JPH0553157A - 光制御デバイス - Google Patents

光制御デバイス

Info

Publication number
JPH0553157A
JPH0553157A JP21701491A JP21701491A JPH0553157A JP H0553157 A JPH0553157 A JP H0553157A JP 21701491 A JP21701491 A JP 21701491A JP 21701491 A JP21701491 A JP 21701491A JP H0553157 A JPH0553157 A JP H0553157A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
optical
directional coupler
substrate
control device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP21701491A
Other languages
English (en)
Inventor
Hisao Kawashima
比佐夫 川島
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.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP21701491A priority Critical patent/JPH0553157A/ja
Publication of JPH0553157A publication Critical patent/JPH0553157A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL 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
    • G02F1/00Devices 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
    • G02F1/29Devices 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
    • G02F1/31Digital deflection, i.e. optical switching
    • G02F1/313Digital deflection, i.e. optical switching in an optical waveguide structure
    • G02F1/3132Digital deflection, i.e. optical switching in an optical waveguide structure of directional coupler type

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Integrated Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光出力ポートのクロストーク特性の改善を図
る。 【構成】 Zカット、LiNbO3 結晶の基板30の左
側端部には光入力ポート31が設けられており、この光
入力ポート31は光導波路32と接続されている。光入
力ポート31から入射した光は光を分配するための方向
性結合器33を介して2つの光導波路32、34にわか
れる。この光導波路32、34は、クロストーク改善の
ために設けられた方向性結合器35、36にそれぞれ接
続されている。この方向性結合器35、36の光出射側
の4本の光導波路32、34、37、38の内、光導波
路37、38が光出力ポート39、40にそれぞれ接続
されている。方向性結合器33、35、36のそれぞれ
の上部には電極42、43、44が形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光通信、光計測分野に
おいて、光波の分岐、切換等を行う光制御デバイスに係
わり、特に電気光学効果を有する基板に形成された光導
波路を用いて光制御を行う導波路形の光制御デバイスに
関する。
【0002】
【従来の技術】近時、光ファイバを用いた光通信システ
ムの実用化が進むにつれ、さらに、大容量、多機能を持
つ高度なシステムが求められている。その中で、光伝送
路の切換や、ネットワークの交換機能を得る手段とし
て、光スイッチが提案されている。従来、この光スイッ
チは、機械的スイッチングによるものと非機械的スイッ
チングによるものとに分けられるが前者はプリズム、ミ
ラー、ファイバ等を機械的に移動させることで、光路の
切換を行っている。しかしながら、この構成は光切換速
度が遅いとか、信頼性が不十分で、さらに形状が大きい
等の問題を有していたため、マトリックス化するには、
不適であった。
【0003】そこで、これを解決する手段として、開発
が進められているのが、電気光学効果を持つ基板上に形
成した光導波路を用いた光スイッチである。この光スイ
ッチは、特に、高速応答可能、多素子の集積化が可能等
の特徴がある。その中で、ニオブ酸リチウム(LiNb
3 )基板にチタン(Ti)金属を拡散して形成した導
波路型光制御デバイスは、従来から研究が盛んに行わ
れ、方向性結合器形光スイッチ、マッハツェンダ形変調
器等の基本素子構造を集積化して、さまざまな機能のも
のが報告されている(LARS THYLEN,IEEEJ. Lightwave T
echnol. VOL.6,No.6, PP. 847-861, 1888)。
【0004】その1つとして、図4に示すように、方向
性結合器1〜7を複数個集積して、1つの光入力ポート
8より入射した光を、複数個ある光出力ポート9〜16
の内、所望の光出力ポートから出力させることを可能と
する1×N光スイッチ(1入力・N出力間における切
換)が提案されている。なお、図4に示すものは1×8
光スイッチの例を示す。また、SiO2 膜17が形成さ
れた基板18上には複数の光導波路19〜26が設けら
れている。また、電極27は方向性結合器1の上部に、
電極28は方向性結合器2、3の上部に、電極29は方
向性結合器4〜7の上部にそれぞれ形成されている。
【0005】このような1×N光スイッチを、通常の光
伝送路中に挿入して使用する場合、入射偏光に対する特
性安定形を確保することは、大きな課題となる。
【0006】その対策の1つとして、LiNbO3 基板
にTiを拡散して形成する方向性結合器形光スイッチを
用いる場合、図5に示すような、方向性結合器の光導波
路幅、光導波路ギャップ、Ti拡散条件に対して、各偏
光に対する完全結合長が一致するTi拡散量を適当に選
ぶことによって、偏光無依存性を持つ方向性結合器を実
現する方法がある。なお、図5において点線はTEモー
ド、実線はTMモードを示す。すなわち、そのような条
件を用いれば、理論的には、電圧無印加時には、入射偏
光によらず方向性結合器を形成する2本の光導波路の一
方より入射した光は、完全にもう一方の光導波路より出
射させることができることになる。一方、入射偏光によ
らず光をもう一方の光導波路より出射させるためには、
適当な電圧を印加することによって達成することができ
る。従来、図4に示す1×N光スイッチは、このような
方向性結合器をN−1個ツリー状に多段接続して形成し
ていた。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】従来、図5に示すよう
な適切なTi拡散量を用いて、偏光依存性のない方向性
結合器形光スイッチを製造する場合、LiNbO3 結晶
の均一性を確保すると共に、Ti膜厚、Tiパターンニ
ング精度、拡散温度、時間、拡散雰囲気等のプロセス
を、高精度で制御しなければならない。しかしながら、
現実としては、製造状のばらつきにより電圧無印加時に
は、入射光の一部が、光入射側の光導波路出力ポートよ
り出射してしまうことが避けられず、安定したクロスト
ークが得られないという問題があった。
【0008】本発明の目的は上述した問題に鑑みなされ
たもので、光出力ポートのクロストーク特性の改善を図
った光制御デバイスを提供するにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
電気光学効果を有する基板と、この基板上に形成された
光導波路と、この光導波路の光入射側および光出射側に
設けられた光入、出力ポートと、前記した光導波路が互
いに近接した部分に設けられかつ光を分配するための方
向性結合器と、この方向性結合器の上部に設けられた電
極とを備えた光制御デバイスにおいて、前記した方向性
結合器と光出力ポート間にさらに方向性結合器を設けた
構成としたものである。
【0010】請求項2記載の発明は、基板をZカットL
iNbO3 結晶基板により形成したことを特徴とする。
【0011】
【作用】このように本発明によれば、光を分配するため
の方向性結合器と光出力ポート間に方向性結合器を追加
したことにより、光分配のための方向性結合器のクロス
トークによらず、安定したクロストークを得ることが可
能となる。
【0012】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。
【0013】図1は本発明に係わる光制御デバイスの一
実施例を示す概略平面図である。本光制御デバイスは1
×2の光スイッチを示す。Zカット、LiNbO3 結晶
の基板30の左側端部には光入力ポート31が設けられ
ていると共にこの光入力ポート31は、光導波路32の
左側端部と接続されており、光入力ポート31から入射
した光は光を分配するための方向性結合器33を介して
2つの光導波路32、34にわかれるようになってい
る。この光導波路32、34は、クロストーク改善のた
めに設けられた方向性結合器35、36にそれぞれ接続
されている。この方向性結合器35、36の光出射側の
4本の光導波路32、34、37、38の内、光導波路
37、38が基板30の右側端部に設けられた光出力ポ
ート39、40とそれぞれ接続されている。
【0014】次に、本光スイッチの製造方法を説明す
る。本光スイッチの製造方法は、まずZカット、LiN
bO3 結晶の基板30上にTi膜を成膜し、フォトリソ
グラフィにより、Ti膜をパターンニングした後、エッ
チング、熱拡散して光導波路32、34、37、38お
よびそれらによって構成されている方向性結合器33、
35、36を形成する。なお、Ti膜厚は、図5に示し
たような、完全結合長が偏光によらず一致する条件を用
いた。次に、金属電極よるTM偏光の吸収を回避するた
めに、SiO2 膜41を成膜し、その上に、金属膜を成
膜して、フォトリソグラフィによりパターンニング、エ
ッチングを行い、方向性結合器33、35、36のそれ
ぞれの上部に電極42、43、44を形成した。そし
て、Zカット、LiNbO3 結晶の基板30を所定位置
で切断した後、光入、出力ポート31、39、40と接
続される光導波路端面部分を研磨して光ファイバを固着
した。
【0015】次に、本実施例の動作について説明する。
まず、光入力ポート31より入射した光は、方向性結合
器33に入射する。この方向性結合器33は、光出力ポ
ート39に光を出力させる場合には、電極42より電圧
を印加し、一方光出力ポート40から光を出射させる場
合には、電圧を印加しない。方向性結合器33の電極4
2に電圧を印加しない場合、殆どの光は、光出力ポート
40から出射される。しかしながら、入射偏光に対し
て、方向性結合器33の結合長が完全結合長に一致して
いない場合、その不一致の程度に応じて、光出力ポート
39からも光が出射してしまう。そこで、本実施例で
は、方向性結合器33と光出力ポート39間に方向性結
合器35を設けてあり、この方向性結合器35の電極4
3に電圧を印加すれば、方向性結合器33の電圧無印加
時に光出力ポート39より出射してしまう漏話光を、光
ファイバの接続されていない光導波路32から出射させ
ることができ、十分なクロストークを得ることができ
る。
【0016】今、その効果を示す図として図2を用い、
図3に示す1×2光スイッチの従来例と本実施例におけ
る光出力ポートのクロストーク特性を示す。図2におい
て符号45が従来例のクロストークを示し、46が本実
施例のクロストークを示す。なお、図3において、基板
47の左側端部には1つの光入力ポート48が設けられ
ており、かつ基板47の右側端部には2つの光出力ポー
ト49、50が設けられている。また、基板47にはS
iO2 膜51が成膜されていると共に一対の光導波路5
2、53が形成されている。さらに方向性結合器54の
上には電極55が形成されている。
【0017】本実施例では、1×2光スイッチを示して
いるが、本発明は、1×N(N:正数)光スイッチに適
用可能であり、また、各光出力ポートに光を切り換える
ための方向性結合器は、光出力パワー上の制約がなけれ
ば、Y分岐を用いてもよい。さらに、本実施例では、電
気光学効果を持つ結晶基板としては、LiNbO3 を用
いたが、LiTaO3 をはじめとする電気光学効果を持
つ基板であれば適用可能である。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、電
気光学効果を有する基板と、この基板上に形成された光
導波路と、この光導波路の光入射側および光出射側に設
けられた光入、出力ポートと、前記した光導波路が互い
に近接した部分に設けられかつ光を分配するための方向
性結合器と、この方向性結合器の上部に設けられた電極
とを備えた光制御デバイスにおいて、前記した方向性結
合器と光出力ポート間にさらに方向性結合器を追加した
構成としたことにより、この方向性結合器の電極に電圧
を印加することにより、各光出力ポートから不必要な光
出力が出射するのを防止することができるので、光分配
のための方向性結合器クロストークによらず、常に安定
したクロストークを得ることができるという優れた効果
を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わる光制御デバイスの一実施例を示
す概略平面図である。
【図2】本発明と従来の1×2光スイッチのクロストー
ク特性結果を示す図である。
【図3】従来の1×2光スイッチの一例を示す概略平面
図である。
【図4】従来の1×8光スイッチの一例を示す概略平面
図である。
【図5】方向性結合器の偏光無依存条件を示す図であ
る。
【符号の説明】
30 基板 31 光入力ポート 32、34、37、38 光導波路 35、36 方向性結合器 39、40 光出力ポート 42〜44 電極

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電気光学効果を有する基板と、この基板
    上に形成された光導波路と、この光導波路の光入射側お
    よび光出射側に設けられた光入、出力ポートと、前記光
    導波路が互いに近接した部分に設けられかつ光を分配す
    るための方向性結合器と、この方向性結合器の上部に設
    けられた電極とを備えた光制御デバイスにおいて、前記
    方向性結合器と光出力ポート間にさらに方向性結合器を
    設けたことを特徴とする光制御デバイス。
  2. 【請求項2】 前記基板はZカットLiNbO3 結晶基
    板により形成したことを特徴とする請求項1記載の光制
    御デバイス。
JP21701491A 1991-08-28 1991-08-28 光制御デバイス Pending JPH0553157A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP21701491A JPH0553157A (ja) 1991-08-28 1991-08-28 光制御デバイス

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP21701491A JPH0553157A (ja) 1991-08-28 1991-08-28 光制御デバイス

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0553157A true JPH0553157A (ja) 1993-03-05

Family

ID=16697478

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP21701491A Pending JPH0553157A (ja) 1991-08-28 1991-08-28 光制御デバイス

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0553157A (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5591042A (en) * 1994-10-27 1997-01-07 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Connector assembly
US6250945B1 (en) 1999-06-16 2001-06-26 Yazaki Corporation Half-fitting prevention connector
WO2002044773A1 (fr) * 2000-12-01 2002-06-06 Fdk Corporation Demultiplexeur optique de longueurs d'onde
US7116859B2 (en) 2002-11-06 2006-10-03 Nippon Telegraph And Telephone Corporation Optical module and optical switch constituting the same
JP2010079082A (ja) * 2008-09-26 2010-04-08 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 多方路光スイッチ

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6076722A (ja) * 1983-10-04 1985-05-01 Nec Corp マトリクス光スイツチ
JPH01159614A (ja) * 1987-12-16 1989-06-22 Oki Electric Ind Co Ltd 導波型光スイッチ

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6076722A (ja) * 1983-10-04 1985-05-01 Nec Corp マトリクス光スイツチ
JPH01159614A (ja) * 1987-12-16 1989-06-22 Oki Electric Ind Co Ltd 導波型光スイッチ

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5591042A (en) * 1994-10-27 1997-01-07 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Connector assembly
US6250945B1 (en) 1999-06-16 2001-06-26 Yazaki Corporation Half-fitting prevention connector
WO2002044773A1 (fr) * 2000-12-01 2002-06-06 Fdk Corporation Demultiplexeur optique de longueurs d'onde
US7116859B2 (en) 2002-11-06 2006-10-03 Nippon Telegraph And Telephone Corporation Optical module and optical switch constituting the same
US7177495B2 (en) 2002-11-06 2007-02-13 Nippon Telegraph And Telephone Corporation Optical module and optical switch constituting the same
US7206473B2 (en) 2002-11-06 2007-04-17 Nippon Telegraph And Telephone Corporation Optical module and optical switch constituting the same
US7974502B2 (en) 2002-11-06 2011-07-05 Nippon Telegraph And Telephone Corporation Optical module and optical switch
JP2010079082A (ja) * 2008-09-26 2010-04-08 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 多方路光スイッチ

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3800594B2 (ja) 光変調器
JP2856880B2 (ja) 偏光無依存性光スイッチ/変調器及びその製造方法
US5148507A (en) Optical waveguide device with two predetermined wavelength, polarization independent, directional coupler switches
US20020159684A1 (en) Novel optical waveguide switch using cascaded mach-zehnder interferometers
JPH01248142A (ja) 光スイッチ
US20030165295A1 (en) Low-loss integrated optical coupler and optical switch
JP2932742B2 (ja) 導波路型光デバイス
JPH0553157A (ja) 光制御デバイス
JP2000028979A (ja) 偏波無依存光制御素子
US6968105B2 (en) Waveguide-type optical device and optical switch
JP5467414B2 (ja) 光機能導波路
JPH04172316A (ja) 導波型光制御デバイス
JP2613942B2 (ja) 導波路型光デバイス
JP2635986B2 (ja) 光導波路スイッチ
JP3164124B2 (ja) 光スイッチ
JP2903700B2 (ja) 導波路型光デバイス
JPH02262127A (ja) 導波路形光スイッチ
JPH01201628A (ja) 光スイッチ
JP2674284B2 (ja) 導波路型光デバイス
JP2848209B2 (ja) 導波路型n×n光スイッチ
JP2659787B2 (ja) 導波路形モード光選択器
JP2976608B2 (ja) 導波路形光スイッチ
JP2994082B2 (ja) 方向性結合器型光機能素子
JPH0820651B2 (ja) 光導波路スィッチ
JP3018621B2 (ja) 導波路形光制御器