JPH03168705A - Three-dimensional optical circuit - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】 発明の背景 技術分野 この発明は，三次元光回路に関する。[Detailed description of the invention] Background of the invention Technical field The present invention relates to a three-dimensional optical circuit.
従来技術とその問題点
従来の先導波路にはたとえばＬｉＮｂ０３基板上にＴｉ
を熱拡散することにより形成したものかある。このよう
な光導波路においては一枚の基板の一面上にのみ１また
は複数の導波路が形成さわているので，導波路ディバイ
スの形状が限定さ和る，導波路ディバイスに多くの機能
を付加するためには複数の基板または大きな基板が必要
とｔ４る，という問題がある。Prior art and its problems Conventional guiding waveguides include, for example, Ti on a LiNb03 substrate.
It may be formed by thermal diffusion. In such optical waveguides, one or more waveguides are formed only on one surface of a single substrate, so the shape of the waveguide device is less limited and many functions can be added to the waveguide device. There is a problem in that multiple substrates or large substrates are required for this purpose.
一方，従来の先導波路では信号線として機能する導波路
が基板の一面上に二次元的に配置されているので，光コ
ンピュータの実現に必要不可欠な光信号の並列光信号処
理を行なうときに，一度に扱える情報量が制限され，情
報処理速度が遅くなるという問題がある。On the other hand, in conventional guiding waveguides, the waveguides that function as signal lines are arranged two-dimensionally on one surface of the substrate, so when performing parallel optical signal processing of optical signals, which is essential for realizing optical computers, There is a problem in that the amount of information that can be handled at one time is limited and the information processing speed becomes slow.
発明の概要
発明の目的
この発明は，基板の面積を大きくしなくても１つの基板
上に存在する導波路の数を多くすることができ，光回路
の集積度を向上し，省スペース化と高機能化を図ること
の可能な三次元光回路を提供することを目的とする。Summary of the Invention Purpose of the Invention The present invention is capable of increasing the number of waveguides on one substrate without increasing the area of the substrate, improving the degree of integration of optical circuits, and saving space. The purpose of this invention is to provide a three-dimensional optical circuit that can be highly functional.
発明の構成，作用および効果
この発明による三次元光回路は，リブ部をもつコア層が
一基板に三次元的に配置されていることを特徴とする。Structure, Operation, and Effects of the Invention The three-dimensional optical circuit according to the present invention is characterized in that a core layer having a rib portion is three-dimensionally arranged on one substrate.
この発明によると，一基板にリブ部をもつ複数のコア層
が三次元的に配置されているので，従来では実現するの
に複数の基板が必要であった機能．が一基板上で実現で
きることとなる。また導波路ディバイスの形状の自由度
が向上する。According to this invention, multiple core layers with ribs are arranged three-dimensionally on one substrate, allowing functions that conventionally required multiple substrates to achieve. This means that this can be realized on one board. Furthermore, the degree of freedom in the shape of the waveguide device is improved.
さらに，従来では１枚の基板上に複数の導波路を形成す
るときには大きな面積の基板が必要であったが，この発
明によると多くの導波路を小さな一基板で実現すること
ができる。これにより導波路ディバイスの小型化を図る
ことができる。Furthermore, conventionally, when forming a plurality of waveguides on one substrate, a large-area substrate was required, but according to the present invention, many waveguides can be realized on one small substrate. This makes it possible to downsize the waveguide device.
先導波路を三次元空間的に配置することができるので，
光コンピュータの実現に必要不可欠な空間的並列的光処
理が可能となり，一度に取扱える情報量が多くなり，か
つ情報処理速度が向上する。Since the leading waveguide can be arranged in three-dimensional space,
Spatial parallel optical processing, which is essential for the realization of optical computers, becomes possible, increasing the amount of information that can be handled at once and improving information processing speed.
実施例の説明 第１図はこの発明の第１実施例を示している。Description of examples FIG. 1 shows a first embodiment of the invention.
第１図に示す三次元光回路は，基板１，その上に形成さ
れた複数のコア層２，およびコア層２の間に形成された
クラッド層３から構成されている。コア層２とクラッド
層３とは基板１上に交互に積層されている。いずれのコ
ア層２も，上方に突出しかつ一方向にのびたリブ部２ａ
を有している。リブ部２ａはコア層２と一体的に形成さ
れる。上段のコア層２は２本，中段のコア層２は１本，
下段のコア層２は２本のリブ部２ａをそれぞれ有してい
る。コア層２およびそのリブ部２ａはバッファ層３およ
び基板１よりも高い屈折率をもっている。。The three-dimensional optical circuit shown in FIG. 1 is composed of a substrate 1, a plurality of core layers 2 formed thereon, and a cladding layer 3 formed between the core layers 2. Core layers 2 and cladding layers 3 are alternately laminated on substrate 1. Each core layer 2 has a rib portion 2a that projects upward and extends in one direction.
have. The rib portion 2a is formed integrally with the core layer 2. The upper core layer 2 has two layers, the middle core layer 2 has one layer,
The lower core layer 2 each has two rib portions 2a. Core layer 2 and its rib portion 2a have a higher refractive index than buffer layer 3 and substrate 1. .
光ビームＬＢは，上段のコア層２について鎖線とハッチ
ングで示すように，コア層２内においてリブ部２ａの真
下を伝搬する。光ビームＬＢは，上下方向においてはコ
ア層２と空気またはクラツド層３との屈折率差およびコ
ア層２と基板１またはクラッド層３との屈折率差によっ
てコア層２内に閉じ込められ，横方向においては，リブ
部２ａの真下部分の実効屈折率がその周囲部分よりも高
くなっていることに起因してリプ部２ａ真下の位置に閉
じ込められる。The light beam LB propagates directly under the rib portion 2a within the core layer 2, as shown by chain lines and hatching in the upper core layer 2. The light beam LB is confined within the core layer 2 due to the refractive index difference between the core layer 2 and air or the cladding layer 3 in the vertical direction and the refractive index difference between the core layer 2 and the substrate 1 or the cladding layer 3, and is confined in the lateral direction. In this case, the effective refractive index of the portion directly below the rib portion 2a is higher than that of the surrounding portion, so that the portion is confined to a position directly below the lip portion 2a.
基板１としてはたとえばＳｉｎ２ガラス基板が用いられ
る。コア層２およびリブ部２ａは，紫外線（ＵＶ）硬化
樹脂を用いて形成することができ，そのときのコア層２
の屈折率をたとえば１．４７とすることができる。As the substrate 1, for example, a Sin2 glass substrate is used. The core layer 2 and the rib portion 2a can be formed using ultraviolet (UV) curing resin, and the core layer 2 at that time
The refractive index of can be set to, for example, 1.47.
クラッド層３はコア層２の屈折率より少し小さな屈折率
をもつ紫外線硬化樹脂を用いて形成することができ，そ
の屈折率はたとえば１、４Ｂに設定される。紫外線硬化
樹脂はフッ素含有量を変えることによりその屈折率を変
えることができる。コア層２とクラッド層３との屈折率
の差がわずかなのでコア層２の厚さ，リプ部２ａの幅を
大きくすることも可能となる。The cladding layer 3 can be formed using an ultraviolet curing resin having a refractive index slightly smaller than the refractive index of the core layer 2, and the refractive index is set to, for example, 1.4B. The refractive index of an ultraviolet curable resin can be changed by changing the fluorine content. Since the difference in refractive index between the core layer 2 and the cladding layer 3 is small, it is possible to increase the thickness of the core layer 2 and the width of the lip portion 2a.
コア層２としては他に，たとえば熱硬化性材料を用いる
ことができる。熱硬化性無機材料の例としては，熱硬化
性膜形成用塗布液を挙げることができる。多くの種類の
塗布液があるが，焼成後膜形成物としＺｒ０２，ＴｉＯ
２．ＡＮ２ ０３１Ｓｉ０２等を含むものが好適である
。Other materials, such as thermosetting materials, can also be used for the core layer 2. Examples of thermosetting inorganic materials include coating liquids for forming thermosetting films. There are many types of coating liquids, but Zr02, TiO2 and TiO2 are used as film-forming products after firing.
2. A material containing AN2 031Si02 or the like is preferred.
クラッド層３の材料としてはＵＶ硬化樹脂等の有機材料
の他に無機材料を用いることができる。As the material for the cladding layer 3, inorganic materials can be used in addition to organic materials such as UV-curable resins.
無機材料を用いる場合にはクラッド層３を蒸着法などに
より形或することができよう。If an inorganic material is used, the cladding layer 3 may be formed by vapor deposition or the like.
また，コア層２には上述のＵＶ硬化樹脂，熱硬化性膜形
成用塗布液等の他に，ＭＮＡ （屈折率１．８ ） ，
ＰＴＳ （ボリジアセチレン，屈折率１．８８）
， ＫＤＰ （ＫＨ２ ＰＯ４ ）等の非線形有機，無
機光学材料を用いることができる。In addition to the above-mentioned UV curing resin and coating liquid for forming a thermosetting film, the core layer 2 also contains MNA (refractive index 1.8),
PTS (borodiacetylene, refractive index 1.88)
, KDP (KH2PO4), and other nonlinear organic or inorganic optical materials can be used.
リブ部２ａの断面形状は任意であり，第１図に示す矩形
のもの以外に，半円形のもの，三角形のもの，全体とし
て矩形で角に丸みが付けられたもの，全体として矩形で
中央に小さな凹溝が形成されたもの，全体として矩形で
中央に小さな凸条が形成されたもの．台形状のものなど
を挙げることができる。The cross-sectional shape of the rib portion 2a can be arbitrary, and in addition to the rectangular shape shown in Fig. 1, it can be semicircular, triangular, entirely rectangular with rounded corners, or entirely rectangular with a central part. One with a small concave groove, and the other with a rectangular shape with a small protrusion in the center. Examples include trapezoidal ones.
コア層２およびリプ部２ａ，ならびにクラッド層３を樹
脂により成形する場合には，あらかじめリブ部２ａとな
る溝をもつスタンパを形威しておき，このスタンパと基
板１との間に樹脂を注入して硬化させ，次にその上にク
ラッド層３を形成し，さらに同じようにスタンバを用い
て２段目のコア層２およびリプ部２ａを形成するという
ようにして，三次元光回路を作製することが可能である
。When molding the core layer 2, the lip portion 2a, and the cladding layer 3 with resin, a stamper with grooves that will become the rib portion 2a is shaped in advance, and the resin is injected between the stamper and the substrate 1. Then, a cladding layer 3 is formed thereon, and a second-stage core layer 2 and lip portion 2a are formed in the same manner using a standber, thereby producing a three-dimensional optical circuit. It is possible to do so.
第２図はこの発明の第２の実施例を示している。FIG. 2 shows a second embodiment of the invention.
第２図に示す三次元光回路においては，基板１と下段の
コア層２との間にバッツァ層４が設けられている。バッ
ファ層４にはコア層２よりも屈折率がわずかに小さい材
料が用いられる。In the three-dimensional optical circuit shown in FIG. 2, a batza layer 4 is provided between the substrate 1 and the lower core layer 2. A material having a slightly lower refractive index than the core layer 2 is used for the buffer layer 4 .
たとえば基板１として，ＬｉＮｂＯ．，Ｓｉ，ＧａＡｓ
基板等が用いられ，その上にＳｉＯ２ガラスをＲＦスパ
ッタすることによりバッツァ層４が形或される。コア層
２としては上述のＵＶ硬化樹脂，熱硬化性膜形成用塗布
液，非線形有機，無機光学材料等を用いることが可能で
ある。For example, as the substrate 1, LiNbO. ,Si,GaAs
A substrate or the like is used, and a batsa layer 4 is formed on the substrate by RF sputtering SiO2 glass. As the core layer 2, it is possible to use the above-mentioned UV curable resin, thermosetting film forming coating liquid, nonlinear organic, inorganic optical material, etc.
このようにバッファ層を設けることにより，任意の材料
の基板を用いることができるようになる。By providing the buffer layer in this manner, a substrate made of any material can be used.
第３図はこの発明の第３の実施例を示すものである。上
段のコア層２および中段のコア層２がクラッド層３内に
埋設され，光ビームの入射側および出射側の面は露出し
ている。下段のコア層２は第１図および第２図に示すも
のと同じである。FIG. 3 shows a third embodiment of the invention. The upper core layer 2 and the middle core layer 2 are buried in the cladding layer 3, and the surfaces on the light beam incident side and output side are exposed. The lower core layer 2 is the same as that shown in FIGS. 1 and 2.
第４図は第４の実施例を示すものである。FIG. 4 shows a fourth embodiment.
第４図に示すリブ形先導波路において上段のコア層２は
曲リリブ部２ａを有しており，伝搬光ビームの光路変換
に用いることができる。また中段のコア層２に形成され
ているリプ部２ａと，下段のコア層２に形成されている
リプ部２ａは立体的に交差している。In the rib-shaped leading waveguide shown in FIG. 4, the upper core layer 2 has a curved rib portion 2a, which can be used for changing the optical path of a propagating light beam. Further, the lip portion 2a formed in the middle core layer 2 and the lip portion 2a formed in the lower core layer 2 intersect three-dimensionally.
第５図は第５実施例を示すものである。また第５図のＶ
ｌ−Ｖｌ線に沿う断面図が第６図に示されている。FIG. 5 shows a fifth embodiment. Also, V in Figure 5
A cross-sectional view along the line l-Vl is shown in FIG.
第５図に示す三次元光回路は，第６図から分るように上
段のコア層２Ａを伝搬する光ビームＬＢを下段のコア層
２Ｂに光結合することができる。As can be seen from FIG. 6, the three-dimensional optical circuit shown in FIG. 5 can optically couple the light beam LB propagating through the upper core layer 2A to the lower core layer 2B.
上段のコア層２Ａおよび下段のコア層２Ｂはいずれも途
中までしか形成されていない。上側のコア層２Ａのクラ
ッド層３内における端面および下側のコア層２Ｂのクラ
ッド層３内における端面は斜面に形成され，この斜面上
に反射ミラー５が形威されている。また中段のコア層２
Ａと下段のコア層２Ｂの反射ミラー５が形成された端面
が対向する上下間において凸レンズ６が配置されている
。Both the upper core layer 2A and the lower core layer 2B are formed only halfway. The end face of the upper core layer 2A in the cladding layer 3 and the end face of the lower core layer 2B in the cladding layer 3 are formed into slopes, and the reflection mirror 5 is formed on the slopes. Also, the middle core layer 2
A convex lens 6 is disposed between the top and bottom where the end faces of the core layer A and the lower core layer 2B on which the reflecting mirror 5 is formed face each other.
上段のコア層２Ａに入射する光ビームＬＢは，上段のコ
ア層２Ａ内を伝搬し，反射ミラー５によって真下に光路
変換されかつ凸レンズ６によって下段のコア層２に形成
されている反射ミラー５に集光される。光ビームＬＢは
下段のコア層２Ｂに形成されている反射ミラー５で再び
光路変換され，下段のコア層２Ｂ内を伝搬して外部に出
射する。The light beam LB incident on the upper core layer 2A propagates within the upper core layer 2A, is converted to a direct downward optical path by a reflection mirror 5, and is directed by a convex lens 6 to a reflection mirror 5 formed in the lower core layer 2. The light is focused. The light beam LB is again changed in optical path by the reflection mirror 5 formed in the lower core layer 2B, propagates within the lower core layer 2B, and is emitted to the outside.
このような三次元光回路は，第６図に鎖線Ｌで示す位置
よりも下の部分を上述した樹脂或形等の方法で作威し，
その後所定位置にレンズ６を置き，このレンズを覆うよ
うにクラッド層３を適当な厚さに形戊し，さらにその上
にコア層２Ａを含む部分を作製することにより製造する
ことができる。Such a three-dimensional optical circuit is created by molding the portion below the position indicated by the chain line L in Fig. 6 using the resin or molding method described above.
After that, the lens 6 is placed at a predetermined position, the cladding layer 3 is formed to have an appropriate thickness so as to cover the lens, and a portion including the core layer 2A is formed on top of the cladding layer 3.
第７図は第６の実施例を示すものである。第７図に示す
三次元光回路は方向性結合器として利用できる。FIG. 7 shows a sixth embodiment. The three-dimensional optical circuit shown in FIG. 7 can be used as a directional coupler.
第７図に示す三次元光回路の上段および下段のコア層２
は．三次元光回路の内部において中段のコア層２との間
隔が非常に狭くなっている。この間隔が狭くなっている
部分において，上段，中段および下段のコア層２が光結
合部を構或する。したがって．中段のコア層２に入射す
る光ビームＬＢの一部はこの光結合部において上段およ
び中段のコア層２に結合して．これらのコア層を伝搬し
ていく。Upper and lower core layers 2 of the three-dimensional optical circuit shown in FIG.
teeth. Inside the three-dimensional optical circuit, the distance from the middle core layer 2 is very narrow. In the portion where this interval is narrow, the upper, middle, and lower core layers 2 constitute an optical coupling section. therefore. A part of the light beam LB incident on the middle core layer 2 is coupled to the upper and middle core layers 2 at this optical coupling part. It propagates through these core layers.
第８図は．三次元光回路を光コンピュータに適用した実
施例を示すもので，三次元光回路を光信号の処理に利用
したものである。Figure 8 is. This shows an example in which a three-dimensional optical circuit is applied to an optical computer, and the three-dimensional optical circuit is used for processing optical signals.
入力する光信号は多数のマイクロ・レンズｌＬａが規則
的に配置されている一方のマイクロ・レンズ・アレイ１
１を介して三次元光回路ＩＯに与えられる。三次元光回
路ｌＯにはマトリクス・スイッチ回路ｌ２および光ゲー
ト回路ｌ３を構或する部分が含まれている。三次元光回
路ＩＯに入射した光信号は上記マトリクス・スイッチ回
路ｌ２および光ゲート回路１３によって空間光処理が行
なわれた後出射される。The input optical signal is transmitted through one micro lens array 1 in which a large number of micro lenses lLa are regularly arranged.
1 to the three-dimensional optical circuit IO. The three-dimensional optical circuit IO includes portions constituting a matrix switch circuit 12 and an optical gate circuit 13. The optical signal incident on the three-dimensional optical circuit IO is subjected to spatial light processing by the matrix switch circuit 12 and the optical gate circuit 13, and then output.
三次元光回路ｌＯの出力光信号は他方のマイクロ・レン
ズ・アレイ１１を介し光ディテクタ◆アレイｌ４に入射
することにより電気信号に変換され出力回路へ送られる
。The output optical signal of the three-dimensional optical circuit 10 is incident on the optical detector ◆array 14 via the other micro-lens array 11, thereby being converted into an electrical signal and sent to the output circuit.
これにより光コンピュータの実現に不可欠な光信号の三
次元空間的並列処理が比較的迅速に行なえることとなる
。This makes it possible to perform three-dimensional spatial parallel processing of optical signals, which is essential for realizing an optical computer, relatively quickly.
第９図および第１０図は上述した三次元光回路１０内の
マトリクス・スイッチ回路ｌ２および光ゲート回路ｌ３
を構成する光スイッチおよび方向性結合器を示すもので
ある。これらの光スイッチおよび方向性結合器は熱光学
効果を利用したものである。9 and 10 show a matrix switch circuit l2 and an optical gate circuit l3 in the three-dimensional optical circuit 10 described above.
This figure shows the optical switch and directional coupler that make up the system. These optical switches and directional couplers utilize thermo-optic effects.
第９図は横方向に結合またはスイッチ作用を行なうもの
であり，第ｌＯ図は縦方向に結合またはスイッチ作用を
行なうものである。FIG. 9 shows a case where the coupling or switching action is performed in the horizontal direction, and FIG. 10 shows a case where the coupling or switching action is performed in the vertical direction.
第９図を参照して，クラッド層３内に２つのリブ部２ａ
をもつコア層２が形成されている。リブ部２ａは，光導
波路内部の中央部分において相互に近接しており光結合
部を形成している。それぞれのリブ部２ａ上の光結合部
上にはヒータ電極ｌ５が形成されている。ヒータ電極ｌ
５には可変直流電源ｌ６が接続されており．この直流電
源ｌ６から制御信号Ｓによって対応するスイッチがオン
となったときに電圧が印加される。Referring to FIG. 9, two rib portions 2a are provided in the cladding layer 3.
A core layer 2 is formed. The rib portions 2a are close to each other in the central portion inside the optical waveguide and form an optical coupling portion. A heater electrode 15 is formed on the optical coupling portion on each rib portion 2a. heater electrode l
5 is connected to a variable DC power supply l6. A voltage is applied from this DC power source 16 when the corresponding switch is turned on by the control signal S.
ヒータ電極ｌ５への印加電圧．リプ部２ａの光結合部の
長さ等に応じて，一方のリプ部２ａの真下を伝搬する光
ビームが他方のリブ部２ａの真下に移って伝搬，または
そのまま一方のリブ部２ａの真下を伝搬して出射される
こととなる。Voltage applied to heater electrode l5. Depending on the length of the optical coupling part of the lip part 2a, the light beam propagating directly under one lip part 2a may shift and propagate directly under the other rib part 2a, or it can continue to propagate directly under one rib part 2a. It will propagate and be emitted.
第ｌＯ図に示すものでは先導波路の内部において．上段
のリブ部２ａと中段のリブ部２ａとが，および中段のり
ブ部２ａと下段のリブ部２ａとがそれぞれ近接し光結合
部を形成している。それぞれのリプ部２ａの側面にはヒ
ータ電極ｌ５が形成されており，このヒータ電極ｌ５に
は可変直流電源１Ｇから制御償号Ｓによりオン，オフさ
れるスイッチを介して電圧が印加される。In the one shown in Figure 1O, inside the leading wavepath. The upper rib portion 2a and the middle rib portion 2a are close to each other, and the middle rib portion 2a and the lower rib portion 2a are close to each other to form an optical coupling portion. A heater electrode 15 is formed on the side surface of each lip portion 2a, and a voltage is applied to this heater electrode 15 from a variable DC power source 1G via a switch that is turned on and off by a control signal S.
このような縦方向結合のものであってもヒータ電極ｌ５
への印加電圧，リブ部２ａの光結合部の長さ等に応じて
リブ部２ａの真下を伝搬する光ビームを他のコア層２の
リブ部２ａの真下に光結合して出射させることができる
。Even with such a vertically coupled heater electrode l5
Depending on the voltage applied to the rib portion 2a, the length of the optical coupling portion of the rib portion 2a, etc., it is possible to optically couple the light beam propagating right below the rib portion 2a to the right under the rib portion 2a of the other core layer 2 and output it. can.
これらの光回路のクラッド層３およびコア層２（リプ部
２ａを含む）は紫外線硬化樹脂を用いて型成形等により
作製できる。このとき，コア層２の屈折率はたとえばｌ
．４７に，クラツド層３の屈折率は１．４６にそれぞれ
設定される。The cladding layer 3 and core layer 2 (including the lip portion 2a) of these optical circuits can be produced by molding or the like using an ultraviolet curing resin. At this time, the refractive index of the core layer 2 is, for example, l
．． 47, and the refractive index of the cladding layer 3 is set to 1.46.
第１１図は熱光学効果を利用した方向性結合器形の光ス
イッチング網を示すものである。FIG. 11 shows a directional coupler type optical switching network that utilizes the thermo-optic effect.
この光スイッチング網は方向性結合器を５個集積化した
ものである。光スイッチング網は基板１上に形成されて
おり，この基板１上には複数のリブ部２ａをもつコア層
２が形成されている。コア層２上にはクラッド層３が形
威されており，リブ部２ａの間を埋め込んでいる。導波
路内の所定の部分において隣接するリブ部２ａが近接し
ており，光結合部を構成している。光結合部上にはヒー
タ電極ｉ５が形成されている。This optical switching network is one in which five directional couplers are integrated. The optical switching network is formed on a substrate 1, on which a core layer 2 having a plurality of ribs 2a is formed. A cladding layer 3 is formed on the core layer 2 and is embedded between the rib portions 2a. Adjacent rib portions 2a are close to each other at a predetermined portion within the waveguide, forming an optical coupling portion. A heater electrode i5 is formed on the optical coupling portion.
ヒータ電極ｌ５の一端は一方の電極ｌ７に，他端は他方
の電極１８にそれぞれ接続されている。一方の電極１７
には制御信号用の電圧が印加されるもので．他方の電極
ｌ８はアースされるものである。One end of the heater electrode l5 is connected to one electrode l7, and the other end is connected to the other electrode 18. One electrode 17
The voltage for control signals is applied to. The other electrode l8 is grounded.
電極ｌ７を介してヒータ電極１５への印加電圧，光結合
部の長さ等に応じて，スイッチング動作を行なうことと
なる。A switching operation is performed depending on the voltage applied to the heater electrode 15 via the electrode 17, the length of the optical coupling section, etc.
第２図から第ｌ１図に示すリプ部２ａの断面形状も任意
であることはいうまでもない。It goes without saying that the cross-sectional shape of the lip portion 2a shown in FIGS. 2 to 11 is also arbitrary.
第１図はこの発明の第１の実施例を示すもので三次元光
回路の斜視図である。
第２図はこの発明の第２実施例を，第３図は第３実施例
を，第４図は第４実施例を，第５図は第５実施例をそれ
ぞれ示すものである。第６図は第５図のＶｌ−Ｖｌ線に
沿う断面図である。第７図は第６実施例を示すものであ
る。
第８図は三次元光回路の光コンピュータへの適用例を示
す斜視図，第９図および第ｌＯ図は光スイッチ，方向性
結合器の一例を示すもので，第９図は横方向結合のもの
を，第１０図は縦方向結合のものをそれぞれ示している
。第１１図は光スイッチング網の一例を示す斜視図であ
る。
１・・・基板，
２・・・コア層，
２
ａ・・・リ
ブ部，
３・・・クラ
ド層。
以
上FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention, and is a perspective view of a three-dimensional optical circuit. 2 shows a second embodiment of the invention, FIG. 3 shows a third embodiment, FIG. 4 shows a fourth embodiment, and FIG. 5 shows a fifth embodiment. FIG. 6 is a sectional view taken along the line Vl--Vl in FIG. 5. FIG. 7 shows a sixth embodiment. Figure 8 is a perspective view showing an example of application of a three-dimensional optical circuit to an optical computer, Figures 9 and 10 are examples of an optical switch and a directional coupler, and Figure 9 shows an example of a lateral coupling. Figure 10 shows the vertical connection. FIG. 11 is a perspective view showing an example of an optical switching network. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1...Substrate, 2...Core layer, 2a...Rib part, 3...Clad layer. that's all
Claims (1)
ることを特徴とする三次元光回路。A three-dimensional optical circuit characterized by a core layer having a rib portion arranged three-dimensionally on one substrate.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30776089A JPH03168705A (en) | 1989-11-29 | 1989-11-29 | Three-dimensional optical circuit |
| US07/588,332 US5138687A (en) | 1989-09-26 | 1990-09-26 | Rib optical waveguide and method of manufacturing the same |
| US07/925,613 US5511142A (en) | 1989-09-26 | 1992-08-06 | Rib optical waveguide and method of manufacturing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30776089A JPH03168705A (en) | 1989-11-29 | 1989-11-29 | Three-dimensional optical circuit |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03168705A true JPH03168705A (en) | 1991-07-22 |
Family
ID=17972948
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30776089A Pending JPH03168705A (en) | 1989-09-26 | 1989-11-29 | Three-dimensional optical circuit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03168705A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0569706U (en) * | 1992-02-25 | 1993-09-21 | 京セラ株式会社 | Optical splitter |
| JPH0569705U (en) * | 1992-02-18 | 1993-09-21 | 京セラ株式会社 | Optical waveguide structure |
| JPH10160976A (en) * | 1996-11-29 | 1998-06-19 | Fujitsu Ltd | Optical coupler |
| JP2006243145A (en) * | 2005-03-01 | 2006-09-14 | Fuji Xerox Co Ltd | Vertically laminated waveguide device and polling method, driving method, and waveguide module |
| JP2015505067A (en) * | 2011-12-15 | 2015-02-16 | アルカテル−ルーセント | Electronic / photonic integrated circuit architecture and manufacturing method thereof |
-
1989
- 1989-11-29 JP JP30776089A patent/JPH03168705A/en active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0569705U (en) * | 1992-02-18 | 1993-09-21 | 京セラ株式会社 | Optical waveguide structure |
| JPH0569706U (en) * | 1992-02-25 | 1993-09-21 | 京セラ株式会社 | Optical splitter |
| JPH10160976A (en) * | 1996-11-29 | 1998-06-19 | Fujitsu Ltd | Optical coupler |
| JP2006243145A (en) * | 2005-03-01 | 2006-09-14 | Fuji Xerox Co Ltd | Vertically laminated waveguide device and polling method, driving method, and waveguide module |
| JP2015505067A (en) * | 2011-12-15 | 2015-02-16 | アルカテル−ルーセント | Electronic / photonic integrated circuit architecture and manufacturing method thereof |
| US9423560B2 (en) | 2011-12-15 | 2016-08-23 | Alcatel Lucent | Electronic/photonic integrated circuit architecture and method of manufacture thereof |
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