JPH04320205A - Optical switch - Google Patents

Optical switch

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JPH04320205A
JPH04320205A JP8867991A JP8867991A JPH04320205A JP H04320205 A JPH04320205 A JP H04320205A JP 8867991 A JP8867991 A JP 8867991A JP 8867991 A JP8867991 A JP 8867991A JP H04320205 A JPH04320205 A JP H04320205A
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JP
Japan
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gap
core
liquid
heating element
refractive index
Prior art date
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Pending
Application number
JP8867991A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshiaki Katagiri
片桐 敏昭
Yutaka Katsuyama
豊 勝山
Yoshinori Sunaga
義則 須永
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Cable Ltd
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Hitachi Cable Ltd
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Cable Ltd, Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Hitachi Cable Ltd
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  • Optical Integrated Circuits (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide the optical switch which has good electric power efficiency, operates surely at a high speed and allows integration to a high scale. CONSTITUTION:This switch has an optical waveguide 30 which is formed on an Si substrate 11 and is constituted by coating a core 32 to allow the propagation of light with a clad 31 having the refractive index lower than the refractive index of the core, a gap 40 which is formed in the mid-way of the core 32 and holds a liquid 41 having the refractive index approximately equal to the refractive index of the core 32, and a semiconductor electrothermal element 21 which is formed on the surface of the Si substrate 11 and heats the liquid 41 in the gap 40. The switch controls the progressing direction of the light within the optical waveguide 30 by evaporating the liquid 41 in the gap 40 by heating or condensing the evaporated liquid 41 by stopping the heating, thereby changing the refractive index in the gap 40.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】本発明は伝搬する光の光路を切り替えるた
めの光スイッチに関するものである。
The present invention relates to an optical switch for switching the optical path of propagating light.

【0002】0002

【従来の技術】従来の光スイッチとして、図4及び図5
に示す光導波路構造のものが知られている。なお、これ
は本発明者等が先に提案したものである。
[Prior Art] As a conventional optical switch, FIGS. 4 and 5
The optical waveguide structure shown in FIG. Note that this was previously proposed by the present inventors.

【0003】図4(a),(b)に示すように、この光
スイッチは石英(SiO2 )基板10上に断面矩形状
のコア32とそれを覆う低屈折率のクラッド31とから
成る光導波路30を形成し、その光導波路30の途中に
コア32を切断するようギャップ40を形成し、そのギ
ャップ40内を屈折率がコア32と略等しい液体41で
満たし、ギャップ40の上部開口部近傍に液体41を加
熱するための電熱体20を形成した特殊な構造を有して
いる。上記コア32は、図5に示すように直線状の2つ
のコアを十字形に交差させて形成した後その交差部を斜
めに横切るようにして上記ギャップ40を形成すること
により、結果的にL字形に屈曲した2つのコア32a,
bに切断されている。
As shown in FIGS. 4(a) and 4(b), this optical switch consists of an optical waveguide consisting of a core 32 with a rectangular cross section and a cladding 31 with a low refractive index covering the core 32 on a quartz (SiO2) substrate 10. A gap 40 is formed in the middle of the optical waveguide 30 so as to cut the core 32, and the gap 40 is filled with a liquid 41 having a refractive index substantially equal to that of the core 32. It has a special structure in which an electric heating body 20 for heating the liquid 41 is formed. As shown in FIG. 5, the core 32 is formed by intersecting two linear cores in a cross shape, and then forming the gap 40 by diagonally crossing the intersection, resulting in L Two cores 32a bent in a letter shape,
It is cut at b.

【0004】この光スイッチは、図5において次のよう
に動作する。
This optical switch operates as follows in FIG.

【0005】電熱体20に電流を流していないとき、ギ
ャップ40内は上記液体41で満たされた状態にある。 したがってこのとき、ギャップ40内の屈折率はコア3
2a,bの屈折率と等しくなっているため、第1の入力
ポ−ト50より入射した光はギャップ40内をそのまま
直進して第1の出力ポ−ト51に出力される。
When no current is flowing through the electric heating element 20, the gap 40 is filled with the liquid 41. Therefore, at this time, the refractive index within the gap 40 is
2a and 2b, the light incident from the first input port 50 travels straight through the gap 40 and is output to the first output port 51.

【0006】電熱体20に電流を流すと、ギャップ40
内の液体41は加熱されて気化し、ギャップ40内は気
体のみとなる。このときギャップ40内の屈折率はコア
32aのそれよりも小さくなっているので、第1の入力
ポ−ト50より入射した光はギャップ40内に露出した
コア32aの屈曲部端面で全反射して第2の出力ポ−ト
52に出力が切り替わる。
When a current is passed through the electric heating element 20, the gap 40
The liquid 41 inside is heated and vaporized, leaving only gas inside the gap 40. At this time, since the refractive index within the gap 40 is smaller than that of the core 32a, the light incident from the first input port 50 is totally reflected at the bent end face of the core 32a exposed within the gap 40. The output is then switched to the second output port 52.

【0007】電熱体20の通電を停止すると、ギャップ
40内の温度が下がって気体が凝結するため、ギャップ
40内は再び上記液体41で満たされることになり、上
記入射光は直進して第1の出力ポ−ト51に出力が切り
替わる。
When the electric heating element 20 is de-energized, the temperature in the gap 40 decreases and the gas condenses, so the gap 40 is filled with the liquid 41 again, and the incident light goes straight to the first The output is switched to the output port 51 of.

【0008】同様に、第2の入力ポ−ト53からの入射
光は、電熱体20に電流を流していないときには直進し
て第2の出力ポ−ト52に出力され、電流を流している
ときにはギャップ40内に露出したコア32bの屈曲部
端面で全反射して第1の出力ポ−ト51に出力される。
Similarly, when no current is flowing through the electric heating element 20, the incident light from the second input port 53 goes straight and is output to the second output port 52, and when no current is flowing through the electric heating element 20, the incident light is outputted to the second output port 52. Sometimes, the light is totally reflected at the end face of the bent portion of the core 32b exposed within the gap 40 and is output to the first output port 51.

【0009】この光スイッチは、ギャップ40内に露出
したコア32a,bの屈曲部端面における光の全反射を
利用しているので、スイッチングの際の光の損失を極め
て小さく抑えることができる。また、従来の他の方法に
よる光スイッチに比較し、小型化が容易である。さらに
、ギャップ40内の液体41を加熱するための電熱体2
0および配線22は、光導波路30上に配置されている
ため、金属蒸着等の方法で容易に形成することができる
という利点がある。
Since this optical switch utilizes total reflection of light at the bent end faces of the cores 32a, b exposed within the gap 40, the loss of light during switching can be kept to an extremely low level. Furthermore, it is easier to downsize compared to conventional optical switches using other methods. Further, an electric heating element 2 for heating the liquid 41 within the gap 40
0 and the wiring 22 are arranged on the optical waveguide 30, so there is an advantage that they can be easily formed by a method such as metal vapor deposition.

【0010】0010

【発明が解決しようとする課題】ところで、電熱体20
への通電をON/OFFすることにより、ギャップ40
内の液体41を気化させたり凝結させたりしてギャップ
40内を空の状態と液体41で満たされている状態とに
切り替え、そのときのギャップ40内の屈折率変化を利
用してスイッチングを行うタイプの光スイッチにおいて
、スイッチング動作を高速化するためには、電熱体20
に電流を流したとき、ギャップ40内から液体41が速
やかに排出される必要がある。これには、ギャップ40
の底部から最初に液体41の気化を発生させ、残りの液
体41を押し上げるようにしてギャップ40外に排出で
きる構造が望ましい。
[Problems to be Solved by the Invention] By the way, the electric heating body 20
By turning on/off the current to the gap 40
The gap 40 is switched between an empty state and a filled state with the liquid 41 by vaporizing or condensing the liquid 41 within the gap 40, and switching is performed using the change in the refractive index within the gap 40 at that time. type of optical switch, in order to speed up the switching operation, the electric heating element 20
When a current is applied to the gap 40, the liquid 41 needs to be quickly discharged from the gap 40. This includes a gap of 40
It is desirable to have a structure in which the liquid 41 is first vaporized from the bottom of the gap 40, and the remaining liquid 41 is pushed up and discharged out of the gap 40.

【0011】しかし、上述した従来の光スイッチの構造
では、ギャップ40内部の液体41は光導波路30の上
面に配置された電熱体20によってギャップ40の上部
から加熱されるため、上側の液体41から気化がはじま
る。そのため、ギャップ40の底部で最初に発生した気
体が液体41を押し上げる機構にはなりにくい。また、
ギャップ40全体が加熱され、最下部の液体41が気化
するまで、ギャップ40の中に液体41は残ることにな
る。このため、電熱体20に通電を開始してから液体4
1がギャップ40の中から排出されるまでの時間が長く
、スイッチング速度の高速化は難しい。また、従来の光
スイッチは液体41が確実にギャップ40内から排出さ
れる構造になっていないため、スイッチング動作の確実
性にも問題がある。
However, in the structure of the conventional optical switch described above, the liquid 41 inside the gap 40 is heated from the upper part of the gap 40 by the electric heating element 20 disposed on the upper surface of the optical waveguide 30. Vaporization begins. Therefore, it is difficult for the gas initially generated at the bottom of the gap 40 to become a mechanism for pushing up the liquid 41. Also,
The liquid 41 will remain in the gap 40 until the entire gap 40 is heated and the liquid 41 at the bottom is vaporized. For this reason, the liquid 4
It takes a long time for 1 to be discharged from the gap 40, making it difficult to increase the switching speed. Furthermore, since the conventional optical switch does not have a structure in which the liquid 41 is reliably discharged from the gap 40, there is also a problem in the reliability of the switching operation.

【0012】このような従来構造の光スイッチにおいて
、ギャップ40内の液体41の気化を速めようとすると
、電熱体20に要求される発熱量が大きくなり極めて電
力効率が悪いものになってしまう。さらに、光スイッチ
の電熱体20を制御するための回路を同一チップ上に形
成することは困難であるから、この光スイッチの高集積
化は困難である。
In an optical switch having such a conventional structure, if an attempt is made to speed up the vaporization of the liquid 41 within the gap 40, the amount of heat required of the electric heating element 20 increases, resulting in extremely low power efficiency. Furthermore, it is difficult to form a circuit for controlling the electric heating body 20 of an optical switch on the same chip, and therefore it is difficult to achieve high integration of this optical switch.

【0013】本発明は上記課題を解消すべく創案された
ものであり、その目的は電力効率が良く、動作が高速か
つ確実で高集積化が可能な光スイッチを提供することに
ある。
The present invention was devised to solve the above problems, and its purpose is to provide an optical switch that has good power efficiency, operates quickly and reliably, and can be highly integrated.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明に係る光スイッチは、Si基板上に形成され光の
伝搬するコアがそれよりも低屈折率のクラッドで覆われ
て成る光導波路と、上記コアの途中に形成され屈折率が
コアのそれと略等しい液体を挟み込むギャップと、上記
Si基板の表面に形成され上記ギャップ内の液体を加熱
する半導体電熱素子とを備え、加熱によってギャップ内
の液体を気化させたり、気化した液体を加熱を止めて凝
結させたりしてギャップ内の屈折率を変化させることに
より上記光導波路内の光の進行方向を制御するように構
成したものである。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, an optical switch according to the present invention comprises an optical waveguide formed on a Si substrate, in which a core through which light propagates is covered with a cladding having a lower refractive index than the core. and a gap formed in the middle of the core to sandwich a liquid having a refractive index substantially equal to that of the core, and a semiconductor electric heating element formed on the surface of the Si substrate to heat the liquid in the gap. The direction in which light travels within the optical waveguide is controlled by changing the refractive index within the gap by vaporizing the liquid or by stopping the heating and condensing the vaporized liquid.

【0015】上記電熱素子はn形またはp形ドーパント
を上記Si基板に部分的に添加することによって形成さ
れてもよい。そして、上記電熱素子は定電流駆動される
ことが望ましい。
The electric heating element may be formed by partially doping the Si substrate with n-type or p-type dopants. It is desirable that the electric heating element be driven with a constant current.

【0016】また、上記光導波路のコアを格子状に形成
し、コアの各格子点位置に、上記ギャップ並びに上記電
熱素子を配設してもよい。
Further, the core of the optical waveguide may be formed in a lattice shape, and the gap and the electrothermal element may be provided at each lattice point position of the core.

【0017】[0017]

【作用】半導体電熱素子及びこれをドライブするための
配線はプレ−ナ技術等、通常の集積回路技術により容易
にSi基板に形成することができる。そして光スイッチ
製造の際には、半導体電熱素子を上記ギャップが形成さ
れる位置に合わせてSi基板表面に形成した後、Si基
板上に上記光導波路を形成する。これにより、光導波路
に形成されたギャップの直下に半導体電熱素子が形成さ
れる。
[Operation] The semiconductor heating element and the wiring for driving it can be easily formed on a Si substrate using ordinary integrated circuit technology such as planar technology. When manufacturing the optical switch, the semiconductor electrothermal element is formed on the surface of the Si substrate in alignment with the position where the gap is formed, and then the optical waveguide is formed on the Si substrate. As a result, a semiconductor electric heating element is formed directly under the gap formed in the optical waveguide.

【0018】電熱素子をギャップの直下に配置しておけ
ば、電熱素子に電流を流すことによりギャップ内の液体
を下側から加熱し、ギャップの底部から最初に気化させ
ることができる。これによりギャップ内の残りの液体は
、下側で発生した気体の上昇によって押し上げられてギ
ャップ内から速やかに排出されるので、光スイッチング
の高速化・確実化が達成される。半導体電熱素子はSi
基板表面に不純物を部分的に添加することにより形成さ
れるので、光導波路の下面を平滑にすることができ、電
熱素子の上に形成した光導波路に歪等の悪影響を及ぼさ
ない。また、半導体電熱素子は温度が上昇すると抵抗値
が下がる特性を有しているので、定電流駆動することに
より発熱時の温度が自己安定化され、電熱素子の温度制
御が簡略化される。またSi基板上には、通常の集積回
路技術によってトランジスタ等の機能部品を容易に形成
することができるため、多数の光スイッチをマトリック
ス状に配置して各々の電熱素子の駆動回路を同一基板上
に搭載することにより、高集積化を達成することができ
る。
[0018] If the electric heating element is placed directly under the gap, the liquid in the gap can be heated from below by passing a current through the electric heating element, and the liquid can be vaporized first from the bottom of the gap. As a result, the remaining liquid in the gap is pushed up by the rise of the gas generated on the lower side and is quickly discharged from the gap, thereby achieving faster and more reliable optical switching. The semiconductor electric heating element is Si
Since it is formed by partially adding impurities to the surface of the substrate, the lower surface of the optical waveguide can be made smooth, and the optical waveguide formed on the electrothermal element will not have any adverse effects such as distortion. Further, since the semiconductor heating element has a characteristic that the resistance value decreases as the temperature rises, constant current driving self-stabilizes the temperature when generating heat, thereby simplifying temperature control of the heating element. Furthermore, since functional components such as transistors can be easily formed on a Si substrate using ordinary integrated circuit technology, a large number of optical switches can be arranged in a matrix to drive circuits for each electric heating element on the same substrate. High integration can be achieved by mounting the device on the device.

【0019】[0019]

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。[Examples] Examples of the present invention will be described below.

【0020】[実施例1]図1及び図2に示す光スイッ
チは、Si基板11上に断面矩形状のコア32とそれを
覆う低屈折率のクラッド31とから成る光導波路30を
形成し、その光導波路30の途中にコア32を切断する
ようギャップ40を形成し、そのギャップ40内を屈折
率がコア32と略等しい液体41で満たし、ギャップ4
0の直下に液体41を加熱するための半導体電熱素子2
1を設けて主に構成されている。
[Embodiment 1] In the optical switch shown in FIGS. 1 and 2, an optical waveguide 30 consisting of a core 32 having a rectangular cross section and a cladding 31 with a low refractive index covering the core 32 is formed on a Si substrate 11. A gap 40 is formed in the middle of the optical waveguide 30 so as to cut the core 32, and the gap 40 is filled with a liquid 41 having a refractive index substantially equal to that of the core 32.
Semiconductor electric heating element 2 for heating liquid 41 directly below 0
It is mainly composed of 1.

【0021】上記コア32は、図2に示すように十字形
に交差したコアを有する光導波路30を形成した後、コ
アの交差部に上記ギャップ40をエッチングにより交差
方向に対して斜め45°に形成することにより、結果的
にL字形に屈曲した2つのコア32a,bに切断されて
いる。これらL字形コア32a,bの屈曲部先端には、
ギャップ40内に露出して互いに対向する端面35a,
bが形成されている。
The core 32 is formed by forming an optical waveguide 30 having cores crossed in a cross shape as shown in FIG. As a result, the cores 32a and 32b are cut into two L-shaped bent cores 32a and 32b. At the tip of the bent portion of these L-shaped cores 32a, b,
end surfaces 35a exposed within the gap 40 and facing each other;
b is formed.

【0022】上記半導体電熱素子21は、上記光導波路
30を形成する前に、上記ギャップ40が形成される位
置に合わせてSi基板11の表面に部分的にn形または
p形ドーパントをドープすることにより形成される。電
熱素子21には、金属蒸着等によりSi基板11に形成
された配線22が接続されている。
In the semiconductor electric heating element 21, before the optical waveguide 30 is formed, the surface of the Si substrate 11 is partially doped with an n-type or p-type dopant in accordance with the position where the gap 40 is formed. formed by. The electric heating element 21 is connected to a wiring 22 formed on the Si substrate 11 by metal vapor deposition or the like.

【0023】この光スイッチは、図2において次のよう
に動作する。
This optical switch operates as follows in FIG.

【0024】電熱素子21に電流を流していないとき、
ギャップ40内は上記液体41で満たされた状態にある
。したがってこのとき、ギャップ40内の屈折率はコア
32a,bの屈折率と等しくなっているため、第1の入
力ポ−ト50より入射した光はギャップ40内をそのま
ま直進して第1の出力ポ−ト51に出力される。
[0024] When no current is flowing through the heating element 21,
The inside of the gap 40 is filled with the liquid 41. Therefore, at this time, since the refractive index within the gap 40 is equal to the refractive index of the cores 32a and 32b, the light incident from the first input port 50 goes straight through the gap 40 and reaches the first output. It is output to port 51.

【0025】電熱素子21に電流を流すと、ギャップ4
0内の液体41は加熱されて気化し、ギャップ40内は
気体のみとなる。このときギャップ40内の屈折率はコ
ア32aのそれよりも小さくなっているので、第1の入
力ポ−ト50より入射した光はギャップ40内に露出し
たコア32aの屈曲部端面35aで全反射して第2の出
力ポ−ト52に出力が切り替わる。
When a current is passed through the heating element 21, the gap 4
The liquid 41 in the gap 40 is heated and vaporized, leaving only gas in the gap 40. At this time, since the refractive index within the gap 40 is smaller than that of the core 32a, the light incident from the first input port 50 is totally reflected at the bent end surface 35a of the core 32a exposed within the gap 40. The output is then switched to the second output port 52.

【0026】電熱素子21の通電を停止すると、ギャッ
プ40内の温度が下がって気体が凝結するため、ギャッ
プ40内は再び上記液体41で満たされることになり、
上記入射光は直進して第1の出力ポ−ト51に出力が切
り替わる。
When the electric heating element 21 is de-energized, the temperature in the gap 40 decreases and the gas condenses, so the gap 40 is filled with the liquid 41 again.
The incident light goes straight and the output is switched to the first output port 51.

【0027】同様に、第2の入力ポ−ト53からの入射
光は、電熱素子21に電流を流していないときには直進
して第2の出力ポ−ト52に出力され、電流を流してい
るときにはギャップ40内に露出したコア32bの屈曲
部端面35bで全反射して第1の出力ポ−ト51に出力
される。
Similarly, the incident light from the second input port 53, when no current is flowing through the heating element 21, goes straight and is output to the second output port 52, and when no current is flowing through the heating element 21, Sometimes, the light is totally reflected by the bent end face 35b of the core 32b exposed in the gap 40 and is output to the first output port 51.

【0028】以上の光スイッチング動作において、電熱
素子21がギャップ40の直下に設けられているので、
ギャップ40内の液体41は下側から加熱され、ギャッ
プ底部から最初に気化が始まる。そして気体の上昇によ
ってギャップ40内の液体41は押し上げられ、速やか
にギャップ40内から排出される。したがって本実施例
に示す光スイッチの動作は、従来のスイッチと比べては
るかに高効率、高速、確実におこなわれる。
In the above optical switching operation, since the electric heating element 21 is provided directly under the gap 40,
The liquid 41 in the gap 40 is heated from below, and vaporization starts from the bottom of the gap first. The liquid 41 within the gap 40 is pushed up by the rise of the gas, and is quickly discharged from the gap 40. Therefore, the operation of the optical switch shown in this embodiment is much more efficient, faster, and more reliable than conventional switches.

【0029】[実施例2]図3に、光スイッチマトリッ
クスとドライブ回路を集積化した例を示す。
[Embodiment 2] FIG. 3 shows an example in which an optical switch matrix and a drive circuit are integrated.

【0030】Si基板上には、コア32を格子状に形成
した光導波路が形成されている。コア32の各格子点3
4の位置に上記ギャップ40並びに上記半導体電熱素子
21を配設することにより、多数の光スイッチ80がマ
トリックス状に形成されている。光スイッチマトリック
スの上面は光導波路のコア32と屈折率が等しい液体で
満たされており、この液体でギャップ40内が満たされ
るようになっている。個々の光スイッチ80は図1及び
2と同様の構造を有している。
An optical waveguide with cores 32 formed in a lattice shape is formed on the Si substrate. Each grid point 3 of the core 32
By arranging the gap 40 and the semiconductor heating element 21 at position 4, a large number of optical switches 80 are formed in a matrix. The upper surface of the optical switch matrix is filled with a liquid having the same refractive index as the core 32 of the optical waveguide, so that the gap 40 is filled with this liquid. Each optical switch 80 has a structure similar to that of FIGS. 1 and 2.

【0031】光スイッチ80の近傍には、これらを別々
にドライブするトランジスタ70が配設されている。光
スイッチマトリックスの周辺には、コントロ−ル信号7
2に従って、トランジスタ70を介して光スイッチ80
を制御するスイッチ制御回路71が配置されている。こ
れらトランジスタ70並びにスイッチ制御回路71は、
半導体電熱素子21と共に一般的な集積回路技術によっ
てSi基板上に形成される。光スイッチ80の半導体電
熱素子21は定電流駆動される。光スイッチドライブ用
の電源ライン90は、すべての光スイッチ80とトラン
ジスタ70に接続されている。
A transistor 70 is arranged near the optical switch 80 to drive these separately. A control signal 7 is placed around the optical switch matrix.
2, the optical switch 80 via the transistor 70
A switch control circuit 71 is arranged to control the. These transistors 70 and switch control circuit 71 are
Together with the semiconductor heating element 21, it is formed on a Si substrate by common integrated circuit technology. The semiconductor heating element 21 of the optical switch 80 is driven with a constant current. A power supply line 90 for optical switch drive is connected to all optical switches 80 and transistors 70.

【0032】Si基板11上には、通常の集積回路技術
によってトランジスタ70等の機能部品を容易に形成す
ることができるため、多数の光スイッチ80をマトリッ
クス状に配置して各々の半導体電熱素子21の駆動回路
を同一基板上に搭載することにより、高集積化を達成す
ることができる。上記実施例1で説明したように個々の
光スイッチ80の動作は高速且つ確実であり、この集積
光スイッチは極めて高性能なものである。さらに、半導
体電熱素子21は、抵抗値の温度係数が負であるため、
電熱素子21を定電流駆動することにより電熱素子21
の発熱時の温度は自動的に安定するので、温度安定化の
ための回路を必要としない。
Since functional components such as the transistor 70 can be easily formed on the Si substrate 11 using ordinary integrated circuit technology, a large number of optical switches 80 are arranged in a matrix to connect each semiconductor heating element 21. By mounting two drive circuits on the same substrate, high integration can be achieved. As explained in the first embodiment, the operation of each individual optical switch 80 is fast and reliable, and this integrated optical switch has extremely high performance. Furthermore, since the semiconductor heating element 21 has a negative temperature coefficient of resistance,
By driving the electric heating element 21 with a constant current, the electric heating element 21
Since the temperature during heat generation is automatically stabilized, there is no need for a circuit for temperature stabilization.

【0033】[0033]

【発明の効果】以上要するに、本発明によれば高効率、
高速で、動作の確実な光スイッチが実現でき、更に、高
集積の光スイッチを容易に構成することができる。
[Effects of the Invention] In summary, according to the present invention, high efficiency,
A high-speed, reliable optical switch can be realized, and a highly integrated optical switch can be easily constructed.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】本発明に係る光スイッチの一実施例を示す図で
あり、(a)は縦断面図、(b)は(a)のI −I 
線断面図である。
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of an optical switch according to the present invention, in which (a) is a longitudinal cross-sectional view, and (b) is an I-I diagram of (a).
FIG.

【図2】図1に示す光スイッチの平面図である。FIG. 2 is a plan view of the optical switch shown in FIG. 1.

【図3】本発明の他の実施例を示す平面図である。FIG. 3 is a plan view showing another embodiment of the present invention.

【図4】従来の光スイッチを示す図であり、(a)は縦
断面図、(b)は(a)のIV−IV線断面図である。
FIG. 4 is a diagram showing a conventional optical switch, in which (a) is a longitudinal cross-sectional view, and (b) is a cross-sectional view taken along the line IV-IV in (a).

【図5】図4に示す光スイッチの平面図である。FIG. 5 is a plan view of the optical switch shown in FIG. 4.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11  Si基板 21  半導体電熱素子 30  光導波路 31  クラッド 32  コア 34  格子点 40  ギャップ 41  液体 11 Si substrate 21 Semiconductor heating element 30 Optical waveguide 31 Clad 32 core 34 Lattice points 40 Gap 41 Liquid

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  Si基板上に形成され光の伝搬するコ
アがそれよりも低屈折率のクラッドで覆われて成る光導
波路と、上記コアの途中に形成され屈折率がコアのそれ
と略等しい液体を挟み込むギャップと、上記Si基板の
表面に形成され上記ギャップ内の液体を加熱する半導体
電熱素子とを備え、加熱によってギャップ内の液体を気
化させたり、気化した液体を加熱を止めて凝結させたり
してギャップ内の屈折率を変化させることにより上記光
導波路内の光の進行方向を制御するように構成したこと
を特徴とする光スイッチ。
1. An optical waveguide comprising a core formed on a Si substrate through which light propagates is covered with a cladding having a lower refractive index than the core, and a liquid formed in the middle of the core and having a refractive index substantially equal to that of the core. and a semiconductor electric heating element that is formed on the surface of the Si substrate and heats the liquid in the gap, and can vaporize the liquid in the gap by heating or condense the vaporized liquid by stopping the heating. An optical switch characterized in that the optical switch is configured to control the traveling direction of light within the optical waveguide by changing the refractive index within the gap.
【請求項2】  上記電熱素子がn形またはp形ドーパ
ントを上記Si基板に部分的に添加することによって形
成されていることを特徴とする請求項1記載の光スイッ
チ。
2. The optical switch according to claim 1, wherein said electric heating element is formed by partially doping said Si substrate with an n-type or p-type dopant.
【請求項3】  上記電熱素子が定電流駆動されること
を特徴とする請求項1又は2記載の光スイッチ。
3. The optical switch according to claim 1, wherein the electric heating element is driven with a constant current.
【請求項4】  上記光導波路のコアが格子状に形成さ
れ、該コアの各格子点位置に、上記ギャップ並びに上記
電熱素子が配設されていることを特徴とする請求項1乃
至3に記載の光スイッチ。
4. The core of the optical waveguide is formed in a lattice shape, and the gap and the electric heating element are provided at each lattice point position of the core. light switch.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2375431A (en) * 2001-05-10 2002-11-13 Bookham Technology Plc Device with integrated semiconductor temperature sensor and/or localised heater

Cited By (2)

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GB2375431B (en) * 2001-05-10 2003-11-05 Bookham Technology Plc Method and device for balancing temperature

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