JP2539381B2 - 光スイツチ - Google Patents
光スイツチInfo
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- JP2539381B2 JP2539381B2 JP61140070A JP14007086A JP2539381B2 JP 2539381 B2 JP2539381 B2 JP 2539381B2 JP 61140070 A JP61140070 A JP 61140070A JP 14007086 A JP14007086 A JP 14007086A JP 2539381 B2 JP2539381 B2 JP 2539381B2
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- Japan
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- optical waveguide
- refractive index
- optical
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は光通信用光部品に係り、特に消光比が大き
く、損失の小さい光スイッチに関する。
く、損失の小さい光スイッチに関する。
２本の光導波路が交叉した構造の光スイッチにおいて
その交叉角度が90゜に近い方が小型化を実行する上で望
ましい場合がある。特に多数個の光スイッチをマトリッ
クス状に配置する場合に要求される。
その交叉角度が90゜に近い方が小型化を実行する上で望
ましい場合がある。特に多数個の光スイッチをマトリッ
クス状に配置する場合に要求される。
これに対処する従来の光合波回路で構成した光スイッ
チは、たとえばアプライド オプティクス16,No.12（19
77）第3223頁から第3229頁（Appl.Opt.Vol.16,No.12（1
977）pp.3223−3229）において論じられている。
チは、たとえばアプライド オプティクス16,No.12（19
77）第3223頁から第3229頁（Appl.Opt.Vol.16,No.12（1
977）pp.3223−3229）において論じられている。
上記従来技術は、光合分波部分における２つの光導波
路間の結合効率についての検討がなされていなかった。
路間の結合効率についての検討がなされていなかった。
本発明の目的は、光合波部分の結合効率が高く、その
結果、消光比が大きく、光導波路の交叉角度が大きく、
かつ挿入損失の少ない光スイッチを提供することにあ
る。
結果、消光比が大きく、光導波路の交叉角度が大きく、
かつ挿入損失の少ない光スイッチを提供することにあ
る。
上記目的は、第１図に示すように入力側光導波路の一
つ（たとえば６）と、出力側光導波路（たとえば10）
を、バイパス光導波路（７）で接続し、それらの結合領
域（13,14,15,16）に屈折率変化部分を設け、該部分の
屈折率を調整することにより達成される。
つ（たとえば６）と、出力側光導波路（たとえば10）
を、バイパス光導波路（７）で接続し、それらの結合領
域（13,14,15,16）に屈折率変化部分を設け、該部分の
屈折率を調整することにより達成される。
この屈折率の調整は、光を伝送する側の光導波路の屈
折率は大きくし、伝送しない光導波の屈折率を変化しな
いか小さくすることが普通であるが、光導波路の構造に
よっては様々な屈折率変化の態様が考えられる。
折率は大きくし、伝送しない光導波の屈折率を変化しな
いか小さくすることが普通であるが、光導波路の構造に
よっては様々な屈折率変化の態様が考えられる。
なお、この様な屈折率の調整は、該部分に電界を印加
したり、電流を注入したり、また、光を照射することな
ど周知の技術によって実施できる。すなわち、このよう
な技術により、たとえば該屈折率変化部分の屈折率を増
大させることができる。
したり、電流を注入したり、また、光を照射することな
ど周知の技術によって実施できる。すなわち、このよう
な技術により、たとえば該屈折率変化部分の屈折率を増
大させることができる。
ここで、結合領域とは、光導波路の交叉点および／ま
たはその近傍領域をいう。
たはその近傍領域をいう。
尚、第１図は光スイッチの平面配置を示す平面図であ
る。
る。
本発明の要旨は、交叉した２つの光導波路の互いに隣
接した第１光導波路及び第２光導波路間にバイパス光導
波路を結合した光スイッチにおいて、上記第１光導波路
及び第２光導波路の上記バイパス光導波路との結合領域
のそれぞれに設けられた第１及び第２屈折率変化部分
と、上記バイパス光導波路の上記第１光導波路及び第２
光導波路との結合領域のそれぞれに設けられた第３及び
第４屈折率変化部分とを備え、 上記第１、第２、第３及び第４屈折率変化部分はそれ
ぞれ別個独立して光スイッチ基板上に設けられ、 上記第１屈折率変化部分は上記第１光導波路上に存在
して上記バイパス光導波路上には存在せず、上記第２屈
折率変化部分は上記第２光導波路上に存在して上記バイ
パス光導波路上には存在せず、上記第３および第４屈折
率変化部分は上記バイパス光導波路上に存在して上記第
１および第２光導波路上には存在せず、上記第１光導波
路の入路側からの光を上記バイパス光導波路を経由して
上記第２光導波路の出力側へ導くときには上記第１及び
第２屈折率変化部分の屈折率を低下させ、上記第１光導
波路の入力側からの光をその光導波路の出力側へ導くと
きには上記第３屈折率変化部分の屈折率を低下させ、上
記第２光導波路の入力側からの光をその光導波路の出力
側へ導くときには上記第４屈折率変化部分の屈折率を低
下させるように構成されていることを特徴とする光スイ
ッチにある。
接した第１光導波路及び第２光導波路間にバイパス光導
波路を結合した光スイッチにおいて、上記第１光導波路
及び第２光導波路の上記バイパス光導波路との結合領域
のそれぞれに設けられた第１及び第２屈折率変化部分
と、上記バイパス光導波路の上記第１光導波路及び第２
光導波路との結合領域のそれぞれに設けられた第３及び
第４屈折率変化部分とを備え、 上記第１、第２、第３及び第４屈折率変化部分はそれ
ぞれ別個独立して光スイッチ基板上に設けられ、 上記第１屈折率変化部分は上記第１光導波路上に存在
して上記バイパス光導波路上には存在せず、上記第２屈
折率変化部分は上記第２光導波路上に存在して上記バイ
パス光導波路上には存在せず、上記第３および第４屈折
率変化部分は上記バイパス光導波路上に存在して上記第
１および第２光導波路上には存在せず、上記第１光導波
路の入路側からの光を上記バイパス光導波路を経由して
上記第２光導波路の出力側へ導くときには上記第１及び
第２屈折率変化部分の屈折率を低下させ、上記第１光導
波路の入力側からの光をその光導波路の出力側へ導くと
きには上記第３屈折率変化部分の屈折率を低下させ、上
記第２光導波路の入力側からの光をその光導波路の出力
側へ導くときには上記第４屈折率変化部分の屈折率を低
下させるように構成されていることを特徴とする光スイ
ッチにある。
光合分波部分の光導波路結合領域において、入力側光
導波路の中で、ある１本の光導波路だけが出力側光導波
路の中のある一本の光導波路と結合するように、当該結
合部の結合に不要の部分の屈折率を小さくする、又は結
合経路となる光導波路の一部の屈折率を大きくする。そ
れによって、入力側光導波路と出力側光導波路の結合路
での閉じ込めが良くなるので、他の光導波路への漏れが
少なくなり、したがって、導波させるべき入力側光導路
と出力側光導路の結合効率が大きくなり、消光比の大き
いスイッチングが可能となる。
導波路の中で、ある１本の光導波路だけが出力側光導波
路の中のある一本の光導波路と結合するように、当該結
合部の結合に不要の部分の屈折率を小さくする、又は結
合経路となる光導波路の一部の屈折率を大きくする。そ
れによって、入力側光導波路と出力側光導波路の結合路
での閉じ込めが良くなるので、他の光導波路への漏れが
少なくなり、したがって、導波させるべき入力側光導路
と出力側光導路の結合効率が大きくなり、消光比の大き
いスイッチングが可能となる。
また入力端１から入射し、出力端５へ達する光は交叉
点20を経由しないので、交叉点20における光導波路の交
叉角度は大きくてもよい。
点20を経由しないので、交叉点20における光導波路の交
叉角度は大きくてもよい。
以下、本発明の実施例を第１図により説明する。
コア領域とクラッド領域からなる光導波路をInGaAsP
およびその他の周辺のInPで構成した２個の入力端およ
び２個の出力端を持つ光スイッチである。入力側光導波
路６、および12が出力側光導波路10、および17にＸ型光
分岐回路20とＹ型光分波回路18及びＹ型光合波回路19で
構成された光スイッチによって結合されている。Ｙ型光
合・分波回路18,19の光結合部では屈折率が低下する領
域13,14,15,16を設けてある。屈折率を低下させる方法
としては、例えばキャリアを注入する方法がある。今、
入力側光導波路６から光１が入り、出力側光導波路10へ
出射光５として出射させる時、領域13,15の屈折率を低
下させる。この時、光導波路6,7,10が選択的に結合さ
れ、効率良く光波５が出射する。又、出力側光導波路17
へ出射光４を導く際は、領域14の屈折率を低下させる
と、光導波路6,8,17が選択的に結合され、効率良く光波
４が出射する。入力側光導波路12から光波11が入射し、
出力側光導波路10へ出射する時は領域16の屈折率を低下
させ、光導波路12,9,10を選択的に結合させることがで
きる。この発明がないとき、Ｙ型光合分波回路18,19に
おける光導波路間の結合損失が3dB程度あったものが、
本発明を用いることにより、1dB以下となった。又、本
発明によって光導波路が選択的に効率良く結合するた
め、入力側光導波路６から入射した光波１を出力側光導
波路10及び17へ切り替えた際の消光比は、30dB以上とな
り、極めて良好な特性を示した。
およびその他の周辺のInPで構成した２個の入力端およ
び２個の出力端を持つ光スイッチである。入力側光導波
路６、および12が出力側光導波路10、および17にＸ型光
分岐回路20とＹ型光分波回路18及びＹ型光合波回路19で
構成された光スイッチによって結合されている。Ｙ型光
合・分波回路18,19の光結合部では屈折率が低下する領
域13,14,15,16を設けてある。屈折率を低下させる方法
としては、例えばキャリアを注入する方法がある。今、
入力側光導波路６から光１が入り、出力側光導波路10へ
出射光５として出射させる時、領域13,15の屈折率を低
下させる。この時、光導波路6,7,10が選択的に結合さ
れ、効率良く光波５が出射する。又、出力側光導波路17
へ出射光４を導く際は、領域14の屈折率を低下させる
と、光導波路6,8,17が選択的に結合され、効率良く光波
４が出射する。入力側光導波路12から光波11が入射し、
出力側光導波路10へ出射する時は領域16の屈折率を低下
させ、光導波路12,9,10を選択的に結合させることがで
きる。この発明がないとき、Ｙ型光合分波回路18,19に
おける光導波路間の結合損失が3dB程度あったものが、
本発明を用いることにより、1dB以下となった。又、本
発明によって光導波路が選択的に効率良く結合するた
め、入力側光導波路６から入射した光波１を出力側光導
波路10及び17へ切り替えた際の消光比は、30dB以上とな
り、極めて良好な特性を示した。
本実施例では光導波路のみの屈折率を変化させる事
例について説明したが屈折率変化領域がその所望の光導
波路を含み、かつクラッド領域にかかっても同一効果が
得られる。
例について説明したが屈折率変化領域がその所望の光導
波路を含み、かつクラッド領域にかかっても同一効果が
得られる。
また本実施例では屈折率を変化させる方法としてキ
ャリアを注入する方法を取ったが電界を印加して電気光
学効果によって屈折率を変えても同一の効果が得られ
る。また屈折率変化部分に光を照射しても同様の効果が
得られる。
ャリアを注入する方法を取ったが電界を印加して電気光
学効果によって屈折率を変えても同一の効果が得られ
る。また屈折率変化部分に光を照射しても同様の効果が
得られる。
第２図は、第１図のＡ−Ａ′またはＢ−Ｂ′断面図
で、第２図（ａ）はキャリア注入または電場印加のため
の電極を形成した一例を示し、第２図（ｂ）は光を照射
する場合の一例を示す。
で、第２図（ａ）はキャリア注入または電場印加のため
の電極を形成した一例を示し、第２図（ｂ）は光を照射
する場合の一例を示す。
第２図（ａ）においては、基板上に形成した屈折率変
化部分13,15,16,18の上および基板背面に電極30が形成
され、これに周知の電源（図示されていない）を接続す
ることにより、電界を印加し、または電流注入を行なっ
て、該部分の屈折率を変化させる。
化部分13,15,16,18の上および基板背面に電極30が形成
され、これに周知の電源（図示されていない）を接続す
ることにより、電界を印加し、または電流注入を行なっ
て、該部分の屈折率を変化させる。
また、第２図（ｂ）においては、基板上に形成された
屈折率変化部13,15,16,18に半導体レーザを用いて光を
照射することにより屈折率を該部分の屈折率を変化させ
ることができる。
屈折率変化部13,15,16,18に半導体レーザを用いて光を
照射することにより屈折率を該部分の屈折率を変化させ
ることができる。
本実施例において、基板としては電場を印加する場合
および光を注入する場合にはGaAs,InP,LiNbOを用い、電
流注入の場合にはｎ−GaAs,n−InPを用いた。基板がGaA
sの場合には、光導波路としてn-−GaAsを用い、屈折率
変化部分としてn+−GaAsを用いた。形成方法としては周
知の結晶成長法およびホトエッチングを用いた。その
他、周知の光導波路に関する技術が本発明の実施に適用
できる。
および光を注入する場合にはGaAs,InP,LiNbOを用い、電
流注入の場合にはｎ−GaAs,n−InPを用いた。基板がGaA
sの場合には、光導波路としてn-−GaAsを用い、屈折率
変化部分としてn+−GaAsを用いた。形成方法としては周
知の結晶成長法およびホトエッチングを用いた。その
他、周知の光導波路に関する技術が本発明の実施に適用
できる。
本発明によれば、光スイッチを構成する光合分波回路
での損失が非常に小さくなり、消光比が大きくなるの
で、出射する光信号強度を大きく維持でき、S/Nを高め
ることができる。
での損失が非常に小さくなり、消光比が大きくなるの
で、出射する光信号強度を大きく維持でき、S/Nを高め
ることができる。
第１図は本発明の一実施例の構成図、第２図（ａ），
（ｂ）は、各々第１図のＡ−Ａ′またはＢ−Ｂ′断面図
である。 1,11……入射光、4,5……出射光、6,7,8,9,10,12,17…
…光導波路、13,14,15,16……屈折率変化領域、18,19…
…Ｙ型光合分波回路、20……Ｘ型光分岐回路。
（ｂ）は、各々第１図のＡ−Ａ′またはＢ−Ｂ′断面図
である。 1,11……入射光、4,5……出射光、6,7,8,9,10,12,17…
…光導波路、13,14,15,16……屈折率変化領域、18,19…
…Ｙ型光合分波回路、20……Ｘ型光分岐回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松村 宏善 国分寺市東恋ヶ窪１丁目280番地 株式 会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 安井 直彦 武蔵野市緑町３丁目９番11号 日本電信 電話株式会社通信網第一研究所内 (72)発明者 菊地 克昭 武蔵野市緑町３丁目９番11号 日本電信 電話株式会社通信網第一研究所内 (56)参考文献 特開 昭53−144353（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−95715（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−137246（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−62221（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】交叉した２つの光導波路の互いに隣接した
第１光導波路及び第２光導波路間にバイパス光導波路を
結合した光スイッチにおいて、上記第１光導波路及び第
２光導波路の上記バイパス光導波路との結合領域のそれ
ぞれに設けられた第１及び第２屈折率変化部分と、上記
バイパス光導波路の上記第１光導波路及び第２光導波路
との結合領域のそれぞれに設けられた第３及び第４屈折
率変化部分とを備え、 上記第１、第２、第３及び第４屈折率変化部分はそれぞ
れ別個独立して光スイッチ基板上に設けられ、 上記第１屈折率変化部分は上記第１光導波路上に存在し
て上記バイパス光導波路上には存在せず、上記第２屈折
率変化部分は上記第２光導波路上に存在して上記バイパ
ス光導波路上には存在せず、上記第３および第４屈折率
変化部分は上記バイパス光導波路上に存在して上記第１
および第２光導波路上には存在せず、 上記第１光導波路の入力側からの光を上記バイパス光導
波路を経由して上記第２光導波路の出力側へ導くときに
は上記第１及び第２屈折率変化部分の屈折率を低下さ
せ、上記第１光導波路の入力側からの光をその光導波路
の出力側へ導くときには上記第３屈折率変化部分の屈折
率を低下させ、上記第２光導波路の入力側からの光をそ
の光導波路の出力側へ導くときには上記第４屈折率変化
部分の屈折率を低下させるように構成されていることを
特徴とする光スイッチ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61140070A JP2539381B2 (ja) | 1986-06-18 | 1986-06-18 | 光スイツチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61140070A JP2539381B2 (ja) | 1986-06-18 | 1986-06-18 | 光スイツチ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62297825A JPS62297825A (ja) | 1987-12-25 |
| JP2539381B2 true JP2539381B2 (ja) | 1996-10-02 |
Family
ID=15260270
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61140070A Expired - Fee Related JP2539381B2 (ja) | 1986-06-18 | 1986-06-18 | 光スイツチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2539381B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2656598B2 (ja) * | 1989-01-30 | 1997-09-24 | 株式会社日立製作所 | 半導体光スイッチ及び半導体光スイッチアレイ |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53144353A (en) * | 1977-05-23 | 1978-12-15 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Optical path switch |
| JPS5662221A (en) * | 1979-10-25 | 1981-05-28 | Fujitsu Ltd | Photoswitch |
| JPS58137246A (ja) * | 1982-02-09 | 1983-08-15 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光マトリクス・スイツチ |
| JPS5895715A (ja) * | 1981-12-03 | 1983-06-07 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光スイツチ |
-
1986
- 1986-06-18 JP JP61140070A patent/JP2539381B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62297825A (ja) | 1987-12-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |