JPH0355524A - セレクタ型光スイッチ - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、光通信の機能デバイスのうち、放送通信サー
ビスに用いられるセレクタ型光スイッチに関し、更に詳
しくは、製造が容易である導波路型１×２光スイッチを
用いたセレクタ型光スイッチに関する。

（従来の技術） 従来から用いられているセレクタ型光スイッチとしては
、優れた導波路特性と比較的大きな電気光学定数を有す
るＬｉＮｂＯ３を使用した偏波無依存方向性結合器であ
る２×２光スイッチが知られている（西本裕ら、信学技
報，　ｖｏｌ８８．　Ｎｏ４４３．６７〜７４頁．　１
９８９．２．２０を参照）。しかしながら、この光スイ
ッチの場合は、波長依存性があるため、１つの波長の光
波に対してのみスイッチング動作をすることができるに
すぎない。

このようなことから、第５図で示したように、互いに所
定の交差角で交差し、半導体材料から戒る２本の先導波
路１．　　２の交差部に、路長方向にキャリア注入用電
極３を形成し、この電極３から所定量のキャリアを交差
部の半導体に注入してその注入領域の屈折率を低下せし
めることにより、交差部に２組の全反射面４ａ，４ｂを
発現せしめるタイプの２×２光スイッチが提案されてい
る（井上ら、第２６回微小光学研究グループ機関誌、２
７（２８１）〜３１（２８５）頁，　１９８７．１１．
２４を参照）。

この光スイッチの場合、電極３からキャリアを注入しな
いときは、光導波路ｌの入力ポート１ａからの光波はそ
のまま出力ポートｌｂから実線ｐＩのように出射し、ま
た先導波路２の入力ポート２ａからの光波もそのまま出
力ポート２ｂから実線ｐ，のように出射していく。電極
３にキャリアを注入することによりその注入領域の屈折
率を低下せしめてスイッチング作動を行なわせると、入
カボー｝１ａからの光波は全反射面４ａで反射して出力
ポート２ｂから点線ｑ宜のように出射し、入カポ−４２
ａからの光波は全反射面４ｂで反射して出カボー｝１ｂ
から出射していく。

（発明が解決しようとする課題） ところで、上記した全反射面型の２×２光スイッチの場
合、２つの全反射面４ａ，４ｂの発現位置は電極３の幅
に規定される。すなわち、理想的な状態は、全反射面４
ａ．４ｂが同一面となる状態のとき、換言すれば、電極
３の幅がゼロのときに、完全なスイッチング動作が実現
することになるが、実際の電極形成においては、そのよ
うな状態を実現することはできない。

現在の電極形成の技術からすると、この電極３の幅を２
μｍ以下にすることは極めて困難である。

仮に、電極３の幅を２μｍにした場合であっても、全反
射面４ａ，４ｂは路幅方向に各ｌμｍずれていることに
なるため、その光スイッチにおけるスイッチ特性は劣化
してしまう。

本発明は、２×２光スイッチを用いたセレクタ型光スイ
ッチにおける上記したような問題を、製造が容易な１×
２光スイッチを用いることにより解決し、漏話がほとん
どなく、安価に製作できるセレクタ型光スイッチの提供
を目的とする。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明においては、導波路
型１×２光スイッチを複合して成るセレクタ型光スイッ
チにおいて、少なくとも一方の入力ポートの前段に、分
岐ポートおよび該分岐ポートが分岐する個所に形成され
たスイッチング作動部を備えていることを特徴とするセ
レクタ型光スイッチが提供される。

（作用） 本発明のセレクタ型光スイッチは導波路型ｌ×２光スイ
ッチを複合して構成されている。それゆえ、一方の入力
ポート（ＬＡとする）を選択した場合は、２つの出力ポ
ートへの光波の出射に関しては問題が生じないが、しか
し他方の入力ポート（２Ａとする）を選択した場合は、
そこから入射した光波が一方の出力ポート（ＩＢとする
）に合波して漏話が発生する。

そのため、前記した一方の入力ポート（１Ａ）の前段に
、この入力ポート（ＩＡ）から分岐する分岐ポートを形
成し、その分岐部にはスイッチング作動部を設け、この
スイッチング作動部ならびに２本の先導波路の交差部に
形成されている主スイッチング作動部を同時に動作せし
めることにより、一方の入力ポート（１Ａ）を導波する
波はスイッチング作動部で分岐ポートへと光路が切換え
られ、一方の出力ポート（ｌＢ）に合波することはなく
なる。それゆえ、一方の出力ポート（ＩＢ）から出射す
る光波は一方の入力ポート（ｌＡ）の光波が主スイッチ
ング作動部で光路を切換えられたもののみとなる。

（発明の実施例） 以下に、半導体材料を用いた場合における本発明の実施
例を添付図面に基づいて説明する。

第１図は実施例光スイッチの平面図、第２図は第１図の
ＩＩ−ｎ線に沿う断面図である。

図において、下部電極１，１の上に、ｎ”ＧａＡｓ半導
体から成る基板層１２、ｎ　”Ｇ　ａＡ　ｓ半導体から
成るバッファ層ｌ３が順次積層され、更にその上には、
ｎ”ＡＩＧａＡｓ半導体から成る下部クラッド層１４、
ｎ　−Ｇ　ａＡ　ｓ半導体から威るコア層ｌ５がこの順
序で積層されている。

このコア層１５の上には、リッジ状に、上部クラッド層
ｌ６がｎ−ＡＩＧａＡｓ半導体で形威され、その頂部に
はｎ”−ＧａＡｓ半導体のキャップ層ｌ７が積層されて
、全体の表面は絶縁薄膜１８で被覆されている。

この光スイッチにおいては、第ｌ図に示したように、入
力ポートＩＡと出力ポートＩＢを有する光導波路１と、
入力ポート２Ａと出力ポート２Ｂを有する光導波路２と
が所定の交差角を成して交差し、この交差部には斜線で
示した主スイッチング作動部Ｃが形或されている。

このスイッチング作動部Ｃは、第２図に示したように、
絶縁薄膜ｌ８の一部を除去して窓１８ａを形成し、ここ
からＺｎをコア層ｌ５に至るまで拡散せしめることによ
りＺｎ拡散領域を形成し、その窓１８ａから上部電極２
０１キャップ層１７と接合せしめた構造になっている。

入カポー｝ＩＡの前段、すなわち上流側の光導波路ｌの
適宜な個所には、分岐ポート２１が他の先導波路と同様
の構成で形或されて三叉路を形づくっている。そして、
この分岐部には、主スイッチング作動部Ｃと同様の構造
のスイッチング作動部Ｄが形成されている。

つぎに、この光スイッチの動作を説明する。

まず、先導波路ｌを選択する場合には、主スイッチング
作動部Ｃ１スイッチング作動部Ｄのいずれにもキャリア
を注入しない。先導波路１に入射した光波はそのまま直
進して、入力ポートＩＡから出力ポートＢに実線ｐ】の
ように出射して受信され、また光導波路２に入射した光
波はそのまま直進して入力ポート２Ａから出力ボー｝２
Ｂに実線ｐ！のように出射して捨てられるので、先導波
路１が選択されたことになる。

光導波路２を選択する場合は、主スイッチング作動部Ｃ
とスイッチング作動部Ｄを同時に動作させる。光導波路
２に入射した光波は主スイッチング作動部Ｃに発現した
全反射面で反射して点線ｑ２のように出力ポートＩＢか
ら出射して受信される。

一方、光導波路１に入射した光波は、スイッチング作動
部Ｄに発現した全反射面で反射して点線ｑ，のように、
分岐ポート２１から出射して捨てられる。すなわち、こ
の光波は出射光ｑ，と合波することがない。

第３図は他の実施例を示す平面図である。この場合の光
スイッチは、Ｙ分岐光導波路の各入カボ−｝３１ａ，３
ｌｂに第１図および第２図で示したような構造の主スイ
ッチング作動部Ｃ＋，Ｃｔを形成し、更に各入力ポート
３１ａ．３ｌｂの前段には分岐ポート３２ａ，３２ｂを
それぞれ設け各分岐部にスイッチング作動部Ｄ＋，Ｄｔ
を形成したものである。この光スイッチにおいては、先
導波路１を選択する場合には、主スイッチング作動部Ｃ
Ｉ％スイッチング作動部Ｄ１は動作させず、主スイッチ
ング作動部Ｃ，とスイッチング作動部Ｄ！を動作させる
。光導波路２の主スイッチング作動部Ｃ！における伝搬
定数は低下し、また先導波路２に入射した光波はスイッ
チング作動部Ｄ，に発現した全反射面で反射して分岐ポ
ート３２ｂへと光路が切換えられるので、光導波路１に
入射した光波はそのまま出力ポートから出射していく。

すなわち、先導波路１が選択されたことになる。

そして、先導波路２を選択する場合は、上記と逆の動作
を行なわせればよい。

第４図は、第３図に示した光スイッチにおいて、主スイ
ッチング作動部とスイッチング作動部を合体せしめた場
合を示す他の実施例である。この場合も、第３図のとき
と同じような操作を行なうことにより、漏話のないスイ
ッチング作用を発揮させることができる。

（発明の効果） 以上の説明で明らかなように、本発明のセレクタ型光ス
イッチは、その構戒を、導波路型１×２光スイッチを複
合して成るセレクタ型光スイッチにおいて、少なくとも
一方の入力ポートの前段に、分岐ポートおよび該分岐ポ
ートの分岐する個所に形威されたスイッチング作動部を
備えているようにしたので、このスイッチング作動部で
前記入力ポートを導波する光波の光路を切換えて分岐ポ
ートから捨てることができ、その結果、漏話を防いでス
イッチング作用を発揮することができる。このスイッチ
ング作動部が全反射型スイッチである場合には、その全
反射部の幅は広くても問題がなく、その全反射面の位置
のみがスイッチ特性を規定するので、このスイッチング
作動部の形成は、第５図に示した従来構造における電極
の形或の場合に比べて容易となる。

なお、この光スイッチを構或する材料は、半導体材料に
限定されるものではなく、誘電体材料であってもよい。

４．

【図面の簡単な説明】

第ｌ図は本発明の実施例光スイッチの概略平面図、第２
図は第１図の■一■線に沿う断面図、第３図は他の実施
例の概略平面図、第４図は更に他の実施例の概略平面図
、第５図は従来の２×２光スイッチの概略平面図である
。 ｌ・・・光導波路、ＩＡ，３１ａ・・・入力ポート、Ｉ
Ｂ・・・出力ポート、２・・・先導波路、２Ａ，３２ａ
・・・入力ポート、２Ｂ・・・出力ポート、１ｌ・・・
下部電極、１２・・・基板層、１３・・・バッファ層、
１４・・・下部クラッド層、ｌ５・・・コア層、ｌ６・
・・上部クラッド層、１７・・・キャップ層、１８・・
・絶縁薄膜、１８ａ・・・窓、Ｌ９−Ｚｎ拡散領域、２
０・・・上部電極、２Ｌ　３２ａ，３２ｂ・・・分岐ポ
ート、Ｃ，Ｃ＋　，Ｃｔ・・・主スイッチング作動部、
Ｄ，Ｄ＋　，Ｄｔ・・・スイッチング作動部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　導波路型１×２光スイッチを複合して成るセレクタ型
   光スイッチにおいて、少なくとも一方の入力ポートの前
   段に、分岐ポートおよび該分岐ポートが分岐する個所に
   形成されたスイッチング作動部を備えていることを特徴
   とするセレクタ型光スイッチ。