JP5299290B2 - 光スイッチ及びその製造方法 - Google Patents
光スイッチ及びその製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5299290B2 JP5299290B2 JP2009552387A JP2009552387A JP5299290B2 JP 5299290 B2 JP5299290 B2 JP 5299290B2 JP 2009552387 A JP2009552387 A JP 2009552387A JP 2009552387 A JP2009552387 A JP 2009552387A JP 5299290 B2 JP5299290 B2 JP 5299290B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- waveguide
- optical switch
- waveguides
- path
- defect
- 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 - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- 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
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
- G02B6/122—Basic optical elements, e.g. light-guiding paths
- G02B6/1225—Basic optical elements, e.g. light-guiding paths comprising photonic band-gap structures or photonic lattices
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y20/00—Nanooptics, e.g. quantum optics or photonic crystals
-
- 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
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
- G02B6/122—Basic optical elements, e.g. light-guiding paths
- G02B6/125—Bends, branchings or intersections
-
- 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
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
- G02B2006/12133—Functions
- G02B2006/12142—Modulator
-
- 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
- G02F1/01—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 intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/21—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 intensity, phase, polarisation or colour by interference
- G02F1/212—Mach-Zehnder type
-
- 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
- G02F2202/00—Materials and properties
- G02F2202/32—Photonic crystals
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Description
図9の光スイッチの構造と動作は次の通りである。
特許文献1の図2の番号に従うと、2次元フォトニック結晶スラブ(31)の中には、分岐導波路である導波路(20)がある。また、2次元フォトニック結晶スラブ(31)は、「干渉チャネル」(35)と「共振部材」(37)を含んでいる。
11 接続導波路、12 線欠陥ピラー、13 テーパー導波路、
14 テーパー導波路、15 方向性結合器16 線欠陥ピラー、17 線欠陥ピラー、
18 線欠陥ピラー、19 出力端、20 出力端、21 線欠陥ピラー、
22 線欠陥ピラー、23 線欠陥ピラー、80 ヒータ、
90 第1経路の導波路、91 第2経路の導波路、100 テーパー導波路、
101 線欠陥ピラー、102 テーパー導波路、103 線欠陥ピラー、
104 テーパー導波路、105 線欠陥ピラー、106 テーパー導波路、
107 線欠陥ピラー、110 接続導波路、111 線欠陥ピラー、
112 接続導波路、113 線欠陥ピラー、120 近接導波路、
121 線欠陥ピラー、122 近接導波路、123 線欠陥ピラー
本発明の実施の形態1にかかる光スイッチを、図面を用いて詳細に説明する。本実施の形態にかかる光スイッチは、例えば、m個の入力ポート(入力端)とn個の出力ポート(出力端)を有するマッハツェンダー型の干渉計を用いたm×n光スイッチである(mは1以上の整数、nは2以上の整数)。なお、マッハツェンダー型の干渉計とは、非対称マッハツェンダー型の干渉計及び対称マッハツェンダー型の干渉計を含むものとする。まず、図1を参照して、本実施の形態にかかる光スイッチの一例として非対称マッハツェンダー干渉計型の1×2光スイッチについて説明する。すなわち、1個の入力端と2個の出力端を有する1×2光スイッチについて説明する。図1は、本実施の形態にかかる1×2光スイッチ5の構成を示す模式図である。
本発明の1×2光スイッチ5の中で、第2経路の導波路10は群速度分散が大きい。群速度分散の大きな導波路は僅かな屈折率変化でも大きな位相変化を生じる。本実施の形態における導波路の場合、屈折率の変化率の数倍から10数倍以上の位相変化を生じる効果がある。その結果、第2経路の導波路10の0.1%のオーダーの屈折率変化でも、光の出力を出力端19と出力端20の間で切り替えることができる。
次に本発明の実施の形態2にかかる光スイッチについて説明する。
実施の形態1は、分岐と方向性結合器の間の2つの経路の導波路が短くても、効率的に光の出力端の切り替えができる1×2光スイッチを提供するものであった。これから説明する本実施の形態は、制御光の入力によって、分岐と方向性結合器の間の経路の屈折率を変化させる場合に、特に効率的な構造を提供する。本実施の形態では、分岐と方向性結合器の間の2つの経路の導波路の内の少なくとも1つが共振器を含み、選択した経路の屈折率のチューニングをその共振器で共振した光で行う。
Claims (8)
- フォトニック結晶の線欠陥導波路で構成されたマッハツェンダー干渉計型の光スイッチであって、
1つの入力端から入射した光を2つの出力端に出射させる分岐と、
方向性結合器と、
それらの間の2経路の導波路を有し、
上記2経路の内、第1経路の導波路と第2経路の導波路とでは、導波光の群速度が異なることを特徴とする光スイッチ。 - 前記第1経路の導波路と前記第2経路の導波路とでは、線欠陥を成す欠陥ピラーの断面積が前記第2経路の導波路のほうが大きいことを特徴とする請求項1に記載の光スイッチ。
- 前記第1経路の導波路長より、前記第2経路の導波路長のほうが長いことを特徴とする請求項2に記載の光スイッチ。
- 前記方向性結合器を構成する2つの導波路の線欠陥を成す欠陥ピラーの断面積は、両方の導波路で同じであることを特徴とする請求項2又は3に記載の光スイッチ。
- 前記第2経路の導波路は、
両端に1つずつ設けられた2つのテーパー導波路と、
2つの前記テーパー導波路の間に設けられ、前記テーパー導波路を介して前記分岐と前記方向性結合器とに接続された接続導波路とを有する請求項2乃至4のいずれか1項に記載の光スイッチ。 - ピラー型フォトニック結晶の線欠陥導波路で構成されたマッハツェンダー干渉計型の光スイッチであって、
1つの入力端から入射した光を2つの出力端に出射させる分岐と、
方向性結合器と、
それらの間の2経路の導波路を有し、
上記2経路の内、少なくとも1経路の導波路の線欠陥を成す欠陥ピラーの断面積を前記分岐及び前記方向性結合器を構成する導波路の線欠陥を成す欠陥ピラーの断面積よりも小さくすることで、上記2経路の内、第1経路の導波路と第2経路の導波路とで導波光の群速度が異なるようにしたことを特徴とする光スイッチ。 - 前記欠陥ピラーの断面積が小さい経路の導波路は、
両端に1つずつ設けられた2つのテーパー導波路と、
2つの前記テーパー導波路の間に設けられ、前記テーパー導波路を介して前記分岐と前記方向性結合器とに接続された接続導波路とを有する請求項6に記載の光スイッチ。 - フォトニック結晶の線欠陥導波路で構成されたマッハツェンダー干渉計型の光スイッチの製造方法であって、
1つの入力端から入射した光を2つの出力端に出射させる分岐と、
方向性結合器と、
それらの間の2経路の導波路を形成し、
上記2経路の内、第1経路の導波路と第2経路の導波路とでは、導波光の群速度が異なることを特徴とする光スイッチの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009552387A JP5299290B2 (ja) | 2008-02-07 | 2008-12-09 | 光スイッチ及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008027545 | 2008-02-07 | ||
JP2008027545 | 2008-02-07 | ||
JP2008208927 | 2008-08-14 | ||
JP2008208927 | 2008-08-14 | ||
JP2009552387A JP5299290B2 (ja) | 2008-02-07 | 2008-12-09 | 光スイッチ及びその製造方法 |
PCT/JP2008/072299 WO2009098818A1 (ja) | 2008-02-07 | 2008-12-09 | 光スイッチ及びその製造方法 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013094132A Division JP5574006B2 (ja) | 2008-02-07 | 2013-04-26 | 光スイッチ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2009098818A1 JPWO2009098818A1 (ja) | 2011-05-26 |
JP5299290B2 true JP5299290B2 (ja) | 2013-09-25 |
Family
ID=40951901
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009552387A Expired - Fee Related JP5299290B2 (ja) | 2008-02-07 | 2008-12-09 | 光スイッチ及びその製造方法 |
JP2013094132A Expired - Fee Related JP5574006B2 (ja) | 2008-02-07 | 2013-04-26 | 光スイッチ |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013094132A Expired - Fee Related JP5574006B2 (ja) | 2008-02-07 | 2013-04-26 | 光スイッチ |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20110002581A1 (ja) |
JP (2) | JP5299290B2 (ja) |
WO (1) | WO2009098818A1 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8478088B2 (en) * | 2008-03-07 | 2013-07-02 | Nec Corporation | Optical switch and manufacturing method thereof |
CN104459989B (zh) * | 2014-12-10 | 2017-03-08 | 深圳市浩源光电技术有限公司 | 基于平板光子晶体的高消光比te光开关 |
CN105572922B (zh) * | 2016-02-15 | 2021-02-19 | 深圳大学 | 光子晶体t型波导直角输出双路反相光学时钟信号发生器 |
CN105572920B (zh) * | 2016-02-15 | 2021-02-19 | 深圳大学 | 基于光子晶体十字波导的双路反相光学时钟信号发生器 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1128203A1 (en) * | 2000-02-28 | 2001-08-29 | Hitachi Europe Limited | Optical switching apparatus |
WO2002014913A1 (en) * | 2000-08-15 | 2002-02-21 | Corning Incorporated | Active photonic crystal waveguide device |
US6775430B2 (en) * | 2001-09-04 | 2004-08-10 | Agilent Technologies, Inc. | Photonic crystal interferometric switch |
JP2005250398A (ja) * | 2004-03-08 | 2005-09-15 | Nec Corp | フォトニック結晶光導波路およびこれを利用した光回路 |
US20050265660A1 (en) * | 2004-05-27 | 2005-12-01 | Energy Conversion Devices, Inc. | Photonic coupling device |
JP4278597B2 (ja) * | 2004-10-29 | 2009-06-17 | 株式会社リコー | 光制御素子 |
US7421179B1 (en) * | 2006-09-29 | 2008-09-02 | Wei Jiang | Apparatus and method for switching, modulation and dynamic control of light transmission using photonic crystals |
-
2008
- 2008-12-09 JP JP2009552387A patent/JP5299290B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2008-12-09 US US12/865,770 patent/US20110002581A1/en not_active Abandoned
- 2008-12-09 WO PCT/JP2008/072299 patent/WO2009098818A1/ja active Application Filing
-
2013
- 2013-04-26 JP JP2013094132A patent/JP5574006B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
JPN6012066515; Marin Soljacic, Steven G. Johnson, Shanhui Fan, Mihai Ibanescu, Erich Ippen, and J. D. Joannopoulos: 'Photonic-crystal slow-light enhancement of nonlinear phase sensitivity' Journal of the Optical Society of America B Vol. 19, No. 9, 200209, pp. 2052 - 2059 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2009098818A1 (ja) | 2009-08-13 |
JPWO2009098818A1 (ja) | 2011-05-26 |
JP2013167904A (ja) | 2013-08-29 |
US20110002581A1 (en) | 2011-01-06 |
JP5574006B2 (ja) | 2014-08-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5304780B2 (ja) | 光スイッチ及びその製造方法 | |
JP4793660B2 (ja) | 導波路の結合構造 | |
US8355611B2 (en) | Photonic crystal element | |
US8208776B2 (en) | Optical control device | |
US6873777B2 (en) | Two-dimensional photonic crystal device | |
Niemi et al. | Wavelength-division demultiplexing using photonic crystal waveguides | |
US6618535B1 (en) | Photonic bandgap device using coupled defects | |
WO2014030575A1 (ja) | 光導波路素子 | |
US7428352B2 (en) | Two-dimensional photonic crystal and optical function element using the same | |
JP2005181950A (ja) | 光制御素子 | |
JP5574006B2 (ja) | 光スイッチ | |
WO2010073708A1 (ja) | 波長フィルタ | |
JPWO2009044715A1 (ja) | フォトニック結晶体 | |
WO2010073704A1 (ja) | 光スイッチ | |
JP4909528B2 (ja) | 光制御素子 | |
KR101788400B1 (ko) | 평면형 광파 회로 기반의 집적 광학 칩 | |
JP5365520B2 (ja) | フォトニック結晶体 | |
JP3876863B2 (ja) | アド・ドロップフィルタ | |
JP2004045709A (ja) | 結合光導波路 | |
JP2005250398A (ja) | フォトニック結晶光導波路およびこれを利用した光回路 | |
JP2011107383A (ja) | 共振器 | |
JP2017111202A (ja) | 光回路 | |
JP2005274841A (ja) | 光制御素子 | |
Teo et al. | Design and simulation of MEMS optical crossconnect with integrated nanophotonic crystals technology |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20110908 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20121225 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130305 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130426 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130521 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130603 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |