JP3023941B2 - Spectral switch - Google Patents
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、周波数多重光伝送方式
において、周波数多重で伝送されている光信号を分波
し、しかも光信号のまま光交換するという機能を持った
小形な分光型光スイッチに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a frequency division multiplexing optical transmission system, in which a small spectral light having a function of demultiplexing an optical signal transmitted by frequency multiplexing and exchanging light as it is. It is about switches.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、垂直回折格子と光導波路が一体に
形成された光部品として、１．４８〜１．５６μｍの光
を分光するのものがあった（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅ
ｔｔ．５８（１９９１）ｐｐ．１９４９−１９５１）。
図５は従来の小形分光器を説明するための平面図であっ
て、１はスラブ導波路部、２はリッジ導波路、３は垂直
回折格子、４は入力光（λ1 ，λ2 …λn ）、５は出力
光である。周波数多重化された入力光４はリッジ導波路
２に入り、スラブ導波路部１で拡がり、垂直回折格子３
で分光され、それぞれ異なったリッジ導波路２に集光す
る。垂直回折格子３は、ローランド円上にあり、リッジ
導波路１の入力部は、１／２ローランド円上にあるか
ら、焦点ずれなしに、それぞれの波長の光は、異なった
リッジ導波路２に集光する。2. Description of the Related Art Conventionally, as an optical component in which a vertical diffraction grating and an optical waveguide are integrally formed, there is an optical component that splits light of 1.48 to 1.56 μm (Appl. Phys. Le).
tt. 58 (1991) pp. 1949-951).
FIG. 5 is a plan view for explaining a conventional small spectroscope, wherein 1 is a slab waveguide, 2 is a ridge waveguide, 3 is a vertical diffraction grating, and 4 is input light (λ 1 , λ 2 ... Λ). n ), 5 is output light. The frequency-multiplexed input light 4 enters the ridge waveguide 2, spreads in the slab waveguide section 1, and
And condensed on different ridge waveguides 2. Since the vertical diffraction grating 3 is on the Rowland circle and the input portion of the ridge waveguide 1 is on the 1/2 Rowland circle, light of each wavelength is transferred to a different ridge waveguide 2 without defocus. Collect light.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかし、この従来例で
は、光交換の機能を全く持っていないという欠点があっ
た。また、スラブ導波路の屈折率が固定であるので、分
波角度の調節ができないという欠点、即ち、各々のリッ
ジ導波路に適合する光波長を調節できないという欠点が
あった。However, this conventional example has a disadvantage that it has no optical switching function. In addition, since the refractive index of the slab waveguide is fixed, there is a disadvantage that the angle of demultiplexing cannot be adjusted, that is, a wavelength of light suitable for each ridge waveguide cannot be adjusted.
【０００４】本発明の目的は、従来技術のこのような欠
点を解消して、電気光学効果による屈折率の制御によ
り、複数の光の分波角度を調節し、かつ、リッジ導波路
の光回路を工夫することにより、複数の光を相互に光交
換する機能を持った分光型光スイッチを提供することに
ある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned drawbacks of the prior art, to control the angle of demultiplexing of a plurality of lights by controlling the refractive index by the electro-optic effect, and to provide an optical circuit of a ridge waveguide. It is an object of the present invention to provide a spectroscopic optical switch having a function of mutually exchanging a plurality of lights by devising the above.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明による分光型光スイッチは、基板の表面上に
スラブ導波路が形成されるとともに、該基板の裏面と前
記スラブ導波路の上面とに対をなす電極が設けられ、該
スラブ導波路の一端面には、垂直回折格子が円弧状をな
しかつ該垂直回折格子の溝の方向が前記基板の表面に垂
直であり、しかも該円弧状の垂直回折格子がローランド
円上にあるように設けられ、該スラブ導波路の他端面に
は、複数個の入力導波路と複数個の集光導波路がその入
射部が１／２ローランド円上にあるように設けられ、前
記基板表面には、複数個の出力導波路が形成されるとと
もに前記複数個の集光導波路からの各出力光を該複数個
の出力導波路に選択的に供給するための光導波路網が形
成され、該光導波路網は、前記複数個の入力導波路に入
力された複数個の入力光が、前記対をなす電極間に印加
された逆バイアス電圧の値により、前記複数の出力導波
路に選択的に光交換されるように形成されている。ま
た、前記回折格子の形状を鋸状にして、入射光と回折光
とが該回折格子の溝の面に対して、略正反射の関係にな
るように形成し、かつ前記回折格子の端面に絶縁膜と金
属膜からなる高反射膜を形成することができる。電気光
学効果による屈折率の制御により、光の分波角度を調節
し、かつリッジ導波路の光回路網を工夫することによ
り、複数の光を相互に光交換する機能を実現することが
従来の技術と異なる。In order to achieve this object, a spectral optical switch according to the present invention has a slab waveguide formed on a front surface of a substrate, and a back surface of the substrate and the slab waveguide formed by the slab waveguide. An electrode paired with the upper surface is provided, and on one end surface of the slab waveguide, the vertical diffraction grating has an arc shape, and the direction of the groove of the vertical diffraction grating is perpendicular to the surface of the substrate, and An arc-shaped vertical diffraction grating is provided so as to be on a Rowland circle, and a plurality of input waveguides and a plurality of condensing waveguides are provided on the other end surface of the slab waveguide with an incident portion of a 1/2 Rowland circle. A plurality of output waveguides are formed on the substrate surface, and each output light from the plurality of light-collecting waveguides is selectively supplied to the plurality of output waveguides. Forming an optical waveguide network for The network selectively exchanges a plurality of input lights input to the plurality of input waveguides with the plurality of output waveguides according to a value of a reverse bias voltage applied between the pair of electrodes. It is formed to be. Further, the shape of the diffraction grating is formed in a sawtooth shape, and the incident light and the diffracted light are formed so as to have a substantially regular reflection relationship with respect to the groove surface of the diffraction grating, and are formed on the end surface of the diffraction grating. A highly reflective film including an insulating film and a metal film can be formed. By controlling the refractive index by the electro-optic effect, the splitting angle of light is adjusted, and by devising the optical network of the ridge waveguide, it is possible to realize the function of mutually exchanging multiple lights. Different from technology.
【０００６】[0006]
【実施例】図１は本発明の第１の実施例を示す斜視図で
あって、１１はｎ−ＩｎＰ基板、１２は垂直回折格子、
１３はスラブ導波路部、１４は入力導波路Ｉ、１５は入
力導波路II、１６は集光導波路Ｉ、１７は集光導波路I
I、１８は集光導波路III 、１９は出力導波路Ｉ、２０
は出力導波路II、２１は全反射鏡、２２は導波路交差
部、２３はｎ−電極、２４はｐ−電極、２５はリード線
である。導波路の層構造は、図面の簡略化のため省略し
てある。FIG. 1 is a perspective view showing a first embodiment of the present invention, in which 11 is an n-InP substrate, 12 is a vertical diffraction grating,
13 is a slab waveguide portion, 14 is an input waveguide I, 15 is an input waveguide II, 16 is a converging waveguide I, and 17 is a converging waveguide I
I and 18 are focusing waveguides III, 19 are output waveguides I and 20
Is an output waveguide II, 21 is a total reflection mirror, 22 is a waveguide intersection, 23 is an n-electrode, 24 is a p-electrode, and 25 is a lead wire. The layer structure of the waveguide is omitted for simplification of the drawing.
【０００７】図２は第１の実施例の機能を説明する図で
ある。図２を参考にしながら、第１の実施例の機能を説
明する。まず逆バイアス電圧Ｖ＝Ｖ1 の場合、入力導波
路（Ｉ）１４に入射した入力光λ1 は、スラブ導波路部
１３で拡がり、垂直回折格子１２で回折され、集光導波
路（II）１７に集光する。λ1 の光は直進し、出力導波
路（II）２０より出射する。入力導波路（II）１５に入
射した入力光λ2 は、スラブ導波路部１３で拡がり、垂
直回折格子１２で回折され、集光導波路（Ｉ）１６に集
光する。λ2 の光は直進し、出力導波路（Ｉ）１９より
出射する。また、逆バイアス電圧Ｖ＝Ｖ2 の場合、λ1
の光は回折角が変化し、集光導波路（III ）１８に集光
する。λ1 の光は全反射鏡２１で光路を曲げられ、出力
導波路（Ｉ）１９より出射する。一方、λ2 の光は回折
角が変化し、集光導波路（II）１７に集光し、直進し
て、出力導波路（II）２０より出射する。すなわち、λ
1 ，λ2 の光は逆バイアス電圧の大小により光交換され
る。FIG. 2 is a diagram for explaining the function of the first embodiment. The function of the first embodiment will be described with reference to FIG. First, when the reverse bias voltage V = V 1 , the input light λ 1 incident on the input waveguide (I) 14 spreads in the slab waveguide section 13, is diffracted by the vertical diffraction grating 12, and is condensed by the condensing waveguide (II) 17. Focus on The light of λ 1 goes straight and exits from the output waveguide (II) 20. The input light λ 2 incident on the input waveguide (II) 15 spreads in the slab waveguide section 13, is diffracted by the vertical diffraction grating 12, and is condensed on the condensing waveguide (I) 16. The light of λ 2 goes straight and exits from the output waveguide (I) 19. When the reverse bias voltage V = V 2 , λ 1
The diffraction angle of the light changes, and is converged on the converging waveguide (III) 18. The light of λ 1 has its optical path bent by the total reflection mirror 21 and exits from the output waveguide (I) 19. On the other hand, the light of λ 2 changes its diffraction angle, is condensed on the condensing waveguide (II) 17, travels straight, and emerges from the output waveguide (II) 20. That is, λ
The light of 1 and λ 2 is optically exchanged depending on the magnitude of the reverse bias voltage.
【０００８】次に、スラブ導波路部１３に逆バイアス電
圧を印加することにより分波角が変化するメカニズムに
ついて説明する。電気光学効果による屈折率変化は次式
で与えられる。 Δｎ＝（１／２）ｎ3 ｒ41Ｅ ここでΔｎは屈折率変化，ｎは屈折率，Ｅは印加される
電界，ｒ41は電気光学係数で、ほぼ１．６×１０
-12 （ｍ／Ｖ）程度である。アンドープ層のトータル厚
さを０．５μｍ＝５×１０-7（ｍ）とすると、１００Ｖ
印加した時、Ｅ＝２×１０8 （Ｖ／ｍ）となる。ｎ≒
３．３とすると、Δｎ≒５．８×１０-3となり、１．５
μｍ帯では、光波長のシフトはΔλ≒２７Å程度とな
る。また、スラブ導波路コア層にＩｎＰ系結晶の場合Ｉ
ｎＧａＡｓ／ＩｎＡｌＡｓあるいはＩｎＧａＡｓ／Ｉｎ
Ｐの多重量子井戸層を使用すれば、電気光学係数を大き
くすることができ、波長シフトを大きくすることができ
る。Next, a description will be given of a mechanism in which a branch angle is changed by applying a reverse bias voltage to the slab waveguide section 13. The change in the refractive index due to the electro-optic effect is given by the following equation. Δn = (１ ／) n 3 r 41 E where Δn is a change in refractive index, n is a refractive index, E is an applied electric field, and r 41 is an electro-optic coefficient, which is approximately 1.6 × 10
-12 (m / V). Assuming that the total thickness of the undoped layer is 0.5 μm = 5 × 10 −7 (m), 100 V
When applied, E = 2 × 10 8 (V / m). n ≒
Assuming 3.3, Δn ≒ 5.8 × 10 −3 and 1.5
In the μm band, the shift of the light wavelength is about Δλ {27}. In the case where the slab waveguide core layer is made of an InP-based crystal,
nGaAs / InAlAs or InGaAs / In
If a P multiple quantum well layer is used, the electro-optic coefficient can be increased, and the wavelength shift can be increased.
【０００９】また、回折格子の分解能は、次式で与え
られる。 Δλ＝λ／（ｍＮｎ） ここで、Δλは分解能、λは波長、ｍは回折の次数、Ｎ
は回折格子の本数、ｎはスラブ導波路の実効屈折率であ
る。スラブ導波路部を充分長くとると、回折格子の本数
Ｎは大きくなり、充分周波数多重光伝送方式に使用する
ことができる。また、回折格子の形状を鋸状にすれば、
特定の次数の回折光を８５〜９５％程度にすることがで
きる。The resolution of the diffraction grating is given by the following equation. Δλ = λ / (mNn) where Δλ is the resolution, λ is the wavelength, m is the order of diffraction, and N
Is the number of diffraction gratings, and n is the effective refractive index of the slab waveguide. If the slab waveguide is made sufficiently long, the number N of the diffraction gratings becomes large, and the slab waveguide can be used in a sufficiently frequency multiplexed optical transmission system. Also, if the shape of the diffraction grating is made saw-toothed,
The diffracted light of a specific order can be about 85 to 95%.
【００１０】図３は第２の実施例を示す平面図であっ
て、３１は垂直回折格子、３２はスラブ導波路部、３３
は入力導波路Ｉ、３４は入力導波路II、３５は入力導波
路III、３６は集光導波路Ｉ、３７は集光導波路II、３
８は集光導波路III 、３９は集光導波路IV、４０は集光
導波路Ｖ、４１は出力導波路Ｉ、４２は出力導波路II、
４３は出力導波路III 、４４は全反射鏡、４５は導波路
交差部である。FIG. 3 is a plan view showing a second embodiment, in which 31 is a vertical diffraction grating, 32 is a slab waveguide section, 33
Is an input waveguide I, 34 is an input waveguide II, 35 is an input waveguide III, 36 is a condensing waveguide I, 37 is a condensing waveguide II, 3
8 is a condensing waveguide III, 39 is a condensing waveguide IV, 40 is a condensing waveguide V, 41 is an output waveguide I, 42 is an output waveguide II,
43 is an output waveguide III, 44 is a total reflection mirror, and 45 is a waveguide intersection.
【００１１】図４は第２の実施例の機能を説明する図で
ある。逆バイアス電圧Ｖ＝Ｖ1 の場合、入力導波路
（Ｉ）３３に入射した入力光λ1 は、スラブ導波路部３
２で拡がり、垂直回折格子３１で回折され、集光導波路
(III)３８に集光し、出力導波路(III)４３から出射す
る。入力導波路（II）３４に入射した入力光λ2 は、集
光導波路（II）３７に集光し、出力導波路（II）４２か
ら出射する。入力導波路（III)３５に入射した入力光λ
3 は、集光導波路（Ｉ）３６に集光し、出力導波路
（Ｉ）４１から出射する。逆バイアス電圧Ｖ＝Ｖ2 の場
合、回折角が変化し、入力光λ1 は、集光導波路（IV）
３９に集光し、全反射鏡４４で光路を曲げ、出力導波路
（Ｉ）４１より出射する。入力光λ2 は集光導波路（II
I)３８に集光し、出力導波路（III)４３から出射する。
逆バイアス電圧Ｖ＝Ｖ3 の場合、回折角がさらに変化
し、入力光λ1 は、集光導波路（Ｖ）４０に集光し、全
反射鏡４４で光路を曲げ、出力導波路（Ｉ）４１から出
射する。入力光λ3 は、集光導波路（（III)３８に集光
し、出力導波路 (III)４３から出射する。即ち、逆バイ
アス電圧の変化により、３波の光λ1 ，λ2 ，λ3 を光
交換することができる。FIG. 4 is a diagram for explaining the function of the second embodiment. When the reverse bias voltage V = V 1 , the input light λ 1 incident on the input waveguide (I) 33 is
2 and is diffracted by the vertical diffraction grating 31 to form a condensing waveguide.
The light is condensed on (III) 38 and emitted from the output waveguide (III) 43. The input light λ 2 incident on the input waveguide (II) 34 is condensed on the condensing waveguide (II) 37 and exits from the output waveguide (II) 42. Input light λ incident on input waveguide (III) 35
3 is condensed on the converging waveguide (I) 36 and is emitted from the output waveguide (I) 41. When the reverse bias voltage V = V 2 , the diffraction angle changes, and the input light λ 1 is converged on the converging waveguide (IV).
The light is condensed at 39, the optical path is bent by the total reflection mirror 44, and the light is emitted from the output waveguide (I) 41. The input light λ 2 is a condensing waveguide (II
The light is condensed on I) 38 and emitted from the output waveguide (III) 43.
When the reverse bias voltage V = V 3 , the diffraction angle further changes, and the input light λ 1 is converged on the converging waveguide (V) 40, the optical path is bent by the total reflection mirror 44, and the output waveguide (I) Emitted from 41. The input light λ 3 is condensed on the converging waveguide ((III)) 38 and exits from the output waveguide (III) 43. That is, three waves of light λ 1 , λ 2 , λ are generated by a change in reverse bias voltage. 3 can be light exchanged.
【００１２】これらの結果から明らかなように、従来の
技術に比べ、電気光学効果による屈折率の制御により、
光の分波角度を調節し、光回路網を工夫することによ
り、複数の光を相互に光交換できる点の改善があった。As is apparent from these results, the control of the refractive index by the electro-optic effect is more effective than in the prior art.
By adjusting the demultiplexing angle of light and devising an optical circuit network, there has been an improvement in that a plurality of lights can be mutually exchanged.
【００１３】前記スラブ導波路は、ｎ型ＩｎＰ基板，ｎ
型ＩｎＰクラッド層，アンドープのＩｎＧａＡｓＰコア
層，アンドープのＩｎＰ層，ｐ型ＩｎＰクラッド層，ｐ
型ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層からなり、逆バイアス電
圧が印加できるように構成することができる。The slab waveguide comprises an n-type InP substrate, n
-Type InP cladding layer, undoped InGaAsP core layer, undoped InP layer, p-type InP cladding layer, p
It can be constituted by a type InGaAsP contact layer and capable of applying a reverse bias voltage.
【００１４】さらに、前記スラブ導波路は、ｎ型ＩｎＰ
基板，ｎ型ＩｎＰクラッド層，アンドープのＩｎＧａＡ
ｓ／ＩｎＰ層あるいはＩｎＧａＡｓ／ＩｎＡｌＡｓの多
重量子井戸コア層，アンドープのＩｎＰ層，ｐ型ＩｎＰ
クラッド層，ｐ型ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層から構成
することができる。Further, the slab waveguide is an n-type InP
Substrate, n-type InP cladding layer, undoped InGaAs
s / InP layer or multiple quantum well core layer of InGaAs / InAlAs, undoped InP layer, p-type InP
It can be composed of a cladding layer and a p-type InGaAsP contact layer.
【００１５】また、前記スラブ導波路は、ｎ型ＧａＡｓ
基板、ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層，アンドープのＧａ
Ａｓコア層，ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層，ｐ型ＧａＡ
ｓコンタクト層から構成されてもよい。Further, the slab waveguide is made of n-type GaAs.
Substrate, n-type AlGaAs cladding layer, undoped Ga
As core layer, p-type AlGaAs cladding layer, p-type GaAs
It may be composed of an s contact layer.
【００１６】前記スラブ導波路は、ｎ型ＧａＡｓ基板，
ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層，アンドープのＡｌＧａＡ
ｓ／ＧａＡｓ多重量子井戸コア層，ｐ型ＡｌＧａＡｓク
ラッド層，ｐ型ＧａＡｓコンタクト層から構成すること
もできる。The slab waveguide includes an n-type GaAs substrate,
n-type AlGaAs cladding layer, undoped AlGaAs
It may be composed of an s / GaAs multiple quantum well core layer, a p-type AlGaAs cladding layer, and a p-type GaAs contact layer.
【００１７】[0017]
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明は複
数の光を、電気光学効果による屈折率の制御により、各
々の光の分波角度を調節し、かつ導波路の光回路網を工
夫することにより、複数の光を相互に光交換する機能を
実現できる利点がある。As described above in detail, the present invention adjusts the demultiplexing angle of each light by controlling the refractive index by the electro-optic effect, and also forms the optical network of the waveguide. By devising, there is an advantage that a function of mutually exchanging a plurality of lights can be realized.
【図１】本発明の第１の実施例の分光型光スイッチの斜
視図である。FIG. 1 is a perspective view of a spectral optical switch according to a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明の第１の実施例の機能を説明する図であ
る。FIG. 2 is a diagram illustrating functions of the first embodiment of the present invention.
【図３】本発明の第２の実施例の分光型光スイッチの平
面図である。FIG. 3 is a plan view of a spectral optical switch according to a second embodiment of the present invention.
【図４】本発明の第２の実施例の機能を説明する図であ
る。FIG. 4 is a diagram illustrating functions of a second embodiment of the present invention.
【図５】従来の小形分光器の例を示す平面図である。FIG. 5 is a plan view showing an example of a conventional small spectroscope.
１ スラブ導波路部 ２ リッジ導波路部 ３ 垂直回折格子 ４ 入力光（λ1 ，λ2 …λn ） ５ 出力光 １１ ｎ−ＩｎＰ基板 １２ 垂直回折格子 １３ スラブ導波路部 １４ 入力導波路Ｉ １５ 入力導波路II １６ 集光導波路Ｉ １７ 集光導波路II １８ 集光導波路III １９ 出力導波路Ｉ ２０ 出力導波路II ２１ 全反射鏡 ２２ 導波路交差部 ２３ ｎ−電極 ２４ ｐ−電極 ２５ リード線 ３１ 垂直回折格子 ３２ スラブ導波路Ｉ ３３ 入力導波路Ｉ ３４ 入力導波路II ３５ 入力導波路III ３６ 集光導波路Ｉ ３７ 集光導波路II ３８ 集光導波路III ３９ 集光導波路IV ４０ 集光導波路Ｖ ４１ 出力導波路Ｉ ４２ 出力導波路II ４３ 出力導波路II1 ４４ 全反射鏡 ４５ 導波路交差部DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Slab waveguide part 2 Ridge waveguide part 3 Vertical diffraction grating 4 Input light ((lambda) 1 , (lambda) 2 ... (lambda) n ) 5 Output light 11 n-InP substrate 12 Vertical diffraction grating 13 Slab waveguide part 14 Input waveguide I15 Input waveguide II 16 Focusing waveguide I 17 Focusing waveguide II 18 Focusing waveguide III 19 Output waveguide I 20 Output waveguide II 21 Total reflection mirror 22 Waveguide intersection 23 N-electrode 24 P-electrode 25 Lead wire 31 Vertical diffraction grating 32 Slab waveguide I 33 Input waveguide I 34 Input waveguide II 35 Input waveguide III 36 Focusing waveguide I 37 Focusing waveguide II 38 Focusing waveguide III 39 Focusing waveguide IV 40 Focusing waveguide V 41 Output Waveguide I 42 Output waveguide II 43 Output waveguide II1 44 Total reflection mirror 45 Waveguide intersection
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−171115（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−367819（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−165070（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−158083（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−100255（ＪＰ，Ａ) 特表 平３−501065（ＪＰ，Ａ) Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，Ｖ ｏｌ．58 Ｎｏ．18 ｐｐ．1949−1951 （６ Ｍａｙ 1991) Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｌｅｔｔｅ ｒｓ，Ｖｏｌ．27 Ｎｏ．２ ｐｐ. 132−134（17ｔｈ Ｊａｎｕａｒｙ 1991) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02F 1/00 - 1/055 505 G02F 1/29 - 1/313 G01J 3/00 - 3/20 G02B 6/12 - 6/14 G02B 6/28 - 6/293 H04Q 3/52 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ) ＷＰＩ（ＤＩＡＬＯＧ)────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-3-171115 (JP, A) JP-A-4-367819 (JP, A) JP-A-5-165070 (JP, A) JP-A-5-165070 158083 (JP, A) JP-A-5-100255 (JP, A) JP-T-3-501065 (JP, A) Appl. Phys. Lett. , Vol. 58 No. 18 pp. 1949-1951 (6 May 1991) Electronics Letters, Vol. 27 No. 2 pp. 132-134 (17th January 1991) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G02F 1/00-1/055 505 G02F 1/29-1/313 G01J 3/00-3 / 20 G02B 6/12-6/14 G02B 6/28-6/293 H04Q 3/52 JICST file (JOIS) WPI (DIALOG)
Claims (7)
るとともに、該基板の裏面と前記スラブ導波路の上面と
に対をなす電極が設けられ、該スラブ導波路の一端面に
は、垂直回折格子が円弧状をなしかつ該垂直回折格子の
溝の方向が前記基板の表面に垂直でありしかも該円弧状
の垂直回折格子がローランド円上にあるように設けら
れ、該スラブ導波路の他端面には、複数個の入力導波路
と複数個の集光導波路がその入射部が１／２ローランド
円上にあるように設けられ、前記基板の表面には複数個
の出力導波路が形成されるとともに、前記複数個の集光
導波路からの各出力光を該複数の出力導波路に選択的に
供給するために光導波路網が形成され、該光導波路網は
前記複数個の入力導波路に入力された複数個の入力光が
前記対をなす電極間に印加された逆バイアス電圧の値に
より、前記複数の出力導波路に選択的に光交換されるよ
うに形成された分光型光スイッチ。1. A slab waveguide is formed on a surface of a substrate, and a pair of electrodes is provided on a back surface of the substrate and an upper surface of the slab waveguide. The vertical diffraction grating has an arc shape, and the direction of the groove of the vertical diffraction grating is perpendicular to the surface of the substrate, and the arc-shaped vertical diffraction grating is provided so as to be on a Rowland circle. On the other end surface, a plurality of input waveguides and a plurality of condensing waveguides are provided such that their incident portions are on a 1/2 Rowland circle, and a plurality of output waveguides are formed on the surface of the substrate. And an optical waveguide network is formed for selectively supplying each output light from the plurality of light-collecting waveguides to the plurality of output waveguides, the optical waveguide network comprising the plurality of input waveguides. A plurality of input lights input to the pair of electrodes A spectral optical switch formed so as to selectively exchange light with the plurality of output waveguides according to a value of the applied reverse bias voltage.
その入射光と回折光とが、該回折格子の溝の面に対し
て、略正反射の関係になるように形成されたことを特徴
とする請求項１に記載の分光型光スイッチ。2. A saw-tooth shape of the vertical diffraction grating,
The spectral optical switch according to claim 1, wherein the incident light and the diffracted light are formed so as to have a substantially regular reflection relationship with respect to the surface of the groove of the diffraction grating.
属膜とからなる高反射膜が形成されていることを特徴と
する請求項１又は２に記載の分光型光スイッチ。3. The optical switch according to claim 1, wherein a high reflection film made of an insulating film and a metal film is formed on an end face of the vertical diffraction grating.
ｎ型ＩｎＰクラッド層，アンドープのＩｎＧａＡｓＰコ
ア層，アンドープのＩｎＰ層，ｐ型ＩｎＰクラッド層，
ｐ型ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層からなり、逆バイアス
電圧が印加できるように構成されていることを特徴とす
る請求項１，２，３のいずれかに記載の分光型光スイッ
チ。4. The method according to claim 1, wherein the slab waveguide is an n-type InP substrate,
n-type InP cladding layer, undoped InGaAsP core layer, undoped InP layer, p-type InP cladding layer,
4. The optical switch according to claim 1, wherein the optical switch comprises a p-type InGaAsP contact layer and is configured to apply a reverse bias voltage.
ｎ型ＩｎＰクラッド層，アンドープのＩｎＧａＡｓ／Ｉ
ｎＰ層あるいはＩｎＧａＡｓ／ＩｎＡｌＡｓの多重量子
井戸コア層，アンドープのＩｎＰ層，ｐ型ＩｎＰクラッ
ド層，ｐ型ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層から構成されて
いることを特徴とする請求項１，２，３のいずれかに記
載の分光型光スイッチ。5. The slab waveguide according to claim 5, wherein the slab waveguide is an n-type InP substrate,
n-type InP cladding layer, undoped InGaAs / I
4. The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device comprises an nP layer or an InGaAs / InAlAs multiple quantum well core layer, an undoped InP layer, a p-type InP clad layer, and a p-type InGaAsP contact layer. The spectroscopic optical switch as described.
板、ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層，アンドープのＧａＡ
ｓコア層，ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層，ｐ型ＧａＡｓ
コンタクト層から構成されていることを特徴とする請求
項１，２，３のいずれかに記載の分光型光スイッチ。6. The slab waveguide includes an n-type GaAs substrate, an n-type AlGaAs cladding layer, and undoped GaAs.
s core layer, p-type AlGaAs cladding layer, p-type GaAs
4. The spectral optical switch according to claim 1, wherein the optical switch comprises a contact layer.
板，ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層，アンドープのＡｌＧ
ａＡｓ／ＧａＡｓ多重量子井戸コア層，ｐ型ＡｌＧａＡ
ｓクラッド層，ｐ型ＧａＡｓコンタクト層から構成され
ていることを特徴とする請求項１，２，３のいずれかに
記載の分光型光スイッチ。7. The slab waveguide comprises an n-type GaAs substrate, an n-type AlGaAs cladding layer, an undoped AlG
aAs / GaAs multiple quantum well core layer, p-type AlGaAs
4. The optical switch according to claim 1, wherein the optical switch comprises an s cladding layer and a p-type GaAs contact layer.
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| JP16007992A JP3023941B2 (en) | 1992-05-28 | 1992-05-28 | Spectral switch |
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| Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，Ｖｏｌ．５８ Ｎｏ．１８ ｐｐ．１９４９−１９５１（６ Ｍａｙ １９９１） |
| Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ，Ｖｏｌ．２７ Ｎｏ．２ ｐｐ．１３２−１３４（１７ｔｈ Ｊａｎｕａｒｙ １９９１） |
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