JPH0488323A - 導波型光スイッチの製造方法 - 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、光スィッチの製造方法に関する。より詳細に
は、本発明は、光通信の光伝送路の切り替え等に使用さ
れる導波型光スイッチの新規な製造方法に関する。

従来の技術 各種の光回路において最も頻繁に使用されるデバイスの
ひとつに、光の伝播経路を切り換える光スィッチがある
。光スィッチは、機械的スイッチと電気的スイッチとに
大別されるが、特に電気光学効果を利用した電気的スイ
ッチは、動作が高速であり、また、機械的に動作する構
成要素が無いことから保守が容易であり、徐々にその利
用範囲が拡大している。

第３図は、上述のような電気光学効果と光導波路の方向
性結合とを利用した導波型光スイッチの典型的な構成例
を示す図である。

同図に示すように、この光スィッチは、基板３１上に形
成された１対の光導波路３２ａおよび３２ｂと、この光
導波路３２ａ、３２ｂの一部を覆うように形成された１
対の電極３３ａ、３３ｂとから構成されている。光導波
路３２ａ、３２ｂは、その両端部近傍においては、互い
に離隔して実質的に平行に配置されているが、中央付近
の特定の長さの区間りのみ、互いに近接して配置されて
いる。また、電極３３ａ１３３ｂは、この区間りの光導
波路３２　ａ　、　３２　ｂの直上にそれぞれ形成され
ている。

ここで、区間りにおける光導波路３２ａ、３２ｂの配置
は、電極３３ａ、３３ｂに電圧を印加してこの区間Ａに
電界が印加された場合、または、電界が印加されていな
い場合の何れかのときに、区間りにおける光導波路３２
および３３が完全結合長かその整数倍の長さになるよう
に設定されている。従って、例えば、第３図において、
光導波路３２ａの紙面上での上方を入射端とし、通常は
、光導波路３２ｂの他端から出力されている光が、電極
３３ａ、３３ｂに電界を印加した状態では、光導波路３
２ａの出射端から出力されるようになる。

このように、電気光学効果を利用した光スィッチは、機
械的な動作を一切伴わずに光の導波経路を切り換えるこ
とができる。

以上のような導波型光スイッチは以下のような工程で作
製される。

まず、誘電体の基板３１上に導波路３２ａ、３２ｂのパ
ターンに則したＴ１等の薄膜を形成した後、これを基板
３１中に拡散させる。こうして作製された１対の導波路
３２ａ、３２ｂの端面を光学研磨した後、導波路３２ａ
、３２ｂの近接区間り上に電極３３ａ、３３ｂを作成す
る。

発明が解決しようとする課題 上述のようにして作製された導波型光スイッチは、一般
に、製品毎にスイッチング電圧が異なっていることが知
られている。

即ち、導波型光スイッチにおけるスイッチング電圧を決
定するパラメータは非常に多枝にわたっている。代表的
なものだけでも、光導波路の径方向の寸法、近接区間の
長さおよび間隔、電極の寸法、電極と光導波路との相対
位置等が挙げられる。

実際のプロセスのばらつき、例えば、Ｔｉ膜厚の違い、
電極と導波路との位置合わせ精度等により、上記した様
々なパラメータが微妙に変化して、同一の基板材料、導
波路の形状および寸法、導波路材料の拡散条件、電極の
寸法等によって光スィッチを製造しても、各光スィッチ
のスイッチング電圧のばらつきを避けることはできない
。

このため、導波型光スイッチを使用する場合は、各光ス
イツチ毎に特性を測定して使用する必要がある。また、
複数の光スィッチを使用したシステムを構築する場合は
、光スイツチ毎に異なるスイッチング電圧を供給する電
源が必要になり、非常に扱い難いという問題がある。

そこで、本発明は、上記従来技術の問題点を解決し、一
定のスイッチング電圧で動作する光スィッチを安定に供
給することができるような新規な光スィッチの製造方法
を提供することをその目的としている。

課題を解決するための手段 即ち、本発明に従うと、基板上に形成された第１光導波
路と、該第１光導波路に対して所定の区間のみ近接して
配置された第２光導波路と、該第１および第２の光導波
路の近接区間に対して電界を印加することができるよう
に配置された１対の電極とを具備し、該電極に対する印
加電圧の投入または遮断によって該第１光導波路の一端
から入力した導波光が、該第１光導波路の他端または該
第２光導波路の一端から選択的に出力されるように構成
された導波型光スイッチを製造する方法であって、該基
板上に該第１および第２の光導波路と該電極とを形成し
た後、該光スィッチのスイッチング電圧が予め決定され
た所定の電圧となるように、該電極をトリミングする工
程を含むことを特徴とする導波型光スイッチの製造方法
が提供される。

作用 本発明に係る導波型光スイッチの製造方法は、製造した
光スィッチが予め決定された特定のスイッチング電圧で
動作するように調整する工程を含むことをその主要な特
徴としている。

即ち、導波型光スイッチにおけるスイッチング電圧に密
接に関係するパラメータとして、光導波路の近接区間上
に形成される１対の電極の電極長が挙げられる。即ち、
一般に、特定の光導波路に装荷された電極長が長い程、
スイッチング電圧は低下することが知られている。そこ
で、電極の製造工程においては、所望のスイッチング電
圧を実現し得る電極長よりも充分に長い電極を装荷し、
光スィッチとして完成した後に、その光スィッチの動作
を確認しながら電極をトリミングすることによって、所
望のスイッチング電圧で動作する導波型光スイッチを安
定に製造することができる。

尚、電極のトリミングは、実際にはレーザ加工等によっ
て非常に精密に行うことができる。従って、光スィッチ
に実際に光を注入してスイッチング電圧を確認しながら
、例えば５０μｍ単位で電極長を短縮することによって
、実質的にスイッチング電圧にばらつきの無い光スィッ
チを再現性良く供給することができる。

以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが
、以下の開示は本発明の一実施例に過ぎず、本発明の技
術的範囲を何ら限定するものではない。

実施例 第１図は、本発明に係る光スィッチの製造方法における
特徴的な工程を実施する手段の構成を模式的に示す図で
ある。

同図に示すように、この装置は、光スィッチ１７を搭載
するＸ−Ｙステージ１５と、Ｘ−Ｙステージ１５上に搭
載された光スィッチ１７に電力を供給する電源１６と、
Ｘ−Ｙステージ１５上での光スィッチ１７の動作をモニ
タする手段と、Ｘ−Ｙステージ上の光スィッチ１７の電
極を加工する手段とから主に構成されている。

Ｘ−Ｙステージ上の光スィッチ１７の動作をモニタする
手段は、光源１３と光源１３の出射する光を光スィッチ
１７に導くための光ファイバ１４からなる光注入手段と
、光スィッチ１７の出射側端面を拡大して撮影する拡大
レンズ１８およびカメラ１９と、カメラ１９の撮影した
映像を監視するためのモニタ２０とから構成されている
。

また、加工手段は、レーザ装置１１と、レーザ装置１１
の発生するレーザビームを収束させるための集光レンー
ズ１２とから構成されており、ｘ−Ｙステージ１５を操
作することにより、光スイツチ１７上の電極を任意に加
工することができる。

第２図は、ある導波型光スイッチにおける電極長とスイ
ッチング電圧との関係を示すグラフである。

同図に示すように、導波型光スイッチにおいては、一般
に、電極長が短くなる程スイッチング電圧が高くなる。

従って、複数の光スィッチを作製した後そのロフトの光
スィッチのスイッチング電圧を測定し、最も高いスイッ
チング電圧を基準にして他の光スィッチの電極長を短縮
することによって、全ての光スィッチのスイッチング電
圧を統一することができる。

即ち、通常の方法によって作製された光スィッチを第１
図に示した装置のＸ−Ｙステージ１７上に搭載し、光源
１３から発生した光を注入しながらモニタにより注入光
のａ射ポートを確認する。続いて、印加電圧を確認しな
がら、電源１６により光スィッチに電圧を印加し、光ス
ィッチ１７のスイッチング電圧を測定する。ここで、ス
イッチング電圧が所望のスイッチング電圧よりも低い場
合は、レーザ装置１１により、光スィッチ１７の電極を
短縮した後、再びスイッチング電圧を測定する。このよ
うな操作を繰り返すことにより、光スィッチ１７のスイ
ッチング電圧を所望の電圧とすることができる。尚、ト
リミング工程において、本実施例では光スィッチを動作
させたが、実際には光スィッチを固定してレーザビーム
を走査してもよい。

作製例 本発明に係る光スィッチの製造方法に従って実際に光ス
ィッチを作製した。

基板としてＬ＋ＮｂＯ３基板を使用し、まず、基板上に
犀さ７００人のＴｉ膜を所定のパターンに従って形成し
た後、１０３５℃で８時間の熱拡散処理に付した。以上
のような工程により、間隔５μｍ１実質結合長１５ｍｍ
の近接区間を有する光導波路を搭載した基板を５０枚作
製した。続いて、各光導波路の近接区間上に、電極長１
２ｍｍの電極を装荷した。

以上のようにして得られた５０枚の試料について各々の
スイッチング電圧を測定したところ、４７枚の光スィッ
チのスイッチング電圧が６．２Ｖ〜７，８Ｖの範囲に分
布していた。

そこで、この４７枚の光スィッチのスイッチング電圧が
、全て８．ＯＶとなるように電極長をトリミングするこ
とを決定した。

第１図に示したような装置を使用して、各光スィッチの
一端から波長１．３μｍのＴＭ光を注入する一方出射光
をモニターしてスイッチング電圧を実際に確認しながら
、１０μｍφのレーザー光により電極長を５０μｍずつ
トリミングした。このような工程により、全ての試料の
スイッチング電圧を８．０Ｖ±０．１Ｖの範囲内とする
ことができた。

発明の詳細 な説明したように、本発明に係る製造方法によれば、ス
イッチング電圧のそろった導波型光スイッチを安定に供
給することができる。従って、導波型光スイッチを使用
する際に光スイツチ毎にスイッチング電圧を測定したり
、複数の導波型光スイッチを使用する際に、光スイツチ
毎にスイッチング電圧を供給する回路を用意する必要が
なくなり、導波型光スイッチの利用が簡便になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る光スィッチの製造方法における
特徴的な工程を実施する手段の構成を模式的に示す図で
あり、 第２図は、導波型光スイッチにおける電極長とスイッチ
ング電圧との関係を示すグラフであり、第３図は、導波
型光スイッチの典型的な構成を示す図である。 〔主な参照番号〕 １１・・・レーザ装置、 １３・・・光源、 １５・・・ｘ−ｙステージ、 １７・・・光スィッチ、 １９・・・カメラ、 ３１・・・基板、 ３２ａ１３２ｂ・・ ３３ａ、　３３ｂ　−− ・光導波路、 ・電極 １２・ １４・ １６・ １８・ ２０・ ・集光レンズ、 ・光ファイバ、 ・電源、 ・拡大レンズ、 ・モニタ、

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 基板上に形成された第１光導波路と、該第１光導波路に
   対して所定の区間のみ近接して配置された第２光導波路
   と、該第１および第２の光導波路の近接区間に対して電
   界を印加することができるように配置された１対の電極
   とを具備し、該電極に対する印加電圧の投入または遮断
   によって該第１光導波路の一端から入力した導波光が、
   該第１光導波路の他端または該第２光導波路の一端から
   選択的に出力されるように構成された導波型光スイッチ
   を製造する方法であって、 該基板上に該第１および第２の光導波路と該電極とを形
   成した後、該光スイッチのスイッチング電圧が予め決定
   された所定の電圧となるように、該電極をトリミングす
   る工程を含むことを特徴とする導波型光スイッチの製造
   方法。