JP2004020718A - Optical switch module - Google Patents

Optical switch module Download PDF

Info

Publication number
JP2004020718A
JP2004020718A JP2002172947A JP2002172947A JP2004020718A JP 2004020718 A JP2004020718 A JP 2004020718A JP 2002172947 A JP2002172947 A JP 2002172947A JP 2002172947 A JP2002172947 A JP 2002172947A JP 2004020718 A JP2004020718 A JP 2004020718A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical
switch module
optical switch
optical signal
optical path
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
Application number
JP2002172947A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masatoshi Ishii
石井 雅俊
Yasuo Yamagishi
山岸 康男
Masayuki Kato
加藤 雅之
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP2002172947A priority Critical patent/JP2004020718A/en
Publication of JP2004020718A publication Critical patent/JP2004020718A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Optical Integrated Circuits (AREA)
  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To save space of a device in relation to an optical switch module by downsizing the optical switch module. <P>SOLUTION: In the optical switch module, a collimator part 1 to individually collimate each of a plurality of the optical signals 6, an optical deflection element part 2 to deflect a propagation direction of each optical signal 6 having passed through the collimator part 1 by using an electrooptical effect and a common waveguide part 3 which has a slab shaped optical waveguide structure and through which the deflected optical signal 6 propagates are at least integrated on a substrate. A structure to bend an optical path 7 along which the deflected optical signal 6 propagates is provided on the common waveguide part 3. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は光スイッチモジュールに関するものであり、特に、高速・大容量の信号を伝送する光通信システムにおいて複数の入力ポートと複数の出力ポートとの間で光信号の伝送先を切り替えるための光偏向素子を備えた光スイッチモジュールの小型化のための構成に特徴のある光スイッチモジュールに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年の通信需要の飛躍的な増大に伴い、波長の異なる複数の信号光を多重化することで一本の光ファイバで伝送する波長多重化(WDM:Wavelength Division Mutiplex)技術と相まって高速且つ大容量化が進んでいるが、基幹通信ネットワークにおける光ファイバ網のハードウエアのインフラを構築するために、伝播光を高速に切換える光スイッチの開発が求められている。
【0003】
この様な光スイッチとしては、コリメートされた伝播光を電気光学効果または電気音響効果により偏向させることにより光路を切換える構造の光スイッチが用いられるが、この光スイッチはスラブ型の光導波路とハイブリッド的に組み合わされて光スイッチモジュールを構成する。
【0004】
ここで、図7を参照して、従来の光スイッチモジュールを説明する。
図7参照
図7は、従来の光スイッチモジュールの概略的平面図であり、光入力側と光出力側とは対称的に構成されている。
まず、光偏向素子51,55としては、プリズム状電極52,53,56,57を多段に構成したものであり、図においては2段構成としており、且つ、夫々のプリズム状電極52,53,56,57を点対称的に組み合わせることによって偏向角の偏向方向を任意にしている。
【0005】
この光入力側の光偏向素子51と光出力側の光偏向素子55とをスラブ導波路構造の共通導波路54を介して対向させるとともに、光入力側の光偏向素子51の入力側には入力側光ファイバ60、個別導波路59、及び、二次元レンズ58が設けられ、一方、光出力側の光偏向素子55の出力側には出力側光ファイバ63、個別導波路62、及び、二次元レンズ61が配置された構成となる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、電気光学効果を用いた光偏向素子では、電気光学効果による光の偏向角が小さいため、64チャンネル以上などチャンネル数の多い光偏向素子アレイを構築する場合には、共通導波路54となるスラブ導波路の導波路長を100mm以上としなければならず、光スイッチモジュールが大型になるという問題がある。
【0007】
例えば、従来の光偏向素子においては、光偏向素子の駆動電圧を600Vとした場合でも偏向角度θは僅かに0.5°程度が得られるに過ぎず、大きな変位を得るためには長い光路を必要とすることになる。
【0008】
したがって、本発明は、光スイッチモジュールを小型化して、装置の省スペース化を図ることを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
図1は、本発明の原理的構成図であり、この図1を参照して本発明における課題を解決するための手段を説明する。
図1参照
上記の課題を解決するために、本発明は、複数の光信号6をそれぞれ個別にコリメートするコリメート部1、前記コリメート部1を通過した各光信号6の伝播方向を電気光学効果を利用して偏向する光偏向素子部2、及び、前記偏向された光信号6の伝播するスラブ型光導波路構造の共通導波路部3とを少なくとも基板上に一体化した光スイッチモジュールにおいて、前記共通導波路部3が前記偏向された光信号6の伝播する光路7を折り曲げる構造を有することを特徴とする。
【0010】
この様に、共通導波路部3に、偏向された光信号6の伝播する光路7を折り曲げる構造を設けて光信号6を折り曲げることによって、直線スラブ導波路に比べ導波路面積を小さくすることができ、それによって、光スイッチモジュールを小型化することができる。
また、外部に光信号6を取り出す際に光ファイバを用いる場合にも一方向から引き出すことが可能となり装置内の省スペース化を図ることができる。
【0011】
この場合の光路7を折り曲げる構造は、基板の端面を利用して基板の主面と平行な面内において光信号6の光路7を曲げるものであっても、或いは、基板の主面と垂直な面内において光信号6の光路7を曲げるものであっても良い。
但し、現在の製造技術による製造容易性の観点からは、基板の主面と平行な面内において光信号6の光路7を曲げる構造が望ましい。
【0012】
また、光路7を折り曲げる場合には、端面における全反射により光路7を曲げても良いし、或いは、端面に金属反射膜5を設け、金属反射により光路7を曲げても良いものである。
【0013】
また、光路7内に1/2波長板4を挿入することが望ましく、それによって、反射面におけるTEモードとTMモードの反射率の違いにより生じた偏光方向による強度差を補償することができる。
特に、金属反射膜5により光路7を曲げる場合に有効となる。
【0014】
【発明の実施の形態】
ここで、図2乃至図4を参照して、本発明の第1の実施の形態の光スイッチモジュールを説明する。
図2(a)及び(b)参照
図2(a)は、本発明の第1の実施の形態の光スイッチモジュールの概略的平面図であり、また、図2(b)は、概略的断面図である。
この本発明の第1の実施の形態の光スイッチモジュール10は、石英基板11上に、下部クラッド層12、コア層13、及び、上部クラッド層14からなるスラブ型導波路構造の共通導波路部15及びコリメート部16をモノリシックに形成するとともに、共通導波路部15及びコリメート部16との間に光偏向素子アレイ34をハイブリッド的に集積化したものである。
【0015】
この場合の共通導波路部15の一端側には直角二等辺三角形からなる折り曲げ部が設けられており、この直角二等辺三角形の2つの端面が反射面17となる。
また、コリメート部16は、共通導波路部15と同じスラブ型導波路構造からなる二次元レンズ部と個別導波路とからなる。
【0016】
また、光偏向素子アレイ34は、例えば、NbドープSrTiO3 基板(図示を省略)上に、パルス・レーザ堆積法を用いて(Pb0.91La0.09)(Zr0.65Ti0.35)O3 からなるPLZT下部クラッド層31、及び、Pb(Zr0.52Ti0.48)O3 からなるPZTコア層32、及び、(Pb0.91La0.09)(Zr0.65Ti0.35)O3 からなるPLZT上部クラッド層33を順次堆積させたのち、PLZT上部クラッド層33上に複数のプリズム状電極35を設けたものである。
なお、図においては、図示を簡単にするために、プリズム状電極35は一段しか設けていないが、多段構成としても良いものである。
【0017】
この光スイッチモジュール10において、光ファイバ(図示を省略)を介して光信号をコリメート部16に入力し、入力側の光偏向素子アレイ34において、各プリズム状電極35に所定の電圧を印加することによって印加電圧に応じて光信号を偏光させる。
【0018】
偏光した光信号は、共通導波路部15を伝播し、反射面17で全反射により二度反射されたのち、出力側の光偏向素子アレイ34に入力して、各プリズム状電極35によってコリメート部16に垂直に入射するように再偏向され、コリメート部16を介して光ファイバ(図示を省略)へ出力される。
【0019】
次に、図3及び図4を参照して、本発明の第1の実施の形態の光スイッチモジュールの製造工程を説明する。
図3(a)及び(b)参照
図3(a)は平面図であり、図3(b)は図3(a)におけるA−A′を結ぶ一点鎖線に沿った要部断面図である。
なお、図3(a)における五角形の光スイッチモジュール10は実際に形成されているものではなく、最終的に形成される光スイッチモジュールの面付けを示す図である。
【0020】
まず、石英基板11上に、CVD法を用いて、厚さが、例えば、15μmのSiO2 からなる下部クラッド層12、厚さが、例えば、7μmのGeドープSiO2 からなるコア層13、及び、厚さが、例えば、8μmのSiO2 からなる上部クラッド層14を順次積層させてスラブ型導波路を形成する。
【0021】
図4(c)参照
次いで、全面にレジストを塗布したのち、露光・現像することによって、図2(a)示す五角形状の共通導波路部15及び二次元レンズ及び個別導波路からなるコリメート部16の形状を有するレジストパターン18を形成する。
【0022】
図4(d)参照
次いで、レジストパターン18をマスクとしてCF4 +O2 或いはC3 8 を原料ガスとして用いたRIE(反応性イオンエッチング)によって上部クラッド14層乃至下部クラッド層12をエッチングすることによって、共通導波路部15及びコリメート部16を形成する。
なお、図における符号19は、隣接する2つの共通導波路部15の端面を表す。
【0023】
図4(e)参照
次いで、レジストパターン18を除去したのち、再び全面にレジストを塗布したのち、露光・現像することによって、図3(a)示す光スイッチモジュール10に相当する五角形状のレジストパターン20を形成する。
【0024】
図4(f)参照
次いで、再び、レジストパターン20をマスクとして、フッ酸を用いてウェット・エッチングを行い、石英基板11の露出部をエッチングして分離溝21を形成することにより、各光スイッチモジュール10に分割する。
【0025】
以降は、レジストパターン20を除去したのち、共通導波路部15とコリメート部16との間に設けた凹部に、上述の光偏向素子アレイ34をマウントすることによって光スイッチモジュール10の基本構成が完成する。
【0026】
この様に、本発明の第1の実施の形態の光スイッチモジュールにおいては、共通導波路部15に折り曲げ部を設けているので、直線共通導波路部とする場合に比べて導波路面積を小さくすることができ、それによって、光スイッチモジュール10を小型化することができる。
また、光信号の入出力を行う光ファイバ群を、光スイッチモジュール10の一方の端面側にのみ設ければ良いので、装置内の省スペース化を図ることができる。
【0027】
次に、図5を参照して、本発明の第2の実施の形態の光スイッチモジュールを説明するが、基本的な導波路構成は上記の第1の実施の形態と全く同様であるので、説明は簡単にする。
図5(a)及び(b)参照
図5(a)は、本発明の第2の実施の形態の光スイッチモジュールの概略的平面図であり、また、図5(b)は、概略的断面図である。
【0028】
この本発明の第2の実施の形態の光スイッチモジュールは、上述の第1の実施の形態における図4(f)の工程による基板分割後に、下部クラッド層12、コア層13、及び、上部クラッド層14からなるスラブ型導波路構造の共通導波路部15の二等辺三角形の頂角を含む部分ににダイシングソーを用いて挿入溝22を形成したのち、この挿入溝23にλ/2波長板23を挿入して接着剤で固定するとともに、共通導波路部15の折り曲げ部の端面にCuからなる金属反射膜24を設けたものである。
【0029】
なお、このλ/2波長板23は、λ/2波長板23の偏光軸に対してθだけ傾いた偏光軸の偏光光を入射した場合、λ/2波長板23の偏光軸に対し偏光軸が−θだけ回転した透過光が得られるものであり、ここでは、コリメート部16に対して入射させる光信号の偏光軸に対してその偏光軸が45°傾くようにλ/2波長板23を挿入する。
したがって、λ/2波長板23を透過した光は、偏光軸が2θ=90°回転されることなる。
【0030】
この本発明の第2の実施の形態の光スイッチモジュールにおいては、光ファイバ(図示を省略)を介して入射した光信号は、光偏向素子アレイ34によって所定角度だけ偏向されたのち、金属反射膜24によって反射される。
【0031】
この時、光信号の偏光軸は金属反射膜24による反射に際して90°回転されるが、金属反射膜24における反射率はTEモードとTMモードで異なるため、そのまま他方の金属反射面24で2度目の反射させた場合には、反射率の高い方のモードが90°回転して反射率の低い方のモードとなって入射するので、モードにより光の強度差が大きくなる。
【0032】
しかし、この第2の実施の形態の光スイッチモジュールにおいてはλ/2波長板23を光路中に設けているので、反射光は更に90°回転されることなり、他方の金属反射面24には反射率の高い方のモードの状態で入射することになるので、モードによる光の強度差を補償することができ、効率の低下を抑制することができる。
【0033】
なお、λ/2波長板23の許容入射角は結晶石英製波長板で2.5〜4.5°であり、また、ポリマ製波長板で9°程度であり、光偏向素子による偏光角θに比べて十分大きいので、所定の偏向角でλ/2波長板23に入射した場合にも、λ/2波長板として十分機能することになる。
【0034】
次に、図6を参照して、本発明の第3の実施の形態の光スイッチモジュールを説明するが、基本的な導波路構成は上記の第1の実施の形態と全く同様であるので、説明は簡単にする。
図6(a)及び(b)参照
図6(a)は、本発明の第3の実施の形態の光スイッチモジュールの概略的平面図であり、また、図6(b)は、概略的断面図である。
【0035】
この本発明の第3の実施の形態の光スイッチモジュールは、上述の第1の実施の形態における図4(f)の工程による基板分割後に、2つの光スイッチモジュール10の石英基板11を対向させ、対向面にλ/2波長板25を挿入して接着剤で貼り合わせたのち、ダイシングブレードを用いて共通導波路部15の端面を45°の角度に研削し、次いで、研磨することによって反射面26を形成して折り曲げ部としたものである。
【0036】
この場合も、λ/2波長板25を設けることによって、反射面26におけるTEモードとTMモードの反射率の違いに起因する出力の低下を補償することが可能になる。
【0037】
この本発明の第3の実施の形態の光スイッチモジュールにおいては、入力側ポートと出力側ポートを積層構造としているので、光スイッチモジュールの全体の面積をほぼ1/2に低減することができ、それによって、さらなる省スペース化が可能になる。
【0038】
以上、本発明の各実施の形態を説明してきたが、本発明は各実施の形態に記載した構成に限られるものではなく、各種の変更が可能である。
例えば、上記各実施の形態の説明においては、光偏向素子アレイを構成する強誘電体として(Pb0.91La0.09)(Zr0.65Ti0.35)O3 (PLZT)及びPb(Zr0.52Ti0.48)O3 (PZT)を用いているが、組成比としては他の組成比のPLZT及びPZTを用いても良いものであり、さらには、SBT(SrBi2 Ta2 9 )等の他の公知の強誘電体を用いても良いものである。
【0039】
また、上記各実施の形態においては、共通導波路を形成すスラブ型導波路をSiO2 /GeドープSiO2 /SiO2 で構成しているが他の誘電体の組み合わせて形成しても良いものであり、さらには、光偏向素子アレイと同様に強誘電体で構成しても良いものである。
【0040】
また、上記の第1の実施の形態においては、λ/2波長板を設けていないが、上記の第2の実施の形態と同様に金属反射膜を設けない場合にもλ/2波長板を設けても良いものである。
【0041】
また、上記の第3の実施の形態においては、反射面に金属反射膜を設けていないが、上記の第2の実施の形態と同様に金属反射膜を設けても良いものである。
【0042】
また、上記の第3の実施の形態においては、反射面における全反射を用いているため、TEモードとTMモードの反射率の差は小さいので、上記の第1の実施の形態と同様にλ/2波長板は省略しても良いものである。
【0043】
また、上記の第2の実施の形態においては、金属反射膜として、光通信に用いる赤外線に対する反射率の高いCuを用いているが、Cuに限られるものではなく、Al或いはAu等の他の金属反射膜を用いても良いものであり、特に、Auを用いた場合には酸化による反射率の低下を防止することができる。
【0044】
ここで、再び図1を参照して、改めて本発明の詳細な特徴を説明する。
再び図1参照
(付記1) 複数の光信号をそれぞれ個別にコリメートするコリメート部1、前記コリメート部1を通過した各光信号6の伝播方向を電気光学効果を利用して偏向する光偏向素子部2、及び、前記偏向された光信号6の伝播するスラブ型光導波路構造の共通導波路部3とを少なくとも基板上に一体化した光スイッチモジュールにおいて、前記共通導波路部3が前記偏向された光信号6の伝播する光路7を折り曲げる構造を有することを特徴とする光スイッチモジュール。
(付記2) 上記光路7を折り曲げる構造により、上記基板の端面を利用して前記基板の主面と平行な面内において光信号6の光路7を曲げることを特徴とする付記1記載の光スイッチモジュール。
(付記3) 上記光路7を折り曲げる構造により、上記基板の端面を利用して前記基板の主面と垂直な面内において光信号6の光路7を曲げることを特徴とする付記1記載の光スイッチモジュール。
(付記4) 上記端面における全反射により光路7を曲げることを特徴とする付記2または3に記載の光スイッチモジュール。
(付記5) 上記端面に金属反射膜5を設け、金属反射により光路7を曲げることを特徴とする付記2または3に記載の光スイッチモジュール。
(付記6) 上記偏向された光信号6の伝播する光路7内に1/2波長板4を挿入したことを特徴とする付記4または5に記載の光スイッチモジュール。
【0045】
【発明の効果】
本発明によれば、共通導波路部に光信号を伝播する光路を折り曲げる構造を設けたので、直線スラブ型導波路に比べ導波路面積を小さくすることができ、それによって、光スイッチモジュールを小型化することができ、また、外部に光信号を取り出す際に光ファイバ群を用いる場合にも一方向から引き出すことが可能となり装置内の省スペース化が図れる。
【0046】
また、光路内にλ/2波長板を設けることによって、光路を折り曲げる際の反射におけるTEモードとTMモードの反射率の違いにより影響を低減することができ、上記の省スペース化と相まって、波長多重化光通信の普及・発展に寄与するところが大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理的構成の説明図である。
【図2】本発明の第1の実施の形態の光スイッチモジュールの概略的構成図である。
【図3】本発明の第1の実施の形態の光スイッチモジュールの途中までの製造工程の説明図である。
【図4】本発明の第1の実施の形態の光スイッチモジュールの図3以降の製造工程の説明図である。
【図5】本発明の第2の実施の形態の光スイッチモジュールの概略的構成図である。
【図6】本発明の第3の実施の形態の光スイッチモジュールの概略的構成図である。
【図7】従来の光スイッチモジュールの概略的平面図である。
【符号の説明】
1 コリメート部
2 光偏向素子部
3 共通導波路部
4 1/2波長板
5 金属反射膜
6 光信号
7 光路
10 光スイッチモジュール
11 石英基板
12 下部クラッド層
13 コア層
14 上部クラッド層
15 共通導波路部
16 コリメート部
17 反射面
18 レジストパターン
19 端面
20 レジストパターン
21 分離溝
22 挿入溝
23 λ/2波長板
24 金属反射膜
25 λ/2波長板
26 反射面
31 PLZT下部クラッド層
32 PZTコア層
33 PLZT上部クラッド層
34 光偏向素子アレイ
35 プリズム状電極
51 光偏向素子
52 プリズム状電極
53 プリズム状電極
54 共通導波路
55 光偏向素子
56 プリズム状電極
57 プリズム状電極
58 二次元レンズ
59 個別導波路
60 入力側光ファイバ
61 二次元レンズ
62 個別導波路
63 出力側光ファイバ
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical switch module, and more particularly to an optical switch for switching an optical signal transmission destination between a plurality of input ports and a plurality of output ports in an optical communication system for transmitting a high-speed and large-capacity signal. The present invention relates to an optical switch module characterized by a configuration for miniaturizing an optical switch module including an element.
[0002]
[Prior art]
With the dramatic increase in communication demand in recent years, a high-speed and large-capacity system is coupled with a wavelength division multiplexing (WDM) technology in which a plurality of signal lights having different wavelengths are multiplexed and transmitted through one optical fiber. However, in order to construct an optical fiber network hardware infrastructure in a backbone communication network, development of an optical switch that switches propagation light at high speed is required.
[0003]
As such an optical switch, an optical switch having a structure in which the optical path is switched by deflecting the collimated propagating light by an electro-optic effect or an electro-acoustic effect is used. To form an optical switch module.
[0004]
Here, a conventional optical switch module will be described with reference to FIG.
FIG. 7 is a schematic plan view of a conventional optical switch module, in which an optical input side and an optical output side are configured symmetrically.
First, as the light deflecting elements 51 and 55, prism-shaped electrodes 52, 53, 56 and 57 are configured in multiple stages. In the drawing, the light deflection elements 51 and 55 have a two-stage configuration. The deflection direction of the deflection angle is made arbitrary by combining the points 56 and 57 point-symmetrically.
[0005]
The light deflecting element 51 on the light input side and the light deflecting element 55 on the light output side are opposed to each other via a common waveguide 54 having a slab waveguide structure. A side optical fiber 60, an individual waveguide 59, and a two-dimensional lens 58 are provided, while an output side optical fiber 63, an individual waveguide 62, and a two-dimensional The configuration is such that the lens 61 is disposed.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the light deflection element using the electro-optic effect, since the light deflection angle due to the electro-optic effect is small, the common waveguide 54 is used when an optical deflection element array having a large number of channels such as 64 channels or more is constructed. The waveguide length of the slab waveguide must be 100 mm or more, which causes a problem that the optical switch module becomes large.
[0007]
For example, in the conventional optical deflecting element, even when the driving voltage of the optical deflecting element is set to 600 V, the deflection angle θ is only about 0.5 °, and a long optical path is required to obtain a large displacement. You will need it.
[0008]
Therefore, an object of the present invention is to reduce the size of the optical switch module and save the space of the device.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
FIG. 1 is a diagram showing the basic configuration of the present invention. Means for solving the problems in the present invention will be described with reference to FIG.
Referring to FIG. 1, in order to solve the above-mentioned problem, the present invention provides a collimating unit 1 for individually collimating a plurality of optical signals 6 and a propagation direction of each optical signal 6 passing through the collimating unit 1 by an electro-optical effect. An optical deflecting element unit 2 that deflects using the light and a common waveguide unit 3 having a slab-type optical waveguide structure through which the deflected optical signal 6 propagates, at least on a substrate. The waveguide section 3 has a structure that bends an optical path 7 through which the deflected optical signal 6 propagates.
[0010]
As described above, by providing a structure for bending the optical path 7 through which the deflected optical signal 6 propagates in the common waveguide section 3 and bending the optical signal 6, it is possible to reduce the waveguide area as compared with the linear slab waveguide. Therefore, the size of the optical switch module can be reduced.
Further, even when an optical fiber is used to extract the optical signal 6 to the outside, the optical signal 6 can be extracted from one direction, so that the space in the device can be saved.
[0011]
In this case, the structure for bending the optical path 7 may be one that bends the optical path 7 of the optical signal 6 in a plane parallel to the main surface of the substrate by using the end surface of the substrate, or that is perpendicular to the main surface of the substrate. The optical path 7 of the optical signal 6 may be bent in the plane.
However, from the viewpoint of easiness of manufacturing by the current manufacturing technology, a structure in which the optical path 7 of the optical signal 6 is bent in a plane parallel to the main surface of the substrate is desirable.
[0012]
When bending the optical path 7, the optical path 7 may be bent by total reflection on the end face, or the metal reflective film 5 may be provided on the end face, and the optical path 7 may be bent by metal reflection.
[0013]
In addition, it is desirable to insert the half-wave plate 4 in the optical path 7, so that the intensity difference due to the polarization direction caused by the difference in the reflectance between the TE mode and the TM mode on the reflection surface can be compensated.
This is particularly effective when the optical path 7 is bent by the metal reflection film 5.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Here, an optical switch module according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
2 (a) and 2 (b) are shown. FIG. 2 (a) is a schematic plan view of the optical switch module according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 (b) is a schematic sectional view. FIG.
The optical switch module 10 according to the first embodiment of the present invention has a slab-type waveguide structure including a lower clad layer 12, a core layer 13, and an upper clad layer 14 on a quartz substrate 11. 15 and the collimator 16 are formed monolithically, and the optical deflection element array 34 is integrated in a hybrid manner between the common waveguide 15 and the collimator 16.
[0015]
In this case, a bent portion formed of a right-angled isosceles triangle is provided at one end of the common waveguide portion 15, and two end surfaces of the right-angled isosceles triangle serve as the reflection surface 17.
In addition, the collimator 16 includes a two-dimensional lens having the same slab waveguide structure as the common waveguide 15 and an individual waveguide.
[0016]
The light deflection element array 34 is formed, for example, on a Nb-doped SrTiO 3 substrate (not shown) by using a pulse laser deposition method (Pb 0.91 La 0.09 ) (Zr 0.65 Ti 0. 35) PLZT lower cladding layer 31 made of O 3 and,, PZT core layer 32 made of Pb (Zr 0.52 Ti 0.48) O 3, and, (Pb 0.91 La 0.09) ( Zr 0. After sequentially depositing a PLZT upper cladding layer 33 of 65 Ti 0.35 ) O 3 , a plurality of prismatic electrodes 35 are provided on the PLZT upper cladding layer 33.
In the figure, for simplicity of illustration, only one prism-shaped electrode 35 is provided, but a multi-stage configuration may be used.
[0017]
In this optical switch module 10, an optical signal is input to the collimator 16 via an optical fiber (not shown), and a predetermined voltage is applied to each prismatic electrode 35 in the input-side optical deflection element array 34. Causes the optical signal to be polarized according to the applied voltage.
[0018]
The polarized optical signal propagates through the common waveguide section 15, is reflected twice by the total reflection on the reflection surface 17, is input to the output side optical deflection element array 34, and is collimated by each prismatic electrode 35. The light is re-deflected so as to be incident on the optical fiber 16 at right angles, and is output to an optical fiber (not shown) via the collimator 16.
[0019]
Next, a manufacturing process of the optical switch module according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
3 (a) and 3 (b) are shown. FIG. 3 (a) is a plan view, and FIG. 3 (b) is a cross-sectional view of a main part taken along a dashed line connecting AA 'in FIG. 3 (a). .
It is to be noted that the pentagonal optical switch module 10 in FIG. 3A is not actually formed, but is a view showing the imposition of the finally formed optical switch module.
[0020]
First, a lower cladding layer 12 made of SiO 2 having a thickness of, for example, 15 μm, a core layer 13 made of Ge-doped SiO 2 having a thickness of, for example, 7 μm on a quartz substrate 11 by using a CVD method, and The slab waveguide is formed by sequentially laminating an upper cladding layer 14 having a thickness of, for example, 8 μm of SiO 2 .
[0021]
Referring to FIG. 4C, a resist is applied to the entire surface, and then exposed and developed to form a pentagonal common waveguide portion 15 and a collimating portion 16 composed of a two-dimensional lens and individual waveguides shown in FIG. 2A. Is formed.
[0022]
Next, referring to FIG. 4D, the upper cladding layer 14 to the lower cladding layer 12 are etched by RIE (reactive ion etching) using CF 4 + O 2 or C 3 H 8 as a source gas using the resist pattern 18 as a mask. Thereby, the common waveguide section 15 and the collimating section 16 are formed.
Reference numeral 19 in the drawing represents an end face of two adjacent common waveguide portions 15.
[0023]
4E, the resist pattern 18 is removed, a resist is applied again on the entire surface, and then exposed and developed to obtain a pentagonal resist pattern corresponding to the optical switch module 10 shown in FIG. 20 are formed.
[0024]
Referring to FIG. 4F, wet etching is performed again using hydrofluoric acid using the resist pattern 20 as a mask, and the exposed portion of the quartz substrate 11 is etched to form a separation groove 21. Divide into modules 10.
[0025]
Thereafter, after the resist pattern 20 is removed, the above-described optical deflection element array 34 is mounted in a concave portion provided between the common waveguide portion 15 and the collimator portion 16 to complete the basic configuration of the optical switch module 10. I do.
[0026]
As described above, in the optical switch module according to the first embodiment of the present invention, since the bent portion is provided in the common waveguide portion 15, the waveguide area is reduced as compared with the case where the straight waveguide portion is used. Accordingly, the size of the optical switch module 10 can be reduced.
In addition, since the optical fiber group for inputting and outputting optical signals only needs to be provided on one end face side of the optical switch module 10, space in the device can be saved.
[0027]
Next, an optical switch module according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 5, but since the basic waveguide configuration is completely the same as that of the first embodiment, The explanation will be simple.
5 (a) and 5 (b) Reference FIG. 5 (a) is a schematic plan view of an optical switch module according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 5 (b) is a schematic cross section. FIG.
[0028]
In the optical switch module according to the second embodiment of the present invention, the lower clad layer 12, the core layer 13, and the upper clad 13 are divided after the substrate is divided by the process of FIG. A dicing saw is used to form an insertion groove 22 in a portion including the apex angle of an isosceles triangle of the common waveguide portion 15 of the slab type waveguide structure composed of the layer 14, and a λ / 2 wavelength plate is formed in the insertion groove 23. 23 is inserted and fixed with an adhesive, and a metal reflection film 24 made of Cu is provided on the end face of the bent portion of the common waveguide portion 15.
[0029]
When the λ / 2 wavelength plate 23 receives polarized light having a polarization axis inclined by θ with respect to the polarization axis of the λ / 2 wavelength plate 23, the λ / 2 wavelength plate 23 has a polarization axis with respect to the polarization axis of the λ / 2 wavelength plate 23. In this case, the λ / 2 wavelength plate 23 is rotated so that its polarization axis is inclined by 45 ° with respect to the polarization axis of the optical signal incident on the collimator 16. insert.
Therefore, the light transmitted through the λ / 2 wavelength plate 23 has its polarization axis rotated by 2θ = 90 °.
[0030]
In the optical switch module according to the second embodiment of the present invention, an optical signal incident via an optical fiber (not shown) is deflected by a predetermined angle by an optical deflecting element array 34, 24 reflected.
[0031]
At this time, the polarization axis of the optical signal is rotated by 90 ° at the time of reflection by the metal reflection film 24. However, since the reflectance of the metal reflection film 24 is different between the TE mode and the TM mode, the polarization axis of the other metal reflection surface 24 is not reflected for the second time. When the light is reflected, the higher-reflectance mode is rotated by 90 ° and becomes the lower-reflectance mode, so that the light intensity difference increases depending on the mode.
[0032]
However, in the optical switch module of the second embodiment, since the λ / 2 wavelength plate 23 is provided in the optical path, the reflected light is further rotated by 90 °, and the other metal reflecting surface 24 Since the light is incident in the mode with the higher reflectivity, the difference in light intensity between the modes can be compensated, and a decrease in efficiency can be suppressed.
[0033]
Note that the allowable incident angle of the λ / 2 wavelength plate 23 is 2.5 to 4.5 ° for the crystal quartz wavelength plate, and about 9 ° for the polymer wavelength plate, and the polarization angle θ Therefore, even when the light enters the λ / 2 wavelength plate 23 at a predetermined deflection angle, it functions sufficiently as a λ / 2 wavelength plate.
[0034]
Next, an optical switch module according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 6, but since the basic waveguide configuration is exactly the same as that of the first embodiment, The explanation will be simple.
6 (a) and 6 (b). FIG. 6 (a) is a schematic plan view of an optical switch module according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 6 (b) is a schematic cross section. FIG.
[0035]
In the optical switch module according to the third embodiment of the present invention, the quartz substrates 11 of the two optical switch modules 10 are opposed to each other after the substrate is divided by the process of FIG. After the λ / 2 wavelength plate 25 is inserted into the facing surface and bonded with an adhesive, the dicing blade is used to grind the end face of the common waveguide section 15 to an angle of 45 °, and then, the reflection is performed by polishing. The surface 26 is formed as a bent portion.
[0036]
Also in this case, by providing the λ / 2 wavelength plate 25, it is possible to compensate for a decrease in output due to a difference in the reflectance between the TE mode and the TM mode on the reflection surface 26.
[0037]
In the optical switch module according to the third embodiment of the present invention, since the input side port and the output side port have a laminated structure, the entire area of the optical switch module can be reduced to almost half. Thereby, further space saving becomes possible.
[0038]
The embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the configurations described in the embodiments, and various modifications are possible.
For example, in the description of each of the above-described embodiments, (Pb 0.91 La 0.09 ) (Zr 0.65 Ti 0.35 ) O 3 (PLZT) and Pb Although (Zr 0.52 Ti 0.48 ) O 3 (PZT) is used, PLZT and PZT having other composition ratios may be used as the composition ratio. Further, SBT (SrBi 2 Ta) Other known ferroelectrics such as 2 O 9 ) may be used.
[0039]
Further, in each of the above embodiments, the slab type waveguide forming the common waveguide is formed of SiO 2 / Ge doped SiO 2 / SiO 2 , but may be formed by combining other dielectrics. Further, as in the case of the optical deflecting element array, a ferroelectric material may be used.
[0040]
Although the λ / 2 wavelength plate is not provided in the first embodiment, the λ / 2 wavelength plate may be used even when the metal reflection film is not provided as in the second embodiment. It may be provided.
[0041]
Further, in the third embodiment, the metal reflection film is not provided on the reflection surface, but a metal reflection film may be provided similarly to the second embodiment.
[0042]
Further, in the third embodiment, since the total reflection on the reflection surface is used, the difference between the reflectances in the TE mode and the TM mode is small, so that λ is equal to that in the first embodiment. The / 2 wavelength plate may be omitted.
[0043]
Further, in the second embodiment, Cu having a high reflectance to infrared rays used for optical communication is used as the metal reflection film. However, the present invention is not limited to Cu, and other metal such as Al or Au may be used. A metal reflective film may be used. In particular, when Au is used, a decrease in reflectance due to oxidation can be prevented.
[0044]
Here, referring to FIG. 1 again, the detailed features of the present invention will be described again.
1 again (Appendix 1) A collimator 1 for individually collimating a plurality of optical signals, and an optical deflecting element for deflecting the propagation direction of each optical signal 6 passing through the collimator 1 using an electro-optic effect. 2. In an optical switch module in which a common waveguide section 3 of a slab type optical waveguide structure through which the deflected optical signal 6 propagates is at least integrated on a substrate, the common waveguide section 3 is deflected. An optical switch module having a structure for bending an optical path 7 through which an optical signal 6 propagates.
(Supplementary note 2) The optical switch according to Supplementary note 1, wherein the optical path 7 of the optical signal 6 is bent in a plane parallel to the main surface of the substrate by using an end surface of the substrate by a structure that bends the optical path 7. module.
(Supplementary Note 3) The optical switch according to Supplementary Note 1, wherein the optical path 7 of the optical signal 6 is bent in a plane perpendicular to a main surface of the substrate by using an end surface of the substrate by a structure that bends the optical path 7. module.
(Supplementary Note 4) The optical switch module according to Supplementary note 2 or 3, wherein the optical path 7 is bent by total reflection at the end face.
(Supplementary Note 5) The optical switch module according to Supplementary note 2 or 3, wherein a metal reflective film 5 is provided on the end surface, and the optical path 7 is bent by metal reflection.
(Supplementary note 6) The optical switch module according to Supplementary note 4 or 5, wherein a half-wave plate 4 is inserted into an optical path 7 through which the deflected optical signal 6 propagates.
[0045]
【The invention's effect】
According to the present invention, since a structure for bending an optical path for propagating an optical signal is provided in the common waveguide section, the waveguide area can be reduced as compared with the linear slab type waveguide, thereby reducing the size of the optical switch module. In addition, when an optical fiber group is used to extract an optical signal to the outside, the optical signal can be extracted from one direction, and the space in the device can be saved.
[0046]
In addition, by providing a λ / 2 wavelength plate in the optical path, the influence due to the difference in the reflectance between the TE mode and the TM mode in the reflection when the optical path is bent can be reduced. It greatly contributes to the spread and development of multiplexed optical communication.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram of a basic configuration of the present invention.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the optical switch module according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an explanatory diagram of a manufacturing process of the optical switch module according to the first embodiment of the present invention halfway;
FIG. 4 is an explanatory diagram of manufacturing processes of the optical switch module according to the first embodiment of the present invention after FIG.
FIG. 5 is a schematic configuration diagram of an optical switch module according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a schematic configuration diagram of an optical switch module according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a schematic plan view of a conventional optical switch module.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Collimating part 2 Optical deflection element part 3 Common waveguide part 4 1/2 wavelength plate 5 Metal reflection film 6 Optical signal 7 Optical path 10 Optical switch module 11 Quartz substrate 12 Lower cladding layer 13 Core layer 14 Upper cladding layer 15 Common waveguide Part 16 collimating part 17 reflecting surface 18 resist pattern 19 end face 20 resist pattern 21 separation groove 22 insertion groove 23 λ / 2 wavelength plate 24 metal reflection film 25 λ / 2 wavelength plate 26 reflection surface 31 PLZT lower cladding layer 32 PZT core layer 33 PLZT upper cladding layer 34 Optical deflection element array 35 Prism electrode 51 Optical deflection element 52 Prism electrode 53 Prism electrode 54 Common waveguide 55 Optical deflection element 56 Prism electrode 57 Prism electrode 58 Two-dimensional lens 59 Individual waveguide 60 Input side optical fiber 61 Two-dimensional lens 62 Individual waveguide 63 Output side Optical fiber

Claims (5)

複数の光信号をそれぞれ個別にコリメートするコリメート部、前記コリメート部を通過した各光信号の伝播方向を電気光学効果を利用して偏向する光偏向素子部、及び、前記偏向された光信号の伝播するスラブ型光導波路構造の共通導波路部とを少なくとも基板上に一体化した光スイッチモジュールにおいて、前記共通導波路部が前記偏向された光信号の伝播する光路を折り曲げる構造を有することを特徴とする光スイッチモジュール。A collimator for individually collimating a plurality of optical signals, an optical deflecting element for deflecting a propagation direction of each optical signal passing through the collimator using an electro-optic effect, and a propagation of the deflected optical signal An optical switch module in which a common waveguide portion of a slab type optical waveguide structure is integrated at least on a substrate, wherein the common waveguide portion has a structure that bends an optical path through which the deflected optical signal propagates. Optical switch module. 上記光路を折り曲げる構造により、上記基板の端面を利用して前記基板の主面と平行な面内において光信号の光路を曲げることを特徴とする請求項1記載の光スイッチモジュール。2. The optical switch module according to claim 1, wherein the optical path bending structure bends an optical path of an optical signal in a plane parallel to a main surface of the substrate by using an end surface of the substrate. 上記端面における全反射により光路を曲げることを特徴とする請求項2に記載の光スイッチモジュール。The optical switch module according to claim 2, wherein the optical path is bent by total reflection at the end face. 上記端面に金属反射膜を設け、金属反射により光路を曲げることを特徴とする請求項2に記載の光スイッチモジュール。The optical switch module according to claim 2, wherein a metal reflection film is provided on the end face, and the optical path is bent by metal reflection. 上記偏向された光信号の伝播する光路内に1/2波長板を挿入したことを特徴とする請求項3または4に記載の光スイッチモジュール。The optical switch module according to claim 3 or 4, wherein a half-wave plate is inserted in an optical path in which the deflected optical signal propagates.
JP2002172947A 2002-06-13 2002-06-13 Optical switch module Pending JP2004020718A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002172947A JP2004020718A (en) 2002-06-13 2002-06-13 Optical switch module

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002172947A JP2004020718A (en) 2002-06-13 2002-06-13 Optical switch module

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2004020718A true JP2004020718A (en) 2004-01-22

Family

ID=31172373

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002172947A Pending JP2004020718A (en) 2002-06-13 2002-06-13 Optical switch module

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2004020718A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7072537B1 (en) 2005-08-09 2006-07-04 Fujitsu Limited Optical switch
JP2019113752A (en) * 2017-12-25 2019-07-11 株式会社 オルタステクノロジー Optical switching device, wavelength selection switch, and illumination device

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7072537B1 (en) 2005-08-09 2006-07-04 Fujitsu Limited Optical switch
JP2019113752A (en) * 2017-12-25 2019-07-11 株式会社 オルタステクノロジー Optical switching device, wavelength selection switch, and illumination device
JP7027877B2 (en) 2017-12-25 2022-03-02 凸版印刷株式会社 Optical switch device, wavelength selection switch and lighting device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3862995B2 (en) Optical switch module
JP4458494B2 (en) Waveguide type wavelength selective switch
JPH11237517A (en) Optical waveguide element
US6885789B2 (en) Optical switch fabricated by a thin film process
JP2001166162A (en) Array waveguide type grating
JP2004170924A (en) Waveguide embedded optical circuit and optical element used therefor
US6718076B2 (en) Acousto-optic tunable filter with segmented acousto-optic interaction region
JP4090286B2 (en) Light switch
US6711315B1 (en) 3-D electro optical switch
US6819818B2 (en) Optical switches having a common waveguide for improved switch performance
JP2004020718A (en) Optical switch module
US6968105B2 (en) Waveguide-type optical device and optical switch
US6778726B2 (en) Optical switch
JP2008170528A (en) Optical module and method for manufacturing the same
US7209607B2 (en) Optical space-switching matrix
JPH05203830A (en) Optical multiplexer demultiplexer
JPH11264904A (en) Prism type optical element
JP4090295B2 (en) Optical switch module and manufacturing method thereof
JP4335542B2 (en) Optical deflection element, optical switch using the same, and method of manufacturing optical deflection element
JP4795790B2 (en) Optical device and optical coupling method
JPH10253848A (en) Optical wavelength coupling/branching device
JP2003287777A (en) Electro-optic effect element and method for manufacturing the same
JP3737821B2 (en) Wavelength division device
JP2003140091A (en) Wavelength multiplexer/demultiplexer
JP2003098371A (en) Optical wiring substrate having planarized electric wiring

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20050315

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20070322

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070508

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070705

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20071030

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20071226

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20080304