JP2976608B2 - 導波路形光スイッチ - Google Patents
導波路形光スイッチInfo
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- JP2976608B2 JP2976608B2 JP21849091A JP21849091A JP2976608B2 JP 2976608 B2 JP2976608 B2 JP 2976608B2 JP 21849091 A JP21849091 A JP 21849091A JP 21849091 A JP21849091 A JP 21849091A JP 2976608 B2 JP2976608 B2 JP 2976608B2
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- waveguide
- optical switch
- film thickness
- type optical
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は導波路形光スイッチに係
わり、特に入力光の偏光状態に特性が依存しない無偏光
形の導波路形光スイッチに関する。
わり、特に入力光の偏光状態に特性が依存しない無偏光
形の導波路形光スイッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバ伝送回線や端末装置等の切換
えに用いられる光スイッチは、光伝送路中に挿入される
光路を切換えるためのデバイスであり、光ファイバ通信
システムを拡張し多様化する上で不可欠な光デバイスで
ある。従来、この光スイッチのうち特性が入力光の偏光
状態によって変化しない偏光無依存形の導波路形光スイ
ッチとしては、導波路のＴＥおよびＴＭ偏光に対する屈
折率差が一致するＴｉ膜厚で導波路を形成する構造と
か、制御電極を分割し、１つの導波路に印加する電界の
向きが反転する領域を設ける（反転Δβ形）構造が知ら
れている。
えに用いられる光スイッチは、光伝送路中に挿入される
光路を切換えるためのデバイスであり、光ファイバ通信
システムを拡張し多様化する上で不可欠な光デバイスで
ある。従来、この光スイッチのうち特性が入力光の偏光
状態によって変化しない偏光無依存形の導波路形光スイ
ッチとしては、導波路のＴＥおよびＴＭ偏光に対する屈
折率差が一致するＴｉ膜厚で導波路を形成する構造と
か、制御電極を分割し、１つの導波路に印加する電界の
向きが反転する領域を設ける（反転Δβ形）構造が知ら
れている。
【０００３】前者の導波路形光スイッチについて図２を
用いて説明する。図２には、Ｔｉ膜厚（Ｔｉ拡散量）に
対するＴＥおよびＴＭの完全結合長の変化を示してお
り、あるＴｉ膜厚（Ｔｉ（ｃ））で両者の完全結合長が
一致する。したがって、精度良くＴｉ膜厚を形成してや
れば偏光無依存化が図れる。
用いて説明する。図２には、Ｔｉ膜厚（Ｔｉ拡散量）に
対するＴＥおよびＴＭの完全結合長の変化を示してお
り、あるＴｉ膜厚（Ｔｉ（ｃ））で両者の完全結合長が
一致する。したがって、精度良くＴｉ膜厚を形成してや
れば偏光無依存化が図れる。
【０００４】一方、後者の導波路形光スイッチについて
図３および図４を用いて説明する。図３は導波路形光ス
イッチの斜視図であり、導波路１の上に絶縁膜２を介し
て制御電極３が設けられており、この制御電極３は伝播
方向に２分割されている。図４はこの構成での方向性結
合器を形成する近接した２本の導波路の各々の規格化し
た伝播定数の差（ΔβＬ／π）に対するクロス状態
（Ｘ）および直進状態（＝）を得る結合長（完全結合長
Ｌｃで規格化）を示したもので、スイッチング・ダイア
グラムと呼ばれている。ここで、クロス状態とは光パワ
ーが完全に近接する他の導波路へ移行する状態で、直進
状態とは光パワーが完全に入力した導波路と同じ導波路
から出力される状態を言う。
図３および図４を用いて説明する。図３は導波路形光ス
イッチの斜視図であり、導波路１の上に絶縁膜２を介し
て制御電極３が設けられており、この制御電極３は伝播
方向に２分割されている。図４はこの構成での方向性結
合器を形成する近接した２本の導波路の各々の規格化し
た伝播定数の差（ΔβＬ／π）に対するクロス状態
（Ｘ）および直進状態（＝）を得る結合長（完全結合長
Ｌｃで規格化）を示したもので、スイッチング・ダイア
グラムと呼ばれている。ここで、クロス状態とは光パワ
ーが完全に近接する他の導波路へ移行する状態で、直進
状態とは光パワーが完全に入力した導波路と同じ導波路
から出力される状態を言う。
【０００５】ＴＭ偏光に対する完全結合長がＴＥのそれ
より若干長くなるようにＴｉ膜厚が設定されている。図
４で破線はＴＭ偏光に対するスイッチング・ダイアグラ
ムで、実線はＴＥに対するものである。破線と実線の交
わるＡ点では共にクロス状態であり、Ｂ点では直進状態
が得られる。Ｔｉの設定膜厚がずれると、Ａ点、Ｂ点共
に横軸方向にずれる。しかし、電圧を調整すれば、この
ずれ量を補償できる。
より若干長くなるようにＴｉ膜厚が設定されている。図
４で破線はＴＭ偏光に対するスイッチング・ダイアグラ
ムで、実線はＴＥに対するものである。破線と実線の交
わるＡ点では共にクロス状態であり、Ｂ点では直進状態
が得られる。Ｔｉの設定膜厚がずれると、Ａ点、Ｂ点共
に横軸方向にずれる。しかし、電圧を調整すれば、この
ずれ量を補償できる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た２つの従来例によれば次のような問題点があった。す
なわち、前者の構成では、Ｔｉ膜厚を精度良く形成しな
ければならず、しかもＴｉ拡散後（Ｔｉ膜厚形成後）に
特性を簡単に調整することができなっかた。また、後者
の構成では、電圧調整で特性が改善できるものの、クロ
ス状態から直進状態へ移行させる電圧（スイッチング電
圧）が前者の２倍必要であり、高い電圧を必要とする等
の問題があった。
た２つの従来例によれば次のような問題点があった。す
なわち、前者の構成では、Ｔｉ膜厚を精度良く形成しな
ければならず、しかもＴｉ拡散後（Ｔｉ膜厚形成後）に
特性を簡単に調整することができなっかた。また、後者
の構成では、電圧調整で特性が改善できるものの、クロ
ス状態から直進状態へ移行させる電圧（スイッチング電
圧）が前者の２倍必要であり、高い電圧を必要とする等
の問題があった。
【０００７】本発明の目的は上述した問題に鑑みなされ
たもので、Ｔｉ膜厚形成後、Ｔｉ膜厚の設定量からのず
れを補償できるようにした導波路形光スイッチを提供す
るにある。
たもので、Ｔｉ膜厚形成後、Ｔｉ膜厚の設定量からのず
れを補償できるようにした導波路形光スイッチを提供す
るにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
電気光学効果を有する基板に形成された一対の導波路が
互いに近接する部分と、この導波路上に絶縁膜を介して
設けられた一対の制御電極とから成る導波路形光スイッ
チにおいて、前記した導波路が互いに近接する部分の一
方側の一部分の上に前記した絶縁膜を介さずに導電性膜
を直接設けた構成としたものである。
電気光学効果を有する基板に形成された一対の導波路が
互いに近接する部分と、この導波路上に絶縁膜を介して
設けられた一対の制御電極とから成る導波路形光スイッ
チにおいて、前記した導波路が互いに近接する部分の一
方側の一部分の上に前記した絶縁膜を介さずに導電性膜
を直接設けた構成としたものである。
【０００９】請求項２記載の発明は、導波路がＬｉＮｂ
Ｏ3 基板にＴｉを拡散して形成され、Ｔｉ膜厚を入力光
のＴＥ偏光とＴＭ偏光とに対する完全結合長が一致する
Ｔｉ膜厚より若干薄く設定した構成としたものである。
Ｏ3 基板にＴｉを拡散して形成され、Ｔｉ膜厚を入力光
のＴＥ偏光とＴＭ偏光とに対する完全結合長が一致する
Ｔｉ膜厚より若干薄く設定した構成としたものである。
【００１０】請求項３記載の発明は、導電性膜が導波路
の一方側の上にその一部を除去可能にして設けられてい
ることを特徴としている。
の一方側の上にその一部を除去可能にして設けられてい
ることを特徴としている。
【００１１】
【作用】このように本発明によれば、方向性結合部の一
部分に導波路と接した導電性膜を設けることにより、Ｔ
Ｍ偏光に対する結合長を等価的に短くすることができ
る。また、この導電性膜を一部除去してその長さを調整
することにより、Ｔｉ膜厚形成後、Ｔｉ膜厚の設定量か
らのずれを簡単に補償することができる。
部分に導波路と接した導電性膜を設けることにより、Ｔ
Ｍ偏光に対する結合長を等価的に短くすることができ
る。また、この導電性膜を一部除去してその長さを調整
することにより、Ｔｉ膜厚形成後、Ｔｉ膜厚の設定量か
らのずれを簡単に補償することができる。
【００１２】
【実施例】次に、本発明の一実施例について図面を参照
して説明する。
して説明する。
【００１３】図１は本発明に係わる導波路形光スイッチ
の一実施例を示す斜視図である。電気光学効果を有する
ＬｉＮｂＯ3 基板１０にはＴｉを拡散することにより一
対の導波路１１、１２が形成されている。この導波路１
１、１２は互いに近接しており、方向性結合が生ずるよ
うになっている。また、導波路１１、１２上にはそれぞ
れ絶縁膜１３を介して制御電極１４が形成されている。
この制御電極１４は導波路１１、１２上の全面にわたっ
て形成されておらず、基板１０の右側端部から左側端部
近傍位置まで所定量延在した構成となっている。また、
導波路１１の光入力端１５の反対側端部上の絶縁膜１３
は切り欠かれた構造となっており、この導波路１１の光
入力端１５の反対側端部上には絶縁膜１３を介さずに導
電性膜１６が直接設けられた構成となっている。
の一実施例を示す斜視図である。電気光学効果を有する
ＬｉＮｂＯ3 基板１０にはＴｉを拡散することにより一
対の導波路１１、１２が形成されている。この導波路１
１、１２は互いに近接しており、方向性結合が生ずるよ
うになっている。また、導波路１１、１２上にはそれぞ
れ絶縁膜１３を介して制御電極１４が形成されている。
この制御電極１４は導波路１１、１２上の全面にわたっ
て形成されておらず、基板１０の右側端部から左側端部
近傍位置まで所定量延在した構成となっている。また、
導波路１１の光入力端１５の反対側端部上の絶縁膜１３
は切り欠かれた構造となっており、この導波路１１の光
入力端１５の反対側端部上には絶縁膜１３を介さずに導
電性膜１６が直接設けられた構成となっている。
【００１４】次に、Ｔｉ膜厚と導波路結合長について図
２を用いて説明する。ＴＥ偏光とＴＭ偏光のＴｉ膜厚に
対する完全結合長を図２に示す。図から明らかなよう
に、Ｔｉ膜厚Ｔｉ（ｃ）で、ＴＥ、ＴＭ両偏光の完全結
合長が一致し、この時導波路１１の光入力端１５から入
射した光は全て導波路１２の光出力端１７から出射され
る。
２を用いて説明する。ＴＥ偏光とＴＭ偏光のＴｉ膜厚に
対する完全結合長を図２に示す。図から明らかなよう
に、Ｔｉ膜厚Ｔｉ（ｃ）で、ＴＥ、ＴＭ両偏光の完全結
合長が一致し、この時導波路１１の光入力端１５から入
射した光は全て導波路１２の光出力端１７から出射され
る。
【００１５】一方、本実施例では、Ｔｉ膜厚はＴｉ
（ｃ）から若干薄いＴｉ（１）に設定されている。この
ようにすると、完全結合長は、ＴＥに対しＬｃ1（Ｔ
Ｅ）、ＴＭに対しＬｃ1 （ＴＭ）、Ｌｃ1 （ＴＭ）＜Ｌ
ｃ1 （ＴＥ）となる。この設定膜厚でＴＥとＴＭ偏光の
光入力を共に光出力端１７から出射させるために、導電
性膜１６を導波路１１と接して形成する。これは導電性
膜１６を導波路１１に接して設けると、この部分でのＴ
Ｍ偏光に対する伝播定数だけが大きく変化し、ＴＥ偏光
の伝播定数は変化しないことを利用したものである。な
お、ここでは説明を単純にするため、導電性膜１６が付
加された導波路１１のＴＭの伝播定数、変化量は大きく
その部分での方向性結合が無視できる程小さいものとす
る。この状態において、ＴＭ偏光に対する結合長は、Ｌ
ｃ1 （ＴＥ）ではなくＬｃ1 （ＴＭ）となり、光入力端
１５からのＴＭ偏光は光出力端１７に出射される。一
方、ＴＥ偏光に対しての完全結合長はＬｃ1 （ＴＥ）で
あり、同じく光出力端１７に光パワーが移行する。
（ｃ）から若干薄いＴｉ（１）に設定されている。この
ようにすると、完全結合長は、ＴＥに対しＬｃ1（Ｔ
Ｅ）、ＴＭに対しＬｃ1 （ＴＭ）、Ｌｃ1 （ＴＭ）＜Ｌ
ｃ1 （ＴＥ）となる。この設定膜厚でＴＥとＴＭ偏光の
光入力を共に光出力端１７から出射させるために、導電
性膜１６を導波路１１と接して形成する。これは導電性
膜１６を導波路１１に接して設けると、この部分でのＴ
Ｍ偏光に対する伝播定数だけが大きく変化し、ＴＥ偏光
の伝播定数は変化しないことを利用したものである。な
お、ここでは説明を単純にするため、導電性膜１６が付
加された導波路１１のＴＭの伝播定数、変化量は大きく
その部分での方向性結合が無視できる程小さいものとす
る。この状態において、ＴＭ偏光に対する結合長は、Ｌ
ｃ1 （ＴＥ）ではなくＬｃ1 （ＴＭ）となり、光入力端
１５からのＴＭ偏光は光出力端１７に出射される。一
方、ＴＥ偏光に対しての完全結合長はＬｃ1 （ＴＥ）で
あり、同じく光出力端１７に光パワーが移行する。
【００１６】次に、形成後のＴｉ膜厚が所定の値からず
れた場合を考える。図２に示すようにＴｉ膜厚がＴｉ
（２）に形成された場合、導電性膜１６をエッチング手
段によりＬｃ2 （ＴＭ）になるように調整すればよい。
一方、ＴＥに対してはＴｉ膜厚による完全結合長の変化
量は小さくＬｃ1 （ＴＥ）でもＬｃ2 （ＴＥ）でも特性
は変化しない。以上の原理でＴｉ膜厚の設定値からのず
れ量を導電性膜１６を削除することにより簡単に実現で
きる。
れた場合を考える。図２に示すようにＴｉ膜厚がＴｉ
（２）に形成された場合、導電性膜１６をエッチング手
段によりＬｃ2 （ＴＭ）になるように調整すればよい。
一方、ＴＥに対してはＴｉ膜厚による完全結合長の変化
量は小さくＬｃ1 （ＴＥ）でもＬｃ2 （ＴＥ）でも特性
は変化しない。以上の原理でＴｉ膜厚の設定値からのず
れ量を導電性膜１６を削除することにより簡単に実現で
きる。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように請求項１〜請求項３
記載の発明に係わる導波路形光スイッチによれば、導波
路が互いに近接する部分の一方側の一部分の上に絶縁膜
を介さずに導電性膜を直接設けた構成としたことによ
り、ＴＭ偏光に対する結合長を等価的に短くすることが
可能となった。また、請求項３記載の発明によればこの
導電性膜を一部除去してその長さを調整することによ
り、Ｔｉ膜厚形成後、このＴｉ膜厚の設定量からのずれ
を簡単に補償できるという効果も奏する。
記載の発明に係わる導波路形光スイッチによれば、導波
路が互いに近接する部分の一方側の一部分の上に絶縁膜
を介さずに導電性膜を直接設けた構成としたことによ
り、ＴＭ偏光に対する結合長を等価的に短くすることが
可能となった。また、請求項３記載の発明によればこの
導電性膜を一部除去してその長さを調整することによ
り、Ｔｉ膜厚形成後、このＴｉ膜厚の設定量からのずれ
を簡単に補償できるという効果も奏する。
【図１】本発明に係わる導波路形光スイッチの一実施例
を示す斜視図である。
を示す斜視図である。
【図２】Ｔｉ膜厚と完全結合長との関係を示す図であ
る。
る。
【図３】従来の導波路形光スイッチの一例を示す斜視図
である。
である。
【図４】反転Δβ構成の原理を示す説明図である。
１０ 基板 １１、１２ 導波路 １３ 絶縁膜 １４ 制御電極 １５ 導電性膜
Claims (3)
- 【請求項１】 電気光学効果を有する基板に形成された
一対の導波路が互いに近接する部分と、この導波路上に
絶縁膜を介して設けられた一対の制御電極とから成る導
波路形光スイッチにおいて、前記導波路が互いに近接す
る部分の一方側の一部分の上に前記絶縁膜を介さずに導
電性膜を直接設けたことを特徴とする導波路形光スイッ
チ。 - 【請求項２】 導波路がＬｉＮｂＯ3 基板にＴｉを拡散
して形成され、Ｔｉ膜厚が入力光のＴＥ偏光とＴＭ偏光
とに対する完全結合長が一致するＴｉ膜厚より若干薄く
設定されていることを特徴とする請求項１記載の導波路
形光スイッチ。 - 【請求項３】 前記導電性膜は前記導波路の前記一方側
の上にその一部を除去可能にして設けられていることを
特徴とする請求項１または請求項２記載の導波路形光ス
イッチ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21849091A JP2976608B2 (ja) | 1991-08-29 | 1991-08-29 | 導波路形光スイッチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21849091A JP2976608B2 (ja) | 1991-08-29 | 1991-08-29 | 導波路形光スイッチ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0553158A JPH0553158A (ja) | 1993-03-05 |
| JP2976608B2 true JP2976608B2 (ja) | 1999-11-10 |
Family
ID=16720748
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21849091A Expired - Fee Related JP2976608B2 (ja) | 1991-08-29 | 1991-08-29 | 導波路形光スイッチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2976608B2 (ja) |
-
1991
- 1991-08-29 JP JP21849091A patent/JP2976608B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0553158A (ja) | 1993-03-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |