JPH0415456B2

JPH0415456B2 -

Info

Publication number: JPH0415456B2
Application number: JP3208885A
Authority: JP
Inventors: Toshihiko Makino
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1985-02-20
Filing date: 1985-02-20
Publication date: 1992-03-18
Also published as: JPS61190322A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野この発明は光集積回路において導波された光波
の強度および導波される光路の選択を、電気的に
制御する光スイツチに関する。

従来の技術交差導波路を用いた光スイツチの従来例を第４
図に示す。電気光学効果を有する基板１の表面
に、光導波路２と３が交差するように作成されて
いる。これら光導波路の交差部分に電極８，９が
設けられ、さらに、これらの電極は基板の端の電
極パツド１０，１１に接続され、これらの電極パ
ツド１０，１１の間に抵抗１２を介して信号源１
３からの電圧が印加されるようになつている（例
えばR.A.Becker and W.S.C.Chang，
“Electrooptical switching in thin film
waveguides for ａ computer communication
bus”，Applied Optics vol.18，No.19 PP.3296〜
3300，Oct.1979）このような構造の素子は光スイツチとして動作
することはよく知られている。すなわち、例えば
端子４から光を入射すると外部から電圧が印加さ
れない場合、光は端子５の方へ直進する。一方、
外部から電圧が印加されると電極８，９の間に発
生する電界によつて光導波路の交差部分に電気光
学効果に基づく屈折率変化が生じ、端子４から入
射した光は端子７の方へ出るようになる。従つて
光スイツチングが可能となる。

発明が解決しようとする問題点高周波の電気信号は通常同軸ケーブルを用いて
供給されるが、このような電極構成では同軸ケー
ブルとの接続がむずかしく、仮りに接続したとし
ても電極パツドと同軸ケーブルとの間でインピー
ダンスの不整合が起こり、外部スイツチング信号
の電力は効率よく電極部に供給されなくなる。従
つて、このような構成の素子では超高速のスイツ
チング動作は不可能である。

本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、超
高速スイツチング動作を可能にする構成の光スイ
ツチを提供することを目的としている。

問題点を解決するための手段本発明は上記問題点を解決するため、チツプ抵
抗で終端したマイクロストリツプ線路が形成され
た誘電体基板を光スイツチの電極近傍に配置さ
せ、上記マイクロストリツプ線路から電気信号を
供給するものである。

作用本発明は上記した構成により、マイクロストリ
ツプ線路を介して電極に高周波電気信号を供給す
るようにしており、マイクロストリツプ線路と同
軸ケーブルとの接続は容易に行えることはよく知
られているので、外部電源から同軸ケーブルを用
いて電極に高周波電気信号を供給することができ
る。また、マイクロストリツプ線路の特性インピ
ーダンスと終端チツプ抵抗の抵抗値を同軸ケーブ
ルの特性インピーダンスに等しく選ぶことによつ
て、外部電源と電極との間のインピーダンス不整
合を小さくすることができ、広い周波数範囲にわ
たつて超高速スイツチング動作を可能にすること
ができる。

実施例本発明の一実施例を第１図に示す。第１図のＡ
は上面図、第１図のＢはＡ−Ａ線断面図である。
第１図において、１４は電気光学効果を有する物
質から成る基板、１５，１６は基板１４の表面近
傍に作成された交差光電波路である。交差光導波
路の交差部分の上部にはスイツチング電気信号を
印加する電極２０，２１が設けられている。誘電
体基板２２の上面にはマイクロストリツプ線路２
３が設けられ、下面にはマイクロストリツプ線路
の接地導体２８が設けられている。また、接地導
体２８と電気的に接続された導体部分２５の間に
チツプ抵抗２４が接続されている。電極２０と中
心導体２３はリードワイヤ２６により接続され、
電極２１と接地導体２８は接するように置かれ、
圧着または導電性接着剤によつて電気的に接続さ
れている。電気信号は電気信号入力端子２７から
供給される。

高周波の電気信号は通常、同軸ケーブルによつ
て供給されるが、同軸ケーブルの中心導体と外部
導体をそれぞれマイクロストリツプ線路の中心導
体２３と接地導体２８と接続すれば容易に同軸ケ
ーブルから電気信号を電極２０，２１に供給する
ことができる。マイクロストリツプ線路の特性イ
ンピーダンスは誘電体基板２２の誘電率、厚み、
および中心導体２３の幅によつて決まるため、与
えられた誘電体基板に対しては中心導体２３の幅
を適当に選ぶことによつて同軸ケーブルの特性イ
ンピーダンス（例えば50Ω）に等しくすることが
できる。マイクロストリツプ線路の中心導体２３
と接地導体２５の間にチツプ抵抗２４を接続し、
その抵抗値をマイクロストリツプ線路の特性イン
ピーダンスに等しく選べば、端子２７から見たイ
ンピーダンスはマイクロストリツプ線路の特性イ
ンピーダンスに電極２０，２１間の容量を並列に
加えたものになる。スイツチング電気信号の周波
数が高くなると、電極２０，２１間の容量のため
にインピーダンスの不整合は大きくなるが、本発
明のような光スイツチの電極容量は1PF程度にす
ることが可能であるので、3dB変調帯域幅は５〜
6GHzまで高くすることができ、超高速スイツチ
ングが可能となる。

第２図は本発明による別の実施例である。第２
図のＡは上面図、第２図のＢはＢ−Ｂ線断面図で
ある。

第２図において１４〜２８は第１図の番号のも
のと対応している。第１図と異なるのは誘電体基
板２２の上に終端マイクロストリツプ線路３０が
設けられ、これと電極２０とがリードワイヤ３０
で接続されている点である。

第２図において電極２０，２１は非対称コプレ
ナー・ストリツプ線路を構成し、電気信号入力端
子２７から入つた電気信号はマイクロストリツプ
線路２３，電極２０、終端マイクロストリツプ線
路２９を経てチツプ抵抗２４に吸収される。非対
称コプレナー・ストリツプ線路の特性インピーダ
ンスは基板１４の誘電率、電極２０の幅、電極２
０と２１の間のギヤツプ幅によつて決まるため、
与えられた基板１４に対しては電極２０と２１の
寸法を適当に定めて同軸ケーブルの特性インピー
ダンス（例えば50Ω）に等しくすることができ
る。従つて、第２図において電極は進行波電極を
構成し、入力マイクロストリツプ線路、非対称コ
プレナー・ストリツプ線路、終端マイクロストリ
ツプ線路の特性インピーダンスとチツプ抵抗の抵
抗値を同軸ケーブルの特性インピーダンスと同じ
にすることができ、広帯域にわたつて電気的整合
状態で動作させることができる。この方法によれ
ば、電極容量による帯域制限がないため、光スイ
ツチの変調帯域幅は光導波路の交差部分の長さに
起因する走行時間効果によつて決まり、100GHz
以上の変調帯域幅が期待できる。

第３図は本発明による別の実施例である。第３
図のＡは上面図、第３図のＢはＣ−Ｃ線断面図で
ある。

第３図において１４〜３０は第２図の番号のも
のと対応している。第２図と異なるのは電極が３
つの導体から構成されており、中心導体２０が交
差光導波路の交差部分のほぼ中央に設けられてい
る点である。すなわち、第３図では中心導体２０
と接地導体２１，３１がコプレナー線路を形成し
ており、電気信号入力端子２７から入つた電気信
号は、入力マイクロストリツプ線路２３、電極２
０、終端マイクロストリツプ線路３０を経てチツ
プ抵抗２４に吸収される。コプレナー線路の特性
インピーダンスは、基板１４の誘電率、電極２０
の幅、電極２０と電極２１，３１とのギヤツプ幅
によつて決まるため、与えられた基板１４に対し
ては電極２０，２１，３１の寸法を適当に定めて
同軸ケーブルの特性インピーダンス（例えば
50Ω）に等しくすることができる。従つて、第２
図に示す実施例と同様に広帯域にわたつて電気的
整合状態で動作させることができる。ただし、第
１図、第２図に示す実施例では、電極２０，２１
の間のギヤツプに生ずる基板１４の表面に平行な
電界成分の誘起する光導波路交差部分の屈折率変
化を利用して光スイツチングを行うのに対して、
第３図の実施例では、電極２０の下に生ずる基板
深さ方向の電界成分の誘起する光導波路交差部分
の屈折率変化を利用して光スイツチングを行う。

発明の効果本発明は、チツプ抵抗で終端したマイクロスト
リツプ線路が形成された誘電体基板を光スイツチ
の電極近傍に配置させ、マイクロストリツプ線路
からスイツチング電気信号を供給するようにして
いるので、接続部の不連続による反射なしに超高
周波のスイツチング電気信号を電極に効率よく供
給でき、超高速のスイツチング動作を行うことが
できる。また、マイクロストリツプ線路と同軸ケ
ーブルの接続は容易であるため、同軸ケーブルを
用いて超高周波のスイツチング電気信号を容易に
光スイツチに供給することができる。さらに、電
極を進行波電極として動作させることにより、電
極容量による変調帯域幅の制限を受けることな
く、超広帯域で光スイツチを動作させることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａ，Ｂは本発明の一実施例の光スイツチ
の上面図、同Ａ−Ａ線断面図、第２図Ａ，Ｂは本
発明の別の実施例の光スイツチの上面図、同Ｂ−
Ｂ線断面図、第３図Ａ，Ｂは本発明の別の実施例
の光スイツチの上面図、同Ｃ−Ｃ線断面図、第４
図は従来の光スイツチの基本構成図である。１４……電気光学効果を有する物質から成る基
板、２０，２１……電極、２２……誘電体基板、
２３……入力マイクロストリツプ線路、２４……
チツプ抵抗、３０……終端マイクロストリツプ線
路、３１……コプレナー線路接地導体。

Claims

【特許請求の範囲】１電気光学効果を有する物質から成る基板の表
面近傍に作成された交差光導波路の交差部分の上
部に、対向する２つの電極を設け、チツプ抵抗で
終端したマイクロストリツプ線路が形成された誘
電体基板を上記マイクロストリツプ線路の接地導
体と上記２つの電極のうちの一方の電極とが接す
るように配置し、上記マイクロストリツプ線路の
中心導体と上記２つの電極のうちのもう一方の電
極とを電気的に接続して、上記マイクロストリツ
プ線路から電気信号を供給するように構成したこ
とを特徴とする光スイツチ。２電気光学効果を有する物質から成る基板の表
面近傍に作成された交差光導波路の交差部分の上
部に、非対称コプレナー・ストリツプ線路を設
け、２つのマイクロストリツプ線路が形成された
誘電体基板を上記マイクロストリツプ線路の接地
導体と上記非対称コプレナー・ストリツプ線路の
接地導体とが接するように配置し、上記マイクロ
ストリツプ線路と上記非対称コプレナー・ストリ
ツプ線路とを電気的に接続して一つの伝送線路を
形成し、上記２つのマイクロストリツプ線路の一
方から電気信号を供給するようにし、もう一方の
マイクロストリツプ線路をチツプ抵抗で終端する
ようにして構成したことを特徴とする光スイツ
チ。３電気光学効果を有する物質から成る基板の表
面近傍に作成された交差光導波路の交差部分の上
部に、１つの中心導体と対向する２つの接地導体
から成るコプレナー線路をその中心導体が上記交
差部分のほぼ中央にくるように設け、２つのマイ
クロストリツプ線路が形成された誘電体基板を上
記マイクロストリツプ線路の接地導体と上記コプ
レナー線路の接地導体とが接するように配置し、
上記マイクロストリツプ線路と上記コプレナー線
路とを電気的に接続して一つの伝送線路を形成
し、上記２つのマイクロストリツプ線路の一方か
ら電気信号を供給するようにし、もう一方のマイ
クロストリツプ線路をチツプ抵抗で終端するよう
にして構成したことを特徴とする光スイツチ。