JP2000111961A - 光学スイッチング装置 - Google Patents
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- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/29—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the position or the direction of light beams, i.e. deflection
- G02F1/31—Digital deflection, i.e. optical switching
- G02F1/313—Digital deflection, i.e. optical switching in an optical waveguide structure
- G02F1/3137—Digital deflection, i.e. optical switching in an optical waveguide structure with intersecting or branching waveguides, e.g. X-switches and Y-junctions
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- G02F2202/022—Materials and properties organic material polymeric
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- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 複数の光学導波路間で光信号の切り換えを容
易にするような光学構造を提供すること。 【解決手段】 本発明の光学スイッチング装置は、導波
路コアの直線状部分１０５と、前記直線状部分から延び
る導波路コアの傍側部分１１０と、前記直線状部分に配
置されるポリマー領域１２０とからなる光学スイッチン
グ装置において、前記ポリマー領域１２０は、温度によ
りその屈折率が変動し、かつこのポリマー領域１２０が
偏光壁１２５を形成することを特徴とする。
易にするような光学構造を提供すること。 【解決手段】 本発明の光学スイッチング装置は、導波
路コアの直線状部分１０５と、前記直線状部分から延び
る導波路コアの傍側部分１１０と、前記直線状部分に配
置されるポリマー領域１２０とからなる光学スイッチン
グ装置において、前記ポリマー領域１２０は、温度によ
りその屈折率が変動し、かつこのポリマー領域１２０が
偏光壁１２５を形成することを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光学導波路に関し、
特に光学スイッチに関する。
特に光学スイッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】世界中に張り巡らされた通信ネットワー
クは、光ファイバ導波路を用いて音声信号，画像信号，
データ信号の伝送導波路を提供している。光学ネットワ
ークは、従来の電気ネットワークよりもバンド幅が広く
かつ信頼性が高いものである。その結果現在の研究は、
現在の電気通信ネットワークを光学通信ネットワークに
置き換えるべく、低コストでの光学導波路の機能を拡張
する方向に向けられている。
クは、光ファイバ導波路を用いて音声信号，画像信号，
データ信号の伝送導波路を提供している。光学ネットワ
ークは、従来の電気ネットワークよりもバンド幅が広く
かつ信頼性が高いものである。その結果現在の研究は、
現在の電気通信ネットワークを光学通信ネットワークに
置き換えるべく、低コストでの光学導波路の機能を拡張
する方向に向けられている。
【０００３】光学通信ネットワークは、様々な異なる素
子を有する。これらの素子には、光ファイバケーブル，
スイッチ，減衰器、カプラ等が含まれる。通常これらの
素子は、クラッド材料に包囲されたコアを有する。コア
材料とクラッド材料は、シリカまたはドープトシリカあ
るいは他の類似な材料である。これらの材料は、所望の
屈折率および仕様を容易にするような他の特性を有する
ために採用される。
子を有する。これらの素子には、光ファイバケーブル，
スイッチ，減衰器、カプラ等が含まれる。通常これらの
素子は、クラッド材料に包囲されたコアを有する。コア
材料とクラッド材料は、シリカまたはドープトシリカあ
るいは他の類似な材料である。これらの材料は、所望の
屈折率および仕様を容易にするような他の特性を有する
ために採用される。
【０００４】コアとクラッドを構成するのに用いられる
現在の材料は、多くの利点を有するが、導波路のネット
ワークを通しレーザ放射の伝播方向を制御するために、
このような材料の特性を操作するのが好ましい。特に、
光波をある導波路から別の導波路に切り換えることが望
ましい。
現在の材料は、多くの利点を有するが、導波路のネット
ワークを通しレーザ放射の伝播方向を制御するために、
このような材料の特性を操作するのが好ましい。特に、
光波をある導波路から別の導波路に切り換えることが望
ましい。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】したがって本発明の目
的は、複数の光学導波路間で光信号の切り換えを容易に
するような光学構造を提供することである。
的は、複数の光学導波路間で光信号の切り換えを容易に
するような光学構造を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、光学スイッチ
にポリマー材料を使用する。本発明の一実施例によれ
ば、本発明の光学スイッチは、導波路コアの直線部分
と、この直線部分の側面から脇に延びた傍側部分とを有
する。導波路コアの直線部分は、偏向壁(deflection wa
ll)を形成するポリマー材料の領域を有する。このポリ
マー材料の屈折率は、温度で変動する。スイッチが非切
り換え状態にあるときは、ポリマー材料の温度は屈折率
が導波路コアの直線部分の屈折率以上になるように設定
される。
にポリマー材料を使用する。本発明の一実施例によれ
ば、本発明の光学スイッチは、導波路コアの直線部分
と、この直線部分の側面から脇に延びた傍側部分とを有
する。導波路コアの直線部分は、偏向壁(deflection wa
ll)を形成するポリマー材料の領域を有する。このポリ
マー材料の屈折率は、温度で変動する。スイッチが非切
り換え状態にあるときは、ポリマー材料の温度は屈折率
が導波路コアの直線部分の屈折率以上になるように設定
される。
【０００７】この非切り換え状態においては、光学波は
導波路コアの直線部分の軸方向に沿って伝播し、そして
ポリマー材料の領域を通り、導波路コアの直線部分から
出射する。次に切り換え状態にあるときには、ポリマー
材料の温度は、ポリマー材料の屈折率が導波路コアの直
線部分の屈折率以下となるよう設定される。この切り換
え状態においては、光学波は偏向壁により導波路コアの
傍側部分に偏向され、この導波路コアの傍側部分から出
射する。
導波路コアの直線部分の軸方向に沿って伝播し、そして
ポリマー材料の領域を通り、導波路コアの直線部分から
出射する。次に切り換え状態にあるときには、ポリマー
材料の温度は、ポリマー材料の屈折率が導波路コアの直
線部分の屈折率以下となるよう設定される。この切り換
え状態においては、光学波は偏向壁により導波路コアの
傍側部分に偏向され、この導波路コアの傍側部分から出
射する。
【０００８】本発明の他の実施例においては、本発明は
光学切り換え方法でもあり、本発明の方法は導波路コア
の傍側部分を導波路コアの直線部分に光学的に結合し、
そしてこの傍側部分が直線部分から延びるようにしてい
る。次にポリマー領域を導波路コアの直線部分に配置
し、偏向壁を形成して光学波を導波路コアの傍側部分に
偏向させる。次に、光学波が導波路コアの直線部分に入
射される。ポリマー領域の温度を制御することにより、
ポリマー領域の屈折率を制御する。そして最後にスイッ
チが非切り換え状態にあるときには、光学波をポリマー
領域に沿って伝播させスイッチが切り換え状態にあると
きには、光学波を導波路コアの傍側部分に偏向させる。
光学切り換え方法でもあり、本発明の方法は導波路コア
の傍側部分を導波路コアの直線部分に光学的に結合し、
そしてこの傍側部分が直線部分から延びるようにしてい
る。次にポリマー領域を導波路コアの直線部分に配置
し、偏向壁を形成して光学波を導波路コアの傍側部分に
偏向させる。次に、光学波が導波路コアの直線部分に入
射される。ポリマー領域の温度を制御することにより、
ポリマー領域の屈折率を制御する。そして最後にスイッ
チが非切り換え状態にあるときには、光学波をポリマー
領域に沿って伝播させスイッチが切り換え状態にあると
きには、光学波を導波路コアの傍側部分に偏向させる。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１において、本発明の光学スイ
ッチ１００は、導波路コアの直線部分１０５と導波路コ
アの傍側部分１１０とを有する。この導波路コアの直線
部分１０５と導波路コアの傍側部分１１０の両方は、共
通導波路セグメント１１５を共有しており、導波路コア
の傍側部分１１０は導波路コアの直線部分１０５の側面
から延在している。導波路コアの直線部分１０５にポリ
マー領域１２０が配置され、このポリマー領域１２０が
偏向壁１２５を構成する。導波路コアの直線部分１０５
と導波路コアの傍側部分１１０は、基板１３０の上に形
成される。基板１３０と接触していない導波路コアの直
線部分１０５と導波路コアの傍側部分１１０の表面領域
は、クラッド材料１３５により包囲されている。
ッチ１００は、導波路コアの直線部分１０５と導波路コ
アの傍側部分１１０とを有する。この導波路コアの直線
部分１０５と導波路コアの傍側部分１１０の両方は、共
通導波路セグメント１１５を共有しており、導波路コア
の傍側部分１１０は導波路コアの直線部分１０５の側面
から延在している。導波路コアの直線部分１０５にポリ
マー領域１２０が配置され、このポリマー領域１２０が
偏向壁１２５を構成する。導波路コアの直線部分１０５
と導波路コアの傍側部分１１０は、基板１３０の上に形
成される。基板１３０と接触していない導波路コアの直
線部分１０５と導波路コアの傍側部分１１０の表面領域
は、クラッド材料１３５により包囲されている。
【００１０】次に図２において、導波路コアの傍側部分
１１０は第１セグメント１４０を有し、この第１セグメ
ント１４０は共通導波路セグメント１１５から出て第１
角φで導波路コアの直線部分１０５から横方向に延び
る。その後導波路コアの傍側部分１１０は、第１セグメ
ント１４０からのびるが導波路コアの傍側部分１１０と
導波路コアの直線部分１０５との成す角は第２角αであ
る。第１角φは、１．８度が好ましいが他の角でもよ
い。第２角αは、２φが好ましい。
１１０は第１セグメント１４０を有し、この第１セグメ
ント１４０は共通導波路セグメント１１５から出て第１
角φで導波路コアの直線部分１０５から横方向に延び
る。その後導波路コアの傍側部分１１０は、第１セグメ
ント１４０からのびるが導波路コアの傍側部分１１０と
導波路コアの直線部分１０５との成す角は第２角αであ
る。第１角φは、１．８度が好ましいが他の角でもよ
い。第２角αは、２φが好ましい。
【００１１】このことは、共通導波路セグメント１１５
と第１セグメント１４０との間の方向の変化は、第１セ
グメント１４０と導波路コアの傍側部分１１０との間の
方向の変化に等しいことを意味する。この方向の共通の
変化を最小にすることにより、各方向変化のエネルギー
損失を最小にできる。また偏向壁１２５は、第１セグメ
ント１４０とポリマー領域１２０との境界として規定さ
れる。導波路コアの直線部分１０５と導波路コアの傍側
部分１１０は、５μｍの幅を有するが、幅はこれ以上ま
たはこれ以下でもよい。
と第１セグメント１４０との間の方向の変化は、第１セ
グメント１４０と導波路コアの傍側部分１１０との間の
方向の変化に等しいことを意味する。この方向の共通の
変化を最小にすることにより、各方向変化のエネルギー
損失を最小にできる。また偏向壁１２５は、第１セグメ
ント１４０とポリマー領域１２０との境界として規定さ
れる。導波路コアの直線部分１０５と導波路コアの傍側
部分１１０は、５μｍの幅を有するが、幅はこれ以上ま
たはこれ以下でもよい。
【００１２】導波路コアの傍側部分１１０は、屈折率ｎ
WCを有する。導波路コアの直線部分１０５も屈折率ｎWC
を有するがポリマー領域１２０の屈折率はｎPである。
断面線１４５が光学スイッチ１００の中心部分に引かれ
ている
WCを有する。導波路コアの直線部分１０５も屈折率ｎWC
を有するがポリマー領域１２０の屈折率はｎPである。
断面線１４５が光学スイッチ１００の中心部分に引かれ
ている
【００１３】次に図３は、断面線１４５（図２）に沿っ
て切り取った光学スイッチ１００の断面図である。導波
路コアの傍側部分１１０の第１セグメント１４０は、屈
折率ｎWCを有し、ポリマー領域１２０は屈折率ｎPを有
する。図３は、基板１３０が屈折率ｎSをクラッド材料
１３５が屈折率ｎCLを有することを示している。
て切り取った光学スイッチ１００の断面図である。導波
路コアの傍側部分１１０の第１セグメント１４０は、屈
折率ｎWCを有し、ポリマー領域１２０は屈折率ｎPを有
する。図３は、基板１３０が屈折率ｎSをクラッド材料
１３５が屈折率ｎCLを有することを示している。
【００１４】クラッド材料１３５と基板１３０はシリカ
または他の類似の特性を有する材料から構成され、導波
路コアの直線部分１０５と導波路コアの傍側部分１１０
（図２）で使用される材料は、ドープトシリカあるいは
他の類似の特性の材料から構成される。
または他の類似の特性を有する材料から構成され、導波
路コアの直線部分１０５と導波路コアの傍側部分１１０
（図２）で使用される材料は、ドープトシリカあるいは
他の類似の特性の材料から構成される。
【００１５】屈折率ｎWCは、導波路コアの直線部分１０
５と導波路コアの傍側部分１１０を形成するのに用いら
れる材料により特定される値である。ドープトシリカを
採用する場合には、屈折率ｎWCは、例えば約１．４６７
５である。基板１３０とクラッド材料１３５にシリカが
使用された場合には屈折率ｎSとｎCLは、例えば１．４
６である。ポリマー領域１２０の屈折率ｎPは、ポリマ
ー領域１２０の温度と共に変動する。このポリマー領域
１２０の屈折率の変動範囲は、１．４６から１．４７３
の間である。
５と導波路コアの傍側部分１１０を形成するのに用いら
れる材料により特定される値である。ドープトシリカを
採用する場合には、屈折率ｎWCは、例えば約１．４６７
５である。基板１３０とクラッド材料１３５にシリカが
使用された場合には屈折率ｎSとｎCLは、例えば１．４
６である。ポリマー領域１２０の屈折率ｎPは、ポリマ
ー領域１２０の温度と共に変動する。このポリマー領域
１２０の屈折率の変動範囲は、１．４６から１．４７３
の間である。
【００１６】図２に戻って光学スイッチ１００の動作を
次に説明する。光学波１５０が入力ポートＡで光学スイ
ッチ１００に入る。この光学波１５０は、ポリマー領域
１２０の温度とそれに対応する屈折率に応じて、出力ポ
ートＢまたはＣの何れかを通って光学スイッチ１００か
ら出射する。非切り換え状態においては、光学波１５０
は出力ポートＢで光学スイッチ１００から出て、切り換
え状態においては、光学波１５０は出力ポートＣで光学
スイッチ１００から出る。
次に説明する。光学波１５０が入力ポートＡで光学スイ
ッチ１００に入る。この光学波１５０は、ポリマー領域
１２０の温度とそれに対応する屈折率に応じて、出力ポ
ートＢまたはＣの何れかを通って光学スイッチ１００か
ら出射する。非切り換え状態においては、光学波１５０
は出力ポートＢで光学スイッチ１００から出て、切り換
え状態においては、光学波１５０は出力ポートＣで光学
スイッチ１００から出る。
【００１７】光学スイッチ１００は、ポリマー領域１２
０の温度を変えることにより、例えば屈折率ｎPが屈折
率ｎWC以上になるよう、上記の例では１．４７３になる
ように冷却することにより、非切り換え状態に置かれ
る。屈折率ｎPが屈折率ｎWCより大きくなうようなポリ
マー領域１２０の実際の温度は、図４に示すように選択
されたポリマー材料の種類に依存する。屈折率ｎPが屈
折率ｎWCより大きいときには、光学波１５０はポリマー
領域１２０と導波路コアの直線部分１０５をストレート
に通過して出力ポートＢから出射する。
０の温度を変えることにより、例えば屈折率ｎPが屈折
率ｎWC以上になるよう、上記の例では１．４７３になる
ように冷却することにより、非切り換え状態に置かれ
る。屈折率ｎPが屈折率ｎWCより大きくなうようなポリ
マー領域１２０の実際の温度は、図４に示すように選択
されたポリマー材料の種類に依存する。屈折率ｎPが屈
折率ｎWCより大きいときには、光学波１５０はポリマー
領域１２０と導波路コアの直線部分１０５をストレート
に通過して出力ポートＢから出射する。
【００１８】光学スイッチ１００は、ポリマー領域１２
０の温度を変化させることにより、例えば屈折率ｎPが
屈折率ｎWC以下となるように、即ち上記の例では１．４
６となるように加熱することにより切り換え状態に置か
れる。屈折率ｎPが屈折率ｎW C以下になるようなポリマ
ー領域１２０の実際の温度は、選択されたポリマー材料
の種類に依存する。屈折率ｎPが屈折率ｎWC以下の場合
には、光学波１５０はポリマー領域１２０の偏向壁１２
５により導波路コアの傍側部分１１０内に偏向される。
光学波１５０は導波路コアの傍側部分１１０を通過して
出力ポートＣから出射する。
０の温度を変化させることにより、例えば屈折率ｎPが
屈折率ｎWC以下となるように、即ち上記の例では１．４
６となるように加熱することにより切り換え状態に置か
れる。屈折率ｎPが屈折率ｎW C以下になるようなポリマ
ー領域１２０の実際の温度は、選択されたポリマー材料
の種類に依存する。屈折率ｎPが屈折率ｎWC以下の場合
には、光学波１５０はポリマー領域１２０の偏向壁１２
５により導波路コアの傍側部分１１０内に偏向される。
光学波１５０は導波路コアの傍側部分１１０を通過して
出力ポートＣから出射する。
【００１９】図４は、本発明により用いられるポリマー
材料の屈折率と温度との関係を示す。線２８０は、温度
計数が−０．００００２Ｃ-1を有するＦ／ＣＡのポリマ
ー材料の屈折率を示し、線２８５は、温度計数が−０．
０００１Ｃ-1を有するＤ−ＰＭＭＡ／Ｄ−ＦＡポリマー
の屈折率を示す、線２９０は、温度計数が−０．０００
３Ｃ-1を有するＦＡポリマーの屈折率を示す。ｎ＝１．
４６で温度が−２０℃のスタート点は任意である。最終
的にポリマー材料の屈折率は、その組成に応じて変動
し、温度の関数として比較的広い範囲に亘って変動す
る。
材料の屈折率と温度との関係を示す。線２８０は、温度
計数が−０．００００２Ｃ-1を有するＦ／ＣＡのポリマ
ー材料の屈折率を示し、線２８５は、温度計数が−０．
０００１Ｃ-1を有するＤ−ＰＭＭＡ／Ｄ−ＦＡポリマー
の屈折率を示す、線２９０は、温度計数が−０．０００
３Ｃ-1を有するＦＡポリマーの屈折率を示す。ｎ＝１．
４６で温度が−２０℃のスタート点は任意である。最終
的にポリマー材料の屈折率は、その組成に応じて変動
し、温度の関数として比較的広い範囲に亘って変動す
る。
【００２０】次に図５において、光学スイッチ２００は
図１の光学スイッチ１００といくつかの点で類似し、光
学スイッチ２００は導波路コアの直線部分２０５と導波
路コアの傍側部分２１０とを有する。導波路コアの直線
部分２０５と導波路コアの傍側部分２１０は、共通の導
波路セグメント２１５から出てくる。導波路コアの直線
部分２０５は拡張ポリマー領域２２０を有し、この拡張
ポリマー領域２２０が湾曲偏向壁２２５を形成する。導
波路コアの直線部分２０５と導波路コアの傍側部分２１
０は、基板２３０の上に形成され、クラッド材料２３５
により包囲されている。
図１の光学スイッチ１００といくつかの点で類似し、光
学スイッチ２００は導波路コアの直線部分２０５と導波
路コアの傍側部分２１０とを有する。導波路コアの直線
部分２０５と導波路コアの傍側部分２１０は、共通の導
波路セグメント２１５から出てくる。導波路コアの直線
部分２０５は拡張ポリマー領域２２０を有し、この拡張
ポリマー領域２２０が湾曲偏向壁２２５を形成する。導
波路コアの直線部分２０５と導波路コアの傍側部分２１
０は、基板２３０の上に形成され、クラッド材料２３５
により包囲されている。
【００２１】図６において、導波路コアの傍側部分２１
０は第１湾曲セグメント２４０を有し、この第１湾曲セ
グメント２４０は導波路コアの直線部分２０５と平行な
接線の接点から、かつ、導波路コアの直線部分２０５か
ら出て、導波路コアの直線部分２０５とのなす角度σ
は、光の屈折を容易にするために約５度である。また湾
曲偏向壁２２５は第１湾曲セグメント２４０の境界線と
して規定されている。導波路コアの直線部分２０５と突
出幅２５０の幅は５μｍであるが、これ以上の幅または
これ以下の幅でもよい。本発明の光学スイッチ２００に
おいては、拡張ポリマー領域２２０は、分岐点２４５を
越えて延びている。拡張ポリマー領域２２０は、また導
波路コアの直線部分２０５の幅よりも広い突出幅２５０
を有する。
０は第１湾曲セグメント２４０を有し、この第１湾曲セ
グメント２４０は導波路コアの直線部分２０５と平行な
接線の接点から、かつ、導波路コアの直線部分２０５か
ら出て、導波路コアの直線部分２０５とのなす角度σ
は、光の屈折を容易にするために約５度である。また湾
曲偏向壁２２５は第１湾曲セグメント２４０の境界線と
して規定されている。導波路コアの直線部分２０５と突
出幅２５０の幅は５μｍであるが、これ以上の幅または
これ以下の幅でもよい。本発明の光学スイッチ２００に
おいては、拡張ポリマー領域２２０は、分岐点２４５を
越えて延びている。拡張ポリマー領域２２０は、また導
波路コアの直線部分２０５の幅よりも広い突出幅２５０
を有する。
【００２２】本発明の光学スイッチ２００は、入力ポー
トＡと出力ポートＢ，Ｃを有する。導波路コアの直線部
分２０５と導波路コアの傍側部分２１０は、屈折率ｎWC
を有し、拡張ポリマー領域２２０は光学スイッチ１００
（図１）と同じ屈折率ｎPを有する。断面線２５５は、
光学スイッチ２００の中心に亘って引かれている。
トＡと出力ポートＢ，Ｃを有する。導波路コアの直線部
分２０５と導波路コアの傍側部分２１０は、屈折率ｎWC
を有し、拡張ポリマー領域２２０は光学スイッチ１００
（図１）と同じ屈折率ｎPを有する。断面線２５５は、
光学スイッチ２００の中心に亘って引かれている。
【００２３】次に図７において、導波路コアの傍側部分
２１０は屈折率ｎWCを有し、拡張ポリマー領域２２０は
屈折率ｎPを有する。図７は、屈折率ｎSの基板２３０と
屈折率ｎCLのクラッド材料２３５を示す。
２１０は屈折率ｎWCを有し、拡張ポリマー領域２２０は
屈折率ｎPを有する。図７は、屈折率ｎSの基板２３０と
屈折率ｎCLのクラッド材料２３５を示す。
【００２４】クラッド材料２３５と基板２３０は、シリ
カまたは類似の特性を有する材料から構成され、導波路
コアの直線部分２０５と導波路コアの傍側部分２１０に
用いられる材料はドープトシリカあるいは他の類似の特
性を有する材料である。
カまたは類似の特性を有する材料から構成され、導波路
コアの直線部分２０５と導波路コアの傍側部分２１０に
用いられる材料はドープトシリカあるいは他の類似の特
性を有する材料である。
【００２５】屈折率ｎWCは、導波路コアの直線部分２０
５と導波路コアの傍側部分２１０を形成するのに用いら
れる材料により特定される値である。ドープトシリカを
採用する場合には、屈折率ｎWCは、例えば約１．４６７
５である。基板２３０とクラッド材料２３５にシリカが
使用された場合には屈折率ｎSとｎCLは、例えば１．４
６である。拡張ポリマー領域２２０の屈折率ｎPは、拡
張ポリマー領域２２０の温度と共に変動する。この拡張
ポリマー領域２２０の屈折率の変動範囲は、１．４６か
ら１．４７３の間である。
５と導波路コアの傍側部分２１０を形成するのに用いら
れる材料により特定される値である。ドープトシリカを
採用する場合には、屈折率ｎWCは、例えば約１．４６７
５である。基板２３０とクラッド材料２３５にシリカが
使用された場合には屈折率ｎSとｎCLは、例えば１．４
６である。拡張ポリマー領域２２０の屈折率ｎPは、拡
張ポリマー領域２２０の温度と共に変動する。この拡張
ポリマー領域２２０の屈折率の変動範囲は、１．４６か
ら１．４７３の間である。
【００２６】図５に戻って光学スイッチ２００の動作を
次に説明する。光学波２６０が入力ポートＡで光学スイ
ッチ２００に入る。この光学波２６０は、拡張ポリマー
領域２２０の温度とそれに対応する屈折率に応じて、出
力ポートＢまたはＣの何れかを通って光学スイッチ２０
０から出射する。非切り換え状態においては、光学波１
５０は出力ポートＢで光学スイッチ２００から出て、切
り換え状態においては、光学波２６０は出力ポートＣで
光学スイッチ２００から出る。
次に説明する。光学波２６０が入力ポートＡで光学スイ
ッチ２００に入る。この光学波２６０は、拡張ポリマー
領域２２０の温度とそれに対応する屈折率に応じて、出
力ポートＢまたはＣの何れかを通って光学スイッチ２０
０から出射する。非切り換え状態においては、光学波１
５０は出力ポートＢで光学スイッチ２００から出て、切
り換え状態においては、光学波２６０は出力ポートＣで
光学スイッチ２００から出る。
【００２７】光学スイッチ２００は、拡張ポリマー領域
２２０の温度を変えることにより、例えば屈折率ｎPが
屈折率ｎWC以上になるよう、上記の例では１．４７３に
なるように冷却することにより非切り換え状態に置かれ
る。屈折率ｎPが屈折率ｎWCより大きくなうような拡張
ポリマー領域２２０の実際の温度は、図４に示すように
選択されたポリマー材料の種類に依存する。屈折率ｎP
が屈折率ｎWCより大きいときには、光学波２６０は拡張
ポリマー領域２２０と導波路コアの直線部分２０５をス
トレートに通過して出力ポートＢから出射する。
２２０の温度を変えることにより、例えば屈折率ｎPが
屈折率ｎWC以上になるよう、上記の例では１．４７３に
なるように冷却することにより非切り換え状態に置かれ
る。屈折率ｎPが屈折率ｎWCより大きくなうような拡張
ポリマー領域２２０の実際の温度は、図４に示すように
選択されたポリマー材料の種類に依存する。屈折率ｎP
が屈折率ｎWCより大きいときには、光学波２６０は拡張
ポリマー領域２２０と導波路コアの直線部分２０５をス
トレートに通過して出力ポートＢから出射する。
【００２８】光学スイッチ２００は、拡張ポリマー領域
２２０の温度を変化させることにより、例えば屈折率ｎ
Pが屈折率ｎWC以下となるように、即ち上記の例では
１．４６となるように加熱することにより切り換え状態
に置かれる。屈折率ｎPが屈折率ｎWC以下になるような
拡張ポリマー領域２２０の実際の温度は、選択されたポ
リマー材料の種類に依存する。屈折率ｎPが屈折率ｎWC
以下の場合には、光学波２６０は拡張ポリマー領域２２
０の湾曲偏向壁２２５により導波路コアの傍側部分１１
０内に偏向される。光学波２６０は導波路コアの傍側部
分１１０を通過して出力ポートＣから出射する。
２２０の温度を変化させることにより、例えば屈折率ｎ
Pが屈折率ｎWC以下となるように、即ち上記の例では
１．４６となるように加熱することにより切り換え状態
に置かれる。屈折率ｎPが屈折率ｎWC以下になるような
拡張ポリマー領域２２０の実際の温度は、選択されたポ
リマー材料の種類に依存する。屈折率ｎPが屈折率ｎWC
以下の場合には、光学波２６０は拡張ポリマー領域２２
０の湾曲偏向壁２２５により導波路コアの傍側部分１１
０内に偏向される。光学波２６０は導波路コアの傍側部
分１１０を通過して出力ポートＣから出射する。
【００２９】分岐点２４５を越えた拡張ポリマー領域２
２０の延長部分により導波路コアの直線部分２０５と導
波路コアの傍側部分２１０の間の結合を低減できる。拡
張ポリマー領域２２０の突出幅２５０は非切り換え状態
にあるときに、光学スイッチ２００の性能を向上させる
利点がある。
２０の延長部分により導波路コアの直線部分２０５と導
波路コアの傍側部分２１０の間の結合を低減できる。拡
張ポリマー領域２２０の突出幅２５０は非切り換え状態
にあるときに、光学スイッチ２００の性能を向上させる
利点がある。
【図１】本発明の一実施例による光学スイッチの斜視図
【図２】図１の光学スイッチの上面図
【図３】図２の線１４５で切断した光学スイッチの断面
図
図
【図４】ポリマー材料の屈折率と温度との関係を表すグ
ラフ
ラフ
【図５】本発明の他の実施例による光学スイッチの斜視
図
図
【図６】図５の光学スイッチの上面図
【図７】図６の線２５５で切断した光学スイッチの断面
図
図
１００，２００ 光学スイッチ １０５，２０５ 導波路コアの直線部分 １１０，２１０ 導波路コアの傍側部分 １１５，２１５ 共通導波路セグメント １２０ ポリマー領域 １２５ 偏向壁 １３０，２３０ 基板 １３５，２３５ クラッド材料 １４０ 第１セグメント １４５，２５５ 断面線 １５０，２６０ 光学波 ２２０ 拡張ポリマー領域 ２２５ 湾曲偏向壁 ２４０ 第１湾曲セグメント ２４５ 分岐点 ２５０ 突出幅
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 596077259 600 Ｍｏｕｎｔａｉｎ Ａｖｅｎｕｅ, Ｍｕｒｒａｙ Ｈｉｌｌ， Ｎｅｗ Ｊｅ ｒｓｅｙ 07974−0636Ｕ．Ｓ．Ａ. (72)発明者 ダイトリッチ マーキューズ アメリカ合衆国、07738 ニュージャージ ー、リンクロフト、マジェスティク アベ ニュー 29 (72)発明者 ハーマン メルビン プレスビー アメリカ合衆国、08904 ニュージャージ ー、ハイランドパーク、リンカーン アベ ニュー 467
Claims (8)
- 【請求項１】 導波路コアの直線状部分（１０５）と、 前記直線状部分から延びる導波路コアの傍側部分（１１
０）と、 前記直線状部分に配置されるポリマー領域（１２０）と
からなる光学スイッチング装置において、 前記ポリマー領域は、温度によりその屈折率が変動し、
かつこのポリマー領域が偏向壁を形成することを特徴と
する光学スイッチング装置。 - 【請求項２】 前記ポリマー領域の屈折率が、導波路コ
アの直線状部分の屈折率以下の切り換え状態において
は、前記偏向壁は光波を導波路コアの傍側部分（１１
０）に偏向させ、 前記ポリマー領域の屈折率が、導波路コアの直線状部分
の屈折率以上の非切り換え状態においては、光波はポリ
マー領域を通り、前記導波路コアの直線状部分（１０
５）に沿って伝播することを特徴とする請求項１記載の
装置。 - 【請求項３】 前記導波路コアの傍側部分は、前記導波
路コアの直線部分から前記直線部分と第１角度を成す第
１セグメント（１４０）を介して延びることを特徴とす
る請求項１記載の装置。 - 【請求項４】 前記導波路コアの傍側部分は、前記導波
路コアの直線部分から湾曲したセグメント（２４０）を
介して延びることを特徴とする請求項１記載の装置。 - 【請求項５】 前記導波路コアの傍側部分は、前記第１
セグメント（１４０）に結合された少なくとも１つの第
２セグメント（１１０）を有し、 前記第２セグメントは、前記導波路コアの直線部分と第
２角度（α）で配置されていることを特徴とする請求項
１記載の装置。 - 【請求項６】 前記ポリマー領域（２２０）の幅は、前
記導波路コアの直線部分（２０５）より大きいことを特
徴とする請求項１記載の装置。 - 【請求項７】 前記ポリマー領域は、導波路コアの直線
部分と傍側部分が交差する点（２４５）を超えて延びる
ことを特徴とする請求項１記載の装置。 - 【請求項８】 （Ａ）導波路コアの傍側部分（１１０）
を導波路コアの直線部分（１０５）から延びるように光
学的に結合するステップと、 （Ｂ）前記導波路コアの直線部分にポリマー領域（１２
０）を配置するステップと、 このポリマー領域が光波を導波路コアの傍側部分に偏向
させる偏向壁（１２５）を形成し、 （Ｃ）光波を導波路コアの直線部分に伝送するステップ
と、 （Ｄ）前記ポリマー領域の屈折率を制御する為に、ポリ
マー領域の温度を制御するステップと、 （Ｅ）非切り換え状態においては、光波を前記ポリマー
領域内を伝播させるステップと、 （Ｆ）切り換え状態においては、光波を導波路コアの傍
側部分に偏向させるステップとを有することを特徴とす
る光学スイッチング方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/166830 | 1998-10-05 | ||
| US09/166,830 US6144780A (en) | 1998-10-05 | 1998-10-05 | Polymer waveguide switch and method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000111961A true JP2000111961A (ja) | 2000-04-21 |
Family
ID=22604858
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11283970A Pending JP2000111961A (ja) | 1998-10-05 | 1999-10-05 | 光学スイッチング装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6144780A (ja) |
| EP (1) | EP0992834A3 (ja) |
| JP (1) | JP2000111961A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101432508B1 (ko) * | 2012-09-26 | 2014-08-22 | 한국과학기술원 | 반사 또는 굴절을 이용한 광 스위치 |
| KR101491657B1 (ko) * | 2011-11-11 | 2015-02-11 | 한국과학기술원 | 곡선형 도파로를 갖는 광 경로 변경 소자 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2271159A1 (en) * | 1999-04-30 | 2000-10-30 | Jds Fitel Inc. | Optical hybrid device |
| DE10032933B4 (de) * | 2000-07-06 | 2004-07-15 | Infineon Technologies Ag | Integrierte Wellenleiteranordnung |
| AUPR379001A0 (en) * | 2001-03-16 | 2001-04-12 | Redfern Integrated Optics Pty Ltd | Silica based monolithically integrated device and method |
| US7085453B2 (en) * | 2002-11-25 | 2006-08-01 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optical functional device and optical module |
| US7099539B1 (en) * | 2003-07-07 | 2006-08-29 | Super Talent Electronics, Inc. | Optical isolator, attenuator and polarizer system and method for integrated optics |
| JP4789543B2 (ja) * | 2005-08-18 | 2011-10-12 | 株式会社日立製作所 | プラガブル可変光減衰器を備えた光伝送装置 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5915225A (ja) * | 1982-07-15 | 1984-01-26 | Omron Tateisi Electronics Co | 光スイツチ |
| JPS62119517A (ja) * | 1985-11-20 | 1987-05-30 | Fujitsu Ltd | 熱光学素子 |
| US4859059A (en) * | 1988-01-13 | 1989-08-22 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Thermal modulation of light beams |
| JP2655607B2 (ja) * | 1988-06-10 | 1997-09-24 | 富士通株式会社 | 光−光制御素子 |
| SE468229B (sv) * | 1989-10-02 | 1992-11-23 | Survoir Ltd | Optisk fiberkabel foer detektering av en temperaturfoeraendring |
| US5369718A (en) * | 1991-10-15 | 1994-11-29 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Total internal reflection-type optical waveguide switch |
| JP3269505B2 (ja) * | 1992-11-19 | 2002-03-25 | 三菱瓦斯化学株式会社 | 高分子光導波路型光スターカプラ |
| DE4312568A1 (de) * | 1993-04-17 | 1994-10-20 | Sel Alcatel Ag | Optischer Hybrid-Schalter |
| JPH08262504A (ja) * | 1995-03-27 | 1996-10-11 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光導波路型光スイッチ及び光導波路型光スイッチの製造方法 |
| FR2765974B1 (fr) * | 1997-07-08 | 1999-08-13 | France Telecom | Aiguilleur optique reflectif utilisant un effet thermo-optique, application aux matrices d' aiguillage optique |
| US5966493A (en) * | 1998-02-20 | 1999-10-12 | Molecular Optoelectronics Corporation | Fiber optic attenuators and attenuation systems |
-
1998
- 1998-10-05 US US09/166,830 patent/US6144780A/en not_active Expired - Lifetime
-
1999
- 1999-09-28 EP EP99307649A patent/EP0992834A3/en not_active Withdrawn
- 1999-10-05 JP JP11283970A patent/JP2000111961A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101491657B1 (ko) * | 2011-11-11 | 2015-02-11 | 한국과학기술원 | 곡선형 도파로를 갖는 광 경로 변경 소자 |
| KR101432508B1 (ko) * | 2012-09-26 | 2014-08-22 | 한국과학기술원 | 반사 또는 굴절을 이용한 광 스위치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0992834A2 (en) | 2000-04-12 |
| US6144780A (en) | 2000-11-07 |
| EP0992834A3 (en) | 2004-04-07 |
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|---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20031127 |
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| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20031222 |