JPH022530A - 導波型光スイッチ - Google Patents
導波型光スイッチInfo
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- JPH022530A JPH022530A JP14900988A JP14900988A JPH022530A JP H022530 A JPH022530 A JP H022530A JP 14900988 A JP14900988 A JP 14900988A JP 14900988 A JP14900988 A JP 14900988A JP H022530 A JPH022530 A JP H022530A
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- optical switch
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- waveguide
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- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 13
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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
- G02F1/29—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
- G02F1/3137—Digital deflection, i.e. optical switching in an optical waveguide structure with intersecting or branching waveguides, e.g. X-switches and Y-junctions
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は光フアイバ通信などの光線路切換や、光フアイ
バジャイロなどの光フアイバセンサ等に用いられる導波
型光スイッチに関するものである。
バジャイロなどの光フアイバセンサ等に用いられる導波
型光スイッチに関するものである。
従来のこの種の光スィッチとしては、第７図にその平面
図が示されるものが知られている。図示のように、この
光スィッチでは基板３上に２本の直線導波路１．２が交
差させられ、この交差させられた領域４を長平方向に縦
断するように一対のブレーナ電極５が設けられている。
図が示されるものが知られている。図示のように、この
光スィッチでは基板３上に２本の直線導波路１．２が交
差させられ、この交差させられた領域４を長平方向に縦
断するように一対のブレーナ電極５が設けられている。
そして、電圧を印加しないときには導波路１（または２
）の上流側１ａ（または２ａ）に入力された光は、下流
側１ｂ（または２ｂ）から出力されるように交差角φが
設定されている。このように光が進行する場合をクロス
状態という。
）の上流側１ａ（または２ａ）に入力された光は、下流
側１ｂ（または２ｂ）から出力されるように交差角φが
設定されている。このように光が進行する場合をクロス
状態という。
また、電極５へその入力端子５ａ、５ｂを介して電圧を
印加する場合には、領域４の一部の屈折率が下がり、導
波路１（または２）の上流側１ａ（または２ａ）に入力
された光は、全反射されて下流側２ｂ（またはｌｂ）か
ら出力されるようになっている。このように光が全反射
される場合をバー（Ｂ ａｒ）状態という。
印加する場合には、領域４の一部の屈折率が下がり、導
波路１（または２）の上流側１ａ（または２ａ）に入力
された光は、全反射されて下流側２ｂ（またはｌｂ）か
ら出力されるようになっている。このように光が全反射
される場合をバー（Ｂ ａｒ）状態という。
上記の光スィッチにおいては、基板３としてＬｉＮｂＯ
２にオブ酸リチウム）を用い、導波路１，２をＴｉ
（チタニウム）拡散で形成する。
２にオブ酸リチウム）を用い、導波路１，２をＴｉ
（チタニウム）拡散で形成する。
この場合、交差に係る領域４において光の散乱損失を少
なくするため、この領域４で光波を閉じ込めるべく屈折
率を高くするとともに、低い駆動電圧の印加によっても
屈折率変化を大きくさせるため、領域４のＴｉ拡散量を
領域４以外の導波路１゜２におけるＴｉ拡散量の２倍程
度とする手法が用いられている。
なくするため、この領域４で光波を閉じ込めるべく屈折
率を高くするとともに、低い駆動電圧の印加によっても
屈折率変化を大きくさせるため、領域４のＴｉ拡散量を
領域４以外の導波路１゜２におけるＴｉ拡散量の２倍程
度とする手法が用いられている。
しかしながら上記の従来技術では、基板として採用した
ＬｉＮｂＯ２の偏光方向に対する電気光学定数が異なる
ため、入射する光の偏光方向によりスイッチング特性に
差が生じてしまうという問題点があった。この場合、同
じ印加電圧によっても光の偏光方向に対して屈折率変化
が異なるのではあるが、光フアイバセンサ等では感度等
の特性向上のため単一偏波の光が用いられることが多く
、所定単一偏波の光に対してスイッチング特性が良好で
あればよい。
ＬｉＮｂＯ２の偏光方向に対する電気光学定数が異なる
ため、入射する光の偏光方向によりスイッチング特性に
差が生じてしまうという問題点があった。この場合、同
じ印加電圧によっても光の偏光方向に対して屈折率変化
が異なるのではあるが、光フアイバセンサ等では感度等
の特性向上のため単一偏波の光が用いられることが多く
、所定単一偏波の光に対してスイッチング特性が良好で
あればよい。
そこで本発明では、所定単一偏波の光に対してスイッチ
ング特性が良好で、偏光子としても機能するようにする
ことにより、従来の偏光子と光スィッチとで構成される
部分の構成を小型化することのできる導波型光スイッチ
を提供することを目的とする。
ング特性が良好で、偏光子としても機能するようにする
ことにより、従来の偏光子と光スィッチとで構成される
部分の構成を小型化することのできる導波型光スイッチ
を提供することを目的とする。
本発明に係る導波型光スイッチは、２つの導波路が交差
させられた領域に外部がら電圧を印加して当該領域の屈
折率を変化させる導波型光スイッチであって、上記交差
領域がプロトン交換法により作成されていることを特徴
とする。
させられた領域に外部がら電圧を印加して当該領域の屈
折率を変化させる導波型光スイッチであって、上記交差
領域がプロトン交換法により作成されていることを特徴
とする。
本発明に係る導波型光スイッチは、以上の通りに構成さ
れるので、プロトン交換法により作成された領域では異
常光線に対する屈折率のみが増加する。また、その表面
屈折率の増加量はΔｎ 〜０．１３（λ−０，６３３ｕ
ｍ）となりＴｉ拡散のものがΔｎ −０，０２（Ｔ
ｌ膜厚４００Ａ）であるのに比べかなり大きい（第３図
）。また、プロトン交換法で作成された領域では常光線
に対する屈折率はむしろ低下してΔｎ 〜−０，０４と
なる。従って、当該導波型光スイッチの導波路に異常光
線と常光線とが入力された場合、上記領域によって異常
光線のみが通過させられ、しかも異常光線に対しての屈
折率が高いことから異常光線の閉じ込めが強く散乱損失
が少なくなるように働く。
れるので、プロトン交換法により作成された領域では異
常光線に対する屈折率のみが増加する。また、その表面
屈折率の増加量はΔｎ 〜０．１３（λ−０，６３３ｕ
ｍ）となりＴｉ拡散のものがΔｎ −０，０２（Ｔ
ｌ膜厚４００Ａ）であるのに比べかなり大きい（第３図
）。また、プロトン交換法で作成された領域では常光線
に対する屈折率はむしろ低下してΔｎ 〜−０，０４と
なる。従って、当該導波型光スイッチの導波路に異常光
線と常光線とが入力された場合、上記領域によって異常
光線のみが通過させられ、しかも異常光線に対しての屈
折率が高いことから異常光線の閉じ込めが強く散乱損失
が少なくなるように働く。
以下、添付図面の第１図ないし第６図を参照して本発明
の詳細な説明する。なお、図面の説明において同一の要
素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
の詳細な説明する。なお、図面の説明において同一の要
素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
第１図は本発明の一実施例に係る導波型光スイッチの平
面図を示している。符号１０１，１０２は導波路を示し
、この導波路１０１，１０２の交差する領域１０３はプ
ロトン交換法により作成される。基板１００はＬＩ Ｎ
ｂ Ｏ３であり、直方体状の形状を有するがその範囲は
図示していない。
面図を示している。符号１０１，１０２は導波路を示し
、この導波路１０１，１０２の交差する領域１０３はプ
ロトン交換法により作成される。基板１００はＬＩ Ｎ
ｂ Ｏ３であり、直方体状の形状を有するがその範囲は
図示していない。
Ｐ −Ｐ４はボートを示し、光が入出力する部分■
である。
次に、このような導波型光スイッチの製造方法を第２図
を参照して説明する。
を参照して説明する。
まず、基板１００としてＬＩ Ｎｂ Ｏ３のＺ板を用意
する。ここで、Ｚ板は結晶軸のＺ方向に垂直にカットし
た表面を持つ基板である。そして、この基板１００の表
面にレジスト等を用いて領域１０３以外の導波路１０１
．１０１゜。
する。ここで、Ｚ板は結晶軸のＺ方向に垂直にカットし
た表面を持つ基板である。そして、この基板１００の表
面にレジスト等を用いて領域１０３以外の導波路１０１
．１０１゜。
■
１０２．１０２゜の部分（第２図（ａ）図示）■
のパターニングを行う。次に、Ｔ１を蒸着してリフトオ
フ法によりＴｉによる導波路１０１、。
フ法によりＴｉによる導波路１０１、。
１０１ ．１０２ ．１０２２のパターンを形成する。
このようにＴｉのパターンが形成されている基板１００
を熱処理炉に投入し、Ｔｉを基板１００中に拡散させて
導波路１０１ ； １０１２゜■ １０２ ．１０２゜を形成する（第２図（ａ）図示）。
を熱処理炉に投入し、Ｔｉを基板１００中に拡散させて
導波路１０１ ； １０１２゜■ １０２ ．１０２゜を形成する（第２図（ａ）図示）。
次に、領域１０３の部分のプロトン交換を行う。
このとき、領域１０３以外の部分がプロトン交換されな
いようにマスクをかけ、領域１０３の部分の“窓あけ”
を行っておく。プロトン交換後にマスクを除去すると、
プロトン交換された領域１０３を有する導波型光スイッ
チが出来上る（第２図（ｂ）図示）。
いようにマスクをかけ、領域１０３の部分の“窓あけ”
を行っておく。プロトン交換後にマスクを除去すると、
プロトン交換された領域１０３を有する導波型光スイッ
チが出来上る（第２図（ｂ）図示）。
ここで問題となるのは、領域１０３以外の部分がプロト
ン交換されないようにするためのマスクによる位置合わ
せ、すなわちＴ１の熱拡散により形成された導波路１０
１ ．１０１ ．１０２□。
ン交換されないようにするためのマスクによる位置合わ
せ、すなわちＴ１の熱拡散により形成された導波路１０
１ ．１０１ ．１０２□。
１０２□と領域１０３との位置合せである。もし、この
位置合せが正確になされず導波路１０１、。
位置合せが正確になされず導波路１０１、。
１０１ ．１０２ ．１０２□と領域１０３とが離れて
しまうと、接続損失が増加して好ましくない。
しまうと、接続損失が増加して好ましくない。
そこで、第５図に示されるように、プロトン交換に用い
られるマスクによって“窓あけ”される領域１０３Ａを
、導波路１０１，１０２が交差する菱形の領域１０３（
第５図（ａ）図示）とするのではなく、菱形の領域１０
３から導波路１０１゜１０２方向へわずか延ばした領域
とする（第５図（ｂ）図示）。このようにすると、Ｔｉ
拡散された導波路１０１，１０２と領域１０３Ａとの位
置合せは容易となり、これらが離れて接続損失が増大す
ることを防止することができる。
られるマスクによって“窓あけ”される領域１０３Ａを
、導波路１０１，１０２が交差する菱形の領域１０３（
第５図（ａ）図示）とするのではなく、菱形の領域１０
３から導波路１０１゜１０２方向へわずか延ばした領域
とする（第５図（ｂ）図示）。このようにすると、Ｔｉ
拡散された導波路１０１，１０２と領域１０３Ａとの位
置合せは容易となり、これらが離れて接続損失が増大す
ることを防止することができる。
また、第６図に示されるように、プロトン交換される領
域１０３Ｂを台形が上下に接続された形状とし、上辺１
０５、下辺１０６を平行とし導波路１０１，１０２の一
方の幅より長いものとし、領域自体を拡げることでアラ
インメント（ａｌｉｇｎｍｅｎｔ ）を容易とすること
ができる。この場合、Ｔｉ拡散による導波路１０１□Ａ
。
域１０３Ｂを台形が上下に接続された形状とし、上辺１
０５、下辺１０６を平行とし導波路１０１，１０２の一
方の幅より長いものとし、領域自体を拡げることでアラ
インメント（ａｌｉｇｎｍｅｎｔ ）を容易とすること
ができる。この場合、Ｔｉ拡散による導波路１０１□Ａ
。
１’０２ Ａ、１０２□Ａ、１０２□Ａは第６図（ｂ
）のように上下に拡がる７字状とし、プロトン交換する
領域１０３Ｂを台形が上下に接続された形状とする（第
６図（Ｃ）図示）。このようにすると、最終的に第６図
（ａ）のように、導波路が交差する菱形の領域より拡が
った領域１０３Ｂがプロトン交換された構成の導波型光
スイッチを得ることができる。なお、プロトン交換する
領域は領域１０３Ｂから各導波路側へ延ばし、第５図で
説明したものと同様に導波路の一部とプロトン交換され
る領域とが重なるようにしてもよい。
）のように上下に拡がる７字状とし、プロトン交換する
領域１０３Ｂを台形が上下に接続された形状とする（第
６図（Ｃ）図示）。このようにすると、最終的に第６図
（ａ）のように、導波路が交差する菱形の領域より拡が
った領域１０３Ｂがプロトン交換された構成の導波型光
スイッチを得ることができる。なお、プロトン交換する
領域は領域１０３Ｂから各導波路側へ延ばし、第５図で
説明したものと同様に導波路の一部とプロトン交換され
る領域とが重なるようにしてもよい。
上記のようにプロトン交換された領域１０３゜１０３Ａ
、１０３Ｂには、当該領域を長平方向に縦断するように
一対のブレーナ＊！ｆＩが設けられ、電圧の印加を制御
して領域１０３の屈折率を変化させる構成を有する。こ
のことは、第７図の導波型光スイッチと同様であるが、
本発明とは直接に関係しないのでその説明を省略する。
、１０３Ｂには、当該領域を長平方向に縦断するように
一対のブレーナ＊！ｆＩが設けられ、電圧の印加を制御
して領域１０３の屈折率を変化させる構成を有する。こ
のことは、第７図の導波型光スイッチと同様であるが、
本発明とは直接に関係しないのでその説明を省略する。
上記の如く構成された導波型光スイッチのボートＰ１
（第１図）から異常光線と常光線とが入力されると、プ
ロトン交換により作成された領域１０３では異常光線の
みが通過させられ、常光線はカットされてｆ−トル３側
へは異常光等線のみが導波することになる。
（第１図）から異常光線と常光線とが入力されると、プ
ロトン交換により作成された領域１０３では異常光線の
みが通過させられ、常光線はカットされてｆ−トル３側
へは異常光等線のみが導波することになる。
このことを利用して、従来から導波型偏光子の作成方法
が提案されている（例えば、Ｔ、ＰＩＮＤＡＫＬＹ。
が提案されている（例えば、Ｔ、ＰＩＮＤＡＫＬＹ。
“Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ”、 Ｖｏ
ｌ、２０．ｉｏ、３（１９８４） 。
ｌ、２０．ｉｏ、３（１９８４） 。
Ｐ、 １２８〜１２９）。これによれば、第４図に示さ
れるような導波路（これも平面図であり、上から見た状
態である）４００のプロトン交換領域４０１に対して異
常光線及び常光線が導波してゆくと、異常光線のみが通
過させられて出力は異常光線のみとなる。
れるような導波路（これも平面図であり、上から見た状
態である）４００のプロトン交換領域４０１に対して異
常光線及び常光線が導波してゆくと、異常光線のみが通
過させられて出力は異常光線のみとなる。
本発明の実施例でもこれと同様なことが生じ、しかも領
域１０３は異常光線に対する屈折率が高いことから、異
常光線の閉じ込めが強くなされて散乱損失が防止される
。そして、異常光線のみをスイッチングするのであるか
ら、Ｔｉの拡散量を多くする従来例と異なり偏光方向に
対する特性は問題とならない。すなわち、この導波型光
スイッチは導波型偏光子の機能を持つ異常光線のみに対
する単一偏波用スイッチとして働く。なお、プロトン交
換法により領域１０３が作成されているかめ、領域１０
３内は均質でありボートＰ、Ｐ２■ のいずれから入射された光に対しても同じ効果（単一偏
波導波）を有する。
域１０３は異常光線に対する屈折率が高いことから、異
常光線の閉じ込めが強くなされて散乱損失が防止される
。そして、異常光線のみをスイッチングするのであるか
ら、Ｔｉの拡散量を多くする従来例と異なり偏光方向に
対する特性は問題とならない。すなわち、この導波型光
スイッチは導波型偏光子の機能を持つ異常光線のみに対
する単一偏波用スイッチとして働く。なお、プロトン交
換法により領域１０３が作成されているかめ、領域１０
３内は均質でありボートＰ、Ｐ２■ のいずれから入射された光に対しても同じ効果（単一偏
波導波）を有する。
以上、詳細に説明したように本発明では、２つの導波路
が交差する領域がプロトン交換されているため、異常光
線のみを通過させ、かつ、異常光線に対してのみ屈折率
が大きい領域として作用するから、異常光線という単一
偏波の光に対してスイッチングが良好に行われる。この
ため、異常光線のみを通過させる偏光子としても機能し
、偏光子と光スィッチとの構成を小型化できるという効
果がある。
が交差する領域がプロトン交換されているため、異常光
線のみを通過させ、かつ、異常光線に対してのみ屈折率
が大きい領域として作用するから、異常光線という単一
偏波の光に対してスイッチングが良好に行われる。この
ため、異常光線のみを通過させる偏光子としても機能し
、偏光子と光スィッチとの構成を小型化できるという効
果がある。
第１図は、本発明の一実施例に係る導波型光スイッチの
平面図、第２図は、その製造方法を示す図、第３図は、
Ｔｌ膜厚と表面屈折率との変化量を示す図、第４図は、
プロトン交換された領域をＨする導波路の特性を示す図
、第５図および第６図は、本発明の実施例に係る導波型
光スイッチの製造方法を示す図、第７図は、従来の導波
型光スイッチの平面図である。 １００・・・、！！仮、１０１，１０２，１０１□。 １０１ ．１０１ Ａ、１０１２Ａ、１０２□。 １０２ ．１０２ Ａ、１０２□Ａ・・・導波路、１
０３．１０３Ａ、１０３Ｂ・・・領域。 Ｔ１原厚１；対すｂ屈折率・変化 第３ 図 第４図 （ａ） （ｂ） ブ℃トシ受ヰＨＱｐｌの禦垣カラ上 月３ ５ 図 装造エキｌ 第 ２ 図 つ℃トン役ｊ奥負戚の）は亀′ｉ５３乞第６図 づＣば払ｊ卜５イやりの１１番、見本さ冥 ７ 図
平面図、第２図は、その製造方法を示す図、第３図は、
Ｔｌ膜厚と表面屈折率との変化量を示す図、第４図は、
プロトン交換された領域をＨする導波路の特性を示す図
、第５図および第６図は、本発明の実施例に係る導波型
光スイッチの製造方法を示す図、第７図は、従来の導波
型光スイッチの平面図である。 １００・・・、！！仮、１０１，１０２，１０１□。 １０１ ．１０１ Ａ、１０１２Ａ、１０２□。 １０２ ．１０２ Ａ、１０２□Ａ・・・導波路、１
０３．１０３Ａ、１０３Ｂ・・・領域。 Ｔ１原厚１；対すｂ屈折率・変化 第３ 図 第４図 （ａ） （ｂ） ブ℃トシ受ヰＨＱｐｌの禦垣カラ上 月３ ５ 図 装造エキｌ 第 ２ 図 つ℃トン役ｊ奥負戚の）は亀′ｉ５３乞第６図 づＣば払ｊ卜５イやりの１１番、見本さ冥 ７ 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、２つの導波路が交差させられた領域に外部から電圧
を印加して当該領域の屈折率を変化させる導波型光スイ
ッチにおいて、 前記領域がプロトン交換法により作成されていることを
特徴とする導波型光スイッチ。 ２、前記領域以外の導波路部分がＴｉの熱拡散法で形成
されていることを特徴とする請求項１記載の導波型光ス
イッチ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14900988A JPH022530A (ja) | 1988-06-16 | 1988-06-16 | 導波型光スイッチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14900988A JPH022530A (ja) | 1988-06-16 | 1988-06-16 | 導波型光スイッチ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH022530A true JPH022530A (ja) | 1990-01-08 |
Family
ID=15465678
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14900988A Pending JPH022530A (ja) | 1988-06-16 | 1988-06-16 | 導波型光スイッチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH022530A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11312063B2 (en) | 2017-07-20 | 2022-04-26 | Shibaura Machine Co., Ltd. | Double-sided transcription type sheet/film forming roll apparatus and double-sided transcription type sheet/film forming method |
-
1988
- 1988-06-16 JP JP14900988A patent/JPH022530A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11312063B2 (en) | 2017-07-20 | 2022-04-26 | Shibaura Machine Co., Ltd. | Double-sided transcription type sheet/film forming roll apparatus and double-sided transcription type sheet/film forming method |
| US11731340B2 (en) | 2017-07-20 | 2023-08-22 | Shibaura Machine Co., Ltd. | Double-sided transcription type sheet/film forming roll apparatus and double-sided transcription type sheet/film forming method |
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