JPH01118822A - Optical matrix switch device - Google Patents
Optical matrix switch deviceInfo
- Publication number
- JPH01118822A JPH01118822A JP27794187A JP27794187A JPH01118822A JP H01118822 A JPH01118822 A JP H01118822A JP 27794187 A JP27794187 A JP 27794187A JP 27794187 A JP27794187 A JP 27794187A JP H01118822 A JPH01118822 A JP H01118822A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- switch
- optical
- stage
- input
- control
- 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.)
- Pending
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 330
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 title claims abstract description 101
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims abstract description 73
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 60
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 18
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 17
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 17
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 39
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 17
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 17
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 17
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 14
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 9
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 5
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 5
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 4
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 4
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 229910003327 LiNbO3 Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- -1 GaAS Substances 0.000 description 1
- 208000025174 PANDAS Diseases 0.000 description 1
- 208000021155 Paediatric autoimmune neuropsychiatric disorders associated with streptococcal infection Diseases 0.000 description 1
- 240000000220 Panda oleosa Species 0.000 description 1
- 235000016496 Panda oleosa Nutrition 0.000 description 1
- 101100457415 Rattus norvegicus Mmp23 gene Proteins 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000002250 progressing effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
この発明は光信号の伝送経路を電気的にスイッチングす
る偏波依存性のない光マトリクススイッチ製雪に閉する
。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial Application Field) The present invention is directed to a polarization-independent optical matrix switch that electrically switches the transmission path of an optical signal.
(従来の技術)
基板に導波路及び光スィッチを設けて構成される光マト
リクススイッチは、小型に構成出来ること及び動作電圧
を小さく出来ること等の利点を有し、その研究開発が活
発に行なわれている。(Prior Art) Optical matrix switches, which are constructed by providing waveguides and optical switches on a substrate, have advantages such as being able to be constructed in a compact size and operating voltage can be reduced, and research and development thereof is being actively conducted. ing.
この種の光スィッチは、電気光学効果や音響光学効果等
の光学効果を利用して信号光のスイッチングを行なって
いるが、実用に適した光デバイスとして電気光学効果を
利用した光スィッチの研究が進んでいる。この光スィッ
チは、例えばLiNbO3基板に代表されるような電気
光学効果を有する強誘電体結晶基板を用いて構成される
。電気光学結晶基板に制御電極を介して電界(電場)を
印加すると、この基板の屈折率が変化するので、屈折率
変化を利用して信号光のスイッチングを行なえる。屈折
率の変化は、基板に印加される電界の方向Pと、信号光
の電界の振動方向(偏り方向)Qとに密接に開運しでお
り、電界方向Pがある特定の方向となり、かつ偏り方向
Qがある特定の方向となるとき、低い動作電圧で効率良
く屈折率を変化させることが出来る(電気光学効果が大
となる)、シかしながら、これら電界方向P及び偏り方
向Qが特定の方向からずれていくに従い、屈折率を変化
させるためにより大きな動作電圧が必要となり効率が悪
くなる(電気光学効果が小ざくなっていく)、これがた
め、通常、電気光学効果を利用した従来の光スィッチは
、入力した信号光が特定の偏り方向を有する場合にのみ
光のスイッチングを行なえるように、構成されていた。This type of optical switch uses optical effects such as electro-optic effect and acousto-optic effect to switch signal light, but research into optical switches using electro-optic effect is currently underway as a practical optical device. It's progressing. This optical switch is constructed using a ferroelectric crystal substrate having an electro-optic effect, such as a LiNbO3 substrate. When an electric field is applied to an electro-optic crystal substrate via a control electrode, the refractive index of the substrate changes, so signal light can be switched using the change in refractive index. Changes in the refractive index are closely related to the direction P of the electric field applied to the substrate and the vibration direction (polarization direction) Q of the electric field of the signal light, and the electric field direction P becomes a certain direction and the polarization changes. When the direction Q is a specific direction, the refractive index can be efficiently changed with a low operating voltage (the electro-optic effect becomes large).However, when the electric field direction P and polarization direction Q are specified, As the refractive index deviates from the direction of Optical switches are configured so that they can switch light only when input signal light has a specific polarization direction.
従って、入力される信号光の偏り方向によって、スイッ
チングが行なえたり行なえなかったりするという偏波依
存性を有していた。Therefore, depending on the polarization direction of the input signal light, switching may or may not be performed, which is polarization dependence.
一方、文献I rJournal of Techno
lo9y (ジャーナル オプ テクノロジー) J
Vol、LT−4,No。On the other hand, the literature I rJournal of Techno
lo9y (Journal Op Technology) J
Vol, LT-4, No.
II NOVEMBER1986pp、l717J l
c:提案サレテイル光スイッチのように、偏波依存性を
有ざない光スィッチの検討も行なわれている0文獣工の
光スィッチでは、基板として上述のような性質を有する
LiNbO3基板を用い、特定の偏り方向を有する信号
光、及び、特定の偏り方向とは異なる方向の偏り方向を
有する信号光を入力してこれら双方の信号光のスイッチ
ングを行なえるように構成していた。II NOVEMBER1986pp, l717J l
c: Proposed Optical switches that do not have polarization dependence, such as the Saletail optical switch, are also being considered.In Bunjuuko's optical switch, a LiNbO3 substrate with the above-mentioned properties is used as the substrate. The configuration is such that a signal light having a specific polarization direction and a signal light having a polarization direction different from the specific polarization direction can be input and switching between these two signal lights can be performed.
また、GaAsや、InPなどの化合物半導体基板を用
いて構成され、電気光学効果を利用して信号光のスイッ
チングを行なうものも従来提案されている。しかしなが
ら、従来提案されている電気光学効果を利用した光スィ
ッチは、特定の方向と異なる偏り方向の光に対しでは過
大な動作電圧を必要とし実質的にスイッチング制御出来
ず、これがため偏波依存性を有しでいた。そこで、偏波
依存性をなくすために、化合物半導体基板の屈折率を電
流注入によって変化させるようにしたものが提案されて
いる。この光スィッチでは、電流注入領域の屈折率を変
化させることによって、光スィッチを全反射状態或は透
過状態で動作させ、以って信号光のスイッチングを行な
うものであった。Furthermore, devices that are constructed using a compound semiconductor substrate such as GaAs or InP and that switch signal light by utilizing the electro-optic effect have also been proposed. However, conventionally proposed optical switches that utilize the electro-optic effect require excessive operating voltage for light with a polarization direction different from a specific direction, making it virtually impossible to control switching, and this results in polarization dependence. I had it. Therefore, in order to eliminate polarization dependence, a method has been proposed in which the refractive index of a compound semiconductor substrate is changed by current injection. In this optical switch, the optical switch is operated in a total reflection state or a transmission state by changing the refractive index of a current injection region, thereby switching signal light.
(発明が解決しようとする問題点)
しかしながら、上述した文献Iの偏波依存性のない従来
の光スィッチでは、電気光学が大となる特定の偏り方向
を有する信号光のみならす、電気光学効果が小となる異
なる偏り方向を有する信号光をもスイ・ノチングするた
めに、特定の偏り方向を有する信号光のみをスイッチン
グする場合の動作電圧に比較して、およそ5〜6倍以上
の動作電圧が必要であるという問題点があった。(Problems to be Solved by the Invention) However, in the conventional optical switch without polarization dependence of the above-mentioned document I, the electro-optic effect is not limited to signal light having a specific polarization direction in which the electro-optic effect is large. In order to switch even signal lights with different polarization directions, the operating voltage is about 5 to 6 times higher than the operating voltage when switching only signal lights with a specific polarization direction. The problem was that it was necessary.
また、化合物半導体基板を用いて構成される偏波依存性
のない光スィッチでは、基板の屈折率変化を電流の注入
によって制御するので、電気光学効果を利用した光スィ
ッチに比して、消費電流が多くなったり、光スィッチの
動作速度が運〈なったりするという問題点があった。In addition, in optical switches that are not polarization-dependent and are constructed using compound semiconductor substrates, changes in the refractive index of the substrate are controlled by current injection, so the current consumption is lower than that of optical switches that utilize electro-optic effects. There were problems in that the number of optical switches increased and the operating speed of the optical switch slowed down.
この出願の第一の発明の目的は、強誘電体結晶基板を用
いて構成される従来の光スィッチの上述の問題点を解決
し、より低い動作電圧で偏波依存性のないスイッチング
を行なえる光マトリクススイッチ装MIFr提供するこ
とにある。The first object of the invention of this application is to solve the above-mentioned problems of conventional optical switches constructed using ferroelectric crystal substrates, and to perform polarization-independent switching at a lower operating voltage. The purpose of the present invention is to provide an optical matrix switch MIFr.
また、この出願の第二の発明の目的は、化合物半導体基
板を用いて構成される光スィッチの上述の問題点を解決
し、消費電流を低減し動作速度を高めることの出来る偏
波依存性のない光マトリクススイッチ装Mを禮供するこ
とにある。In addition, the second invention of this application solves the above-mentioned problems of an optical switch constructed using a compound semiconductor substrate, and provides a polarization-dependent structure that can reduce current consumption and increase operating speed. The purpose of this invention is to provide an optical matrix switch device M that is not available.
(問題点を解決するための手段)
この目的の達成を図るため、この出願の第一の発明は、
強誘電体結晶基板を用いて構成され、互いに直交する偏
り方向を有する2つの光が入力される前段の光マトリク
ススイッチと、
強誘電体結晶基板を用いて構成され、互いに直交する偏
り方向を有する2つの光が出力される猪段の光マトリク
ススイッチと、
これら前段及び後段の光マトリクススイッチを直列接続
すると共に、後段の光マトリクススイッチの入力面での
偏り方向を前段の光マトリクススイッチの出力面での偏
り方向とは異なる方向に変更する偏り変更手段とを備え
、
前段の光マトリクススイッチの制御光スイッチは一方の
光の伝搬経路を選択する制御光スイッチとし、
後段の光マトリクススイッチの制御光スイッチは他方の
光の伝搬経路を選択する制御光スイッチとした光マトリ
クススイッチ装置において、前段及び俊段光マトリクス
スイッチを次のように構成する。すなわち、前段の光マ
トリクススイッチをN個の1×Nトリ−型光スイッチを
以って構成し、後段の光マトリクススイッチIFrN個
のNX1トリ−型光スイッチを以って構成する。(Means for solving the problem) In order to achieve this object, the first invention of this application is constructed using a ferroelectric crystal substrate, and two lights having polarization directions orthogonal to each other are inputted. A boar-stage optical matrix switch constructed using a ferroelectric crystal substrate and outputting two lights having mutually orthogonal polarization directions, and these front-stage and rear-stage optical matrix switches. are connected in series, and bias changing means for changing the bias direction on the input surface of the subsequent optical matrix switch to a direction different from the polarization direction on the output surface of the preceding optical matrix switch, In an optical matrix switch device, the control optical switch in the first stage is a control optical switch that selects one of the light propagation paths, and the second stage optical matrix switch's control optical switch is a control optical switch that selects the other light propagation path. The optical matrix switch is constructed as follows. That is, the optical matrix switch at the front stage is composed of N 1×N tree-type optical switches, and the optical matrix switch at the rear stage IFr is composed of N NX1 tree-type optical switches.
また、この出願の第二の発明は、化合物半導体結晶基板
を用いて構成され、互いに直交する偏り方向を有する2
つの光が入力される前段の光マトリクススイッチと、
化合物半導体結晶基板を用いて構成され、互いに直交す
る偏り方向を有する2つの光が出力される後段の光マト
リクススイッチと、
これら前段及び後段の光マトリクススイッチを直列接続
すると共に、後段の光マトリクススイッチの入力面での
偏り方向を前段の光マトリクススイッチの出力面での偏
り方向とは異なる方向に変更する偏り変更手段とを備え
、
前段の光マトリクススイッチの制御光スイッチは一方の
光の伝搬経路を選択する制御光スイッチとし、
後段の光マトリクススイッチの制御光スイッチは他方の
光の伝搬経路を選択する制御光スイッチとした光マトリ
クススイッチ装置において、前段及び後段光マトリクス
スイッチを次のように構成する。すなわち、前段の光マ
トリクススイッチをN個の1×Nトリ−型光スイッチを
以って構成し、後段の光マトリクススイッチをN個のN
X1トリ−型光スイッチを以って構成する。Moreover, the second invention of this application is constructed using a compound semiconductor crystal substrate, and has two polarized directions perpendicular to each other.
a front-stage optical matrix switch into which two lights are input; a rear-stage optical matrix switch configured using a compound semiconductor crystal substrate and outputting two lights having mutually orthogonal polarization directions; Matrix switches are connected in series, and a bias changing means is provided for changing the polarization direction on the input surface of the subsequent optical matrix switch to a direction different from the polarization direction on the output surface of the preceding optical matrix switch. In an optical matrix switch device, the control optical switch of the matrix switch is a control optical switch that selects one propagation path of light, and the control optical switch of the subsequent optical matrix switch is a control optical switch that selects the propagation path of the other light. , the front-stage and rear-stage optical matrix switches are configured as follows. In other words, the front-stage optical matrix switch is composed of N 1×N tree-type optical switches, and the rear-stage optical matrix switch is composed of N 1×N tree-type optical switches.
It is constructed with an X1 tree type optical switch.
(作用)
このような構成の第一発明の光マトリクススイッチ製雪
によれば、一方及び他方の光を、前段のマトリクススイ
ッチに入力し、偏り変更手段を介して、前段のマトリク
ススイッチから後段のマトリクススイッチへ入力し、そ
して後段の光マトリクススイッチから次段の光回路素子
へ出力させる。(Function) According to the optical matrix switch snowmaking of the first invention having such a configuration, one and the other light are input to the matrix switch at the front stage, and are transmitted from the matrix switch at the front stage to the matrix switch at the rear stage via the bias changing means. The signal is input to the matrix switch, and output from the optical matrix switch at the subsequent stage to the optical circuit element at the next stage.
従って、一方の光をスイッチングがより低い動作電圧で
行なえるような偏り方向を有する状態で、及び、他方の
光をスイッチングに、より高い作電圧を必要とするよう
な偏り方向を有する状態で、前段の光マトリクススイッ
チに入力したとしても、偏り変更手段によって偏り方向
を変更することによって、スイッチングがより低い動作
電圧で行なえるような偏り方向に変更して他方の光を後
段の光マトリクススイッチに入力することが出来る。Therefore, with one light having a polarization direction such that switching can be performed with a lower operating voltage, and with the other light having a polarization direction such that switching requires a higher operating voltage, Even if the input light is input to the optical matrix switch in the previous stage, by changing the polarization direction using the polarization changing means, the polarization direction is changed so that switching can be performed at a lower operating voltage, and the other light is sent to the optical matrix switch in the latter stage. You can input it.
その結果、前段の光マトリクススイッチにおいで、低い
動作電圧で一方の光の伝搬経路を選択しく選択的に変更
し)、かつ後段の光マトリクススイッチにおいて、低い
動作電圧で他方の光の伝搬経路を選択する(選択的に変
更する)ことが出来る。As a result, the optical matrix switch at the front stage selectively changes the propagation path of one light at a low operating voltage), and the optical matrix switch at the rear stage selectively changes the propagation path of the other light at a low operating voltage. It can be selected (selectively changed).
また、第二の発明の光マトリクススイッチ装置によれば
、一方及び他方の光を、前段のマトリクススイッチに入
力し、偏り変更手段を介して、前段のマトリクススイッ
チから後段のマトリクススイッチへ入力し、そして後段
の光マトリクススイッチから次段の光回路素子へ出力さ
せる。Further, according to the optical matrix switch device of the second invention, one light and the other light are inputted to the previous stage matrix switch, and inputted from the previous stage matrix switch to the latter stage matrix switch via the bias changing means, Then, it is outputted from the optical matrix switch in the subsequent stage to the optical circuit element in the next stage.
従って、一方の光を電気光学効果によってスイッチング
制御出来る偏り方向で、及び、他方の光を電気光学効果
によって実質的にスイッチジグ制御出来ない偏り方向で
、前段の光マトリクススイッチに入力したとしても、偏
り方向を偏り変更手段を介し電気光学効果によってスイ
ッチング制御出来る偏り方向として他方の光を後段のマ
トリクススイッチに入力することが出来る。Therefore, even if one light is input to the optical matrix switch in the previous stage with a polarization direction that can be switched and controlled by the electro-optic effect, and the other light is input in a polarization direction that cannot be substantially controlled by the electro-optic effect, The other light can be input to the subsequent matrix switch as the polarization direction can be controlled by switching by the electro-optic effect via the polarization changing means.
その結果、前段の光マトリクススイッチでは一方の光の
伝搬経路を電気光学効果によりスイッチングして選択し
く選択的に変更し)、かつ後段の光マトリクススイッチ
では他方の光の伝搬経路を電気光学効果によりスイッチ
ングして選択する(選択的に変更する)ことが出来る。As a result, the optical matrix switch at the front stage selectively changes the propagation path of one light by switching it using the electro-optic effect), and the optical matrix switch at the rear stage changes the propagation path of the other light using the electro-optic effect. It is possible to select (selectively change) by switching.
すなわち、化合物半導体基板を用いて構成されている場
合に、電気光学効果を利用しで偏波依存性のないスイッ
チング動作が行なえる。That is, when configured using a compound semiconductor substrate, a switching operation without polarization dependence can be performed by utilizing the electro-optic effect.
(実施例)
以下、図面を参照して、この出願の第−及び第二発明の
実施例につき説明する。尚、図面はこれら発明が理解出
来る程度に概略的に示しであるにすぎず、従って各構成
成分の寸法、形状及び配百関係は図示例に限定されるも
のではない。(Embodiments) Hereinafter, embodiments of the first and second inventions of this application will be described with reference to the drawings. It should be noted that the drawings are only schematic illustrations to the extent that these inventions can be understood, and therefore, the dimensions, shapes, and distribution relationships of each component are not limited to the illustrated examples.
く第一発明〉
墓二叉流應
(構成の概略的説明)
第1図は、第一発明の実施例の構成を模式的に示す平面
図である。First Invention> Grave Two-Fork Stream (Schematic Description of Configuration) FIG. 1 is a plan view schematically showing the configuration of an embodiment of the first invention.
この実施例の光マトリクススイッチ装置flOは、強誘
電体結晶基板18aを用いて構成され互いに直交する偏
り方向を有する2つの光が入力される前段の光マトリク
ススイッチ12(以下、単に前段スイッチと称す)と、
強誘電体結晶基板+sbを用いて構成され互いに直交す
る偏り方向を有する2つの光が出力される後段の光マト
リクススイッチ14(以下、単に後段スイッチと称す)
と、これら前段スイッチ12及び後段スイッチ14を直
列接続する偏り変更手段16とを備えて成る。偏り変更
手段16は後段スイッチ14の入力面での偏り方向を前
段スイッチ12の出力面での偏り方向とは異なる方向に
変更する。The optical matrix switch device flO of this embodiment is constructed using a ferroelectric crystal substrate 18a, and has a front-stage optical matrix switch 12 (hereinafter simply referred to as a front-stage switch) into which two lights having polarization directions orthogonal to each other are input. )and,
A rear-stage optical matrix switch 14 (hereinafter simply referred to as a rear-stage switch) configured using a ferroelectric crystal substrate + sb and outputting two lights having mutually orthogonal polarization directions.
and a bias changing means 16 that connects the front-stage switch 12 and the rear-stage switch 14 in series. The bias changing means 16 changes the bias direction on the input surface of the rear stage switch 14 to a direction different from the bias direction on the output surface of the front stage switch 12.
前段スイッチ10は、基板18a例えば2カツトLiN
b○3基板と、この基板18に設けられた任意好適個数
(N個)の1×Nトリ−型光スイッチ20とを備えて成
る(但し、Nは自然数)。The front switch 10 has a substrate 18a, for example, 2-cut LiN.
It comprises a b○3 board and a suitable number (N) of 1×N tree-type optical switches 20 provided on this board 18 (N is a natural number).
トリ−型光スイッチ20は、1個の入力ポートからN個
の出力ポートへゆくに従い分岐してゆ〈トリ−状の伝搬
経路を有する。この実施例では、この伝搬経路の形成の
ために、トリ−型光スイッチ20の入力及び出力ポート
間に複数段の制御光スイッチ(以下、制御スイッチと称
する)22を設ける。各段には、それぞれ任意好適な個
数だけ制御スイッチ22ヲ設ける。そして、トリ−型光
スイ・ンチ20の1個の入力ポートとN個の出力ポート
とを、これらボート間に設けた複数段の制御スイッチ2
2ヲ介し接続する。制御スイッチ22は次段の制御スイ
ッチ22と導波路24を介し接続される。伝搬経路は、
制御スイッチ22の出力を次段の制御スイッチ22の入
力に次々に接続することによって、トリ−状に枝分れし
でゆき、その結果トリ−型光スイッチ20の1個の入力
ポートからN個の出力ポートに至る伝搬経路が形成され
る。第1段の制御スイッチ22の入力ポートを1個用い
てトリ−型光スィッチ20の入力ポートを構成し、また
最終段の複数の制御スイッチ22の出力ポートをN個用
いてトリ−型光スイッチ20の出力ポートを構成すれば
良い。The tree-type optical switch 20 has a tree-shaped propagation path that branches from one input port to N output ports. In this embodiment, in order to form this propagation path, a plurality of stages of controlled optical switches (hereinafter referred to as control switches) 22 are provided between the input and output ports of the tree-type optical switch 20. Each stage is provided with an arbitrary number of control switches 22. One input port and N output ports of the tree-type optical switch 20 are connected to a multi-stage control switch 2 between these ports.
Connect via 2. The control switch 22 is connected to the next stage control switch 22 via a waveguide 24. The propagation path is
By connecting the outputs of the control switches 22 one after another to the inputs of the control switches 22 in the next stage, it is possible to branch into a tree shape, and as a result, one input port of the tree-type optical switch 20 can connect N optical switches. A propagation path to the output port of is formed. One input port of the first-stage control switch 22 is used to configure the input port of the tree-type optical switch 20, and N output ports of the plurality of final-stage control switches 22 are used to configure the tree-type optical switch. It is sufficient to configure 20 output ports.
制御スイッチ22としでは1×2光スイッチを用いるの
が好適であり、この場合制御スイッチ22の2つの出力
にそれぞれ、次段の制御スィッチ221Fr1個ずつ接
続すること(こよっで伝搬経路の枝分れを形成すれば良
い。It is preferable to use a 1×2 optical switch as the control switch 22, and in this case, one control switch 221Fr of the next stage should be connected to each of the two outputs of the control switch 22 (thereby, the branches of the propagation path All you have to do is form this.
後段スイッチ14は、基板+8b例えば2カ・シトLi
NbO3基板と、この基板+8bに設けられた任意好適
個数(N個)のNx1トリ−型光スイッチ26とを備え
て成る。The rear switch 14 is a board +8b, for example, 2 capacitors.
It comprises an NbO3 substrate and an arbitrary suitable number (N) of Nx1 tree-type optical switches 26 provided on this substrate +8b.
トリ−型光スイッチ26は、N個の入力ポートから1個
の出力ポートへゆくに従い合流してゆくトリ−状の伝搬
経路を有する。この実施例では、この伝搬経路の形成の
ために、トリ−型光スイ・ンチ26の入力及び出力ポー
ト間に複数段の制御スイッチ28ヲ設ける。各段には、
それぞれ任意好適な個数だけ制御スイッチ28を設ける
。そして、トリ−型光スイッチ26のN個の入力ポート
と1個の出力ポートとを、これらボート間に設けた複数
段の制御スイッチ2日ヲ介し接続する。制御スイッチ2
日は次段の制御スイ・ンチ28と導波路24を介し接続
される。伝搬経路は、制御スイッチ28の出力を次段の
制御スイッチ28の入力に次々に接続することによって
トリ−状に合流されてゆき、その結果トリ−型光スイッ
チ26のN個の入力ポートから1個の出力ポートに至る
伝搬経路が形成される0M1段の複数の制御スイッチ2
8の入力ポートをN個用いてトリ−型光スイッチ26の
入力ポートを構成し、また最終段の制御スイッチ28の
出力ポートを1個用いてトリ−型光スイッチ26の出力
ポートを構成すれば良い。The tree-type optical switch 26 has a tree-shaped propagation path that gradually merges from N input ports to one output port. In this embodiment, a plurality of stages of control switches 28 are provided between the input and output ports of the tree-type optical switch 26 to form this propagation path. In each tier,
An arbitrary number of control switches 28 are provided. Then, the N input ports and one output port of the tree-type optical switch 26 are connected through two or more stages of control switches provided between these ports. control switch 2
The control switch 28 is connected to the next stage control switch 28 via a waveguide 24. The propagation paths are merged into a tree shape by successively connecting the outputs of the control switches 28 to the inputs of the control switches 28 at the next stage, and as a result, one A plurality of 0M 1-stage control switches 2 in which a propagation path to the output ports is formed.
If N input ports of 8 are used to configure the input port of the tree type optical switch 26, and one output port of the final stage control switch 28 is used to configure the output port of the tree type optical switch 26. good.
制御スイッチ28としでは2×1光スイッチを用いるの
が好適であり、この場合制御スイッチ28の2つの入力
にそれぞれ、前段の制御スイッチ2日ヲ1個ずつ接続す
ることによって、すなわち前段の2個の制御スイッチ2
8を次段の1個の制御光スイッチ28に接続することに
よって伝搬経路の合流を形成すれば良い。It is preferable to use a 2×1 optical switch as the control switch 28. In this case, one control switch in the previous stage is connected to each of the two inputs of the control switch 28, that is, the two inputs in the previous stage are control switch 2
8 to one control optical switch 28 at the next stage to form a confluence of propagation paths.
図にはN=4とし制御スイッチ22に1×2光スイッチ
及び制御スイッチ28に2xl光スイッチを用いた構成
例を示す。The figure shows a configuration example in which N=4 and a 1×2 optical switch is used as the control switch 22 and a 2xl optical switch is used as the control switch 28.
この場合のトリ−型光スイッチ20ヲ、例えば、次のよ
うに構成する。制御スイッチ22を2つの段に設け、第
1段に1個及び第2段に2個の制御スイッチ22ヲ設け
る。第1段の制御スイッチ22の2つの出力にそれぞれ
、第2段の制御スィッチ22ヲ1個ずつ接続し、以って
1X4トリ−型光スイッチ201fr構成する。前段ス
イッチ12は、このトリ−型光スイッチ20を4個備え
た構成となる。The tree-type optical switch 20 in this case is configured as follows, for example. Control switches 22 are provided in two stages, one control switch 22 is provided in the first stage and two control switches 22 are provided in the second stage. One second-stage control switch 22 is connected to each of the two outputs of the first-stage control switch 22, thereby forming a 1×4 tree-type optical switch 201fr. The front-stage switch 12 has a configuration including four tree-type optical switches 20.
また、トリ−型光スイッチ26を、例えば、次のように
構成する。制御スイッチ28を2つの段に設け、第1段
に2個及び第2段に1個の制御スイッチ28ヲ設ける。Further, the tree-type optical switch 26 is configured as follows, for example. Control switches 28 are provided in two stages, with two control switches 28 in the first stage and one control switch 28 in the second stage.
第2段の制御スイッチ28の2つの入力にそれぞれ、第
1段の制御スィッチ28ヲ1個ずつWt続し、以って4
×1トリ−型光スイ・ンチ14を構成する。後段スイッ
チ14は、このトリ−型光スイッチ26を4個備えた構
成となる。One first-stage control switch 28 is connected to each of the two inputs of the second-stage control switch 28, so that four
A ×1 tree-type optical switch 14 is constructed. The latter stage switch 14 has a configuration including four of these tree-type optical switches 26.
1個のトリ−型光スイッチ20に対して、N個例えば4
個のトリ−型光スイッチ26を重複することなく接続す
る。これらトリ−型光スイッチ20の出力と、トリ−型
光スイッチ26の入力とが1対1に対応付けられて接続
され、以って前段スイッチ12及び後段スイッチ14と
が直列に接続される。For one tree-type optical switch 20, N pieces, for example, 4
The tree-type optical switches 26 are connected without duplication. The output of the tree-type optical switch 20 and the input of the tree-type optical switch 26 are connected in a one-to-one correspondence, so that the front-stage switch 12 and the rear-stage switch 14 are connected in series.
制御スイッチ22及び28は、電気光学効果が大となる
TM波に対してはクロス(Cross)状態或はバー(
Ba r)状態のいずれの状態でも動作するように、ま
た電気光学効果の小となるTE波に対してはCross
或はBar状態のいずれか一方の状態でしか動作しない
ように作成される。The control switches 22 and 28 are in a cross state or a bar state for TM waves where the electro-optic effect is large.
In order to operate in any state of the Bar r) state, the Cross
Alternatively, it is created to operate only in one of the Bar states.
基板18a、18bとして2カツトLiNb○3基板を
用いる場合、基板18a、18bの基板面に垂直な方向
の偏り方向を有する7Mモードの光に対する電気光学効
果が、最も大となることが知られている。従って、一方
及び他方の光が7Mモードであるときにこれら光の伝搬
経路を選択的に変更するようにすれば、動作電圧を下げ
ることが出来る。It is known that when two-cut LiNb○3 substrates are used as the substrates 18a and 18b, the electro-optic effect is greatest for light in the 7M mode, which has a polarization direction perpendicular to the substrate surfaces of the substrates 18a and 18b. There is. Therefore, if the propagation paths of one and the other lights are selectively changed when they are in the 7M mode, the operating voltage can be lowered.
前段スイッチ12に、一方の光を1Mモードで入力する
ときは他方の光を基板18aの基板面に平行な方向の偏
り方向を有するTEモードで入力し、また後段スイ・ン
チ14に、他方の光を1Mモードで入力するときは一方
の光をTEモードで入力すれば良い。When one light is input to the front switch 12 in the 1M mode, the other light is input in the TE mode with a polarization direction parallel to the substrate surface of the substrate 18a, and the other light is input to the rear switch 14. When inputting light in 1M mode, it is sufficient to input one of the lights in TE mode.
このように、光の偏り方向を変更するため、偏り変更手
段16として、例えばPANDA (パンダ)型の偏波
保存ファイバを用いる。In order to change the polarization direction of the light in this way, a PANDA type polarization maintaining fiber, for example, is used as the polarization changing means 16.
第2図(A)及び(8)は偏り変更手段としての偏波保
存ファイバの一方の端面及び他方の端面を示す正面図で
あり、第2図(A)は前段スイッチの出力面と接続され
た状態の、偏波保存ファイバの一方の端面及び第2図(
B)は後段スイッチの入力面と接続された状態の、偏波
保存ファイバの他方の端面を示す、尚、矢印2は基板1
8a、 18bの基板面に垂直なZ軸の方向を示す。FIGS. 2(A) and (8) are front views showing one end face and the other end face of a polarization maintaining fiber as a polarization changing means, and FIG. One end face of the polarization-maintaining fiber and Figure 2 (
B) shows the other end face of the polarization maintaining fiber connected to the input face of the subsequent switch; arrow 2 indicates substrate 1;
The direction of the Z axis perpendicular to the substrate surface of 8a and 18b is shown.
これら図において、Sは偏り変更手段16の軸を示す。In these figures, S indicates the axis of the bias changing means 16.
一方の端面16a及び他方の端面16bには軸Sのねじ
れ状態の説明のために記した2個の白抜きの丸印T1及
びT2が、それぞれ直径方向に一列に配列して描かれて
いる。しかも、軸Sのねじれかない状態で、端面16a
及び+6b i軸Sに沿った方向から見たとき、丸印T
1の配列方向と丸印T2の配列方向とが一敗するように
描かれている。On one end surface 16a and the other end surface 16b, two white circles T1 and T2 are drawn in order to explain the twisted state of the shaft S, respectively, arranged in a line in the diametrical direction. Moreover, when the shaft S is not twisted, the end surface 16a
and +6b When viewed from the direction along the i-axis S, the circle mark T
The arrangement direction of 1 and the arrangement direction of circle mark T2 are drawn in such a way that one defeat occurs.
上述のように一方の光8TMモードからTEモードへ及
び他方の光をTEモードから1Mモードへ変更するため
には、接続状態の端面16a及び+6b !軸Sに沿っ
て見たとき、第2図(A)及び(B)にも示すように、
丸印T1及び丸印T2の配列方向が互いに直交するよう
に軸Sが90’ねじれた状態となるように接続すれば良
い。As mentioned above, in order to change one light from 8TM mode to TE mode and the other light from TE mode to 1M mode, the connected end faces 16a and +6b! When viewed along the axis S, as also shown in FIGS. 2(A) and (B),
They may be connected so that the axis S is twisted by 90' so that the arrangement directions of the circle marks T1 and T2 are orthogonal to each other.
(光スイッチ素子の構成)
第3図(A)〜(B)はこの実施例の制御光スイッチに
用いて好適な光スイッチ素子の構成例を示、す図であり
、第1図において白丸で示した制御スイッチの構成例を
具体的に示したものである。(Configuration of optical switch element) FIGS. 3(A) and 3(B) are diagrams showing an example of the configuration of an optical switch element suitable for use in the control optical switch of this embodiment. This is a concrete example of the configuration of the control switch shown in FIG.
第3図(A)において、30は反転Δβ動作型の光スイ
ッチ素子を示し、この光スイッチ素子30にあっては、
入出力導波路32及び34を結合領域36において近接
させて互いに平行となるように基板18a或は+8bに
設ける。導波路32.34は例えばTiを拡散すること
によって形成する。ざらに、光結合領域36の導波路3
2に任意好適個数例えば2個に分割された制御電極44
を、及び結合領域36の導波路34に任意好適な個数例
えば2個に分割された制御電極46を設ける。制御電極
44は2個の電極部材44a及び44bから、制御電極
46は2個の電極部材46a及び46bから構成されて
いる。In FIG. 3(A), reference numeral 30 indicates an optical switch element of an inverted Δβ operation type, and this optical switch element 30 includes the following:
The input/output waveguides 32 and 34 are provided on the substrate 18a or +8b so as to be close to each other and parallel to each other in the coupling region 36. The waveguides 32 and 34 are formed by diffusing Ti, for example. Roughly speaking, the waveguide 3 of the optical coupling region 36
The control electrode 44 is divided into any suitable number of electrodes, for example, two.
, and the waveguide 34 of the coupling region 36 is provided with an arbitrary suitable number of control electrodes 46, for example, divided into two. The control electrode 44 is composed of two electrode members 44a and 44b, and the control electrode 46 is composed of two electrode members 46a and 46b.
電極部材44a、44bは導波路32の右側の側縁から
左側の側縁へ延在させ、しかも左側の側縁の側へ延在さ
せた部分を導波路32の外側領域にまで延在させる。The electrode members 44a and 44b extend from the right side edge of the waveguide 32 to the left side edge, and the portion extending toward the left side edge extends to the outer region of the waveguide 32.
電極部材46a、 46bは導波路34の左側の側縁か
ら右側の側縁の側へ延在させ、しかも右側の側縁の側に
延在させた部分を導波路34の外側領域にまで延在させ
る。The electrode members 46a and 46b extend from the left side edge of the waveguide 34 to the right side edge, and further extend the portion extending toward the right side edge to the outer region of the waveguide 34. let
電極部材44a及び46aの上側の端縁は結合領域36
の上側の端縁Xと、及び電極部材44b及び46bの下
側の端縁は結合領域36の下側の端縁Yと一敗させる。The upper edges of the electrode members 44a and 46a form the coupling region 36.
The upper edge X and the lower edges of the electrode members 44b and 46b meet the lower edge Y of the coupling region 36.
ざらに電極部材44aの右下端部と電極部材46bの左
上端部とを接続部48を介し電気的に接続する。Roughly, the lower right end of the electrode member 44a and the upper left end of the electrode member 46b are electrically connected via the connecting portion 48.
尚、図中の符号32a及び32bは入出力導波路32の
上端及び下端を、符号34a及び34bは入出力導波路
34の上端及び下端を示す。Note that numerals 32a and 32b in the figure indicate the upper and lower ends of the input/output waveguide 32, and numerals 34a and 34b indicate the upper and lower ends of the input/output waveguide 34.
上述のように構成される光スイッチ素子30を制御スイ
ッチ22として用いる場合には、例えば上端32a @
入力ボートとし下端32a、 34bを出力ポートとす
れば良い。また制御スイッチ28として用いる場合には
、例えば上端32a、34a %入力ポートとし下端3
2b %出力ポートとすれば良い。When using the optical switch element 30 configured as described above as the control switch 22, for example, the upper end 32a @
The lower ends 32a and 34b may be used as input ports and output ports. When used as the control switch 28, for example, the upper ends 32a and 34a may be used as % input ports, and the lower end 3
2b% output port may be used.
入力ポート及び出力ポートの設定は任意好適に行なって
良く、上端32a、34aのいずれか一方を入力ポート
とし及び下端32b、34bの双方を出力ポートとし、
或は上端32a、34aの双方を出力ポートとし及び下
端32b、 34bのいずれか一方を入力ボートとする
ことが出来る。The input ports and output ports may be set in any suitable manner, with one of the upper ends 32a and 34a being an input port and both lower ends 32b and 34b being output ports,
Alternatively, both the upper ends 32a, 34a can be used as output ports, and either the lower ends 32b, 34b can be used as an input port.
光スイッチ素子30は、TM波に対してはクロス(Cr
oss)或はバー(Ba r)状態のいずれの状態でも
動作し、TE波に対して光スイッチ素子30が受動分岐
と同等に機能するように構成する。受動分岐としで機能
するように構成することによって、光スイッチ素子30
に入力されたTE波をパワー移行比がほぼ1対1となる
ように2つの出力ポートから(上端32a、34a 、
又は下端32b134bから)出力することが出来る。The optical switch element 30 is a cross (Cr) for TM waves.
The optical switch element 30 operates in either the oss or bar state, and is configured so that the optical switch element 30 functions equivalently to a passive branch for TE waves. By configuring the optical switch element 30 to function as a passive branch,
The TE waves input to the
or from the lower end 32b134b).
光スイッチ素子30は制御電極44及び46ヲ介して反
転Δβ駆動される。The optical switch element 30 is driven in the reverse direction Δβ via the control electrodes 44 and 46.
上述のように動作する光スイッチ素子30の作成条件は
、(L/β。)−(ΔβL / rt )ダイヤグラム
をもとに容易に設定することが出来る。尚、しは素子長
、10は結合長、Δβは伝搬定数差及び■は円周率を示
す。The conditions for creating the optical switch element 30 that operates as described above can be easily set based on the (L/β.)-(ΔβL/rt) diagram. Here, shi indicates the element length, 10 indicates the coupling length, Δβ indicates the propagation constant difference, and ■ indicates the circumference ratio.
第3図(B)はこの実施例に用いて好適な光スイッチ素
子の他の構成例を示す図である。尚、第3図(A)に示
した光スイッチ素子30と対応する構成成分については
同一の符号を付して示し1、その詳細な説明を省略する
。FIG. 3(B) is a diagram showing another configuration example of an optical switch element suitable for use in this embodiment. Components corresponding to those of the optical switch element 30 shown in FIG. 3(A) are denoted by the same reference numerals 1, and detailed explanation thereof will be omitted.
同図においで、42は反転ΔB動作及び均一(−様Δβ
動作を行なえる型の光スイッチ素子を示す。この光スイ
ッチ素子42にあっては、光結合領i*36の導波路3
2に分割されない1個の制御電極38を、及び結合領域
36の導波路34に任意好適な個数例えば2個に分割さ
れた制御電極40を設ける。制御電極40は2個の電極
部材40a及び40bから構成されている。In the same figure, 42 indicates inverted ΔB operation and uniform (-like Δβ
1 shows a type of optical switch element that can perform the operation. In this optical switch element 42, the waveguide 3 of the optical coupling region i*36
One control electrode 38 which is not divided into two is provided, and an arbitrary suitable number of control electrodes 40 which are divided into two, for example, are provided in the waveguide 34 of the coupling region 36. The control electrode 40 is composed of two electrode members 40a and 40b.
制御電極38は導波路32の右側の側縁がら左側の側縁
へ延在させ、しかも左側の側縁の側へ延在させた部分を
導波路32の外側領域にまで延在させる。The control electrode 38 extends from the right side edge of the waveguide 32 to the left side edge, and the portion extending toward the left side edge extends to the outer region of the waveguide 32.
電極部材40a、 40bは導波路34の左側の側縁が
ら右側の側縁の側へ延在させ、しかも右側の側縁の側に
延在させた部分を導波路34の外側領域にまで延在させ
る。The electrode members 40a and 40b extend from the left side edge of the waveguide 34 to the right side edge, and further extend the portion extending toward the right side edge to the outer region of the waveguide 34. let
制御電極38及び電極部材40aの上側の端縁は結合領
域36の上側の端縁Xと、及び制御電極38及び電極部
材40bの下側の端縁は結合領域36の下側の端縁Yと
一敗させる。The upper edges of the control electrode 38 and the electrode member 40a are connected to the upper edge X of the coupling region 36, and the lower edges of the control electrode 38 and the electrode member 40b are connected to the lower edge Y of the coupling region 36. Let me lose once.
上述のように構成される光スイッチ素子42ヲ制御スイ
ッチ22として用いる場合には、例えば上端32aを入
力ポートとし下端32a、34bを出力ポートとすれば
良い。また、後段の制御スイッチ28として用いる場合
には、上端32a及び34a @入力ポートとし下端3
2b !出力ポートとすれば良い。When the optical switch element 42 configured as described above is used as the control switch 22, the upper end 32a may be used as an input port, and the lower ends 32a and 34b may be used as output ports, for example. In addition, when used as the control switch 28 in the latter stage, the upper ends 32a and 34a @input ports and the lower end 3
2b! It can be used as an output port.
光スイッチ素子42は、TM波に対してはCr。The optical switch element 42 is made of Cr for TM waves.
SS或はBar状態のいずれの状態でも動作するように
構成し、さらにTE波に対しては受動分岐と同等に機能
するように構成してこの素子42に入力されたTE波を
ほぼ1:1のパワー移行比で出力出来るようにする。It is configured to operate in either the SS or Bar state, and is configured to function equivalently to a passive branch for TE waves, so that the TE waves input to this element 42 are divided into approximately 1:1 ratios. output with a power transfer ratio of
TM波に対してCross状態を得るとき光スイッチ素
子42は制御電極44及び46ヲ介し反転Δβ駆動され
、TM波に対しでBar状態を得るとき光スイッチ素子
42は制御電極44及び46ヲ介し均一ΔB短駆動れる
。When obtaining the Cross state for TM waves, the optical switching element 42 is driven in an inverted Δβ manner via the control electrodes 44 and 46, and when obtaining the Bar state for TM waves, the optical switching element 42 is driven uniformly via the control electrodes 44 and 46. ΔB short drive possible.
光スイッチ素子42の動作電圧は、第3図(A)に示す
光スイッチ素子30の動作電圧に比し低くすることが出
来る。The operating voltage of the optical switch element 42 can be lower than the operating voltage of the optical switch element 30 shown in FIG. 3(A).
上述のように動作する光スイッチ素子42の作成条件は
、CL/I1.) −(ΔβL/TT)ダイヤグラムを
もとに容易に設定することが出来る。The conditions for creating the optical switch element 42 that operates as described above are CL/I1. ) - (ΔβL/TT) can be easily set based on the diagram.
(動作例)
第4図はこの実施例の動作の例の説明図であり、各構成
成分の構成を模式的に示している。以下の説明では、制
御スイッチ22.28 !上述の素子30又は42ヲ以
って構成し、これら制御スイッチ22.28がTM波に
対しては動作電圧に応じてBar或はCross状態で
選択的に動作しTE波に対しては動作電圧にかかわらず
受動分岐と等価な動作をするものとする。(Example of Operation) FIG. 4 is an explanatory diagram of an example of the operation of this embodiment, and schematically shows the configuration of each component. In the following description, control switch 22.28! The control switches 22 and 28 selectively operate in the Bar or Cross state depending on the operating voltage for TM waves, and the operating voltage for TE waves. It is assumed that the operation is equivalent to passive branching regardless of the situation.
尚、図において、前段のトリ−型光スイッチ20の入力
ポートを符号20a及び出力ポートを符号201.20
2.203.204で、また後段のトリ−型光スイ・ン
チ26の入力ポートを符号261.262.263.2
64及び出力ポートを符号26aで示す。In the figure, the input port of the tree-type optical switch 20 in the previous stage is designated by reference numeral 20a, and the output port is designated by reference numeral 201.20.
2.203.204, and the input port of the subsequent tree-type optical switch 26 is designated by the symbol 261.262.263.2.
64 and an output port are designated by 26a.
基板18a、 18bとして2カツトLiNb○3基板
を用いる場合、基板の2軸方向の偏り方向を有するTM
波に対する屈折率と、基板の2軸に垂直な方向の偏り方
向を有するTE波に対する屈折率とは異なる値となるの
で、TM波及びTE波は、これらTM波及びTE波の間
で光のエネルギーのやりとりを行なわない独立な光とし
て、伝搬してゆく。When using 2-cut LiNb○3 substrates as the substrates 18a and 18b, a TM having a bias direction in the biaxial direction of the substrate
The refractive index for the wave and the refractive index for the TE wave, which has a polarization direction perpendicular to the two axes of the substrate, have different values. It propagates as an independent light that does not exchange energy.
また、2カツトLiNb○3基板を用いる場合、電気光
学係数γ、3及びγ33の比はγ、3/γ33L93.
2〜3.3であり、従ってTM波に対する電気光学効果
はTE波1こ対する電気光学効果のほぼ3.2〜3.3
倍となる。これがため、TM波に対してCross或は
Bar状態が得られるような低い動作電圧では、制御ス
イッチ22.28に入力されたTE波を理想的なパワー
移行比(最も理想的には1:0若しくはO:1)で2つ
の出力ポートから出力させることは出来ない、従って、
TE波が光スイッチ素子22或は28を通過する際には
、ロスを生ずる。TM波に関しては、低い動作電圧で理
想的なパワー移行比で出力させることが出来、ロスをほ
とんど生じない。Further, when using a two-cut LiNb○3 substrate, the ratio of the electro-optic coefficients γ,3 and γ33 is γ,3/γ33L93.
Therefore, the electro-optic effect for TM waves is approximately 3.2-3.3 of the electro-optic effect for one TE wave.
It will be doubled. Therefore, at a low operating voltage where a Cross or Bar state is obtained for the TM wave, the TE wave input to the control switch 22.28 is adjusted to an ideal power transfer ratio (most ideally 1:0). or O:1), it is not possible to output from two output ports, therefore,
When the TE wave passes through the optical switch element 22 or 28, a loss occurs. Regarding the TM wave, it can be output with an ideal power transfer ratio at a low operating voltage, and almost no loss occurs.
さて、第4図に示すように、一方の光X及び他方の光Y
が、前段のトリ−型光スイッチ20の入力ポート20a
から出力ポート202を経て、後段のトリ−型光スイッ
チ26の入力ポート262に入力され、その後出力ポー
ト26aから出力される場合を考える。Now, as shown in Figure 4, one light X and the other light Y
However, the input port 20a of the tree-type optical switch 20 in the previous stage
Let us consider the case where the signal is input from the input port 202 to the input port 262 of the tree-type optical switch 26 at the subsequent stage, and is then output from the output port 26a.
図に示すように、一方の光がTM波として及び他方の光
がTE波として入力ポート20aに入力されたとする。As shown in the figure, it is assumed that one light is input as a TM wave and the other light is input as a TE wave to the input port 20a.
すると、入力された一方の光Xの伝搬経路は、前段のト
リ−型光スイッチ20の制御スイッチ22によって制御
されて任意好適に選択的に変更され、その結果、出力ポ
ート202へと導かれる。一方、制御スイッチ22はT
E波に対しパワー移行比がほぼ1:1となるような受動
分岐と同等に動作するので、入力された他方の光Yは、
制御スイッチ22を通過する際にロス光Yet生じつつ
、出力ポート202に至る。Then, the propagation path of one of the input lights X is controlled by the control switch 22 of the tree-type optical switch 20 at the previous stage to selectively change the propagation path as desired, and as a result, it is guided to the output port 202. On the other hand, the control switch 22 is
Since it operates in the same way as a passive branch with a power transfer ratio of approximately 1:1 for the E wave, the other input light Y is
When passing through the control switch 22, the light reaches the output port 202 while generating loss light Yet.
そして、光X及びYは、偏り変更手段16ヲ介し出力ポ
ート202から後段のトリ−型光スイ・ンチ26の入力
ポート262に入力される。偏り変更手段16は軸Sを
90°ねじっであるので、光XはTM波からTE波に及
び光YはTE波からTM波に変更され、入力ポート26
2に入力される。The lights X and Y are then input from the output port 202 to the input port 262 of the tree type optical switch 26 at the subsequent stage via the bias changing means 16. Since the bias changing means 16 twists the axis S by 90 degrees, the light X is changed from TM waves to TE waves, and the light Y is changed from TE waves to TM waves, and the input port 26
2 is input.
後段のトリ−型光スイッチ26の制御スイッチ28はT
E波に対しパワー移行比が1:1となるような受動分岐
と同等に動作するので、TE波として入力ポート262
に入力された光Xは、制御スイッチ28を通過する際に
ロス光X、そ生じつつ、出力ポート26aに至る。一方
、TM波として入力ポート262に入力された他方の光
の伝搬経路は、制御スイッチ28によって制御されて任
意好適に選択的に変更され、その結果、出力ポート26
aへと導かれる。The control switch 28 of the tree-type optical switch 26 in the latter stage is T.
Since it operates in the same way as a passive branch with a power transfer ratio of 1:1 for the E wave, the input port 262 is used as the TE wave.
When the input light X passes through the control switch 28, it reaches the output port 26a while causing a loss of light X. On the other hand, the propagation path of the other light input as a TM wave to the input port 262 is controlled by the control switch 28 and selectively changed as desired.
lead to a.
そして、光×及びYは出力ポート26aから次段の光回
路素子へ出力される。Lights X and Y are then output from the output port 26a to the next stage optical circuit element.
漏れ光X+’&、制御スイッチ28の出力ポートとして
用いられない分岐から基板18b中へ逃がすことによっ
て、出力ポート26aから出力される光X及びYに混入
させないことが出来る。By letting the leaked light X+'& escape into the substrate 18b from a branch that is not used as an output port of the control switch 28, it can be prevented from mixing with the lights X and Y output from the output port 26a.
また、漏れ光Y、は出力ポート201.203.204
から偏り変更手段16を介し、図示しない他の後段のト
リ−型光スイッチ26に入力される。漏れ光Y。In addition, leakage light Y is output port 201.203.204
The signal is input from the bias changing means 16 to a tree-type optical switch 26 (not shown) at the subsequent stage. Leak light Y.
は偏り変更手段16によってTM波に変更され、他のト
リ−型光スイッチ26に入力される。これを別の観点か
ら述べれば、図示の後段のトリ−型光スイッチ26に、
図示しない前段のトリ−型光スイッチ20からTM波に
変更された漏れ光Y2が入力されることを意味する。し
かしながら、漏れ光Y2を、制御スイッチ28の出力ポ
ートとしで用いられない分岐から基板18aへ逃がすこ
とによって、出力ポート26aから出力される光X及び
Yに混入させないことが出来る。is changed into a TM wave by the polarization changing means 16, and is input to another tree-type optical switch 26. To describe this from another perspective, in the later stage tree-type optical switch 26 shown in the figure,
This means that the leaked light Y2 changed into a TM wave is input from the front-stage tree-type optical switch 20 (not shown). However, by letting the leaked light Y2 escape to the substrate 18a from a branch that is not used as an output port of the control switch 28, it is possible to prevent the leaked light Y2 from being mixed with the lights X and Y output from the output port 26a.
図示のように、光X及びYを入力ポート262に入力さ
せて出力ポート26aから出力させる場合には、例えば
、入力ボート側から数えて第1段目の制御スイッチ28
ヲいずれもBar状態で及び第2段目の制御スイッチ2
8をCross状態で動作ざせることによって、漏れ光
×1及びY2の混入を防止出来る。As shown in the figure, when the lights X and Y are input to the input port 262 and output from the output port 26a, for example, the control switch 28 of the first stage counting from the input boat side
Both are in the Bar state and the second stage control switch 2
By operating 8 in the cross state, it is possible to prevent leakage light x1 and leakage light Y2 from being mixed in.
また図には示していないが、光X及びYを入力ポート2
61に入力させて出力ポート26aから出力させる場合
には、例えば、第1段目の制御スイッチ28をいずれも
Cross状態で及び第2段目の制御スイッチ28をC
r08S状態で動作させることによって、漏れ光X、及
びY2の混入を防止出来る。Although not shown in the figure, the lights X and Y are input to port 2.
61 and output from the output port 26a, for example, all the first stage control switches 28 are in the Cross state and the second stage control switch 28 is in the Cross state.
By operating in the r08S state, leakage light X and Y2 can be prevented from entering.
同様に、光X及びY!入カポート263に入力させて出
力ポート26aから出力させる場合には、例えば、第1
段目の制御スイッチ28をいずれもBar状態で及び第
2段目の制御スイッチ28をBar状態で動作させるこ
とによって、漏れ光X+及びY2の混入を防止出来る。Similarly, light X and Y! When inputting to the input port 263 and outputting from the output port 26a, for example, the first
By operating all of the control switches 28 in the first stage in the Bar state and the second stage control switch 28 in the Bar state, it is possible to prevent the leakage lights X+ and Y2 from entering.
同様に、光X及びYIv入カポート264に入力させて
出力ポート26aから出力させる場合には、例えば、第
1段目の制御スイッチ281FrいずれもCr0SS状
態で及び第2段目の制御スイッチ28をBar状態で動
作させることによって、漏れ光X1及びY2の混入を防
止出来る。Similarly, when inputting light to the X and YIv input ports 264 and outputting it from the output port 26a, for example, both the first stage control switches 281Fr are in the Cr0SS state and the second stage control switch 28 is in the Bar state. By operating in this state, the leakage lights X1 and Y2 can be prevented from entering.
(光スイッチ素子の作成条件)
作成条件を限定するものではないが、以下、この実施例
の光マトリクススイッチ製雪の実用に適した動作特性を
得るため、制御光スイッチを構成する光スイッチ素子の
作成条件につき述べる。(Conditions for creating the optical switch element) Although the manufacturing conditions are not limited, the following describes the conditions for the optical switch element constituting the control optical switch in order to obtain operating characteristics suitable for practical use in the optical matrix switch snow making of this example. I will explain the creation conditions.
この実施例において実用に適した動作特性を得るために
は、■各出力ボートの出力光パワーがばらつかないよう
に(一方の光をいずれの出力ポートから出力する場合に
も一方の光の出力光パワーがほぼ等しくなるように、同
様に他方の光をいずれの出力ポートから出力する場合に
も他方の光の出力光パワーがほぼ等しくなるように)ば
らつきの低減を図る。これと共に、■一方及び他方の光
が同一ポートから出力される場合にこれら光の出力光パ
ワーが互いにほぼ等しくなるようにするのが好ましい、
これら■及び又はφを実現することによって、クロスト
ークの低減や出力光パワーの均一化を図れる。In order to obtain operational characteristics suitable for practical use in this example, it is necessary to: ■ prevent the output optical power of each output port from varying (when outputting one light from either output port, the output of one light Similarly, when the other light is output from any output port, the output optical power of the other light is almost equal). In addition to this, it is preferable that the output optical power of one and the other light be approximately equal to each other when the light is output from the same port.
By realizing these (2) and/or (φ), crosstalk can be reduced and output optical power can be made uniform.
例えば、光スイッチ素子がTM波fこ対しCr。For example, the optical switch element is Cr for the TM wave f.
SS状態で動作するときのTE波のロスとBar状態で
動作するときのTE波のロスとがほぼ等しくなるように
、前段及び後段の光マトリクススイッチのトリ−型光ス
イッチにおけるTE波のロスの変動を低減することによ
って、上述の■及び又は■の実現を図れる。尚、TM波
に対するクロストークの低減及び又はロスの変動の低減
は、光スイッチ素子を反転Δβ動作させることによって
又は均一Δβ動作させることによって、実現出来る。In order to make the TE wave loss when operating in the SS state and the TE wave loss when operating in the Bar state almost equal, the TE wave loss in the tree type optical switch of the optical matrix switch in the front and rear stages is adjusted. By reducing the fluctuation, the above-mentioned (1) and/or (2) can be achieved. Note that crosstalk and/or loss fluctuations for TM waves can be reduced by operating the optical switch element in an inverted Δβ operation or by operating it in a uniform Δβ operation.
次に、第5図(A)〜(E)及び第6図(A)〜(C)
!参照し、TE波のロスを低減するための光スイッチ素
子の作成条件につき説明する。Next, Fig. 5 (A) to (E) and Fig. 6 (A) to (C)
! With reference to this, conditions for creating an optical switch element for reducing TE wave loss will be explained.
第5図(A)〜(E)は制御スイッチ22.28を第3
図(A)に示す光スイッチ素子30としたときの作成条
件の説明図であり、第6図(A)〜(C)は制御スイッ
チ22.28を第3図(B)に示す光スイッチ素子42
としたときの作成条件の説明図である。Figures 5 (A) to (E) show that the control switch 22.28 is in the third position.
6(A) to (C) are diagrams illustrating manufacturing conditions when the optical switch element 30 shown in FIG. 3(A) is used, and FIGS. 42
FIG. 2 is an explanatory diagram of creation conditions when
これら図において、横軸は素子長と結合長との比(素子
長/結合長)及び縦軸はTE波に対するロスである。実
線及び破線の曲線は、TMiに対する素子長/結合長が
実線矢印で示す値のときのTE波のロス特性を示す、実
線の曲線は光スイッチ素子をTM波に対しCross状
態で及び破線の曲線はTM波に対しBar状態で動作さ
せたときのロス特性を示す。In these figures, the horizontal axis represents the ratio of the element length to the coupling length (element length/coupling length), and the vertical axis represents the loss with respect to the TE wave. The solid and broken curves show the loss characteristics of the TE wave when the element length/coupling length for TMi is the value shown by the solid arrow.The solid curve shows the optical switch element in the cross state for the TM wave, and the broken line curve shows the loss characteristics when operating in a bar state for TM waves.
TE波に対する素子長/結合長を破線矢印で示す値(最
適値)とするとき、Cross状態でのTE波のロスと
Bar状態でのTE波のロスとを等しく出来る。When the element length/coupling length for the TE wave is set to the value (optimal value) shown by the broken line arrow, the TE wave loss in the Cross state and the TE wave loss in the Bar state can be made equal.
これら図からも理解出来るように、TM波に対する素子
長/結合長(以下、比TMと称す)に幅をもたせで変化
させても、TE波(こ対する素子長/結合長(以下、比
□、と称す)の最適値がほぼ一定となることが理解出来
る。第5図(A)〜(E)に示す光スイッチ素子30の
場合には、比TI:の最適値は約3.4となり、第6図
(A)〜(C)に示す光スイッチ素子42の場合には、
比、、の最適値は約1.5と約2.5となっている。光
スイッチ素子の作成に当っては、比T、が上述の最適値
となるように作成すれば良い。As can be understood from these figures, even if the element length/coupling length (hereinafter referred to as the ratio TM) for the TM wave is varied with a width, the element length/coupling length (hereinafter referred to as the ratio □ It can be seen that the optimum value of the ratio TI: is approximately constant. In the case of the optical switch device 30 shown in FIGS. , in the case of the optical switch element 42 shown in FIGS. 6(A) to 6(C),
The optimum values of the ratios are approximately 1.5 and approximately 2.5. When creating an optical switch element, it is sufficient to create the optical switch element so that the ratio T becomes the above-mentioned optimum value.
比、の設定値は作成条件や作成方法によっても異なるが
、比TMヲ、例えば比ア、よりも小ざ〈設定し比ア、の
約1/(1,2)〜1/(1,3)倍の値に設定すれば
良い、LiNbO3基板にTi拡散導波路を設けて導波
路におけるロスを低減するように作成される光スイッチ
素子では、通常、比TMが比Tεの約1/(1,2)〜
1/(1,3)倍となる。The set value of the ratio differs depending on the creation conditions and creation method, but the ratio TM, for example, is smaller than the ratio A (about 1/(1,2) to 1/(1,3) of the ratio A). ) times the ratio Tε. In an optical switch element that is created by providing a Ti diffusion waveguide on a LiNbO3 substrate to reduce loss in the waveguide, the ratio TM is usually approximately 1/(1) of the ratio Tε. ,2)~
It becomes 1/(1,3) times.
第7図は作成条件の緩和の説明のため模式的に示す図で
ある。作成条件を緩和するためには、光スイッチ素子1
個当りのTE波に対するロスの変動幅uを、各出力ポー
トから出力されるTE波の出力光パワーが実用上許容出
来る範囲内で変動するような、幅とすれば良い、このよ
うな変動幅Uを与えるような比T6の範囲Vで作成する
ことによって、作成条件を緩和出来る。FIG. 7 is a diagram schematically shown for explaining relaxation of the production conditions. In order to ease the manufacturing conditions, the optical switch element 1
The fluctuation width u of the loss for each TE wave may be set to such a range that the output optical power of the TE wave output from each output port fluctuates within a practically acceptable range. By creating the range V of the ratio T6 that gives U, the creation conditions can be relaxed.
この実施例において、変動幅Uが例えば0.4dB以内
となるような範囲Vの比、Eで光スイッチ素子を作成し
、この光スイッチ素子を以って16×16型の光マトリ
クススイッチ製雪ヲ構成したとする。この場合、TE波
の出力光パワーの変動!1.6dB以内とすることが出
来る。In this example, an optical switch element is created with a range V ratio E such that the variation width U is within 0.4 dB, and this optical switch element is used to make a 16 x 16 type optical matrix switch. Suppose we have configured . In this case, the output optical power of the TE wave fluctuates! It can be within 1.6 dB.
また、第6図(A)〜(C)において示す曲線■は、T
M波に対してBar状態を与える2番目の動作1点を用
いて光スイッチ素子を動作させた場合のTE波のロス特
性曲線を示す。図にも示すように、Cross状態のと
きのTE波のロス特性曲線との交点近傍における曲線H
の傾きがより小ざくなるので、例えば0.4dB以内の
変動幅Uとなる比、、の範囲vをより広く設定出来る。In addition, the curve ■ shown in FIGS. 6(A) to (C) is T
The loss characteristic curve of the TE wave is shown when the optical switch element is operated using a second operation point that gives a Bar state to the M wave. As shown in the figure, the curve H near the intersection with the TE wave loss characteristic curve in the Cross state
Since the slope of is smaller, for example, the range v of the ratio, where the fluctuation width U is within 0.4 dB, can be set wider.
2番目の動作点を用いるので動作電圧は増加するが、比
Tεの範囲vVより広く出来るので作成条件をより緩和
することが出来る。Since the second operating point is used, the operating voltage increases, but since the range of the ratio Tε can be made wider than vV, the manufacturing conditions can be more relaxed.
また、光スイッチ素子の入出力導波路間の間隔(離間路
M)がテーバ状に徐々に広がってゆくように変化する可
変間隔とすれば、0.4dB以内の変動幅Uとなるよう
な比、5の範囲Vをより広く設定出来る。可変間隔とす
るので動作電圧は増加するが、比TEの範囲Vをより広
く出来るので作成条件をさらに緩和することが出来る。Furthermore, if the interval between the input and output waveguides of the optical switch element (separation path M) is a variable interval that changes gradually in a tapered manner, the ratio will be such that the fluctuation width U is within 0.4 dB. , 5 can be set wider. Since the intervals are variable, the operating voltage increases, but since the range V of the ratio TE can be made wider, the manufacturing conditions can be further relaxed.
比7.の範囲vtより広く出来るのはTM波に対しBa
r状態を与える1番目の動作点と2番目の動作点との間
のどの値の比□6も使えるようになるからである。Ratio 7. For TM waves, Ba can be made wider than the range of VT.
This is because any value ratio □6 between the first operating point and the second operating point that gives the r state can be used.
1目叉流あ
第8図は第一発明の第二実施例の構成を模式的に示す平
面図である。尚、上述した第−実施例と対応する構成成
分については、同一の符号を付して示し、その詳細な説
明を省略する。FIG. 8 is a plan view schematically showing the structure of the second embodiment of the first invention. Components corresponding to those in the above-described embodiment are designated by the same reference numerals, and detailed explanation thereof will be omitted.
この第二実施例の光マトリクススイッチ装M50は、前
段スイッチ52、後段スイッチ54及び偏り変更手段1
6ヲ備えて成り、前段スイッチ52はN個の1×Nトリ
−型光スイッチ56ヲ以って及び後段スイッチ54はN
個のN×1トリ−型光スイッチ58ヲ以って構成する。The optical matrix switch device M50 of this second embodiment includes a front-stage switch 52, a rear-stage switch 54, and a bias changing means 1.
The front stage switch 52 is comprised of N 1×N tree-type optical switches 56, and the rear stage switch 54 is comprised of N.
It is composed of N×1 tree-type optical switches 58.
トリ−型光スイッチ56は、1個の入力ポートからN個
の出力ポートにゆくに従い分岐してゆくトリ−状の光の
伝搬経路を有する。この実施例では、この伝搬経路の形
成のために、トリ−型光スイッチ56の入力側に複数の
段を構成するように分岐手段60ヲ設け、トリ−型光ス
イッチ56の出力側に複数個並列させて制御光スイッチ
62を設ける。The tree-type optical switch 56 has a tree-shaped optical propagation path that branches from one input port to N output ports. In this embodiment, in order to form this propagation path, a branching means 60 is provided on the input side of the tree-type optical switch 56 so as to constitute a plurality of stages, and a plurality of branching means 60 are provided on the output side of the tree-type optical switch 56. A control optical switch 62 is provided in parallel.
そしてトリ−型光スイッチ56の1個の入力ポートとN
個の出力ポートとを、これらボート間に設置すた複数段
の分岐手段60と複数個の制御スイッチ62とを介し接
続する。And one input port of the tree-type optical switch 56 and N
These output ports are connected via a plurality of branching means 60 and a plurality of control switches 62 installed between these boats.
トリ−型光スイッチ56における伝搬経路は、分
′岐手段60の出力を次段の分岐手段60の入力に次々
に接続することによってトリ−状に枝分れしてゆき、最
終段の分岐手段60に制御光スイッチ62が接続される
。その結果、トリ−型光スイッチ56の1個の入力ポー
トからN個の入力ポートに至る伝搬経路が形成される。The propagation path in the tree-type optical switch 56 is
The output of the branching means 60 is successively connected to the input of the branching means 60 at the next stage, thereby branching into a tree shape, and the control optical switch 62 is connected to the branching means 60 at the final stage. As a result, a propagation path is formed from one input port to N input ports of the tree-type optical switch 56.
第1段の分岐手段60の1つの入力をトリ−型光スイッ
チ56の入力ポートに接続し、及び並列させた制御スイ
ッチ62の出力ポート壱N個用いてトリ−型光スイッチ
56の出力ポートを構成する。One input of the first-stage branching means 60 is connected to the input port of the tree-type optical switch 56, and the output port of the tree-type optical switch 56 is connected using 1N output ports of the control switches 62 arranged in parallel. Configure.
分岐手段60は、1つの入力分岐と複数の出力分岐とを
備えて成る0分岐手段60は、複数の出力分岐から出力
されるそれぞれの光の光パワーがほぼ等しくなるように
機能し、TM波として入力された一方の光及びTE波と
して入力された他方の光のいずれの光に対してもこのよ
うに機能する。好ましくは、分岐手段60! I X
2分岐手段としで構成するのが良く、この場合には2つ
の出力側の分岐(出力分岐)から出力するそれぞれの光
の光パワー比がほぼ1:1となるように構成する。1×
2分岐手段は、例えば、7字形状の導波路を以って構成
される1×2受動分岐とすれば良い、7字形状の導波路
を左右対称に構成することによって、2つの出力側の分
岐の光パワー比をほぼ1:1とすることが出来る。The branching means 60 includes one input branch and a plurality of output branches, and functions so that the optical powers of the respective lights outputted from the plurality of output branches are approximately equal. It functions in this way for both light, one inputted as a TE wave and the other inputted as a TE wave. Preferably, branching means 60! IX
It is preferable to configure it as a two-branching means, and in this case, it is configured so that the optical power ratio of the respective lights output from the two output side branches (output branches) is approximately 1:1. 1×
The 2-branching means may be, for example, a 1×2 passive branch composed of a figure-7 shaped waveguide.By configuring the figure-7 shaped waveguide symmetrically, the two output sides can be separated. The optical power ratio of branching can be approximately 1:1.
分岐手段60% I X 2分岐手段とした場合、分岐
手段60の2つの出力にそれぞれ、次段の分岐手段60
を1個ずつ接続することによって伝搬経路の枝分れを形
成すれば良い。60% branching means I
It is sufficient to form branches of the propagation path by connecting them one by one.
制御スイッチ62は、ON−〇FF型人カ人力ッチ62
aと出力スイッチ62bとから構成される。The control switch 62 is an ON-FF type human power switch 62.
a and an output switch 62b.
入力スイッチ62aは、このスイッチ62a %備える
制御スイッチ62を用いて光の伝搬経路を制御しないと
きOFF状態となり、従ってTM波として入力された一
方の光を入力しない。また制御スイッチ62を用いて光
の制御を行なうときにはON状態となり、TM波として
入力された一方の光を入力する。出力スイッチ62bは
、このスイッチ62b lFr備える制御スイッチ62
に入力された一方の光の、伝搬経路を変更するためのも
のである。The input switch 62a is in an OFF state when the light propagation path is not controlled using the control switch 62 provided with the switch 62a, and therefore does not receive one of the lights input as a TM wave. Further, when controlling light using the control switch 62, it is turned on and receives one of the lights input as a TM wave. The output switch 62b is a control switch 62 comprising this switch 62b lFr.
This is to change the propagation path of one of the lights input to the.
好ましくは、制御スイッチ56を1×2光スイッチとし
て構成するのが良く、この場合には入力スイッチ62a
及び出力スイッチ62b 8次のように構成する。Preferably, the control switch 56 is configured as a 1×2 optical switch, in which case the input switch 62a
and the output switch 62b are configured as follows.
入力スイッチ62aは、例えば、上述の光スイッチ素子
30又は光スイッチ素子411 X 1光スイッチ素子
として用いることによって構成される。この場合、光ス
イッチ素子30.42をCross状態とすることによ
って○N状態或は○FF状態を、また光スイッチ素子3
0.427aBar状態とすることによって○FF状態
或はON状態を形成出来る。また、出力スイッチ62b
は、例えば、光スイッチ素子30又は光スイッチ素子4
2を1×2光スイッチ素子として用いることによって構
成される。The input switch 62a is configured, for example, by using the above-described optical switch element 30 or optical switch element 411X1 as an optical switch element. In this case, by setting the optical switch elements 30 and 42 to the Cross state, the ○N state or the ○FF state can be set.
By setting it to 0.427aBar state, an FF state or an ON state can be formed. In addition, the output switch 62b
For example, the optical switch element 30 or the optical switch element 4
2 as a 1×2 optical switch element.
入力スイッチ62a及び出力スイッチ62bl(tTM
波に対してCross或はBar状態のいずれかの状態
で選択的に動作する。TE波に対し入力スイッチ62a
は一本の導波路と同等に、又、TE波に対して出力スイ
ッチ62bは、出力比がほぼ1:1となる受動分岐と同
等に機能する。Input switch 62a and output switch 62bl (tTM
It selectively operates in either the Cross or Bar state for waves. Input switch 62a for TE wave
is equivalent to a single waveguide, and for TE waves, the output switch 62b functions equivalent to a passive branch with an output ratio of approximately 1:1.
図にはN=8としたトリ−型光スイッチ56の構成例を
示す。図示例では、第1段に1個の1×2分岐手段60
、第2段に2個の1×2分岐手段60及び4個の制御ス
イッチ62ヲ設ける。第1段の分岐手段60の2つの出
力にそれぞれ第2段の分岐手段60を1個ずつ接続する
。そして、第2段の分岐手段60の出力にそれぞれ1×
2制御スイッチ62ヲ接続する。その結果、1×8トリ
−型光スイッチ56が得られる。The figure shows an example of the structure of a tree-type optical switch 56 in which N=8. In the illustrated example, one 1×2 branching means 60 is provided in the first stage.
, two 1×2 branching means 60 and four control switches 62 are provided in the second stage. One second-stage branching means 60 is connected to each of the two outputs of the first-stage branching means 60. Then, the output of the second stage branching means 60 is
2 control switch 62 is connected. As a result, a 1×8 tree type optical switch 56 is obtained.
次にこの実施例のN×1トリ−型光スイッチ58につき
説明する。Next, the N×1 tree-type optical switch 58 of this embodiment will be explained.
トリ−型光スイッチ58は、N個の入力ボートから1個
の出力ポートにゆくに従い合流してゆくトリ−状の光の
伝搬経路を有する。この実施例では、この伝搬経路の形
成のため、制御光スイッチ64をトリ−型光スイッチ5
日の入力側に複数個並列させで設け、及び合流手段66
をトリ−型光スイッチ58の出力側に複数の段を構成す
るように設ける。そしてトリ−型光スイッチ58のN個
の人力ボートと1個の出力ポートとを、これらボート間
に設けた複数段の合流手段66と複数個の制御スイッチ
64とを介し接続する。The tree-type optical switch 58 has a tree-shaped light propagation path that gradually merges from N input ports to one output port. In this embodiment, in order to form this propagation path, the control optical switch 64 is replaced with the tree-type optical switch 5.
A plurality of units are provided in parallel on the input side of the day, and a merging means 66
are provided on the output side of the tree-type optical switch 58 so as to form a plurality of stages. The N manual boats and one output port of the tree-type optical switch 58 are connected via a plurality of stages of merging means 66 and a plurality of control switches 64 provided between these boats.
制御光スイッチ64の入力には第1段の合流手段66の
入力が接続され、第1段の合流手段66の出力に次段の
合流手段66の入力が接続される0合流手段66の出力
は次段の合流出力66の入力に次々に接続され、その結
果、伝搬経路がトリ−状に合流され、その結果トリ−型
光スイッチ58のN個の入力ボートから1個の出力ポー
トに至る伝搬経路が形成される。並列させた複数個の制
御スイッチ64の入力ボートtN個用いてトリ−型光ス
イッチ58の入力ポートを構成し、及び最終段の合流手
段66の出力を1つトリ−型光スイッチ58の出力ポー
トに接続する。The input of the first-stage merging means 66 is connected to the input of the control light switch 64, and the input of the next-stage merging means 66 is connected to the output of the first-stage merging means 66.The output of the 0-merging means 66 is are successively connected to the inputs of the next-stage merging output 66, and as a result, the propagation paths are merged into a tree shape, resulting in the propagation from the N input ports of the tree-type optical switch 58 to one output port. A path is formed. The input ports of the tree type optical switch 58 are configured using tN input ports of the plurality of parallel control switches 64, and one output port of the final stage merging means 66 is used as the output port of the tree type optical switch 58. Connect to.
制御スイッチ64は入力スイッチ64aと0N−OFF
型出力スイッチ64bとから構成される。The control switch 64 is ON-OFF with the input switch 64a.
It is composed of a type output switch 64b.
入力スイッチ64aは、このスイッチ64a *備える
制御スイッチ64にTM波に変更されて入力された、他
方の光の伝搬経路を変更するためのものである。出力ス
イッチ64bは、このスイッチ64b を備える制御ス
イッチ64を用いて光の伝搬経路を制御しないときOF
F状態となり、従ってTM波に変更されて入力された他
方の光を出力しない。また、制御スイッチ62を用いて
光の伝搬経路を制御するときにはON状態となり、従っ
てTM波に変更されて入力された他方の光を出力する。The input switch 64a is for changing the propagation path of the other light that is changed into a TM wave and input into the control switch 64 provided with the switch 64a*. The output switch 64b is OF when the control switch 64 including this switch 64b is not used to control the light propagation path.
It enters the F state, and therefore does not output the other input light that has been changed into a TM wave. Further, when the control switch 62 is used to control the propagation path of light, it is turned on, and therefore the other input light is changed into a TM wave and output.
好ましくは、制御スイッチ6482 X 1光スイ・ン
チとして構成するのが良く、この場合には入力スイッチ
64a及び出力スイッチ64b 8次のように構成する
。Preferably, it is configured as a control switch 6482 x 1 optical switch, and in this case, the input switch 64a and the output switch 64b are configured as follows.
入力スイッチ64aは、例えば、光スイッチ素子30又
は光スイッチ素子42M 2 x 1光スイッチ素子と
して用いることによって構成される。また出力スイッチ
64bは、例えば、光スイッチ素子30又は光スイッチ
素子411 X 1光スイッチ素子として用いることに
よって構成される。The input switch 64a is configured by using, for example, the optical switch element 30 or the optical switch element 42M2x1 optical switch element. Further, the output switch 64b is configured by using, for example, the optical switch element 30 or the optical switch element 411.times.1 optical switch element.
入力スイッチ64a及び出力スイッチ64bはTM波に
対してCroSS或はBar状態のいずれかの状態で選
択的に動作し、TE波に対して入力スイッチ64aは1
本の導波路と等価(同等)に又出力スイッチ64bは合
流手段と等価に機能する。The input switch 64a and the output switch 64b selectively operate in either the CroSS or Bar state for the TM wave, and the input switch 64a operates in the CroSS or Bar state for the TE wave.
The output switch 64b functions equivalently to a real waveguide, and equivalently to a merging means.
合流手段66は、複数の入力分岐と1つの出力分岐とを
備えて成る。好ましくは、合流手段66ヲ2×1合流手
段として構成するのが良く、この場合には例えば左右対
称なY字形状の導波路を以って構成すれば良い。The merging means 66 comprises a plurality of input branches and one output branch. Preferably, the merging means 66 is constructed as a 2×1 merging means, and in this case, it may be constructed using, for example, a symmetrical Y-shaped waveguide.
図にはN=8としたトリ−型光スイッチ58の構成例を
示す。図示例では、トリ−型光スイッチ58の入力側に
4個の2×1制御スイッチ64ヲ、第1段に2個の2×
1合流手段66及び第2段に1個の2×1合流手段66
ヲ設ける。2個の制御スイッチ64に対し第1段の1個
の合流手段66が接続され、第1段の2個の合流手段6
6に対し第2段の1個の合流手段66が接続される。そ
の結果、8×1トリ−型光スイッチ58が得られる。The figure shows an example of the structure of a tree-type optical switch 58 in which N=8. In the illustrated example, there are four 2×1 control switches 64 on the input side of the tree-type optical switch 58, and two 2×1 control switches 64 on the first stage.
1 merging means 66 and one 2×1 merging means 66 in the second stage.
I will set it up. One merging means 66 at the first stage is connected to the two control switches 64, and the two merging means 6 at the first stage are connected to each other.
6 is connected to one merging means 66 of the second stage. As a result, an 8×1 tree type optical switch 58 is obtained.
基板18aに設けたN個例えば8個のトリ−型光スイ・
ンチ56と、基板+8bに設けたN個例えば8個のトリ
−型光スイッチ58の接続は次のように行なう、すなわ
ち、1個のトリ−型光スイッチ56に対しN個のトリ−
型光スィッチ58ヲ重複することなく接続する。各トリ
−型光スイッチ56に対しトリ−型光スイッチ58が重
複することなく接続され、従ってトリ−型光スイッチ5
6の出力ポートとトリ−型光スイッチ58の入力ポート
とが1対1に接続される。N pieces, for example, eight tree type optical switches provided on the substrate 18a.
The connection between the switch 56 and N (for example, eight) tree-type optical switches 58 provided on the substrate +8b is performed as follows. That is, one tree-type optical switch 56 is connected to N tree-type optical switches 58.
The type optical switches 58 are connected without duplication. A tree type optical switch 58 is connected to each tree type optical switch 56 without duplication, so that the tree type optical switch 58 is connected to each tree type optical switch 56 without duplication.
The output ports of 6 and the input ports of the tree-type optical switch 58 are connected one-to-one.
この実施例の光マトリクススイッチ装?It50を動作
させる場合、例えば次のようにしてクロストークを低減
することが出来る。尚、以下の説明では、製雪50の入
力しようとする入力ポートから出力させようとする出力
ポートに至る伝搬経路を伝搬経路りと表現し、この伝搬
経路り以外の伝搬経路を伝搬経路Mと表現する。Is this an optical matrix switch installed in this example? When operating It50, crosstalk can be reduced, for example, as follows. In the following explanation, the propagation path from the input port of the snow making 50 to the output port of the snowmaking 50 will be expressed as a propagation path, and the propagation path other than this propagation path will be referred to as a propagation path M. express.
装置tf50の動作に当っては、伝搬経路り上にある制
御スイッチ62のON−〇FF光スイッチ62aだけを
ON状態とし、この伝搬経路り上にない0N−OFF光
スイッチ62a!OFF状態とする。これによって、T
M波として入力された一方の光は伝搬経路り上の制御ス
イッチ62のみを通過する。In operation of the device tf50, only the ON-OFF optical switch 62a of the control switch 62 on the propagation path is turned ON, and the ON-OFF optical switch 62a not on this propagation path! Set to OFF state. By this, T
One light input as an M wave passes only through the control switch 62 on the propagation path.
一方の光は、TE波に変更されて伝搬経路り上の制御ス
イッチ64に入力されるが、この際、トリ−型光スイ・
ンチ56及び58の出力ポートが1対1に接続されてい
るので、一方の光の漏れ光は伝搬経路し以外の他の伝m
経w!JMへ混入しない、一方、TE波としで入力され
た他方の光はトリ−型光スイッチ56の出力ポートから
N個の全てのトリ−型光スイッチ58に入力される。し
かしながら、他方の光はTM波に変更されてトリ−型光
スイッチ58に入力される。従って、伝搬経路り上にあ
る制御スイッチ62の0N−OFF光スイッチ64aの
みを○N状態とし、この伝搬経路り上にない0N−OF
F光スイッチ64aをOFF状態とすることによって、
他方の光が伝搬経路り上の制御スイッチ64のみを通過
するようにすることが出来る。従って、出力させようと
する出力ポートからのみ一方及び他方の光を出力させる
ことが出来、低クロストークを実現出来る。One of the lights is changed into a TE wave and input to the control switch 64 on the propagation path, but at this time, the tree-type optical switch
Since the output ports of the channels 56 and 58 are connected one-to-one, the leakage light of one light will be transmitted along the other propagation path.
Sutra lol! The other light, which is not mixed into the JM and is input as a TE wave, is input from the output port of the tree-type optical switch 56 to all N tree-type optical switches 58. However, the other light is changed into a TM wave and input to the tree type optical switch 58. Therefore, only the 0N-OFF optical switch 64a of the control switch 62 on the propagation path is set to the ○N state, and the 0N-OFF optical switch 64a that is not on this propagation path
By turning the F optical switch 64a into the OFF state,
The other light can be made to pass only through the control switch 64 on the propagation path. Therefore, it is possible to output one light and the other light only from the output port to be output, and low crosstalk can be achieved.
しかも、この実施例では、トリ−型光スィッチ56ヲ分
岐手段60及び制御スイッチ62を以って構成し、及び
トリ−型光スイッチ5日ヲ制御スイッチ64及び合波手
段66ヲ以って構成しているので、トリ−型光スイッチ
を構成する光スィッチの段数を第一実施例よりも減少す
ることが出来、これがため、第一実施例よりも作成条件
を緩やかにすることが出来る(特に比、6の範囲をより
広くすることが出来る)。Furthermore, in this embodiment, the tree-type optical switch 56 is constructed with a branching means 60 and a control switch 62, and the tree-type optical switch 56 is constructed with a control switch 64 and a multiplexing means 66. Therefore, the number of stages of optical switches constituting the tree-type optical switch can be reduced compared to the first embodiment, and therefore the manufacturing conditions can be made more relaxed than the first embodiment (especially ratio, the range of 6 can be made wider).
く第二発明〉
夫施舅」
以下、第1図を参照してこの第二発明の実施例1の構成
につき概略的に説明する。Second Invention The configuration of the first embodiment of the second invention will be schematically explained below with reference to FIG. 1.
この実施例の光マトリクススイッチ装置10は、化合物
半導体結晶基板18aを用いて構成される前段スイ・ン
チ12と、化合物半導体基板+8bを用いて構成される
後段スイッチ14と、これらスイッチ12、+41Fr
直列に接続する偏り変更手段16とを備える。化合物半
導体結晶基板18a、 18bとしては例えばGaAs
基板を用いる。The optical matrix switch device 10 of this embodiment includes a front-stage switch 12 constructed using a compound semiconductor crystal substrate 18a, a rear-stage switch 14 constructed using a compound semiconductor substrate +8b, and these switches 12, +41Fr.
and bias changing means 16 connected in series. For example, the compound semiconductor crystal substrates 18a and 18b are made of GaAs.
Use a substrate.
前段スイッチ12はN個の1×Nトリ−型光スイッチ2
0を以って及び後段スイッチ14はN個のN×1トリ−
型光スイッチ26を以って構成する。The front stage switch 12 is composed of N 1×N tree-type optical switches 2.
0 and the subsequent switch 14 has N×1 trees.
It consists of a type optical switch 26.
トリ−型光スイッチ20は、このスイッチ2oの入力及
び出力ボート周に設けた複数段の制御スイッチ22を有
し、同様にトリ−型光スイッチ26も入力及び出力ポー
ト間に設けた複数段の制御スイッチ28ヲ備える。導波
路24としては例えばリッチ(Ridc+e )型の導
波路を用いる。The tree-type optical switch 20 has multiple stages of control switches 22 provided around the input and output ports of this switch 2o, and similarly the tree-type optical switch 26 has multiple stages of control switches 22 provided between the input and output ports. A control switch 28 is provided. As the waveguide 24, for example, a Rich (Ridc+e) type waveguide is used.
基板18a、 18bに化合物半導体結晶基板例えばG
aAs基板を用いた場合、TM波に対する電気光学効果
は小となりTE波・lこ対する電気光学効果が大となる
ことが知られている。ここで電気光学効果が小となると
は実質的に電気光学効果がない場合も含んだ意味を有す
る。The substrates 18a and 18b are compound semiconductor crystal substrates such as G
It is known that when an aAs substrate is used, the electro-optic effect for TM waves is small and the electro-optic effect for TE waves is large. Here, "the electro-optic effect is small" includes the case where there is substantially no electro-optic effect.
従って、前段スイッチ12には一方の光壱TEモードで
及び他方の光を7Mモードで入力する。Therefore, one light is input to the front switch 12 in the 1TE mode and the other light is input in the 7M mode.
一方の光の伝搬経路を制御スイッチ22によって選択的
に制御することが出来る。一方の光は偏り変更手段16
を介し7Mモードで、及び他方の光は偏り変更手段16
を介しTEモードで後段スイッチ14に入力される。従
って、他方の光の伝搬経路を制御スイッチ28によって
選択的に制御することが出来る。これがため、化合物半
導体基板を用いて構成した場合に、電気光学効果を利用
して偏波依存性のないスイッチ動作が行なえる。The propagation path of one of the lights can be selectively controlled by the control switch 22. One of the lights is polarized by the polarization changing means 16.
in the 7M mode through the polarization changing means 16, and the other light
The signal is input to the subsequent switch 14 in TE mode via the TE mode. Therefore, the propagation path of the other light can be selectively controlled by the control switch 28. Therefore, when constructed using a compound semiconductor substrate, switching operation without polarization dependence can be performed using the electro-optic effect.
この場合、制御スイッチ22.28は、電気光学効果が
大となるTE波に対しCross状態或はBar状態の
いずれの状態でも動作するように、また電気光学効果が
小となるTM波に対し出力比が1:1の受動分岐と等価
な状態で動作するように作成する0例えば、第3図(A
)及び第3図(B)に示す光スイッチ動作30.42を
用いて制御スイッチ22.28ヲ構成することが出来る
。これら光スイッチ素子30.42の作成条件は基板材
料に応じて任意好適に変更して良い。In this case, the control switches 22 and 28 are configured to operate in either the Cross state or the Bar state for TE waves where the electro-optic effect is large, and to operate in either the Cross state or the Bar state for TM waves where the electro-optic effect is small. For example, in Figure 3 (A
) and the optical switch operation 30.42 shown in FIG. 3(B) can be used to configure the control switch 22.28. The conditions for producing these optical switch elements 30 and 42 may be changed as desired depending on the substrate material.
この実施例1の装置10の光の伝搬経路は第一発明の第
一実施例と同様に形成されでいる。The light propagation path of the device 10 of the first embodiment is formed in the same manner as the first embodiment of the first invention.
太五ヨl
以下、第8図を参照して、第二発明の実施例2の構成に
つき概略的に説明する。Hereinafter, with reference to FIG. 8, the configuration of the second embodiment of the second invention will be schematically explained.
この実施例の光マトリクススイッチ製雪50は、化合物
半導体結晶基板18a IFr用いて構成される前段ス
イッチ52、化合物半導体結晶基板18aを用いて構成
される後段スイッチ54及び偏り変更手段16を備える
。The optical matrix switch snowmaking 50 of this embodiment includes a front-stage switch 52 constructed using a compound semiconductor crystal substrate 18a IFr, a rear-stage switch 54 constructed using a compound semiconductor crystal substrate 18a, and bias changing means 16.
前段スイッチ52はN個の1×Nトリ−型光スイッチ5
618以って及び後段スイッチ54はN個のN×1トリ
−型光スイッチ58を以って構成する。The front stage switch 52 includes N 1×N tree-type optical switches 5.
618 and the subsequent stage switch 54 are constituted by N N×1 tree-type optical switches 58.
トリ−型光スイ・シチ56は、このスイッチ56の入力
及び出力ポート間に設けた複数段の分岐手段60と複数
個の制御スイッチ62とを備える。The tree-type optical switch 56 includes a multi-stage branching means 60 and a plurality of control switches 62 provided between the input and output ports of the switch 56.
分岐手段60は、TE波として入力された一方の光及び
TM波として入力された他方の光のいずれの光fこ対し
ても複数の出力分岐から出力されるそれぞれの光の光パ
ワーがほぼ等しくなるように機能する。The branching means 60 is arranged so that the optical powers of the respective lights outputted from the plurality of output branches are approximately equal for both the light f inputted as a TE wave and the other light inputted as a TM wave. It functions as it should.
制御スイッチ62は、0N−OFF型入力スイッチ62
aと出力スイッチ62bとから構成される。The control switch 62 is an 0N-OFF type input switch 62
a and an output switch 62b.
入力スイッチ62aは、このスイッチ62a @備える
制御スイッチ62を用いて光の伝搬経路を制御しないと
きOFF状態となり、TE波として入力された一方の光
を入力しない、また制御スイッチ62を用いて光の制御
を行なうときにはON状態となりTE波として入力され
た一方の光を入力する。The input switch 62a is in an OFF state when the light propagation path is not controlled using the control switch 62 provided with the switch 62a, so that one of the lights input as a TE wave is not input, and the control switch 62 is used to control the light propagation path. When performing control, it is turned on and receives one of the lights input as a TE wave.
出力スイッチ62bは、TE波モードで入力された一方
の光の伝搬経路を変更するためのものである。The output switch 62b is for changing the propagation path of one of the lights input in the TE wave mode.
入力スイッチ62a及び出力スイッチ62bl(tTE
波に対してCross戒はBar状態のいずれかの状態
で選択的に動作し、TM波に対し入力スイッチ62aは
1本の導波路と同等に、又、TM波に対して出力スイッ
チ62bは出力比がほぼ1:1となる受動分岐と同等に
機能する。Input switch 62a and output switch 62bl (tTE
For waves, the Cross command selectively operates in either the Bar state, for TM waves, the input switch 62a is equivalent to one waveguide, and for TM waves, the output switch 62b is the output It functions equivalently to passive branching with a ratio of approximately 1:1.
次にこの実施例のN×1トリ−型光スイッチ58につき
説明する。Next, the N×1 tree-type optical switch 58 of this embodiment will be explained.
トリ−型光スイッチ58は、このスイッチ58の入力及
び出力ボート間に設けた複数段の合流手段66と複数個
の制御スイッチ64とを備える。The tree-type optical switch 58 includes a plurality of stages of merging means 66 and a plurality of control switches 64 provided between the input and output ports of the switch 58.
制御スイッチ64は入力スイッチ64aと0N−OFF
型出力スイッチ64bとから構成される。The control switch 64 is ON-OFF with the input switch 64a.
It is composed of a type output switch 64b.
入力スイッチ64aはこのスイッチ64a %備える制
御スイッチ64にTE波に変更されて入力された他方の
光の伝搬経路を変更するためのものである。出力スイッ
チ64bは、このスイッチ64b ?備える制御スイッ
チ64を用いて光の伝搬経路を制御しないとき0FFt
lS態となり、TE波に変更されて入力された他方の光
を出力しない、また、制御スイッチ62を用いて光の伝
搬経路を制御するときにはON状態となり、TE波に変
更されて入力された他方の光を出力する。The input switch 64a is for changing the propagation path of the other light that is changed into a TE wave and input into the control switch 64 including the switch 64a. The output switch 64b is this switch 64b? 0FFt when the light propagation path is not controlled using the control switch 64 provided.
When the control switch 62 is used to control the propagation path of the light, it becomes the ON state, and the other light that has been changed to the TE wave and has been input is not output. outputs light.
入力スイッチ64a及び出力スイッチ64bはTE波に
対してCross或はBar状態のいずれかの状態で選
択的に動作し、TM波に対して入力スイッチ64aは1
本の導波路と等価(同等)に又出力スイッチ64bは合
流手段と等価に機能する。The input switch 64a and the output switch 64b selectively operate in either the Cross or Bar state for TE waves, and the input switch 64a operates in the 1 state for TM waves.
The output switch 64b functions equivalently to a real waveguide, and equivalently to a merging means.
この実施例(こおいても、一方の光をTEモードで前段
スイッチ12に入力し及び他方の光をTEモード1こ変
更して稜段スイッチ14に入力することによって、電気
光学効果を利用して偏波依存性のないスイッチ動作が行
なえる。In this embodiment, the electro-optic effect is utilized by inputting one light into the front switch 12 in TE mode and inputting the other light into the edge switch 14 after changing the TE mode by one. switch operation without polarization dependence.
この実施例2の装置50の光の伝搬経路は第一発明の第
二実施例と同様に形成される。The light propagation path of the device 50 of this second embodiment is formed in the same way as the second embodiment of the first invention.
第−及び第二の発明は上述した実施例にのみ限定される
ものではなく、各構成成分の形成材料、形成方法、構成
、配設位置、形状、数値的条件その他を任意好適に変更
出来る。The first and second inventions are not limited to the above-mentioned embodiments, and the forming material, forming method, structure, arrangement position, shape, numerical conditions, etc. of each component can be changed as desired.
例えば基板材料は電気光学効果を有する、例えばLiN
b○、その他の強誘電体結晶や、GaASその他の半導
体材料を用いて良い。For example, the substrate material has an electro-optic effect, e.g. LiN
b○, other ferroelectric crystals, GaAS, and other semiconductor materials may be used.
また前段及び後段光マトリクススイッチの構成も従来提
案されている種々のトリ−型光マトリクススイッチを用
いて良い。In addition, various tree-type optical matrix switches that have been proposed in the past may be used for the structure of the front-stage and rear-stage optical matrix switches.
また制御光スイッチを1個の光スイッチ素子から構成し
ても良いし、複数個の光スイッチ素子から構成するよう
にしても良い、また制御光スイッチが、電気光学効果が
小さくなる偏り方向の光に対しBar状態或はCros
s状態のいずれか一方の状態でしか動作しないように構
成しても良いし、或は受動分岐として機能するように構
成しても良いし、3dBカプラーとしで機能するように
構成しても良い、化合物半導体基板を用いた場合電気光
学効果の大となる光に対してはCross及びBar状
態のいずれの状態でも動作するように構成し、電気光学
効果の小となる光に対しては3dBカプラーとして機能
するように構成することによって、設計がより容易にな
る。Furthermore, the control optical switch may be composed of one optical switch element or a plurality of optical switch elements. Bar state or Cros
It may be configured to operate only in one of the s states, or may be configured to function as a passive branch, or may be configured to function as a 3 dB coupler. When a compound semiconductor substrate is used, it is configured to operate in either the Cross or Bar state for light with a large electro-optic effect, and a 3 dB coupler is used for light with a small electro-optic effect. By configuring it to function as a function, the design becomes easier.
制御光スイッチを構成する光スィッチの構成は第3図(
A)及び(B)に示す光スィッチに限定されず、従来提
案されでいる種々の光スィッチを用いて良く、例えば全
反射型光スイッチ或は方向性結合型光スィッチを用いて
良い。The configuration of the optical switch that makes up the control optical switch is shown in Figure 3 (
The present invention is not limited to the optical switches shown in A) and (B), and various conventionally proposed optical switches may be used, such as a total internal reflection type optical switch or a directional coupling type optical switch.
また、偏り変更手段は光の偏り方向を変更出来る任意好
適な構成のものを用いて良い。Further, the polarization changing means may have any suitable configuration that can change the polarization direction of the light.
(発明の効果)
上述した説明からも明らかなように、この出願の第一の
発明によれば、一方の光を、スイッチングがより低い動
作電圧で行なえるような偏り方向を有する状態で、及び
他方の光をスイッチングにより高い動作電圧を必要とす
るような偏り方向を有する状態で前段マトリクススイッ
チに入力したとしても、偏り変更手段によって偏り方向
を変更することによって、他方の光を、スイッチングが
より低い動作電圧で行なえるような偏り方向を有する状
態で、後段の光マトリクススイッチに入力することが出
来る。(Effects of the Invention) As is clear from the above description, according to the first invention of this application, one light is polarized in such a way that switching can be performed at a lower operating voltage; Even if the other light is input to the front matrix switch in a state where it has a polarization direction that requires a higher operating voltage for switching, by changing the polarization direction using the polarization changing means, the switching of the other light can be made more efficient. It can be input to the subsequent optical matrix switch in a state with a bias direction that can be performed at a low operating voltage.
従って、一方の光の伝搬経路の制御を前段の光マトリク
ススイッチにおいで及び他方の光の伝搬経路の制御を後
段の光マトリクススイッチにおいで、行なうころによっ
て、一方及び他方の光を低い動作電圧でスイッチングす
ることが出来る。Therefore, by controlling the propagation path of one light in the optical matrix switch in the previous stage and controlling the propagation path of the other light in the optical matrix switch in the latter stage, one and the other light can be controlled at a low operating voltage. Can be switched.
また、この出願の第二発明によれば、一方の光を電気光
学効果によってスイッチング制御出来る偏り方向で、及
び、他方の光を電気光学効果によって実質的にスイッチ
ング制御出来ない偏り方向で前段の光マトリクススイッ
チに入力したとしでも、偏り変更手段によって偏り方向
を変更することによって、他方の光を電気光学効果によ
ってスイッチング制御出来る偏り方向で後段の光マトリ
クススイッチに入力することが出来る。Further, according to the second invention of this application, one light is polarized in a direction in which switching can be controlled by the electro-optic effect, and the other light is polarized in a polarized direction in which switching cannot be controlled substantially by the electro-optic effect. Even if the light is input to the matrix switch, by changing the polarization direction using the polarization changing means, the other light can be input to the subsequent optical matrix switch in a polarization direction that can be controlled by switching using the electro-optic effect.
その結果、前段の光マトリクススイッチにおいて、一方
の光の伝搬経路を電気光学効果によってスイッチング制
御し、及び後段の光マトリクススイッチにおいて、他方
の光の伝搬経路を電気光学効果によってスイッチング制
御することが出来る。これがため、化合物半導体基板を
用いて構成した場合にも、電気光学効果を利用した偏波
依存性のないスイッチングが行なえる。電気光学効果を
利用するので、従来の電流注入型の光スィッチを用いて
構成した光マトリクススイッチ装言よりも、動作速度が
速く、また消費電流の少ない光マトリクススイッチ装M
1Fr提供することが出来る。As a result, in the optical matrix switch at the front stage, the propagation path of one light can be switched and controlled by the electro-optic effect, and in the optical matrix switch at the rear stage, the propagation path of the other light can be controlled by the electro-optic effect. . Therefore, even when constructed using a compound semiconductor substrate, polarization-independent switching using the electro-optic effect can be performed. Since it utilizes the electro-optic effect, the optical matrix switch M has a faster operating speed and consumes less current than an optical matrix switch configured using a conventional current injection type optical switch.
We can provide 1Fr.
第1図は第一発明の第−実施例及び第二発明の実施例1
の説明図、
第2図(A)〜(B)は偏り変更手段の接続の説明に供
する図、
第3図(A)〜(8)は制御光スイッチとして用いて好
適な光スイッチ素子の構成例を示す図、
第4図は第一実施例の動作例の説明に供する図、
第5図(A)〜(E)は第3図(A)に示す光スイッチ
素子の好適な作成条件−の例の説明に供する図、
第6図(A)〜(C)は第3図CB)に示す光スイッチ
素子の好適な作成条件の例の説明に供する図、
第7図は光スイッチ素子の作成条件緩和の説明に供する
図、
第8図は第一発明の第二実施例及び第二発明の実施例2
の説明図である。
10.50・・・光マトリクススイッチ製雪12.52
−・・前段の光マトリクススイッチ14.54−・後段
の光マトリクススイッチ+ 6−・・偏り変更手段、
18a、18b ・・・基板20−I X N トリ−
型光スイッチ22.28.62.64−・・制御光スイ
ッチ24−・・導波路
26−N x 1 トリ−型光スイッチ特許出願人
沖電気工業株式会社
■
○
TE波に対するロス(d B)
5 (リ )
CO>
TE波に対するロス(dB) ”E波に対する0
ス(d8)) ζ q≧
リ ζ 9作成条件の説明図
第5図
作成条件緩和の説明図
第7図
TE波に対するロス(d B)
ハ へ
= 〉
) ζ C:h) % (第二実施
例及び実施例2の説明図
第S図Figure 1 shows the first embodiment of the first invention and the first embodiment of the second invention.
2(A)-(B) are diagrams for explaining the connection of the bias changing means, and FIG. 3(A)-(8) are the configurations of optical switch elements suitable for use as control optical switches. Figure 4 is a diagram illustrating an example of the operation of the first embodiment; Figures 5 (A) to (E) are preferred conditions for producing the optical switch element shown in Figure 3 (A); 6(A) to 6(C) are diagrams illustrating an example of suitable manufacturing conditions for the optical switch device shown in FIG. 3 CB). FIG. A diagram for explaining relaxation of production conditions, Figure 8 is the second embodiment of the first invention and the second embodiment of the second invention
FIG. 10.50... Optical matrix switch snow making 12.52
-... Front-stage optical matrix switch 14.54-- Later-stage optical matrix switch + 6-... Bias change means,
18a, 18b...Substrate 20-IXN tree-
Type optical switch 22.28.62.64--Control optical switch 24--Waveguide 26-N x 1 Tree-type optical switch Patent applicant
Oki Electric Industry Co., Ltd. ■ ○ Loss to TE wave (dB) 5 (Re) CO> Loss to TE wave (dB) ``0 to E wave
(d8)) ζ q≧
Figure 5: Explanatory diagram of the creation conditions of ζ 9 Figure 5: Explanatory diagram of relaxation of the creation conditions Figure 7: Loss to TE wave (d B) ζ C: h) % (Explanation of the second example and Example 2) Figure S
Claims (2)
する偏り方向を有する2つの光が入力される前段の光マ
トリクススイッチと、 強誘電体結晶基板を用いて構成され、互いに直交する偏
り方向を有する2つの光が出力される後段の光マトリク
ススイッチと、 これら前段及び後段の光マトリクススイッチを直列接続
すると共に、前記後段の光マトリクススイッチの入力面
での偏り方向を前記前段の光マトリクススイッチの出力
面での偏り方向とは異なる方向に変更する偏り変更手段
とを備え、 前記前段の光マトリクススイッチの制御光スイッチは一
方の光の伝搬経路を選択する制御光スイッチとし、 前記後段の光マトリクススイッチの制御光スイッチは他
方の光の伝搬経路を選択する制御光スイッチとした光マ
トリクススイッチ装置において、 前記前段の光マトリクススイッチをN個の1×Nトリ−
型光スイッチを以って構成し、 前記後段の光マトリクススイッチをN個のN×1トリ−
型光スイッチを以って構成したことを特徴とする光マト
リクススイッチ装置。(1) A front-stage optical matrix switch configured using a ferroelectric crystal substrate and into which two lights with polarization directions orthogonal to each other are input; A rear-stage optical matrix switch that outputs two lights having different directions, and these front- and rear-stage optical matrix switches are connected in series, and the polarization direction at the input surface of the rear-stage optical matrix switch is set to the front-stage optical matrix. and a bias changing means for changing the polarization direction in a direction different from the polarization direction on the output surface of the switch, the control optical switch of the front-stage optical matrix switch is a control optical switch that selects one of the propagation paths of light, and the control optical switch of the rear-stage optical matrix switch In the optical matrix switch device, the control optical switch of the optical matrix switch is a control optical switch that selects the propagation path of the other light, and the preceding stage optical matrix switch is connected to N pieces of 1×N trees.
The optical matrix switch at the latter stage is composed of N x 1 tree optical switches.
An optical matrix switch device characterized in that it is configured with a type optical switch.
直交する偏り方向を有する2つの光が入力される前段の
光マトリクススイッチと、 化合物半導体結晶基板を用いて構成され、互いに直交す
る偏り方向を有する2つの光が出力される後段の光マト
リクススイッチと、 これら前段及び後段の光マトリクススイッチを直列接続
すると共に、前記後段の光マトリクススイッチの入力面
での偏り方向を前記前段の光マトリクススイッチの出力
面での偏り方向とは異なる方向に変更する偏り変更手段
とを備え、 前記前段の光マトリクススイッチの制御光スイッチは一
方の光の伝搬経路を選択する制御光スイッチとし、 前記後段の光マトリクススイッチの制御光スイッチは他
方の光の伝搬経路を選択する制御スイッチとした光マト
リクススイッチ装置において、 前記前段の光マトリクススイッチをN個の1×Nトリ−
型光スイッチを以って構成し、 前記後段の光マトリクススイッチをN個のN×1トリ−
型光スイッチを以って構成したことを特徴とする光マト
リクススイッチ装置。(2) A front-stage optical matrix switch configured using a compound semiconductor crystal substrate and into which two lights having polarization directions perpendicular to each other are input; A rear-stage optical matrix switch that outputs two lights having the same characteristics as the front-stage optical matrix switch is connected in series with these front-stage and rear-stage optical matrix switches, and the direction of polarization at the input surface of the latter-stage optical matrix switch is set to that of the front-stage optical matrix switch. polarization changing means for changing the polarization direction in a direction different from the polarization direction on the output surface, the control optical switch of the front-stage optical matrix switch is a control optical switch that selects a propagation path of one of the lights, and the control optical switch of the front-stage optical matrix switch selects a propagation path of one light, In an optical matrix switch device, the control optical switch of the switch is a control switch that selects the propagation path of the other light, and the preceding stage optical matrix switch is connected to N pieces of 1×N tree.
The optical matrix switch at the latter stage is composed of N x 1 tree optical switches.
An optical matrix switch device characterized in that it is configured with a type optical switch.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27794187A JPH01118822A (en) | 1987-11-02 | 1987-11-02 | Optical matrix switch device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27794187A JPH01118822A (en) | 1987-11-02 | 1987-11-02 | Optical matrix switch device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01118822A true JPH01118822A (en) | 1989-05-11 |
Family
ID=17590413
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP27794187A Pending JPH01118822A (en) | 1987-11-02 | 1987-11-02 | Optical matrix switch device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01118822A (en) |
-
1987
- 1987-11-02 JP JP27794187A patent/JPH01118822A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Spanke | Architectures for large nonblocking optical space switches | |
US4262992A (en) | Variable integrated optical logic element | |
US5009477A (en) | Optical interconnect arrangement | |
CA2257805C (en) | Fault-tolerant optical routing switch | |
US6275312B1 (en) | Optical routing switch | |
US4932735A (en) | Integrated optical hybrid matrix switches with very low crosstalk | |
US6259834B1 (en) | Dense tree optical switch network | |
GB2271192A (en) | Optical switch | |
EP0821263B1 (en) | Optical non-linear branching element | |
US4932736A (en) | High-extinction 1×2 integrated optical switch | |
GB2262162A (en) | Optical coupler | |
JPH01118822A (en) | Optical matrix switch device | |
US4934776A (en) | Ultra-high-extinction cascaded coupled-waveguide optical modulators and optical gate arrays | |
JPH0513289B2 (en) | ||
JP2004233619A (en) | Optical switch and optical wavelength router | |
JPH01118820A (en) | Optical matrix switch device | |
JPH02262127A (en) | Waveguide type optical switch | |
Okayama | Lithium niobate electro-optic switching | |
JPH02114242A (en) | Optical matrix switch device | |
Murphy | Photonic Switching 101 | |
Silberberg et al. | A digital electrooptic switch | |
JPH02170141A (en) | Optical switch | |
JP2804122B2 (en) | Optical matrix switch device | |
AU724019C (en) | Fault-tolerant optical routing switch | |
Voges | Integrated Optics for Optical Communications |