JPH01201627A - 導波路型光スイツチ - Google Patents
導波路型光スイツチInfo
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- JPH01201627A JPH01201627A JP2685488A JP2685488A JPH01201627A JP H01201627 A JPH01201627 A JP H01201627A JP 2685488 A JP2685488 A JP 2685488A JP 2685488 A JP2685488 A JP 2685488A JP H01201627 A JPH01201627 A JP H01201627A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/35—Non-linear optics
- G02F1/3515—All-optical modulation, gating, switching, e.g. control of a light beam by another light beam
- G02F1/3517—All-optical modulation, gating, switching, e.g. control of a light beam by another light beam using an interferometer
-
- G—PHYSICS
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- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
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- G02F1/29—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the position or the direction of light beams, i.e. deflection
- G02F1/31—Digital deflection, i.e. optical switching
- G02F1/313—Digital deflection, i.e. optical switching in an optical waveguide structure
- G02F1/3136—Digital deflection, i.e. optical switching in an optical waveguide structure of interferometric switch type
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
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- G02F1/225—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour by interference in an optical waveguide structure
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
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- Optical Integrated Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の属する技術分野〕
本発明は、光通信や光情報処理に必須の導波路型光スイ
ッチに関するものである。
ッチに関するものである。
〔従来の技術および発明が解決しようとする課題〕導波
路型光スイッチの代表的構成例としては、以下の５つが
ある。
路型光スイッチの代表的構成例としては、以下の５つが
ある。
■ 電気光学効果の利用
ＬｉＮｂＯ３等の無機光学結晶を使用し、方向性結合器
で結合度を電気的に制御することでスイッチング作用を
させるもの。
で結合度を電気的に制御することでスイッチング作用を
させるもの。
■ 熱光学効果を利用
屈折率の温度変化を利用し、方向性結合器やマツハツエ
ンダ−干渉計等の導波路の一部分を加熱することでスイ
ッチング作用をさせるもの。
ンダ−干渉計等の導波路の一部分を加熱することでスイ
ッチング作用をさせるもの。
■ 音響光学効果を利用
表面弾性波の伝播による屈折率変化
（ＳＡＷ波による動的グレーティング）を利用して光を
偏向させスイッチング作用をさせるもの。
偏向させスイッチング作用をさせるもの。
■ 半導体のキャリア誘起屈折率変化を利用半導体導波
路の一部に電気的・光学的方法によりキＶリアを誘起し
、それによる屈折率変化によりスイッチング作用をさせ
るもの ■ 非線形光学効果を利用 光力−効果等により導波路の一部の屈折率を変えスイッ
チング作用をさせるもの。
路の一部に電気的・光学的方法によりキＶリアを誘起し
、それによる屈折率変化によりスイッチング作用をさせ
るもの ■ 非線形光学効果を利用 光力−効果等により導波路の一部の屈折率を変えスイッ
チング作用をさせるもの。
これらの中で、■の方法についてはもっとも一般的な方
法であるが埋め込み型導波路の作製が難しい。■につい
ては、導波路内にＳＡＷ波のエネルギーを集中させるこ
とが困難であり実用的でない。
法であるが埋め込み型導波路の作製が難しい。■につい
ては、導波路内にＳＡＷ波のエネルギーを集中させるこ
とが困難であり実用的でない。
■については、単一モード光導波路のスイッチに適用す
るためには誘起したキャリアの拡散を防止することが必
要であり、量子井戸構造の様な複雑な構造にけざるを１
９ない。
るためには誘起したキャリアの拡散を防止することが必
要であり、量子井戸構造の様な複雑な構造にけざるを１
９ない。
■の方法では、スイッチング速度は材料の非線形応答速
度に依存しており、Ｇｌｌｚ以上の動作も期待できる。
度に依存しており、Ｇｌｌｚ以上の動作も期待できる。
しかしながらこれまでは、比較的大きな非線形光学効果
を持ちかつ速い非線形応答速度を持つ材料が少なかった
ために検討が遅れていた。
を持ちかつ速い非線形応答速度を持つ材料が少なかった
ために検討が遅れていた。
特にガラス材料については、導波路への適用は比較的進
んでいるものの、非線形光学効果が余りにも低いために
導波路型光スイッチへの応答については殆ど考慮されて
いない。
んでいるものの、非線形光学効果が余りにも低いために
導波路型光スイッチへの応答については殆ど考慮されて
いない。
ここでは、本発明と構造的に最も近い■の方法について
説明する。第６図は、スイッチの構造を示す図である。
説明する。第６図は、スイッチの構造を示す図である。
入射ボート１６より入射した光は、光方向性結合器１８
により分波され２光束干渉乙１２０に等しい光パワーで
入る。２光束干渉計２０では、２本の導波路の伝播定数
は等しく光路長も等しいため合波用光方向性結合器１９
に入射する２つの光の位相は等しく、その結果として合
波後に出射ポー１−１７では入射光と同一の光が出射す
る。この状態で薄膜加熱ヒータ２１に加熱すると熱光学
効果によりガラス導波路の屈折率が変化し、結果として
合波用方向性結合器１９に入射する２つの光の位相はず
れる。加熱温度を調節し位相差が１８０度になるように
すれば、出射ボート１７での出射光は零になり、光スィ
ッチとして動作できることにイする。この方法の問題点
は、ガラスの熱光学効果を使用するために動作速度が原
理的に遅いこと（ｍ５ｅｃ程度）である。
により分波され２光束干渉乙１２０に等しい光パワーで
入る。２光束干渉計２０では、２本の導波路の伝播定数
は等しく光路長も等しいため合波用光方向性結合器１９
に入射する２つの光の位相は等しく、その結果として合
波後に出射ポー１−１７では入射光と同一の光が出射す
る。この状態で薄膜加熱ヒータ２１に加熱すると熱光学
効果によりガラス導波路の屈折率が変化し、結果として
合波用方向性結合器１９に入射する２つの光の位相はず
れる。加熱温度を調節し位相差が１８０度になるように
すれば、出射ボート１７での出射光は零になり、光スィ
ッチとして動作できることにイする。この方法の問題点
は、ガラスの熱光学効果を使用するために動作速度が原
理的に遅いこと（ｍ５ｅｃ程度）である。
本発明の目的は、動作速度が速い導波路型光スイッチを
提供することにある。
提供することにある。
本発明の導波路型光スイッチでは、信号光を制御光によ
り制御する導波路型光スイッチの構成に於て、使用され
る光導波路が全て単一モード光導波路であって、かつ１
組の光方向性結合器よりなる一個の２光束干渉計を主要
構成要素とし、該２光束干渉計１の２系統の導波路のう
ら少なくとも一方或いは両方の導波路の一部分の材料と
して半導体微結晶を添加したガラスを使用し、その半導
体微結晶添加ガラス部分に光軸及び焦点が一致して前記
制御光を照射させる集光系を光導波路の外側に持つこと
を特徴としている。
り制御する導波路型光スイッチの構成に於て、使用され
る光導波路が全て単一モード光導波路であって、かつ１
組の光方向性結合器よりなる一個の２光束干渉計を主要
構成要素とし、該２光束干渉計１の２系統の導波路のう
ら少なくとも一方或いは両方の導波路の一部分の材料と
して半導体微結晶を添加したガラスを使用し、その半導
体微結晶添加ガラス部分に光軸及び焦点が一致して前記
制御光を照射させる集光系を光導波路の外側に持つこと
を特徴としている。
また、光回路を構成づる導波路が制御光に対して充分透
明な基板上に形成され、制御光を通して照射する構成に
するのが好ましい。
明な基板上に形成され、制御光を通して照射する構成に
するのが好ましい。
さらに、光回路を構成する導波路が形成されている基板
上に制御光を集光させる光学系が形成されていることが
より好ましい。
上に制御光を集光させる光学系が形成されていることが
より好ましい。
集光系により導波路の一部分であって半導体微結晶添加
ガラス部分に、制御光を外部から照射すると、その照射
された側の導波路の伝播定数が変わる。これに伴ない、
２光束干渉計の２系統の導波路を通って光方向性結合器
に入ｒＪＪする２つの信号光の位相がずれる。この位相
のずれ給を１８゜ｄｅｇに設定することでスイッチング
が行える。
ガラス部分に、制御光を外部から照射すると、その照射
された側の導波路の伝播定数が変わる。これに伴ない、
２光束干渉計の２系統の導波路を通って光方向性結合器
に入ｒＪＪする２つの信号光の位相がずれる。この位相
のずれ給を１８゜ｄｅｇに設定することでスイッチング
が行える。
また、光回路を構成する導波路を透明な基板上に形成し
、該基板を通して制御光を照射するようにすれば、制御
光の導波路への外部照射が容易に行なえる。
、該基板を通して制御光を照射するようにすれば、制御
光の導波路への外部照射が容易に行なえる。
ざらに、上記基板上に制御光を集光させる光学系を形成
しておけば、制御光を導波路へ照射する場合、光学系に
向けて照射ずればよ（、制御光照射が一層容易となる。
しておけば、制御光を導波路へ照射する場合、光学系に
向けて照射ずればよ（、制御光照射が一層容易となる。
剃±χ差ｊ
第１図は本発明の第１実施例の光スイッチの構成を承り
図、第２図は実施例に示した光スイッチの動作例を示す
図、第３図は、本実施例の導波路の作製方法の概略を示
した図、第５図は、本実施例の光スイッチの特性を測定
するのに使用した測定系を示す図である。
図、第２図は実施例に示した光スイッチの動作例を示す
図、第３図は、本実施例の導波路の作製方法の概略を示
した図、第５図は、本実施例の光スイッチの特性を測定
するのに使用した測定系を示す図である。
第１図中符号１は信号光入射ポート、２は第１出射ポー
１〜．３は第２出射ボーｉ〜であり、信号光入射ボート
１と第１出射ボート２とは導波路を介して直接に、また
それらのボート１，２と第２出射ポート３とは２光束干
渉計７を介して接続されている。２光束干渉計７は１組
の光方向性結合器４．５とそれらをつなぐ２つの導波路
から成っている。上記光回路を構成する導波路は全て単
一モード光導波路とされている。
１〜．３は第２出射ボーｉ〜であり、信号光入射ボート
１と第１出射ボート２とは導波路を介して直接に、また
それらのボート１，２と第２出射ポート３とは２光束干
渉計７を介して接続されている。２光束干渉計７は１組
の光方向性結合器４．５とそれらをつなぐ２つの導波路
から成っている。上記光回路を構成する導波路は全て単
一モード光導波路とされている。
２光束干渉計７の２系統の導波路の一部分６には、半導
体微結晶を添加したガラスが使用されている。この部分
６に制御光（非線形光学効果を生じさせるためのポンプ
光）を照射すると、非線形光学効果（光力−効果）によ
り導波路の伝播定数は変化する。第５図に示すように導
波路が形成される基板１０の下側には半導体微結晶添加
ガラス部分６に光軸及び焦点が一致り゛る集光系２９が
設けられている。この集光系２９によって集められる光
は、制御光に対して充分透明な（制御光を支障ない範囲
内で透過させられる８）基板１０を通して上記ガラス部
分６に照射される。なｄ３、その入射角は導波路のＮＡ
により大きな角度になるように設定されており、入射さ
れたＩＹＩＩＩｌ１３ＩＩ）ヒがセフ波光になることは
ない。
体微結晶を添加したガラスが使用されている。この部分
６に制御光（非線形光学効果を生じさせるためのポンプ
光）を照射すると、非線形光学効果（光力−効果）によ
り導波路の伝播定数は変化する。第５図に示すように導
波路が形成される基板１０の下側には半導体微結晶添加
ガラス部分６に光軸及び焦点が一致り゛る集光系２９が
設けられている。この集光系２９によって集められる光
は、制御光に対して充分透明な（制御光を支障ない範囲
内で透過させられる８）基板１０を通して上記ガラス部
分６に照射される。なｄ３、その入射角は導波路のＮＡ
により大きな角度になるように設定されており、入射さ
れたＩＹＩＩＩｌ１３ＩＩ）ヒがセフ波光になることは
ない。
ここで、上記導波路型光スイッチの作製方法について簡
単に説明する。導波膜の作製は、石英基板上に火炎堆積
法により行った。ここで、火炎堆積法とは酸水素火炎内
に塩化物等の原料（５ＬＣ１ａ、ＧＯＣｊ ４ 、ＰＣ
ＣＩ ３、ＢＣｊ３等）を供給し、＊炎内で熱加水分解
反応により生成したガラス微粒子を適当な温度に加熱保
持した基板上に堆積（多孔質膜として堆積）、ぞの後ヘ
リウム等の雰囲気中で加熱・透明ガラス化処理し導波膜
を形成するものである。
単に説明する。導波膜の作製は、石英基板上に火炎堆積
法により行った。ここで、火炎堆積法とは酸水素火炎内
に塩化物等の原料（５ＬＣ１ａ、ＧＯＣｊ ４ 、ＰＣ
ＣＩ ３、ＢＣｊ３等）を供給し、＊炎内で熱加水分解
反応により生成したガラス微粒子を適当な温度に加熱保
持した基板上に堆積（多孔質膜として堆積）、ぞの後ヘ
リウム等の雰囲気中で加熱・透明ガラス化処理し導波膜
を形成するものである。
作製順序を第３図に従い説明する。まず第１工程として
、石英基板１０に下部クラツド膜１１となる多孔質膜を
堆積する。膜の組成は、５ＬＯ２−Ｇｅ０２ Ｂ２
０３ Ｐ２０ ｓの組成であり屈折率は純粋石英ガ
ラスに比較して０．２５％低くしである。次に、コア用
ガラス膜１２となる多孔質膜を堆積した。膜の組成は、
ＳＬＯ２ＧｅＯ２−８２０３−Ｐ２０ｓの組成であり下
部クラッド用ガラス膜に比べＧｅＯ２成分を多（し屈折
率を純粋石英ガラスと同一にしである。２種類の多孔質
膜を堆積後、ヘリウムガス中で１３９０℃で加熱処理し
仝休をガラス化した。
、石英基板１０に下部クラツド膜１１となる多孔質膜を
堆積する。膜の組成は、５ＬＯ２−Ｇｅ０２ Ｂ２
０３ Ｐ２０ ｓの組成であり屈折率は純粋石英ガ
ラスに比較して０．２５％低くしである。次に、コア用
ガラス膜１２となる多孔質膜を堆積した。膜の組成は、
ＳＬＯ２ＧｅＯ２−８２０３−Ｐ２０ｓの組成であり下
部クラッド用ガラス膜に比べＧｅＯ２成分を多（し屈折
率を純粋石英ガラスと同一にしである。２種類の多孔質
膜を堆積後、ヘリウムガス中で１３９０℃で加熱処理し
仝休をガラス化した。
第２工程として、反応性エツチングにより半導体微結晶
添加ガラスを堆積したい部分のコア用ガラス膜１２のみ
を取り除いた。取り除いた部分にコア用ガラス膜１２と
同一の組成でＳＬの微結晶（結品粒径約２００Ａ）を含
むガラス膜１３をｆｆｔ積し、同様にガラス化した。ガ
ラス化後、後に示すような第１図の光回路パターンをフ
ォト・リソにより形成した。最後に、上部クラッド部分
１４を堆積した。膜の組成は、ＳＬＯ２−Ｇｅ０２−８
２ｏ３−ｐ２ｏ５の組成であり屈折率は純粋石英ガラス
に比較して０．２５％低くしである。
添加ガラスを堆積したい部分のコア用ガラス膜１２のみ
を取り除いた。取り除いた部分にコア用ガラス膜１２と
同一の組成でＳＬの微結晶（結品粒径約２００Ａ）を含
むガラス膜１３をｆｆｔ積し、同様にガラス化した。ガ
ラス化後、後に示すような第１図の光回路パターンをフ
ォト・リソにより形成した。最後に、上部クラッド部分
１４を堆積した。膜の組成は、ＳＬＯ２−Ｇｅ０２−８
２ｏ３−ｐ２ｏ５の組成であり屈折率は純粋石英ガラス
に比較して０．２５％低くしである。
上記のようにして作製されたスイッチにおいて、コアク
ラッド間の比屈折率差は０．２５％であり、１．０６μ
ｍで単一モード光導波路となっている。
ラッド間の比屈折率差は０．２５％であり、１．０６μ
ｍで単一モード光導波路となっている。
コア形状は、−辺１２．３μｍの正方形である。
（分波用）光方向性結合器４と（合波用）光方向性結合
器５は３ｄＢカツプラの特性を有し、２本のコア（同一
形状）がコア間隔３．１μｍで３．２７ｍの長さで平行
に位置している。了導体微結品添加ガラス導波路６の部
分の断面形状は他の道路部と同一であり、長さは１０＃
である。
器５は３ｄＢカツプラの特性を有し、２本のコア（同一
形状）がコア間隔３．１μｍで３．２７ｍの長さで平行
に位置している。了導体微結品添加ガラス導波路６の部
分の断面形状は他の道路部と同一であり、長さは１０＃
である。
作製した光回路の特性の測定装置の概略図及び測定結果
を第５図及び第２図に示ず。第５図に示す様に信号光及
び制ｔｉｌ＋光・源としては波長１．０６４μｍのＮｄ
：ＹＡＧレーザ２２を使用し、特に制御光としではＹＡ
Ｇ光をハーフミラ−２３により分離したのら音響光学型
変調器２８により強度変調（１００％変調）したパルス
光（ピーク強度的２Ｗ）を用いた。変調器２８から出力
される制御用のパルス光はミラー２４によって曲げられ
、コリメータ２５によりビーム径を拡大した後に、ミラ
ー２４及びシリンドカルレンズ２６により半導体微結晶
添加ガラス導波路部分６にビーム形状を合致させた状態
で照ｔＡされる。すなわら、ミラー２４、シリンドカル
レンズ２６等は前記ガラス部分６に制御光を集める集光
系２９を構成覆る。なお、制御光はほぼ基板１０に対し
て垂直に照射した。信号光は、ハーフミラ−２３で透過
させたＹＡＧ光を対物レンズ２７を介して光導波路に入
射させた。
を第５図及び第２図に示ず。第５図に示す様に信号光及
び制ｔｉｌ＋光・源としては波長１．０６４μｍのＮｄ
：ＹＡＧレーザ２２を使用し、特に制御光としではＹＡ
Ｇ光をハーフミラ−２３により分離したのら音響光学型
変調器２８により強度変調（１００％変調）したパルス
光（ピーク強度的２Ｗ）を用いた。変調器２８から出力
される制御用のパルス光はミラー２４によって曲げられ
、コリメータ２５によりビーム径を拡大した後に、ミラ
ー２４及びシリンドカルレンズ２６により半導体微結晶
添加ガラス導波路部分６にビーム形状を合致させた状態
で照ｔＡされる。すなわら、ミラー２４、シリンドカル
レンズ２６等は前記ガラス部分６に制御光を集める集光
系２９を構成覆る。なお、制御光はほぼ基板１０に対し
て垂直に照射した。信号光は、ハーフミラ−２３で透過
させたＹＡＧ光を対物レンズ２７を介して光導波路に入
射させた。
第２図より制御光８により信号光９ｏ 、９＋が変調し
ていることが判る。これは、第１図中の半導体微結晶添
加ガラス導波路６に入射した制御光により半導体微結晶
添加ガラス導波路６部分の屈折率が光力−効果により変
化したために、（合波用）光方向性結合器５に入射する
２つの信号光の位相が１８０ｄｃｑずれた結累生じたも
のである。長さが１ ｃｍのオ導体微結晶添加ガラス尋
波路６部分で必要とされる位相差を得るためには、屈折
率として１０−６程度変化すれば良く、比較的低パワー
で動作できることが予想される。第′２図の実験結果は
、予想どうりの特性を示しており、本素子構造の有効性
を確認した。
ていることが判る。これは、第１図中の半導体微結晶添
加ガラス導波路６に入射した制御光により半導体微結晶
添加ガラス導波路６部分の屈折率が光力−効果により変
化したために、（合波用）光方向性結合器５に入射する
２つの信号光の位相が１８０ｄｃｑずれた結累生じたも
のである。長さが１ ｃｍのオ導体微結晶添加ガラス尋
波路６部分で必要とされる位相差を得るためには、屈折
率として１０−６程度変化すれば良く、比較的低パワー
で動作できることが予想される。第′２図の実験結果は
、予想どうりの特性を示しており、本素子構造の有効性
を確認した。
肛２災流１
第４図は、本発明の実施例の光スイッチの基板を含むそ
の構成を示した図である。次に、第４図の光回路につい
ては、第１実施例と全く同一である。基板１０の夫面に
は、ＣＶＤ法により球レンズ（光学系）１５が作り込ん
である。球レンズ１５は、その焦点が基板表面の光導波
路の非線形導波路部分に一致している。球レンズ１５の
形成方法は、まず基板表面に機械研磨により半球上のく
ぼみを形成し、次の反応ガスとして５ｊＨａ とＮＨ’
３とＮｏの混合気体原料をＮ２を作動ガスとして、プラ
ズマＣＶＤ法により３Ｎ、膜を形成した。
の構成を示した図である。次に、第４図の光回路につい
ては、第１実施例と全く同一である。基板１０の夫面に
は、ＣＶＤ法により球レンズ（光学系）１５が作り込ん
である。球レンズ１５は、その焦点が基板表面の光導波
路の非線形導波路部分に一致している。球レンズ１５の
形成方法は、まず基板表面に機械研磨により半球上のく
ぼみを形成し、次の反応ガスとして５ｊＨａ とＮＨ’
３とＮｏの混合気体原料をＮ２を作動ガスとして、プラ
ズマＣＶＤ法により３Ｎ、膜を形成した。
作製した光回路の特性の測定結果について次に述べる。
信号光としては、ハロゲンランプからの白色光を分光し
て得られた波長１．０６６μｍのｊｌｊ色光を使用し、
スイッチング用の制御光としては波長１．０６４μｍの
Ｎｄ：ＹＡＧレーザ光を音響光学型変調器により強度変
調（１００％変調）した光（ピーク強度的３Ｗ）を使用
した。その結果、制御光の強度により信号光が変調でき
ることが明らかとなった。さらに、ピーク光強度約２Ｗ
の制御光を照射した際に、光方向性結合器に入射する２
光束の位相差がπになり、光スィッチとしての動作を確
認した。この結果は、本素子の構造が光導波路型光スイ
ッチとして十分機能覆ることを示している。
て得られた波長１．０６６μｍのｊｌｊ色光を使用し、
スイッチング用の制御光としては波長１．０６４μｍの
Ｎｄ：ＹＡＧレーザ光を音響光学型変調器により強度変
調（１００％変調）した光（ピーク強度的３Ｗ）を使用
した。その結果、制御光の強度により信号光が変調でき
ることが明らかとなった。さらに、ピーク光強度約２Ｗ
の制御光を照射した際に、光方向性結合器に入射する２
光束の位相差がπになり、光スィッチとしての動作を確
認した。この結果は、本素子の構造が光導波路型光スイ
ッチとして十分機能覆ることを示している。
以上実施例においては、ＳＬ微結晶添加ガラスを非線形
媒質として使用したものについて述べたが、Ｃｄ５ｅＳ
ＣｄＳ １ＣｄＴｅ、 ＧａＡｓ、 ＧａＳｂ、 Ｉｎ
Ｐ 、 Ｇａ１ｎＡｓＰ等の幅広い化合物半導体微結晶
を添加したガラスを使用して作製した素子についても、
同様の構成により光スイツチング素子が実現できること
は言うまでもない。
媒質として使用したものについて述べたが、Ｃｄ５ｅＳ
ＣｄＳ １ＣｄＴｅ、 ＧａＡｓ、 ＧａＳｂ、 Ｉｎ
Ｐ 、 Ｇａ１ｎＡｓＰ等の幅広い化合物半導体微結晶
を添加したガラスを使用して作製した素子についても、
同様の構成により光スイツチング素子が実現できること
は言うまでもない。
さらに、２光束干渉討を構成するさいに２系統の導波路
部分の伝播損失分を考慮して、分波側の光方向性結合器
の分岐比を設計することも素子特性向上に有効であるこ
とは言うまでもない。
部分の伝播損失分を考慮して、分波側の光方向性結合器
の分岐比を設計することも素子特性向上に有効であるこ
とは言うまでもない。
以上示したように、本発明によれば非線形光学効果を利
用したスイッチングを行い得るため、非常に高速のスイ
ッチングが実現できる。さらに、従来の石英ガラスに比
較して３桁以上の大きな非線形光学定数を持つ半導体微
結晶添加ガラスを使用することが低光パワーでの光スイ
ッチングが期待できる。また、制御光を導波路に対して
ほぼ垂直に照射することにより、該制御光が導波路中を
伝播することがなく、その結果として制御光と信号光の
波長を同一にすることも可能となる。このことは、制御
光を導波路内に導波させる場合と違い、出射ポート部分
に制御光と信号光を分離するだめのフィルタが不要とな
る利点もある。
用したスイッチングを行い得るため、非常に高速のスイ
ッチングが実現できる。さらに、従来の石英ガラスに比
較して３桁以上の大きな非線形光学定数を持つ半導体微
結晶添加ガラスを使用することが低光パワーでの光スイ
ッチングが期待できる。また、制御光を導波路に対して
ほぼ垂直に照射することにより、該制御光が導波路中を
伝播することがなく、その結果として制御光と信号光の
波長を同一にすることも可能となる。このことは、制御
光を導波路内に導波させる場合と違い、出射ポート部分
に制御光と信号光を分離するだめのフィルタが不要とな
る利点もある。
また、光回路を構成する導波路を透明な基板上に形成し
、該基板を通して制御光を照射するように覆れば、制御
光の導波路への外部照射が容易に行える。
、該基板を通して制御光を照射するように覆れば、制御
光の導波路への外部照射が容易に行える。
さらに、上記基板上に制御光を集光させる光学系を形成
しておけば、制御光を導波路へ照射する場合、光学系に
向けて照射すればよく、面倒な光学的調整も不要となり
、制御光照射が一層容易となる。
しておけば、制御光を導波路へ照射する場合、光学系に
向けて照射すればよく、面倒な光学的調整も不要となり
、制御光照射が一層容易となる。
第１図は本発明の第１実施例の光スイッチに用いた光回
路の構成を示す図。 第２図は第１実施例に示した光スィッチの動作例を示す
図。 第３図は本実施例の導波路の作製方法の概略を示した図
。 第４図は本発明の第２実施例の光スィッチの構成を示し
た図。 第５図は第１実旅例で示した光スィッチの特性を測定す
るために使用した測定系の概略図。 第６図は従来技術で述べた熱光学効果を使用した光スィ
ッチの構成を承り図。 １・・・信丹光入射ボート、２・・・第１出射光ボート
、３・・・第２出射光ポート、４・・・（分波用）光方
向性結合器、５・・・（分波用）光方向性結合器、６・
・・半導体微結晶添加ガラス導波路、７・・・２光束干
渉計、１０・・・基板、１１・・・下部クラッド用ガラ
ス膜、１２・・・コア用ガラス股、１３・・・半導体微
結晶添加ガラス膜、１４・・・上部クラッド用ガラス膜
、１５・・・球レンズ（光学系）、２２・・・ＹへＧレ
ーザ、２３・・・ハーフミラ−１２４・・・ミラー、２
５・・・コリメータ、２６・・・シリンドカルレンズ、
２７・・・対物レンズ、２８・・・音響光学型変調器、
２９・・・集光系。
路の構成を示す図。 第２図は第１実施例に示した光スィッチの動作例を示す
図。 第３図は本実施例の導波路の作製方法の概略を示した図
。 第４図は本発明の第２実施例の光スィッチの構成を示し
た図。 第５図は第１実旅例で示した光スィッチの特性を測定す
るために使用した測定系の概略図。 第６図は従来技術で述べた熱光学効果を使用した光スィ
ッチの構成を承り図。 １・・・信丹光入射ボート、２・・・第１出射光ボート
、３・・・第２出射光ポート、４・・・（分波用）光方
向性結合器、５・・・（分波用）光方向性結合器、６・
・・半導体微結晶添加ガラス導波路、７・・・２光束干
渉計、１０・・・基板、１１・・・下部クラッド用ガラ
ス膜、１２・・・コア用ガラス股、１３・・・半導体微
結晶添加ガラス膜、１４・・・上部クラッド用ガラス膜
、１５・・・球レンズ（光学系）、２２・・・ＹへＧレ
ーザ、２３・・・ハーフミラ−１２４・・・ミラー、２
５・・・コリメータ、２６・・・シリンドカルレンズ、
２７・・・対物レンズ、２８・・・音響光学型変調器、
２９・・・集光系。
Claims (3)
- （１）信号光を制御光により制御する導波路型光スイッ
チの構成に於て、使用される光導波路が全て単一モード
光導波路であつて、かつ１組の光方向性結合器を有する
一個の２光束干渉計を主要構成要素とし、該２光束干渉
計の２系統の導波路のうち少なくとも一方或いは両方の
導波路の一部分の材料として半導体微結晶を添加したガ
ラスを使用し、その半導体微結晶添加ガラス部分に光軸
及び焦点が一致して前記制御光を照射させる集光系を光
導波路の外側に持つことを特徴とする導波路型光スイッ
チ。 - （２）特許請求範囲第１項において、光回路を構成する
導波路が制御光に対して充分透明な基板上に形成され、
制御光を基板を通して照射することを特徴とする導波路
型光スイッチ。 - （３）特許請求範囲第２項において、光回路を構成する
導波路が形成されている基板上に制御光を集光させる光
学系が形成されていることを特徴とする導波路型光スイ
ッチ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2685488A JPH01201627A (ja) | 1988-02-08 | 1988-02-08 | 導波路型光スイツチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2685488A JPH01201627A (ja) | 1988-02-08 | 1988-02-08 | 導波路型光スイツチ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01201627A true JPH01201627A (ja) | 1989-08-14 |
Family
ID=12204862
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2685488A Pending JPH01201627A (ja) | 1988-02-08 | 1988-02-08 | 導波路型光スイツチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01201627A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0632313A1 (en) * | 1993-07-02 | 1995-01-04 | Nec Corporation | All-optical device |
| NL1003669C2 (nl) * | 1996-07-24 | 1998-01-28 | Nederland Ptt | Optisch niet-lineair vertakkingselement met MZ-interferometer. |
| WO2006103850A1 (ja) * | 2005-03-25 | 2006-10-05 | Nippon Sheet Glass Company, Limited | 導波路素子及びレーザ発生器 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5298459A (en) * | 1976-02-13 | 1977-08-18 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Light logic element |
| JPS5737328A (en) * | 1980-08-18 | 1982-03-01 | Mitsubishi Electric Corp | Optical directional coupler |
| JPS6068321A (ja) * | 1983-09-26 | 1985-04-18 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光スイツチ |
-
1988
- 1988-02-08 JP JP2685488A patent/JPH01201627A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5298459A (en) * | 1976-02-13 | 1977-08-18 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Light logic element |
| JPS5737328A (en) * | 1980-08-18 | 1982-03-01 | Mitsubishi Electric Corp | Optical directional coupler |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| NL1003669C2 (nl) * | 1996-07-24 | 1998-01-28 | Nederland Ptt | Optisch niet-lineair vertakkingselement met MZ-interferometer. |
| EP0825479A1 (en) * | 1996-07-24 | 1998-02-25 | Koninklijke KPN N.V. | Optical non-linear branching element with MZ interferometer |
| US5887092A (en) * | 1996-07-24 | 1999-03-23 | Koninklijke Kpn N.V. | Optical non-linear branching element with MZ interferometer |
| WO2006103850A1 (ja) * | 2005-03-25 | 2006-10-05 | Nippon Sheet Glass Company, Limited | 導波路素子及びレーザ発生器 |
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