JP2001166344A - 光ゲートアレイ装置、及びその動作方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アレイ導波路の総数を増加させても、これに
伴って増加する駆動回路装置の総数を、従来構成におけ
る駆動回路装置の総数より低減させる。 【解決手段】 各可変電極群２８Ａ〜２８Ｆ毎に、可変
電極群２８Ａ〜２８Ｆに含まれる各第（ｉ、ｊ）電極
に、一律に、電圧を印加することにより、光信号を遮断
する（すなわち、光ゲートを閉じる）か、若しくは、電
圧を印加しないことにより、光信号をそのまま通過させ
る（すなわち、光ゲートを開く）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、光ゲートアレイ
装置、及びその動作方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、光通信の分野において、光ゲート
アレイ装置が提案されている。光ゲートアレイ装置は、
導波路アレイを構成している複数本のアレイ導波路と、
それぞれのこのアレイ導波路に対して個別に配置されて
いる光ゲートとを具える光素子である。そして、光ゲー
トを開くことにより、この光ゲートが対応するアレイ導
波路を伝搬してきた光信号を通過させるか、又は、光ゲ
ートを閉じることにより、この光ゲートが対応するアレ
イ導波路を伝搬してきた光信号を遮断させる。この光ゲ
ートの開閉動作によって、光信号が出力されるアレイ導
波路を選択する。

【０００３】そこで、図４を参照して、従来公知の光ゲ
ートアレイ装置の構成の一例について、説明する。図４
は、光ゲートアレイ装置を含む光スイッチ装置の構成の
一例を説明する為の構成図であって、導波路部分をクラ
ッド層の主表面に投影した平面図として示してある。

【０００４】光スイッチ装置１００は、Ｑ（Ｑは２以上
の整数。）個の入力ポートＰ１０１、Ｑ本の入力側アレ
イ導波路１０２、光スターカプラ１０４、Ｎ（Ｎは２以
上の整数。）本の出力側アレイ導波路１０６、Ｎ個の出
力ポートＰ１０３及びＮ個の可変電極１１０を具える。

【０００５】各入力ポートＰ１０１は、光信号が入力す
る為の入力用ポートである。又、各入力側アレイ導波路
１０２は、それぞれの一端が各入力ポートＰ１０１に個
別に接続されている。又、光スターカプラ１０４は、互
いに対向している第１端面Ｓ１０１及び第２端面Ｓ１０
３を具える。第１端面Ｓ１には、各入力側アレイ導波路
１０２の他端が互いに離間して接続されている。一方、
第２端面Ｓ２には、各出力側アレイ導波路１０６の一端
が互いに離間して接続されている。又、各出力側アレイ
導波路１０６の他端は、光を出力させる為のＮ個の出力
ポートＰ１０３と個別に接続されている。又、可変電極
１１０は、各出力側アレイ導波路１０６に対して、クラ
ッド層１０８の主表面１０８Ａ上に個別に配置されてい
る。

【０００６】この従来の構成例では、Ｑ＝９、かつ、Ｎ
＝９としてある。出力側アレイ導波路１０６及び可変電
極１１０が、光ゲートアレイ装置１１２を構成してい
る。又、可変電極１１０が、光ゲートを構成している。

【０００７】次に、従来の光スイッチ装置１００におけ
る光信号の伝搬経路の一例について、説明する。

【０００８】例えば、先ず、外部より何れかの入力ポー
トＰ１０１に光信号が入力する。次に、光信号は、該入
力ポートＰ１０１に接続された入力側アレイ導波路１０
２を伝搬して、光スターカプラ１０４に出力される。次
に、光信号は、光スターカプラ１０４内を回折しなが
ら、第１端面Ｓ１０１から第２端面Ｓ１０３に向かって
伝搬する。そして、光信号のパワーは、第２端面Ｓ１０
３において、各出力側アレイ導波路１０６に分配され
る。その結果、パワーが分配された光信号は、それぞ
れ、各出力側アレイ導波路１０６に出力されて、出力ポ
ートＰ１０３に向かって伝搬する。

【０００９】ここで、外部の駆動回路装置（図４におい
て図示せず。）によって、各可変電極１１０に個別に印
加されるべき電圧を制御する。例えば、可変電極１１０
に電圧を印加しない場合は、この可変電極１１０が対応
する出力側アレイ導波路１０６を伝搬してきた光信号
は、そのまま、出力ポートＰ１０３から外部に出力され
る。すなわち、光スイッチ装置１００において、光ゲー
トが開いた状態である。一方、可変電極１１０に電圧を
印加することにより、この可変電極１１０が対応する出
力側アレイ導波路１０６の部分における吸収係数を増加
させて、これを以って、この部分に光信号を吸収させ
る。従って、光信号は、出力ポートＰ１０３から外部に
出力されない。すなわち、光スイッチ装置１００におい
て、光ゲートが閉じた状態である。

【００１０】尚、この光ゲートアレイ装置１１２を含む
光スイッチ装置１００の構成の別例が、文献（電子情報
通信学会、信学技報、ＳＳＥ９８−１７０、１９９８年
１２月）に開示されている。この文献に開示されている
光スイッチ装置は、上述の光スターカプラ１０４の代わ
りに、アレイ導波路格子（一般的に「ＡＷＧ」といわれ
る。）を具える。動作原理は、上述の光スイッチ装置１
００のものと実質的に同一である。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来構成の
光ゲートアレイ装置では、Ｎ個の光ゲート（上述の例で
は、可変電極）を個別に制御する必要がある。この為、
これらの光ゲートをそれぞれ１対１の関係で独立して制
御するＮ個の駆動回路装置（図４において図示せず。）
が必要となる。その為、光ゲート数Ｎ、従ってアレイ導
波路Ｎの総数を増加させた場合に、その増加分だけ、駆
動回路装置の総数も増加するので、駆動回路装置全体が
占める空間領域が大きくなってしまうという問題点があ
った。

【００１２】そこで、アレイ導波路の総数を増加させて
も、これに伴って増加する駆動回路装置の総数を、従来
構成における駆動回路装置の総数より低減させることが
できる光ゲートアレイ装置の出現が求められていた。
又、この光ゲートアレイ装置の動作方法の出現が求めら
れていた。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この目的を達成する為
に、この発明の光ゲートアレイ装置は、複数個の光ゲー
ト群を具える。これら各光ゲート群は、複数個の光ゲー
トを具えている。そして、光ゲートは、光ゲート群毎
に、一斉に開閉される関係を有している。

【００１４】このような構成によれば、１つの光ゲート
群は、複数本のアレイ導波路に個別に配置された光ゲー
トを含んでいるので、光ゲート群の総数を、アレイ導波
路の総数より低減させることができる。更に、１つの光
ゲート群の光ゲートを一斉に開閉動作、すなわち、開状
態又は閉状態に動作させるので、駆動回路装置の総数
を、アレイ導波路の総数よりも低減させることができ
る。従って、アレイ導波路の総数を増加させても、これ
に伴って増加する駆動回路装置の総数を、従来構成の場
合に増加する駆動回路装置の総数より低減させることが
できる。

【００１５】この発明の実施に当たり、好ましくは、ア
レイ導波路の本数を、Ｎ（但し、Ｎ＝Ｇ^S（Ｇは２以上
の整数、かつ、Ｓは２以上の整数）とする。）とすると
き、光ゲートをＳ列並べて具えるのが良い。但し、各列
に属する光ゲートは、列毎に、Ｇ個の光ゲート群を構成
しているものとする。又、ある列に属する同一の光ゲー
ト群に含まれる光ゲートの各々が配置されているアレイ
導波路には、それぞれ、他の列に属する互いに異なる光
ゲート群に含まれる光ゲートの何れかが配置されている
ものとする。更に、好ましくは、Ｎ、Ｓ及びＧを、Ｎ＞
Ｓ×Ｇの関係式を満たすように、予め定めておくのが良
い。

【００１６】このように構成すれば、駆動回路装置の総
数を、従来構成における駆動回路装置の総数より低減さ
せることができる。

【００１７】この発明の実施に当たり、好ましくは、隣
接する光ゲートの列間におけるアレイ導波路は、それぞ
れ、互いに非交差状態で、行方向に延在しているのが良
い。

【００１８】このような非交差配置型のアレイ導波路の
構成によれば、隣接する光ゲートの列間におけるアレイ
導波路は、それぞれ、互いに交差していないので、光信
号の伝搬損失を低減させることができる。

【００１９】上述の発明の実施に当たり、好ましくは、
少なくとも２本のアレイ導波路は、互いに隣接する列に
それぞれ属する光ゲート間において、互いに交差して配
置されているのが良い。これと共に、同一の光ゲート群
を構成している、互いに隣接した光ゲートがそれぞれ設
けられているアレイ導波路の部分は、互いに隣接してい
るのが良い。

【００２０】このような交差配置型のアレイ導波路の構
成によれば、同一の光ゲート群に含まれる光ゲートを隣
接させて設けているので、その分だけ、光ゲートを制御
する為の稼動回路装置及び当該光ゲート間における制御
用電気配線の接続が容易になる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、図を参照して、この発明の
実施の形態について、説明する。尚、図中、各構成成分
の大きさ、形状及び配置関係は、この発明が理解できる
程度に概略的に示してあるにすぎず、従って、この発明
は、図示例に限定されるものではない。

【００２２】先ず、図１及び図２を参照して、この発明
の実施の形態における光ゲートアレイ装置３０を含む光
スイッチ装置１０の構成の一例について、説明する。

【００２３】図１は、光ゲートアレイ装置を含む光スイ
ッチ装置の構成の一例を説明する為の構成図であって、
斜視図で示してある。又、図２は、光ゲートアレイ装置
を構成しているアレイ導波路及び光ゲートの部分のみ
を、クラッド層の主表面に投影した平面図で示してあ
る。

【００２４】この光スイッチ装置１０は、光信号が伝搬
する為の導波路１２、光信号を導波路１２に閉じこめる
為の基板１４及びクラッド層１６、光信号が伝搬する導
波路の屈折率を制御する為の可変電極１８、及びアース
電極２０を具える。尚、実際には、導波路１２は基板１
４及びクラッド層１６間に介在するが、図１では、導波
路１２の形状を強調する為に、この導波路１２の境界線
を実線で、かつ、クラッド層１６の境界線を点線で示し
ている。

【００２５】次に、この光スイッチ装置１０の構造の理
解を容易にする為に、当該光スイッチ装置１０の製造工
程について、簡単に説明する。

【００２６】この構成例では、上述の基板１４として、
電気光学効果を有する直方体の基板を用いる。この基板
１４の材料としては、例えば、有機材料、強誘電体、ガ
ラス、ＩｎＰ及びＬｉＮｂＯ₃等が挙げられる。この基
板１４の主表面１４Ａ上に、コア層、例えば、化合物半
導体層を、化学気相堆積法（ＣＶＤ法）或いはエピタキ
シャル成長等により成膜する。この場合、例えば、当該
基板１４が化合物半導体であるＩｎＰによって構成され
ている場合、コア層を、ノンドープＩｎＧａＡｓＰとす
る。次に、例えば、フォトリソグラフィーにより、導波
路１２と同一形状のレジストパターンをコア層の主表面
上に形成する。然る後、ドライエッチングにより、その
パターンを用いてコア層を加工する。これにより、導波
路１２用のコアが形成される。

【００２７】次に、例えば、コア（導波路１２）及び主
表面１４Ａ上に、クラッド層１６（この構成例では、基
板１４と同一の材質）を、主表面１４Ａから同一の高さ
になるまで、すなわち、表面（主表面１６Ａ）が平坦面
となるように、化学気相堆積法（ＣＶＤ法）或いはエピ
タキシャル成長等により成膜する。次に、主表面１６Ａ
上に可変電極１８を設ける。次に、基板１４の主表面１
４Ａと対向している主表面１４Ｂに、アース電極２０を
設ける。これにより、光スイッチ装置１０が完成され
る。

【００２８】次に、光スイッチ装置１０の構成につい
て、更に詳細に説明する。

【００２９】この構成例では、導波路１２は、Ｑ（Ｑは
２以上の整数）本の入力側アレイ導波路２２Ａ〜２２
Ｉ、光スターカプラ２４、及び、Ｎ（Ｎは２以上の整
数）本の出力側アレイ導波路２６Ａ〜２６Ｉから構成さ
れている。尚、Ｎ＝Ｇ^S（Ｇ及びＳは、共に２以上の整
数。）とする。この構成例では、Ｑ＝９、Ｎ＝９、Ｇ＝
３及びＳ＝２としてある。Ｇ及びＳの物理的意味につい
ては、後述する。

【００３０】（光スターカプラ２４の構成について）光
スターカプラ２４は、基板１４の主表面１４Ａの適当な
位置、例えば、中央部に配置されている。この光スター
カプラ２４は、互いに対向している第１端面Ｓ１及び第
２端面Ｓ２を具える平面状の導波路である。第１端面Ｓ
１は、光スイッチ装置１０の第１側面Ｔ１側にある。一
方、第２端面Ｓ２は、光スイッチ装置１０の第２側面Ｔ
２（第１側面Ｔ１と対向している。）側にある。この構
成例では、これら第１端面Ｓ１及び第２端面Ｓ２の形状
は、それぞれ、主表面１６Ａに投影して見た場合に、あ
る曲率を有する曲線となる。各曲率曲線の中心は、当該
曲率曲線を有する端面を挟んで、対向している端面側に
ある。よって、光スターカプラ２４の形状は、主表面１
６Ａに投影して見た場合に、両凸状となる。又、この曲
線は、円弧、楕円弧、その他光スターカプラ２４が導波
した光信号を、適切に出力できる形をしていて良い。

【００３１】（入力側アレイ導波路２２Ａ〜２２Ｉの構
成について）各入力側アレイ導波路２２Ａ〜２２Ｉは、
第１側面Ｔ１及び第１端面Ｓ１間を接続する為の導波路
であって、互いに非交差状態で（この構成例では、光ス
ターカプラ２４の近くまでは、互いに平行に）、第３側
面Ｔ３から第４側面Ｔ４への方向に配列されている。こ
れら第３側面Ｔ３及び第４側面Ｔ４は、第１側面Ｔ１及
び第２側面Ｔ２に対してそれぞれ垂直であり、かつ、互
いに対向している。

【００３２】第１側面Ｔ１に対して、入力側アレイ導波
路２２Ａ〜２２Ｉの延在方向が垂直に交差するように、
当該入力側アレイ導波路２２Ａ〜２２Ｉの一端がそれぞ
れ接続されている。これにより、第１側面Ｔ１及び入力
側アレイ導波路２２Ａ〜２２Ｉ間の接続部における光信
号の入出力が、それぞれ、首尾良く行われる。

【００３３】一方、第１端面Ｓ１に対して、入力側アレ
イ導波路２２Ａ〜２２Ｉの延在方向が垂直に交差するよ
うに、当該入力側アレイ導波路２２Ａ〜２２Ｉの他端が
それぞれ接続されている。これにより、第１端面Ｓ１及
び入力側アレイ導波路２２Ａ〜２２Ｉ間の接続部におけ
る光信号の入出力が、それぞれ、首尾良く行われる。

【００３４】尚、第１側面Ｔ１には、入力側アレイ導波
路２２Ａ〜２２Ｉとの接続部に対して、それぞれ、第１
ポートＰ１Ａ〜Ｐ１Ｉが個別に設けられている。これら
第１ポートＰ１Ａ〜Ｐ１Ｉには、通信媒介手段、例え
ば、光ファイバケーブルが接続される。

【００３５】（出力側アレイ導波路２６Ａ〜２６Ｉの構
成について）各出力側アレイ導波路２６Ａ〜２６Ｉは、
第２側面Ｔ２及び第２端面Ｓ２間を接続する為の導波路
であって、互いに非交差状態で（この構成例では、光ス
ターカプラ２４の近傍から第２側面Ｔ２側に、互いに平
行に）、第３側面Ｔ３から第４側面Ｔ４への方向に配列
されている。これら第３側面Ｔ３及び第４側面Ｔ４は、
第１側面Ｔ１及び第２側面Ｔ２に対してそれぞれ垂直で
あり、かつ、互いに対向している。

【００３６】第２側面Ｔ２に対して、出力側アレイ導波
路２６Ａ〜２６Ｉの延在方向が垂直に交差するように、
当該出力側アレイ導波路２６Ａ〜２６Ｉの一端がそれぞ
れ接続されている。これにより、第２側面Ｔ２及び出力
側アレイ導波路２６Ａ〜２６Ｉ間の接続部における光信
号の入出力が、それぞれ、首尾良く行われる。

【００３７】一方、第２端面Ｓ２に対して、出力側アレ
イ導波路２６Ａ〜２６Ｉの延在方向が垂直に交差するよ
うに、当該出力側アレイ導波路２６Ａ〜２６Ｉの他端が
それぞれ接続されている。これにより、第２端面Ｓ２及
び出力側アレイ導波路２６Ａ〜２６Ｉ間の接続部におけ
る光信号の入出力が、それぞれ、首尾良く行われる。

【００３８】尚、第２側面Ｔ２には、出力側アレイ導波
路２６Ａ〜２６Ｉとの接続部に対して、それぞれ、第２
ポートＰ２Ａ〜Ｐ２Ｉが個別に設けられている。これら
第２ポートＰ２Ａ〜Ｐ２Ｉには、通信媒介手段、例え
ば、光ファイバケーブルが接続される。

【００３９】そして、各出力側アレイ導波路２６Ａ〜２
６Ｉに対して、複数個の可変電極１８が、クラッド層１
６の主表面１６Ａ上に個別に配置されている。この実施
の形態における可変電極１８の構成については、後述す
る。

【００４０】この構成例では、出力側アレイ導波路２６
Ａ〜２６Ｉ及び各可変電極１８が、本願発明の特徴部分
である光ゲートアレイ装置３０を構成している。

【００４１】「光ゲートアレイ装置」は、導波路アレイ
を構成している複数本のアレイ導波路と、各アレイ導波
路に対して個別に配置されている光ゲートとを具える光
素子である。光ゲートを開くことにより、この光ゲート
が対応するアレイ導波路を伝搬してきた光信号を通過さ
せるか、又は、光ゲートを閉じることにより、この光ゲ
ートが対応するアレイ導波路を伝搬してきた光信号を遮
断させる。この光ゲートの開閉動作によって、光信号が
出力されるアレイ導波路を選択する。

【００４２】この図２に示す構成例では、具体的には、
各出力側アレイ導波路２６Ａ〜２６Ｉは、光ゲートアレ
イ装置３０におけるアレイ導波路を構成している。又、
「光ゲートを開く」は、可変電極１８に電圧を非印加す
る（すなわち、印加しない）ことにより、光信号に対し
て、この可変電極１８が対応する（すなわち、可変電極
１８の直下に位置する）出力側アレイ導波路２６の部分
を通過させることを意味する。又、「光ゲートを閉じ
る」は、可変電極１８に電圧を印加することにより、こ
の可変電極１８が対応する出力側アレイ導波路２６の部
分における吸収係数を増加させて、これを以って、この
部分に光信号を吸収させて、該光信号を実質的に消滅さ
せることを意味する。

【００４３】次に、光ゲートアレイ装置３０の特徴的構
成について、説明する。

【００４４】光ゲートアレイ装置３０は、複数個の光ゲ
ート群を具える。この構成例では、６個の可変電極群２
８Ａ〜２８Ｆ（「光ゲート群２８Ａ〜２８Ｆ」ともい
う。）が、各光ゲート群を構成している。図２におい
て、これら可変電極群２８Ａ〜２８Ｆの区別を容易にす
る為に、各可変電極群２８Ａ〜２８Ｆ毎に、破線で囲む
か、若しくは、固有のハッチングを付してある。

【００４５】図２において、互いに平行に並んでいるア
レイ導波路２６Ａ〜２６Ｉに対して、光ゲート群が、Ｓ
列、すなわち、この構成例では、Ｓ＝２の２列配列で設
けられている。第１列目には、光ゲート群２８Ａ、２８
Ｂ及び２８Ｃが含まれていて、第２列目には、光ゲート
群２８Ｄ、２８Ｅ及び２８Ｆが含まれている。

【００４６】可変電極群２８Ａ〜２８Ｆは、それぞれ、
複数個（この構成例では、３個）の可変電極１８（すな
わち、光ゲート）を具える。逆に、又、各可変電極１８
は、可変電極群２８Ａ〜２８Ｆの何れかを構成してい
る。よって、ここでは、光ゲートアレイ装置３０は、１
８個の可変電極１８を具えている。尚、光ゲート群２８
が２列に配列しているので、光ゲートも２列に配列して
いる。

【００４７】そして、光ゲートは、光ゲート群２８Ａ〜
２８Ｆ毎に、一斉に開閉される、すなわち、一斉に開状
態にされるか、又は、一斉に閉状態にされる関係を有し
ている。

【００４８】ここで、出力側アレイ導波路２６Ａ〜２６
Ｉの延在方向を、行方向と定義する。又、行方向に対し
て垂直な方向を列方向と定義する。

【００４９】この構成例では、上述した光ゲート群２８
Ａ〜２８Ｆと同様に、可変電極１８は、Ｓ（この構成例
では、Ｓ＝２）列に並べてある。そして、各列毎に、各
出力側アレイ導波路２６Ａ〜２６Ｉに対して、１個の可
変電極１８が配置されている。すなわち、各可変電極１
８は、９行２列マトリクス構造を構成している。そし
て、各列に属する可変電極１８は、列毎に、Ｇ（この構
成例では、Ｇ＝３）個の可変電極群２８の何れかを構成
している。尚、Ｎ、Ｓ及びＧの間に、Ｎ＝Ｇ^S（９＝
３²）の関係が成立している。

【００５０】ここで、第ｉ列第ｊ行（ｉは、１又は２。
又、ｊは、１以上９以下の整数。）に属する可変電極１
８を、第（ｉ、ｊ）電極と定義する（図２において付
記。図１においては付記せず。）。但し、第（ｉ＝１、
ｊ）電極は第１側面Ｔ１側に、かつ、第（ｉ＝２、ｊ）
電極は第２側面Ｔ２側に、それぞれ配列されているもの
とする。

【００５１】このとき、ある列に属する同一の可変電極
群２８に含まれる各第（ｉ、ｊ）電極が配置されている
各出力側アレイ導波路２６Ａ〜２６Ｉには、他の列に属
する互いに異なる可変電極群２８に含まれる第（ｉ、
ｊ）電極の何れかが配置されているものとする。

【００５２】具体的には、第１列目において、第（１、
１）電極、第（１、２）電極、第（１、３）電極、第
（１、４）電極、第（１、５）電極、第（１、６）電
極、第（１、７）電極、第（１、８）電極及び第（１、
９）電極は、それぞれ、この順に、出力側アレイ導波路
２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃ、２６Ｄ、２６Ｅ、２６Ｆ、２
６Ｇ、２６Ｈ及び２６Ｉに対して配置されている。

【００５３】同様に、第２列目において、第（２、１）
電極、第（２、２）電極、第（２、３）電極、第（２、
４）電極、第（２、５）電極、第（２、６）電極、第
（２、７）電極、第（２、８）電極及び第（２、９）電
極は、それぞれ、この順に、出力側アレイ導波路２６
Ａ、２６Ｂ、２６Ｃ、２６Ｄ、２６Ｅ、２６Ｆ、２６
Ｇ、２６Ｈ及び２６Ｉに対して配置されている。

【００５４】そして、第（１、１）電極、第（１、２）
電極及び第（１、３）電極は、可変電極群２８Ａを構成
している。又、第（１、４）電極、第（１、５）電極及
び第（１、６）電極は、可変電極群２８Ｂを構成してい
る。又、第（１、７）電極、第（１、８）電極及び第
（１、９）電極は、可変電極群２８Ｃを構成している。
又、第（２、１）電極、第（２、４）電極及び第（２、
７）電極は、可変電極群２８Ｄを構成している。又、第
（２、２）電極、第（２、５）電極及び第（２、８）電
極は、可変電極群２８Ｅを構成している。又、第（２、
３）電極、第（２、６）電極及び第（２、９）電極は、
可変電極群２８Ｆを構成している。

【００５５】よって、１列目において、可変電極群２８
Ａに含まれる第（１、１）電極、第（１、２）電極及び
第（１、３）電極が配置されている出力側アレイ導波路
２６Ａ、２６Ｂ及び２６Ｃには、それぞれ、２列目にお
いて、互いに異なる可変電極群２８Ｄ、２８Ｅ及び２８
Ｆに含まれる、第（２、１）電極、第（２、２）電極及
び第（２、３）電極が配置されている。

【００５６】同様に、１列目において、可変電極群２８
Ｂに含まれる第（１、４）電極、第（１、５）電極及び
第（１、６）電極が配置されている出力側アレイ導波路
２６Ｄ、２６Ｅ及び２６Ｆには、それぞれ、２列目にお
いて、互いに異なる可変電極群２８Ｄ、２８Ｅ及び２８
Ｆに含まれる、第（２、４）電極、第（２、５）電極及
び第（２、６）電極が配置されている。

【００５７】同様に、１列目において、可変電極群２８
Ｃに含まれる第（１、７）電極、第（１、８）電極及び
第（１、９）電極が配置されている出力側アレイ導波路
２６Ｇ、２６Ｈ及び２６Ｉには、それぞれ、２列目にお
いて、互いに異なる可変電極群２８Ｄ、２８Ｅ及び２８
Ｆに含まれる、第（２、７）電極、第（２、８）電極及
び第（２、９）電極が配置されている。

【００５８】そして、上述のように、これら可変電極群
２８Ａ〜２８Ｆ毎に、各可変電極群２８Ａ〜２８Ｆに含
まれる第（ｉ、ｊ）電極に、外部の駆動回路装置（図１
及び図２において図示せず。）から、一律に、電圧を印
加することにより、この第（ｉ、ｊ）電極が対応してい
る出力側アレイ導波路２６の部分において、光信号を遮
断する（すなわち、光ゲートを閉じる）か、又は、電圧
を印加しないことにより、該部分において、光信号をそ
のまま通過させる（すなわち、光ゲートを開く）。

【００５９】次に、光スイッチ装置１０における光信号
の伝搬経路の一例について、図１及び図２を参照して、
説明する。ここでは、外部より第１ポートＰ１Ｅに入力
した光信号を、第２ポートＰ２Ｅのみから出力する場合
の制御方法について、説明する。

【００６０】先ず、外部より第１ポートＰ１Ｅに光信号
が入力する。次に、光信号は、該入力ポートＰ１Ｅに一
端が接続された入力側アレイ導波路２２Ｅを伝搬して、
光スターカプラ２４に出力される。次に、光信号は、光
スターカプラ２４内を回折しながら、第１端面Ｓ１から
第２端面Ｓ２に向かって伝搬する。そして、光信号のパ
ワーは、第２端面Ｓ２において、各出力側アレイ導波路
２６Ａ〜２６Ｉに分配される。その結果、パワーが分配
された光信号は、それぞれ、各出力側アレイ導波路２６
Ａ〜２６Ｉに出力されて、各第２ポートＰ２に向かって
伝搬する。

【００６１】ここで、可変電極群２８Ａ〜２８Ｆ毎に、
可変電極群２８Ａ〜２８Ｆに含まれる第（ｉ、ｊ）電極
に印加される電圧の大きさを制御する。

【００６２】この構成例では、可変電極群２８Ａ、２８
Ｃ、２８Ｄ及び２８Ｆに含まれる各第（ｉ、ｊ）電極に
対して電圧を印加する（すなわち、光ゲートを閉じた状
態とする。）。又、可変電極２８Ｂ及び２８Ｅに含まれ
る各第（ｉ、ｊ）電極に対して電圧を印加しない（すな
わち、光ゲートを開いた状態とする。）これにより、先
ず、第１列目において、各出力側アレイ導波路２６Ａ〜
２６Ｃを伝搬する光信号は、それぞれ、可変電極群２８
Ａによって遮断される。又、各出力側アレイ導波路２６
Ｄ〜２６Ｆを伝搬する光信号は、それぞれ、可変電極群
２８Ｂによって通過される。又、各出力側アレイ導波路
２６Ｇ〜２６Ｉを伝搬する光信号は、それぞれ、可変電
極群２８Ｃによって遮断される。その結果、出力側アレ
イ導波路２６Ｄ〜２６Ｆを伝搬する光信号のみが、第１
列目の導波路部分を通過できる。

【００６３】次に、第２列目において、出力側アレイ導
波路２６Ｄを伝搬する光信号は、可変電極群２８Ｄによ
って遮断される。又、出力側アレイ導波路２６Ｅを伝搬
する光信号は、可変電極群２８Ｅによって通過される。
又、出力側アレイ導波路２６Ｆを伝搬する光信号は、可
変電極群２８Ｆによって遮断される。その結果、出力側
アレイ導波路２６Ｅを伝搬する光信号のみが、第２列目
の導波路部分を通過して、第２ポートＰ２Ｅから出力さ
れる。

【００６４】よって、光スイッチ装置１０の外部にある
必要な駆動回路装置（各可変電極群の電圧を制御する為
の装置。図１及び図２において図示せず。）の総数は、
Ｓ×Ｇ（＝Ｓ×Ｎ^1/S）となる（この構成例では、Ｓ×
Ｇ＝２×３＝６である。）。一方、従来構成によれば、
必要な駆動回路装置は、Ｎ個であった（この構成例で
は、Ｎ＝９である。）。従って、本願発明の構成によれ
ば、必要な駆動回路装置の総数を３個減少させることが
できるから、その分だけ、駆動回路装置全体が占める空
間領域を小さくすることができる。一般的には、Ｎ＞Ｓ
×Ｇ（＝Ｓ×Ｎ^{1/ S}）を満たすように、Ｓ及びＧを予め
定めておくことにより、駆動回路装置の総数を、従来構
成における駆動回路装置の総数より低減させることがで
きる。

【００６５】又、可変電極１８（光ゲート）間における
各出力側アレイ導波路２６Ａ〜２６Ｉ（光導波路アレイ
装置３０におけるアレイ導波路）は、互いに非交差状態
であるので、光信号の伝搬損失を低減させることができ
る。

【００６６】この発明は、上述の実施の形態にのみ限定
されるものではなく、設計に応じて種々の変更を加える
ことができる。

【００６７】上述の構成例では、隣接する可変電極１８
（光ゲート）の列間における各出力側アレイ導波路２６
Ａ〜２６Ｉ（光導波路アレイ装置３０におけるアレイ導
波路）は、互いに非交差状態で配置されていたが、各出
力側アレイ導波路２６Ａ〜２６Ｉの配置パターンは、何
等これに限定されるものではない。

【００６８】一例として、図３に示す構成例について、
説明する。

【００６９】図３は、出力側アレイ導波路２６の配置パ
ターンの変形例を示す平面図である（図２の平面図と比
較されたい。）。図３において、可変電極群２８Ａ〜２
８Ｆの区別を容易にする為に、各可変電極群２８Ａ〜２
８Ｆ毎に、破線で囲んで示してある。

【００７０】例えば、少なくとも２本の出力側アレイ導
波路２６を、互いに隣接する列にそれぞれ属する可変電
極１８間において、互いに交差して配置する。これと共
に、同一の可変電極群２８を構成している、互いに隣接
した可変電極１８がそれぞれ設けられている出力側アレ
イ導波路２６の部分を、互いに隣接させる。

【００７１】但し、ある列に属する同一の可変電極群２
８に含まれる可変電極１８の各々が配置されている出力
側アレイ導波路２６には、それぞれ、他の列に属する互
いに異なる可変電極群２８に含まれる可変電極１８の何
れかが配置されているものとする。

【００７２】図３に示す構成例では、具体的には、第
（１、１）電極、第（１、２）電極及び第（１、３）電
極は、可変電極群２８Ａを構成している。又、第（１、
４）電極、第（１、５）電極及び第（１、６）電極は、
可変電極群２８Ｂを構成している。又、第（１、７）電
極、第（１、８）電極及び第（１、９）電極は、可変電
極群２８Ｃを構成している。又、第（２、１）電極、第
（２、２）電極及び第（２、３）電極は、可変電極群２
８Ｄを構成している。又、第（２、４）電極、第（２、
５）電極及び第（２、６）電極は、可変電極群２８Ｅを
構成している。又、第（２、７）電極、第（２、８）電
極及び第（２、９）電極は、可変電極群２８Ｆを構成し
ている。

【００７３】そして、１列目において、可変電極群２８
Ａに含まれる第（１、１）電極、第（１、２）電極及び
第（１、３）電極が配置されている出力側アレイ導波路
２６Ａ、２６Ｂ及び２６Ｃには、それぞれ、２列目にお
いて、互いに異なる可変電極群２８Ｄ、２８Ｅ及び２８
Ｆに含まれる、第（２、１）電極、第（２、４）電極及
び第（２、７）電極が配置されている。

【００７４】同様に、１列目において、可変電極群２８
Ｂに含まれる第（１、４）電極、第（１、５）電極及び
第（１、６）電極が配置されている出力側アレイ導波路
２６Ｄ、２６Ｅ及び２６Ｆには、それぞれ、２列目にお
いて、互いに異なる可変電極群２８Ｄ、２８Ｅ及び２８
Ｆに含まれる、第（２、２）電極、第（２、５）電極及
び第（２、８）電極が配置されている。

【００７５】同様に、１列目において、可変電極群２８
Ｃに含まれる第（１、７）電極、第（１、８）電極及び
第（１、９）電極が配置されている出力側アレイ導波路
２６Ｇ、２６Ｈ及び２６Ｉには、それぞれ、２列目にお
いて、互いに異なる可変電極群２８Ｄ、２８Ｅ及び２８
Ｆに含まれる、第（２、３）電極、第（２、６）電極及
び第（２、９）電極が配置されている。

【００７６】このように構成すれば、同一の可変電極群
２８（光ゲート群）に含まれる可変電極１８（光ゲー
ト）を隣接させて設けているので、その分だけ、光ゲー
トを制御する為の駆動回路装置（図３において図示せ
ず。）及び当該光ゲート間における制御用電気配線（図
３において図示せず。）の接続が容易になる。

【００７７】又、上述の構成例によれば、この可変電極
１８が対応する出力側アレイ導波路２６の部分における
吸収係数を増加させて、この部分に光信号を吸収させる
ことにより、光信号を遮断させていたが、光信号の通過
及び遮断の切換を行う方法は、何等これに限定されるも
のではない。例えば、出力側アレイ導波路２６及び可変
電極１８の代わりに、マッハツェンダー型の光スイッチ
を用いても良い。この場合、光信号を遮断する場合は、
この光信号は、例えば、そのまま基板に放出されること
になる。

【００７８】又、上述の構成例によれば、Ｎを９とし、
Ｓを２とし、及び、Ｇを３としているが、Ｎ、Ｓ及びＧ
の値は、何等これらの数値に限定されるものではない。
Ｎ、Ｓ及びＧの間に、Ｎ＝Ｇ^S（Ｇは２以上の整数、か
つ、Ｓは２以上の整数）の関係が成立すれば良い。

【００７９】又、上述の構成例によれば、可変電極１８
をマトリクス状に配置しているが、可変電極１８の配置
構造は、何等これに限定されるものではない。

【００８０】

【発明の効果】上述の説明から明らかなように、この発
明の光ゲートアレイ装置の構成及びその動作方法によれ
ば、当該光ゲートアレイ装置におけるアレイ導波路の総
数を増加させても、これに伴って増加する駆動回路装置
の総数を、従来構成の場合に増加する駆動回路装置の総
数より低減させることができる。但し、Ｎ（アレイ導波
路の総数）＞Ｓ（列の総数）×Ｇ（同一の列に含まれる
光ゲート群の総数）を満たすように、Ｓ及びＧをそれぞ
れ予め定めておく必要がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】光ゲートアレイ装置を含む光スイッチ装置の構
成の一例を示す斜視図である。

【図２】光ゲートアレイ装置の構成の一例を示す平面図
である。

【図３】光ゲートアレイ装置の構成の一例を示す平面図
である（変形例）。

【図４】従来構成における光ゲートアレイ装置を含む光
スイッチ装置の構成の一例を示す斜視図である。

【符号の説明】

１０：光スイッチ装置 １２：導波路 １４：基板 １４Ａ、１４Ｂ：主表面 １６：クラッド層 １６Ａ：主表面 １８：可変電極 ２０：アース電極 ２２Ａ〜２２Ｉ：入力側アレイ導波路 ２４：光スターカプラ ２６Ａ〜２６Ｉ：出力側アレイ導波路 ２８Ａ〜２８Ｆ：可変電極群 ３０；光ゲートアレイ装置 Ｐ１Ａ〜Ｐ１Ｉ：第１ポート Ｐ２Ａ〜Ｐ２Ｉ：第２ポート Ｓ１、Ｓ２：第１、第２端面 Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４：第１、第２、第３、第４側面

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導波路アレイを構成している複数本のア
   レイ導波路と、それぞれの該アレイ導波路に対して個別
   に配置されている光ゲートとを具え、 前記光ゲートの開閉動作によって、前記光信号が出力さ
   れる前記アレイ導波路を選択する光ゲートアレイ装置に
   おいて、 複数個の光ゲート群を具え、 前記光ゲート群は、それぞれ、複数個の前記光ゲートを
   具え、 前記光ゲートは、前記光ゲート群毎に、一斉に開閉され
   る関係を有していることを特徴とする光ゲートアレイ装
   置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の光ゲートアレイ装置に
   おいて、 前記アレイ導波路の本数を、Ｎ（但し、Ｎ＝Ｇ^S（Ｇは
   ２以上の整数、かつ、Ｓは２以上の整数）とする。）と
   するとき、 前記光ゲートをＳ列並べて具え、 各列に属する前記光ゲートは、列毎に、Ｇ個の前記光ゲ
   ート群を構成しており、 ある列に属する同一の前記光ゲート群に含まれる前記光
   ゲートの各々が配置されている前記アレイ導波路には、
   それぞれ、他の列に属する互いに異なる前記光ゲート群
   に含まれる前記光ゲートの何れかが配置されていること
   を特徴とする光ゲートアレイ装置。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の光ゲートアレイ装置に
   おいて、 隣接する前記光ゲートの列間における前記アレイ導波路
   は、それぞれ、互いに非交差状態で、行方向に延在して
   いることを特徴とする光ゲートアレイ装置。
4. 【請求項４】 請求項２に記載の光ゲートアレイ装置に
   おいて、 少なくとも２本の前記アレイ導波路は、互いに隣接する
   列にそれぞれ属する前記光ゲート間において、互いに交
   差して配置されており、及び同一の前記光ゲート群を構
   成している、互いに隣接した前記光ゲートがそれぞれ設
   けられている前記アレイ導波路の部分は、互いに隣接し
   ていることを特徴とする光ゲートアレイ装置。
5. 【請求項５】 請求項２に記載の光ゲートアレイ装置に
   おいて、 Ｎ、Ｓ及びＧが、Ｎ＞Ｓ×Ｇの関係式を満たすように、
   予め定められていることを特徴とする光ゲートアレイ装
   置。
6. 【請求項６】 導波路アレイを構成している複数本のア
   レイ導波路と、それぞれの該アレイ導波路に対して個別
   に配置されている光ゲートとを具え、 前記光ゲートの開閉動作によって、前記光信号が出力さ
   れる前記アレイ導波路を選択する光ゲートアレイ装置を
   動作させるに当たり、 複数個の前記光ゲートからそれぞれ成る、複数個の光ゲ
   ート群を設け、 前記光ゲート群毎に、前記光ゲートを、一斉に開閉させ
   ることを特徴とする光ゲートアレイ装置の動作方法。