JP2001142010A - 液体移動型光スイッチ - Google Patents
液体移動型光スイッチInfo
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- JP2001142010A JP2001142010A JP31990199A JP31990199A JP2001142010A JP 2001142010 A JP2001142010 A JP 2001142010A JP 31990199 A JP31990199 A JP 31990199A JP 31990199 A JP31990199 A JP 31990199A JP 2001142010 A JP2001142010 A JP 2001142010A
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- optical
- refractive index
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- optical path
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光路切替後の光経路における損失の波長依存
性が小さい液体移動型光スイッチを提供する。 【解決手段】 基板中で互いに交差しないｍ本の光導波
路と互いに交差しないｎ本の光導波路とが交差する各交
差部に光導波路の光軸と所定の角度をなす壁面を持つ光
路切替用溝312 と、光路切替用溝312 内の一部に封入さ
れた光導波路の屈折率と略等しい屈折率を有する屈折率
整合液と、光路切替用溝312 を覆うため基板に接合され
た蓋314 と、光路切替用溝312 の近傍に設けられ屈折率
整合液を加熱するための発熱手段309 、310 とを備えた
液体移動型光スイッチ315 において、光導波路のカット
オフ波長が、使用する光の波長より短いことにより、光
導波路が単一モードで動作するので、高次モードの発生
する確率が極めて低くなり、光路切替後の光経路におけ
る損失の波長依存性を小さくできる。
性が小さい液体移動型光スイッチを提供する。 【解決手段】 基板中で互いに交差しないｍ本の光導波
路と互いに交差しないｎ本の光導波路とが交差する各交
差部に光導波路の光軸と所定の角度をなす壁面を持つ光
路切替用溝312 と、光路切替用溝312 内の一部に封入さ
れた光導波路の屈折率と略等しい屈折率を有する屈折率
整合液と、光路切替用溝312 を覆うため基板に接合され
た蓋314 と、光路切替用溝312 の近傍に設けられ屈折率
整合液を加熱するための発熱手段309 、310 とを備えた
液体移動型光スイッチ315 において、光導波路のカット
オフ波長が、使用する光の波長より短いことにより、光
導波路が単一モードで動作するので、高次モードの発生
する確率が極めて低くなり、光路切替後の光経路におけ
る損失の波長依存性を小さくできる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液体移動型光スイ
ッチに関する。
ッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より交差する光導波路の交差点に、
光導波路と所定の角度をなす溝を形成し、光を透過、反
射する方法が提案されている（例えば、Bistatable opt
ical switching using electrochemically generated b
ubbles,Optics letters/Vol.15,No24/December 15,199
0）。また「光スイッチ（特開平９−１３３９３２号公
報参照）」に、液体の熱毛細管力によって液体を移動さ
せる光スイッチが開示されている。
光導波路と所定の角度をなす溝を形成し、光を透過、反
射する方法が提案されている（例えば、Bistatable opt
ical switching using electrochemically generated b
ubbles,Optics letters/Vol.15,No24/December 15,199
0）。また「光スイッチ（特開平９−１３３９３２号公
報参照）」に、液体の熱毛細管力によって液体を移動さ
せる光スイッチが開示されている。
【０００３】図３は従来の液体移動型光スイッチの斜視
透視図である。
透視図である。
【０００４】図示しない基板上に下部クラッド１０１が
形成され、下部クラッド１０１の上にコア１０２、１０
３、１０４が形成されている。コア寸法は、幅８μｍで
高さ８μｍである。コア１０２、１０３、１０４のパタ
ーンは互いに交差する形状とする。コア１０２、１０
３、１０４は上部クラッド１０５により埋め込まれてい
る。コア１０２、１０３、１０４とクラッド１０１、１
０５との比屈折率差Δは０．３％である。比屈折率差Δ
はコア１０２、１０３、１０４の屈折率ｎ１とクラッド
１０１、１０５の屈折率ｎ０とを用いてΔ＝（ｎ１−ｎ
０）／ｎ１と表される。配線用電極膜１０６、１０７、
１０８及び発熱手段としてのヒータ膜１０９、１１０
は、上部クラッド１０５上に形成された後、絶縁膜１１
１により埋め込まれる。コア１０２、１０３、１０４の
交差部には光路切替用溝１１２と注入溝１１３とが形成
されている。絶縁膜１１１上には導波路基板とは別の蓋
１１４が接合されている。
形成され、下部クラッド１０１の上にコア１０２、１０
３、１０４が形成されている。コア寸法は、幅８μｍで
高さ８μｍである。コア１０２、１０３、１０４のパタ
ーンは互いに交差する形状とする。コア１０２、１０
３、１０４は上部クラッド１０５により埋め込まれてい
る。コア１０２、１０３、１０４とクラッド１０１、１
０５との比屈折率差Δは０．３％である。比屈折率差Δ
はコア１０２、１０３、１０４の屈折率ｎ１とクラッド
１０１、１０５の屈折率ｎ０とを用いてΔ＝（ｎ１−ｎ
０）／ｎ１と表される。配線用電極膜１０６、１０７、
１０８及び発熱手段としてのヒータ膜１０９、１１０
は、上部クラッド１０５上に形成された後、絶縁膜１１
１により埋め込まれる。コア１０２、１０３、１０４の
交差部には光路切替用溝１１２と注入溝１１３とが形成
されている。絶縁膜１１１上には導波路基板とは別の蓋
１１４が接合されている。
【０００５】この液体移動型光スイッチ１１５は、配線
用電極膜１０６、１０７、１０８に印加した電力により
ヒータ膜１０９、１１０を加熱し、熱毛細管力によって
光路切換用溝１１２内の液体を移動させることにより光
経路を切替えるようになっている。
用電極膜１０６、１０７、１０８に印加した電力により
ヒータ膜１０９、１１０を加熱し、熱毛細管力によって
光路切換用溝１１２内の液体を移動させることにより光
経路を切替えるようになっている。
【０００６】光路切換用溝内で液体がコア１０２とコア
１０４との間にあるとき、光経路は光路切替用溝を透過
してコア１０２からコア１０４を通るものとなる。
１０４との間にあるとき、光経路は光路切替用溝を透過
してコア１０２からコア１０４を通るものとなる。
【０００７】一方、液体が光路切替用溝内のコア１０２
とコア１０４との間以外にあるとき、光経路は光路切替
用溝の壁面で反射してコア１０３からコア１０４を通る
ものとなる。
とコア１０４との間以外にあるとき、光経路は光路切替
用溝の壁面で反射してコア１０３からコア１０４を通る
ものとなる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の光導
波路のコア寸法は、幅８μｍで高さ８μｍであった。
波路のコア寸法は、幅８μｍで高さ８μｍであった。
【０００９】図４は比屈折率差Δが０．３％の光導波路
におけるコア寸法とカットオフ波長との関係を示す図で
あり、横軸がコア寸法を示し、縦軸がカットオフ波長を
示す。
におけるコア寸法とカットオフ波長との関係を示す図で
あり、横軸がコア寸法を示し、縦軸がカットオフ波長を
示す。
【００１０】ここで、カットオフ波長とは、光導波路が
単一モードで動作する最も短い波長のことである。すな
わち、カットオフ波長よりも長い波長領域において、光
導波路は単一モードで動作する。同図より、この光導波
路におけるカットオフ波長は、１３２２ｎｍである。一
方、光スイッチを用いたシステムにおける使用波長は、
１２７０ｎｍから１３４０ｎｍである。したがって１２
７０ｎｍから１３２２ｎｍの波長領域では高次モードが
発生しやすい構造である。高次モードが発生すると、光
導波路を伝搬する光に蛇行が生じる。この蛇行が光軸ず
れに相当するため、光路切替用溝の壁面で反射する光経
路において、損失の波長依存性が生じる要因となるとい
う問題があった。
単一モードで動作する最も短い波長のことである。すな
わち、カットオフ波長よりも長い波長領域において、光
導波路は単一モードで動作する。同図より、この光導波
路におけるカットオフ波長は、１３２２ｎｍである。一
方、光スイッチを用いたシステムにおける使用波長は、
１２７０ｎｍから１３４０ｎｍである。したがって１２
７０ｎｍから１３２２ｎｍの波長領域では高次モードが
発生しやすい構造である。高次モードが発生すると、光
導波路を伝搬する光に蛇行が生じる。この蛇行が光軸ず
れに相当するため、光路切替用溝の壁面で反射する光経
路において、損失の波長依存性が生じる要因となるとい
う問題があった。
【００１１】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、光路切替後の光経路における損失の波長依存性が小
さい液体移動型光スイッチを提供することにある。
し、光路切替後の光経路における損失の波長依存性が小
さい液体移動型光スイッチを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の液体移動型光スイッチは、基板中で互いに交
差しないｍ本の光導波路及び互いに交差しないｎ本の光
導波路が互いに交差し、各交差部に光導波路の光軸と所
定の角度をなす壁面を持つ光路切替用溝と、光路切替用
溝内の一部に封入され光導波路の屈折率と略等しい屈折
率を有する屈折率整合液と、光路切替用溝を覆うため基
板に接合された蓋と、光路切替用溝の近傍に設けられ屈
折率整合液を加熱するための発熱手段とを備えた液体移
動型光スイッチにおいて、光導波路のカットオフ波長
が、使用する光の波長より短いものである。
に本発明の液体移動型光スイッチは、基板中で互いに交
差しないｍ本の光導波路及び互いに交差しないｎ本の光
導波路が互いに交差し、各交差部に光導波路の光軸と所
定の角度をなす壁面を持つ光路切替用溝と、光路切替用
溝内の一部に封入され光導波路の屈折率と略等しい屈折
率を有する屈折率整合液と、光路切替用溝を覆うため基
板に接合された蓋と、光路切替用溝の近傍に設けられ屈
折率整合液を加熱するための発熱手段とを備えた液体移
動型光スイッチにおいて、光導波路のカットオフ波長
が、使用する光の波長より短いものである。
【００１３】上記構成に加え本発明の液体移動型光スイ
ッチは、光導波路のコアとクラッドとの比屈折率差が
０．３％であるのが好ましい。
ッチは、光導波路のコアとクラッドとの比屈折率差が
０．３％であるのが好ましい。
【００１４】上記構成に加え本発明の液体移動型光スイ
ッチは、光導波路のコアの寸法が幅７μｍ、高さ７μｍ
であるのが好ましい。
ッチは、光導波路のコアの寸法が幅７μｍ、高さ７μｍ
であるのが好ましい。
【００１５】本発明によれば、光導波路のカットオフ波
長が、使用する光の波長より短いことにより、光導波路
が単一モードで動作するので、高次モードの発生する確
率は極めて低くなる。特に、図４に示すようにコア寸法
が幅７μｍで高さ７μｍの光導波路におけるカットオフ
波長は１１５７ｎｍとなるため、使用波長である１２７
０ｎｍから１３４０ｎｍにおいて単一モードで動作し、
高次モードの発生する確率は極めて低くなる。従って光
路切替後の光経路における損失の波長依存性が小さい液
体移動型光スイッチの提供を実現できる。
長が、使用する光の波長より短いことにより、光導波路
が単一モードで動作するので、高次モードの発生する確
率は極めて低くなる。特に、図４に示すようにコア寸法
が幅７μｍで高さ７μｍの光導波路におけるカットオフ
波長は１１５７ｎｍとなるため、使用波長である１２７
０ｎｍから１３４０ｎｍにおいて単一モードで動作し、
高次モードの発生する確率は極めて低くなる。従って光
路切替後の光経路における損失の波長依存性が小さい液
体移動型光スイッチの提供を実現できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて詳述する。
図面に基づいて詳述する。
【００１７】図１は本発明の液体移動型光スイッチの一
実施の形態を示す斜視投影図である。
実施の形態を示す斜視投影図である。
【００１８】図示しない基板上に下部クラッド３０１が
形成され、その下部クラッド３０１の上にコア３０２、
３０４とコア３０３とが交差するように形成されてい
る。コア３０２、３０３、３０４の寸法は幅７μｍで高
さ７μｍである。コア３０２、３０３、３０４は、上部
クラッド３０５により埋め込まれている。コア３０２、
３０３、３０４とクラッド３０１、３０５との比屈折率
差Δは０．３％である。
形成され、その下部クラッド３０１の上にコア３０２、
３０４とコア３０３とが交差するように形成されてい
る。コア３０２、３０３、３０４の寸法は幅７μｍで高
さ７μｍである。コア３０２、３０３、３０４は、上部
クラッド３０５により埋め込まれている。コア３０２、
３０３、３０４とクラッド３０１、３０５との比屈折率
差Δは０．３％である。
【００１９】この液体移動型光スイッチ３１５の特徴
は、コア３０２、３０３、３０４と、クラッド３０１、
３０５とで構成される光導波路のカットオフ波長が使用
する光の波長より短い点である。
は、コア３０２、３０３、３０４と、クラッド３０１、
３０５とで構成される光導波路のカットオフ波長が使用
する光の波長より短い点である。
【００２０】液体移動型光スイッチ３１５は、配線用電
極膜３０６、３０７、３０８に印加した電力によりヒー
タ膜３０９あるいはヒータ膜３１０のいずれか一方を加
熱し、熱毛細管力によって光路切換用溝３１２内の液体
を移動させることにより光経路を切替えるようになって
いる。
極膜３０６、３０７、３０８に印加した電力によりヒー
タ膜３０９あるいはヒータ膜３１０のいずれか一方を加
熱し、熱毛細管力によって光路切換用溝３１２内の液体
を移動させることにより光経路を切替えるようになって
いる。
【００２１】なお、配線用電極膜３０６、３０７、３０
８、ヒータ膜３０９、３１０、絶縁膜３１１、光路切替
用溝３１２、注入溝３１３及び蓋３１４については図３
に示した従来例と同様の構造を有している。また、液体
移動型光スイッチ３１５は図では１個であるが、基板中
で互いに交差しないｍ本の光導波路及び互いに交差しな
いｎ本の光導波路が互いに交差する各交差部に設けても
よい。
８、ヒータ膜３０９、３１０、絶縁膜３１１、光路切替
用溝３１２、注入溝３１３及び蓋３１４については図３
に示した従来例と同様の構造を有している。また、液体
移動型光スイッチ３１５は図では１個であるが、基板中
で互いに交差しないｍ本の光導波路及び互いに交差しな
いｎ本の光導波路が互いに交差する各交差部に設けても
よい。
【００２２】図２は比屈折率差Δが０．３２％の光導波
路におけるコア寸法とカットオフ波長との関係を示す図
であり、横軸がコア寸法（幅×高さ）を示し、縦軸がカ
ットオフ波長を示す。
路におけるコア寸法とカットオフ波長との関係を示す図
であり、横軸がコア寸法（幅×高さ）を示し、縦軸がカ
ットオフ波長を示す。
【００２３】同図よりコア寸法が幅７μｍで、高さ７μ
ｍであれば、プロセス偏差により比屈折率差Δが変動し
ても、使用波長領域（１２７０ｎｍ〜１３４０ｎｍ）に
おいて単一モードで動作することが分かる。
ｍであれば、プロセス偏差により比屈折率差Δが変動し
ても、使用波長領域（１２７０ｎｍ〜１３４０ｎｍ）に
おいて単一モードで動作することが分かる。
【００２４】このような特性を有するコアを用いて光導
波路のカットオフ波長が、使用する光の波長より短くな
るような液体移動型光スイッチを構成することにより、
光路切替後の光経路における損失の波長依存性が小さい
液体移動型光スイッチの提供を実現することができる。
波路のカットオフ波長が、使用する光の波長より短くな
るような液体移動型光スイッチを構成することにより、
光路切替後の光経路における損失の波長依存性が小さい
液体移動型光スイッチの提供を実現することができる。
【００２５】なお、本実施の形態では、コア寸法を幅７
μｍで高さ７μｍの場合で説明したが、光スイッチ部以
外の他の部分におけるコア寸法を従来技術と同じ幅８μ
ｍで高さ８μｍとしてもよい。この場合においても光路
切替用溝の壁面で反射する光経路での損失の波長依存性
を小さくすることができる。また、図２より、従来技術
のコア寸法である幅８μｍで高さ８μｍに最も近く、か
つ使用波長領域で単一モード動作するコア寸法は幅７．
４μｍで高さ７．４μｍであることが分かる。
μｍで高さ７μｍの場合で説明したが、光スイッチ部以
外の他の部分におけるコア寸法を従来技術と同じ幅８μ
ｍで高さ８μｍとしてもよい。この場合においても光路
切替用溝の壁面で反射する光経路での損失の波長依存性
を小さくすることができる。また、図２より、従来技術
のコア寸法である幅８μｍで高さ８μｍに最も近く、か
つ使用波長領域で単一モード動作するコア寸法は幅７．
４μｍで高さ７．４μｍであることが分かる。
【００２６】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、次のよう
な優れた効果を発揮する。
な優れた効果を発揮する。
【００２７】光路切替後の光経路における損失の波長依
存性が小さい液体移動型光スイッチの提供を実現するこ
とができる。
存性が小さい液体移動型光スイッチの提供を実現するこ
とができる。
【図１】本発明の液体移動型光スイッチの一実施の形態
を示す斜視投影図である。
を示す斜視投影図である。
【図２】比屈折率差Δが０．３２％の光導波路における
コア寸法とカットオフ波長との関係を示す図である。
コア寸法とカットオフ波長との関係を示す図である。
【図３】従来の液体移動型光スイッチの斜視透視図であ
る。
る。
【図４】比屈折率差Δが０．３％の光導波路におけるコ
ア寸法とカットオフ波長との関係を示す図である。
ア寸法とカットオフ波長との関係を示す図である。
３０９、３１０ 発熱手段（ヒータ膜） ３１２ 光路切替用溝 ３１４ 蓋 ３１５ 液体移動型光スイッチ
フロントページの続き (72)発明者 樋口 恵一 茨城県日立市日高町５丁目１番１号 日立 電線株式会社オプトロシステム研究所内 (72)発明者 堀江 誠 茨城県日立市日高町５丁目１番１号 日立 電線株式会社オプトロシステム研究所内 (72)発明者 岡野 広明 茨城県日立市日高町５丁目１番１号 日立 電線株式会社オプトロシステム研究所内 (72)発明者 阪田 知巳 東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 下川 房男 東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 佐藤 誠 東京都渋谷区桜丘町20番１号 エヌティテ ィエレクトロニクス株式会社内 Ｆターム(参考） 2H041 AA13 AB32 AC07 AZ01
Claims (3)
- 【請求項１】 基板中で互いに交差しないｍ本の光導波
路及び互いに交差しないｎ本の光導波路が互いに交差
し、各交差部に上記光導波路の光軸と所定の角度をなす
壁面を持つ光路切替用溝と、該光路切替用溝内の一部に
封入され光導波路の屈折率と略等しい屈折率を有する屈
折率整合液と、上記光路切替用溝を覆うため上記基板に
接合された蓋と、上記光路切替用溝の近傍に設けられ上
記屈折率整合液を加熱するための発熱手段とを備えた液
体移動型光スイッチにおいて、上記光導波路のカットオ
フ波長が、使用する光の波長より短いことを特徴とする
液体移動型光スイッチ。 - 【請求項２】 上記光導波路のコアとクラッドとの比屈
折率差が０．３％である請求項１に記載の液体移動型光
スイッチ。 - 【請求項３】 上記光導波路のコアの寸法が幅７μｍ、
高さ７μｍである請求項２に記載の液体移動型光スイッ
チ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31990199A JP2001142010A (ja) | 1999-11-10 | 1999-11-10 | 液体移動型光スイッチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31990199A JP2001142010A (ja) | 1999-11-10 | 1999-11-10 | 液体移動型光スイッチ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001142010A true JP2001142010A (ja) | 2001-05-25 |
Family
ID=18115506
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31990199A Pending JP2001142010A (ja) | 1999-11-10 | 1999-11-10 | 液体移動型光スイッチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001142010A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1279973A2 (en) * | 2001-07-21 | 2003-01-29 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Integrated heat transfer device for planar light-wave circuit module |
| US6895139B2 (en) | 2003-04-15 | 2005-05-17 | Agilent Technologies, Inc. | Bistable thermopneumatic optical switch |
| CN100345026C (zh) * | 2004-12-29 | 2007-10-24 | 中国科学院理化技术研究所 | 冻融型光网络开关 |
-
1999
- 1999-11-10 JP JP31990199A patent/JP2001142010A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1279973A2 (en) * | 2001-07-21 | 2003-01-29 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Integrated heat transfer device for planar light-wave circuit module |
| EP1279973A3 (en) * | 2001-07-21 | 2003-06-25 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Integrated heat transfer device for planar light-wave circuit module |
| US6895139B2 (en) | 2003-04-15 | 2005-05-17 | Agilent Technologies, Inc. | Bistable thermopneumatic optical switch |
| CN100345026C (zh) * | 2004-12-29 | 2007-10-24 | 中国科学院理化技术研究所 | 冻融型光网络开关 |
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