JPH04190332A - 導波路型光スイッチ - Google Patents
導波路型光スイッチInfo
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- JPH04190332A JPH04190332A JP32185190A JP32185190A JPH04190332A JP H04190332 A JPH04190332 A JP H04190332A JP 32185190 A JP32185190 A JP 32185190A JP 32185190 A JP32185190 A JP 32185190A JP H04190332 A JPH04190332 A JP H04190332A
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- Japan
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- light
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- optical switch
- optical
- waveguide
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Links
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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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- 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】
（産業上の利用分野）
本発明は光導波路の交差部に屈折率変化領域が形成され
ている全反射型の導波路型光スイッチに関し、更に詳し
くは、スルー光の損失を低減することができる導波路型
光スイッチに関する。
ている全反射型の導波路型光スイッチに関し、更に詳し
くは、スルー光の損失を低減することができる導波路型
光スイッチに関する。
（従来の技術）
導波路型光スイッチとしては、例えば、第３図の概略平
面図で示したような構造のものが半導体材料で製造され
ている。
面図で示したような構造のものが半導体材料で製造され
ている。
すなわち、半導体基板の上に、互いに角度θで交差する
２本の直線状光導波路Ａ、 Ｂを形成し、これらの交
差部Ｃに後述する屈折率変化領域を形成したものである
。
２本の直線状光導波路Ａ、 Ｂを形成し、これらの交
差部Ｃに後述する屈折率変化領域を形成したものである
。
この光スィッチにおいては、光導波路Ａ、 Ｂのうち
、部分Ａ１９部分Ｂ１かそれぞれ入力ポートになり、部
分に２．部分Ｂ２がそれぞれ出力ポートになっている。
、部分Ａ１９部分Ｂ１かそれぞれ入力ポートになり、部
分に２．部分Ｂ２がそれぞれ出力ポートになっている。
また、この逆であってもよい。
この光スィッチの場合、交差部Ｃの部分を除いた他の光
導波路の断面構造は、第３図のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面
図である第４図で示すようになっているが、交差部Ｃの
断面構造は第３図の■−Ｖ線に沿う断面図である第５図
で示したようになっている。
導波路の断面構造は、第３図のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面
図である第４図で示すようになっているが、交差部Ｃの
断面構造は第３図の■−Ｖ線に沿う断面図である第５図
で示したようになっている。
すなわち、第４図においては、下部電極１の上に例えば
ＧａＡｓから成る基板２ ＋ ｎ ” Ｇ ａ Ａ ｓ
から成るバッファ層３か順次積層され、更にこのバッフ
ァ層３の上にｎ”ＡｆｆＧａＡｓから成る下部クラッド
層４．ｎ−ＧａＡｓから成るコア層５が順次積層され、
このコア層５の上にはリッジ状にｎ −Ａ Ｉ！ Ｇａ
Ａｓから成る上部クラッド層６．更にこの上部クラット
層６の上面にはｎ’−ＧａＡｓから成るキャップ層７が
形成され、全体の表面はＳｉＯ２のような絶縁薄膜８で
被覆されている。
ＧａＡｓから成る基板２ ＋ ｎ ” Ｇ ａ Ａ ｓ
から成るバッファ層３か順次積層され、更にこのバッフ
ァ層３の上にｎ”ＡｆｆＧａＡｓから成る下部クラッド
層４．ｎ−ＧａＡｓから成るコア層５が順次積層され、
このコア層５の上にはリッジ状にｎ −Ａ Ｉ！ Ｇａ
Ａｓから成る上部クラッド層６．更にこの上部クラット
層６の上面にはｎ’−ＧａＡｓから成るキャップ層７が
形成され、全体の表面はＳｉＯ２のような絶縁薄膜８で
被覆されている。
また、交差部Ｃにおいては、前記した絶縁薄膜８の一部
をその長手方向（路長方向）に除去して適宜な幅のスリ
ット状窓９を形成し、ここからＺｎがコア層５に至るま
で拡散されて図の斜線で示したようなＺｎ拡散領域１０
か形成され、この上に上部電極１１がキャップ層８と接
触した状態で形成されている。
をその長手方向（路長方向）に除去して適宜な幅のスリ
ット状窓９を形成し、ここからＺｎがコア層５に至るま
で拡散されて図の斜線で示したようなＺｎ拡散領域１０
か形成され、この上に上部電極１１がキャップ層８と接
触した状態で形成されている。
このような構造の導波路型光スイッチにおいて、上部電
極１１から電流を注入しない場合には、光導波路Ａ、
Ｂの人力ポートＡ＋、Ｂ＋から入射した光は交差部Ｃ
をそのまま直進してそれぞれ出力ポートＡ２．Ｂ２から
出射していく。
極１１から電流を注入しない場合には、光導波路Ａ、
Ｂの人力ポートＡ＋、Ｂ＋から入射した光は交差部Ｃ
をそのまま直進してそれぞれ出力ポートＡ２．Ｂ２から
出射していく。
上部電極１１から所定値の電流を注入すると、ｐ型にな
っているＺｎ拡散領域１０とコア層５の界面を構成する
ｐｎ接合構造に流れ込む注入電流によってプラズマ効果
やバントフィリング効果か生起する。そして、電流注入
部の屈折率が低下し、交差部Ｃの中央路長方向にはＺｎ
拡散領域１０の部分を中心にして光の全反射面が発現す
る。
っているＺｎ拡散領域１０とコア層５の界面を構成する
ｐｎ接合構造に流れ込む注入電流によってプラズマ効果
やバントフィリング効果か生起する。そして、電流注入
部の屈折率が低下し、交差部Ｃの中央路長方向にはＺｎ
拡散領域１０の部分を中心にして光の全反射面が発現す
る。
そのため、例えば、入力ポートＢｌから入射した光は、
発現した全反射面で全反射して第３図の矢印のように出
力ポートＡ２から出射していく。
発現した全反射面で全反射して第３図の矢印のように出
力ポートＡ２から出射していく。
このように・、光導波路Ａ、 Ｂの交差部に形成した
電流注入域は、その部分の屈折率変化領域になっている
。
電流注入域は、その部分の屈折率変化領域になっている
。
例えば、交差角θを４°にしたとき、この光スィッチの
スイッチング特性図は第６図のようになる。すなわち、
電極１１からの注入電流が２００ｍＡを超えると、交差
部Ｃでは全反射が起こる。
スイッチング特性図は第６図のようになる。すなわち、
電極１１からの注入電流が２００ｍＡを超えると、交差
部Ｃでは全反射が起こる。
（発明が解決しようとする課題）
ところで、上記した光スィッチにおいては、第６図のス
イッチング特性図からも明らかなように、例えば、入カ
ポ−ｈＡ＋から他の光信号か人力された場合でも、注入
電流かＯｍＡのときと同程度の漏話が出力ポートＢ２側
に生じてしまうので、入カポーｈＡ１−出力ポートＡ２
へのスルー光としては損失が生ずることになる。
イッチング特性図からも明らかなように、例えば、入カ
ポ−ｈＡ＋から他の光信号か人力された場合でも、注入
電流かＯｍＡのときと同程度の漏話が出力ポートＢ２側
に生じてしまうので、入カポーｈＡ１−出力ポートＡ２
へのスルー光としては損失が生ずることになる。
この光スィッチをｎ段集積してｎ入力・１出力（ｎｘｌ
）光スィッチを構成し、各光スィッチにおける交差部で
の漏話量をα、またスルー光が通過する光スィッチの数
をＡ個とすると、このｎ×１光スイツチは（１−α）Ａ
の光パワーを出力することになる。
）光スィッチを構成し、各光スィッチにおける交差部で
の漏話量をα、またスルー光が通過する光スィッチの数
をＡ個とすると、このｎ×１光スイツチは（１−α）Ａ
の光パワーを出力することになる。
したがって、損失はスルー光が通過する光スィッチの数
に影響され、損失全体か大きくなるとともに、各スイッ
チの入力ポートによっては損失レヘルが相違するという
問題が生ずる。
に影響され、損失全体か大きくなるとともに、各スイッ
チの入力ポートによっては損失レヘルが相違するという
問題が生ずる。
例えば、第７図で示したような４×１光スイツチにおい
て、各単位光スィッチａ、 ｂ、 ｃ、 ｄの漏
話が入力光に対していずれも１０ｄＢである場合を考え
る。今、光スィッチａで信号Ｓａを選択すると、出力光
は光スィッチｂ、ｃ、ｄで（０，９）”となり、また光
スィッチｂで信号ｓｂを選択すると（０，９）２．光ス
ィッチＣて信号Ｓｃを選択すると（０，９）ｌの損失か
それぞれ生じてしまい、各信号光で強度にばらつきが生
ずるとともに損失それ自体が大きくなってしまう。
て、各単位光スィッチａ、 ｂ、 ｃ、 ｄの漏
話が入力光に対していずれも１０ｄＢである場合を考え
る。今、光スィッチａで信号Ｓａを選択すると、出力光
は光スィッチｂ、ｃ、ｄで（０，９）”となり、また光
スィッチｂで信号ｓｂを選択すると（０，９）２．光ス
ィッチＣて信号Ｓｃを選択すると（０，９）ｌの損失か
それぞれ生じてしまい、各信号光で強度にばらつきが生
ずるとともに損失それ自体が大きくなってしまう。
本発明は上記した問題を解決し、スルー光の漏話による
損失が低減する新規な構造の導波路型光スイッチの提供
を目的とする。
損失が低減する新規な構造の導波路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）
上記したスルー光の損失は、例えば第３図の光スィッチ
では・、出力ポートＢ２への漏話によって生ずる。また
、この光スィッチを２Ｘｌ光スイツチとして使用する場
合には、ａカポ−トム２は必要であるが出力ポートＢ２
は不要である。
では・、出力ポートＢ２への漏話によって生ずる。また
、この光スィッチを２Ｘｌ光スイツチとして使用する場
合には、ａカポ−トム２は必要であるが出力ポートＢ２
は不要である。
したがって、出力ポートＢ２への漏話に基づく損失を低
減するためには、そもそも出力ポートＢ。
減するためには、そもそも出力ポートＢ。
を形成しなければよい。
本発明は上記の着想に基づいて開発された導波路型光ス
イッチである。
イッチである。
すなわち、本発明においては、互いに交差する２本の光
導波路の交差部に全反射面を発現せしめる屈折率変化領
域が形成されている導波路型光スイッチにおいて、一方
の光導波路は交差部から更に直線的に延在して出力ポー
トを形成し、他方の光導波路は交差部を終端部とするこ
とを特徴とする２×１光スイツチと、また前記２×１光
スイツチの一方の光導波路を互いに直列に接続してその
２Ｘ１光スイツチを多段に集積したことを特徴とする多
入力・ｌ出力の導波路型光スイッチが提供される。
導波路の交差部に全反射面を発現せしめる屈折率変化領
域が形成されている導波路型光スイッチにおいて、一方
の光導波路は交差部から更に直線的に延在して出力ポー
トを形成し、他方の光導波路は交差部を終端部とするこ
とを特徴とする２×１光スイツチと、また前記２×１光
スイツチの一方の光導波路を互いに直列に接続してその
２Ｘ１光スイツチを多段に集積したことを特徴とする多
入力・ｌ出力の導波路型光スイッチが提供される。
（作用）
本発明の導波路型光スイッチにおいては、２本の光導波
路のうち１本の光導波路は交差部を絶端部とし、この交
差部から先には出力ポートとして延在していない。した
かって、従来構造の場合にスルー光が漏話していく出力
ポートが存在しないので、スルー光の漏話はなくなり、
その損失は低減する。
路のうち１本の光導波路は交差部を絶端部とし、この交
差部から先には出力ポートとして延在していない。した
かって、従来構造の場合にスルー光が漏話していく出力
ポートが存在しないので、スルー光の漏話はなくなり、
その損失は低減する。
また、上記した１本の光導波路に入力した光は、交差部
に達してもその光を伝搬すべき光導波路は存在していな
いか、しかし、他方の光導波路を横断してクラッド側に
突き抜けていくので、他方の光導波路を伝搬している光
の出力に影響を与えることはない。
に達してもその光を伝搬すべき光導波路は存在していな
いか、しかし、他方の光導波路を横断してクラッド側に
突き抜けていくので、他方の光導波路を伝搬している光
の出力に影響を与えることはない。
（実施例）
以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。
第１は本発明の２Ｘ１光スイツチを示す概略平面図であ
る。
る。
この光スィッチは、第３図で示したＸ交差型の光導波路
において、出力ポートＢ、（図の点線で示した部分）を
形成しない構造のものである。
において、出力ポートＢ、（図の点線で示した部分）を
形成しない構造のものである。
入力ポートＡ＋、Ｂ＋および出力ポートＡ、はいずれも
、第４図で示した場合と同じ構造になっており、交差部
Ｃの構造も第５図で示した場合と同じになっている。
、第４図で示した場合と同じ構造になっており、交差部
Ｃの構造も第５図で示した場合と同じになっている。
この光スィッチに電極１１から電流注入しない場合、入
力ポートＡ＋から入力した光はそのまま交差部Ｃを直進
して出力ポートＡ２から出力する。
力ポートＡ＋から入力した光はそのまま交差部Ｃを直進
して出力ポートＡ２から出力する。
そして、入力ポートＢ１から入力した光は、交差部で全
反射することなく交差部を斜めに横切り入力ポートＡ１
と出力ポートＡ２からなる光路からその側方のクラット
へと出射していく。
反射することなく交差部を斜めに横切り入力ポートＡ１
と出力ポートＡ２からなる光路からその側方のクラット
へと出射していく。
また、入力ポートＢ１からの光を出力ポートＡ２に出力
させる場合は、電極ＩＩから電流を注入してＺｎ拡散領
域ＩＯに全反射面を発現させればよい。
させる場合は、電極ＩＩから電流を注入してＺｎ拡散領
域ＩＯに全反射面を発現させればよい。
かくして、この光スィッチでは、入力ポートＡ１からの
光は、出力ポートＢ２に相当する個所へ漏話することが
ないので、損失は低減する。
光は、出力ポートＢ２に相当する個所へ漏話することが
ないので、損失は低減する。
第２図は、第１図の光スィッチを４段集積して成る４Ｘ
１光スイツチの概略図である。
１光スイツチの概略図である。
各スイッチでの損失は上記したように少ないので、この
４×１光スイツチの損失は大幅に低減する。（発明の効
果） 以上の説明で明らかなように、本発明の導波路型光スイ
ッチは、その２×１光スイツチにおいてスルー光が漏話
する出力ポートが存在していないので、スルー光の損失
は低減する。したかって、この２×１光スイツチをｎ段
集積して成るｎＸｌ光スィッチの場合、大幅にスルー光
の損失を低減することかできる。
４×１光スイツチの損失は大幅に低減する。（発明の効
果） 以上の説明で明らかなように、本発明の導波路型光スイ
ッチは、その２×１光スイツチにおいてスルー光が漏話
する出力ポートが存在していないので、スルー光の損失
は低減する。したかって、この２×１光スイツチをｎ段
集積して成るｎＸｌ光スィッチの場合、大幅にスルー光
の損失を低減することかできる。
第１図は本発明の２Ｘ１光スイツチを示す概略平面図、
第２図は本発明の４Ｘｌ光スイツチを示す概略図、第３
図は従来のＸ交差型光スイッチを示す概略平面図、第４
図は第３図のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図、第５図は第３
図のＶ−ｖ線に沿う断面図、第６図は第３図の光スィッ
チのスイッチング特性図、第７図は第３図の光スィッチ
を４段集積して成る４Ｘｌ光スイツチの概略図である。 Ａ、 Ｂ・・・光導波路、Ａ、、Ｂ、・・・入力ポー
ト、Ａ２．Ｂｙ・・・出力ポート、Ｃ・・・交差部、ｌ
・・・下部電極、２・・・基板、３・・・バッファ層、
４・・・下部クラッド層、５・・・コア層、６・・・上
部クラッド層、７・・・キャップ層、８・・・絶縁薄膜
、９・・・スリット状窓、ＩＯ・・・Ｚｎ拡散領域、１
１・・・上部電極。
第２図は本発明の４Ｘｌ光スイツチを示す概略図、第３
図は従来のＸ交差型光スイッチを示す概略平面図、第４
図は第３図のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図、第５図は第３
図のＶ−ｖ線に沿う断面図、第６図は第３図の光スィッ
チのスイッチング特性図、第７図は第３図の光スィッチ
を４段集積して成る４Ｘｌ光スイツチの概略図である。 Ａ、 Ｂ・・・光導波路、Ａ、、Ｂ、・・・入力ポー
ト、Ａ２．Ｂｙ・・・出力ポート、Ｃ・・・交差部、ｌ
・・・下部電極、２・・・基板、３・・・バッファ層、
４・・・下部クラッド層、５・・・コア層、６・・・上
部クラッド層、７・・・キャップ層、８・・・絶縁薄膜
、９・・・スリット状窓、ＩＯ・・・Ｚｎ拡散領域、１
１・・・上部電極。
Claims (2)
- （１）互いに交差する２本の光導波路の交差部に全反射
面を発現せしめる屈折率変化領域が形成されている導波
路型光スイッチにおいて、一方の光導波路は交差部から
更に直線的に延在して出力ポートを形成し、他方の光導
波路は交差部を終端部とすることを特徴とする導波路型
光スイッチ。 - （２）請求項１の一方の光導波路を互いに直列に接続し
て請求項１の導波路型光スイッチを多段に集積したこと
を特徴とする多入力・１出力の導波路型光スイッチ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32185190A JPH04190332A (ja) | 1990-11-26 | 1990-11-26 | 導波路型光スイッチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32185190A JPH04190332A (ja) | 1990-11-26 | 1990-11-26 | 導波路型光スイッチ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04190332A true JPH04190332A (ja) | 1992-07-08 |
Family
ID=18137131
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32185190A Pending JPH04190332A (ja) | 1990-11-26 | 1990-11-26 | 導波路型光スイッチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04190332A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005025086A (ja) * | 2003-07-01 | 2005-01-27 | Yokogawa Electric Corp | 光スイッチ及びその製造方法 |
-
1990
- 1990-11-26 JP JP32185190A patent/JPH04190332A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005025086A (ja) * | 2003-07-01 | 2005-01-27 | Yokogawa Electric Corp | 光スイッチ及びその製造方法 |
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