JP2007322787A

JP2007322787A - 光スイッチ

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Publication number: JP2007322787A
Application number: JP2006153324A
Authority: JP
Inventors: Akio Sugama; 明夫菅間
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2006-06-01
Filing date: 2006-06-01
Publication date: 2007-12-13

Abstract

【課題】光スイッチにおいて、電源オフ時に不必要な信号が出力されないようにする。
【解決手段】複数の入力チャネル光導波路４と、複数のコリメートレンズ５と、入力側光偏向素子２Ａと、スラブ光導波路７と、出力側光偏向素子３Ａと、複数の集光レンズ８と、複数の出力チャネル光導波路９とを備える光スイッチを、入力側及び出力側光偏向素子２Ａ，３Ａを駆動しない状態では、複数のコリメートレンズ５から出射されるコリメート光が出力チャネル光導波路９内へ伝搬させない領域に伝搬するように構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、光スイッチ及びスラブ光導波路基板に関する。

光信号は、高速・大容量の信号伝送に適しており、例えば長距離の基幹通信システムでは光信号を用いた信号伝送がすでに実用化されている。このようなシステムにおいて光信号の伝送経路を切り換える（光配線を切り換える）スイッチ機能は必須である。
従来は、光信号を電気信号に変換し、半導体スイッチで経路を切り換えた後、再び光信号に変換することによって、光信号の伝送経路の切り換えを行なっていた。

しかし、信号の高速化が進み、もはや半導体スイッチを用いた電気的な切り換えでは対応できなくなってきている。
そこで、電気信号への変換を行なわずに、光信号のまま伝送経路を切り換える光スイッチの開発が進められており、複数の方式が提案されている。
特に、高速な切換動作が期待できるものとして、例えば、電界を印加することで屈折率が変化する電気光学材料からなる光偏向素子を用いた光スイッチが提案されている（例えば特許文献１，２参照）。

このような光スイッチは、例えば図３（Ａ），（Ｂ）に示すように、スラブ光導波路基板１００上に、電気光学材料（例えばＰＺＴ，ＰＬＺＴのような電気光学結晶）からなる光偏向素子１０１，１０２を実装したものとして構成される。
つまり、例えば図３（Ａ），（Ｂ）に示すように、スラブ光導波路基板（スラブ光導波路部品）１００は、光信号を入力する入力チャネル光導波路１０３と、入力された光信号を平行光（コリメート光）にするコリメートレンズ１０４と、平行光にされた光信号を伝搬させるスラブ光導波路１０５と、伝搬されてきた平行光としての光信号を集光させる集光レンズ１０６と、光信号を出力する出力チャネル光導波路１０７とを一体的に形成したものとして構成される。なお、図３（Ａ），（Ｂ）中、符号１１２，１１３は光ファイバアレイを示している。また、図３（Ｂ）中、符号１１１はコア層を示しており、符号１１４は下部クラッド層を示しており、符号１１５は上部クラッド層を示している。

また、入力側光偏向素子（スラブ光導波路部品）１０１及び出力側光偏向素子（スラブ光導波路部品）１０２は、導電性基板１０８上にスラブ光導波路１０９を形成し、表面にプリズム状電極１１０を形成したものとして構成される。
そして、光スイッチは、スラブ光導波路基板１００上のコリメートレンズ１０４とスラブ光導波路１０５との間に入力側光偏向素子１０１を実装し、スラブ光導波路１０５と集光レンズ１０６との間に出力側光偏向素子１０２を実装したものとして構成される。

このように構成される光スイッチでは、入力側光偏向素子１０１及び出力側光偏向素子１０２に形成されているプリズム状電極１１０に所望の電圧を印加することで、例えば図３（Ａ）に示すように、入力チャネル光導波路１０３から入力され、コリメートレンズ１０３で平行光にされた光信号が、入力側光偏向素子１０１で偏向され、スラブ光導波路１０５を伝搬し、再度、出力側光偏向素子１０２で偏向され、集光レンズ１０６で集光されて、所望の出力チャネル光導波路１０７に結合することになる。これにより、入力チャネル光導波路１０３から入力された光信号の経路が切り換えられて、所望の出力チャネル光導波路１０７から出力されることになる。
特開２００２−３１８３９８号公報特開２００４−３７７０４号公報

ところで、上述の光スイッチでは、電気光学材料（例えばＰＺＴ，ＰＬＺＴのような電気光学結晶）からなる光偏向素子１０１，１０２を備え、これらの光偏向素子１０１，１０２に形成されているプリズム状電極１１０に所望の電圧を印加すると、光偏向素子１０１，１０２の屈折率が減少するという電気光学効果を利用することで、任意の方向にビーム（信号光）を偏向させるようにしている。

例えば、プリズム状電極１１０の向きが図４（Ａ）に示すような向きの場合、ビームは、図４（Ａ）に示す方向に偏向されることになる。また、プリズム状電極１１０の向きが図４（Ｂ）に示すような向きの場合、ビームは、図４（Ｂ）に示す方向に偏向されることになる。
しかしながら、このような光スイッチでは、例えば図５に示したように、チャネル光導波路１０３，１０７、レンズ１０４，１０６、プリズム状電極１１０などの構成要素が平行に配置されていると、最も外側のポートから入射するビームは一方向に大きく偏向させることができなければならないため、多数のプリズム状電極１１０を同じ向きに並べなければならず、大きなスペースが必要になってしまう。一方、中央のポートから入射するビームは左右に半分ずつ偏向させることができれば良いため、反対向きのプリズム状電極１１０を互い違いに並べれば良く、小さなスペースで良い。このように、チャネル光導波路１０３，１０７、レンズ１０４，１０６、プリズム状電極１１０などの構成要素を平行に配置すると、各ポートから入射するビームを偏向させるために必要なプリズム状電極１１０の設置スペースが異なってしまうため、余分なスペースができてしまい、好ましくない。

また、チャネル数の増大に伴って、要求される偏向角度が増大すると、光偏向素子の電気光学定数（ＥＯ定数）の向上、光偏向素子への印加電圧の増大といった対策を講じることも必要となる。しかし、部品コストの上昇や消費電力の増加を招くことになる。
さらに、上述のような光スイッチでは、図５に示すように、光偏向素子を駆動しない時（電源ＯＦＦ時）には各ポートから入射するビームは直進することになる。例えば入力チャネル光導波路１０３の数と出力チャネル光導波路１０７の数が同じ場合、入力チャネル光導波路１０３から入力された信号光（ビーム）は、対向する出力チャネル光導波路１０７から出力されてしまうことになる。つまり、電源ＯＦＦ時に不必要な信号が出力されてしまうことになる。

このような課題を解決するためには、例えば図６に示すように、信号光（ビーム）が放射状に伝搬し、出力側でほぼ中央に集中するように構成することで、各ポートから入射するビームを左右にほぼ半分ずつ偏向させるだけで、全ての切り換え経路をカバーできるようにすることが考えられる。
なお、上記特許文献２では、入力側及び出力側の各光偏向素子における偏向角度の設計値が変わらないように、入出力チャネル光導波路の一部、レンズ（コリメートレンズ，集光レンズ）、入出力側光偏向素子を、平行ではなく、放射状に配置し、光信号の伝搬方向を放射状にすることが提案されている。

しかしながら、このように、光信号が放射状に伝搬するように構成すると、電源ＯＦＦ時に、各ポートから入射するビームが偏向されずに出力側でほぼ中央に集中してしまい、不必要な信号が出力されてしまうことになる。
例えば、出力側のポート数が奇数の場合には、中央のポートから各入力信号が不均一に混合された信号が出力されることになる。また、出力側のポート数が偶数の場合には、各ポートから入射する各ビームのパワーがほぼ中央に集中してしまうため、中央部近傍のポートから混合信号が出力されることになる。例えば８×８の光スイッチの場合には、８つのポートから入射する各ビームのパワーが４番目のポートと５番目のポートとの間の領域に集中してしまうため、やはり、これらのポートから混合信号が出力されることとなる。

本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、電源オフ時に不必要な信号が出力されないようにした、光スイッチ及びスラブ光導波路基板を提供することを目的とする。

このため、本発明の光スイッチは、複数の入力チャネル光導波路と、複数のコリメートレンズと、入力側光偏向素子と、スラブ光導波路と、出力側光偏向素子と、複数の集光レンズと、複数の出力チャネル光導波路とを備える光スイッチであって、入力側及び出力側光偏向素子を駆動しない状態では、複数のコリメートレンズから出射されるコリメート光を、出力チャネル光導波路内へ伝搬させない領域に伝搬するように構成されていることを特徴としている。

また、本発明のスラブ光導波路基板は、信号光を入力する複数の入力チャネル光導波路と、複数の入力チャネル光導波路を伝搬した信号光をコリメート光にする複数のコリメートレンズと、コリメート光を導くスラブ光導波路と、スラブ光導波路を伝搬したコリメート光を集光する複数の集光レンズと、複数の集光レンズによって集光された光を出力する複数の出力チャネル光導波路とを備え、スラブ光導波路を伝搬してきた光が出力チャネル光導波路内へ伝搬しないように集光レンズが設けられている領域の基板幅方向中央位置に溝が形成されていることを特徴としている。

さらに、本発明の光スイッチは、上記のスラブ光導波路基板と、コリメートレンズとスラブ光導波路との間に実装され、電気光学効果を利用して信号光の伝搬方向を切り換える入力側光偏向素子と、スラブ光導波路と集光レンズとの間に実装され、電気光学効果を利用してスラブ光導波路を伝搬してきた信号光の伝搬方向を切り換える出力側光偏向素子とを備え、一の入力チャネル光導波路から入力された信号光の経路を切り換えて一の出力チャネル光導波路へ出力するように構成されることを特徴としている。

したがって、本発明の光スイッチ及びスラブ光導波路基板によれば、電源オフ時に不必要な信号が出力されないようにすることができるという利点がある。

以下、図面により、本発明の実施の形態にかかる光スイッチ及びスラブ光導波路基板について、図１，図２を参照しながら説明する。
本実施形態にかかる光スイッチは、例えば図１に示すように、スラブ光導波路基板（スラブ光導波路部品）１と、複数の入力側光偏向素子２Ａからなる入力側光偏向素子アレイ２と、複数の出力側光偏向素子３Ａからなる出力側光偏向素子アレイ３とを備える。つまり、本光モジュールは、スラブ光導波路基板１上に、入力側光偏向素子アレイ２及び出力側光偏向素子アレイ３を実装した光スイッチモジュール（ハイブリッド型光集積回路装置）として構成される。

ここで、スラブ光導波路基板１は、図１に示すように、複数の入力チャネル光導波路４，複数のコリメートレンズ５，他のスラブ光導波路部品（ここでは光偏向素子）を実装するための複数（ここでは２つ）の凹部６，共通光導波路（スラブ光導波路）７，複数の集光レンズ８，複数の出力チャネル光導波路９を備える。つまり、入力チャネル光導波路４，コリメートレンズ５，共通光導波路７，集光レンズ８，出力チャネル光導波路９が同一基板上に形成されている。

また、複数（ここでは２つ）の凹部６には、それぞれ、入力側光偏向素子アレイ２、出力側光偏向素子アレイ３が実装されている。
そして、これらの入力側光偏向素子アレイ２及び出力側光偏向素子アレイ３を構成する各入力側光偏向素子２Ａ及び各出力側光偏向素子３Ａを用いて、一の入力チャネル光導波路４から入力された光信号の経路を切り換えて一の出力チャネル光導波路９へ出力しうるようになっている。

ここでは、複数の入力チャネル光導波路４は、それぞれ、図示しない入力ファイバアレイを構成する各入力光ファイバに接続されており、各入力光ファイバから光信号が入力され、入力側の凹部６Ａに配置された入力側光偏向素子アレイ２へ光信号（入力光）を導くようになっている。
複数のコリメートレンズ５は、図１に示すように、各入力チャネル光導波路４に対応して設けられている。各コリメートレンズ５は、複数の入力チャネル光導波路４を導かれた光信号（入力光）をそれぞれコリメート光（平行光）にするものである。つまり、各コリメートレンズ５によって、各入力チャネル光導波路４から放射状に出射される光が、平行光に変換され、各入力側光偏向素子２Ａに入射されるようになっている。

共通光導波路７は、図１に示すように、すべての光信号が共通に伝搬するスラブ光導波路として構成される。つまり、共通光導波路としてのスラブ光導波路７は、複数の凹部６の間に設けられており、入力側の凹部６Ａに実装された入力側光偏向素子アレイ２を構成する入力側光偏向素子２Ａによって伝搬方向を変えられた光信号のそれぞれを、出力側の凹部６Ｂに実装された出力側光偏向素子アレイ３を構成する出力側光偏向素子３Ａへ導くようになっている。

複数の集光レンズ８は、図１に示すように、各出力チャネル光導波路９に対応して設けられている。各集光レンズ８によって、出力側の凹部６Ｂに配置された出力側光偏向素子アレイ３の各出力側光偏向素子３Ａで伝搬方向を変えられて出力されたコリメート光がそれぞれ集光され、各出力チャネル光導波路９に結像するようになっている。
複数の出力チャネル光導波路９は、それぞれ、図示しない出力ファイバアレイを構成する各出力光ファイバに接続されており、複数の集光レンズ８によって集光された光を各出力光ファイバへ導くようになっている。つまり、複数の集光レンズ８によって各出力チャネル光導波路９に結像し、各出力チャネル光導波路９を伝搬してきた光信号が、各出力光ファイバへ出力されるようになっている。

なお、入力チャネル光導波路４と出力チャネル光導波路９は、同一の数にしても良いし、異なる数にしても良い。また、入力チャネル光導波路４の入力側端部を入力ポートといい、出力チャネル光導波路９の出力側端部を出力ポートという。
ところで、入力側光偏向素子アレイ２は、図１に示すように、複数の入力側光偏向素子２Ａを備えるものとして構成され、複数の凹部６のうち入力側の凹部６Ａに実装されている。つまり、入力側光偏向素子アレイ２は、複数のコリメートレンズ５が設けられている部分（スラブ光導波路）の出力側端面、及び、共通光導波路７の入力側端面に接合されている。

ここで、各入力側光偏向素子２Ａは、それぞれ、各入力チャネル光導波路４及び各コリメートレンズ５に対応して設けられている。
また、各入力側光偏向素子２Ａは、上部電極としての導電性基板上に、電気光学効果を有する材料によって形成されたスラブ光導波路を形成し、さらに、スラブ光導波路の光信号通過領域に、下部電極としての一対のプリズム型電極を１個又は複数個直列に設けたものとして構成される（図３参照）。このため、入力側光偏向素子アレイ２は、スラブ光導波路部品として構成されることになる。なお、入力側光偏向素子アレイ２は、中間スラブ光導波路部品としてのスラブ光導波路基板１の共通光導波路（スラブ光導波路）７の前段に設けられるため、前段光偏向素子アレイ（前段スラブ光導波路部品）という。

そして、上部電極及び下部電極によってスラブ光導波路に電圧を印加し、スラブ光導波路の屈折率を変化させることで、電気光学効果を利用して、入力された光信号の伝搬方向を変えることができるようになっている。
このように、入力側光偏向素子２Ａによって光信号の伝搬方向を変えることで、入力された光信号の経路が切り換えられることになる。

また、出力側光偏向素子アレイ３も、図１に示すように、上述の入力側光偏向素子アレイ２と同様に、複数の出力側光偏向素子３Ａを備えるものとして構成され、複数の凹部６のうち出力側の凹部６Ｂに実装されている。つまり、出力側光偏向素子アレイ３は、共通光導波路７の出力側端面、及び、複数の集光レンズ８が設けられている部分（スラブ光導波路）の入力側端面に接合されている。

ここで、各出力側光偏向素子３Ａは、それぞれ、各出力チャネル光導波路９及び各集光レンズ８に対応して設けられている。
また、各出力側光偏向素子３Ａは、上述の入力側光偏向素子２Ａと同様に、上部電極としての導電性基板上に、電気光学効果を有する材料によって形成されたスラブ光導波路を形成し、さらに、スラブ光導波路の光信号通過領域に、下部電極としての一対のプリズム型電極を１個又は複数個直列に設けたものとして構成される（図３参照）。このため、出力側光偏向素子アレイ３は、スラブ光導波路部品として構成されることになる。なお、出力側光偏向素子アレイ３は、中間スラブ光導波路部品としてのスラブ光導波路基板１の共通光導波路（スラブ光導波路）７の後段に設けられるため、後段光偏向素子アレイ（後段スラブ光導波路部品）という。

なお、ここでは下部電極をプリズム型電極としているが、これに限られるものではなく、スラブ光導波路の上下を挟み込むように電極を設け、少なくとも一方の電極をプリズム型電極にすれば良い。
そして、上部電極及び下部電極によってスラブ光導波路に電圧を印加し、スラブ光導波路の屈折率を変化させることで、電気光学効果を利用して、共通光導波路７を伝搬してきた光信号の伝搬方向を変えることができるようになっている。

このため、入力側光偏向素子２Ａで伝搬方向が変えられ、共通光導波路７を伝搬してきた光信号の伝搬方向を、出力側光偏向素子３Ａによって再び変えることで、光信号を、集光レンズ８を介して出力チャネル光導波路９に結像させることができるようになる。
このように、本実施形態では、３つのスラブ光導波路部品（スラブ光導波路基板，入力側光偏向素子アレイ，出力側光偏向素子アレイ）のうち両端側に位置する２つのスラブ光導波路部品（入力側光偏向素子アレイ，出力側光偏向素子アレイ）が、電気光学材料によって形成されている。

このように構成される光スイッチでは、各入力側光偏向素子２Ａ及び各出力側光偏向素子３Ａに印加する電圧を制御することによって、いずれか一の入力チャネル光導波路４から入力された光信号の経路を選択して、いずれか一の出力チャネル光導波路９から出力させることが可能である。
なお、本実施形態では、スラブ光導波路基板１を、複数の入力チャネル光導波路及び複数の出力チャネル光導波路を備えるものとして構成しているが、これに限られるものではない。例えば、スラブ光導波路基板１を、入力チャネル光導波路及び出力チャネル光導波路を備えないものとして構成し、その代わりに、入力ファイバアレイ及び出力ファイバアレイをレンズ（コリメートレンズ，集光レンズ）が設けられている領域に接続するようにしても良い。

特に、本実施形態では、図１に示すように、光スイッチは、入力側及び出力側光偏向素子２，３を駆動しない状態で（電源オフ時）、複数のコリメートレンズ５から出射されるコリメート光（ビーム）を出力チャネル光導波路９内へ伝搬させない領域を有し、この領域にコリメート光を伝播するようになっている。
ここでは、コリメート光を出力チャネル光導波路９内（即ち、出力チャネル光導波路のコア層内）へ伝搬させない領域として、溝１０（第１の溝；出力側溝；ダミーポート）を形成している。つまり、集光レンズ領域に形成されているスラブ光導波路を伝搬してきた光が出力チャネル光導波路９内（即ち、出力チャネル光導波路のコア層内）へ伝搬しないように集光レンズ８が設けられている領域の基板幅方向中央位置に溝１０が形成されている。

また、光スイッチは、コリメート光が放射状に伝搬し、出力側でほぼ中央に集中するように構成されている。つまり、コリメート光が放射状に伝搬するように、入力チャネル光導波路４、コリメートレンズ５及び入力側光偏向素子２が放射状に設けられており、出力側のほぼ中央に設けられた溝１０に、複数のコリメートレンズ５から出射されるコリメート光（ビーム）が集中するようになっている。

なお、入力チャネル光導波路４、コリメートレンズ５及び入力側光偏向素子２を放射状に設けずに、複数の入力チャネル光導波路を、その中心軸がコリメートレンズの光軸に対して平行にオフセットされるように設けることで、コリメート光が放射状に伝播し、溝１０に（即ち、出力側のほぼ中央に）集中するようにしても良い（例えば特願２００５−３１４４１４号参照）。

このように、本実施形態では、基板幅方向中央位置に溝１０を形成することで、電源オフ時に、図２に示すように、出力側のほぼ中央に集中するビームのパワーが上下方向に拡散され、効率的にクラッド内に拡散させることができ、さらに、溝１０を幅広に取ることによって外部へ放射させるようにして、不必要な信号が出力されないようにしている。これにより、電源オフ時に出力をオフにすることができる（電源ＯＦＦ＝出力ＯＦＦ）。

ここでは、クラッド内に拡散させることが有効であるため、集光レンズ８間に並べて平行な壁を有する溝（平行溝）１０を形成している。つまり、コリメート光が集中する領域（基板幅方向中央位置）には集光レンズ８は形成されておらず、その代わりに、レンズとして機能しない平行溝１０が形成されている。なお、平行溝１０は集光レンズ８に連なるように形成しても良いし、集光レンズ８とは分離させて形成しても良い。

ここで、レンズとして機能しない平行溝１０を形成しているのは、レンズ構造になっていると、ビームがほぼ一点に集中し、集中点のパワー密度が非常に大きいものになるが、ここに何らかの構造的な欠陥があると、場合によっては、近傍のポートから不必要な信号が出力されてしまう可能性があるからである。
また、本実施形態では、この溝１０の出力側の位置には出力チャネル光導波路９（即ち、出力チャネル光導波路９を構成するコア層）は設けられていない。

なお、従来の光スイッチのように、集光レンズ８及び出力チャネル光導波路９を形成した上で（即ち、基板幅方向中央位置にも集光レンズ８や出力チャネル光導波路９を形成した上で）、集光レンズ８と出力チャネル光導波路９との間に溝１０を形成しても良い。
さらに、本実施形態では、入力側と出力側とが対称構造になるように、出力側光偏向素子３、集光レンズ８及び出力チャネル光導波路９も放射状に設けられており、入力側に溝１１（第２の溝；入力側溝；ダミーポート）が形成されている。ここでは、コリメートレンズ５間に並べて平行な壁を有する溝（平行溝）１１を形成している。つまり、基板幅方向中央位置にはコリメートレンズ５は形成されておらず、その代わりに、レンズとして機能しない平行溝１１が形成されている。なお、平行溝１１はコリメートレンズ５に連なるように形成しても良いし、コリメートレンズ５とは分離させて形成しても良い。また、この溝１１の入力側の位置には入力チャネル光導波路４（即ち、入力チャネル光導波路４を構成するコア層）は設けられていない。このように対称構造とすることで、作製が容易になり、また、両側から信号光を入射させて、使用することができるようになる。

なお、従来の光スイッチのように、コリメートレンズ５及び入力チャネル光導波路４を形成した上で（即ち、基板幅方向中央位置にもコリメートレンズ５や入力チャネル光導波路４を形成した上で）、コリメートレンズ５と入力チャネル光導波路４との間に溝１１を形成しても良い。
また、ここでは、平行溝１０，１１を設けているが、溝の形状はこれに限られるものではなく、例えば基板端面まで延びる切欠状の溝であっても良い。

次に、本実施形態にかかる光モジュール（光スイッチモジュール）の製造方法について説明する。
以下、スラブ光導波路基板の製造方法、光偏向素子アレイの製造方法、光モジュール（光スイッチモジュール）の製造方法の順に説明する。
［スラブ光導波路基板の製造方法］
まず、例えばシリコン基板上に、例えば熱酸化法やＭＯＣＶＤ法などによって石英を堆積させて、スラブ光導波路基板１の下部クラッド層を形成する（図３参照）。なお、下部クラッド層を兼ねた石英基板を用いても良い。

次に、下部クラッド層上に、例えばＭＯＣＶＤ法などによって、ガリウムＧａをドープして屈折率を調整した石英を堆積させて、コア層を形成する（図３参照）。
次いで、例えばＲＩＥなどによって、入力チャネル光導波路領域及び出力チャネル光導波路領域に形成されているコア層をチャネル状にパターニングする（図１参照）。
そして、コア層上に、例えば下部クラッド層の形成方法と同様の方法によって石英を堆積させて、上部クラッド層を形成する（図３参照）。これにより、シリコン基板上に、入力チャネル光導波路４及び出力チャネル光導波路９が形成される（図１参照）。

その後、例えばＲＩＥなどによって、コリメートレンズ領域及び集光レンズ領域に形成されているスラブ光導波路を加工して（つまり、上部クラッド層から下部クラッド層までエッチングして）、複数のコリメートレンズ５（二次元レンズ）及び複数の集光レンズ８（二次元レンズ）、及び、溝（第１の溝，第２の溝）１０，１１を形成するとともに、入力側光偏向素子アレイ２及び出力側光偏向素子アレイ３を実装するための入力側及び出力側の凹部（溝部；はめ込み溝）６を同時に形成する（図３参照）。これにより、入力側の凹部６Ａと出力側の凹部６Ｂとの間に、スラブ光導波路としての共通光導波路７が形成される（図１参照）。

なお、例えばＲＩＥなどによって加工されたコリメートレンズ５や集光レンズ８を構成する溝部には、コア層の材料よりも屈折率の低い材料を充填するのが好ましい。
また、ここでは、スラブ光導波路基板を石英によって製造するようにしているが、これに限られるものではなく、ポリマーによって製造しても良い。
さらに、スラブ光導波路基板１は、上述のものに限られるものではなく、例えば位置合わせ用のポートを備えるものとして構成しても良い。例えば特願２００５−３６１３７６で提案しているように、位置合わせ用レンズ、位置合わせ用光導波路及び反射ミラーを備えるものとして構成しても良い。また、例えば特願２００５−３５４７３０で提案しているように、光偏向素子を最適な位置に実装できるように、位置合わせ用コリメートレンズ、位置合わせ用開口部、位置合わせ用入射チャネル光導波路、位置合わせ用出射チャネル光導波路及び位置合わせ用テーパ光導波路を備えるものとして構成しても良い。
［光偏向素子アレイの製造方法］
まず、ニオブＮｂをドープして導電性を付与したＳｒＴｉＯ₃基板（導電性基板；これは電極として機能しうる）上に、例えばゾルゲル法、ＰＬＤ法（パルスレーザ堆積法）、ＭＯＣＶＤ法などによって、例えばＰＬＺＴ（Ｐｂ_xＬａ_1-x（Ｚｒ_yＴｉ_1-yＯ₃））を堆積させて、下部クラッド層を形成する（図３参照）。

次に、下部クラッド層上に、例えばＰＺＴ（Ｐｂ（Ｚｒ_yＴｉ_1-yＯ₃））もしくは屈折率の大きい（組成が異なる）ＰＬＺＴを同様の方法で堆積させて、コア層を形成する。
そして、コア層上に、例えば下部クラッドと同じＰＬＺＴを堆積させて、上部クラッド層を形成する。
このようにして電気光学効果を有する材料によってスラブ光導波路を作製した後、上部クラッド層上に、例えばスパッタ法とフォトリソグラフィ法によって、プリズム状に金属膜を形成し、所定のサイズに研磨して、一対のプリズム型電極を１個又は複数個直列に形成する（図３参照）。これにより、複数の光偏向素子２Ａ，３Ａを備える光偏向素子アレイ（入力側光偏向素子アレイ２，出力側光偏向素子アレイ３）が製造される。
［光モジュール（光スイッチモジュール）の製造方法］
上述のようにして製造されたスラブ光導波路基板１の入力側及び出力側の凹部６Ａ，６Ｂのそれぞれに、光偏向素子アレイ２，３をはめ込んで接着・固定する。これにより、スラブ光導波路基板１上に入力側光偏向素子アレイ２及び出力側光偏向素子アレイ３を実装した光モジュール（光スイッチモジュール）が製造される。

したがって、本実施形態にかかる光スイッチ及びスラブ光導波路基板によれば、電源オフ時に不必要な信号が出力されないようにすることができるという利点がある。つまり、不要なクロストークなしで、電源ＯＦＦ＝出力ＯＦＦを実現できることになる。
なお、上述の実施形態では、本発明を、スラブ光導波路基板１に光偏向素子アレイ２，３を実装した光スイッチに適用した場合を例に説明しているが、本発明を適用しうる光スイッチは、これに限られるものではない。例えば、スラブ光導波路基板及び光偏向素子アレイを、例えば同一材料によって、一体的に形成した光スイッチにも、本発明を適用することができる。

また、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形することができる。
例えば、上述の実施形態では、コリメート光が放射状に伝搬し、出力側でほぼ中央に集中するように構成しているが、これに限られるものではなく、少なくとも、コリメート光を出力チャネル光導波路内へ伝搬させない領域を設け、この領域にコリメート光を伝搬するように構成すれば良い。例えば、光偏向素子を駆動しない時（電源ＯＦＦ時）に、各入力チャネル光導波路から入射した光が、少なくとも、入力チャネル光導波路に対向する出力チャネル光導波路に対してずれた位置（即ち、出力チャネル光導波路が設けられていない領域）に伝搬するように構成し、この伝搬経路上に、コリメート光を出力チャネル光導波路内へ伝搬させない領域（例えば溝）を形成しても良い。この場合、コリメート光は、出力チャネル光導波路内へ伝搬させない領域に伝搬されることになる。

（付記１）
信号光を入力する複数の入力チャネル光導波路と、
前記複数の入力チャネル光導波路を伝搬した信号光をコリメート光にする複数のコリメートレンズと、
コリメート光の伝搬方向を切り換える入力側光偏向素子と、
コリメート光を導くスラブ光導波路と、
前記スラブ光導波路を伝搬してきたコリメート光の伝搬方向を切り換える出力側光偏向素子と、
前記スラブ光導波路を伝搬したコリメート光を集光する複数の集光レンズと、
前記複数の集光レンズによって集光された光を出力する複数の出力チャネル光導波路とを備える光スイッチであって、
前記入力側及び出力側光偏向素子を駆動しない状態では、前記複数のコリメートレンズから出射されるコリメート光を、前記出力チャネル光導波路内へ伝搬させない領域に伝搬するように構成されていることを特徴とする、光スイッチ。

（付記２）
前記入力チャネル光導波路、前記コリメートレンズ及び前記入力側光偏向素子は、放射状に設けられていることを特徴とする、付記１記載の光スイッチ。
（付記３）
前記領域に、前記複数のコリメートレンズから出射されるコリメート光が集中するように構成されていることを特徴とする、付記１又は２に記載の光スイッチ。

（付記４）
前記領域は、出力側のほぼ中央に設けられていることを特徴とする、付記３記載の光スイッチ。
（付記５）
前記領域は、前記集光レンズ間に並べて形成された平行溝であることを特徴とする、付記１〜４のいずれか１項に記載の光スイッチ。

（付記６）
信号光を入力する複数の入力チャネル光導波路と、
前記複数の入力チャネル光導波路を伝搬した信号光をコリメート光にする複数のコリメートレンズと、
コリメート光を導くスラブ光導波路と、
前記スラブ光導波路を伝搬したコリメート光を集光する複数の集光レンズと、
前記複数の集光レンズによって集光された光を出力する複数の出力チャネル光導波路とを備え、
前記スラブ光導波路を伝搬してきた光が前記出力チャネル光導波路内へ伝搬しないように前記集光レンズが設けられている領域の基板幅方向中央位置に溝が形成されていることを特徴とする、スラブ光導波路基板。

（付記７）
付記６記載のスラブ光導波路基板と、
前記コリメートレンズと前記スラブ光導波路との間に実装され、電気光学効果を利用して信号光の伝搬方向を切り換える入力側光偏向素子と、
前記スラブ光導波路と前記集光レンズとの間に実装され、電気光学効果を利用して前記スラブ光導波路を伝搬してきた信号光の伝搬方向を切り換える出力側光偏向素子とを備え、
一の入力チャネル光導波路から入力された信号光の経路を切り換えて一の出力チャネル光導波路へ出力するように構成されることを特徴とする、光スイッチ。

本発明の一実施形態にかかる光スイッチ及びスラブ光導波路基板を説明するための模式的平面図である。本発明の一実施形態にかかる光スイッチに備えられる溝による効果（パワーの拡散）を説明するための模式的断面図である。（Ａ），（Ｂ）は従来の光スイッチの構成を示す模式図であって、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は断面図である。（Ａ），（Ｂ）は光スイッチ（ＰＺＴ，ＰＬＺＴからなるもの）に備えられるプリズム状電極の向きとビームの偏向方向の関係を示す模式的平面図である。平行配置構造の光スイッチの課題を説明するための模式的平面図である。放射配置構造の光スイッチの課題を説明するための模式的平面図である。

符号の説明

１スラブ光導波路基板
２入力側光偏向素子アレイ
２Ａ入力側光偏向素子
３出力側光偏向素子アレイ
３Ａ出力側光偏向素子
４入力チャネル光導波路
５コリメートレンズ
６凹部
６Ａ入力側の凹部
６Ｂ出力側の凹部
７スラブ光導波路
８集光レンズ
９出力チャネル光導波路
１０溝（第１の溝）
１１溝（第２の溝）

Claims

信号光を入力する複数の入力チャネル光導波路と、
前記複数の入力チャネル光導波路を伝搬した信号光をコリメート光にする複数のコリメートレンズと、
コリメート光の伝搬方向を切り換える入力側光偏向素子と、
コリメート光を導くスラブ光導波路と、
前記スラブ光導波路を伝搬してきたコリメート光の伝搬方向を切り換える出力側光偏向素子と、
前記スラブ光導波路を伝搬したコリメート光を集光する複数の集光レンズと、
前記複数の集光レンズによって集光された光を出力する複数の出力チャネル光導波路とを備える光スイッチであって、
前記入力側及び出力側光偏向素子を駆動しない状態では、前記複数のコリメートレンズから出射されるコリメート光を、前記出力チャネル光導波路内へ伝搬させない領域に伝搬するように構成されていることを特徴とする、光スイッチ。
前記入力チャネル光導波路、前記コリメートレンズ及び前記入力側光偏向素子は、放射状に設けられていることを特徴とする、請求項１記載の光スイッチ。
前記領域に、前記複数のコリメートレンズから出射されるコリメート光が集中するように構成されていることを特徴とする、請求項１又は２記載の光スイッチ。
前記領域は、出力側のほぼ中央に設けられていることを特徴とする、請求項３記載の光スイッチ。
前記領域は、前記集光レンズ間に並べて形成された平行溝であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の光スイッチ。