場合も、
そのサイズを著しく小型化することが可能となる。
Further, since the optical switch array of the present invention is extremely small, an optical add / drop multiplexer can be manufactured using this optical switch array.
The size can be significantly reduced.

【0028】以下、図面を参照して、本発明の実施の形
態を詳細に説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【0029】[実施の形態1]図2は本発明の光スイッ
チアレイの実施の形態の一例を示すものである。
[First Embodiment] FIG. 2 shows an embodiment of an optical switch array according to the present invention.

【0030】ここでは光導波路基板50上に、各々平行
な光軸を有する8本の光導波路からなる第一の光導波路
群51と、各々平行な光軸を有する8本の光導波路から
なる第二の光導波路群52とがそれぞれの光導波路同士
がほぼ直交して交差する如く配置・形成され、さらに第
一の光導波路群51の各光導波路と第二の光導波路群5
2の各光導波路との交差部のうち、第1の光導波路群5
1から第2の光導波路群52へ切り替え出力される光が
通過する交差部の数が各光導波路において同一となるよ
うに、交差部全体の対角線上の8個の交差部のみにスイ
ッチ部53(SW(a)〜(h))が設けられてなっている。
Here, a first optical waveguide group 51 comprising eight optical waveguides each having a parallel optical axis and a second optical waveguide group comprising eight optical waveguides each having a parallel optical axis are provided on an optical waveguide substrate 50. The second optical waveguide group 52 and the second optical waveguide group 5 are arranged and formed such that the respective optical waveguides intersect each other substantially orthogonally.
2 of the first optical waveguide group 5 among the intersections with the respective optical waveguides.
The switch unit 53 is provided only at eight diagonal intersections of the entire intersection so that the number of intersections through which the light switched and output from the first to the second optical waveguide group 52 passes is the same in each optical waveguide. (SW (a) to (h)) are provided.

【0031】なお、各スイッチ部53の構成は、図1の
場合と同様な、スリット及びこのスリットの長手方向の
中央部に適当量充填・除去される屈折率整合液からな
り、この屈折率整合液の充填・除去は、前述した如く、
このスリットの長手方向の中央(下部)付近と両端付近
とに設けたヒータのいずれか一方を加熱し、屈折率整合
液をスリット内で移動させて行うものとする。また、各
光導波路には光入出力用の光ファイバ54が接続されて
いる。
The configuration of each switch section 53 is the same as that of FIG. 1 and includes a slit and a refractive index matching liquid that is filled and removed in an appropriate amount in the center of the slit in the longitudinal direction. Filling / removal of the liquid, as described above,
One of the heaters provided near the center (lower portion) and both ends in the longitudinal direction of the slit is heated, and the refractive index matching liquid is moved in the slit. Further, an optical fiber 54 for optical input / output is connected to each optical waveguide.

【0032】まず、第一に、図2の8連疑似2×2光ス
イッチアレイのスイッチ挙動においては、下記の通り、
光通信に十分な低クロストーク疑似2×2光スイッチと
して正常に動作することを確認した。
First, the switch behavior of the 8-series pseudo 2 × 2 optical switch array shown in FIG. 2 is as follows.
It has been confirmed that the switch operates normally as a low crosstalk pseudo 2 × 2 optical switch sufficient for optical communication.

【0033】光が透過する(スルー)状態をオフ、反射
切替(クロス)状態をオンと呼ぶこととすると、全ての
スイッチ部53がオフの時、A側からの入力光はB側の
出力ポートへ直接伝搬され、D側の出力ポートへは伝搬
されない。この時のクロストーク値は−40dB以下で
ある。また、全てのスイッチ部53がオフの時、C側か
らの入力光はD側の出力ポートへ伝搬される。
When the light transmitting (through) state is referred to as off and the reflection switching (cross) state is referred to as on, when all the switches 53 are off, the input light from the A side is output from the B side output port. To the D-side output port. The crosstalk value at this time is -40 dB or less. When all the switches 53 are off, the input light from the C side is propagated to the D side output port.

【0034】スイッチ部54のうち、任意のスイッチ部
がオンになると、オンとなったスイッチ部に対応するA
側の光導波路からの光はD側の光導波路へ伝搬され、B
側へは伝搬されない。この時のクロストーク値は−40
dB以下である。また、この時、C側の光導波路からの
光はD側へ伝搬されない。
When any one of the switch units 54 is turned on, A corresponding to the turned on switch unit
The light from the side optical waveguide is propagated to the D side optical waveguide, and
It is not propagated to the side. The crosstalk value at this time is -40
dB or less. At this time, light from the optical waveguide on the C side is not propagated to the D side.

【0035】本実施の形態より、本発明の疑似2×2光
スイッチアレイは、従来のマッハツェンダ型2×2TO
スイッチに比べて、著しくクロストークを低減すること
ができるといえる。
According to this embodiment, the pseudo 2 × 2 optical switch array of the present invention is a conventional Mach-Zehnder type 2 × 2 TO
It can be said that crosstalk can be significantly reduced as compared with the switch.

【0036】第二に、図2の8連疑似2×2光スイッチ
アレイを実際に組み立てた場合、全体のサイズは3mm
×3mm程度で、従来のマッハツェンダ型2×2TOス
イッチを8個並列に配置して製造した8連2×2光スイ
ッチアレイのサイズと比べて、実装面積が十分の一程度
と著しく小型になる。従って、本発明の光スイッチアレ
イはマッハツェンダ型TOスイッチより大規模化(多
連)に適していると言える。
Second, when the 8-unit pseudo 2 × 2 optical switch array shown in FIG. 2 is actually assembled, the overall size is 3 mm.
With a size of about 3 mm, the mounting area is remarkably reduced to about one tenth, compared to the size of an 8-unit 2 × 2 optical switch array manufactured by arranging eight conventional Mach-Zehnder 2 × 2 TO switches in parallel. Therefore, it can be said that the optical switch array of the present invention is more suitable for increasing the scale (multiple units) than the Mach-Zehnder TO switch.

【0037】第三に、図2の8連疑似2×2光スイッチ
アレイでは、A側の光導波路からD側の光導波路へ光が
進む際に通過する交差部の数が同じになるように、対角
線方向のみの交差部にスイッチ部(スリット)が設けら
れているので、出力ポート間毎の損失にばらつきはな
く、常に一定の値を取る。従って、本発明の多連疑似2
×2光スイッチアレイは、AWG等の他の光素子と結合
する場合において、著しく有利な特性を有するといえ
る。
Third, in the eight-unit pseudo 2 × 2 optical switch array shown in FIG. 2, the number of intersections passing when the light travels from the A-side optical waveguide to the D-side optical waveguide is made equal. Since the switch section (slit) is provided at the intersection only in the diagonal direction, there is no variation in the loss between the output ports and a constant value is always taken. Therefore, the multiple pseudo 2 of the present invention
It can be said that the × 2 optical switch array has remarkably advantageous characteristics when it is combined with another optical element such as AWG.

【0038】[実施の形態2]図3は本発明の光アド・
ドロップマルチプレクサの実施の形態の一例、ここでは
16連疑似2×2光スイッチアレイとアレイ導波路回折
格子(AWG)を同一基板上に集積した光集積型16チ
ャンネルAWGアド・ドロップマルチプレクサを示すも
のである。
[Embodiment 2] FIG. 3 shows an optical add-in device according to the present invention.
An example of an embodiment of a drop multiplexer, here, an optical integrated type 16-channel AWG add / drop multiplexer in which a 16-unit pseudo 2 × 2 optical switch array and an arrayed waveguide grating (AWG) are integrated on the same substrate is shown. is there.

【0039】即ち、図3中、60は光導波路基板、6
1,62はアド動作に対応するアレイ導波路回折格子
(AWG)、63,64はドロップ動作に対応するなア
レイ導波路回折格子(AWG)であり、AWG61及び
AWG63間並びにAWG62及びAWG64間を結ぶ
光導波路の途中に、図2に示した8連疑似2×2光スイ
ッチアレイにおいて第一及び第二の光導波路群を構成す
る光導波路の数を16とした16連疑似2×2光スイッ
チアレイ65が配置され、この16連疑似2×2光スイ
ッチアレイ65の切替で、下記の通り、16チャンネル
の中から所望の波長の信号をアド・ドロップするように
なしている。
That is, in FIG. 3, reference numeral 60 denotes an optical waveguide substrate;
Reference numerals 1 and 62 denote array waveguide diffraction gratings (AWG) corresponding to the add operation, and 63 and 64 denote array waveguide diffraction gratings (AWG) corresponding to the drop operation, which connect between AWG 61 and AWG 63 and between AWG 62 and AWG 64. In the middle of the optical waveguide, a 16-unit pseudo 2 × 2 optical switch array in which the number of optical waveguides constituting the first and second optical waveguide groups is 16 in the 8-unit pseudo 2 × 2 optical switch array shown in FIG. 65 are arranged, and by switching of the 16 pseudo 2 × 2 optical switch array 65, a signal of a desired wavelength is added / dropped out of 16 channels as described below.

【0040】即ち、16連疑似2×2光スイッチアレイ
65がオン(クロス)の時、メイン入力ポートより入力
された16波長の信号は、まずAWG62で分波され、
16連疑似2×2光スイッチ65のクロスポートを通じ
てAWG63で再び合波され、メイン出力ポートに出力
される。次に、16連疑似2×2光スイッチアレイ65
がオフ(スルー)されると、AWG62で分波された各
波長信号は、今度は対応する16連疑似2×2光スイッ
チアレイ65のスルーポートを通じてAWG64で合波
され、まとめてドロップポートより出力される。
That is, when the 16 pseudo 2 × 2 optical switch array 65 is ON (cross), the signal of 16 wavelengths inputted from the main input port is first split by the AWG 62,
The signals are multiplexed again by the AWG 63 through the cross port of the 16-unit pseudo 2 × 2 optical switch 65 and output to the main output port. Next, a 16-unit pseudo 2 × 2 optical switch array 65
Is turned off (through), the respective wavelength signals demultiplexed by the AWG 62 are multiplexed by the AWG 64 through the corresponding through-ports of the 16-unit pseudo 2 × 2 optical switch array 65, and are collectively output from the drop port. Is done.

【0041】本発明の光集積型16チャンネルAWGア
ド・ドロップマルチプレクサのサイズは、AWG部分を
除いた箇所で5mm×5mm程度であり、従来のマッハ
ツェンダ型2×2TOスイッチを用いて構築した光集積
型16チャンネルAWGアド・ドロップマルチプレクサ
のうちのAWG部分を除いたサイズと比べて、実装面積
が十分の一程度と著しく小型にすることができる。
The size of the optical integrated type 16-channel AWG add / drop multiplexer of the present invention is about 5 mm × 5 mm except for the AWG portion, and the optical integrated type constructed using a conventional Mach-Zehnder 2 × 2TO switch. The mounting area can be remarkably reduced to about one tenth as compared with the size of the 16-channel AWG add / drop multiplexer excluding the AWG portion.

【0042】[0042]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
十分低クロストークで、かつ小型の光スイッチアレイを
構成でき、また、この光スイッチアレイを用いて製造し
た光アド・ドロップマルチプレクサも、低クロストーク
で、かつ集積度の高いモジュール、即ち小型で廉価に構
成することができ、FTTD(ファイバ・トウ・ザ・デ
スク)や光LAN(ローカル・エリア・ネットワーク)
等のユーザー系光ネットワーク及び通信処理装置内の光
インターコネクションに有効に利用できる。
As described above, according to the present invention,
An optical switch array having a sufficiently low crosstalk and a small size can be constructed, and an optical add / drop multiplexer manufactured by using the optical switch array is also a module having a low crosstalk and a high degree of integration, that is, a small and inexpensive module. FTTD (fiber to the desk) or optical LAN (local area network)
It can be effectively used for optical interconnections in user-based optical networks and communication processing devices.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の光スイッチアレイの概要を示す構成図FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of an optical switch array of the present invention.

【図2】本発明の光スイッチアレイの実施の形態の一例
を示す構成図
FIG. 2 is a configuration diagram showing an example of an embodiment of an optical switch array of the present invention.

【図3】本発明の光アド・ドロップマルチプレクサの実
施の形態の一例を示す構成図
FIG. 3 is a configuration diagram showing an example of an embodiment of an optical add / drop multiplexer according to the present invention;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,51:第一の光導波路群、2,52:第二の光導波
路群、3,53:スイッチ部、4,50,60:光導波
路基板、11〜13,21〜23:光導波路、31:ス
リット(溝)、32:屈折率整合液、61〜64:アレ
イ導波路回折格子(AWG)、65:16連疑似2×2
光スイッチアレイ。
1, 51: first optical waveguide group, 2, 52: second optical waveguide group, 3, 53: switch unit, 4, 50, 60: optical waveguide substrate, 11 to 13, 21 to 23: optical waveguide, 31: slit (groove), 32: refractive index matching liquid, 61 to 64: arrayed waveguide diffraction grating (AWG), 65: 16 continuous pseudo 2 × 2
Optical switch array.

─────────────────────────────────────────────────────
────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成11年9月30日(1999.9.3
0)
[Submission date] September 30, 1999 (September 9, 1999
0)

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】特許請求の範囲[Correction target item name] Claims

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【特許請求の範囲】[Claims]

【手続補正2】[Procedure amendment 2]

【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing

【補正対象項目名】図3[Correction target item name] Figure 3

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【図3】 FIG. 3

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 下川 房男 東京都新宿区西新宿3丁目19番2号 日本 電信電話株式会社内 Fターム(参考) 2H047 KB01 KB10 LA09 MA05 RA08 TA05 5K002 AA07 BA02 BA05 BA06 CA21 DA02 DA09 DA13 FA01 5K069 AA02 AA16 BA09 CB10 DB07 DB33 EA24 EA29  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Fumio Shimokawa 3-19-2 Nishishinjuku, Shinjuku-ku, Tokyo F-term in Nippon Telegraph and Telephone Corporation (reference) 2H047 KB01 KB10 LA09 MA05 RA08 TA05 5K002 AA07 BA02 BA05 BA06 CA21 DA02 DA09 DA13 FA01 5K069 AA02 AA16 BA09 CB10 DB07 DB33 EA24 EA29

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 各々平行な光軸を有するn(nは自然
数)本の光導波路からなる第一の光導波路群と、各々平
行な光軸を有するn本の光導波路からなる第二の光導波
路群とがそれぞれの光導波路同士が交差する如く配置さ
れ、 第一の光導波路群の各光導波路と第二の光導波路群の各
光導波路との交差部のうち、一意に対応する光導波路同
士の交差部のみに、 第一の光導波路群の光導波路からの光をそのまま直進さ
せもしくは第二の光導波路群の光導波路へ切り替え出力
可能なスイッチ部を設けたことを特徴とする光スイッチ
アレイ。
1. A first optical waveguide group including n (n is a natural number) optical waveguides each having a parallel optical axis, and a second optical waveguide group including n optical waveguides each having a parallel optical axis. A waveguide group is disposed such that the respective optical waveguides intersect each other, and an optical waveguide uniquely corresponding to an intersection between each optical waveguide of the first optical waveguide group and each optical waveguide of the second optical waveguide group An optical switch, characterized in that a switch unit is provided only at the intersection between the optical waveguides so that light from the optical waveguides of the first optical waveguide group can go straight as it is or can be switched to and output from the optical waveguides of the second optical waveguide group. array.
【請求項2】 第一の光導波路群の各光導波路と第二の
光導波路群の各光導波路との交差部のうち、交差部全体
の対角線上の交差部のみにスイッチ部を設けたことを特
徴とする請求項1記載の光スイッチアレイ。
2. A switch unit is provided only at a diagonal intersection of the entire intersection among the intersections of each optical waveguide of the first optical waveguide group and each optical waveguide of the second optical waveguide group. The optical switch array according to claim 1, wherein:
【請求項3】 請求項1または2記載の光スイッチアレ
イと、アレイ導波路回折格子とが同一基板上に集積さ
れ、かつ光スイッチアレイの各入力端ポー卜とアレイ導
波路回折格子の各出力端ポートとが光導波路で直接結合
されたことを特徴とする光アド・ドロップマルチプレク
サ。
3. An optical switch array according to claim 1 or 2, and an arrayed waveguide grating are integrated on the same substrate, and each input port of the optical switch array and each output of the arrayed waveguide grating. An optical add / drop multiplexer, wherein an end port is directly coupled with an optical waveguide.
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