JP2001109023A - 光スイッチとこれを用いた光スイッチアレイ及び光スイッチ制御装置 - Google Patents
光スイッチとこれを用いた光スイッチアレイ及び光スイッチ制御装置Info
- Publication number
- JP2001109023A JP2001109023A JP28986099A JP28986099A JP2001109023A JP 2001109023 A JP2001109023 A JP 2001109023A JP 28986099 A JP28986099 A JP 28986099A JP 28986099 A JP28986099 A JP 28986099A JP 2001109023 A JP2001109023 A JP 2001109023A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical switch
- optical
- output
- film heater
- thin
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Optical Integrated Circuits (AREA)
- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】複数の熱光学効果を用いた光スイッチ素子が集
積化された光スイッチにおいて、動作状態によらず消光
比の劣化を生じないようにする。 【解決手段】薄膜ヒータに制御電流を注入して加熱する
ことにより一対の光導波路間に位相差πを生じさせてス
イッチングを行う複数の２入力・２出力マッハ・ツェン
ダ型光スイッチ素子１０−１，１０−２，…，１０−Ｎ
を同一基板上に配列しかつ所定パターンに接続して構成
される光スイッチにおいて、光スイッチ素子１０−１，
１０−２，…，１０−Ｎは、光スイッチの動作状態によ
らず概ね一定数の光スイッチ素子の薄膜ヒータに制御電
流が供給されるように、全てが対称マッハ・ツェンダ型
スイッチ素子または非対称マッハ・ツェンダ型光スイッ
チ素子を用いて構成される。
積化された光スイッチにおいて、動作状態によらず消光
比の劣化を生じないようにする。 【解決手段】薄膜ヒータに制御電流を注入して加熱する
ことにより一対の光導波路間に位相差πを生じさせてス
イッチングを行う複数の２入力・２出力マッハ・ツェン
ダ型光スイッチ素子１０−１，１０−２，…，１０−Ｎ
を同一基板上に配列しかつ所定パターンに接続して構成
される光スイッチにおいて、光スイッチ素子１０−１，
１０−２，…，１０−Ｎは、光スイッチの動作状態によ
らず概ね一定数の光スイッチ素子の薄膜ヒータに制御電
流が供給されるように、全てが対称マッハ・ツェンダ型
スイッチ素子または非対称マッハ・ツェンダ型光スイッ
チ素子を用いて構成される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱光学効果を用い
た光導波路型光スイッチ、特に同一基板上に複数個の光
スイッチ素子が集積化された光スイッチとこれを用いた
光スイッチアレイ及び光スイッチ制御装置に関する。
た光導波路型光スイッチ、特に同一基板上に複数個の光
スイッチ素子が集積化された光スイッチとこれを用いた
光スイッチアレイ及び光スイッチ制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】光通信の分野において、伝送容量の大容
量化及び光ネットワークの柔軟性を実現するためには、
光信号を電気信号に変換することなく、光信号のままで
処理する各種部品が必要となる。そのような部品の中で
も、特に光信号のままで方路を切り替えることができる
光スイッチは、光分岐挿入多重や光クロスコネクト等に
おいてキーデバイスとなる。
量化及び光ネットワークの柔軟性を実現するためには、
光信号を電気信号に変換することなく、光信号のままで
処理する各種部品が必要となる。そのような部品の中で
も、特に光信号のままで方路を切り替えることができる
光スイッチは、光分岐挿入多重や光クロスコネクト等に
おいてキーデバイスとなる。
【０００３】光スイッチは個別部品型と光導波路型に大
別されるが、とりわけ光導波路型光スイッチは量産性、
小型・集積性に優れており、現実的なデバイスとして期
待されている。光導波路型光スイッチの中で、石英の熱
光学効果を用いた光スイッチは、信頼性や安定性の点で
優れており、実用化が最も進んでいる。
別されるが、とりわけ光導波路型光スイッチは量産性、
小型・集積性に優れており、現実的なデバイスとして期
待されている。光導波路型光スイッチの中で、石英の熱
光学効果を用いた光スイッチは、信頼性や安定性の点で
優れており、実用化が最も進んでいる。
【０００４】図１２（ａ）（ｂ）に、熱光学効果を用い
た光導波路型光スイッチ素子の基本構成とスイッチング
特性を示す。光スイッチ素子１０は、図１２（ａ）に示
すように入力ポート１１，１２と、一対の光導波路１
３，１４と、出力ポート１５，１６と、２つの３ｄＢカ
プラ１７，１８と、一方の光導波路１３上に形成された
薄膜ヒータ１９とから構成されている。ここで、光導波
路１３，１４は等しい光学長を有している。この光スイ
ッチ素子１０のスイッチングは、薄膜ヒータ１９に制御
電流ＩH を注入することにより光導波路１３の屈折率を
変化させ、等価的に光学長を変化させることで行う。
た光導波路型光スイッチ素子の基本構成とスイッチング
特性を示す。光スイッチ素子１０は、図１２（ａ）に示
すように入力ポート１１，１２と、一対の光導波路１
３，１４と、出力ポート１５，１６と、２つの３ｄＢカ
プラ１７，１８と、一方の光導波路１３上に形成された
薄膜ヒータ１９とから構成されている。ここで、光導波
路１３，１４は等しい光学長を有している。この光スイ
ッチ素子１０のスイッチングは、薄膜ヒータ１９に制御
電流ＩH を注入することにより光導波路１３の屈折率を
変化させ、等価的に光学長を変化させることで行う。
【０００５】図１２（ｂ）は、薄膜ヒータ１９に制御電
流を供給したときの光スイッチ素子１０のスイッチング
特性を示す。実線はスルーポート（入力ポート１１から
出力ポート１５への経路）の出力を示し、破線はクロス
ポート（入力ポート１１から出力ポート１６への経路）
の出力を示す。薄膜ヒータ１９へ制御電流を供給しない
場合（オフ状態）にはクロスポートから光信号が出力さ
れ、薄膜ヒータ１９に制御電流を供給する（オン状態）
とスルーポートから光信号が出力される。
流を供給したときの光スイッチ素子１０のスイッチング
特性を示す。実線はスルーポート（入力ポート１１から
出力ポート１５への経路）の出力を示し、破線はクロス
ポート（入力ポート１１から出力ポート１６への経路）
の出力を示す。薄膜ヒータ１９へ制御電流を供給しない
場合（オフ状態）にはクロスポートから光信号が出力さ
れ、薄膜ヒータ１９に制御電流を供給する（オン状態）
とスルーポートから光信号が出力される。
【０００６】光スイッチ素子１０は、光導波路１３，１
４が等しい光学長を有する対称マッハ・ツェンダ干渉計
を用いた対称マッハ・ツェンダ型光スイッチ（以下、対
称ＭＺＩスイッチ素子という）に代えて、光導波路１
３，１４の光学長が半波長分だけ異なっている非対称マ
ッハ・ツェンダ型光スイッチ素子（以下、非対称ＭＺＩ
スイッチ素子という）であってもよく、その場合のスイ
ッチング特性は図１２（ｂ）に示す対称ＭＺＩスイッチ
素子１０のそれとは逆になる。
４が等しい光学長を有する対称マッハ・ツェンダ干渉計
を用いた対称マッハ・ツェンダ型光スイッチ（以下、対
称ＭＺＩスイッチ素子という）に代えて、光導波路１
３，１４の光学長が半波長分だけ異なっている非対称マ
ッハ・ツェンダ型光スイッチ素子（以下、非対称ＭＺＩ
スイッチ素子という）であってもよく、その場合のスイ
ッチング特性は図１２（ｂ）に示す対称ＭＺＩスイッチ
素子１０のそれとは逆になる。
【０００７】光導波路型光スイッチは集積性に優れてい
るため、同一基板上に図１２（ａ）に示したような光ス
イッチ素子を複数個集積して、様々な機能を有する光ス
イッチや光スイッチアレイを構成できる。
るため、同一基板上に図１２（ａ）に示したような光ス
イッチ素子を複数個集積して、様々な機能を有する光ス
イッチや光スイッチアレイを構成できる。
【０００８】図１３に、図１２の光スイッチ素子１０を
４個用いて２入力・２出力光スイッチを構成し、この２
入力・２出力光スイッチを単位光スイッチとして同一基
板上にＮ個集積化した光スイッチアレイを示す。各々の
２入力・２出力単位光スイッチ、例えば単位光スイッチ
２００−１は、２個の対称ＭＺＩスイッチ素子１００−
１，１００−２及び２個の非対称ＭＺＩスイッチ素子１
００−３，１００−４から構成されている。単位光スイ
ッチ２００−１の二つの入力ポートは対称ＭＺＩスイッ
チ素子１００−１，１００−２の入力ポートであり、単
位光スイッチ２００−１の二つの出力ポートは非対称Ｍ
ＺＩスイッチ素子１００−３，１００−４の出力ポート
である。
４個用いて２入力・２出力光スイッチを構成し、この２
入力・２出力光スイッチを単位光スイッチとして同一基
板上にＮ個集積化した光スイッチアレイを示す。各々の
２入力・２出力単位光スイッチ、例えば単位光スイッチ
２００−１は、２個の対称ＭＺＩスイッチ素子１００−
１，１００−２及び２個の非対称ＭＺＩスイッチ素子１
００−３，１００−４から構成されている。単位光スイ
ッチ２００−１の二つの入力ポートは対称ＭＺＩスイッ
チ素子１００−１，１００−２の入力ポートであり、単
位光スイッチ２００−１の二つの出力ポートは非対称Ｍ
ＺＩスイッチ素子１００−３，１００−４の出力ポート
である。
【０００９】単位光スイッチ２００−１のスイッチング
特性は、光スイッチ素子１００−１〜１００−４の薄膜
ヒータのいずれにも制御電流を供給しない状態でオフ状
態となり、光信号はスルーポートへ出力され、全ての光
スイッチ素子１００−１〜１００−４の全ての薄膜ヒー
タに制御電流を供給した状態でオン状態となり、光信号
はクロスポートへ出力される。
特性は、光スイッチ素子１００−１〜１００−４の薄膜
ヒータのいずれにも制御電流を供給しない状態でオフ状
態となり、光信号はスルーポートへ出力され、全ての光
スイッチ素子１００−１〜１００−４の全ての薄膜ヒー
タに制御電流を供給した状態でオン状態となり、光信号
はクロスポートへ出力される。
【００１０】この単位光スイッチにおいては、４個の光
スイッチ素子１００−１〜１００−４で構成されるた
め、制御電流が供給されたときの一つの光スイッチ素子
の薄膜ヒータでの発熱量をＱとすると、光スイッチがオ
フ状態のときには発熱量はほとんど零であるが、オン状
態のときには概ね４Ｑの発熱量がある。従って、オン状
態になっている単位光スイッチの数に応じて、光スイッ
チアレイ全体での発熱量が大きく変動する。すなわち、
各々の単位光スイッチ１−１，１−２，…，１−Ｎの動
作状態に応じて基板温度が大きく変動することになる。
スイッチ素子１００−１〜１００−４で構成されるた
め、制御電流が供給されたときの一つの光スイッチ素子
の薄膜ヒータでの発熱量をＱとすると、光スイッチがオ
フ状態のときには発熱量はほとんど零であるが、オン状
態のときには概ね４Ｑの発熱量がある。従って、オン状
態になっている単位光スイッチの数に応じて、光スイッ
チアレイ全体での発熱量が大きく変動する。すなわち、
各々の単位光スイッチ１−１，１−２，…，１−Ｎの動
作状態に応じて基板温度が大きく変動することになる。
【００１１】熱光学効果を用いた光スイッチでは、基板
温度の変化によりスイッチ制御用の薄膜ヒータの抵抗値
や熱伝導率が変化し、光スイッチの消光比が劣化する。
従って、光スイッチ素子を複数個集積化した光スイッチ
やそれをさらに拡張した光スイッチアレイにおいては、
光スイッチの動作状態に応じて基板温度の著しい変動が
生じ、光スイッチの消光比が著しく劣化してしまうこと
になる。
温度の変化によりスイッチ制御用の薄膜ヒータの抵抗値
や熱伝導率が変化し、光スイッチの消光比が劣化する。
従って、光スイッチ素子を複数個集積化した光スイッチ
やそれをさらに拡張した光スイッチアレイにおいては、
光スイッチの動作状態に応じて基板温度の著しい変動が
生じ、光スイッチの消光比が著しく劣化してしまうこと
になる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、熱光
学効果を用いた光スイッチ素子を複数個同一基板上に集
積化した光スイッチやそれを単位光スイッチとして用い
た光スイッチアレイにおいては、各々の光スイッチの動
作状態に応じて消光比が著しく劣化してしまうという問
題が生じた。
学効果を用いた光スイッチ素子を複数個同一基板上に集
積化した光スイッチやそれを単位光スイッチとして用い
た光スイッチアレイにおいては、各々の光スイッチの動
作状態に応じて消光比が著しく劣化してしまうという問
題が生じた。
【００１３】また、この問題を回避するために、ペルチ
ェ素子などにより光スイッチアレイ全体の温度制御を行
うことも考えられるが、この方法では消費電力が莫大な
ものとなり、装置コストを引き上げるという問題が新た
に生じる。
ェ素子などにより光スイッチアレイ全体の温度制御を行
うことも考えられるが、この方法では消費電力が莫大な
ものとなり、装置コストを引き上げるという問題が新た
に生じる。
【００１４】従って、本発明の目的は、動作状態によら
ず消光比の劣化のない光スイッチとこれを用いた光スイ
ッチアレイ及び光スイッチ制御装置を提供することにあ
る。
ず消光比の劣化のない光スイッチとこれを用いた光スイ
ッチアレイ及び光スイッチ制御装置を提供することにあ
る。
【００１５】本発明の他の目的は、低消費電力化を可能
とした光スイッチを提供することにある。
とした光スイッチを提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明は一対の光導波路及び該一対の光導波路のい
ずれか一方に近接して配置された薄膜ヒータをそれぞれ
有し、薄膜ヒータに制御電流を注入して加熱することに
より一対の光導波路間に所定の位相差を生じさせてスイ
ッチングを行う複数の２入力・２出力マッハ・ツェンダ
型光スイッチ素子を同一の基板上に配列しかつ所定パタ
ーンに接続して構成される基本構成を有する光スイッチ
において、複数のマッハ・ツェンダ型光スイッチ素子を
光スイッチの動作状態によらず概ね一定数の光スイッチ
素子、例えば全素子数の半数のスイッチ素子の薄膜ヒー
タに制御電流が供給されるように構成したことを特徴と
する。
め、本発明は一対の光導波路及び該一対の光導波路のい
ずれか一方に近接して配置された薄膜ヒータをそれぞれ
有し、薄膜ヒータに制御電流を注入して加熱することに
より一対の光導波路間に所定の位相差を生じさせてスイ
ッチングを行う複数の２入力・２出力マッハ・ツェンダ
型光スイッチ素子を同一の基板上に配列しかつ所定パタ
ーンに接続して構成される基本構成を有する光スイッチ
において、複数のマッハ・ツェンダ型光スイッチ素子を
光スイッチの動作状態によらず概ね一定数の光スイッチ
素子、例えば全素子数の半数のスイッチ素子の薄膜ヒー
タに制御電流が供給されるように構成したことを特徴と
する。
【００１７】このように光スイッチの動作状態に関係な
く、常に概ね一定数の光スイッチ素子に制御電流を供給
するように構成することによって、光スイッチの動作状
態、つまり光スイッチを構成する各光スイッチ素子の動
作状態に変化が生じても、基板の温度には影響を及ぼさ
ない。従って、各光スイッチ素子の動作状態に依存する
光スイッチの消光比劣化を回避できる。
く、常に概ね一定数の光スイッチ素子に制御電流を供給
するように構成することによって、光スイッチの動作状
態、つまり光スイッチを構成する各光スイッチ素子の動
作状態に変化が生じても、基板の温度には影響を及ぼさ
ない。従って、各光スイッチ素子の動作状態に依存する
光スイッチの消光比劣化を回避できる。
【００１８】より具体的には、２入力・２出力マッハ・
ツェンダ型光スイッチ素子として第１乃至第４の４個の
光スイッチ素子を用い、全体として２入力・２出力光ス
イッチを構成する場合には、第１乃至第４の光スイッチ
素子として、全て一対の光導波路の光学長が等しい対称
マッハ・ツェンダ型光スイッチ素子か、全て一対の光導
波路の光学長が半波長異なる非対称マッハ・ツェンダ型
光スイッチ素子を用いることにより、各光スイッチ素子
を常に２個がオンの状態（薄膜ヒータに制御電流が供給
された状態）とすることができる。
ツェンダ型光スイッチ素子として第１乃至第４の４個の
光スイッチ素子を用い、全体として２入力・２出力光ス
イッチを構成する場合には、第１乃至第４の光スイッチ
素子として、全て一対の光導波路の光学長が等しい対称
マッハ・ツェンダ型光スイッチ素子か、全て一対の光導
波路の光学長が半波長異なる非対称マッハ・ツェンダ型
光スイッチ素子を用いることにより、各光スイッチ素子
を常に２個がオンの状態（薄膜ヒータに制御電流が供給
された状態）とすることができる。
【００１９】また、２入力・２出力マッハ・ツェンダ型
光スイッチ素子として、第１乃至第３の３個の光スイッ
チを用い、全体として１入力・２出力光スイッチを構成
する場合には、第１及び第２の光スイッチ素子として一
対の光導波路の光学長が等しい対称マッハ・ツェンダ型
光スイッチ素子を用い、第３の光スイッチ素子として一
対の光導波路の光学長が半波長異なる非対称マッハ・ツ
ェンダ型光スイッチ素子を用いることにより、各光スイ
ッチ素子を常に１個がオンの状態（薄膜ヒータに制御電
流が供給された状態）とすることができる。
光スイッチ素子として、第１乃至第３の３個の光スイッ
チを用い、全体として１入力・２出力光スイッチを構成
する場合には、第１及び第２の光スイッチ素子として一
対の光導波路の光学長が等しい対称マッハ・ツェンダ型
光スイッチ素子を用い、第３の光スイッチ素子として一
対の光導波路の光学長が半波長異なる非対称マッハ・ツ
ェンダ型光スイッチ素子を用いることにより、各光スイ
ッチ素子を常に１個がオンの状態（薄膜ヒータに制御電
流が供給された状態）とすることができる。
【００２０】本発明においては、上述した光スイッチを
単位光スイッチとして、複数の単位光スイッチを同一の
基板上に集積化することにより、光スイッチアレイを実
現することもできる。
単位光スイッチとして、複数の単位光スイッチを同一の
基板上に集積化することにより、光スイッチアレイを実
現することもできる。
【００２１】本発明に係る光スイッチ制御装置は、先と
同様の基本構成を有する光スイッチを制御するために、
光スイッチの基板に設けられ、光スイッチにおける光パ
スの設定に関与しない少なくとも一つの補償用ヒータ
と、光スイッチで消費される熱量と前記補償用ヒータで
消費される熱量の合計が概ね一定となるように補償用ヒ
ータへの注入電流を制御する制御手段とを有することを
特徴とする。
同様の基本構成を有する光スイッチを制御するために、
光スイッチの基板に設けられ、光スイッチにおける光パ
スの設定に関与しない少なくとも一つの補償用ヒータ
と、光スイッチで消費される熱量と前記補償用ヒータで
消費される熱量の合計が概ね一定となるように補償用ヒ
ータへの注入電流を制御する制御手段とを有することを
特徴とする。
【００２２】このように光スイッチにおける光パスの設
定に関与しない補償用ヒータを基板に対して熱的に良好
な接触状態で設置し、光スイッチ全体で発生する熱量と
補償用ヒータで発生する熱量との合計が概ね一定となる
ように補償用ヒータへの注入電流を制御すると、光スイ
ッチの動作状態に変化が生じても、基板温度の劣化は生
じないので、各スイッチの動作状態に依存する光スイッ
チの消光比劣化を回避できる。
定に関与しない補償用ヒータを基板に対して熱的に良好
な接触状態で設置し、光スイッチ全体で発生する熱量と
補償用ヒータで発生する熱量との合計が概ね一定となる
ように補償用ヒータへの注入電流を制御すると、光スイ
ッチの動作状態に変化が生じても、基板温度の劣化は生
じないので、各スイッチの動作状態に依存する光スイッ
チの消光比劣化を回避できる。
【００２３】本発明に係る別の光スイッチ制御装置は、
先と同様の基本構成を有する光スイッチを制御するため
に、光スイッチの基板の温度を検出する温度検出手段
と、光スイッチの基板の温度と薄膜ヒータへの注入電流
値との対応関係を示す対応テーブルを有し、この対応テ
ーブルに従って温度検出手段による検出温度に基づき薄
膜ヒータへの注入電流値を制御する制御手段とを有する
ことを特徴とする。
先と同様の基本構成を有する光スイッチを制御するため
に、光スイッチの基板の温度を検出する温度検出手段
と、光スイッチの基板の温度と薄膜ヒータへの注入電流
値との対応関係を示す対応テーブルを有し、この対応テ
ーブルに従って温度検出手段による検出温度に基づき薄
膜ヒータへの注入電流値を制御する制御手段とを有する
ことを特徴とする。
【００２４】本発明の光スイッチのような熱光学効果を
用いた光スイッチにおいては、最適な消光比を与える電
流値は基板温度によって変動し、一般に基板温度が高く
なれば電流値は小さくなる傾向にある。従って、上述の
ように基板温度を検出し、検出された温度に応じて光ス
イッチへの注入電流を制御することで、常に最適な消光
比で光スイッチを動作させることができる。
用いた光スイッチにおいては、最適な消光比を与える電
流値は基板温度によって変動し、一般に基板温度が高く
なれば電流値は小さくなる傾向にある。従って、上述の
ように基板温度を検出し、検出された温度に応じて光ス
イッチへの注入電流を制御することで、常に最適な消光
比で光スイッチを動作させることができる。
【００２５】本発明に係る他の光スイッチは、先と同様
の基本構成において一対の光導波路の薄膜ヒータが位置
する領域の下部クラッド層の厚みをそれ以外の領域の下
部クラッド層の厚みに比べて大きくしたことを特徴とす
る。さらに具体的には、一対の光導波路の薄膜ヒータが
位置する領域の下部クラッド層の厚みをＬch、それ以外
の領域の下部クラッド層の厚みをＬｃ、一対の光導波路
間の距離をＬとしたとき、Ｌｃ＜Ｌch≪Ｌの関係を満足
することを特徴とする。
の基本構成において一対の光導波路の薄膜ヒータが位置
する領域の下部クラッド層の厚みをそれ以外の領域の下
部クラッド層の厚みに比べて大きくしたことを特徴とす
る。さらに具体的には、一対の光導波路の薄膜ヒータが
位置する領域の下部クラッド層の厚みをＬch、それ以外
の領域の下部クラッド層の厚みをＬｃ、一対の光導波路
間の距離をＬとしたとき、Ｌｃ＜Ｌch≪Ｌの関係を満足
することを特徴とする。
【００２６】このように光スイッチを構成することによ
り、薄膜ヒータで発生する熱量を効果的に利用して一対
の光導波路間にスイッチングに必要な温度差を持たせる
ことができ、低消費電力化が図られる。
り、薄膜ヒータで発生する熱量を効果的に利用して一対
の光導波路間にスイッチングに必要な温度差を持たせる
ことができ、低消費電力化が図られる。
【００２７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。
に基づいて説明する。
【００２８】（第１の実施形態）図１に、本発明の第１
の実施形態に係る光スイッチの構成を示す。この光スイ
ッチ１は２入力・２出力光スイッチであり、熱光学効果
を用いた４個の２入力・２出力マッハ・ツェンダ型光ス
イッチ素子１０−１，１０−２，１０−３，１０−４を
同一基板上に集積化して構成されている。光スイッチ１
には光スイッチ駆動部２から制御電流が供給され、この
制御電流は光スイッチ素子１０−１，１０−２，１０−
３，１０−４内の薄膜ヒータに注入される。
の実施形態に係る光スイッチの構成を示す。この光スイ
ッチ１は２入力・２出力光スイッチであり、熱光学効果
を用いた４個の２入力・２出力マッハ・ツェンダ型光ス
イッチ素子１０−１，１０−２，１０−３，１０−４を
同一基板上に集積化して構成されている。光スイッチ１
には光スイッチ駆動部２から制御電流が供給され、この
制御電流は光スイッチ素子１０−１，１０−２，１０−
３，１０−４内の薄膜ヒータに注入される。
【００２９】図２（ａ）（ｂ）は、２入力・２出力マッ
ハ・ツェンダ型光スイッチ素子１０−１，１０−２，１
０−３，１０−４である光スイッチ素子１０の構成を示
す平面図とＡ−Ｂ線に沿う断面図である。この光スイッ
チ素子１０は第１、第２の入力ポート１１，１２と、一
対の光導波路１３，１４と、第１、第２の出力ポート１
５，１６と、２つの３ｄＢカプラ１７，１８及び光導波
路１３上に蒸着により形成された薄膜ヒータ１９から構
成され、これらが基板２０上に設けられている。入力ポ
ート１１，１２には３ｄＢカプラ１７を介して光導波路
１３，１４の光入射端側が接続され、光導波路１３，１
４の光出射端側は３ｄＢカプラ１８を介して出力ポート
１５，１６に接続される。
ハ・ツェンダ型光スイッチ素子１０−１，１０−２，１
０−３，１０−４である光スイッチ素子１０の構成を示
す平面図とＡ−Ｂ線に沿う断面図である。この光スイッ
チ素子１０は第１、第２の入力ポート１１，１２と、一
対の光導波路１３，１４と、第１、第２の出力ポート１
５，１６と、２つの３ｄＢカプラ１７，１８及び光導波
路１３上に蒸着により形成された薄膜ヒータ１９から構
成され、これらが基板２０上に設けられている。入力ポ
ート１１，１２には３ｄＢカプラ１７を介して光導波路
１３，１４の光入射端側が接続され、光導波路１３，１
４の光出射端側は３ｄＢカプラ１８を介して出力ポート
１５，１６に接続される。
【００３０】基板２０は例えばシリコン基板であり、ケ
ース２３上に設けられている。ケース２３の裏面は、放
熱板２４に接続されている。導波路１３，１４は石英系
単一モード光導波路であり、基板２０上のクラッド層２
１，２２内に形成される。光導波路１３，１４は等しい
光学長を有するか、または半波長だけ異なっているもの
とする。
ース２３上に設けられている。ケース２３の裏面は、放
熱板２４に接続されている。導波路１３，１４は石英系
単一モード光導波路であり、基板２０上のクラッド層２
１，２２内に形成される。光導波路１３，１４は等しい
光学長を有するか、または半波長だけ異なっているもの
とする。
【００３１】光スイッチ素子１０のスイッチングは、薄
膜ヒータ１９に制御電流を注入することにより光導波路
１３の屈折率を変化させ、等価的に光導波路１３の光学
長を変化させることにより行われる。すなわち、薄膜ヒ
ータ１９に制御電流を注入すると、上部クラッド層２１
を介して光導波路１３に熱が伝達され、これにより光導
波路１３の屈折率が変化して光導波路１３の光学長が等
価的に変化するため、光導波路１３，１４間に温度差に
よる位相差πが生じることになる。従って、図１の光ス
イッチ駆動部２によって薄膜ヒータ１９に制御電流を注
入するかしないかにより、図１２で説明した原理でスイ
ッチング動作が行われる。
膜ヒータ１９に制御電流を注入することにより光導波路
１３の屈折率を変化させ、等価的に光導波路１３の光学
長を変化させることにより行われる。すなわち、薄膜ヒ
ータ１９に制御電流を注入すると、上部クラッド層２１
を介して光導波路１３に熱が伝達され、これにより光導
波路１３の屈折率が変化して光導波路１３の光学長が等
価的に変化するため、光導波路１３，１４間に温度差に
よる位相差πが生じることになる。従って、図１の光ス
イッチ駆動部２によって薄膜ヒータ１９に制御電流を注
入するかしないかにより、図１２で説明した原理でスイ
ッチング動作が行われる。
【００３２】光スイッチ１の第１及び第２の入力ポート
は、それぞれ第１の光スイッチ素子１０−１の第２の入
力ポート１２−１と第２の光スイッチ素子１０−２の第
１の入力ポート１１−２である。また、光スイッチ１の
第１及び第２の出力ポートは、それぞれ第３の光スイッ
チ素子１０−３の第１の出力ポート１５−３と第４の光
スイッチ素子１０−４の第２の出力ポート１６−４であ
る。第１の光スイッチ素子１０−１の第１及び第２の出
力ポート１５−１，１６−１は、それぞれ第３の光スイ
ッチ素子１０−３の第１の入力ポート１１−３及び第４
の光スイッチ素子１０−４の第１の入力ポート１１−４
と接続されている。また、第２光スイッチ素子１０−２
の第１及び第２の出力ポート１５−２，１６−２は、そ
れぞれ第３の光スイッチ素子１０−３の第２の入力ポー
ト１２−３及び第４の光スイッチ素子１０−４の第２の
入力ポート１２−４と接続されている。
は、それぞれ第１の光スイッチ素子１０−１の第２の入
力ポート１２−１と第２の光スイッチ素子１０−２の第
１の入力ポート１１−２である。また、光スイッチ１の
第１及び第２の出力ポートは、それぞれ第３の光スイッ
チ素子１０−３の第１の出力ポート１５−３と第４の光
スイッチ素子１０−４の第２の出力ポート１６−４であ
る。第１の光スイッチ素子１０−１の第１及び第２の出
力ポート１５−１，１６−１は、それぞれ第３の光スイ
ッチ素子１０−３の第１の入力ポート１１−３及び第４
の光スイッチ素子１０−４の第１の入力ポート１１−４
と接続されている。また、第２光スイッチ素子１０−２
の第１及び第２の出力ポート１５−２，１６−２は、そ
れぞれ第３の光スイッチ素子１０−３の第２の入力ポー
ト１２−３及び第４の光スイッチ素子１０−４の第２の
入力ポート１２−４と接続されている。
【００３３】次に、表１を参照して光スイッチ１の全体
的なスイッチング動作について説明する。
的なスイッチング動作について説明する。
【００３４】
【表１】
【００３５】光スイッチ素子１０−１，１０−２の薄膜
ヒータに制御電流を供給して光スイッチ素子１０−１，
１０−２をオン状態にし、光スイッチ素子１０−３，１
０−４の薄膜ヒータには制御電流を供給せずに光スイッ
チ素子１０−３，１０−４をオフ状態にした場合には、
光スイッチ１の第１の入力ポート１２−１に入力された
光信号は、光スイッチ１の第２の出力ポート１６−４か
ら出力され、光スイッチ１の第２の入力ポート１１−２
に入力された光信号は、光スイッチ１の第１の出力ポー
ト１５−３から出力される（クロス状態）。
ヒータに制御電流を供給して光スイッチ素子１０−１，
１０−２をオン状態にし、光スイッチ素子１０−３，１
０−４の薄膜ヒータには制御電流を供給せずに光スイッ
チ素子１０−３，１０−４をオフ状態にした場合には、
光スイッチ１の第１の入力ポート１２−１に入力された
光信号は、光スイッチ１の第２の出力ポート１６−４か
ら出力され、光スイッチ１の第２の入力ポート１１−２
に入力された光信号は、光スイッチ１の第１の出力ポー
ト１５−３から出力される（クロス状態）。
【００３６】また、同様に光スイッチ素子１０−１，１
０−２をオフ状態にし、光スイッチ素子１０−３，１０
−４をオン状態にした場合には、光スイッチ１の第１の
入力ポート１２−１に入力された光信号は、光スイッチ
１の第１の出力ポート１５−３から出力され、光スイッ
チ１の第２の入力ポート１１−２に入力された光信号
は、光スイッチ１の第２の出力ポート１６−４から出力
される（スルー状態）。
０−２をオフ状態にし、光スイッチ素子１０−３，１０
−４をオン状態にした場合には、光スイッチ１の第１の
入力ポート１２−１に入力された光信号は、光スイッチ
１の第１の出力ポート１５−３から出力され、光スイッ
チ１の第２の入力ポート１１−２に入力された光信号
は、光スイッチ１の第２の出力ポート１６−４から出力
される（スルー状態）。
【００３７】図３は、図１に示した２入力・２出力の光
スイッチ１を単位光スイッチとして同一基板上にＮ個集
積化した光スイッチアレイ３を示す。単位光スイッチ１
−１，１−２，…，１−Ｎは、それぞれ図１に示した光
スイッチであり、基板上に集積化されている。ここで、
単位光スイッチ１−１，１−２，…，１−Ｎのそれぞれ
を構成する４個の光スイッチ素子１０−１，１０−２，
１０−３，１０−４は、全て光導波路１３，１４が等し
い光学長を有する対称ＭＺＩスイッチ素子により構成さ
れている。
スイッチ１を単位光スイッチとして同一基板上にＮ個集
積化した光スイッチアレイ３を示す。単位光スイッチ１
−１，１−２，…，１−Ｎは、それぞれ図１に示した光
スイッチであり、基板上に集積化されている。ここで、
単位光スイッチ１−１，１−２，…，１−Ｎのそれぞれ
を構成する４個の光スイッチ素子１０−１，１０−２，
１０−３，１０−４は、全て光導波路１３，１４が等し
い光学長を有する対称ＭＺＩスイッチ素子により構成さ
れている。
【００３８】このように本実施形態によると、光スイッ
チアレイ３を構成する単位光スイッチ１−１，１−２，
…，１−Ｎは、いずれもその動作状態に関係なく常に一
定数の光スイッチ素子がオン状態となるために発生する
熱量は一定であり、光スイッチアレイ全体で発生する熱
量も、単位光スイッチ１−１，１−２，…，１−Ｎの動
作状態によらず一定となる。従って、各々の単位光スイ
ッチ１−１，１−２，…，１−Ｎの動作状態の変化によ
る基板温度の変化は生じないために、消光比劣化を回避
することが可能である。
チアレイ３を構成する単位光スイッチ１−１，１−２，
…，１−Ｎは、いずれもその動作状態に関係なく常に一
定数の光スイッチ素子がオン状態となるために発生する
熱量は一定であり、光スイッチアレイ全体で発生する熱
量も、単位光スイッチ１−１，１−２，…，１−Ｎの動
作状態によらず一定となる。従って、各々の単位光スイ
ッチ１−１，１−２，…，１−Ｎの動作状態の変化によ
る基板温度の変化は生じないために、消光比劣化を回避
することが可能である。
【００３９】なお、本実施形態では単位光スイッチ１−
１，１−２，…，１−Ｎの各々を構成する４個の光スイ
ッチ素子１０−１，１０−２，１０−３，１０−４とし
て全て対称ＭＺＩスイッチ素子を用いたが、図４に示す
ように全て非対称ＭＺＩスイッチ素子からなる光スイッ
チ素子３０−１，３０−２，３０−３，３０−４を用い
ても同様の効果が得られる。非対称ＭＺＩスイッチ素子
は、前述したように光導波路１３，１４の光学長が半波
長だけ異なる光スイッチ素子である。
１，１−２，…，１−Ｎの各々を構成する４個の光スイ
ッチ素子１０−１，１０−２，１０−３，１０−４とし
て全て対称ＭＺＩスイッチ素子を用いたが、図４に示す
ように全て非対称ＭＺＩスイッチ素子からなる光スイッ
チ素子３０−１，３０−２，３０−３，３０−４を用い
ても同様の効果が得られる。非対称ＭＺＩスイッチ素子
は、前述したように光導波路１３，１４の光学長が半波
長だけ異なる光スイッチ素子である。
【００４０】さらに、各光スイッチ素子の動作状態の組
み合わせは、表１に示した例に限定されるものでなく、
光スイッチの入出力ポートを適切に選択することによっ
て、これ以外の動作状態の組み合わせにおいても、光ス
イッチの動作状態によらず常に一定数の光スイッチ素子
がオン状態となるようにすることができる。
み合わせは、表１に示した例に限定されるものでなく、
光スイッチの入出力ポートを適切に選択することによっ
て、これ以外の動作状態の組み合わせにおいても、光ス
イッチの動作状態によらず常に一定数の光スイッチ素子
がオン状態となるようにすることができる。
【００４１】（第２の実施形態）図５に、本発明の第２
の実施形態に係る光スイッチの構成を示す。図１と同一
部分には同一符号を付し、第１の実施形態との相違点を
中心に説明すると、本実施形態の光スイッチ４は１入力
・２出力光スイッチであり、第１の実施形態で説明した
のと同様の構成を有する３個の２入力・２出力光スイッ
チ素子１０−１，１０−２，１０−３を同一基板上に集
積化して構成されている。ここで、光スイッチ素子１０
−１，１０−２は対称ＭＺＩスイッチ素子であり、光ス
イッチ素子１０−３は非対称ＭＺＩスイッチ素子であ
る。
の実施形態に係る光スイッチの構成を示す。図１と同一
部分には同一符号を付し、第１の実施形態との相違点を
中心に説明すると、本実施形態の光スイッチ４は１入力
・２出力光スイッチであり、第１の実施形態で説明した
のと同様の構成を有する３個の２入力・２出力光スイッ
チ素子１０−１，１０−２，１０−３を同一基板上に集
積化して構成されている。ここで、光スイッチ素子１０
−１，１０−２は対称ＭＺＩスイッチ素子であり、光ス
イッチ素子１０−３は非対称ＭＺＩスイッチ素子であ
る。
【００４２】光スイッチ４の入力ポートは、光スイッチ
素子１０−１の第１の入力ポート１１−１であり、光ス
イッチ４の第１及び第２の出力ポートは、それぞれ第２
の光スイッチ素子１０−２の第１の出力ポート１５−２
及び第３の光スイッチ素子１０−３の第２の出力ポート
１６−３となっている。また、第１の光スイッチ素子１
０−１の第１の出力ポート１５−１は、第２の光スイッ
チ素子１０−２の第２の入力ポート１２−２と接続さ
れ、第１の光スイッチ素子１０−１の第２の出力ポート
１６−１は、第３の光スイッチ素子１０−３の第１の入
力ポート１１−３と接続されている。
素子１０−１の第１の入力ポート１１−１であり、光ス
イッチ４の第１及び第２の出力ポートは、それぞれ第２
の光スイッチ素子１０−２の第１の出力ポート１５−２
及び第３の光スイッチ素子１０−３の第２の出力ポート
１６−３となっている。また、第１の光スイッチ素子１
０−１の第１の出力ポート１５−１は、第２の光スイッ
チ素子１０−２の第２の入力ポート１２−２と接続さ
れ、第１の光スイッチ素子１０−１の第２の出力ポート
１６−１は、第３の光スイッチ素子１０−３の第１の入
力ポート１１−３と接続されている。
【００４３】
【表２】
【００４４】表２には、光スイッチ４のスイッチング動
作を示す。この表２から明らかなように、光スイッチ４
の動作状態によらず、常に一定数（この場合、一つ）の
光スイッチ素子に制御電流が供給されている。
作を示す。この表２から明らかなように、光スイッチ４
の動作状態によらず、常に一定数（この場合、一つ）の
光スイッチ素子に制御電流が供給されている。
【００４５】さらに、上記のように光スイッチ素子１０
−１，１０−２，１０−３を配置することにより、クロ
ストーク特性に優れた光スイッチを提供できる。すなわ
ち、光スイッチ４の入力ポート１１−１と第１の出力ポ
ート１５−２が接続されている状態のときには、第３の
光スイッチ素子１０−３は制御電流が供給されずスルー
状態にあるために、第１の光スイッチ素子１０−１から
のクロストーク成分は、第３の光スイッチ素子の第１の
出力ポート１５−３に出力される。従って、光スイッチ
４の入力ポート１１−１から第２の出力ポート１６−３
へ漏れ出るクロストーク成分は効果的に抑圧される。
−１，１０−２，１０−３を配置することにより、クロ
ストーク特性に優れた光スイッチを提供できる。すなわ
ち、光スイッチ４の入力ポート１１−１と第１の出力ポ
ート１５−２が接続されている状態のときには、第３の
光スイッチ素子１０−３は制御電流が供給されずスルー
状態にあるために、第１の光スイッチ素子１０−１から
のクロストーク成分は、第３の光スイッチ素子の第１の
出力ポート１５−３に出力される。従って、光スイッチ
４の入力ポート１１−１から第２の出力ポート１６−３
へ漏れ出るクロストーク成分は効果的に抑圧される。
【００４６】この光スイッチ４を単位光スイッチとして
図３あるいは図４と同様に同一基板上に複数個集積化し
て光スイッチアレイを構成することも可能であり、その
場合においては、各単位光スイッチの動作状態に関係な
く常に一定数の光スイッチ素子がオン状態となる。
図３あるいは図４と同様に同一基板上に複数個集積化し
て光スイッチアレイを構成することも可能であり、その
場合においては、各単位光スイッチの動作状態に関係な
く常に一定数の光スイッチ素子がオン状態となる。
【００４７】このように本実施形態においても、光スイ
ッチアレイを構成する各単位光スイッチは、その動作状
態に関係なく常に一定数の光スイッチ素子に制御電流が
供給されているために、光スイッチアレイ全体で発生す
る熱量は各々の光スイッチの動作状態によらず一定であ
る。従って、各々の光スイッチの動作状態の変化による
基板温度の変動は生じないために、消光比劣化を回避す
ることが可能となる。
ッチアレイを構成する各単位光スイッチは、その動作状
態に関係なく常に一定数の光スイッチ素子に制御電流が
供給されているために、光スイッチアレイ全体で発生す
る熱量は各々の光スイッチの動作状態によらず一定であ
る。従って、各々の光スイッチの動作状態の変化による
基板温度の変動は生じないために、消光比劣化を回避す
ることが可能となる。
【００４８】さらに、本実施形態では単位光スイッチの
動作状態によらず１個の光スイッチ素子がオン状態にあ
るために、従来の光スイッチに比べて平均消費電力の低
減が図れられる。
動作状態によらず１個の光スイッチ素子がオン状態にあ
るために、従来の光スイッチに比べて平均消費電力の低
減が図れられる。
【００４９】（第３の実施形態）図６に、本発明の第３
の実施形態に係る光スイッチの構成を示す。本実施形態
では、Ｎ本の入力光導波路４１−１，４１−２，…，４
１−ＮとＮ本の出力導波路４２−１，４２−２，…，４
２−Ｎとの各交点に、第１の実施形態で説明したような
２入力・２出力光スイッチ素子１０を配置して、Ｎ×Ｎ
マトリックス光スイッチアレイ５を構成している。
の実施形態に係る光スイッチの構成を示す。本実施形態
では、Ｎ本の入力光導波路４１−１，４１−２，…，４
１−ＮとＮ本の出力導波路４２−１，４２−２，…，４
２−Ｎとの各交点に、第１の実施形態で説明したような
２入力・２出力光スイッチ素子１０を配置して、Ｎ×Ｎ
マトリックス光スイッチアレイ５を構成している。
【００５０】本実施形態のマトリックス光スイッチアレ
イ５では、接続したい入力光導波路と出力光導波路との
交点にある光スイッチ素子１０をオン状態とすることに
よって、光パスを設定するように制御される。例えば、
入力光導波路４１−１に入力された光信号を出力光導波
路４２−２に出力する場合には、これらの光導波路４１
−１，４２−２の交点にある光スイッチ素子（図中、ハ
ッチングを施した光スイッチ素子）のみをオン状態とす
る。
イ５では、接続したい入力光導波路と出力光導波路との
交点にある光スイッチ素子１０をオン状態とすることに
よって、光パスを設定するように制御される。例えば、
入力光導波路４１−１に入力された光信号を出力光導波
路４２−２に出力する場合には、これらの光導波路４１
−１，４２−２の交点にある光スイッチ素子（図中、ハ
ッチングを施した光スイッチ素子）のみをオン状態とす
る。
【００５１】従って、入出力光導波路４１−１，４１−
２，…，４１−Ｎと出力導波路４２−１，４２−２，
…，４２−Ｎとの全ての間に光パスが設定されていれ
ば、光パスの設定の仕方に関係なく常にＮ個の光スイッ
チ素子がオン状態となる。なお、このように入出力光導
波路４１−１，４１−２，…，４１−Ｎと出力導波路４
２−１，４２−２，…，４２−Ｎとの全ての間に光パス
が設定されていないときには、設定されている光パスに
関係しない光スイッチ素子をオン状態とするように制御
することで、オン状態にある光スイッチ素子の数を一定
（Ｎ個）に保持することができる。
２，…，４１−Ｎと出力導波路４２−１，４２−２，
…，４２−Ｎとの全ての間に光パスが設定されていれ
ば、光パスの設定の仕方に関係なく常にＮ個の光スイッ
チ素子がオン状態となる。なお、このように入出力光導
波路４１−１，４１−２，…，４１−Ｎと出力導波路４
２−１，４２−２，…，４２−Ｎとの全ての間に光パス
が設定されていないときには、設定されている光パスに
関係しない光スイッチ素子をオン状態とするように制御
することで、オン状態にある光スイッチ素子の数を一定
（Ｎ個）に保持することができる。
【００５２】このように本実施形態によると、光パスの
設定の仕方に依存することなく一定数の光スイッチ素子
がオン状態となっているので、基板全体での発熱量は一
定に保たれる。従って、光パスの設定状態に依存するこ
となく、良好な消光比を保持したままで、任意の光パス
を設定できる。
設定の仕方に依存することなく一定数の光スイッチ素子
がオン状態となっているので、基板全体での発熱量は一
定に保たれる。従って、光パスの設定状態に依存するこ
となく、良好な消光比を保持したままで、任意の光パス
を設定できる。
【００５３】なお、本実施形態では入出力光導波路の交
点に図２に示したような光スイッチ素子１０を配置する
と説明したが、図１に示したような光スイッチを単位ス
イッチとして配置してもよい。
点に図２に示したような光スイッチ素子１０を配置する
と説明したが、図１に示したような光スイッチを単位ス
イッチとして配置してもよい。
【００５４】（第４の実施形態）図７は、本発明の第４
の実施形態に係る光スイッチ制御装置の構成を示す図で
ある。基板２０上には、例えば図２に示した熱光学効果
を用いた光スイッチ素子が複数個集積化され、光スイッ
チが構成されている。光スイッチ駆動部２は、外部から
の制御信号に従って各光スイッチ素子の薄膜ヒータに制
御電流を注入する。
の実施形態に係る光スイッチ制御装置の構成を示す図で
ある。基板２０上には、例えば図２に示した熱光学効果
を用いた光スイッチ素子が複数個集積化され、光スイッ
チが構成されている。光スイッチ駆動部２は、外部から
の制御信号に従って各光スイッチ素子の薄膜ヒータに制
御電流を注入する。
【００５５】一方、基板２０の裏面には、例えば熱伝導
性グリスなどの熱伝導性媒質を介して光スイッチにおけ
る光パスの設定に関与しない補償用ヒータ５０が結合さ
れている。この補償用ヒータ５０は、光スイッチの動作
状態の変化により生じる消費電力の変動を補償するため
に設けられたものであり、ヒータ制御部５１からの注入
電流により発熱して基板２０に熱を供給する。
性グリスなどの熱伝導性媒質を介して光スイッチにおけ
る光パスの設定に関与しない補償用ヒータ５０が結合さ
れている。この補償用ヒータ５０は、光スイッチの動作
状態の変化により生じる消費電力の変動を補償するため
に設けられたものであり、ヒータ制御部５１からの注入
電流により発熱して基板２０に熱を供給する。
【００５６】光スイッチ消費電力検出部５２は、例えば
各光スイッチの各薄膜ヒータに注入された制御電流と各
薄膜ヒータの両端電圧を検出することにより、基板２０
上に集積化されている光スイッチ全体での消費電力を検
出し、検出した消費電力に比例した信号をヒータ制御部
５１へ送出する。ヒータ制御部５１では、光スイッチ消
費電力検出部５２からの信号に基づき、補償用ヒータ５
０への注入電流を制御する。このとき、補償用ヒータ５
０での消費電力が予め設定された消費電力値から基板２
０上の光スイッチでの消費電力分を減算した値となるよ
うに補償用ヒータ５０への注入電流を決定する。
各光スイッチの各薄膜ヒータに注入された制御電流と各
薄膜ヒータの両端電圧を検出することにより、基板２０
上に集積化されている光スイッチ全体での消費電力を検
出し、検出した消費電力に比例した信号をヒータ制御部
５１へ送出する。ヒータ制御部５１では、光スイッチ消
費電力検出部５２からの信号に基づき、補償用ヒータ５
０への注入電流を制御する。このとき、補償用ヒータ５
０での消費電力が予め設定された消費電力値から基板２
０上の光スイッチでの消費電力分を減算した値となるよ
うに補償用ヒータ５０への注入電流を決定する。
【００５７】このように本実施形態によると、同一基板
上に集積化された複数の光スイッチ素子からなる光スイ
ッチの動作状態の変化により生じる消費電力の変動を補
償用ヒータ５０で補償するように、補償用ヒータ５０へ
の注入電流を制御することによって、光スイッチの動作
状態に変化が生じても、光スイッチ全体で消費される電
力、すなわち発生する熱量を常に一定に保持できる。こ
れにより、個々の光スイッチ素子の動作状態の変化に伴
う消光比劣化を回避することが可能となる。
上に集積化された複数の光スイッチ素子からなる光スイ
ッチの動作状態の変化により生じる消費電力の変動を補
償用ヒータ５０で補償するように、補償用ヒータ５０へ
の注入電流を制御することによって、光スイッチの動作
状態に変化が生じても、光スイッチ全体で消費される電
力、すなわち発生する熱量を常に一定に保持できる。こ
れにより、個々の光スイッチ素子の動作状態の変化に伴
う消光比劣化を回避することが可能となる。
【００５８】（第５の実施形態）図８に、本発明の第５
の実施形態に係る光スイッチアレイ及び制御装置の構成
を示す。図７と同一部分に同一符号を付して第４の実施
形態との相違点を中心に説明すると、基板２０上には対
称ＭＺＩスイッチ素子よりなるＮ個の２入力・２出力光
スイッチ素子１０−１，１０−２，…，１０−Ｎが集積
化されている。さらに、基板２０上には各光スイッチ素
子１０−１，１０−２，…，１０−Ｎにそれぞれ対応し
てＮ個の薄膜ヒータからなる補償用ヒータ５０−１，５
０−２，…，５０−Ｎが集積化されている。
の実施形態に係る光スイッチアレイ及び制御装置の構成
を示す。図７と同一部分に同一符号を付して第４の実施
形態との相違点を中心に説明すると、基板２０上には対
称ＭＺＩスイッチ素子よりなるＮ個の２入力・２出力光
スイッチ素子１０−１，１０−２，…，１０−Ｎが集積
化されている。さらに、基板２０上には各光スイッチ素
子１０−１，１０−２，…，１０−Ｎにそれぞれ対応し
てＮ個の薄膜ヒータからなる補償用ヒータ５０−１，５
０−２，…，５０−Ｎが集積化されている。
【００５９】ヒータ制御部５１は、光スイッチ駆動部２
から光スイッチ素子１０−１，１０−２，…，１０−Ｎ
の各々に制御電流が注入されているか否かを例えば光ス
イッチ駆動部２への制御信号に基づいて個別に判別し、
補償用ヒータ５０−１，５０−２，…，５０−Ｎのうち
対応する光スイッチ素子に制御電流が注入されていない
補償用ヒータに電流を注入する。これにより、基板全体
での発熱量を常に一定に保持することができる。
から光スイッチ素子１０−１，１０−２，…，１０−Ｎ
の各々に制御電流が注入されているか否かを例えば光ス
イッチ駆動部２への制御信号に基づいて個別に判別し、
補償用ヒータ５０−１，５０−２，…，５０−Ｎのうち
対応する光スイッチ素子に制御電流が注入されていない
補償用ヒータに電流を注入する。これにより、基板全体
での発熱量を常に一定に保持することができる。
【００６０】このように本実施形態においても、同一基
板上に集積化されている光スイッチの動作状態の変化に
より生じる消費電力の変動を同一基板上に集積化されて
いる薄膜ヒータからなる補償用ヒータ５０−１，５０−
２，…，５０−Ｎで補償するように、補償用ヒータ５０
−１，５０−２，…，５０−Ｎへの注入電流を制御する
ことによって、各光スイッチ素子１０−１，１０−２，
…，１０−Ｎの動作状態に変化が生じても、光スイッチ
アレイ全体で消費される電力、すなわち発生する熱量を
常に一定に保持できる。従って、個々の光スイッチ素子
１０−１，１０−２，…，１０−Ｎの動作状態の変化に
伴う消光比劣化を回避することが可能となる。
板上に集積化されている光スイッチの動作状態の変化に
より生じる消費電力の変動を同一基板上に集積化されて
いる薄膜ヒータからなる補償用ヒータ５０−１，５０−
２，…，５０−Ｎで補償するように、補償用ヒータ５０
−１，５０−２，…，５０−Ｎへの注入電流を制御する
ことによって、各光スイッチ素子１０−１，１０−２，
…，１０−Ｎの動作状態に変化が生じても、光スイッチ
アレイ全体で消費される電力、すなわち発生する熱量を
常に一定に保持できる。従って、個々の光スイッチ素子
１０−１，１０−２，…，１０−Ｎの動作状態の変化に
伴う消光比劣化を回避することが可能となる。
【００６１】なお、本実施形態では個々の光スイッチ素
子１０−１，１０−２，…，１０−Ｎに１対１に対応さ
せて薄膜ヒータからなる補償用ヒータ５０−１，５０−
２，…，５０−Ｎを設けたが、必ずしもそのようにする
必要はなく、要するに補償用ヒータへの注入電流の制御
により基板２０全体での発熱量を一定に保持できればよ
い。また、光スイッチ素子１０−１，１０−２，…，１
０−Ｎに代えて、複数の光スイッチ素子からなる光スイ
ッチを用いた場合にも、本実施形態と同様の構成を適用
できる。
子１０−１，１０−２，…，１０−Ｎに１対１に対応さ
せて薄膜ヒータからなる補償用ヒータ５０−１，５０−
２，…，５０−Ｎを設けたが、必ずしもそのようにする
必要はなく、要するに補償用ヒータへの注入電流の制御
により基板２０全体での発熱量を一定に保持できればよ
い。また、光スイッチ素子１０−１，１０−２，…，１
０−Ｎに代えて、複数の光スイッチ素子からなる光スイ
ッチを用いた場合にも、本実施形態と同様の構成を適用
できる。
【００６２】（第６の実施形態）図９に、本発明の第６
の実施形態に係る光スイッチ制御装置を示す。図７と同
一部分に同一符号を付して第４の実施形態との相違点を
説明すると、本実施形態では基板２０上に実装されたサ
ーミスタなどの温度センサ６１と、この温度センサ６１
を介して基板２０の温度を検出し、検出した温度に比例
した信号を出力する温度検出部６２及び温度検出部６２
から出力される信号を受けて基板２０上の各光スイッチ
への注入電流値を制御する光スイッチ制御部６３が設け
られている。
の実施形態に係る光スイッチ制御装置を示す。図７と同
一部分に同一符号を付して第４の実施形態との相違点を
説明すると、本実施形態では基板２０上に実装されたサ
ーミスタなどの温度センサ６１と、この温度センサ６１
を介して基板２０の温度を検出し、検出した温度に比例
した信号を出力する温度検出部６２及び温度検出部６２
から出力される信号を受けて基板２０上の各光スイッチ
への注入電流値を制御する光スイッチ制御部６３が設け
られている。
【００６３】光スイッチ制御部６３では、予め各温度に
対する最適な消光比を与える注入電流値の対応表６４を
ＲＯＭテーブルなどの形で保持しており、温度検出部６
２による検出温度と対応表６４に基づいて、基板２０上
の各光スイッチへの注入電流値を制御する。
対する最適な消光比を与える注入電流値の対応表６４を
ＲＯＭテーブルなどの形で保持しており、温度検出部６
２による検出温度と対応表６４に基づいて、基板２０上
の各光スイッチへの注入電流値を制御する。
【００６４】このように本実施形態においては、各スイ
ッチの動作状態の変化によって基板温度が変動しても、
常に最適な消光比で光スイッチを動作させることが可能
となる。さらに、外気温変動による基板温度の変動に対
しても、常に最適な消光比で光スイッチを動作させるこ
とができる。
ッチの動作状態の変化によって基板温度が変動しても、
常に最適な消光比で光スイッチを動作させることが可能
となる。さらに、外気温変動による基板温度の変動に対
しても、常に最適な消光比で光スイッチを動作させるこ
とができる。
【００６５】（第７の実施形態）図１０（ａ）（ｂ）
は、本発明の第７の実施形態に係る光スイッチの構成を
示す平面図とＡ−Ｂ線に沿う断面図である。図２（ａ）
（ｂ）と同一部分に同一符号を付して相違点を説明する
と、本実施形態では基板２０の薄膜ヒータ１９に対向す
る領域に溝２５が形成されている。この溝２５は、基板
２０であるシリコンの異方性を利用すれば、エッチング
により容易に形成することができる。
は、本発明の第７の実施形態に係る光スイッチの構成を
示す平面図とＡ−Ｂ線に沿う断面図である。図２（ａ）
（ｂ）と同一部分に同一符号を付して相違点を説明する
と、本実施形態では基板２０の薄膜ヒータ１９に対向す
る領域に溝２５が形成されている。この溝２５は、基板
２０であるシリコンの異方性を利用すれば、エッチング
により容易に形成することができる。
【００６６】このように基板２０に溝２５を形成した
後、基板２０上に表面が平坦となるように下部クラッド
層２２Ａ，２２Ｂを形成することによって、薄膜ヒータ
１９が位置する領域、つまり一方の光導波路１３の直下
の下部クラッド層２２Ａの厚みを他の領域、例えば光導
波路１４の直下の下部クラッド層２２Ｂの厚みに比べて
大きくすることができる。
後、基板２０上に表面が平坦となるように下部クラッド
層２２Ａ，２２Ｂを形成することによって、薄膜ヒータ
１９が位置する領域、つまり一方の光導波路１３の直下
の下部クラッド層２２Ａの厚みを他の領域、例えば光導
波路１４の直下の下部クラッド層２２Ｂの厚みに比べて
大きくすることができる。
【００６７】このように本実施形態によれば、薄膜ヒー
タ１９が位置する領域の下部クラッド層２２Ａの厚みを
他の領域の下部クラッド層２２Ｂに比べて厚くすること
により、光導波路１３の下部クラッド層２２Ａの熱抵抗
を大きくできる。従って、少ない発熱量でスイッチング
に必要な二本の光導波路間１３，１４の温度差を作り出
すことができ、光スイッチの低消費電力化を図ることが
できる。
タ１９が位置する領域の下部クラッド層２２Ａの厚みを
他の領域の下部クラッド層２２Ｂに比べて厚くすること
により、光導波路１３の下部クラッド層２２Ａの熱抵抗
を大きくできる。従って、少ない発熱量でスイッチング
に必要な二本の光導波路間１３，１４の温度差を作り出
すことができ、光スイッチの低消費電力化を図ることが
できる。
【００６８】次に、この効果を図１１によりさらに詳し
く説明する。図１１は、図１０の光スイッチの熱回路を
示している。薄膜ヒータ１９は等価的に電流源と見なさ
れ、Ｑで表してある。Ｒucは上部クラッド層２１の熱抵
抗を表し、またＲ1c，Ｒ1c′はそれぞれ光導波路１４，
１３の直下の下部クラッド層２２Ｂ，２２Ａの熱抵抗を
表す。ここで、光導波路１３，１４はクラッド層に比べ
厚みが十分に小さいとして熱抵抗としては無視してお
り、点Ｇ２，Ｇ１で表してある。また、Ｒs，Ｒc，Ｒf
はそれぞれ基板２０、ケース２３、放熱板２４の熱抵抗
を表す。
く説明する。図１１は、図１０の光スイッチの熱回路を
示している。薄膜ヒータ１９は等価的に電流源と見なさ
れ、Ｑで表してある。Ｒucは上部クラッド層２１の熱抵
抗を表し、またＲ1c，Ｒ1c′はそれぞれ光導波路１４，
１３の直下の下部クラッド層２２Ｂ，２２Ａの熱抵抗を
表す。ここで、光導波路１３，１４はクラッド層に比べ
厚みが十分に小さいとして熱抵抗としては無視してお
り、点Ｇ２，Ｇ１で表してある。また、Ｒs，Ｒc，Ｒf
はそれぞれ基板２０、ケース２３、放熱板２４の熱抵抗
を表す。
【００６９】さらに、上部クラッド層２１に接している
空気層は対流のない断熱状態と見なせるため、上部クラ
ッド層２１を介して空気中に放射される熱流はほとんど
ないと考えることができるので、点Ｇ１に接続されてい
る上部クラッド層２１の熱抵抗Ｒucの他端は開放と見な
すことができる。従って、薄膜ヒータ１９が無い方の光
導波路１４の温度は基板２０の温度と同じである。
空気層は対流のない断熱状態と見なせるため、上部クラ
ッド層２１を介して空気中に放射される熱流はほとんど
ないと考えることができるので、点Ｇ１に接続されてい
る上部クラッド層２１の熱抵抗Ｒucの他端は開放と見な
すことができる。従って、薄膜ヒータ１９が無い方の光
導波路１４の温度は基板２０の温度と同じである。
【００７０】すなわち、薄膜ヒータ１９より放射される
熱流をｑとすると、光導波路１３の温度は基板２０の温
度とＲ1c′×ｑの和であり、光導波路１４の温度は基板
２０の温度と等しいから、一対の光導波路１３，１４間
の温度差ΔＴは次式で近似できる。 ΔＴ＝Ｒ1c′×ｑ 熱抵抗は物質の厚さに比例するので、薄膜ヒータ１９が
位置している光導波路１３の直下の下部クラッド層２２
Ａの厚みを他の領域の下部クラッド層２２Ｂに比べて大
きくすることによって、小さな熱流ｑで大きな温度差Δ
Ｔを得ることができる。
熱流をｑとすると、光導波路１３の温度は基板２０の温
度とＲ1c′×ｑの和であり、光導波路１４の温度は基板
２０の温度と等しいから、一対の光導波路１３，１４間
の温度差ΔＴは次式で近似できる。 ΔＴ＝Ｒ1c′×ｑ 熱抵抗は物質の厚さに比例するので、薄膜ヒータ１９が
位置している光導波路１３の直下の下部クラッド層２２
Ａの厚みを他の領域の下部クラッド層２２Ｂに比べて大
きくすることによって、小さな熱流ｑで大きな温度差Δ
Ｔを得ることができる。
【００７１】さらに詳細に図１１の光スイッチの熱回路
を考察すると、薄膜ヒータ１９からの熱流については、
光導波路１３に対してのみでなく、クラッド層を介して
光導波路１４へ流れ込む経路も存在する。すなわち、薄
膜ヒータ１９からの熱流野市部は、図１２に破線で示し
た熱抵抗Ｒdを介しても流れる。この熱抵抗Ｒdが光導波
路１３の直上の上部クラッド層２１及び直下の下部クラ
ッド層２２Ａの熱抵抗Ｒuc及びＲlc′に比べて同程度以
下である場合には、薄膜ヒータ１９により供給された熱
量は光導波路１４、すなわち点Ｇ１の温度を上昇させる
ことになり、光導波路１３，１４間の温度差は小さくな
る。従って、熱抵抗Ｒdを熱抵抗Ｒuc及びＲlc′に比べ
て十分に大きくとることによって、薄膜ヒータ１９で発
生した熱量をより効果的に利用できるために、低消費電
力化が図られる。
を考察すると、薄膜ヒータ１９からの熱流については、
光導波路１３に対してのみでなく、クラッド層を介して
光導波路１４へ流れ込む経路も存在する。すなわち、薄
膜ヒータ１９からの熱流野市部は、図１２に破線で示し
た熱抵抗Ｒdを介しても流れる。この熱抵抗Ｒdが光導波
路１３の直上の上部クラッド層２１及び直下の下部クラ
ッド層２２Ａの熱抵抗Ｒuc及びＲlc′に比べて同程度以
下である場合には、薄膜ヒータ１９により供給された熱
量は光導波路１４、すなわち点Ｇ１の温度を上昇させる
ことになり、光導波路１３，１４間の温度差は小さくな
る。従って、熱抵抗Ｒdを熱抵抗Ｒuc及びＲlc′に比べ
て十分に大きくとることによって、薄膜ヒータ１９で発
生した熱量をより効果的に利用できるために、低消費電
力化が図られる。
【００７２】この条件を満足させるためには、前述した
ように光導波路１３の直下の下部クラッド２２Ａの厚み
をＬch、その他の領域の下部クラッド層２２Ｂの厚みを
Ｌc、光導波路１３，１４間の距離をＬとしたとき、 Ｌｃ＜Ｌｃｈ≪Ｌ を満足すればよいことが分かる。
ように光導波路１３の直下の下部クラッド２２Ａの厚み
をＬch、その他の領域の下部クラッド層２２Ｂの厚みを
Ｌc、光導波路１３，１４間の距離をＬとしたとき、 Ｌｃ＜Ｌｃｈ≪Ｌ を満足すればよいことが分かる。
【００７３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば以
下の効果を得ることができる。
下の効果を得ることができる。
【００７４】（１）同一基板上に集積化されている光ス
イッチ素子の概ね半数に対して、常に制御電流を注入し
ている状態となるように、各光スイッチ素子を構成する
ことにより、光スイッチの動作状態が変わっても基板温
度の変動を伴わないため、光スイッチの消光比劣化を回
避できる。
イッチ素子の概ね半数に対して、常に制御電流を注入し
ている状態となるように、各光スイッチ素子を構成する
ことにより、光スイッチの動作状態が変わっても基板温
度の変動を伴わないため、光スイッチの消光比劣化を回
避できる。
【００７５】（２）光パスの設定に関与しない補償用ヒ
ータを設け、各光スイッチで発生する熱量と補償用ヒー
タで発生する熱量の合計が概ね一定になるように補償用
ヒータへの注入電流を制御することによって、光スイッ
チの動作状態が変わっても基板温度の変動を伴わないた
め、光スイッチの消光比劣化を回避できる。
ータを設け、各光スイッチで発生する熱量と補償用ヒー
タで発生する熱量の合計が概ね一定になるように補償用
ヒータへの注入電流を制御することによって、光スイッ
チの動作状態が変わっても基板温度の変動を伴わないた
め、光スイッチの消光比劣化を回避できる。
【００７６】（３）光スイッチの基板温度を検出し、検
出された温度に応じて各光スイッチへの注入電流を制御
することにより、集積化されている光スイッチの動作状
態の変化に対して、常に最適な消光比で動作させること
が可能となる。さらに、外気温変動に伴う消光比劣化も
回避できる。
出された温度に応じて各光スイッチへの注入電流を制御
することにより、集積化されている光スイッチの動作状
態の変化に対して、常に最適な消光比で動作させること
が可能となる。さらに、外気温変動に伴う消光比劣化も
回避できる。
【００７７】（４）薄膜ヒータが位置する領域の下部ク
ラッド層を他の領域に比べて厚くすることによって、少
ない発熱量でスイッチングに必要な一対の光導波路間の
温度差を作り出せるため、光スイッチの低消費電力化を
図ることが可能となる。
ラッド層を他の領域に比べて厚くすることによって、少
ない発熱量でスイッチングに必要な一対の光導波路間の
温度差を作り出せるため、光スイッチの低消費電力化を
図ることが可能となる。
【図１】 本発明の第１の実施形態に係る２入力・２出
力光スイッチの構成を示す図
力光スイッチの構成を示す図
【図２】 同実施形態に係る光スイッチを構成する２入
力・２出力マッハ・ツェンダ型光スイッチ素子の構成を
示す平面図及び断面図
力・２出力マッハ・ツェンダ型光スイッチ素子の構成を
示す平面図及び断面図
【図３】 同実施形態に係る図１の光スイッチを単位光
スイッチとして用いた光スイッチアレイの構成を示す図
スイッチとして用いた光スイッチアレイの構成を示す図
【図４】 同実施形態に係る図１の光スイッチを単位光
スイッチとして用いた光スイッチアレイの他の構成を示
す図
スイッチとして用いた光スイッチアレイの他の構成を示
す図
【図５】 本発明の第２の実施形態に係る１入力・２出
力光スイッチの構成を示す図
力光スイッチの構成を示す図
【図６】 本発明の第３の実施形態に係るマトリックス
光スイッチアレイの構成を示す図
光スイッチアレイの構成を示す図
【図７】 本発明の第４の実施形態に係る光スイッチ制
御装置の構成を示す図
御装置の構成を示す図
【図８】 本発明の第５の実施形態に係る光スイッチア
レイ及び光スイッチ制御装置の構成を示す図
レイ及び光スイッチ制御装置の構成を示す図
【図９】 本発明の第６の実施形態に係る光スイッチ制
御装置の構成を示す図
御装置の構成を示す図
【図１０】 本発明の第７の実施形態に係る光スイッチ
の構成を示す平面図及び断面図
の構成を示す平面図及び断面図
【図１１】 図１０の光スイッチの熱回路を示す図
【図１２】 従来の光スイッチである対称ＭＺＩスイッ
チの基本構成及びスイッチング特性を示す図
チの基本構成及びスイッチング特性を示す図
【図１３】 従来の光スイッチアレイの構成を示す図
１…２入力・２出力光スイッチ ２…光スイッチ駆動部 ３…光スイッチアレイ ４…光スイッチアレイ ５…マトリクス光スイッチアレイ １０，１０−１，１０−２，…，１０−Ｎ…２入力・２
出力マッハ・ツェンダ型光スイッチ素子（対称ＭＺＩス
イッチ素子） １１，１２…入力ポート １３，１４…光導波路 １５，１６…出力ポート １７，１８…３ｄＢカプラ １９…薄膜ヒータ ２０…シリコン基板 ２１…上部クラッド層 ２２，２２Ａ，２２Ｂ…下部クラッド層 ２３…ケース ２４…放熱板 ２５…溝 ３０，３０−１，３０−２，…，３０−Ｎ…２入力・２
出力マッハ・ツェンダ型光スイッチ素子（非対称ＭＺＩ
スイッチ素子） ４１−１，４１−２，…，４１−Ｎ…入力導波路 ４２−１，４２−２，…，４２−Ｎ…出力光導波路 ５０，５０−１，５０−２，…，５０−Ｎ…補償用ヒー
タ ５１…補償用ヒータ制御部 ５２…光スイッチ消費電力検出部 ６１…温度センサ ６２…温度検出部 ６３…光スイッチ制御部 ６４…対応表（ＲＯＭテーブル）
出力マッハ・ツェンダ型光スイッチ素子（対称ＭＺＩス
イッチ素子） １１，１２…入力ポート １３，１４…光導波路 １５，１６…出力ポート １７，１８…３ｄＢカプラ １９…薄膜ヒータ ２０…シリコン基板 ２１…上部クラッド層 ２２，２２Ａ，２２Ｂ…下部クラッド層 ２３…ケース ２４…放熱板 ２５…溝 ３０，３０−１，３０−２，…，３０−Ｎ…２入力・２
出力マッハ・ツェンダ型光スイッチ素子（非対称ＭＺＩ
スイッチ素子） ４１−１，４１−２，…，４１−Ｎ…入力導波路 ４２−１，４２−２，…，４２−Ｎ…出力光導波路 ５０，５０−１，５０−２，…，５０−Ｎ…補償用ヒー
タ ５１…補償用ヒータ制御部 ５２…光スイッチ消費電力検出部 ６１…温度センサ ６２…温度検出部 ６３…光スイッチ制御部 ６４…対応表（ＲＯＭテーブル）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H047 KA04 KA11 NA01 TA05 TA11 2H079 AA06 AA12 BA01 BA03 CA05 DA17 DA22 EA05 EB27 GA05 HA12 2K002 AA02 AB05 BA13 CA02 CA22 DA08 EB01 GA07 HA11
Claims (12)
- 【請求項１】一対の光導波路及び該一対の光導波路のい
ずれか一方に近接して配置された薄膜ヒータをそれぞれ
有し、該薄膜ヒータに制御電流を注入して加熱すること
により該一対の光導波路間に所定の位相差を生じさせて
スイッチングを行う複数の２入力・２出力マッハ・ツェ
ンダ型光スイッチ素子を同一の基板上に配列しかつ所定
パターンに接続して構成される光スイッチにおいて、 前記複数のマッハ・ツェンダ型光スイッチ素子は、前記
光スイッチの動作状態によらず概ね一定数の光スイッチ
素子の薄膜ヒータに制御電流が供給されるように構成さ
れていることを特徴とする光スイッチ。 - 【請求項２】前記複数の２入力・２出力マッハ・ツェン
ダ型光スイッチ素子は、前記光スイッチの動作状態によ
らず全素子数の概ね半数のスイッチ素子の薄膜ヒータに
制御電流が供給されるように構成されていることを特徴
とする請求項１記載の光スイッチ。 - 【請求項３】前記複数の２入力・２出力マッハ・ツェン
ダ型光スイッチ素子として、 一方の入力ポートを光スイッチの第１の入力ポートとす
る第１の光スイッチ素子と、 一方の入力ポートを光スイッチの第２の入力ポートとす
る第２の光スイッチ素子と、 一方の入力ポートが第１の光スイッチ素子の一方の出力
ポートに、他方の入力ポートが第２の光スイッチ素子の
一方の出力ポートにそれぞれ接続され、一方の出力ポー
トを光スイッチの第１の出力ポートとする第３の光スイ
ッチ素子と、 一方の入力ポートが第１の光スイッチ素子の他方の出力
ポートに、他方の入力ポートが第２の光スイッチ素子の
他方の出力ポートにそれぞれ接続され、一方の出力ポー
トを光スイッチの第２の出力ポートとする第４の光スイ
ッチ素子とを有し、 これら第１乃至第４の光スイッチ素子により、全体とし
て２入力・２出力光スイッチを構成することを特徴とす
る請求項１または２記載の光スイッチ。 - 【請求項４】前記第１乃至第４の光スイッチ素子は、全
て一対の光導波路の光学長が等しい対称マッハ・ツェン
ダ型光スイッチ素子か、全て一対の光導波路の光学長が
半波長異なる非対称マッハ・ツェンダ型光スイッチ素子
であることを特徴とする請求項３記載の光スイッチ。 - 【請求項５】前記複数の２入力・２出力マッハ・ツェン
ダ型光スイッチ素子として、 一方の入力ポートを光スイッチの第１の入力ポートとす
る第１の光スイッチ素子と、 一方の入力ポートが第１の光スイッチ素子の一方の出力
ポートに接続され、一方の出力ポートを光スイッチの第
１の出力ポートとする第２の光スイッチ素子と、 一方の入力ポートが第１の光スイッチ素子の他方の出力
ポートに接続され、一方の出力ポートを光スイッチの第
２の出力ポートとする第３の光スイッチ素子を有し、 これら第１乃至第３の光スイッチ素子により、全体とし
て１入力・２出力光スイッチを構成することを特徴とす
る請求項１または２記載の光スイッチ。 - 【請求項６】前記第１及び第２の光スイッチ素子は、一
対の光導波路の光学長が等しい対称マッハ・ツェンダ型
光スイッチ素子であり、前記第３の光スイッチ素子は、
一対の光導波路の光学長が半波長異なる非対称マッハ・
ツェンダ型光スイッチ素子であることを特徴とする請求
項５記載の光スイッチ。 - 【請求項７】請求項１乃至６のいずれか１項記載の光ス
イッチを単位光スイッチとして、複数の単位光スイッチ
を同一の基板上に集積化してなることを特徴とする光ス
イッチアレイ。 - 【請求項８】一対の光導波路及び該一対の光導波路のい
ずれか一方に近接して配置された薄膜ヒータをそれぞれ
有し、該薄膜ヒータに制御電流を注入して加熱すること
により該一対の光導波路間に所定の位相差を生じさせて
スイッチングを行う複数の２入力・２出力マッハ・ツェ
ンダ型光スイッチ素子を同一の基板上に配列しかつ所定
パターンに接続して構成される光スイッチにおいて、 前記基板に設けられ、前記光スイッチにおける光パスの
設定に関与しない少なくとも一つの補償用ヒータと、 前記光スイッチで消費される熱量と前記補償用ヒータで
消費される熱量の合計が概ね一定となるように前記補償
用ヒータへの注入電流を制御する制御手段とを有するこ
とを特徴とする光スイッチ制御装置。 - 【請求項９】一対の光導波路及び該一対の光導波路のい
ずれか一方に近接して配置された薄膜ヒータをそれぞれ
有し、該薄膜ヒータに制御電流を注入して加熱すること
により該一対の光導波路間に所定の位相差を生じさせて
スイッチングを行う複数の２入力・２出力マッハ・ツェ
ンダ型光スイッチ素子を同一の基板上に配列しかつ所定
パターンに接続して構成される光スイッチにおいて、 前記基板の温度を検出する温度検出手段と、 前記基板の温度と前記薄膜ヒータへの注入電流値との対
応関係を示す対応テーブルを有し、該対応テーブルに従
って前記温度検出手段による検出温度に基づき前記薄膜
ヒータへの注入電流値を制御する制御手段とを有するこ
とを特徴とする光スイッチ制御装置。 - 【請求項１０】一対の光導波路及び該一対の光導波路の
いずれか一方に近接して配置された薄膜ヒータをそれぞ
れ有し、該薄膜ヒータに制御電流を注入して加熱するこ
とにより該一対の光導波路間に所定の位相差を生じさせ
てスイッチングを行う複数の２入力・２出力マッハ・ツ
ェンダ型光スイッチ素子を同一の基板上に配列しかつ所
定パターンに接続して構成される光スイッチにおいて、 前記一対の光導波路の前記薄膜ヒータが位置する領域の
下部クラッド層の厚みがそれ以外の領域の下部クラッド
層の厚みに比べて大きいことを特徴とする光スイッチ。 - 【請求項１１】前記一対の光導波路の前記薄膜ヒータが
位置する領域の下部クラッド層の厚みをＬch、それ以外
の領域の下部クラッド層の厚みをＬｃ、一対の光導波路
間の距離をＬとしたとき、Ｌｃ＜Ｌch≪Ｌの関係を満足
することを特徴とする請求項１０記載の光スイッチ。 - 【請求項１２】前記基板はシリコン基板であり、前記光
導波路は石英系単一モード光導波路であることを特徴と
する請求項１乃至６、１０、１１のいずれか１項記載の
光スイッチ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28986099A JP2001109023A (ja) | 1999-10-12 | 1999-10-12 | 光スイッチとこれを用いた光スイッチアレイ及び光スイッチ制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28986099A JP2001109023A (ja) | 1999-10-12 | 1999-10-12 | 光スイッチとこれを用いた光スイッチアレイ及び光スイッチ制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001109023A true JP2001109023A (ja) | 2001-04-20 |
Family
ID=17748707
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28986099A Pending JP2001109023A (ja) | 1999-10-12 | 1999-10-12 | 光スイッチとこれを用いた光スイッチアレイ及び光スイッチ制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001109023A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100558857B1 (ko) * | 2003-08-08 | 2006-03-10 | 현대자동차주식회사 | 자동차용 광통신 멀티플렉스 장치 및 그것을 이용한통신방법 |
| JP2007271704A (ja) * | 2006-03-30 | 2007-10-18 | Nec Corp | 可変光制御デバイス及び可変光制御方法 |
| JPWO2020261349A1 (ja) * | 2019-06-24 | 2020-12-30 |
-
1999
- 1999-10-12 JP JP28986099A patent/JP2001109023A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100558857B1 (ko) * | 2003-08-08 | 2006-03-10 | 현대자동차주식회사 | 자동차용 광통신 멀티플렉스 장치 및 그것을 이용한통신방법 |
| JP2007271704A (ja) * | 2006-03-30 | 2007-10-18 | Nec Corp | 可変光制御デバイス及び可変光制御方法 |
| JPWO2020261349A1 (ja) * | 2019-06-24 | 2020-12-30 | ||
| WO2020261349A1 (ja) * | 2019-06-24 | 2020-12-30 | 日本電信電話株式会社 | 光回路 |
| JP7227535B2 (ja) | 2019-06-24 | 2023-02-22 | 日本電信電話株式会社 | 光回路 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4105724B2 (ja) | 干渉計型光スイッチおよび可変光アッテネータ | |
| Goh et al. | Low loss and high extinction ratio strictly nonblocking 16/spl times/16 thermooptic matrix switch on 6-in wafer using silica-based planar lightwave circuit technology | |
| JP5222083B2 (ja) | 多方路光スイッチ | |
| US6701033B2 (en) | Optical switch element and wavelength router | |
| WO2003100507A1 (en) | Induced optical waveguide device | |
| JP6023680B2 (ja) | フェーズアレイ型光スイッチ | |
| JP2001109023A (ja) | 光スイッチとこれを用いた光スイッチアレイ及び光スイッチ制御装置 | |
| WO2021149243A1 (ja) | 導波路型光スイッチ回路およびその駆動方法 | |
| CA2258335A1 (en) | An integrated 1 x n optical switch | |
| JP3406691B2 (ja) | 光空間スイッチ | |
| US6816665B2 (en) | Constant power operation thermo-optic switch | |
| JP2020187173A (ja) | 位相シフタおよびその制御方法 | |
| WO2024079860A1 (ja) | 導波路型光スイッチ回路 | |
| Al-Hetar et al. | Crosstalk improvement of a thermo-optic polymer waveguide MZI–MMI switch | |
| Quang et al. | 1× 3 reconfigurable and simultaneous three-mode selective router based on silicon waveguide utilizing Ti microheaters as thermo-optic phase shifters | |
| Gauden et al. | Variable optical attenuator based on thermally tuned Mach–Zehnder interferometer within a twin core fiber | |
| JP2002040378A (ja) | 光位相器及び導波型光回路 | |
| JP7474445B2 (ja) | 光スイッチ | |
| Wu et al. | Low electric power drived thermo-optic multimode interference switches with tapered heating electrodes | |
| JP4766767B2 (ja) | 低損失の再構成可能な光学アド／ドロップマルチプレクサスイッチ | |
| JP4343686B2 (ja) | マルチモード干渉導波路型スイッチ | |
| JPH09304797A (ja) | 光スイッチ | |
| JPH0954291A (ja) | 光位相シフタ及びこれを用いた光スイッチ | |
| JP2001264709A (ja) | 光位相シフタ並びにこれを用いた光フィルタ及び光スイッチ | |
| JP2003005231A (ja) | 光マトリクススイッチ |