JP2718671B2 - 光合波器 - Google Patents
光合波器Info
- Publication number
- JP2718671B2 JP2718671B2 JP61279588A JP27958886A JP2718671B2 JP 2718671 B2 JP2718671 B2 JP 2718671B2 JP 61279588 A JP61279588 A JP 61279588A JP 27958886 A JP27958886 A JP 27958886A JP 2718671 B2 JP2718671 B2 JP 2718671B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical waveguide
- refractive index
- optical
- light
- waveguide
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/29—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the position or the direction of light beams, i.e. deflection
- G02F1/31—Digital deflection, i.e. optical switching
- G02F1/313—Digital deflection, i.e. optical switching in an optical waveguide structure
- G02F1/3137—Digital deflection, i.e. optical switching in an optical waveguide structure with intersecting or branching waveguides, e.g. X-switches and Y-junctions
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
- G02B6/2804—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals forming multipart couplers without wavelength selective elements, e.g. "T" couplers, star couplers
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/29—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the position or the direction of light beams, i.e. deflection
- G02F1/31—Digital deflection, i.e. optical switching
- G02F1/313—Digital deflection, i.e. optical switching in an optical waveguide structure
- G02F1/3137—Digital deflection, i.e. optical switching in an optical waveguide structure with intersecting or branching waveguides, e.g. X-switches and Y-junctions
- G02F1/3138—Digital deflection, i.e. optical switching in an optical waveguide structure with intersecting or branching waveguides, e.g. X-switches and Y-junctions the optical waveguides being made of semiconducting materials
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は光合波器に関する。
〔従来の技術〕
従来の光合波器は、昭和60年度電子通信学会半導体・
材料部門全国大会予稿S7−３に記載されているように、
光導波路の合流点（結合領域）での結合損失を下げるた
め、合流点ごとに導波路幅を広げて多モード光導波路結
合する形を取つており、単一モード光導波路へ低損失で
結合することについて配慮されていなかつた。 また、光導波路の屈折率が均一なため、導波光の漏洩
が多いと考えられる。 〔発明が解決しようとする問題点〕 上記従来技術は、複数の入力光導波路の中の１本と出
力光導波路の結合において、単一モード光導波路２者間
の結合効率を高める点についての配慮がなされておら
ず、多モード光導波路を用いているため、以降の単一モ
ード光導波路例えば単一モード光ファイバとの結合効率
が低いという問題があつた。 本発明の目的は、結合効率の高い（損失の少ない）光
合波器を提供することにある。 〔問題点を解決するための手段〕 上記目的は、例えば、第１図に示すように複数個の入
力の光導波路の結合領域において、合波機能における出
射側の光導波路以外の光導波路に、屈折率変化部分を設
け、この屈折率を調整することにより達成される。屈折
率の調整は、該結合領域にキャリアを注入するか、電場
を印加するか（注入用または印加用電極は図示されてい
ないが、周知の方法で設けることができる）、光を照射
することによって行う。ここで、結合領域とは、光の交
叉点および／またはその近傍領域をいう。 本発明の要旨はシングルモードの第１の光導波路と、
前記第１の光導波路から分岐したそれぞれがシングルモ
ードの第２および第３の光導波路とを有し、前記第１乃
至第３の光導波路は一体的に基板上に形成された光合波
器において、 前記第２の光導波路の前記第１の光導波路から分岐し
た第１の部分近傍にはその部分の光導波路の屈折率を変
化させるための第１の屈折率変化手段が設けられ、 前記第３の光導波路の前記第１の光導波路から分岐し
た第２の部分近傍にはその部分の光導波路の屈折率を変
化させるための第２の屈折率変化手段が設けられ、 前記第２の光導波路の側から前記第１の光導波路の側
へ光を合波させるときには前記第２の屈折率変化手段に
より前記第２の部分の光導波路の屈折率を変化させてそ
の光の前記第３の光導波路の側への漏洩を小さくし、前
記第３の光導波路の側から前記第１の光導波路の側へ光
を合波させるときには前記第１の屈折率変化手段により
前記第１の部分の光導波路の屈折率を変化させてその光
の前記第２の光導波路の側へ漏洩を小さくするように構
成されていることを特徴とする光合波器にある。 〔作用〕 第１図を用いて説明する。 屈折率変化部分15は光導波路３の結合領域に、屈折率
変化部分16は光導波路４の結合領域に形成されているの
で、この屈折率変化部分の屈折率を調整して、光導波路
３を伝送する光は、光導波路４への漏洩を極めて少なく
し、また光導波路４を伝送する光は光導波路３への漏洩
を極めて少なくなるようにでき、したがつて、光導波路
３および４を伝送する光が効率よく光導波路６へ合波、
導入される。 〔実施例〕 以下、本発明の実施例を図により説明する。 実施例１ 第１図を用いて説明する。 第１図はInGaAsPによる光導波路2,3,4をInP基板10の
上に構成した光合波器である。光導波路の厚さは1.5μ
m,幅は３μｍで、通常の液相エピタキシ法を用いて形成
した。入力側光導波路が２つ（3,4）あり出力側光導波
路（６）に結合している。結合領域では、屈折率が低下
する部分（15,16）が、Au−Cr蒸着による電極を形成す
ることにより設けてある。屈折率を低下させる方法とし
ては、例えば電場を印加してキャリヤを注入する方法が
ある。今片方の入力側光導波路（３）から光（１）が入
る場合、反対側の入力側光導波路（４）上に設けた領域
（16）の屈折率を低下させる。その結果結合領域におけ
る光導波路３の光の閉じ込めが良くなり出力側の光導波
路（６）へ効率良く光が伝搬する（２）。従来法におい
て結合損失が3dB程度あつたものが、本発明により1dB以
下になつた。 実施例２ 次の実施例を第２図により説明する。 InGaAsP/InPの光導波路よりなり、構造は第１図と同
じである。異なる点は、構成が３入力側光導波路（3,4,
5）１出力側光導波路（６）となつている。この場合、
屈折率を下げる領域を５分割した（15,16,17,18,19）。
入力側光導波路の１つ（３）から光（１）が入る場合
（16），（17），（19）の領域、即ち中央の光導波路
（４）と他の光導波路（５）の結合部に対応する屈折率
可変部分（16），（17），（19）の屈折率を低下させ
る。これにより結合領域における光導波３の光の閉じ込
めが良くなり出力側光導波路（６）に効率良く光（２）
が伝搬する。 本発明により5dB結合効率が上がつた。 なお、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部分がその所望の
光導波路を含み、かつクラツド領域30にかかつても同一
効果が得られる。（第４図参照、こゝで（ａ）は平面
図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ′断面図である。） また、本実施例では屈折率を変化させる方法としてキ
ヤリアを注入する方法を取つたが、材料、構造および印
加電圧を選択することにより、電界の印加による電気光
学効果によつ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。 なお、本発明の参考例として光分波器が考えられる。
光分波器は光合波器の逆の作用であり、上記実施例の入
射側と出射側とを逆にするだけでこの光分波器は実施で
きる。 第３図は、第１図のＡ−Ａ′断面図に相当する図で、
第３図（ａ）をキヤリアの注入または電場印加のための
電極を形成した場合の一例を示し、第３図（ｂ）は光を
照射して屈折率を変化させる場合の一例を示す。 なお、本実施例において、光導波路の厚さは0.3〜５
μm,幅は0.5〜10μｍの範囲で同様の結果を得た。 〔発明の効果〕 本発明によれば、結合効率の高い（損失の少ない）光
合波器を提供できる。
材料部門全国大会予稿S7−３に記載されているように、
光導波路の合流点（結合領域）での結合損失を下げるた
め、合流点ごとに導波路幅を広げて多モード光導波路結
合する形を取つており、単一モード光導波路へ低損失で
結合することについて配慮されていなかつた。 また、光導波路の屈折率が均一なため、導波光の漏洩
が多いと考えられる。 〔発明が解決しようとする問題点〕 上記従来技術は、複数の入力光導波路の中の１本と出
力光導波路の結合において、単一モード光導波路２者間
の結合効率を高める点についての配慮がなされておら
ず、多モード光導波路を用いているため、以降の単一モ
ード光導波路例えば単一モード光ファイバとの結合効率
が低いという問題があつた。 本発明の目的は、結合効率の高い（損失の少ない）光
合波器を提供することにある。 〔問題点を解決するための手段〕 上記目的は、例えば、第１図に示すように複数個の入
力の光導波路の結合領域において、合波機能における出
射側の光導波路以外の光導波路に、屈折率変化部分を設
け、この屈折率を調整することにより達成される。屈折
率の調整は、該結合領域にキャリアを注入するか、電場
を印加するか（注入用または印加用電極は図示されてい
ないが、周知の方法で設けることができる）、光を照射
することによって行う。ここで、結合領域とは、光の交
叉点および／またはその近傍領域をいう。 本発明の要旨はシングルモードの第１の光導波路と、
前記第１の光導波路から分岐したそれぞれがシングルモ
ードの第２および第３の光導波路とを有し、前記第１乃
至第３の光導波路は一体的に基板上に形成された光合波
器において、 前記第２の光導波路の前記第１の光導波路から分岐し
た第１の部分近傍にはその部分の光導波路の屈折率を変
化させるための第１の屈折率変化手段が設けられ、 前記第３の光導波路の前記第１の光導波路から分岐し
た第２の部分近傍にはその部分の光導波路の屈折率を変
化させるための第２の屈折率変化手段が設けられ、 前記第２の光導波路の側から前記第１の光導波路の側
へ光を合波させるときには前記第２の屈折率変化手段に
より前記第２の部分の光導波路の屈折率を変化させてそ
の光の前記第３の光導波路の側への漏洩を小さくし、前
記第３の光導波路の側から前記第１の光導波路の側へ光
を合波させるときには前記第１の屈折率変化手段により
前記第１の部分の光導波路の屈折率を変化させてその光
の前記第２の光導波路の側へ漏洩を小さくするように構
成されていることを特徴とする光合波器にある。 〔作用〕 第１図を用いて説明する。 屈折率変化部分15は光導波路３の結合領域に、屈折率
変化部分16は光導波路４の結合領域に形成されているの
で、この屈折率変化部分の屈折率を調整して、光導波路
３を伝送する光は、光導波路４への漏洩を極めて少なく
し、また光導波路４を伝送する光は光導波路３への漏洩
を極めて少なくなるようにでき、したがつて、光導波路
３および４を伝送する光が効率よく光導波路６へ合波、
導入される。 〔実施例〕 以下、本発明の実施例を図により説明する。 実施例１ 第１図を用いて説明する。 第１図はInGaAsPによる光導波路2,3,4をInP基板10の
上に構成した光合波器である。光導波路の厚さは1.5μ
m,幅は３μｍで、通常の液相エピタキシ法を用いて形成
した。入力側光導波路が２つ（3,4）あり出力側光導波
路（６）に結合している。結合領域では、屈折率が低下
する部分（15,16）が、Au−Cr蒸着による電極を形成す
ることにより設けてある。屈折率を低下させる方法とし
ては、例えば電場を印加してキャリヤを注入する方法が
ある。今片方の入力側光導波路（３）から光（１）が入
る場合、反対側の入力側光導波路（４）上に設けた領域
（16）の屈折率を低下させる。その結果結合領域におけ
る光導波路３の光の閉じ込めが良くなり出力側の光導波
路（６）へ効率良く光が伝搬する（２）。従来法におい
て結合損失が3dB程度あつたものが、本発明により1dB以
下になつた。 実施例２ 次の実施例を第２図により説明する。 InGaAsP/InPの光導波路よりなり、構造は第１図と同
じである。異なる点は、構成が３入力側光導波路（3,4,
5）１出力側光導波路（６）となつている。この場合、
屈折率を下げる領域を５分割した（15,16,17,18,19）。
入力側光導波路の１つ（３）から光（１）が入る場合
（16），（17），（19）の領域、即ち中央の光導波路
（４）と他の光導波路（５）の結合部に対応する屈折率
可変部分（16），（17），（19）の屈折率を低下させ
る。これにより結合領域における光導波３の光の閉じ込
めが良くなり出力側光導波路（６）に効率良く光（２）
が伝搬する。 本発明により5dB結合効率が上がつた。 なお、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部分がその所望の
光導波路を含み、かつクラツド領域30にかかつても同一
効果が得られる。（第４図参照、こゝで（ａ）は平面
図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ′断面図である。） また、本実施例では屈折率を変化させる方法としてキ
ヤリアを注入する方法を取つたが、材料、構造および印
加電圧を選択することにより、電界の印加による電気光
学効果によつ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。 なお、本発明の参考例として光分波器が考えられる。
光分波器は光合波器の逆の作用であり、上記実施例の入
射側と出射側とを逆にするだけでこの光分波器は実施で
きる。 第３図は、第１図のＡ−Ａ′断面図に相当する図で、
第３図（ａ）をキヤリアの注入または電場印加のための
電極を形成した場合の一例を示し、第３図（ｂ）は光を
照射して屈折率を変化させる場合の一例を示す。 なお、本実施例において、光導波路の厚さは0.3〜５
μm,幅は0.5〜10μｍの範囲で同様の結果を得た。 〔発明の効果〕 本発明によれば、結合効率の高い（損失の少ない）光
合波器を提供できる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の実施例の構成図である。第２図はさら
に１つ入力側光導波路が増した場合（実施例２）の構成
図、第３図は屈折率変化方法の例を示す構成図、第４図
は実施例の他の態様を示す図である。 １……入力信号光、２……出力光、3,4……入力側光導
波路、６……出力側光導波路、15,16……光導波路の屈
折率変化部分、21,22……電極、10……基板、20……電
極、30……クラツド領域。
に１つ入力側光導波路が増した場合（実施例２）の構成
図、第３図は屈折率変化方法の例を示す構成図、第４図
は実施例の他の態様を示す図である。 １……入力信号光、２……出力光、3,4……入力側光導
波路、６……出力側光導波路、15,16……光導波路の屈
折率変化部分、21,22……電極、10……基板、20……電
極、30……クラツド領域。
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
(56)参考文献 特開 昭54−97054（ＪＰ，Ａ)
特開 昭53−66750（ＪＰ，Ａ)
実開 昭53−157742（ＪＰ，Ｕ)
実開 昭59−138832（ＪＰ，Ｕ)
特公 昭49−42278（ＪＰ，Ｂ１)
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．シングルモードの第１の光導波路と、前記第１の光
導波路から分岐したそれぞれがシングルモードの第２お
よび第３の光導波路とを有し、前記第１乃至第３の光導
波路は一体的に基板上に形成された光合波器において、 前記第２の光導波路の前記第１の光導波路から分岐した
第１の部分近傍にはその部分の光導波路の屈折率を変化
させるための第１の屈折率変化手段が設けられ、 前記第３の光導波路の前記第１の光導波路から分岐した
第２の部分近傍にはその部分の光導波路の屈折率を変化
させるための第２の屈折率変化手段が設けられ、 前記第２の光導波路の側から前記第１の光導波路の側へ
光を合波させるときには前記第２の屈折率変化手段によ
り前記第２の部分の光導波路の屈折率を変化させてその
光の前記第３の光導波路の側への漏洩を小さくし、前記
第３の光導波路の側から前記第１の光導波路の側へ光を
合波させるときには前記第１の屈折率変化手段により前
記第１の部分の光導波路の屈折率を変化させてその光の
前記第２の光導波路の側への漏洩を小さくするように構
成されていることを特徴とする光合波器。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61279588A JP2718671B2 (ja) | 1986-11-26 | 1986-11-26 | 光合波器 |
| US07/122,343 US4813757A (en) | 1986-11-26 | 1987-11-18 | Optical switch including bypass waveguide |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61279588A JP2718671B2 (ja) | 1986-11-26 | 1986-11-26 | 光合波器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63133106A JPS63133106A (ja) | 1988-06-04 |
| JP2718671B2 true JP2718671B2 (ja) | 1998-02-25 |
Family
ID=17613079
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61279588A Expired - Lifetime JP2718671B2 (ja) | 1986-11-26 | 1986-11-26 | 光合波器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2718671B2 (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4942278A (ja) * | 1972-03-03 | 1974-04-20 | ||
| US4145109A (en) * | 1977-05-12 | 1979-03-20 | Sperry Rand Corporation | Electro-optic multiplexing with high interchannel isolation |
| JPS5497054A (en) * | 1978-01-14 | 1979-07-31 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Transmission controlling system for optical signals |
-
1986
- 1986-11-26 JP JP61279588A patent/JP2718671B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63133106A (ja) | 1988-06-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2583480B2 (ja) | 光スイッチ及び光スイッチアレイ | |
| US4813757A (en) | Optical switch including bypass waveguide | |
| US4223977A (en) | Integrated optical demultiplexing circuit | |
| US4340272A (en) | Light intensity modulator in an integrated optical circuit with feedback means | |
| US6501867B2 (en) | Chirp compensated Mach-Zehnder electro-optic modulator | |
| Ranganath et al. | Ti-diffused LiNbO 3 branched-waveguide modulators: performance and design | |
| CA2035098C (en) | Integrated optical polarisation splitter | |
| US20030091287A1 (en) | Multimode interference (MMI) device | |
| JPS649414A (en) | Wavelength variable optical multiplexer and demultiplexer | |
| KR100350414B1 (ko) | 가변 광 감쇄기가 결합된 디지털 열광학 광 스위치 | |
| JPS61198122A (ja) | 変調器またはそれに関する改良 | |
| US5991475A (en) | Tightly curved digital optical switches | |
| JPH1184434A (ja) | 光制御回路および動作方法 | |
| JP2718671B2 (ja) | 光合波器 | |
| US6701034B2 (en) | Digital optical switch | |
| US5761353A (en) | Optical coupling device and optical switch for use in the coupling device | |
| JPS57158616A (en) | Optical coupler | |
| JPH06294947A (ja) | 基板上のリブ形導波路から構成される光集積装置 | |
| JPH0313906A (ja) | 光集積回路 | |
| JP2669096B2 (ja) | 光変調器とその製造方法 | |
| WO2004015470A1 (en) | Optical device | |
| JP2539381B2 (ja) | 光スイツチ | |
| WO2021070378A1 (ja) | 光スイッチ装置 | |
| JPH02136822A (ja) | 光変調器 | |
| JPH04159512A (ja) | チャネルドロップ光フィルタ |