JPH0576017B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0576017B2 JPH0576017B2 JP59188450A JP18845084A JPH0576017B2 JP H0576017 B2 JPH0576017 B2 JP H0576017B2 JP 59188450 A JP59188450 A JP 59188450A JP 18845084 A JP18845084 A JP 18845084A JP H0576017 B2 JPH0576017 B2 JP H0576017B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- waveguide region
- rectangular
- waveguide
- center
- refractive index
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 31
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 16
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 8
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 7
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 229910013641 LiNbO 3 Inorganic materials 0.000 description 3
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N lithium niobate Chemical compound [Li+].[O-][Nb](=O)=O GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
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
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は光回路素子に係り、特に、低電圧駆動
可能な光スイツチに関するものである。
可能な光スイツチに関するものである。
ニオブ酸リチウム（LiNbO3）のような電気光
学結晶上にチタン（Ti）薄膜よりなる導波路パ
ターンを形成し、次に、これに熱処理を行つて
Tiを結晶内に拡散せしめ屈折率が基板結晶より
増加した領域を作つたものが光導波路として使用
されている。
学結晶上にチタン（Ti）薄膜よりなる導波路パ
ターンを形成し、次に、これに熱処理を行つて
Tiを結晶内に拡散せしめ屈折率が基板結晶より
増加した領域を作つたものが光導波路として使用
されている。
この電気光学結晶に電界が加えられると屈折率
が変化することから、このような結晶基板上に形
成された光導波路を用いた光スイツチが実用化さ
れている。本発明者等は先に電気光学結晶に形成
した光スイツチで小型低電圧駆動が可能なことを
見出したが、〔特開昭59−093431光スイツチ〕光
回路素子の小型化、集積化のためにさらに低電圧
化が要求されている。
が変化することから、このような結晶基板上に形
成された光導波路を用いた光スイツチが実用化さ
れている。本発明者等は先に電気光学結晶に形成
した光スイツチで小型低電圧駆動が可能なことを
見出したが、〔特開昭59−093431光スイツチ〕光
回路素子の小型化、集積化のためにさらに低電圧
化が要求されている。
第３図は従来の導波路型光スイツチの構造を示
す平面図で、Ｚ板LiNbO3結晶の基板１上にTiを
結晶内に拡散せしめて、屈折率を基板結晶より大
きくされた長方形の導波域２とその両端に接続さ
れた２本の入射光導波路３，４および２本の出射
光導波路５，６が設けられ、さらに、長方形の導
波域２上の中央部に導波域２の長さ方向に細い電
極７と中央部の細い電極７と平行して導波域２の
外側に電極８，９が配置されている。
す平面図で、Ｚ板LiNbO3結晶の基板１上にTiを
結晶内に拡散せしめて、屈折率を基板結晶より大
きくされた長方形の導波域２とその両端に接続さ
れた２本の入射光導波路３，４および２本の出射
光導波路５，６が設けられ、さらに、長方形の導
波域２上の中央部に導波域２の長さ方向に細い電
極７と中央部の細い電極７と平行して導波域２の
外側に電極８，９が配置されている。
第４図は第３図のＸ−X′線における断面図で
あり、長方形の導波域２の上に設けられた電極７
と導波域２の外側に設けられた２つの電極８，９
の間に電圧が印加されると破線で示すような電気
力線10が生じ、この垂直成分により長方形の導波
域２の屈折率が変化する。従つて、電界の方向と
大きさを調整することによつて、入射光導波路４
からの入射光を出射光導波路５，６のいずれかに
選択的にスイツチングできる。なお、スイツチ作
用の原理は特開昭59−093431光スイツチに詳述さ
れているのでここでは省略する。
あり、長方形の導波域２の上に設けられた電極７
と導波域２の外側に設けられた２つの電極８，９
の間に電圧が印加されると破線で示すような電気
力線10が生じ、この垂直成分により長方形の導波
域２の屈折率が変化する。従つて、電界の方向と
大きさを調整することによつて、入射光導波路４
からの入射光を出射光導波路５，６のいずれかに
選択的にスイツチングできる。なお、スイツチ作
用の原理は特開昭59−093431光スイツチに詳述さ
れているのでここでは省略する。
上記従来の光スイツチにあつては、電気光学効
果を示す導波域の中で導波域に電界の垂直成分が
生ずるのは、導波域の中央部のみで、そのため、
必要なスイツチングを行うには素子を長くする
か、または、中央部の屈折率変化を大きくするた
めに印加電圧を高くせねばならないという問題が
あつた。
果を示す導波域の中で導波域に電界の垂直成分が
生ずるのは、導波域の中央部のみで、そのため、
必要なスイツチングを行うには素子を長くする
か、または、中央部の屈折率変化を大きくするた
めに印加電圧を高くせねばならないという問題が
あつた。
本発明は、上記問題点を解消した光スイツチを
提供するもので、電気光学結晶面に、両端にそれ
ぞれ２本の入射光導波路と出射光導波路を有する
長方形の導波域が配設され、かつ該導波域の中央
部に細い長方形電極と、該導波域の両側に一対の
長方形電極とが、それら長方形電極の長手方向を
該導波域の長手方向に揃え、かつ互いに平行に配
設されて成る電気光学結晶導波路型光スイツチに
おいて、上記導波域の両側の一対の長方形電極の
各々が少なくとも前記長方形の導波域の側辺部と
重なるように配設し、該導波域の中央部とその周
辺部での屈折率変化の符号を逆向きにすることに
より解決される。
提供するもので、電気光学結晶面に、両端にそれ
ぞれ２本の入射光導波路と出射光導波路を有する
長方形の導波域が配設され、かつ該導波域の中央
部に細い長方形電極と、該導波域の両側に一対の
長方形電極とが、それら長方形電極の長手方向を
該導波域の長手方向に揃え、かつ互いに平行に配
設されて成る電気光学結晶導波路型光スイツチに
おいて、上記導波域の両側の一対の長方形電極の
各々が少なくとも前記長方形の導波域の側辺部と
重なるように配設し、該導波域の中央部とその周
辺部での屈折率変化の符号を逆向きにすることに
より解決される。
上記光スイツチにおいては、導波域の中央部に
沿つて設けられた細い長方形電極と該導波域の両
側辺に被さる領域に設けられた一対の長方形電極
の間に電圧を印加することにより、非常に狭い間
に電界が集中する他に、中央と周辺部の両方で電
界が導波域を垂直に、しかも、逆方向にかかるた
め、導波域の屈折率変化の符号が、中央部と両周
辺部では逆になる。その結果、導波域の中央部に
パワーの集中する偶モードとその周辺部のパワー
の大きい奇モードの伝播定数の変化の符号が逆に
なり、両モードの伝播定数差が低電圧で大きく変
化するため、動作電圧が低下する。
沿つて設けられた細い長方形電極と該導波域の両
側辺に被さる領域に設けられた一対の長方形電極
の間に電圧を印加することにより、非常に狭い間
に電界が集中する他に、中央と周辺部の両方で電
界が導波域を垂直に、しかも、逆方向にかかるた
め、導波域の屈折率変化の符号が、中央部と両周
辺部では逆になる。その結果、導波域の中央部に
パワーの集中する偶モードとその周辺部のパワー
の大きい奇モードの伝播定数の変化の符号が逆に
なり、両モードの伝播定数差が低電圧で大きく変
化するため、動作電圧が低下する。
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に
説明する。
説明する。
第１図は本発明の一実施例である導波路型光ス
イツチの構造を示す平面図で、Ｚ板LiNbO3結晶
の基板１上にTiを結晶内に拡散しめて、屈折率
を基板結晶より大きくされた長方形の導波域２と
その両端に接続された２本の入射光導波路３，４
および２本の出射光導波路５，６が設けられ、さ
らに、長方形の導波域２上の中央部に細い長方形
電極７とその中央部の長方形電極７と平行して導
波域２の側辺部に被さるように一対の長方形電極
１８，１９が配置されている。
イツチの構造を示す平面図で、Ｚ板LiNbO3結晶
の基板１上にTiを結晶内に拡散しめて、屈折率
を基板結晶より大きくされた長方形の導波域２と
その両端に接続された２本の入射光導波路３，４
および２本の出射光導波路５，６が設けられ、さ
らに、長方形の導波域２上の中央部に細い長方形
電極７とその中央部の長方形電極７と平行して導
波域２の側辺部に被さるように一対の長方形電極
１８，１９が配置されている。
第２図は第１図のＸ−X′線における断面図で
あり、長方形の導波域２の上に設けられた細い長
方形電極７と導波域２の側辺部に設けられた２つ
の長方形電極１８，１９の間に電圧を印加すると
破線で示すような電気力線20が生じ、この垂直成
分により長方形の導波域２の屈折率が変化する。
あり、長方形の導波域２の上に設けられた細い長
方形電極７と導波域２の側辺部に設けられた２つ
の長方形電極１８，１９の間に電圧を印加すると
破線で示すような電気力線20が生じ、この垂直成
分により長方形の導波域２の屈折率が変化する。
ところが、導波域側辺部に被さるように長方形
電極１８，１９があるため、中央部の細い長方形
電極７の下の電界の方向と周辺部の一対の長方形
電極１８，１９の下の電界の方向は逆になつてい
る。そのため、従来の場合は、中央部の細い長方
形電極７の下しか屈折率変化に寄与しなかつた
が、本発明の構造では周辺部の一対の長方形電極
１８，１９の下の屈折率変化も寄与する。この屈
折率変化の符号は電界の方向が逆のため反対にな
り、スイツチング効果を高める方向に作用をす
る。
電極１８，１９があるため、中央部の細い長方形
電極７の下の電界の方向と周辺部の一対の長方形
電極１８，１９の下の電界の方向は逆になつてい
る。そのため、従来の場合は、中央部の細い長方
形電極７の下しか屈折率変化に寄与しなかつた
が、本発明の構造では周辺部の一対の長方形電極
１８，１９の下の屈折率変化も寄与する。この屈
折率変化の符号は電界の方向が逆のため反対にな
り、スイツチング効果を高める方向に作用をす
る。
その結果、入射光導波路４からの入射光を出射
光導波路５，６のいずれかに選択スイツチングす
るに際して、従来より低電圧で駆動できる。
光導波路５，６のいずれかに選択スイツチングす
るに際して、従来より低電圧で駆動できる。
以上説明したように本発明によれば、中央と周
辺部で導波域の屈折率変化の符号が、中央部と両
周辺部では逆になり、従来に比べて低電圧動作が
可能になるといつた効果がある。
辺部で導波域の屈折率変化の符号が、中央部と両
周辺部では逆になり、従来に比べて低電圧動作が
可能になるといつた効果がある。
第１図と第２図は本発明の一実施例である導波
路型光スイツチの構造を示す平面図と断面図、第
３図と第４図は従来の導波路型光スイツチの構造
を示す平面図と断面図である。 図において、１は基板、２は導波域、３，４は
入射光導波路、５，６は出射光導波路、７，８，
９，１８，１９は長方形電極、１０，２０は電気
力線、をそれぞれ示す。
路型光スイツチの構造を示す平面図と断面図、第
３図と第４図は従来の導波路型光スイツチの構造
を示す平面図と断面図である。 図において、１は基板、２は導波域、３，４は
入射光導波路、５，６は出射光導波路、７，８，
９，１８，１９は長方形電極、１０，２０は電気
力線、をそれぞれ示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 電気光学結晶面に、両端にそれぞれ２本の入
射光導波路３，４と出射光導波路５，６を有する
長方形の導波域２が配設され、かつ該導波域２の
中央部に細い長方形電極７と、該導波域２の両側
に一対の長方形電極１８，１９とが、それら長方
形電極７，１８，１９の長手方向を該導波域２に
長手方向の揃え、かつ互いに平行に配設されて成
る電気光学結晶導波路型光スイツチにおいて、 上記導波域２の両側の一対の長方形電極１８，
１９の各々が少なくとも前記長方形の導波域２の
側辺部と重なるように配設し、該導波域２の中央
部とその周辺部での屈折率変化の符号を逆向きに
したことを特徴とする導波路型光スイツチ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18845084A JPS6165223A (ja) | 1984-09-07 | 1984-09-07 | 導波路型光スイツチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18845084A JPS6165223A (ja) | 1984-09-07 | 1984-09-07 | 導波路型光スイツチ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6165223A JPS6165223A (ja) | 1986-04-03 |
| JPH0576017B2 true JPH0576017B2 (ja) | 1993-10-21 |
Family
ID=16223904
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18845084A Granted JPS6165223A (ja) | 1984-09-07 | 1984-09-07 | 導波路型光スイツチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6165223A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6326619A (ja) * | 1986-07-21 | 1988-02-04 | Oki Electric Ind Co Ltd | 導波形光波長フイルタ |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5396853A (en) * | 1977-01-31 | 1978-08-24 | Thomson Csf | Photoconductive wave instrument |
| JPS5993431A (ja) * | 1982-11-19 | 1984-05-29 | Fujitsu Ltd | 光スイツチ |
-
1984
- 1984-09-07 JP JP18845084A patent/JPS6165223A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5396853A (en) * | 1977-01-31 | 1978-08-24 | Thomson Csf | Photoconductive wave instrument |
| JPS5993431A (ja) * | 1982-11-19 | 1984-05-29 | Fujitsu Ltd | 光スイツチ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6165223A (ja) | 1986-04-03 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |